[发明专利]汽化器

说明书

本申请是申请号为200780020636.0，发明名称为“汽化器”，申请日为2007年6月12日，优先权日为2006年6月12日的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及产生蒸汽且将其传送到高真空腔室内的蒸汽接收装置中。本发明还涉及将可离子化蒸汽传送到高电压离子源，所述高电压离子源提供在半导体装置和材料的制造中用于离子植入的离子束。本发明尤其涉及用于汽化和离子化形成含有相关物质的多个原子的分子离子的材料的系统和方法。 

背景技术

在工业中，常常需要将蒸汽形式的高毒性不稳定材料传送到高真空系统内的装置或衬底材料。有必要周期性地对所述装置提供服务以便进行零件的清洁或替换，且有必要再填充或替换蒸汽源且执行维护服务。每次再填充或服务都需要分离和再啮合真空密封，且需要执行再鉴定测试以确保安全性。 

具有许多严格要求的所述蒸汽传送的特别重要的实例为处理用于制造半导体装置的掺杂材料。在此情形中，有必要由在室温下具有低蒸汽压的高毒性固体材料以精确受控流量来产生蒸汽流。这需要小心加热固体以产生升华且需要小心处理蒸汽，这是由于流程中存在解离、不当冷凝的风险以及在与其它物质接触时存在蒸汽反应的风险。还需要用以确保人员安全性的装备。需要用于所述蒸汽传送的改良系统。 

具体说来，需要用于离子束植入系统的改良的蒸汽传送，其中在离子源中离子化的蒸汽产生离子束，所述离子束经加速、质量分析且被输送到目标衬底。对于所述离子化系统，尤其需要满足所有要求，同时延长可用时间(即所需服务之间的时间)。此举的有利方式为提供使用高反应性试剂的系统的组件的原位清洁，但这会引入其它安全顾虑。 

还需要安全且可靠的蒸汽传送系统，所述系统使同一设备能够与具有不同汽化温度的许多不同源材料一起使用。 

另外，需要一种自获自供应者的馈入材料的传送有效且安全地进展为与装载馈入材料的汽化器的蒸汽接收系统相连接的方式。优选以标准化方式来实施此操作，以确保人员的熟悉度。 

在所述情况中，以适于执行离子束植入的流量将十硼烷和十八硼烷蒸汽流和碳硼烷蒸汽流提供给离子源以产生硼植入物的情形具有所有前述需要。 

更一般说来，在提供用于半导体制造的大分子的蒸汽流时同样出现所述需要。实例包括以下分子的蒸汽流：用于(例如)砷和磷的n型掺杂的大分子；用于共植入过程的碳的大分子，其中碳抑制所植入的掺杂物质的扩散，或吸除(截获)杂质，或非晶化衬底的晶格；用于晶体结构的所谓“应力工程”(例如，针对PMOS晶体管应用晶体压缩，或针对NMOS晶体管应用晶体拉伸)的碳的大分子或其它分子；和用于其它目的(包括在半导体制造中的退火步骤期间的热预算和不当扩散的减少)的大分子。 

此等需要适用于使用离子束植入的实施例，且在适用的情况下，还适用于硼和用于原子层沉积或产生其它类型的层或沉积物的其它物质的大分子沉积。例如，用于此操作的技术可使用：等离子体浸没，其包括PLAD(等离子体掺杂)、PPLAD(脉冲等离子体掺杂)和PI³(等离子体浸没离子植入)；原子层沉积(ALD)；或化学气相沉积(CVD)。 

在计算机芯片、计算机存储器、平板显示器、光伏打装置和其它产品的制造中，刚描述的需要和现将描述的本发明方面重要地应用于在半导体衬底中以浅深度制造高密度半导体装置(包括CMOS和NMOS晶体管和存储器IC)。 

工业中的其它程序(涉及蒸汽或过程气体的产生和将其传送到蒸汽或气体消耗装置)同样可获益于本文所呈现的特征。 

发明内容

本发明的一方面为一种汽化器单元，其具有加热器且经构造以含有固体馈入材料且将所述固体馈入材料加热到产生待离子化的蒸汽的温度，所述汽化器单元经构造以垂直悬挂且包含具有固体接收容积的罐体和可卸顶部闭合部件，所述顶部闭合部件界定安装台处罐的安装表面和允许蒸汽自罐流到安装台的阀，其中用于汽化罐体中的固体材料的加热器位于可卸顶部闭合部件中，且用以将所述顶部闭合部件的阀维持在高于固体材料的加热温度的温度下。 

实施例可具有以下特征中的一个或一个以上特征。 

阀包含导热铝且以与加热器的传导热传递关系来安置，以将经过阀的蒸汽通路维持在高于所汽化的固体材料的温度的温度下。 

汽化器具有单一加热区，其包含由顶部闭合部件所安装的一个或一个以上加热元件。 

加热器包含在顶部闭合部件中的容器内的筒式加热器。