本发明专利技术涉及一种包括圆柱形器皿的气相反应物分配装置，圆柱形器皿包括底板以及由内壁和底板面限界的内部体积。器皿（４）设有用于检测器皿内部体积中的液体反应物液位的液体反应物液位传感器（２），并且设有用于检测器皿内部体积中的液体反应物温度的温度传感器（１，１１）。该器皿的底板具有设在其中并从底板的表面向下延伸的凹穴（３），并且液体反应物液位传感器（２）和温度传感器（１，１１）的下端位于该凹穴内。该分配装置可用于分配反应物，例如用于在半导体材料和器件制造中进行材料沉积的前体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及一种气相反应物分配装置，其可用于分配气相反应 物，例如用于在半导体材料和器件制造中的材料沉积的前体。分配 装置具有用于检测装置内部体积中的液体反应物液位的液体反应物 液位传感器，以及用于检测装置内部体积中的液体反应物的温度的 温度传感器。该装置的底板具有设在其中的从底板面向下延伸的凹 穴，而液体反应物液位传感器和温度传感器的下端定位在凹穴中。专利技术背景现代化学气相沉积和原子层沉积设备利用起泡器(bubbler)或安瓿 来将前体化学物输送到沉积室中。这些安瓿通过使载气经过液体前 体化学物容器并且与气体一起携带前体蒸气而工作。在多数情况下， 必需用一些装置加热安瓿，以便增加前体的蒸气压力并且因此增加 载气中化学物的量。重要的是，监控安瓿内部的液体前体化学物的 温度，以便控制蒸气压力。知道安瓿内部的液体前体化学物何时接近用完是重要的，这样 就可以在化学气相沉积或原子层沉积循环末期对其进行更换。如果 安瓿将在该循环的中间用干，则整批的晶片将损毁，造成数百万美 元的潜在损失。因此，希望在安瓿内部剩下尽可能少的液体前体化 学物，以便避免浪费贵重的液体前体化学物。随着前体化学物的成 本增加，浪费尽可能少的化学物变得更加重要。多数液体液位传感器具有数十英寸或更大的盲区，这在传感器 触发时在安瓿中留下太多的化学物(高达15%或更多)。存在着改进安 瓿设计的需要，以便降低液位传感器触发时的残佘液体前体化学物 的量。因为半导体制造过程典型地以批量处理的方式操作，所以， 对于组成材料由气化的源材料沉积在晶片衬底上而言，来自供应器 皿的未使用的反应物就成为源自半导体制造设备的全部浪费的 一 部分。在其中液体前体化学物是高成本的和贵重的情况下，液体前体 化学物的这种浪费对工艺制程的经济性有不利的影响，并且在废液 和其环境影响的处理方面表现出沉重的负担。美国专利No. 6,077,356公开了 一种类型的闭合器皿的液体反应 物分配组件，其中液体由来自加压气体器皿的封液管排放管进行分 配，并且其中液体液位可由向下延伸到器皿中并且恰好终止于其底 板低处的传感器来检测。器亚的底板具有集液池凹穴，其中设置了 封液管液体排^:管和液体液位传感器的下端。来自器亚的液体反应 物传给蒸发器，并且气化而形成流到化学气相沉积室中的源蒸气。在本领域中希望提供一种气相反应物分配装置和方法，其增加 了对装置内液体前体化学物的利用，并且相应地减少了它的浪费， 并且不需要额外的步骤和硬件，例如与化学气相沉积室流体连通的 现有技术的液体反应物分配器皿所要求的蒸发步骤和蒸发器。专利技术概述本专利技术涉及一种气相反应物分配装置，其包括 圓柱形闭合器皿，该器皿在其上端由可移动顶壁部件限界，并 且在其下端由底壁部件限界，以便在其中限定内部体积；底壁部件，其具有主底板面，该底板面在其中包含从主底板面 向下延伸的集液池凹穴，集液池凹穴在其下端由次底板面限界，并 且集液池凹穴的至少一部分居中地定位在底壁部件上，而集液池凹 穴的至少一部分非居中地定位在底壁部件上；温度传感器，其从器皿外部的上端延伸穿过顶壁部件的居中定 位部分，并且大体上垂直向下进入器皿的内部体积中，而到达居中 地定位在底壁部件上的集液池凹穴的那部分的下端，并且温度传感 器的下端设置成非干涉式地靠近集液池凹穴的次底板面；液体反应物液位传感器，其从器皿外部的上端延伸穿过顶壁部 件的非居中定位部分，并且大体上垂直向下进入器皿的内部体积中， 而到达非居中地定位在底壁部件上的集液池凹穴的那部分的下端， 并且液体反应物液位传感器的下端设置成非干涉式地靠近集液池凹穴的次底纟反面；和温度传感器，其可操作地设置在集液池凹穴内，以便测定器皿 内液体反应物的温度，液体反应物液位传感器可操作地设置在集液 池凹穴内，以j更测定器皿内液体反应物的液位，所述温度传感器和 液体反应物液位传感器设置成在集液池凹穴内非干涉式地相互靠 近，而温度传感器和液体反应物液位传感器在集液池凹穴内是以液 体反应物形成流体连通的。安瓿或器亚的内部构造具有小井或集液池凹穴，以^_液体反应 物液位传感器和温度传感器向下伸入其中。该集液池凹穴的截面积 远小于器皿或安瓿主体的截面积，这意味着在液体反应物液位传感 器断开(trip)时，残余的体积远小于将在安瓿的主体内的残余体积。 这有效地消除了在诸如超声波液位传感器或光学液位传感器等其它 液位传感器中固有的盲区。与现有技术的闭合器皿液体反应物分配组件相反，本专利技术的气 相反应物分配装置不需要用于从器皿中排放液体的封液管液体排放 管。另外，现有技术公开了在输送液体方面的井，而本专利技术设计成 用于输送气相反应物。而且，本专利技术将液体反应物液位传感器和温 度传感器一起结合在一个集液池凹穴内，因此使器皿的操作在本质 上更安全。如以上所指示的那样，集液池凹穴已经扩展到包括温度传感器， 例如热电偶套管和热电偶， -使得液体反应物液位传感器和温度传感 器均在同一水平上。这样，只要液体反应物液位传感器是湿的，则 温度传感器就是湿的。这是重要的安全考虑。如果温度传感器是干 的，而液体反应物液位传感器指示化学物还存在，那么这将导致将 安瓿加热到不安全的温度。本专利技术的安瓿设计确保了即使在液位传 感器指示安瓿应更换之后，温度传感器仍是湿的。典型地为不锈钢容器的安瓿输送在室温下是固体或液体的化学物的90%到99%。安瓿被加热，以便以蒸气形式输送化学物，并且 包括在其底板内的集液池凹穴，用于填充容器的装置，用于引入 气体而与气-液界面上方的液面上空间内的化学物蒸气混合的装置， 用于抽出气体和蒸气的所得混合物的装置，用于温度和液体反应物 液位测量的装置，和用于将它与环境隔离的装置。器皿或安瓿的特 征在于集液池凹穴的截面积远小于主体的截面积，并且它同时定^(立 温度传感器和液体反应物液位传感器，并且它的尺寸设置成使得这 些传感器总是浸没在液态或液化的化学物中，并且温度传感器和液 体反应物液位传感器定位成远离容器的壁并且更朝向其中心。温度 传感器居中地定位在器皿内，而液体反应物液位传感器非居中地定 位在器皿内。本专利技术还涉及一种以上介绍的气相反应物分配装置，其还包括 具有载气供应入口的顶壁部件的非居中定位部分； 从载气供应入口向上延伸并且从顶壁部件向外延伸的载气供应 管线，用于将载气输送到器亚的内部体积，载气供应管线包含设在 其中的载气流量控制阀，用于控制从中通过的载气的流量； 具有气相反应物输出口的顶壁部件的非居中定位部分；和 气相反应物排》欠管线，其从气相反应物输出口向上延伸并且乂人 顶壁部件向外延伸，用于将气相反应物从器皿的内部体积移除，气 相反应物排放管线包含设在其中的气相反应物流量控制阀，用于控 制从中通过的气相反应物的流量。本专利技术还涉及一种以上介绍的气相反应物分配装置，其还包括 选自化学气相沉积室和原子层沉积室的沉积室；将该装置连接到沉积室的气相反应物排放管线；可加热的基座，其包含在沉积室内，并且设置成与气相反应物排放管线形成接受的关系；和连接到沉积室上的流出物排放管线，使得气相反应物经过气相 反应物排放管线而进入沉积室中，用于与可加热的基座上的衬底接 触，而任何残余的流出物通过流出物排放管线排出。本专利技术进一步涉及一种用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气相反应物分配装置，包括： 圆柱形闭合器皿，所述器皿在其上端由可移动顶壁部件限界，并且在其下端由底壁部件限界，以便在其中限定内部体积； 所述底壁部件具有主底板面，所述主底板面在其中包含从所述主底板面向下延伸的集液池凹穴，所述集液池凹穴在其下端由次底板面限界，其中，所述集液池凹穴的至少一部分居中地定位在所述底壁部件上，而所述集液池凹穴的至少一部分非居中地定位在所述底壁部件上； 温度传感器，其从所述器皿外部的上端延伸穿过所述顶壁部件的居中定位部分并且大体上垂直地向下进入所述器皿的所述内部体积，而到达居中地定位在所述底壁部件上的所述集液池凹穴的那部分的下端，其中，所述温度传感器的下端设置成非干涉式地靠近所述集液池凹穴的所述次底板面； 液体反应物液位传感器，其从所述器皿外部的上端延伸穿过所述顶壁部件的非居中定位部分并且大体上垂直地向下进入所述器皿的所述内部体积，而到达非居中地定位在所述底壁部件上的所述集液池凹穴的那部分的下端，其中，所述液体反应物液位传感器的下端设置成非干涉式地靠近所述集液池凹穴的所述次底板面；以及 所述温度传感器可操作地设置在所述集液池凹穴内，以便测定所述器皿内液体反应物的温度，所述液体反应物液位传感器可操作地设置在所述集液池凹穴内，以便测定所述器皿内液体反应物的液位，所述温度传感器和液体反应物液位传感器在所述集液池凹穴内设置成非干涉式地相互靠近，并且所述温度传感器和液体反应物液位传感器在所述集液池凹穴内是以液体反应物形成流体连通的。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：DW彼得斯，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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