[发明专利]前体胶囊、容器和方法

说明书

本公开涉及保持用于气相沉积过程的前体的前体胶囊。前体胶囊包括蒸汽可渗透的外壳，外壳配置成限定前体空间，并允许蒸汽形式的前体在蒸发条件下离开前体胶囊。本公开还涉及包含根据本公开的胶囊的前体容器、气相沉积设备和方法。

技术领域

本公开总体涉及包括半导体处理设备的系统和方法，并且具体涉及用于化学蒸汽输送的蒸发系统。

背景技术

用于气相沉积过程的典型前体或源反应物输送系统包括固体或液体源容器。该容器可以包括待蒸发的化学反应物。载气将反应物蒸汽连同其一起扫过容器出口，并最终到达反应室中的衬底，或者前体在低压下蒸发。蒸发效率部分取决于暴露于载气的前体表面积。因此，现有技术中存在旨在更有效地在前体容器中分配前体组合物或以其他方式增加蒸发面积的解决方案。此外，过程控制可能具有挑战性，尤其是对于固体前体。在许多情况下，实现足够高的前体蒸发需要将前体加热到环境温度以上。将固体前体组合物在高温下保持较长的时间可能导致前体组合物聚集，导致可用于蒸发的前体表面积减少。这可能导致前体组合物的剂量行为的改变，并因此导致沉积材料的性质的改变。

前体耗尽后，再填充前体容器。除了严格的清洁要求之外，前体组合物的处置还必须与前体组合物的水分敏感性、毒性或其他可能具有挑战性的特征相容。他们可能需要在严格控制的环境中工作。因此，前体容器的填充可能是缓慢且昂贵的任务。

因此，本领域需要一种将前体装入前体容器进行气相沉积的简化方法。

发明内容

在第一方面，公开了一种保持用于气相沉积过程的前体的前体胶囊。根据本公开的前体胶囊包括配置成限定前体空间的外壳。外壳是蒸汽可渗透的，以允许蒸汽形式的前体在蒸发条件下离开前体胶囊。

在第二方面，公开了一种前体容器。前体容器包含至少两个保持用于气相沉积过程的前体的前体胶囊，其中前体胶囊包括配置成限定前体空间的外壳，并且其中外壳是蒸汽可渗透的，以允许蒸汽形式的前体在蒸发条件下离开前体胶囊。

在第三方面，公开了一种气相沉积组件。根据本公开的气相沉积组件包括包含至少两个保持用于气相沉积过程的前体的前体容器，其中前体容器包括配置为限定前体空间的外壳，并且其中外壳是蒸汽可渗透的，以允许蒸汽形式的前体在蒸发条件下离开前体容器。

在第四方面，公开了一种将前体装载到前体容器中的方法。该方法包括提供保持用于包含前体组合物的气相沉积过程的前体的前体胶囊，并将至少两个前体胶囊插入前体容器中，其中前体胶囊包括配置成限定前体空间的外壳，并且其中外壳是蒸汽可渗透的，以允许蒸汽形式的前体在蒸发条件下离开前体胶囊。

根据本公开的前体胶囊、前体容器、气相沉积组件和方法可以具有在前体容器中没有附加结构的情况下增加可用于蒸发的前体表面积的优点。此外，可以减少在容器使用工具期间前体聚集的影响。前体胶囊也可以为填充前体容器提供一种成本有效的替代方案。有可能增加再填充前体容器的通过量，因为前体胶囊可以预先填充前体组合物，并且胶囊可以比组合物本身更有效地装载到前体容器中。例如，根据本公开，化学供应商可以销售预包装成前体胶囊的前体，并且客户可以现场填充容器，而不需要发送完整的前体容器进行填充。此外，对于由粉末或小颗粒构成的固体前体，可以减少或避免前体组合物在容器的密封表面中的着陆。更进一步，胶囊的外壳可以用作固体前体的颗粒过滤器。因此，根据本发明的胶囊的增加的优点是可以减少来自粉末状前体的颗粒污染量。这可以减少或者在一些实施例中消除对前体容器下游的额外颗粒过滤器的需要。另一优点可以是根据本公开的包含前体胶囊的前体容器下游的颗粒过滤器的寿命可以延长。

附图说明

附图被包括进来以提供对本公开的进一步理解并构成本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例，并且与描述一起帮助解释本公开的原理。在附图中：

图1A、1B和1C示出了根据本公开的化学前体容器的实施例。

图2示出了根据本公开的气相沉积组件的实施例。