化学输送系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开的化学输送系统的实施例可包括：外壳；设置在外壳内的第一隔室，且第一隔室具有运送第一组化学物种的多个第一导管，第一隔室进一步具有帮助净化气体流经该第一隔室的第一吸气开口和第一排气开口；和设置在外壳内的第二隔室，且第二隔室具有运送第二组化学物种的多个第二导管，第二隔室进一步具有帮助该净化气体流经第二隔室的第二吸气开口和第二排气开口，其中第一组化学物种不同于第二组化学物种，且其中净化气体流经第二隔室吸气速度大于净化气体流经第一隔室的吸气速度。
【专利说明】化学输送系统
[0001]MM
[0002]本发明的各实施例一般涉及例如半导体处理中所使用的化学输送系统。
[0003]背景
[0004]包括气瓶柜(gas cabinet)、外壳和诸如此类的化学输送系统(⑶S)可用来容纳一个或多个化学物种和/或从化学物种源输送一个或多个化学物种至处理腔室，举例而言，用于处理置于该处理腔室内的基板，例如在该基板上沉积材料层。基于安全原因，以连续净化气流将经由该CDS所输送的任何泄露物种冲刷至适当的处理设备，例如将泄露物种冲刷至减废系统(abatement system),以维护该⑶S。然而,用以维持净化气流的吸力要求可能极高，例如要确保该⑶S能通过每个化学物种的示踪气体测试(tracer gas test)。此夕卜,如果流经该CDS的这些化学物种中的一个或多个化学物种具有毒性，则用于毒性物种的净化标准将比非毒性化学物种的净化标准更加严格。就维持期望净化气流所需要的硬件和净化气体本身价格昂贵两方面而言，维持如此高的净化气流可能相当困难且价格高。
[0005]因此，发明人在本发明中提供化学输送系统的改良设计。
[0006]概沭
[0007]本发明公开化学输送系统的各实施例。在某些实施例中，化学输送系统可包括:夕卜壳；设置在所述外壳内的第一隔室，且所述第一隔室具有运送第一组化学物种的多个第一导管，所述第一隔室进一步具有帮助净化气体流经所述第一隔室的第一吸气开口和第一排气开口 ；和设置在所述外壳内的第二隔室，且所述第二隔室具有运送第二组化学物种的多个第二导管，所述第二隔室进一步具有帮助所述净化气体流经所述第二隔室的第二吸气开口和第二排气开口，其中所述第一组化学物种不同于所述第二组化学物种，且其中所述净化气体流经所述第二隔室的吸气速度(draw velocity)大于所述净化气体流经所述第一隔室的吸气速度。
[0008]在某些实施例中，所述第二排气开口所具有的截面积可小于所述第一排气开口所具有的截面积。
[0009]在某些实施例中，所述外壳进一步包括第三隔室，所述第三隔室用来接收来自所述外壳外部一位置处的所述第一组或第二组化学物种中的至少一些化学物种，且所述多个第一导管和所述多个第二导管中有至少一些导管起源于所述第三隔室以分别运送所述至少一些化学物种至所述第一隔室和所述第二隔室。
[0010]在某些实施例中，化学输送系统可包括:外壳；设置在所述外壳内的第一隔室，且所述第一隔室具有运送第一组化学物种的多个第一导管，所述第一隔室进一步具有帮助净化气体流经所述第一隔室的第一吸气开口和第一排气开口 ；和设置在所述外壳内的第二隔室，且所述第二隔室具有运送第二组化学物种的多个第二导管，所述第二隔室进一步具有帮助所述净化气体流经所述第二隔室的第二吸气开口和第二排气开口，其中所述第一组化学物种不同于所述第二组化学物种；和设置在所述外壳内的第三隔室，且所述多个第一导管中有至少一些第一导管和所述多个第二导管中有至少一些第二导管起源于所述第三隔室，及所述第三隔室具有接头以使起源于所述第三隔室的所述至少一些第一导管和第二导管与源自所述第一组化学物种和第二组化学物种中的至少一些化学物种的外部供应源耦接，其中所述第三隔室进一步包括帮助所述净化气体流经所述第三隔室的第三吸气开口和第三排气开口，并且其中所述净化气体流经所述第二隔室和所述第三隔室的吸气速度大于所述净化气体流经所述第一隔室的吸气速度。
[0011]以下描述本发明的其它实施例和进一步实施例。
[0012]附图简要说明
[0013]通过参照附图中所叙述的本发明例示性实施例可有助于理解以上简要概述和以下详细论述的本发明实施例。然而应注意，所述附图仅图示本发明的典型实施例，因此不应将所述附图视为对本发明范围的限制，本发明可允许其它等效实施例。
[0014]图1图示根据本发明某些实施例的化学输送系统的示意图。
[0015]图2图示根据本发明某些实施例的化学输送系统的更详细示意图。
[0016]图3A至图3C图示根据本发明某些实施例的化学物种输送设备。
[0017]为帮助理解，尽可能使用相同标号来代表附图所共有的相同元件。附图未按比例绘制且可能经过简化以求清晰。预期一个实施例中的元件和特征结构可有利地并入其它实施例中而无需进一步详述。
[0018]具体描沭
[0019]在本发明中公开化学输送系统(CDS)的各实施例。该CDS可有利于符合使用各种毒性和/或非毒性化学物种处理时所要求的期望安全标准，同时也限制符合此安全标准所必要的总排气吸力(total exhaust draw)。
[0020]此外，在本发明中公开的⑶S的各实施例可有利于在II1-V族外延沉积工艺中提供化学输送。所述工艺需要由该CDS提供多个气体源、液体源和固体源。这些源中的某些源具有毒性和自燃性(例如，胂(arsine)、膦(phosphine)、娃烧)。所述源的全体数目和必然需要的大体积外壳对于提供可接受的净化气流和排气吸力以当发生泄漏时可确保在密封处具有最小面速度(face velocity)而言是一种挑战。泄露检测灵敏度也很关键。此外,该CDS的各实施例可提供多个注入歧管之间的压力平衡、受控制的反应物路径长度和快速切换，以有助于改良的处理，例如有助于组分的深度分布控制(depth composition profilecontrol)。在某些实施例中，可提供液态/固态安瓿的安装和定位以及用于装设锁定标定夹具(lock-out tag-out fixtures)的适当空间，以易于维护。
[0021]图1图示根据本发明某些实施例的⑶S100的示意图。⑶S100包括外壳102，该外壳102包括两个或更多个隔室。图1中示出第一隔室104、第二隔室106和第三隔室108。每个隔室104、106、108可构造成具有通过⑶S100所提供的独立净化气流流速或吸力。例如，每个隔室104、106、108可连接至排气系统110，该排气系统110抽取气体(例如室内空气或某些其它净化气体)而使气体流经该外壳102，包括流经每个隔室104、106、108。个别隔室的体积结合该排气压力可提供对于流经该隔室的净化吸力的独立控制。此外，通过独立控制特定隔室(或隔室组)排气时的压力和/或控制提供在隔室与排气系统110之间的排气开口的尺寸可提供进一步控制。
[0022]⑶S100内的气源可分组为多个托板(pallets)，此配置方式不只在逻辑上要与该处理应用和气源类型一致，更重要的是要考虑该外壳102内部的隔室配置(compartmentalization)。因此,高毒性气体(例如，胂、膦和以上各者的有机衍生液体)可分开放置在公共隔室内(例如置于第一隔室104)。相较于外壳102的总体积而言，隔室的较小体积有助于提供较大流量的净化气体流经隔室，且不会附带使较大流速的净化气体流经其它隔室或外壳102本身。此种方式使对于分组在隔室内的气体的排气吸力和泄露检测灵敏度达到最大，同时降低CDS100例如要通过示踪气体测试时所需要的大到惊人的总排气吸力。气源中仅需要最小排气吸力的其余气源可采取满足源输送要求(例如达到薄膜组分控制和纯度的源输送要求)的方式配置在外壳102的较大体积内。
[0023]例如，在某些实施例中，第一隔室104可包括具有高毒性的一个或多个气源，或者气源的毒性比设置在⑶SlOO内或流经⑶SlOO的其余气源的毒性要高。设置在⑶SlOO内或流经CDS100的其余气源(例如，低毒性气源或毒性比高毒性气体低的气源)可分组在第二隔室106内。可预期第二隔室106可能仅只是外壳102内部体积中未被其它隔室(例如第一隔室104和第三隔室108)占据的剩余内部体积。
[0024]例如在第三隔室108内可提供设施(例如，外部气体供应源)的衔接点。第三隔室108可构造在相对小的体积或管道内，以允许净化气流快速流过密封处且便于将锁定标定夹具安装在设施供应手动阀上。
[0025]可通过例如布置成歧管114状的多个导管将⑶SlOO耦接至处理腔室112。歧管114包括多个导管和多个阀，所述导管和阀构造成有助于从⑶SlOO选择性地输送处理气体或多种处理气体的组合物至该处理腔室112。该歧管114也可构造为切换从该处理腔室112输送处理气体至排气系统110，以允许在提供不同处理气体至处理腔室112的动作之间快速切换，又不会对提供至该处理腔室112的气体的压力造成波动，或使任何压力波动减至最小，所述气体的压力波动可能对处理造成不良冲击(例如，导致沉积作用不均匀一致)。
[0026]该⑶S的处理气体分组、隔室配置和其它特征结构的具体构造可依据例如要在该处理腔室112内执行的工艺而改变。例如，图2图示根据本发明某些实施例的⑶S200。该⑶S200的各实施例可提供与上述⑶SlOO相同的特征结构和益处。该化学输送系统包括外壳202。该外壳202可用于容纳化学物种和/或输送化学物种。例如，化学物种可从外部源(例如中央设施源或任何适当气源)输送通过外壳202而到达处理设备，所述处理设备例如是处理腔室204。可与上述方式择一使用或并用的是，化学物种可例如呈液态和/或固态状地容纳在该外壳202内，所述液态或固态化学物种可经蒸发和/或升华(将于以下内容中论述)并输送至处理设备，例如输送至该处理腔室204。
[0027]外壳202可由与所述化学物种兼容的任何适当材料所制成。所述材料可包含不锈钢、瓷漆钢(enamel painted steel)或诸如此类者。该外壳202可完全密闭,例如相对于周围环境而言为密封的，周围环境中的任何元件(例如导管或诸如此类者)都通过密封接合件或诸如此类构件而进入外壳202。外壳202可部分密闭，例如外壳202可具有多个开口或诸如此类结构，所述多个开口或诸如此类结构使该外壳202的至少部分内部体积暴露于周围环境下。元件(例如导管或诸如此类元件)可通过所述开口而进入或离开外壳202。在某些实施例中，可利用所述开口从周围环境中吸入大气以用于作为流经该外壳202的净化气体，如以下所论述。
[0028]外壳202可包括设置在该外壳202内的第一隔室206。在某些实施例中，第一隔室206可包括多个第一导管208，以运送第一组化学物种。所述多个第一导管208可起源于外壳202中的某处，例如可起源于第三隔室220中(此将于下述内容中论述)并将第一组化学物种中的至少一些化学物种运送至第一隔室206。在第一隔室206中，第一导管208中的每个导管可经由一个或多个装置212而连接至第一流体管线210。装置212可包括下述装置的其中一个或多个:计量装置(例如质流控制器或诸如此类装置)、液体气体注入设备或包括源自该液态或固态的第一组化学物种中的一个或多个化学物种的安瓿。一个或多个装置212的实施例在下述内容中论述且图示于图3A至图3C中。
[0029]第一组化学物种可经由多个第一导管208输送至第一隔室202，和/或第一组化学物种可起源于第一隔室202。例如，在某些实施例中，第一组化学物种中的一个化学物种可以以液态或固态形式设置在一个或多个装置212中，例如设置在安瓿中，且由多个第一导管208中的一个导管所提供的第一组化学物种中的另一化学物种(例如载气)可通过该安瓿，以从该安瓿内吸出升华或蒸发的化学物种，而将该升华或蒸发的化学物种带入第一导管108中并前往第一流体管线210。以下参照图3C更详细地论述关于安瓿的实施例。第一组化学物种可包含固态、液态或气态的化学物种。在某些实施例中，第一组化学物种可包含载气，所述载气例如是氢气(H2)、氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)或诸如此类气体。在某些实施例中，第一组化学物种可包含一种或多种III族元素。例如，含有III族元素的化学物种可包括三甲基铟((CH3)3I, TMI)、三甲基铝(((CH3)3Al, TMA)、三甲基镓((CH3)3Ga, TMG)、三乙基镓((CH3CH2)3Ga)或诸如此类的化学物种。在某些实施例中，第一组化学物种可能实质上无毒性。因此，如以下所论述般，第一隔室206可要求净化气体流经第一隔室206的吸气速度低于净化气体流经第二隔室214和/或第三隔室220的吸气速度。
[0030]外壳202可包括设置在外壳202内的第二隔室214。在某些实施例中，且例如图2中所示，第二隔室214可与第一隔室206隔离。然而，此仅为例示性实例，且可具有其它可行的实施例。例如，第一隔室206与第二隔室214可彼此互通(图中未示出)。在某些实施例中，第二隔室214可包括多个第二导管216，以运送第二组化学物种。所述多个第二导管216可起源于外壳202中的某处，例如可起源于第三隔室220中(此将于下述内容中论述)并将第二组化学物种中的至少一些化学物种运送至第二隔室214。在第二隔室214中，第二导管216中的每个导管可经由一个或多个装置212而连接至第二流体管线218。
[0031]可经由所述多个第二导管216将第二组化学物种输送至第二隔室214，和/或实行与上述第一组化学物种相关实施例实质上相似的方式，第二组化学物种可起源于第二隔室216。第二组化学物种可包含固态、液态或气态的化学物种。在某些实施例中，第二组化学物种可包含载气，所述载气例如是氢气(H2)、氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)或诸如此类气体。在某些实施例中，第二组化学物种可包含一个或多个V族元素。例如，含有V族元素的化学物种可包括膦(PH3)、胂(AsH3)、叔丁基膦(tertiarybutyl phosphine) ((CH3) 3C)PH2)、叔丁基胂(tertiarybutyl arsine) ((CH3) 3C) AsH2)、三甲基锑((CH3)3Sb)或诸如此类化学物种。在某些实施例中，第二组化学物种不同于第一组化学物种。在某些实施例中，第二组化学物种可能具有毒性。因此，如以下所论述般，第二隔室214可要求净化气体流经该第二隔室214的吸气速度大于净化气体流经第一隔室206的吸气速度。
[0032]外壳202可包括第三隔室220。第三隔室220可接收来自该外壳202外部位置处的第一组化学物种或第二组化学物种中的至少一些化学物种。举例言之，可由例如源自中央设施源或源自处理腔室202专用的气源的一个或多个气源将所述至少一些化学物种提供至第三隔室。例如，由多个第三导管222将所述至少一些化学物种提供至第三隔室220。每个第三导管可从外部位置进入该外壳202内且运送来自该第一组化学物种或第二组化学物种中的化学物种。第一导管208和第二导管216中的至少一些导管可在第三隔室220内与主要设置在外壳外部的其它导管耦接，以分别将所述至少一些化学物种运送至第一隔室206和第二隔室214。类似于第一隔室206和第二隔室214，第三隔室220可为隔离隔室或可部分通往第一隔室206和第二隔室214的大致隔离(predominantly isolated)隔室。
[0033]第三隔室220可包括多个接头224，所述接头224设置在第三隔室220内。每个接头224可将所述多个第三导管222的一个导管耦接至所述多个第一导管208和第二导管216中的一个对应导管。每个接头224可为阀、连接件或诸如此类构件的其中一个或多个。
[0034]可于该处理腔室202操作期间和/或一直使第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220处在具有连续净化气体流过的情况下以维护隔室。例如，净化气体可为指定馈入第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220的每个隔室的惰性气体，所述惰性气体例如是Ar、He或诸如此类气体。可与上述方式择一使用或并用的是，该净化气体可为周围大气(surrounding atmosphere),所述周围大气由与所述隔室206、214、220稱接的排气系统或诸如此类系统而被吸入外壳202中并流经所述隔室206、214、220。
[0035]第一隔室、第二隔室和第三隔室的每个隔室可具有独自的排气开口和吸气开口以供净化气体进出而流经每个隔室。或者，各隔室之间可共享排气开口和/或吸气开口中的一个或多个开口。例如，在某些实施例中，第一隔室206可包括第一排气开口 226，所述第一排气开口 226排放流经第一隔室206的净化气体。在某些实施例中，第一隔室206可包括第一吸气开口 228，所述第一吸气开口 228将净化气体吸入第一隔室206内。在某些实施例中，第二隔室214可包括第二排气开口 230，所述第二排气开口 230排放流经第二隔室214的净化气体。在某些实施例中，第二隔室214可包括第二吸气开口 232，所述第二吸气开口232将净化气体吸入第二隔室214内。在某些实施例中，第三隔室220可包括第三排气开口234，所述第三排气开口 234排放流经第三隔室220的净化气体。在某些实施例中，第三隔室220可包括第三吸气开口 236，所述第三吸气开口 236将净化气体吸入第三隔室220内。
[0036]有用于净化气体进出的开口的多种替代实施例可用于第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220。例如，可利用单一吸气开口取代第一吸气开口 228、第二吸气开口 230和第三吸气开口 234，举例言之，例如第一吸气开口 228可具有导管238，该导管238将第一吸气开口 228耦接至第二隔室214和第三隔室220。或者，外壳202和第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220每个隔室的底部部分(图中未不出)可为开放式和/或在接近底部部分处具有开口，举例言之，例如在该外壳202的侧壁部分或诸如此类位置处具有开口，以用于吸入净化气体。可预期隔室中的任意一个或多个隔室可具有多个吸气开口和/或排气开口。
[0037]同样地，在某些实施例中，第二气体隔室214和第三气体隔室220可具有实质相似的净化气体吸力需求。因此，第二排气开口 232和第三排气开口 236可例如如图所示般以导管240将第三隔室236耦接至第二排气开口 232而成为单一排气开口。然而，此仅为例示性范例，且可能有用于第二隔室232和第三隔室236的单一排气开口的其它变化态样。
[0038]第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220的每个隔室可能具有不同的净化气体吸力需求，以通过例如示踪气体测试或诸如此类的测试。例如，相较于第二隔室214或第三隔室220而言，输送第一组化学物种的第一隔室206可具有较低的净化气体吸力需求。在某些实施例中，当第一组化学物种为例如是含有III族元素的材料之类的实质无毒材料时，第一隔室206可能具有较低的净化气体吸力需求。
[0039]例如，相较于第一隔室206而言，输送第二组化学物种的第二隔室214和/或输送第一组和第二组两组化学物种的第三隔室220可能具有较高的净化气体吸力需求。在某些实施例中，当第二组化学物种包含例如含有V族元素的材料之类的有毒材料时，第二隔室214和/或第三隔室220可能具有较高的净化气体吸力需求。在某些实施例中，净化气体流经第二隔室214的吸气速度大于净化气体流经第一隔室206的吸气速度。在某些实施例中，净化气体流经第三隔室220的吸气速度大于净化气体流经第一隔室206的吸气速度。
[0040]可通过本发明的一个或多个实施例实现每个隔室中的净化气体吸气速度的变化。例如，每个隔室可能具有不同体积。此外，每个排气出口 226、232、236可耦接至不同排气系统(图中未示出)，其中每个排气系统具有不同排气速率。或者，每个排气出口 226、232、236可耦接至相同排气系统242。在某些实施例中，通过控制每个排气开口 226、232、236的直径可控制每个隔室206、214、220中的净化气体吸气速度的变化。例如，在某些实施例中，为使第二隔室214内达到较高的吸气速度，第二排气开口 232可小于第一隔室206的第一排气开口 226。同样地，在某些实施例中，为使第三隔室220内达到较高的吸气速度，第三排气开口 236可小于第一隔室206的第一排气开口 226。利用隔室体积、排气开口直径和上游压力控制的任意适当组合可控制第一隔室206、第二隔室214和/或第三隔室220对于吸气速度和/或体积的需求。
[0041]图3A至图3C图示根据本发明某些实施例的化学物种输送设备。例如，化学输送设备可包括上述的一个或多个装置212。例如，如图3A所示，一个或多个装置212可包括一个或多个质流控制器302，其中每个质流控制器将多个第一导管208或多个第二导管216中的一个导管耦接至对应的第一流体管线210或第二流体管线218。一个或多个质流控制器可为所属【技术领域】中已知的任何适当类型的质流控制器且能使在本发明中公开的第一组化学物种或第二组化学物种的其中一组化学物种流动。
[0042]例如，如图3B所示，一个或多个装置212可包括一个或多个液体注入设备304，其中每个液体注入设备304将多个第一导管208或多个第二导管216中的一个导管耦接至对应的第一流体管线210或第二流体管线218。每个液体注入设备304可将第一组化学物种或第二组化学物种中的一化学物种的期望量液体注入多个第一导管208或多个第二导管216中的一个导管内。例如，可将液体注入第一导管208或第二导管216中之一内有载气流过的导管。如上述，可将第一组化学物种或第二组化学物种中的一化学物种的液体设置在对应的隔室206、214内，或者从外部源(例如中央设施源)或处理腔室204专用的液体化学物种源提供化学物种液体至对应的隔室206、214。
[0043]例如，如图3C所示，一个或多个装置212可包括一个或多个安瓿306，其中每个安瓿306将多个第一导管208或多个第二导管216中的一个导管耦接至对应的第一流体管线210或第二流体管线218。每个安瓿306可容纳固态形式或液态形式的化学物种，当化学物种受热时可升华或蒸发，且可由流经第一导管208或第二导管216的载气将化学物种冲刷进所述导管内。每个安瓶306可设置在加热设备308中，在该加热设备308中，该加热设备308提供能量以使对应的固态或液态化学物种升华或蒸发。在某些实施例中，该加热设备308可为使用传热介质(例如水、油、沙或诸如此类介质)的加热浴。可与上述加热设备择一使用或并用的是，该加热设备308可为加热套(heat jacket)或诸如此类的设备，该加热套包围着安瓿306，且例如使用传热介质、电阻加热器、辐射加热灯或诸如此类者加热该安吾瓦306。
[0044]回到图2，⑶S200可包括第一切换阀244，该第一切换阀244设置在第一流体管线210与处理腔室204之间。第一切换阀244可在使源自第一组化学物种的一个或多个化学物种流向该处理腔室204与流向排气系统242的流动动作之间切换。同样地，⑶S200可包括第二切换阀246，该第二切换阀246设置在第二流体管线218与处理腔室204之间。该第二切换阀244可在使源自第二组化学物种的一个或多个化学物种流向处理腔室204与流向排气系统242的流动动作之间切换。例如，第一切换阀244和第二切换阀246可用于在处理腔室204中执行的任何合适的化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或类似工艺。此夕卜，处理控制器(图中未示出)可耦接至第一流体管线210和第二流体管线218，而帮助形成封闭回路控制式反压(closed loop controlled back pressure),以例如限制因经由切换阀244、246在流向处理腔室204的沉积管线与流向排气系统242的排气管线之间切换所造成的压力波动。在某些实施例中，可持续地清洗沉积管线、排气管线和/或流体管线210、218 (例如，管线中可含有非反应性气体的连续气流)，以限制和/或防止特定管线内的化学物种回流。例如，可使用不反应性气体(例如载气、惰性气体或诸如此类气体，如氢气(H2)或其它此类气体)执行每个管线的清洗动作。可使用上述设备的任一设备且例如经由多个第一导管208、多个第二导管216和/或多个第三导管222的其中一组导管，或者经由与将要被清洗的每个管线耦接的一个或多个指定导管提供用于清洗每个管线的气体。
[0045]⑶S100可包含第一掺杂剂源，所述第一掺杂剂源耦接至第一流体管线210。第一掺杂剂源248可设置在第一隔室206内，或者例如可利用如上述用于从外部供应源输送来自第一组或第二组化学物种中的化学物种的类似设备，使第一掺杂剂源248的路线从外部供应源经由一个或多个导管(图中未示出)而行经该第一隔室。第一掺杂剂源248可提供液态形式或气态形式的一个或多个第一掺杂剂至该第一流体管线210。所述一个或多个第一掺杂剂可适用于对通过使III族元素与V族元素反应所生成的材料掺杂。例示性的第一掺杂剂可包括硅烷(SiH4)、锗烷(GeH4)或代替的η-型掺杂剂。
[0046]⑶S200可包含第二掺杂剂源，所述第二掺杂剂源耦接至第二流体管线218。第二掺杂剂源250可设置在第一隔室206内，或者例如可利用如上述用于从外部供应源输送来自第一组或第二组化学物种中的化学物种的类似设备，使第二掺杂剂源250的路线从外部供应源经由一个或多个导管(图中未示出)而行经第一隔室。第二掺杂剂源250可提供液态形式或气态形式的一个或多个第二掺杂剂至第二流体管线218。所述一个或多个第二掺杂剂可适用于对通过使III族元素与V族元素反应所生成的材料掺杂。例示性的第二掺杂剂可包括溴三氯甲烷(CCl3Br)或代替的P-型掺杂剂。
[0047]⑶S200可包含蚀刻气源，所述蚀刻气源耦接至第二流体管线218。蚀刻气源252可设置在第一隔室206内，或者例如可利用如上述用于从外部供应源输送来自第一组或第二组化学物种中的化学物种的类似设备，使蚀刻气源252的路线从外部供应源经由一个或多个导管(图中未示出)而行经第一隔室。蚀刻气源252可提供一种或多种蚀刻气体至第二流体管线218。例如可在处理腔室204中执行任何合适的化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或类似工艺期间使用所述一种或多种蚀刻气体，以例如用于选择性沉积或诸如此类工艺。例示性的蚀刻气体可包含氯气(Cl2)、氯化氢(HCl)或溴化氢(HBr)。
[0048]⑶S200可包含清洁气源254，所述清洁气源254连接至第一流体管线210和第二流体管线218。所述清洁气源254可设置在第一隔室206内，或者例如可利用如上述用于从外部供应源输送来自第一组或第二组化学物种中的化学物种的类似设备，使所述清洁气源254的路线从外部供应源经由一个或多个导管(图中未示出)而行经第一隔室。例如，清洁气源可提供清洁气体，所述清洁气体可用于清洁第一流体管线210和第二流体管线218、处理腔室204或⑶S200的其它部件。例示性的清洁气体可包含氯气(Cl2)、氯化氢(HCl)或三氟化氮(NF3)或三氟化氯(ClF3)。
[0049]在本发明中已公开化学输送系统(⑶S)的实施例。所述⑶S可有利地符合使用各种有毒和/或无毒化学物种用于处理时所要求的期望安全标准，同时也可限制为求符合此安全标准所必要的总排气吸力。
[0050]虽然上述内容涉及本发明的各实施例，但可设计出不偏离本发明基本范围的其它和进一步的本发明实施例。
【权利要求】
1.一种化学输送系统，所述化学输送系统包括: 外壳; 第一隔室，所述第一隔室设置在所述外壳内且具有运送第一组化学物种的多个第一导管，所述第一隔室进一步具有帮助净化气体流经所述第一隔室的第一吸气开口和第一排气开口 ；和 第二隔室，所述第二隔室设置在所述外壳内且具有运送第二组化学物种的多个第二导管，所述第二隔室进一步具有帮助所述净化气体流经所述第二隔室的第二吸气开口和第二排气开口，其中所述第一组化学物种不同于所述第二组化学物种，且其中所述净化气体流经所述第二隔室的吸气速度大于所述净化气体流经所述第一隔室的吸气速度。
2.如权利要求1所述的化学输送系统，其中所述第二排气开口所具有的截面积小于所述第一排气开口所具有的截面积。
3.如权利要求1所述的化学输送系统，其中所述第一组化学物种中的至少一些化学物种含有III族元素，并且其中所述第二组化学物种中的至少一些化学物种含有V族元素，或者其中所述第一组化学物种中的至少一些化学物种含有III族元素且不含V族元素，并且其中所述第二组化学物种中的至少一些化学物种含有V族元素且不含III族元素。
4.如权利要求1至3中任一项所述的化学输送系统，其中所述外壳进一步包括: 第三隔室，所述第三隔室用来接收来自所述外壳外部一位置处的所述第一组或所述第二组化学物种中的至少一些化学物种，且所述多个第一导管和所述多个第二导管中有至少一些导管起源于所述第三隔室以分别运送所述至少一些化学物种至所述第一隔室和所述第二隔室。
5.如权利要求4所述的化学输送系统，其中所述第三隔室进一步包括:` 第三吸气开口和第三排气开口，所述第三吸气开口和第三排气开口用来帮助所述净化气体流经所述第三隔室，其中所述净化气体流经所述第三隔室的吸气速度大于所述净化气体流经所述第一隔室的吸气速度。
6.如权利要求5所述的化学输送系统，其中所述第三隔室的所述第三排气开口耦接至所述第二隔室的所述第二排气开口，以提供公共上游压力给所述第二隔室和所述第三隔室两者。
7.如权利要求4所述的化学输送系统，所述第三隔室进一步包括: 多个接头，所述接头设置在所述三隔室内；其中每个接头将多个第三导管中的一个导管与所述多个第一导管和第二导管中的一个对应导管耦接在一起，并且其中每个第三导管从一外部位置进入所述外壳内且运送来自所述第一组化学物种或所述第二组化学物种的其中至少一组中的化学物种。
8.如权利要求1至3中任一项所述的化学输送系统，进一步包括: 第一流体管线，所述第一流体管线用来将所述多个第一导管的每个导管耦接至处理腔室；和 第二流体管线，所述第二流体管线用来将所述多个第二导管的每个导管耦接至所述处理腔室。
9.如权利要求8所述的化学输送系统，进一步包括: 第一切换阀，所述第一切换阀设置在所述第一流体管线与所述处理腔室之间；和第二切换阀，所述第二切换阀设置在所述第二流体管线与所述处理腔室之间，其中所述第一切换阀和所述第二切换阀在分别使源自所述第一组化学物种和所述第二组化学物种的一个或多个化学物种流向所述处理腔室与流向排气系统的流动动作之间进行切换。
10.如权利要求8所述的化学输送系统，进一步包括: 多个质流控制器，其中每个质流控制器将所述多个第一导管或所述多个第二导管中的一个导管耦接至对应的第一流体管线或第二流体管线。
11.如权利要求8所述的化学输送系统，进一步包括以下的一个或多个: 多个液体注入设备，其中每个液体注入设备将所述多个第一导管或所述多个第二导管中的一个导管耦接至对应的第一流体管线或第二流体管线；或 安瓿，所述安瓿耦接在所述多个第一导管或所述多个第二导管中的一个导管与对应的第一流体管线或第二流体管线之间。
12.如权利要求8所述的化学输送系统，进一步包括安瓿，所述安瓿耦接在所述多个第一导管或所述多个第二导管中的一个导管与对应的第一流体管线或第二流体管线之间，其中所述安瓿容纳固态形式或液态形式的化学物种，且其中通过耦接至所述安瓿的所述第一导管或第二导管所提供的气体是载气。
13.如权利要求12所述的化学输送系统，其中所述安瓿设置在加热设备内，以使所述化学物种中的对应的固态形式或液态形式化学物种升华或蒸发，且其中能经由所述载气运送来自所述安瓿的升华或蒸发的化学物种进入对应的第一导管或第二导管。
14.如权利要求13所述的化学输送系 统，其中所述加热设备包括加热浴。
15.如权利要求8所述的化学输送系统，进一步包括以下的一个或多个: 耦接至所述第一流体管线的第一掺杂剂源，和耦接至所述第二流体管线的第二掺杂剂源，其中所述第一掺杂剂源和所述第二掺杂剂源设置在所述第一隔室内； 蚀刻气源，所述蚀刻气源耦接至所述第二流体管线，其中所述蚀刻气源设置在所述第一隔室内；或 清洁气源，所述清洁气源耦接至所述第一流体管线和所述第二流体管线，其中所述清洁气源设置在所述第一隔室内。
【文档编号】H01L21/02GK103503113SQ201280021873
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年4月20日 优先权日:2011年4月25日
【发明者】马塞尔·E·约瑟夫森, 戴维·K·卡尔森, 史蒂夫·江珀, 埃罗尔·安东尼奥·C·桑切斯 申请人:应用材料公司