[发明专利]自动再填充安瓿及其使用方法

说明书

一种自动再填充安瓿及其使用方法。本文描述用于向处理腔室供应气体的设备和方法。所述设备包括与安瓿形成流体连通的入口管线、出口管线和填充管线。所描述的设备和使用方法容许在处理期间再填充前体安瓿，而无需拆下或更换安瓿及中断工艺。

技术领域

本公开案涉及用于处理腔室的气体输送系统。更具体地，本公开案的实施例是针对具有可热交换的安瓿的气体输送系统。

背景技术

众多半导体处理技术使用已存储/装运在安瓿中的前体或反应剂。所述的前体或反应剂可能为气体，但常见为固体或液体。由于众多沉积工艺或蚀刻工艺等是与基板表面的气相相互作用，因此必须蒸发或升华所述的前体或反应剂。

例如，典型的固态前体将通过使用载气或净化气体而升华。载气被送入含有固态前体的安瓿中。固态前体升华及与载气一同进入处理腔室。一旦安瓿中的前体水平已降至某一水平下，则必须更换安瓿以提供前体的新鲜供应。

用于与处理腔室一起使用的安瓿包含通常为固体或液体的前体材料。前体升华或蒸发，及充填安瓿的顶部空间。顶部空间中的前体浓度取决于安瓿内的前体的蒸汽压力和温度，及其它参数。流经安瓿的气体或液体将承载前体分子从顶部空间离开安瓿，从而导致安瓿内的前体量减少。蒸发冷却使得内容物温度降低，从而导致前体的蒸汽压力降低。当从安瓿中除去前体时，由于顶部空间中的前体较少，因此从安瓿流出的前体浓度降低。

因此，所述技术中需要用以在前体安瓿的顶部空间中维持前体量的设备和方法。

发明内容

本公开案的一或更多个实施例针对气体输送系统，所述系统包括安瓿、入口管线、充填管线和出口管线。入口管线与安瓿形成流体连通，且具有安瓿入口阀门以控制进入安瓿内的载气气流。充填管线与安瓿形成流体连通，且具有充填入口阀门以控制进入安瓿内的前体流。出口管线与安瓿形成流体连通，且具有安瓿出口阀门以控制离开安瓿的气流。

本公开案的额外实施例针对气体输送系统，所述系统包括机壳内的安瓿、入口管线、充填管线和出口管线。入口管线与安瓿形成流体连通，且具有安瓿入口阀门以控制进入安瓿内的载气气流。充填管线与安瓿形成流体连通，且具有充填入口阀门以控制进入安瓿内的前体流。充填管线与前体管线及净化气体管线形成流体连通。前体管线包括前体管线阀门以控制流经前体管线的前体流。出口管线与安瓿形成流体连通，且具有安瓿出口阀门以控制离开安瓿的气体流。

本公开案的更多实施例针对处理方法。提供安瓿，所述安瓿包含在初始温度下具有初始量的前体。通过安瓿提供载气气流，以便离开安瓿的所述载气包括前体分子。向安瓿提供前体再填充流，以在不中断载气的情况下将前体添加至安瓿。控制再填充流中的前体量和前体温度中一或更多参数，以便安瓿中的前体量和前体温度中一或更多参数近似于初始量或初始温度。

附图说明

为了实现并可详细理解本发明的示例性实施例，可通过参考在附图中图示的本发明实施例，对上文简述的本公开案进行更特定的描述。将了解，本文并不论述某些众所周知的工艺，以便不使本发明含义模糊。

图1图示依据本公开案的一或更多个实施例的安瓿的示意图；

图2图示安瓿中前体温度或局部压力与时间关系图；及

图3图示依据本公开案的一或更多个实施例的处理气体输送系统的示意图。

具体实施方式

本公开案的实施例提供用以在处理期间再填充或增加安瓿中的前体量的设备和方法。此外，前体的温度可增至规定水平。例如，前体温度在安瓿的使用期间下降。低温(约85℃至135℃)安瓿可能在使用期间降低约5-10℃的温度。可添加温暖(相对于安瓿)的前体供应以使安瓿中的整体前体温度升至预定水平(例如处理开始时的前体温度)。