CN118800694B - 蒸发输送装置、设备、控制方法和半导体器件 - Google Patents
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Abstract
一种蒸发输送装置、设备、控制方法和半导体器件,涉及设备技术领域,蒸发输送装置包括瓶身、瓶盖和防溅结构。瓶身具有槽腔;瓶盖扣在瓶身上并和槽腔的开口密封连接,瓶盖上设置有入流口和出流口;防溅结构位于槽腔内并设置在瓶盖的内壁上,防溅结构包括第一防溅部和第二防溅部。通过在蒸发输送装置中设置防溅结构,能够有效减少鼓泡破碎产生的颗粒物流入后端腔体的量;通过在设备中设置上述蒸发输送装置并使用设备控制方法,可以在不影响前驱体输送的前提下,有效减少进入设备反应腔的颗粒物量,保障了半导体的良好效果,获得性能更好的半导体器件。
Description
技术领域
本申请涉及半导体相关设备技术领域,特别涉及一种蒸发输送装置、设备、控制方法和半导体器件。
背景技术
在半导体器件相关领域,通过半导体制备,例如化学气相沉积和原子层沉积得到的薄膜因其优良性能,在集成电路中具有广泛地应用。为了保证集成电路上能够镀上一层层均匀的材料,这两种将一定温度和压力的前驱体气态源导入至反应室中,在基底发生化学反应形成薄膜。目前向腔室供应前驱体蒸气的方法包括将载气以鼓泡的形式将液体前驱体蒸气带出。鼓泡输送前驱体过程中产生的气泡易对输送气体质量产生关键影响,然而载气产生的气泡移动至液面处易炸裂造成颗粒物飞溅,飞溅的颗粒物可能会进入后端的设备的腔体并造成污染。目前已存在多种防溅罩设计,但是设计本身存在加工困难,堵塞气体通路,难以清洗等问题,效果并不理想。
发明内容
本申请提供一种蒸发输送装置、设备、控制方法和半导体器件,通过在蒸发输送装置中采用结构简易的防溅结构,在不影响前驱体输送的前提下,能够有效减少鼓泡破碎产生的颗粒物流入后端设备的腔体的量;通过在设备中设置上述蒸发输送装置,和/或使用一种设备控制方法,可以有效保障沉积在集成电路上的薄膜质量,进而制备出具有良好性能的半导体器件。
第一方面,本申请提供一种蒸发输送装置,包括瓶身、瓶盖和防溅结构。所述瓶身呈槽型结构,具有用于容纳前驱体液的槽腔;所述瓶盖扣在所述瓶身上并和所述槽腔的开口密封连接,所述瓶盖密封所述槽腔,所述瓶盖上设置有入流口和出流口;所述防溅结构位于所述槽腔内并设置在所述瓶盖的内壁上,所述防溅结构包括第一防溅部,所述第一防溅部将所述槽腔分隔为第一腔体和第二腔体,所述第一腔体位于所述第一防溅部和所述瓶盖之间,所述第二腔体位于所述第一防溅部背离所述瓶盖的一侧,所述第一腔体和所述第二腔体连通形成第一弯曲通道;所述防溅结构还包括第二防溅部,所述第二防溅部至少部分位于所述第一腔体内以将所述第一腔体分隔为第一子腔体和第二子腔体,所述第一子腔体和所述第二子腔体连通形成第二弯曲通道,所述第二腔体、所述第二子腔体、所述第一子腔体和所述出流口依次连通。
通过采用所述蒸发输送装置,载气从所述入流口进入前驱体液后可以形成鼓泡,所述鼓泡离开前驱体液后可以形成携带有前驱体分子的气体,所述气体至少一部分可以依次通过所述第二腔体、所述第二子腔体、所述第一子腔体和所述出流口进入后端设备的腔体中。一部分所述鼓泡可能会在离开前驱体液后破碎,则破碎产生的颗粒物可以至少部分存在于所述第二腔体中,即至少部分所述颗粒物可以被所述第一防溅部阻挡,以避免所述颗粒物通过所述第一弯曲通道从所述第二腔体流入所述第一腔体中;若有部分所述颗粒物可以通过所述第一弯曲通道流入所述第一腔体中,则破碎产生的颗粒物可以被所述第二防溅部阻挡,即所述颗粒物可以存在于所述第一腔体的所述第二子腔体中,可以使得所述颗粒物无法通过所述第二弯曲通道,以避免所述颗粒物进一步从所述第二子腔体进入所述第一子腔体中,最终可以显著地减少鼓泡破碎产生的颗粒物通过所述出流口流入后端设备的腔体中的量。
一种可能的实现方式中,所述第一防溅部和所述槽腔的侧壁之间具有第一间隙,所述第一腔体、所述第一间隙和所述第二腔体依次连通,所述第一腔体和所述第二腔体在所述第一间隙处弯曲连通。通过使第一防溅部和槽腔的侧壁之间具有第一间隙,其中,第一腔体、第一间隙和第二腔体依次连通,使得载气能够从第二腔体进入第一腔体中,有利于所述载气携带前驱体分子进入后端设备的腔体中。第一腔体和第二腔体在第一间隙处弯曲连通,可以延长鼓泡破碎产生的颗粒物在槽腔内的流动路径,减少了所述颗粒物通过出流口进入后端设备的腔体中的量。
一种可能的实现方式中,所述第一防溅部包括第一连接部和第一防溅部主体,所述第一腔体位于所述第一防溅部主体和所述瓶盖之间,所述第一连接部连接在所述第一防溅部主体和所述瓶盖之间。通过在第一防溅部中设置第一连接部和第一防溅部主体,其中,第一腔体位于第一防溅部主体和瓶盖之间,第一连接部连接在第一防溅部主体和瓶盖之间,使得第一防溅部主体可以位于出流口和第二腔体之间,进而可以通过第一防溅部主体将出流口与位于第二腔体底部的前驱体液隔开,可以有效阻挡鼓泡破碎产生的颗粒物,进而减少所述颗粒物通过出流口流入后端设备的腔体中的量。
一种可能的实现方式中,所述第一防溅部主体具有朝向所述瓶盖一侧的第一导流面,所述第一导流面,所述第一导流面倾斜设置,用于将所述第一导流面上的前驱体导流至所述第二腔体。通过在第一防溅部主体上设置第一导流面,其中,第一导流面倾斜设置,以将所述第一导流面上的前驱体导流至所述第二腔体,当携带有前驱体分子的载气经过防溅结构时,所述载气可以冷凝形成液滴,所述液滴可以通过倾斜设置的第一导流面回流至第二腔体,即所述液滴可以回流至位于槽腔背离出流口处的前驱体液中,进而可以提高所述前驱体液的利用率。
一种可能的实现方式中,所述第一导流面为向所述瓶盖一侧凸起的弧面。通过使第一防溅部主体具有向瓶盖一侧凸起的弧状第一导流面,可以使得载气在第一导流面上冷凝形成的液滴不易滞留在第一导流面上,有利于所述液滴回流至位于槽腔背离出流口处的前驱体液中,进而可以提高所述前驱体液的利用率。
一种可能的实现方式中,所述第二防溅部和所述第一防溅部之间具有第二间隙,所述第一子腔体、所述第二间隙和所述第二子腔体依次连通,所述第一子腔体和所述第二子腔体在所述第二间隙处弯曲连通。第二间隙可以用于使载气从第一腔体的第二子腔体进入第一子腔体,有利于所述载气携带前驱体分子进入后端设备的腔体中。第一子腔体和第二子腔体可以在第二间隙处弯曲连通,可以延长鼓泡破碎产生的颗粒物在槽腔内的流动路径,减少了所述颗粒物通过出流口进入后端设备的腔体中的量。
一种可能的实现方式中,所述第二防溅部包括第二连接部和第二防溅部主体,所述第二防溅部主体位于所述第一子腔体和所述第二子腔体之间,所述第二连接部连接在所述第二防溅部主体和所述瓶盖之间。通过在第二防溅部设置第二连接部和第二防溅部主体,其中,第二防溅部主体位于第一子腔体和第二子腔体之间,第二连接部连接在第二防溅部主体和瓶盖之间,使得第二防溅部主体可以位于出流口和第二子腔体之间,进而可以通过第二防溅部主体将出流口进一步与位于第二腔体底部的前驱体液隔开。鼓泡离开前驱体液时破碎产生的颗粒物可以首先被第一防溅部主体阻挡,一部分所述颗粒物可以通过第一弯曲通道进入第一腔体中。进入第一腔体中的所述颗粒物可以被第二防溅部主体阻隔,并且所述颗粒物在第一腔体中的路径会被第二弯曲通道延长,这可以减少所述颗粒物通过第二弯曲通道从第二子腔体进入第一子腔体的量,最终可以减少所述颗粒物通过出流口流入后端设备的腔体中的量。
一种可能的实现方式中,所述第二防溅部主体具有朝向所述瓶盖一侧的第二导流面,所述第二导流面由连接所述第二连接部的一侧向背离所述瓶盖的方向倾斜。当携带有前驱体分子的载气经过防溅结构时,所述载气可以冷凝形成液滴,所述液滴可以通过向背离瓶盖的方向倾斜的第二导流面从第一子腔体回流至第二子腔体,所述液滴可以进一步通过向背离瓶盖的方向倾斜的第一导流面从第二子腔体回流至第二腔体,即所述液滴可以回流至位于槽腔背离出流口处的前驱体液中,进而可以提高所述前驱体液的利用率。
一种可能的实现方式中,所述第一防溅部还包括位于所述第一防溅部主体两侧的第一侧板,所述第一侧板分别与所述瓶盖、所述第一连接部和所述第一防溅部主体连接以围合形成槽型结构的所述第一腔体;所述第二防溅部还包括位于所述第二防溅部主体两侧的第二侧板,所述第二侧板分别与所述瓶盖、所述第二连接部和所述第二防溅部主体连接以围合形成槽型结构的所述第一子腔体;所述第一侧板和所述第二侧板之间具有第三间隙,所述第一子腔体、所述第三间隙和所述第二子腔体依次连通,所述第一子腔体和所述第二子腔体在所述第三间隙处弯曲连通。第一侧板可以阻挡来自第二腔体的颗粒物进入第一腔体中,由于第一侧板可以分别与瓶盖、第一连接部和第一防溅部主体连接,这可以形成槽形结构的第一腔体,呈槽型结构的第一腔体可以在不影响携带有前驱体分子的载气从第二腔体进入第一腔体的前提下,有效地阻挡鼓泡破碎而产生的颗粒物,即所述颗粒物可以被第一防溅部主体、第一连接部以及第一侧板阻挡以减少通过第一弯曲通道进入第二子腔体的颗粒物的量。
第二侧板可以阻挡来自第二子腔体的颗粒物进入第一子腔体中,由于第二侧板可以分别与瓶盖、第二连接部和第二防溅部主体,这可以形成槽形结构的第一子腔体,呈槽型结构的第一子腔体可以在不影响携带有前驱体分子的载气从第二子腔体进入第一子腔体的前提下,有效地阻挡鼓泡破碎而产生的颗粒物,即通过第一弯曲通道进入第二子腔体的部分颗粒物可以被第二防溅部主体、第二连接部以及第二侧板阻挡,以减少通过第二弯曲通道进入第一子腔体的颗粒物的量。
由于第三间隙可以存在于第一侧板和第二侧板之间,且第一子腔体、第三间隙和第二子腔体可以依次连通,第一子腔体和第二子腔体可以在第三间隙处弯曲连通,使得携带有前驱体分子的载气可以顺畅地通过第三间隙从第二子腔体进入第一子腔体,最终所述载气可以通过出流口流入后端设备的腔体中。在所述载气顺畅地流通时,由于可能的鼓泡破碎而产生的颗粒物可以依次被第一防溅部与第二防溅部阻挡,即初始位于第二腔体的所述颗粒物可以被第一防溅部主体、第一连接部以及第一侧板阻挡,部分通过第一弯曲通道进入第一腔体的第二子腔体的所述颗粒物可以进一步被第二防溅部主体、第二连接部以及第二侧板阻挡,最终可以显著地减少所述颗粒物通过出流口流入后端设备的腔体中的量。
一种可能的实现方式中,所述第一防溅部上设置有格栅,所述格栅具有格栅孔,所述第一腔体、所述格栅孔和所述第二腔体依次连通。格栅可以用于使携带有前驱体分子的载气进入防溅结构中,即所述载气可以通过格栅孔从第二腔体进入第一腔体,格栅还可以用于使所述载气冷凝形成的液滴通过格栅孔回流至槽腔底部的前驱体液中。
一种可能的实现方式中,所述第一防溅部包括呈槽型结构的防溅罩,所述防溅罩的开口和所述瓶盖的内壁面连接,所述防溅罩的侧壁上设置有所述格栅,所述防溅罩的底壁倾斜设置,所述底壁的最低端设置有开孔;所述第二防溅部包括管体,所述管体位于所述防溅罩的内腔,所述管体的一端和所述瓶盖的内壁连接,所述出流口和所述管体的内腔连通,所述管体的另一端和所述防溅罩的内壁之间具有第四间隙,所述管体的外壁和所述防溅罩的内壁之间具有间隔通道,所述格栅、所述间隔通道、所述第四间隙、所述管体的内腔和所述出流口依次连通。通过在第一防溅部中设置呈槽型结构的防溅罩,其中,防溅罩的开口可以和瓶盖的内壁面连接,使得鼓泡破碎产生的颗粒物无法从第二腔体进入第一腔体中,即所述颗粒物可以被防溅罩阻挡而无法通过出流口进入后端设备的腔体中。
通过在防溅罩的侧壁上设置格栅,使得携带有前驱体分子的载气可以通过格栅上的格栅孔进入第一腔体中。由于防溅罩的底壁可以倾斜设置,且底壁的最低端可以设置有开孔,使得所述载气冷凝形成的液滴可以通过开孔回流至槽腔底部的前驱体液中,同时,部分所述载气也可以通过开孔进入第一腔体中,可以有利于前驱体的输送。
通过在第二防溅部中设置管体,其中,管体可以位于防溅罩的内腔,管体的一端可以和瓶盖的内壁连接,出流口可以和管体的内腔连通,管体的另一端和防溅罩的内壁之间可以具有第四间隙,管体的外壁和防溅罩的内壁之间可以具有间隔通道,使得通过格栅孔从第二腔体进入第一腔体的颗粒物可以被拦截在防溅罩的内壁上,并且可以使得携带有前驱体分子的载气依次通过格栅、间隔通道、第四间隙、管体的内腔和出流口,最终所述载气可以进入后端设备的腔体中。
一种可能的实现方式中,所述第一防溅部上设置有第一通孔,所述第一通孔连通所述第一腔体和所述第二腔体。通过在第一防溅部上设置第一通孔,可以使得携带有前驱体分子的载气通过第一通孔从第二腔体进入第一腔体中,同时,第一通孔可以具有相较于第一防溅部表面积较小的面积,这可以避免鼓泡破碎产生的颗粒物大量地从第二腔体进入第一腔体中,即大部分所述颗粒物可以被第一防溅部的其他部件阻挡而无法通过出流口进入后端设备的腔体中。
一种可能的实现方式中,所述第二防溅部上设置有第二通孔,所述第二通孔连通所述第一子腔体和所述第二子腔体。通过在第二防溅部上设置第二通孔,可以使得携带有前驱体分子的载气通过第二通孔从第二子腔体进入第一子腔体中,同时,第二通孔可以具有相较于第二防溅部表面积较小的面积,即第二防溅部上允许载气通过的部位所占第二防溅部的比例可以较小,这可以避免鼓泡破碎产生的颗粒物大量地从第二子腔体进入第一子腔体中,即大部分所述颗粒物可以被第二防溅部的其他部件阻挡而无法通过出流口进入后端设备的腔体中。
第二方面,本申请提供一种设备,包括调压阀、流量控制器、反应腔、真空泵以及第一方面所述的蒸发输送装置,所述调压阀、所述蒸发输送装置、所述流量控制器以及所述反应腔依次连通,所述蒸发输送装置向所述反应腔内输送前驱体蒸气以在基底的表面形成功能层。
通过在设备中设置调压阀,可以控制通入蒸发输送装置内的载气的流量,所述载气进入蒸发输送装置并携带前驱体分子从蒸发输送装置流出后,流量控制器对携带有前驱体分子的所述载气的流量进行调节,使得携带有前驱体分子的所述载气能够以特定的流量和流速进入反应腔进行沉积,真空泵能够对反应腔进行抽真空操作,使得反应腔内的真空度达到进行沉积的需求值;通过在设备中设置第一方面所述的蒸发输送装置,可以在不影响前驱体输送的前提下,有效减少前驱体液鼓泡破碎产生的颗粒物流入后端反应腔的量,进而保障了沉积的良好效果,并在基底的表面形成功能层,得到半导体器件。
第三方面,本申请提供一种设备控制方法,应用于第二方面所述的设备,包括如下步骤:向所述蒸发输送装置内注入蒸气;调节所述调压阀,以调节蒸气流入所述蒸发输送装置的流量;开启所述真空泵以驱动所述蒸发输送装置的前驱体流入所述反应腔内;调节所述流量控制器,以调节所述前驱体流入所述反应腔的流量,所述前驱体进入所述反应腔内并沉积在基底上形成功能层。通过将一定流量的蒸气输入蒸发输送装置,并通过真空泵将前驱体从蒸发输送装置中吸出,使前驱体以一定流量进入设备的反应腔内,以保障沉积的良好效果,并在基底的表面形成功能层。
第四方面,本申请提供一种半导体器件,包括基底和位于所述基底上的功能层,所述功能层由基于第二方面所述的设备得到,或者,基于第三方面所述的方法得到。通过使用本申请蒸发输送装置输送的前驱体蒸气以在基底的表面沉积得到均匀的薄膜以形成功能层,可以制得性能良好的半导体器件。
附图说明
图1是本申请实施方式提供的蒸发输送装置的结构示意图;
图2是本申请提供的图1中的蒸发输送装置的A-A剖视图;
图3是本申请提供的图2中B处的局部放大结构示意图;
图4是本申请实施方式提供的防溅结构的结构示意图;
图5是本申请另一实施方式提供的蒸发输送装置的结构示意图;
图6是本申请提供的图5中的防溅结构的结构示意图;
图7是本申请另一实施方式提供的蒸发输送装置的结构示意图;
图8是本申请提供的图7中的入流件的结构示意图;
图9是本申请另一实施方式提供的蒸发输送装置的结构示意图;
图10是本申请提供的图9中的防溅结构的结构示意图;
图11是本申请提供的图10中的防溅结构的C-C剖视图;
图12是本申请另一实施方式提供的防溅结构的结构示意图;
图13是本申请另一实施方式提供的防溅结构的结构示意图;
图14是采用图1中的蒸发输送装置的设备的结构示意图;
图15是本申请实施方式提供的设备控制方法的流程示意图。
附图标记:
1-蒸发输送装置;
2-瓶身;21-瓶壁;22-槽腔;221-第一腔体;2211-第一子腔体;2212-第二子腔体;2213-第二间隙;222-第二腔体;223-第一间隙;224-第二弯曲通道;23-第一弯曲通道;
3-瓶盖;31-入流口;32-出流口;
4-防溅结构;41-第一防溅部;411-第一防溅部主体;4111-第一导流面;412-第一连接部;413-第一侧板;414-格栅;4141-格栅孔;415-防溅罩;4151-侧壁;4152-底壁;4153-开孔;416-第一通孔;42-第二防溅部;421-第二防溅部主体;4211-第二导流面;422-第二连接部;423-第二侧板;424-管体;4241-内腔;425-第二通孔;43-第三间隙;44-间隔通道;45-第四间隙;
5-入流件;51-管道;52-鼓泡生成器;521-鼓泡生成器主体;522-通气孔;
10-设备;11-调压阀;12-阀门;13-流量控制器;14-反应腔;15-真空泵。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
为方便理解,下面先对本申请实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。
功能性材料:功能性材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。
前驱体:在化学领域。前驱体是一种可以参与化学反应的化学物质,其反应结果是生成另一种化学物质。
蒸气压:液体蒸发或固体升华所产生的气体分子对容器壁等物造成的压强。
热稳定性:是指该物质的耐热性,物体在温度的影响下的形变能力,形变越小,稳定性越高。
腔室:是整个沉积反应进行的场所,在沉积过程中存在着流场,温场及等离子体场等的多场耦合。
化学气相沉积:化学气相沉积(Chemica l Vapour Depos ition,CVD)是一种化工技术,该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。化学气相淀积是近几十年发展起来的制备无机材料的新技术。化学气相淀积法已经广泛用于提纯物质、研制新晶体、淀积各种单晶、多晶或玻璃态无机薄膜材料。这些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物,也可以是I I I-V、I I-IV、IV-VI族中的二元或多元的元素间化合物,而且它们的物理功能可以通过气相掺杂的淀积过程精确控制。
原子层沉积:原子层沉积(Atomic Layer depos it ion,ALD)是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应而形成沉积膜的一种方法(技术)。当前驱体达到沉积基体表面,它们会在其表面化学吸附并发生表面反应。在前驱体脉冲之间需要用惰性气体对原子层沉积反应器进行清洗。由此可知沉积反应前驱体物质能否在被沉积材料表面化学吸附是实现原子层沉积的关键。气相物质在基体材料的表面吸附特征可以看出,任何气相物质在材料表面都可以进行物理吸附,但是要在材料表面的化学吸附必须具有一定的活化能,因此能否实现原子层沉积,选择合适的反应前驱体物质是很重要的。
质量流量控制器:质量流量控制器(Mass Flow Control ler,MFC)用于对于气体或者液体的质量流量进行精密测量和控制。扩散,氧化,分子束外延,CVD,等离子刻蚀,溅射,离子注入,以及真空镀膜设备,光纤熔炼,微反应装置,混气配气系统,毛细管测量气相色谱仪,光导纤维制造设备中,并广泛用于石油化工。冶金,制药等。特点:精度高,重复性好。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应理解,本申请中使用的“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。
在本申请的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的相同的字段,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,还可以是抵触连接或一体的连接;对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
现代半导体器件越来越多使用功能性材料,为了保证集成电路上能够镀上一层均匀的材料,化学气相沉积(Chemica l Vapour Depos it ion,CVD)和原子层沉积(AtomicLayer depos it ion,ALD)被广泛运用。这两种将一定温度和压力的前驱体气态源导入至反应室中,在基底发生化学反应形成薄膜。前驱体的化学性质对于前驱体有重要影响,例如蒸气压,热稳定性,反应活性等,且众多前驱体在低温下拥有较低蒸气压。因此不同的容器对应不同的前驱体材料的性质而设计。
目前存在若干种技术向处理腔室供应前驱体蒸气,一种使用液体质量流量控制器(L iqu id Mass F l ow Contro l l er,LMFC)控制流速,将液体输送到处理腔室再通过气化器蒸发。第二种加热液体前驱体使其蒸发通过质量流量控制器(Mass F l ow Control l er,MFC)以均匀流速输送到腔室。第三种将载气以鼓泡的形式将液体前驱体蒸气带出。第四种使载气从前驱体表面流过将前驱体带出。
对于第三种鼓泡,输送前驱体过程中产生的气泡易对输送气体质量产生关键影响。载气产生的气泡移动至液面处易炸裂造成颗粒物飞溅,飞溅的颗粒物可能会进入后端的半导体腔体并造成污染。目前已存在多种防溅罩设计,但是设计本身存在加工困难,堵塞气体通路,难以清洗等问题,效果并不理想。
本申请提供一种蒸发输送装置,通过采用结构简易的防溅结构,在不影响前驱体输送的前提下,有效减小了鼓泡破碎产生的颗粒物流入后端腔体的可能性。
图1是本申请实施方式提供的蒸发输送装置1的结构示意图,图2是本申请提供的图1中的蒸发输送装置1的A-A剖视图,图3是本申请提供的图2中B处的局部放大结构示意图。结合图1、图2以及图3所示,蒸发输送装置1可以包括瓶身2、瓶盖3以及防溅结构4。瓶身2可以呈槽型结构,瓶身2可以具有槽腔22,槽腔22可以用于容纳前驱体液。瓶盖3可以扣在瓶身2上并和槽腔22的开口密封连接,瓶盖3密封槽腔22,瓶盖3上可以设置有入流口31和出流口32。防溅结构4可以位于槽腔22内,防溅结构4可以设置于瓶盖3的内壁上,防溅结构4可以包括第一防溅部41,第一防溅部41可以将槽腔22分隔为第一腔体221和第二腔体222,第一腔体221可以位于第一防溅部41和瓶盖3之间,第二腔体222可以位于第一防溅部41背离瓶盖3的一侧,第一腔体221和第二腔体222可以连通形成第一弯曲通道23;防溅结构4还可以包括第二防溅部42,第二防溅部42可以至少部分位于第一腔体221内以将第一腔体221分隔为第一子腔体2211和第二子腔体2212,第一子腔体2211和第二子腔体2212可以连通形成第二弯曲通道224,第二腔体222、第二子腔体2212、第一子腔体2211和出流口32可以依次连通。
通过采用上述蒸发输送装置1,载气从入流口31进入前驱体液后可以形成鼓泡,所述鼓泡离开前驱体液后可以形成携带有前驱体分子的气体,所述气体至少一部分可以依次通过第二腔体222、第二子腔体2212、第一子腔体2211和出流口32进入后端设备的腔体中。一部分所述鼓泡可能会在离开前驱体液后破碎,则破碎产生的颗粒物可以至少部分存在于第二腔体222中,即至少部分所述颗粒物可以被第一防溅部41阻挡,以避免所述颗粒物通过第一弯曲通道23从第二腔体222流入第一腔体221中;若有部分所述颗粒物可以通过第一弯曲通道23流入第一腔体221中,则破碎产生的颗粒物可以被第二防溅部42阻挡,即所述颗粒物可以存在于第一腔体221的第二子腔体2212中,可以使得所述颗粒物无法通过第二弯曲通道224,以避免所述颗粒物进一步从第二子腔体2212进入第一子腔体2211中,最终可以显著地减少鼓泡破碎产生的颗粒物通过出流口32流入后端设备的腔体中的量。
参见图3,在一种可能的实施方式中,第一防溅部41和槽腔22的侧壁之间可以具有第一间隙223,第一腔体221、第一间隙223和第二腔体222可以依次连通,第一腔体221和第二腔体222可以在第一间隙223处弯曲连通。第一防溅部41位于第一腔体221的部分为第一部分,第一防溅部41位于第二腔体222的部分为第二部分,所述第一部分与第一间隙223之间的方向可以与所述第二部分与第一间隙223之间的方向相交,使得鼓泡破碎产生的颗粒物的流动方向可以在第一间隙223处发生弯曲变化。示意性的,所述侧壁可以是瓶身2的瓶壁21的内侧壁,第一腔体221、第一间隙223和第二腔体222可以是第一弯曲通道23的组成部分。第一间隙223可以用于使载气从第二腔体222进入第一腔体221中,有利于所述载气携带前驱体分子进入后端设备的腔体中。第一腔体221和第二腔体222在第一间隙223处弯曲连通,可以延长鼓泡破碎产生的颗粒物在槽腔22内的流动路径,减少了所述颗粒物通过出流口32进入后端设备的腔体中的量。
参见图3,在一种可能的实施方式中,第二防溅部42和第一防溅部41之间可以具有第二间隙2213,第一子腔体2211、第二间隙2213和第二子腔体2212可以依次连通,第一子腔体2211和第二子腔体2212可以在第二间隙2213处弯曲连通。第二防溅部42位于第一子腔体2211的部分为第一子部分,第二防溅部42位于第二子腔体2212的部分为第二子部分,所述第一子部分与第二间隙2213之间的方向可以与所述第二子部分与第二间隙2213之间的方向相交,使得鼓泡破碎产生的颗粒物的流动方向可以在第二间隙2213处发生弯曲变化。示意性的,第一子腔体2211、第二间隙2213和第二子腔体2212可以是第二弯曲通道224的组成部分。第二间隙2213可以用于使载气从第一腔体221的第二子腔体2212进入第一子腔体2211,有利于所述载气携带前驱体分子进入后端设备的腔体中。第一子腔体2211和第二子腔体2212可以在第二间隙2213处弯曲连通,可以延长鼓泡破碎产生的颗粒物在槽腔22内的流动路径,减少了所述颗粒物通过出流口32进入后端设备的腔体中的量。
结合图2和图3所示,在一种可能的实施方式中,第一防溅部41可以包括第一连接部412和第一防溅部主体411,第一腔体221可以位于第一防溅部主体411和瓶盖3之间,第一连接部412可以连接在第一防溅部主体411和瓶盖3之间,使得第一防溅部主体411可以位于出流口32和第二腔体222之间,进而可以通过第一防溅部主体411将出流口32与位于第二腔体222底部的前驱体液隔开,可以有效阻挡鼓泡破碎产生的颗粒物,进而减少所述颗粒物通过出流口32流入后端设备的腔体中的量。
图4是本申请实施方式提供的防溅结构4的结构示意图,结合图4、图2与图3所示,在一种可能的实施方式中,第一防溅部主体411可以具有朝向瓶盖3一侧的第一导流面4111,第一导流面4111可以倾斜设置,用于将第一导流面4111上的前驱体导流至所述第二腔体222。其中,第一导流面4111可以由连接第一连接部412的一侧向背离瓶盖3的方向倾斜,在输送前驱体分子的过程中,瓶身2可以如图2所示进行放置,即瓶壁21的底壁可以与重力G的方向垂直,当携带有前驱体分子的载气经过防溅结构4时,所述载气可以冷凝形成液滴,汇聚在第一导流面4111的所述液滴可以在重力G的作用下移动,即所述液滴可以通过重力G自助从第一导流面4111回流至第二腔体222,即所述液滴可以回流至位于槽腔22背离出流口32处的前驱体液中,进而可以提高所述前驱体液的利用率。在另一种可能的实施方式中,第一导流面4111还可以由朝向瓶盖3的一侧向连接第一连接部412的一侧倾斜,此时可以在第一连接部412与第一导流面4111的连接处设置一个开口、通孔或缝隙等,以使得第一腔体221与第二腔体222可以在所述连接处连通,当携带有前驱体分子的载气经过防溅结构4时,所述载气可以冷凝形成液滴,汇聚在第一导流面4111的所述液滴可以在重力G的作用下移动,所述液滴可以从第一导流面4111朝向瓶盖3的一侧向连接第一连接部412的一侧流动,即所述液滴可以通过重力G自助从第一导流面4111回流至第二腔体222,进而可以提高所述前驱体液的利用率。示意性的,第一导流面4111与瓶盖3所在平面所成角度可以为10°至60°之间。
图5是本申请另一实施方式提供的蒸发输送装置1的结构示意图,图6是本申请提供的图5中的防溅结构4的结构示意图,结合图5与图6所示,在一种可能的实施方式中,第一导流面4111可以为向瓶盖3一侧凸起的弧面,通过使第一防溅部主体411具有向瓶盖3一侧凸起的弧状第一导流面4111,可以使得载气在第一导流面4111上冷凝形成的液滴不易滞留在第一导流面4111上,有利于所述液滴回流至位于槽腔22背离出流口32处的前驱体液中,进而可以提高所述前驱体液的利用率。示意性的,第一导流面4111可以为球形弧面,此时第一导流面4111上的液滴可以沿任意背离瓶盖3的方向滑动;示意性的,第一导流面4111可以为柱状弧面,此时所述液滴可以沿柱状第一导流面4111的非轴线且背离瓶盖3的方向滑动。需要指出的是,当第一导流面4111为弧状时,第一防溅部主体411背离瓶盖3的一面可以朝向瓶盖3凹陷,此时第一防溅部主体411可以为凹槽状;或者第一防溅部主体411背离瓶盖3的一面可以为平面,此时第一防溅部主体411可以为半椭圆状。
参见图3,在一种可能的实施方式中,第二防溅部42可以包括第二连接部422和第二防溅部主体421,第二防溅部主体421可以位于第一子腔体2211和第二子腔体2212之间,第二连接部422可以连接在第二防溅部主体421和瓶盖3之间,使得第二防溅部主体421可以位于出流口32和第二子腔体2212之间,进而可以通过第二防溅部主体421将出流口32进一步与位于第二腔体222底部的前驱体液隔开。鼓泡离开前驱体液时破碎产生的颗粒物可以首先被第一防溅部主体411阻挡,一部分所述颗粒物可以通过第一弯曲通道23进入第一腔体221中,示意性的,一部分所述颗粒物可以通过第一间隙223从第二腔体222进入第一腔体221中。进入第一腔体221中的所述颗粒物可以被第二防溅部主体421阻隔,并且所述颗粒物在第一腔体221中的路径会被第二弯曲通道224延长,这可以减少所述颗粒物通过第二弯曲通道224从第二子腔体2212进入第一子腔体2211的量,最终可以减少所述颗粒物通过出流口32流入后端设备的腔体中的量。
结合图2、图3与图4所示,在一种可能的实施方式中,第二防溅部主体421可以具有朝向瓶盖3一侧的第二导流面4211,第二导流面4211可以由连接第二连接部422的一侧向背离瓶盖3的方向倾斜,当携带有前驱体分子的载气经过防溅结构4时,所述载气可以冷凝形成液滴,所述液滴可以通过向背离瓶盖3的方向倾斜的第二导流面4211从第一子腔体2211回流至第二子腔体2212,所述液滴可以进一步通过向背离瓶盖3的方向倾斜的第一导流面4111从第二子腔体2212回流至第二腔体222,即所述液滴可以回流至位于槽腔22背离出流口32处的前驱体液中,进而可以提高所述前驱体液的利用率。示意性的,第二导流面4211与瓶盖3所在平面所成角度可以为10°至60°之间。
结合图2、图3与图4所示,在一种可能的实施方式中,第一防溅部41还可以包括位于第一防溅部主体411两侧的第一侧板413,第一侧板413可以分别与瓶盖3、第一连接部412和第一防溅部主体411连接以围合形成槽型结构的第一腔体221;第二防溅部42还可以包括位于第二防溅部主体421两侧的第二侧板423,第二侧板423可以分别与瓶盖3、第二连接部422和第二防溅部主体421连接以围合形成槽型结构的第一子腔体2211;第一侧板413和第二侧板423之间可以具有第三间隙43,第一子腔体2211、第三间隙43和第二子腔体2212可以依次连通,第一子腔体2211和第二子腔体2212可以在第三间隙43处弯曲连通。
第一侧板413可以阻挡来自第二腔体222的颗粒物进入第一腔体221中,由于第一侧板413可以分别与瓶盖3、第一连接部412和第一防溅部主体411连接,这可以形成槽形结构的第一腔体221,呈槽型结构的第一腔体221可以在不影响携带有前驱体分子的载气从第二腔体222进入第一腔体221的前提下,有效地阻挡鼓泡破碎而产生的颗粒物,即所述颗粒物可以被第一防溅部主体411、第一连接部412以及第一侧板413阻挡以减少通过第一弯曲通道23进入第二子腔体2212的颗粒物的量。
第二侧板423可以阻挡来自第二子腔体2212的颗粒物进入第一子腔体2211中,由于第二侧板423可以分别与瓶盖3、第二连接部422和第二防溅部主体421,这可以形成槽形结构的第一子腔体2211,呈槽型结构的第一子腔体2211可以在不影响携带有前驱体分子的载气从第二子腔体2212进入第一子腔体2211的前提下,有效地阻挡鼓泡破碎而产生的颗粒物,即通过第一弯曲通道23进入第二子腔体2212的部分颗粒物可以被第二防溅部主体421、第二连接部422以及第二侧板423阻挡,以减少通过第二弯曲通道224进入第一子腔体2211的颗粒物的量。
由于第三间隙43可以存在于第一侧板413和第二侧板423之间,且第一子腔体2211、第三间隙43和第二子腔体2212可以依次连通,第一子腔体2211和第二子腔体2212可以在第三间隙43处弯曲连通,使得携带有前驱体分子的载气可以顺畅地通过第三间隙43从第二子腔体2212进入第一子腔体2211,最终所述载气可以通过出流口32流入后端设备的腔体中。在所述载气顺畅地流通时,由于可能的鼓泡破碎而产生的颗粒物可以依次被第一防溅部41与第二防溅部42阻挡,即初始位于第二腔体222的所述颗粒物可以被第一防溅部主体411、第一连接部412以及第一侧板413阻挡,部分通过第一弯曲通道23进入第一腔体221的第二子腔体2212的所述颗粒物可以进一步被第二防溅部主体421、第二连接部422以及第二侧板423阻挡,最终可以显著地减少所述颗粒物通过出流口32流入后端设备的腔体中的量。
图7是本申请另一实施方式提供的蒸发输送装置1的结构示意图,图8是本申请提供的图7中的入流件5的结构示意图,结合图7与图8所示,在一种可能的实施方式中,蒸发输送装置1还可以包括入流件5,入流件5可以包括管道51和鼓泡生成器52。管道51可以与瓶盖3的入流口31连通,管道51背离瓶盖3的一端可以与鼓泡生成器52连通。在蒸发输送装置1工作时,入流件5背离瓶盖3的一端可以伸入槽腔22盛放的前驱体液面以下,即鼓泡生成器52的至少部分可以伸入前驱体液面以下。管道51可以用于接收并传输来自入流口31的载气至鼓泡生成器52,鼓泡生成器52可以用于使所述载气在前驱体液中形成鼓泡,以携带前驱体分子。
在一种可能的实施方式中,管道51可以为竖直通管,管径可以在3-15mm之间。鼓泡生成器52可以为圆柱型状,圆柱状鼓泡生成器52的直径可以介于5mm与10mm之间,高度可以约在2mm至12mm之间。鼓泡生成器52可以包括鼓泡生成器主体521,鼓泡生成器主体521的侧面可以具有通气孔522。通气孔522可以有多个,示意性的,通气孔522的数量可以有8至12个,多个通气孔522可以均匀地分布在鼓泡生成器主体521的侧面,通气孔522的孔直径大小可以在1-10mm之间。通过向鼓泡生成器52注入载气,所述载气可以通过通气孔522扩散进入前驱体液并产生鼓泡,所述鼓泡在通过前驱体液体上升的过程中带走前驱体分子,所述鼓泡能够在无前驱体冷凝的情况下向设备的腔室供应液态前驱体。
图9是本申请另一实施方式提供的蒸发输送装置1的结构示意图,图10是本申请提供的图9中的防溅结构4的结构示意图,结合图9、图10以及图3所示,在一种可能的实施方式中,第一防溅部41上可以设置有格栅414,格栅414可以具有格栅孔4141,第一腔体221、格栅孔4141和第二腔体222可以依次连通。格栅414可以用于使携带有前驱体分子的载气进入防溅结构4中,即所述载气可以通过格栅孔4141从第二腔体222进入第一腔体221,格栅414还可以用于使所述载气冷凝形成的液滴通过格栅孔4141回流至槽腔22底部的前驱体液中。示意性的,格栅孔4141的数量可以为1至10个,格栅孔4141可以呈长方形。
图11是本申请提供的图10中的防溅结构的C-C剖视图,结合图11、图3、图9以及图10所示,在一种可能的实施方式中,第一防溅部41可以包括呈槽型结构的防溅罩415,防溅罩415的开口可以和瓶盖3的内壁面连接,防溅罩415的侧壁4151上可以设置有格栅414,防溅罩415的底壁4152可以倾斜设置,底壁4152的最低端可以设置有开孔4153;第二防溅部42可以包括管体424,管体424可以位于防溅罩415的内腔,管体424的一端可以和瓶盖3的内壁连接,出流口32可以和管体424的内腔连通,管体424的另一端和防溅罩415的内壁之间可以具有第四间隙45,管体424的外壁和防溅罩415的内壁之间可以具有间隔通道44,格栅414、间隔通道44、第四间隙45、管体424的内腔4241和出流口32可以依次连通。
通过在第一防溅部41中设置呈槽型结构的防溅罩415,其中,防溅罩415的开口可以和瓶盖3的内壁面连接,使得鼓泡破碎产生的颗粒物无法从第二腔体222进入第一腔体221中,即所述颗粒物可以被防溅罩415阻挡而无法通过出流口32进入后端设备的腔体中。
通过在防溅罩415的侧壁4151上设置格栅414,使得携带有前驱体分子的载气可以通过格栅414上的格栅孔4141进入第一腔体221中。由于防溅罩415的底壁4152可以倾斜设置,且底壁4152的最低端可以设置有开孔4153,使得所述载气冷凝形成的液滴可以通过开孔4153回流至槽腔22底部的前驱体液中,同时,部分所述载气也可以通过开孔4153进入第一腔体221中,可以有利于前驱体的输送。示意性的,防溅罩415的底壁4152与瓶盖3所在平面所成角度可以为10°至60°之间。
通过在第二防溅部42中设置管体424,其中,管体424可以位于防溅罩415的内腔,管体424的一端可以和瓶盖3的内壁连接,出流口32可以和管体424的内腔连通,管体424的另一端和防溅罩415的内壁之间可以具有第四间隙45,管体424的外壁和防溅罩415的内壁之间可以具有间隔通道44,使得通过格栅孔4141从第二腔体222进入第一腔体221的颗粒物可以被拦截在防溅罩415的内壁上,并且可以使得携带有前驱体分子的载气依次通过格栅414、间隔通道44、第四间隙45、管体424的内腔和出流口32,最终所述载气可以进入后端设备的腔体中。
图12是本申请另一实施方式提供的防溅结构4的结构示意图,结合图12与图3所示,在一种可能的实施方式中,第一防溅部41上可以设置有第一通孔416,第一通孔416可以连通第一腔体221和第二腔体222。示意性的,第一通孔416可以设置于第一防溅部主体411,和/或第一连接部412,和/或第一侧板413上。通过在第一防溅部41上设置第一通孔416,可以使得携带有前驱体分子的载气通过第一通孔416从第二腔体222进入第一腔体221中,同时,第一通孔416可以具有相较于第一防溅部41表面积较小的面积,这可以避免鼓泡破碎产生的颗粒物大量地从第二腔体222进入第一腔体221中,即大部分所述颗粒物可以被第一防溅部41的其他部件阻挡而无法通过出流口32进入后端设备的腔体中。
图13是本申请另一实施方式提供的防溅结构4的结构示意图,结合图13与图3所示,在一种可能的实施方式中,第二防溅部42上可以设置有第二通孔425,第二通孔425可以连通第一子腔体2211和第二子腔体2212。通过在第二防溅部42上设置第二通孔425,可以使得携带有前驱体分子的载气通过第二通孔425从第二子腔体2212进入第一子腔体2211中,同时,第二通孔425可以具有相较于第二防溅部42表面积较小的面积,即第二防溅部42上允许载气通过的部位所占第二防溅部42的比例可以较小,这可以避免鼓泡破碎产生的颗粒物大量地从第二子腔体2212进入第一子腔体2211中,即大部分所述颗粒物可以被第二防溅部42的其他部件阻挡而无法通过出流口32进入后端设备的腔体中。
结合图13、图2和图12所示,在一种可能的实施方式中,第一通孔416可以为圆孔,第一通孔416的数量可以为5至30个,第一通孔416的孔直径大小可以在1-10mm之间,示意性的,第一通孔416可以设置于第一防溅部41朝向槽腔22底部的部位,亦即第一通孔416可以设置于第一防溅部41背离出流口32的部位,第一通孔416可以用于冷凝液滴的回流,即载气可以冷凝形成液滴,所述液滴可以通过第一通孔416回流至位于槽腔22背离出流口32处的前驱体液中。示意性的,第二通孔425可以为长方形孔,第二通孔425可以设置于第二防溅部42背离入流口31的部位,第二通孔425可以用于使携带有前驱体分子的载气通过第二通孔425从第二子腔体2212进入第一子腔体2211中。
上文详细介绍了蒸发输送装置1及其内设的防溅结构4的详细结构,下面介绍蒸发输送装置1在设备中的应用。
图14是采用图1中的蒸发输送装置1的设备10的结构示意图,参见图14,设备10可以包括调压阀11、流量控制器13、反应腔14、真空泵15以及蒸发输送装置1,调压阀11、蒸发输送装置1、流量控制器13以及反应腔14可以依次连通,蒸发输送装置1向反应腔14内输送前驱体蒸气以在基底的表面形成功能层,得到半导体器件。示意性的,所述半导体器件可以包括基底和设置在基底上的功能层。所述功能层可以为所述前驱体蒸气在基底的表面沉积得到的薄膜。本申请通过向蒸发输送装置通入载气,最终带出稳定、均匀、洁净以及浓度波动小的前驱体蒸气,通过使用本申请蒸发输送装置输送的前驱体蒸气以在基底的表面形成功能层,所述功能层的成分分布均匀,膜厚一致性高,可以制得性能良好的半导体器件。示意性的,本实施例所述的设备10可以应用于化学气相沉积(Chemica l Vapour Depos ition,CVD)和原子层沉积(Atomic Layer depos it i on,ALD)等半导体方法。
通过在设备10中设置调压阀11,可以控制通入蒸发输送装置1内的载气的流量,所述载气进入蒸发输送装置1并携带前驱体分子从蒸发输送装置1流出后,流量控制器13可以对携带有前驱体分子的所述载气的流量进行调节,使得携带有前驱体分子的所述载气能够以特定的流量和流速进入反应腔14进行沉积,真空泵15可以对反应腔14进行抽真空操作,使得反应腔14内的真空度可以达到进行沉积的需求值;通过在设备10中设置蒸发输送装置1,可以在不影响前驱体输送的前提下,有效减少前驱体液鼓泡破碎产生的颗粒物流入后端反应腔14的量,进而保障了沉积的良好效果。
参见图14,在一种可能的实施方式中,设备10还可以包括阀门12,阀门12的数量可以为至少三个,至少三个阀门12可以分别设置于调压阀11和蒸发输送装置1之间,蒸发输送装置1和流量控制器13之间,真空泵15与反应腔14之间,使得设备10的气路整体可控,有利于沉积的进行。
上述介绍了采用蒸发输送装置1的设备10的具体结构,本申请还提出了一种设备控制方法,图15是本申请实施方式提供的设备控制方法的流程示意图,参见图15,设备控制方法应用于上述的设备10,包括如下步骤:
步骤S100、向蒸发输送装置1内注入蒸气;
步骤S200、调节调压阀11,以调节蒸气流入蒸发输送装置1的流量;
步骤S300、开启真空泵15以驱动蒸发输送装置1的前驱体流入反应腔14内;
步骤S400、调节流量控制器13,以调节前驱体流入反应腔14的流量,前驱体进入反应腔14内并沉积在基底上形成功能层。
在一种可能的实施方式中,在使用设备10的基础上,可以基于设备控制方法,得到一种半导体器件,在调压阀11的调控下,蒸气可以在一定的流量下输入蒸发输送装置1,一定流量的蒸气从入流口31进入蒸发输送装置1后可以携带上槽腔22中的部分前驱体液,在真空泵15的抽真空作用下,携带有前驱体液的蒸气可以从蒸发输送装置1的出流口32处被吸出,以使前驱体以符合一定条件的流量进入设备10的反应腔14内,蒸发输送装置输出稳定、均匀、洁净以及浓度波动小的前驱体蒸气,形成的功能层的成分分布均匀,膜厚一致性高,可以制得性能良好的半导体器件。
本申请还提供一种半导体器件的实施方式,所述半导体器件可以包括基底和位于所述基底上的功能层,所述功能层可以为所述前驱体蒸气在基底的表面沉积得到的薄膜。可以使用上述实施方式所述的设备10,以及上述实施方式所述的设备控制方法,以得到基底上的功能层。本申请通过向蒸发输送装置通入载气,最终带出稳定、均匀、洁净以及浓度波动小的前驱体蒸气,通过使用本申请蒸发输送装置输送的前驱体蒸气以在基底的表面形成功能层,所述功能层的成分分布均匀,膜厚一致性高,可以制得性能良好的半导体器件。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种蒸发输送装置,其特征在于,包括:
瓶身,呈槽型结构,具有用于容纳前驱体液的槽腔;
瓶盖,扣在所述瓶身上并和所述槽腔的开口密封连接,所述瓶盖密封所述槽腔,所述瓶盖上设置有入流口和出流口;
防溅结构,位于所述槽腔内并设置在所述瓶盖的内壁上,所述防溅结构包括第一防溅部,所述第一防溅部将所述槽腔分隔为第一腔体和第二腔体,所述第一腔体位于所述第一防溅部和所述瓶盖之间,所述第二腔体位于所述第一防溅部背离所述瓶盖的一侧,所述第一腔体和所述第二腔体连通形成第一弯曲通道;所述防溅结构还包括第二防溅部,所述第二防溅部至少部分位于所述第一腔体内以将所述第一腔体分隔为第一子腔体和第二子腔体,所述第一子腔体和所述第二子腔体连通形成第二弯曲通道,所述第二腔体、所述第二子腔体、所述第一子腔体和所述出流口依次连通,所述第一防溅部包括第一连接部和第一防溅部主体,所述第一腔体位于所述第一防溅部主体和所述瓶盖之间,所述第一连接部连接在所述第一防溅部主体和所述瓶盖之间,所述第二防溅部包括第二连接部和第二防溅部主体,所述第二防溅部主体位于所述第一子腔体和所述第二子腔体之间,所述第二连接部连接在所述第二防溅部主体和所述瓶盖之间,所述第一防溅部还包括位于所述第一防溅部主体两侧的第一侧板,所述第一侧板分别与所述瓶盖、所述第一连接部和所述第一防溅部主体连接以围合形成槽型结构的所述第一腔体,所述第二防溅部还包括位于所述第二防溅部主体两侧的第二侧板,所述第二侧板分别与所述瓶盖、所述第二连接部和所述第二防溅部主体连接以围合形成槽型结构的所述第一子腔体。
2.根据权利要求1所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第一防溅部和所述槽腔的侧壁之间具有第一间隙,所述第一腔体、所述第一间隙和所述第二腔体依次连通,所述第一腔体和所述第二腔体在所述第一间隙处弯曲连通。
3.根据权利要求1所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第一防溅部主体具有朝向所述瓶盖一侧的第一导流面,所述第一导流面倾斜设置,用于将所述第一导流面上的前驱体导流至所述第二腔体。
4.根据权利要求3所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第一导流面为向所述瓶盖一侧凸起的弧面。
5.根据权利要求1-4任一项所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第二防溅部和所述第一防溅部之间具有第二间隙,所述第一子腔体、所述第二间隙和所述第二子腔体依次连通,所述第一子腔体和所述第二子腔体在所述第二间隙处弯曲连通。
6.根据权利要求1所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第二防溅部主体具有朝向所述瓶盖一侧的第二导流面,所述第二导流面由连接所述第二连接部的一侧向背离所述瓶盖的方向倾斜。
7.根据权利要求1或6所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第一侧板和所述第二侧板之间具有第三间隙,所述第一子腔体、所述第三间隙和所述第二子腔体依次连通,所述第一子腔体和所述第二子腔体在所述第三间隙处弯曲连通。
8.根据权利要求1-4任一项所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第一防溅部上设置有格栅,所述格栅具有格栅孔,所述第一腔体、所述格栅孔和所述第二腔体依次连通。
9.根据权利要求8所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第一防溅部包括呈槽型结构的防溅罩,所述防溅罩的开口和所述瓶盖的内壁面连接,所述防溅罩的侧壁上设置有所述格栅,所述防溅罩的底壁倾斜设置,所述底壁的最低端设置有开孔;
所述第二防溅部包括管体,所述管体位于所述防溅罩的内腔,所述管体的一端和所述瓶盖的内壁连接,所述出流口和所述管体的内腔连通,所述管体的另一端和所述防溅罩的内壁之间具有第四间隙,所述管体的外壁和所述防溅罩的内壁之间具有间隔通道,所述格栅、所述间隔通道、所述第四间隙、所述管体的内腔和所述出流口依次连通。
10.根据权利要求1-4任一项所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第一防溅部上设置有第一通孔,所述第一通孔连通所述第一腔体和所述第二腔体。
11.根据权利要求1-4任一项所述的蒸发输送装置,其特征在于,所述第二防溅部上设置有第二通孔,所述第二通孔连通所述第一子腔体和所述第二子腔体。
12.一种设备,其特征在于,包括调压阀、流量控制器、反应腔、真空泵以及权利要求1-11任一项所述的蒸发输送装置,所述调压阀、所述蒸发输送装置、所述流量控制器以及所述反应腔依次连通,所述蒸发输送装置向所述反应腔内输送前驱体蒸气以在基底的表面形成功能层。
13.一种如权利要求12所述的设备的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
向所述蒸发输送装置内注入蒸气;
调节所述调压阀,以调节蒸气流入所述蒸发输送装置的流量;
开启所述真空泵以驱动所述蒸发输送装置的前驱体流入所述反应腔内;
调节所述流量控制器,以调节所述前驱体流入所述反应腔的流量,所述前驱体进入所述反应腔内并沉积在基底上形成功能层。
14.一种半导体器件,其特征在于,所述半导体器件包括基底和位于所述基底上的功能层,所述功能层由权利要求12所述的设备制得,或者,所述功能层由权利要求13所述的方法得到。
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