蒸气输送系统、半导体处理系统和用于执行沉积工艺的方法与流程

本公开内容涉及蒸气输送系统、半导体处理系统和用于执行沉积工艺的方法。

背景技术：

1、在电子器件的制造期间，通常使用一种或多种前体将薄膜或层沉积到衬底的表面上。在一些情况下，前体在常温常压（ntp）下可以是液体，并且可以蒸发以用于气相反应。可以使用液体输送系统将前体输送到反应腔室。

2、然而，这种配置消耗大量能量，因为整个液体质量必须保持在升高的温度下。此外，这样的系统不能容纳在室温下为固体或在熔融之前分解的前体。此外，浓度控制是开环的，其仅依赖于上游压力或质量流反馈，因此蒸气压或载体流的瞬时变化可以转化为膜生长的不均匀性。

技术实现思路

1、在一些实施例中，提供了一种蒸气输送系统，其包括具有用于存储固相前体的空间的容器、与容器流体连通并将固相前体蒸发成气相前体的蒸发器、与蒸发器流体连通并配置为存储气相前体的贮存器、联接到贮存器并配置为将载气提供到贮存器中以在贮存器中由气相前体和载气形成气体混合物的载气源、与贮存器流体连通并连接在贮存器下游的流量控制器、以及与流量控制器流体连通的反应腔室。

2、在一些实施例中，蒸气输送系统还包括联接在容器下游的固体流量传感器。

3、在一些实施例中，蒸气输送系统进一步包括控制单元，控制单元联接至载气源，其中控制单元经配置以控制载气的流量。

4、在一些实施例中，蒸气输送系统还包括浓度传感器，浓度传感器联接到控制单元和流量控制器，其中浓度传感器被配置为检测气体混合物的浓度以提供浓度值，并且控制单元基于浓度值来控制气体混合物的流量。

5、在一些实施例中，浓度传感器设置在贮存器的下游和流量控制器的上游。

6、在一些实施例中，蒸气输送系统还包括吹扫气体源，吹扫气体源连接至容器并且配置成向容器中提供吹扫气体。

7、在一些实施例中提供了一种半导体处理系统，其包括蒸气输送系统、与蒸气输送系统流体连通的反应腔室以及与反应腔室流体连通的真空组件，真空组件被配置成从反应腔室中去除过量的气相前体。蒸气输送系统包括具有用于存储固相前体的空间的容器、与容器流体连通并将固相前体蒸发成气相前体的蒸发器、与蒸发器流体连通并配置为存储气相前体的贮存器、联接到贮存器并配置为将载气提供到贮存器中以在贮存器中由气相前体和载气形成气体混合物的载气源、以及与贮存器流体连通并连接在贮存器下游的流量控制器。

8、在一些实施例中，半导体处理系统进一步包括联接在容器的下游的固体流量传感器。

9、在一些实施例中，半导体处理系统还包括联接到载气源的压力控制器，其中压力控制器被配置为控制载气的流量。

10、在一些实施例中，半导体处理系统还包括控制单元，控制单元联接到压力控制器和流量控制器。

11、在一些实施例中，半导体处理系统进一步包括联接到控制单元及流量控制器的浓度传感器，其中浓度传感器经配置以检测气体混合物的浓度以提供浓度值，且控制单元基于浓度值控制气体混合物的流量。

12、在一些实施例中，浓度传感器设置在贮存器的下游和流量控制器的上游。

13、在一些实施例中，半导体处理系统进一步包括吹扫气体源，吹扫气体源连接到容器且经配置以将吹扫气体提供到容器中。

14、在一些实施例中，真空组件设置在反应腔室的下游。

15、在一些实施例中，提供了一种用于执行沉积工艺的方法，其包括：在蒸发器中加热固相前体以形成气相前体；在贮存器中混合气相前体和载气以形成气体混合物；通过浓度传感器测量气体混合物中的气相前体的浓度以获得结果；基于结果调节气相前体的浓度；将气体混合物转移到反应腔室中；以及通过使用气体混合物作为反应前体在反应腔室中执行沉积工艺。

16、在一些实施例中，该方法还包括在将固相前体提供到蒸发器中之前测量固相前体的粒度。

17、在一些实施例中，调节气相前体的浓度包括通过设置在贮存器上游的第一控制单元调节载气的流量。

18、在一些实施例中，调节气相前体的浓度包括通过设置在贮存器下游的第二控制单元调节气体混合物的流量。

19、在一些实施例中，该方法还包括将固相前体和吹扫气体进料到设置在蒸发器上游的容器中。

20、在一些实施例中，固相前体是颗粒形式。

1.一种蒸气输送系统，包括：

2.根据权利要求1所述的蒸气输送系统，还包括联接在所述容器下游的固体流量传感器。

3.根据权利要求1所述的蒸气输送系统，还包括联接到所述载气源的控制单元，其中，所述控制单元被配置为控制所述载气的流量。

4.根据权利要求3所述的蒸气输送系统，还包括浓度传感器，所述浓度传感器联接到所述控制单元和所述流量控制器，其中，所述浓度传感器被配置为检测所述气体混合物的浓度以提供浓度值，并且所述控制单元基于所述浓度值控制所述气体混合物的流量。

5.根据权利要求4所述的蒸气输送系统，其中，所述浓度传感器设置在所述贮存器的下游和所述流量控制器的上游。

6.根据权利要求1所述的蒸气输送系统，还包括吹扫气体源，所述吹扫气体源连接到所述容器并且被配置为将吹扫气体提供到所述容器中。

7.一种半导体处理系统，包括：

8.根据权利要求7所述的半导体处理系统，还包括联接在所述容器下游的固体流量传感器。

9.根据权利要求7所述的半导体处理系统，还包括联接到所述载气源的压力控制器，其中，所述压力控制器被配置为控制所述载气的流量。

10.根据权利要求9所述的半导体处理系统，还包括控制单元，所述控制单元联接到所述压力控制器和所述流量控制器。

11.根据权利要求10所述的半导体处理系统，还包括联接到所述控制单元和所述流量控制器的浓度传感器，其中，所述浓度传感器被配置为检测所述气体混合物的浓度以提供浓度值，并且所述控制单元基于所述浓度值控制所述气体混合物的流量。

12.根据权利要求11所述的半导体处理系统，其中，所述浓度传感器设置在所述贮存器的下游和所述流量控制器的上游。

13.根据权利要求7所述的半导体处理系统，还包括吹扫气体源，所述吹扫气体源连接到所述容器并且被配置为将吹扫气体提供到所述容器中。

14.根据权利要求7所述的半导体处理系统，其中，所述真空组件设置在所述反应腔室的下游。

15.一种用于执行沉积工艺的方法，包括：

16.根据权利要求15所述的方法，还包括在将所述固相前体提供到所述蒸发器中之前测量所述固相前体的粒度。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，调节所述气相前体的浓度包括通过设置在所述贮存器上游的第一控制单元调节所述载气的流量。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，调节所述气相前体的浓度包括通过设置在所述贮存器下游的第二控制单元调节所述气体混合物的流量。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述固相前体和吹扫气体进料到设置在所述蒸发器上游的容器中。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述固相前体是颗粒形式。