Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR102709637B1 - 기화 용기 및 방법 - Google Patents

기화 용기 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102709637B1
KR102709637B1 KR1020217034043A KR20217034043A KR102709637B1 KR 102709637 B1 KR102709637 B1 KR 102709637B1 KR 1020217034043 A KR1020217034043 A KR 1020217034043A KR 20217034043 A KR20217034043 A KR 20217034043A KR 102709637 B1 KR102709637 B1 KR 102709637B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tray
bottom plate
reagent
holes
arms
Prior art date
Application number
KR1020217034043A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210134416A (ko
Inventor
브라이언 시 헨드릭스
스캇 엘 배틀
데이빗 제이 엘드리지
존 엔 그렉
제이콥 토마스
마누엘 에프 곤잘레스
케니 알 조던
벤자민 에이치 올슨
Original Assignee
엔테그리스, 아이엔씨.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔테그리스, 아이엔씨. filed Critical 엔테그리스, 아이엔씨.
Publication of KR20210134416A publication Critical patent/KR20210134416A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102709637B1 publication Critical patent/KR102709637B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00—Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/02—Floating material troughs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4402—Reduction of impurities in the source gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D19/00—Pallets or like platforms, with or without side walls, for supporting loads to be lifted or lowered
    • B65D19/38—Details or accessories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/18—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates
    • C23C14/185—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates by cathodic sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/08—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
    • C23C16/12—Deposition of aluminium only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C23C14/165—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon by cathodic sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Stackable Containers (AREA)

Abstract

측벽, 바닥판, 바닥판을 통해 연장되는 하나 이상의 구멍, 및 바닥판을 통해 그리고 바닥판으로부터 연장되는 덕트를 갖는 트레이를 포함하는 기화 용기용 트레이가 개시된다. 트레이는 기화될 고체 시약을 지지하도록 구성된다. 측벽과 바닥판을 갖는 제1 트레이를 형성하는 단계를 포함하는 트레이 조립 방법이 개시된다. 하나 이상의 트레이를 포함하는 기화 용기가 개시된다.

Description

기화 용기 및 방법
본 개시내용은 전반적으로 기화된 시약의 스트림을 제공하기 위해 캐리어 가스 및 고체 시약의 유동을 이용하는 용기에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 기화될 고체 시약을 지지하도록 구성된 구조에 관한 것이다.
일부 제조 프로세스는 기화된 재료의 스트림을 이용한다. 예를 들어, 화학 기상 증착은 기화된 재료의 유동을 이용하여 표면에 재료의 고체 층 또는 필름을 형성하는 프로세스이다. 또 다른 제조 프로세스에서, 기화된 재료의 스트림이 재료를 기판에 주입하는 데 이용된다. 이 재료를 시약이라고 지칭할 수 있다. 반도체 제조에서, 화학 기상 증착은 기판에 고체 시약의 정밀한 박막을 형성하는 데 사용될 수 있다. 기화 용기는 고체 시약을 캐리어 가스의 스트림으로 기화시킴으로써 기화된 시약의 스트림을 제공하도록 구성될 수 있다. 고체 시약은 입자, 예를 들어 소결 또는 비소결된, 그래뉼 또는 액체의 형태일 수 있다.
기화 용기는 하우징 및 하우징 내에 위치된 하나 이상의 트레이를 포함한다. 트레이는 기화될 고체 시약을 지지하도록 구성된다. 캐리어 가스가 기화 용기에 제공되고 트레이를 통해 유동하여 고체 시약을 통과한다. 고체 시약은 캐리어 가스가 고체 시약을 따라 유동할 때 기화된다. 기화 용기는 기화된 시약 및 캐리어 가스를 포함하는 시약 가스 스트림을 생성한다.
기화 용기, 기화 용기용 트레이, 및 기화 용기용 트레이를 조립하는 방법에 대한 실시예가 개시된다. 일부 실시예에서, 기화 용기는 고체 시약을 지지하기 위한 트레이를 포함한다. 일부 실시예에서, 트레이는 고체 시약을 지지하기 위한 표면을 제공한다. 실시예에서, 기화 용기는 복수의 트레이를 포함한다.
실시예에서, 트레이는 고체 시약을 지지하도록 구성된 표면이 있는 바닥판, 측벽, 바닥판을 통해 연장되는 하나 이상의 관통 홀, 및 바닥판을 통해 그리고 바닥판으로부터 연장되는 덕트를 포함한다. 덕트는 제1 트레이 상에 적층된 제2 트레이의 덕트에 유동적으로 연결되도록 구성된다. 실시예에서, 관통 홀은 바닥판의 표면 위로 연장된다. 실시예에서, 관통 홀은 바닥판의 하부 표면 아래로 연장된다.
실시예에서, 트레이는 측벽의 내부 표면을 따라 위치된 하나 이상의 접촉 부재를 포함한다. 각각의 접촉 부재는 측벽의 상단 에지를 넘어 상향 연장되는 고체 시약과 화학적으로 양립 가능한 탄성 부재를 포함한다.
실시예에서, 트레이는 측벽으로부터 내향 연장되는 하나 이상의 아암을 포함한다. 관통 홀은 하나 이상의 아암을 통해 연장된다. 일부 실시예에서, 아암 중 하나 이상은 측벽으로부터 트레이의 내부 벽까지 연장된다. 실시예에서, 아암은 바닥판 및 측벽과 별도로 형성된 다음 트레이 내부에 고정된다.
실시예에서, 트레이는 알루미늄 합금, 니켈, 흑연 또는 스테인리스강을 포함하는 재료로 제조된다.
실시예에서, 트레이는 흑연 또는 처리된 흑연을 포함하는 재료로 제조된다. 일부 실시예에서, 트레이는 측벽의 내부 표면을 따라 위치된 하나 이상의 접촉 부재를 포함한다. 각각의 접촉 부재는 측벽의 상단 에지를 넘어 상향 연장되는 탄성 부재를 포함한다.
실시예에서, 트레이를 조립하는 방법은 제1 트레이 부분을 형성하는 단계를 포함한다. 제1 트레이 부분은 측벽 및 바닥판을 포함한다. 실시예에서, 미리 제조된 아암은 제1 트레이 부분 내에 고정된다. 다른 실시예에서, 복수의 튜브가 바닥판의 구멍을 통해 압입된다. 실시예에서 튜브와 바닥판은 튜브가 바닥판에 용접될 수 있게 하는 금속 재료로 제조된다.
본 개시내용의 일부를 형성하고 본 명세서에 설명되는 기화 용기 및 기화 용기용 트레이(들)가 실시될 수 있는 실시예를 예시하는 첨부 도면을 참조한다.
도 1a 및 도 1b는 실시예에 따른 기화 용기의 측면도 및 평면도이다.
도 2는 도 1b의 선 F2-F2를 따른 도 1a 및 도 1b의 기화 용기의 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 기화 용기용 트레이의 사시도이다.
도 4는 직경 Di2를 따른 도 3의 트레이의 단면도이다.
도 5a는 다른 실시예에 따른 기화 용기용 트레이의 사시도이다.
도 5b, 도 5c 및 도 5d는 각각 도 5a의 탄성 부재의 평면도, 단면도 및 제2 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 다른 실시예에 따른 도 5a의 기화 트레이용 탄성 부재의 평면도 및 단면도이다.
도 7a는 다른 실시예에 따른 기화 용기용 트레이의 사시도이다.
도 7b는 튜브 중 하나를 예시하는 도 7a의 트레이의 단면도이다.
도 8a는 실시예에 따른 기화 용기용 트레이의 사시도이다.
도 8b 및 도 8c는 각각 도 8a의 트레이의 각각의 아암의 사시도이다.
도 8d는 아암이 없는 도 8a의 트레이의 평면도이다.
도 9a는 실시예에 따른 기화 용기용 트레이를 형성하는 방법이다.
도 9b는 다른 실시예에 따른 기화 용기용 트레이를 형성하는 방법이다.
유사한 참조 번호는 전체에 걸쳐 유사한 부품을 나타낸다.
기화 용기에 의해 고체 시약으로부터 생성된 시약 가스의 스트림은, 예를 들어 기판 상에 고체 시약의 층을 형성하거나 재료를 기판에 주입하는 데 이용될 수 있다. 시약 가스의 스트림은 기화된 시약과 캐리어 가스를 포함한다. 캐리어 가스는 일반적으로 비반응성인 불활성 가스이다. 예를 들어, 불활성 가스는 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 및 질소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특히, 기화된 시약의 스트림은 반도체를 형성하는 데 사용될 수 있다. 많은 반도체가 현재 더 작은 규모, 예를 들어 나노미터 규모로 제조되고 있다. 반도체가 더 작은 규모로 형성됨에 따라, 고장 및 작동 문제를 방지하기 위해 더 적은 농도의 금속 불순물이 추구되었다. 따라서, 반도체 제조 산업에서는 금속 불순물의 농도가 더 낮은 기화된 시약이 추구되고 있다.
기화 용기용 트레이와 시약 사이의 반응(들)은 반도체 제조에서 상당한 양의 금속 불순물을 형성할 수 있다고 판명되었다. 특히, 불순물의 양은 나노미터 규모의 반도체 제조에서 중요할 수 있다. 예를 들어, 일부 스테인리스강 트레이에 함유된 철은 일부 시약과 반응하여 금속 불순물을 형성하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 금속 할로겐화물은 철과 반응하여 금속 불순물을 형성하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 화학 반응은 고체 시약과 트레이의 표면(들) 사이 및/또는 기화된 시약과 트레이(들)의 표면 사이에서 발생할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는 기화 용기, 기화 용기용 트레이, 및 그 조립 및/또는 형성 방법에 관한 것이다. 기화 용기를 사용하여 기화된 시약의 스트림을 제공할 수 있다. 하나 이상의 트레이는 기화될 고체 시약을 유지하도록 구성된다. 기화 용기는, 예를 들어 고체 시약과 접촉하기 위해 고체 시약을 따라 캐리어 가스의 유동을 통과시켜 기화된 시약의 스트림을 제공하도록 구성되어, 고체 시약의 일부가 기화되어 캐리어 가스와 함께 유동한다.
본 명세서에 개시된 실시예는 더 낮은 금속 불순물을 갖는 시약 가스의 스트림을 생성하는 구성을 갖는다. 일부 실시예에서, 시약과 접촉하는 트레이 또는 트레이 부분은 상당히 낮은 수준의 불순물을 생성하는 재료로 제조되거나 코팅된다. 본 명세서에 개시된 일부 실시예는 트레이를 통한 캐리어 가스의 유동을 개선하여 그와 같이 상당히 낮은 수준의 불순물을 제공하도록 구성된다.
본 개시내용은 기화 용기가 기화된 시약의 양에 관하여 10 백만분율(part per million)("ppm") 이하의 금속 불순물, 기화된 시약의 양에 관하여 3 ppm 미만의 금속 불순물, 또는 기화된 시약의 양에 관하여 1 ppm의 금속 불순물을 함유하는 시약 가스 스트림을 제공하도록 구성된 본 발명의 여러 실시예(이에 제한되지 않음)를 설명한다. 다른 실시예에서, 기화 용기는 사용된 특정 기화된 시약에 관하여 검출 가능한 양 이하의 불순물을 함유하는 시약 가스 스트림을 제공하도록 구성된다.
본 발명에 따른 기화 용기가 도 1a에 설명되어 있다. 도 1a는 일 실시예에 따른 기화 용기(1)의 측면도이다. 도 1b는 도 1a의 기화 용기의 평면도이다. 기화 용기(1)는 컨테이너(10) 및 커버(20)를 포함한다. 커버(20)는 원형 형상을 갖는다. 그러나, 실시예에서 커버(20)는 상이한 형상(예를 들어, 직사각형, 정사각형 또는 삼각형 등)을 가질 수 있다. 컨테이너 및 커버(20)는 기화 용기(1)의 하우징을 형성한다. 볼트(25)는 커버(20)를 컨테이너(10)에 고정시킨다. 커버(20)에는 입구(30)와 출구(35)가 마련된다. 밀봉 부재(27)는 컨테이너(10)와 커버(20) 사이에 위치된다. 밀봉 부재(27)는 컨테이너(10)의 상부 단부와 커버(20) 사이에 밀봉을 제공하도록 구성된다. 밀봉 부재(27)는 입자 발산(particle shedding)이 낮거나 전혀 없고 일반적으로 시약과 반응하지 않는 재료로 제조된다. 실시예에서, 밀봉 부재(27)는 금속 밀봉 링 또는 엘라스토머 개스킷일 수 있다. 예를 들어, 엘라스토머 개스킷은 ASHM 국제 표준 1418에 의해 정의된 바와 같이 하나 이상의 FKM 플루오로엘라스토머 및/또는 FFKM 퍼플루오로엘라스토머로 형성될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 금속 밀봉 링은 스테인리스강, 니켈 또는 컨테이너 및 시약과 화학적으로 양립 가능한 연질 재료로 코팅된 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 엘라스토머 재료는 기화 용기에서 사용될 때 검출 가능한 수준의 불순물을 (캐리어 가스, 시약, 및/또는 컨테이너와의 반응을 통해 또는 재료 손실에 의해) 생성하지 않을 때(예를 들어, 시약 가스 스트림의 기화된 시약에 관하여 기화 용기(1)로부터 유동하는 시약 가스 스트림에 1 ppm 이상의 불순물의 증가를 야기하지 않을 때) 화학적으로 양립 가능하다.
도 2는 도 1b의 선 F2-F2를 따른 기화 용기(1)의 단면도이다. 기화 용기(1)는 하우징에 의해 획정되는 내부 체적(40)을 갖는다. 예를 들어, 컨테이너(10) 및 커버(20)는 실시예에서 내부 체적(40)을 획정한다. 컨테이너(10) 및 커버(20)의 내부 표면은 내식성 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(10) 및 커버(20)의 내부 표면은 스테인리스강(예를 들어, 316L SS)로 제조될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
기화 용기(1)는 고체 시약(50)을 유지하도록 구성된 트레이(100)를 포함한다. 예시를 위해, 최하부 트레이(100A)의 내부 구조는 고체 시약(50)을 도시하기 위해 생략되었다. 그러나, 트레이(100)는 유사한 특징을 가지며 고체 시약(50)은 트레이(100) 각각에 제공된다는 것을 이해하여야 한다. 고체 시약(50)은 도 3에서 그래뉼로서 도시되어 있다. 그러나, 고체 시약(50)은 실시예에서 임의의 비-가스 물질 또는 재료일 수 있다. 예를 들어, 고체 시약(50)은 실시예에서 입자(소결 또는 비소결된), 분말 또는 액체일 수 있다. 도 2의 기화 용기(1)는 6개의 트레이(100)를 갖는다. 트레이(100)는 수직 방향(DV)으로 내부 체적(40) 내에 적층된다. 실시예에서, 기화 용기(1)는 트레이(100) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기화 용기(1)는 트레이(100) 중 2개 이상을 포함할 수 있다.
각각의 트레이(100)는 상부 표면(114) 및 하부 표면(116)을 갖는 바닥판(110), 및 바닥판(110)을 통해 연장되는 관통 홀(112)을 포함한다. 내부 체적(40)은 트레이(100) 아래에 위치된 하부 부분(45)을 포함한다. 트레이(100)는 캐리어 가스가 입구(30)로부터 내부 체적(40)의 하부 부분(45)으로 유동할 수 있게 하는 통로를 형성하는 덕트(145)를 포함한다. 그러면 캐리어 가스는 도 2의 유동 경로(FP)에 의해 도시된 바와 같이 출구(35)로 유동한다. 실시예에서, 튜브(도시되지 않음)는 입구(30)로부터 하부 부분(45)으로 연장될 수 있고, 입구(30)에서의 캐리어 가스는 튜브를 통해 유동하여 하부 부분(45)에 도달한다. 실시예에서, 입구(30) 및 출구(35)의 위치는 역전될 수 있다. 이러한 실시예에서, 도 2의 유동 경로(FP)는 또한 역전될 것이다. 따라서, 그러한 실시예의 경우, 가스의 유동, 입구(30), 및/또는 출구(35)와 관련하여 아래에 제공되는 설명은 더 낮은 금속 불순물을 갖는 시약 가스의 스트림을 생성하도록 수정될 것이라는 점을 이해하여야 한다. 다양한 실시예에서 트레이(100)의 구조적 특징은 아래에서 더 상세하게 설명된다.
실시예에서, 시약은 금속 할로겐화물이다. 예를 들어, 시약은 염화알루미늄, 염화텅스텐, 요오드화규소, 염화카드뮴, 및 염화탄탈 중 적어도 하나일 수 있다. 실시예에서, 시약은 염화알루미늄 및 염화텅스텐 중 하나일 수 있다. 실시예에서, 시약은 기화 용기(1)에서 불활성 가스로 기화될 수 있는 무기 또는 유기금속 고체일 수 있다.
도 3은 기화 용기(예를 들어, 기화 용기(1))용 트레이(200)의 사시도이다. 도 4는 도 3의 직경(Di2)을 따른 트레이(200)의 단면도이다. 트레이(200)는 바닥판(210), 측벽(230), 내부 벽(240)에 의해 획정된 중앙 덕트(245), 및 아암(250A, 250B) 및 관통 홀(212)을 포함한다. 트레이(200)는 바닥판(210)과 측벽(230)에 의해 획정되는 내부 공간을 갖는다. 도 3의 바닥판(210)은 대체로 평탄하다. 그러나, 실시예에서 바닥판(210)은 평탄하지 않은 부분(예를 들어, 만곡된 부분, 상향 또는 하향 연장되는 부분 등)을 가질 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 트레이(200)는 측벽(230), 내부 벽(240), 및 아암(250A)에 의해 획정된 내부 공간 내에 4개의 구획(202)을 갖는다. 실시예에서, 트레이(200)는 하나 이상의 구획(202)을 가질 수 있다. 구획(202)은 고체 시약(예를 들어, 고체 시약(50))을 지지 및/또는 수용하도록 구성된다. 바닥판(210)의 상부 표면(214)은 고체 시약과 접촉하여 지지하도록 구성된다. 아암(250A, 250B)은 측벽(230)으로부터 연장된다. 더 구체적으로, 아암(250A, 250B)은 측벽(230)과 내부 벽(240) 사이에서 연장된다. 아암(250A, 250B)은 내향으로(즉, 트레이(200)의 내부 공간 내에) 연장된다. 아암(250A, 250B)은 바닥판(210)을 따라 연장되고 바닥판에 연결된다. 더 구체적으로, 아암(250A, 250B)은 바닥판(210)의 상부 표면(214)을 따라 연장되고 이에 직접 연결된다. 아암(250A, 250B)은 제1 아암(250A) 및 제2 아암(250B)을 포함한다. 도 3의 트레이(200)는 4개의 제1 아암(250A)과 8개의 제2 아암(250B)을 포함한다. 실시예에서, 트레이(200)는 아암(250A, 250B) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 트레이(200)는 제1 아암(250A) 중 하나 이상, 및 제2 아암(250B) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1 아암(250A) 각각은 측벽(230)을 내부 벽(240)에 연결한다. 제1 아암(250A) 각각은 트레이(200)의 직경(예를 들어, 직경(Di1), 직경(Di2))을 따라 연장된다. 제1 아암(250A)은 대응하는 쌍으로 제공되고, 각각의 대응하는 쌍의 제1 아암(250A)은 트레이(200)의 동일한 직경(예를 들어, 직경(Di1), 직경(Di2))을 따라 연장된다. 제1 쌍의 제1 아암(250A)은 제2 쌍의 제1 아암(250A)이 연장되는 방향에 직교하는 방향으로 연장된다. 그러나, 실시예에서, 트레이(200)는 하나 이상의 제1 아암(250A)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 제1 아암(250A)은 대응하는 쌍으로 및/또는 트레이(200)의 직경을 따라 연장되도록 배열될 수 있다.
제2 아암(250B) 각각은 측벽(230)으로부터 내부 벽(240)을 향해 부분적으로 연장된다(즉, 내부 벽(240)에 직접 연결되지 않음). 제2 아암(250B) 각각은 트레이(200)의 직경(예를 들어, 직경(Di3))을 따라 연장된다. 제2 아암(250B) 중 하나는 인접한 각 쌍의 제1 아암(250A) 사이에 제공된다. 제2 아암(250B)은 대응하는 쌍으로 제공되고, 각각의 대응하는 쌍의 제2 아암(250B)은 트레이(200)의 동일한 직경(예를 들어, 직경(Di3))을 따라 연장된다. 그러나, 실시예에서, 트레이(200)는 제2 아암(250B) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 제2 아암(250B)은 대응하는 쌍으로 및/또는 트레이(200)의 직경을 따라 연장되도록 배열되지 않을 수 있다.
바닥판(210)은 상부 표면(214) 및 하부 표면(216)을 갖는다. 측벽(230)은 내부 표면(232) 및 상단 에지(234)를 갖는다. 관통 홀(212)은 바닥판(210)을 관통하여 연장되어 바닥판(210) 아래 공간을 트레이(200)의 내부 공간에 유동적으로 연결한다. 관통 홀(212)의 상단(252)는 아암(250A, 250B)의 상단 표면(254)에 획정된다. 구획(202)은 관통 홀(212)의 상단(252) 아래에 위치된다. 따라서, 관통 홀(212)의 상단(252)은 고체 시약이 관통 홀(212)을 통해 떨어지거나 및/또는 유동할 수 없도록 고체 시약 위에 위치되도록 구성된다.
내부 벽(240)은 바닥판(210)으로부터 연장되는 중앙 덕트(245)를 형성한다. 중앙 덕트(245)는 덕트 개구(218)를 거쳐 바닥판(210)을 통해 연장된다. 중앙 덕트(245)는 도 3 및 도 4에서 트레이(200)의 중앙에 있다. 그러나, 중앙 덕트(245)는 실시예에서 트레이(200)의 정확한 중앙에 있을 필요는 없다. 다수의 트레이(200)가 기화 용기(예를 들어, 기화 용기 1) 내에서 수직 방향(DV)으로 적층될 때, 덕트(245)는 캐리어 가스가 기화 용기의 입구(예를 들어, 입구(30))로부터 기화 용기의 내부 체적의 하부 부분(예를 들어, 도 2의 내부 체적(40)의 하부 부분(45))으로 유동하게 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 내부 벽(240)은 밀봉 부재(270)를 수용하기 위한 리세스(242)를 획정한다. 도 4의 밀봉 부재(270)는 O-링이다. 다른 실시예에서, 밀봉부(270)는 E-링일 수 있다. 밀봉 부재(270)는 위의 트레이(예를 들어, 위의 트레이의 하부 표면)와 접촉한다. 밀봉 부재(270)는 트레이(200) 상에 적층된 제2 트레이(예를 들어, 트레이(200)와 유사한 구조를 갖는 트레이)를 위한 지지 표면을 제공할 수 있다. 실시예에서, 제2 트레이는 제1 트레이(200)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 실시예에서, 제2 트레이는 제1 트레이(200)와 높이가 상이하다는 것을 제외하고는 제1 트레이(200)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 트레이(200)의 높이는 도 2에서 방향(DV)을 따라 측정된다. 밀봉 부재(270)는 트레이(200)의 덕트(245)와 제2 트레이의 덕트 사이에 밀봉을 제공한다. 예를 들어, 밀봉 부재(270)는 내부 벽(240)과 제2 트레이의 하부 표면(예를 들어, 하부 표면(216)) 사이에 밀봉을 제공한다. 트레이(200)가 기화 용기(예를 들어, 기화 용기 1)의 상단 트레이인 경우, 밀봉 부재(270)는 기화 용기의 커버(예를 들어, 커버(10))와 접촉하고 덕트(245)와 기화 용기의 입구(예를 들어, 입구(30)) 사이에 밀봉을 제공한다. 밀봉 부재(270)는 캐리어 가스가 덕트(245)로부터 트레이(200)의 내부 공간으로 직접 유동하는 것을 방지하도록 구성된다. 실시예에서 덕트(245)는 밀봉 부재(270), 내부 벽(240), 및 바닥판(210)의 덕트 개구(218)에 의해 획정된다.
다른 실시예에서, 내부 벽(240)은 리세스(242)를 포함하지 않을 수 있다. 그러한 실시예에서, 내부 벽(240)의 상부 에지(244)는 트레이(200) 또는 커버(10) 상에 적층된 제2 트레이와 접촉하도록 구성된다. 그러한 실시예에서, 내부 벽(240)은 내부 벽(240)이 덕트(245)와 제2 트레이 또는 입구(예를 들어, 입구(30))의 덕트 사이에 밀봉을 제공하는 것을 보장하기 위해 측벽(230)의 상단 에지(234)보다 높게 연장된다(예를 들어, 도 4의 밀봉 부재(270)와 유사함). 측벽(230)의 상단 에지(234)와 제2 트레이의 하부 표면 사이에는 작은 간극이 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 관통 홀(212)은 바닥판(210)의 하부 표면(216)에 연결되고 그로부터 연장되는 하부 부분(260)을 포함할 수 있다. 관통 홀(212)의 하부 개구(264)는 바닥판(210)에 대향하는 하부 부분(260)의 단부에 위치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 관통 홀(212)은 바닥판(210)의 하부 표면(216) 아래로 연장된다. 하부 부분(260)의 길이(ℓLP)는 대응하는 관통 홀(212)의 상단으로부터 트레이(200)의 상단까지(예를 들어, 압축될 때 밀봉 부재(270)의 상부 표면까지, 내부 벽(240)의 상단 에지(244)까지)의 거리(dO)(수직 방향(DV1)에서)보다 크다. 이와 같이, 트레이(200) 상에 제2 트레이(예를 들어, 트레이(200)와 유사한 구조를 갖는 트레이)가 적층될 때, 관통 홀(212)로부터 유동되는 캐리어 가스는 하향(즉, 수직 방향(DV1)의 반대 방향)으로 그리고 고체 시약(예를 들어, 고체 시약(50))에 더 근접하게 유동하여 제2 트레이의 관통 홀로 유입되어야 한다. 예를 들어, 도 2는 캐리어 가스에 대한 유동 경로(FP), 및 캐리어 가스가 하나의 트레이(100)로부터 다음 트레이로 유동할 때 어떻게 하향으로 유동해야 하는 지를 도시한다. 실시예에서, 트레이(200)는 하부 부분(260)을 포함하지 않을 수 있음을 이해하여야 한다. 이러한 실시예에서, 관통 홀은 바닥판(210)을 통해 바닥판(210)의 하부 표면(216)으로 연장될 것이다.
밀봉부(270)는 캐리어 가스 및 기화된 시약과 화학적으로 양립 가능하도록 구성된 엘라스토머 재료로 제조된다. 예를 들어, 엘라스토머 재료는 기화 용기에서 사용되는 경우 검출 가능한 수준의 불순물을 (캐리어 가스 또는 시약과의 반응을 통해 또는 재료 손실에 의해) 생성하지 않을 때 화학적으로 양립 가능하다. 본 발명의 목적을 위해, 불순물의 검출 불가능한 수준은, 기화된 시약의 양에 관하여 10 백만분율("ppm") 미만의 금속 불순물, 기화된 시약의 양에 관하여 3 ppm 미만의 금속 불순물, 또는 기화된 시약의 양에 관하여 1 ppm의 금속 불순물일 수 있다. 실시예에서, O-링(270)의 엘라스토머 재료는 하나 이상의 FKM 플루오로엘라스토머 및/또는 FFKM 퍼플루오로엘라스토머를 포함할 수 있다.
도 3의 트레이(200)는 제1 위치에 있다. 트레이(200)는 원주방향(CD)으로 45도만큼 회전되어 제2 위치에 도달할 수 있다. 트레이(200)는 제2 위치의 관통 홀(212) 중 어느 것도 제1 위치에 있을 때 관통 홀(212) 중 하나의 위치와 중첩하지 않도록 구성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 트레이(200)는 기화 용기의 내부 체적(예를 들어, 기화 용기(1)의 내부 체적(40)) 내에서 수직 방향(DV)으로 적층되도록 구성된다. 제1 트레이(200)는 제2 인접 트레이(200)에 대해 회전되도록 구성된다. 예를 들어, 제2 인접 트레이(200)는 제1 트레이(200) 상에 적층된 트레이 또는 제1 트레이(200)가 적층되는 트레이이다. 실시예에서, 제1 트레이(200)는 제2 인접 트레이에 대해 45도, 135도, 225도, 또는 315도만큼 회전된다. 따라서, 제1 트레이(200)의 관통 홀(212) 중 어느 것도 수직 방향(DV)에서 제2 인접 트레이(200)의 관통 홀(212) 중 하나와 중첩되지 않는다. 이와 같이, 캐리어 가스는 제1 트레이(200)의 관통 홀(212)로부터 제2 트레이(200)의 관통 홀(212)로 유동하기 위해서는 반경방향 또는 원주방향 중 적어도 하나의 방향으로 유동해야 한다. 원주방향 및/또는 반경방향으로 유동할 때, 캐리어 가스는 고체 시약(예를 들어, 고체 시약(50))을 따라 유동하는데, 이는 유리하게는 고체 시약을 보다 효율적으로 기화시키고 및/또는 더 큰 농도의 기화된 시약을 갖는 시약 가스의 스트림을 생성시킨다.
실시예에서, 트레이(200)는 알루미늄 합금을 포함하는 재료로 제조될 수 있다. 특히, 트레이(200)의 내부 표면(들)(예를 들어, 상부 표면(214), 내부 표면(232), 아암(250A, 250B)의 표면, 내부 벽(240)의 외부 표면)은 알루미늄 합금으로 제조된다. 알루미늄 합금은 고체 또는 증기로서 시약과 크게 반응하지 않으면서 고체 시약과 접촉하도록 구성된다. 실시예에서, 트레이(200)의 알루미늄 합금은 시약과 실질적으로 반응하지 않도록 구성된다. 예를 들어, 알루미늄 합금은, 기화 용기에서 사용될 때 검출 가능한 수준의 불순물을 (캐리어 가스 또는 시약과의 반응을 통해, 및/또는 재료 손실에 의해) 생성하지 않기 때문에(예를 들어, 시약 가스 스트림의 기화된 시약에 관하여 기화 용기(1)로부터 유동하는 시약 가스 스트림에 1 ppm 이상의 불순물의 증가를 야기하지 않기 때문에) 실질적으로 비반응성이다.
실시예에서, 알루미늄 합금은 유리하게는 금속 할로겐화물 시약과 크게 반응하지 않는다(즉, 실질적으로 비반응성이다). 예를 들어, 고체 시약은 염화알루미늄이고 트레이(200)의 알루미늄 합금은 유리하게는 고체 또는 기화된 염화알루미늄과 실질적으로 반응하지 않는다. 따라서, 트레이(200)를 사용하여 생성된 기화된 시약의 스트림은 제한된 농도의 불순물을 갖는다. 다른 실시예에서, 전구체 재료와의 반응 및 불순물 운반을 제한하기 위해 알루미늄 합금 트레이에 코팅이 적용된다.
바닥판(210), 측벽(230), 내부 벽(240), 및 아암(250A, 250B)은 단일의 연속적인 피스이다. 실시예에서, 트레이(200)는 단일 재료 피스를 기계 가공함으로써 형성된다. 그러나, 실시예에서 트레이(200)는 트레이(500)와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같이 아암(250A, 250B)이 비파괴적으로 제거 가능하도록 구성될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 5a는 기화 용기(예를 들어, 기화 용기(1))용 트레이(300)의 사시도이다. 트레이(300)는 바닥판(310), 관통 홀(312), 측벽(330), 내부 벽(340)에 의해 획정된 중앙 덕트(345), 및 아암(350A, 350B)을 포함한다. 덕트(345)는 도 3 및 도 4의 덕트(245)와 유사하게 트레이(300)를 통해 연장된다.
트레이(300)는 바닥판(310)과 측벽(330)에 의해 획정되는 내부 공간을 갖는다. 더 구체적으로, 내부 공간은 바닥판(300), 측벽(330), 및 내부 벽(340)에 의해 획정된다. 실시예에서, 트레이(300)는 또한 트레이(200)의 하부 부분(260)과 유사하고 앞서 설명된 바와 같은 하부 부분(도 5a에는 도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
트레이(300)의 아암(350A, 350B)은 트레이(200)와 관련하여 앞서 설명한 것과 유사한 구성을 갖는다. 실시예에서, 아암(350A, 350B)은 아암(250A, 250B)과 관련하여 앞서 설명한 바와 같은 유사한 방식(예를 들어, 수, 위치 설정)으로 수정될 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 트레이(300)는 아암(350A, 350B) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 트레이(300)는 제1 아암(350A) 중 하나 이상 및 제2 아암(350B) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
트레이(300)의 관통 홀(312)도 트레이(200)의 관통 홀(212)과 유사한 방식으로 구성된다. 특히, 트레이(300)는, 원주방향으로 특정 양만큼(예를 들어, 45도, 135도만큼) 회전될 때, 회전된 위치의 관통 홀(312) 중 어느 것도 미리 회전된 위치의 관통 홀(312) 중 하나의 위치와 중첩되지 않도록 구성된다.
불순물의 수준을 감소시키기 위한 다른 실시예에서, 기화 용기 또는 기화 용기의 부분(즉, 트레이)는 흑연으로 코팅되거나 흑연으로 제조되고, 트레이(300)는 흑연 및/또는 처리된 흑연을 포함하는 재료로 제조된다. 실시예에서, 처리된 흑연은 표면 처리된 흑연이다.
예를 들어, 흑연으로 코팅된 기화 용기 또는 트레이에 대한 표면 처리는 흑연을 밀봉하는 열분해 코팅을 제공하는 열분해 처리일 수 있다. 특정 예에서, 열분해 처리는 열분해 탄소를 사용하여 흑연 입자를 포획하고 트레이를 흑연으로 코팅한다. 이러한 실시예에서, 트레이는 체적의 20% 이상 또는 80% 초과의 비정질 탄소 함량을 갖는 다결정 흑연으로 구성된다. 흑연은 평균 입자 크기가 1 미크론 내지 12 미크론이고 체적 밀도가 1.50 g/cm3 내지 1.90 g/cm3이다. 흑연을 둘러싸는 열분해 탄소 처리는 가까운 표면 다공성을 0.1" 깊이까지 침투시키고 흑연 상단에 50 미크론의 최대 코팅 두께를 제공한다. 트레이 상의 흑연 처리는 기화된 시약의 양에 관하여 검출 가능한 불순물의 양을 감소시킨다(아래 표 1 참조).
실시예에서, 바닥판(310), 측벽(330), 내부 벽(340), 아암(350A, 350B)은 흑연으로 제조된다. 실시예에서, 바닥판(310), 측벽(330), 내부 벽(340), 및 아암(350A, 350B)은 흑연의 단일 연속 피스로 제조된다.
트레이가 흑연으로 코팅되거나 제조되는 일부 실시예에서, 트레이(300)는 트레이(300)와 트레이(300) 상에 적층된 유사한 트레이 사이의 마찰을 감소시킬 수 있는 접촉 구조(380)를 포함한다.
접촉 구조(380)는 측벽(330)의 내부 표면(332)을 따라 위치된다. 도 5a의 트레이(300)는 예로서 4개의 접촉 구조(380)를 갖는다. 실시예에서, 트레이(300)는 접촉 구조(380) 중 2개 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 트레이(300)는 접촉 구조(380) 중 4개 이상을 포함할 수 있다. 도 5a의 각각의 접촉 구조(380)는 바닥판(310)의 상부 표면(314) 및 측벽(330)의 내부 표면(332)에 직접 연결된다. 그러나, 실시예에서 접촉 구조(들)(380)는 측벽(330)에 직접 연결되지 않고 측벽(330) 근방(예를 들어, 내부 벽(340)보다 측벽(330)에 더 근접하게)에 위치될 수 있다.
각각의 접촉 구조(380)는 탄성 부재(390)를 위한 상부 표면(382)을 갖는다. 예시를 위해, 탄성 부재(390)는 도 5a의 접촉 구조(380) 중 하나로부터 생략된다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 접촉 구조(380)의 상부 표면(382)은 탄성 부재(390)를 유지하기 위한 삽입 부분(384)을 포함한다. 각각의 탄성 부재(390)는 측벽(330)의 상단 에지(334)를 넘어 상향으로(예를 들어, 수직 방향(DV2)으로) 연장된다. 탄성 부재(390)는 캐리어 가스 및 기화된 시약과 화학적으로 양립 가능한 엘라스토머 재료로 제조된다. 실시예에서, 탄성 부재(390)는 밀봉 부재(270)와 관련하여 위에서 유사하게 설명된 바와 같이 엘라스토머 재료로 제조된다.
앞서 설명한 바와 같이, 트레이(300)는, 원주방향으로 특정 양만큼(예를 들어, 45도, 135도만큼) 회전될 때, 회전된 위치의 접촉 구조(380) 중 어느 것도 미리 회전된 위치의 관통 홀(312) 중 하나의 위치와 중첩되지 않도록 구성된다. 따라서, 트레이(300)와 유사한 구성을 갖는 제2 트레이가 트레이(300) 상에 적층된 경우, 제2 트레이의 관통 홀 중 어느 것도 트레이(300)의 임의의 접촉 구조(380)와 중첩되지 않는다.
접촉 구조(380)는, 트레이(300)의 비-엘라스토머 표면과 위에 적층된 트레이의 하부 표면(들) 사이의 마찰량을 감소시키면서, 트레이(300) 상에 적층된 제2 트레이를 위한 지지 표면을 제공할 수 있다. 특히, 접촉 구조(380)는 트레이(380)의 표면이 내마모성이 낮은 재료로 제조될 때 유리할 수 있다.
실시예에서, 트레이 또는 기화 용기는 니켈로 제조되거나 니켈로 코팅될 수 있다. 니켈 재료는 검출 가능한 불순물의 수준을 감소시키기 위해 금속 할로겐화물 시약과 화학적으로 양립 가능하다. 트레이 또는 기화 용기는 화학 기상 증착, 물리 기상 증착, 스퍼터 증착, 및 관련 기술 분야에 알려진 임의의 다른 관련 기술을 포함하지만 이에 제한되지 않는 증착 기술을 사용하여 코팅될 수 있다. 실시예에서, 흑연 트레이 상에 니켈 재료를 코팅하기 위해 스퍼터링 증착을 사용하면, 불순물의 수준이 상당히 감소된다.
표 1은 니켈 또는 흑연으로 코팅된 기화 용기와 비교하여 스테인리스강 기화 용기에서, 기화된 시약에 관하여 검출된 철(불순물) 수준의 비교를 도시한다. 이 예에서는, 40 Torr, 200 sccm Ar 캐리어 가스 및 150℃에서 기화 용기를 운반한다. 고체 시약은 금속 할로겐화물 시약(WCl6)이었다.
Figure 112021120530378-pct00001
내부 벽(340)은 밀봉 부재(예를 들어, 밀봉 부재(270))를 수용하기 위한 리세스(342)를 포함한다. 밀봉 부재는 도 4의 트레이(200)에 대해 앞서 설명한 유사한 방식으로 트레이(300)의 리세스(342)에 제공될 것이다. 덕트(345)와 밀봉 부재는 캐리어 가스가 트레이(300)를 통해 내내 통과할 수 있게 하는 통로를 형성한다. 밀봉 부재는 덕트(345)와 트레이(300) 상에 적층된 제2 트레이의 덕트 사이에 밀봉을 제공한다. 실시예에서, 밀봉 부재 및 내부 벽(340)은 도 4의 밀봉 부재(270) 및 내부 벽(340)에 대해 앞서 설명한 바와 유사한 구성을 갖는다.
도 5b는 도 5a의 탄성 부재(390)의 사시도이다. 도 5c는 선 5C-5C를 따른 도 5b의 탄성 부재(390)의 단면도이다. 도 5d는 선 5C-5C를 따른 도 5b의 탄성 부재(390)의 단면도이다. 엘라스토머 부재(390)는 트레이들 또는 트레이와 기화 용기의 커버(예를 들어, 커버(10)) 사이에서 압축될 때 가상 누설을 생성하지 않도록 구성된다. 도 5d 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 탄성 부재(390)는 렌즈형 형상을 갖는다. 더 구체적으로, 탄성 부재(390)의 상부 표면(392) 및 하부 표면(394)은 각각 볼록하다. 볼록한 하부 표면(394)의 정점(A1)과 볼록한 상부 표면(392)의 정점(A2)이 트레이(300) 및 트레이(300) 상에 적층된 제2 트레이와 접촉한다. 따라서, 탄성 부재(390)는 압축시 가상 누설을 생성하지 않는다.
도 6a는 탄성 부재의 다른 실시예(390A)의 사시도이다. 도 6b는 선 6B-6B를 따른 도 6a의 탄성 부재(390A)의 단면도이다. 도 6a 및 도 6b는 도 5a 내지 도 5d의 탄성 부재(390)에 대한 대안적인 형상을 예시한다. 탄성 부재(390A)는 부분적인 o-링이다. 더 구체적으로, 탄성 부재(390A)는 하프 o-링이다. 실시예에서, 탄성 부재(390A)는 트레이(300)의 삽입 부분(384)의 리세스에 배치된다. 탄성 부재(390A)는 적층된 트레이들 사이에서 탄성 부재(390A)가 압축되는 경우에도 개방된 상태를 유지하는 개구(392A)를 갖는다. 탄성 부재(390A)가 압축되면, 개구(392A)는 탄성 부재(390A)의 중앙 공간(394A)에 있는 가스가 빠져나갈 수 있게 한다. 따라서, 탄성 부재(390A)는 압축될 때 가상 누설을 생성하지 않는다.
도 6a는 기화 용기(예를 들어, 기화 용기(1))용 트레이(400)의 실시예의 사시도이다. 트레이(400)는 바닥판(410), 측벽(430), 내부 벽(440)에 의해 획정되는 덕트(445), 및 복수의 튜브(450)를 포함한다. 도 6b는 바닥판(410)을 따른 도 6a의 튜브(450) 중 하나의 도면이다. 바닥판(410)은 상부 표면(414), 하부 표면(416), 및 구멍(422)을 포함한다. 구멍(422)은 바닥판(410)의 폭(WP)을 통해(예를 들어, 상부 표면(414)으로부터 하부 표면(416)으로) 연장된다. 튜브(450)는 상단(452), 하부 개구(464) 및 외향 돌출부(455)를 갖는다. 외향 돌출부(455)는 바닥판(410)의 구멍(422) 중 하나에 압입되도록 구성된 외부 형상(예를 들어, 외경)을 갖는다.
트레이(400)는 각각의 튜브(450)의 외향 돌출부(455)가 바닥판(410)의 구멍(422) 각각에 압입됨으로써 조립된다. 각각의 압입된 튜브(450)는 이어서 바닥판(410)에 용접된다. 외향 돌출부(455)는 유리하게는 튜브(450)와 바닥판(410) 사이의 시임(480)이 튜브(450)의 수직 표면(467)을 따르지 않게 한다(예를 들어, 시임(480)을 가로지르는 방향은 바닥판(410)의 평면을 따른다). 더 구체적으로, 외향 돌출부는, 트레이(400)를 수직 방향(DV)을 따라 보았을 때, 시임(480) 및 튜브(450)의 수직 표면(467)으로부터 (예를 들어, 거리(ds)만큼) 이격되어 있다. 이 간격은 튜브(450)가 상부 표면(414)에 직교하는 방향(DP)으로 용접되게 한다. 거리(ds)는, 예를 들어 바닥판(410)의 폭(WP)을 기초로 할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 실시예에서, 튜브(450)의 수직 표면(467)으로부터 시임(480)까지의 거리(ds)는 바닥판(410)의 두께(WP)의 절반 이상일 수 있다(즉, ds≥0.5 WP). 튜브(450)는 서로 적절하게 이격되어 있기 때문에, 측벽(430)과 내부 벽(440)은 용접 표면이 청결하게 유지될 수 있도록 용접 중에 적절한 양의 퍼지 가스가 제공되게 하고, 이는 용접부에서 불순물 형성을 저하시킨다. 예를 들어, 시임(480)의 간격은 튜브(450)가 레이저 용접을 사용하여 바닥판(410)에 용접되게 한다. 예를 들어, 레이저 용접은 CO2 레이저 용접 및 E-빔 용접일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 튜브(450)의 구성은 또한 자동화된 레이저 용접(예를 들어, CO2 레이저 용접, E-빔 용접)이 튜브(450)를 트레이(400)에 용접하도록 사용되게 한다.
각각의 튜브(450)는 또한 바닥판(410)의 상부 표면(414) 위로 연장되는 상부 부분(465) 및 바닥판(410)의 하부 표면(416) 아래로 연장되는 하부 부분(460)을 포함한다. 상부 부분(465)은 길이(ℓUP1)를 갖고 하부 부분(460)은 길이(ℓLP2)를 갖는다. 도 4에서 하부 부분(260)의 길이(ℓLP)와 관련하여 앞서 설명한 바와 유사한 방식으로, 하부 부분(460)의 길이(ℓLP2)는 대응하는 관통 홀(412)의 상단(452)과 측벽(430)의 상단 에지(434) 사이의 거리(dO1)보다 크도록 구성된다. 거리(dO1)는 수직 방향(DV3)을 따른다. 따라서, 다수의 트레이(400)가 기화기 용기(예를 들어, 기화 용기(1)) 내에서 수직 방향(DV3)으로 서로 적층될 때, 하부 트레이에서 튜브(450)의 상부 개구(464)로부터 유동하는 캐리어 가스는 상부 트레이의 튜브(450)로 유동하기 전에 하향으로(예를 들어, 수직 방향(DV3)으로) 유동한다.
플랜지(442)는 내부 벽(440)의 상부 단부로부터 연장된다. 플랜지(442)는 덕트(445)와 트레이(400) 상에 적층된 제2 트레이의 덕트(445) 사이에 밀봉을 제공하는 밀봉부(예를 들어, 도 4의 밀봉부(270))를 부착하기 위한 삽입 표면(444)을 포함한다. 밀봉부(270)와 유사한 방식으로, 밀봉부는 측벽(430)의 상단 에지(434) 위로 연장될 것이다.
트레이(400)는 금속 재료로 구성된다. 본 발명의 특정 실시예에서, 트레이(400)는 스테인리스강(예를 들어, 316L 스테인리스강), 알루미늄 합금, 흑연 또는 니켈을 포함하는 재료로 제조될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 복수의 트레이(400)는 기화 용기 내에서(예를 들어, 도 1a 및 도 1b에서 기화 용기(1)의 내부 체적(40) 내에서) 수직 방향(DV)으로 적층될 수 있다. 트레이(400)가 기화 용기 내에 적층될 때, 각각의 트레이(400)는 인접 트레이(400)(예를 들어, 제1 트레이(400) 상에 적층된 제2 인접 트레이, 제1 트레이(400)가 적층되는 제2 인접 트레이)에 대해 회전(예를 들어, 원주방향(DC1)으로 회전)되도록 구성된다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같은 트레이(400)는 제1 위치에 있고, 인접 트레이(400)는 제2 위치를 가질 것이며, 제1 위치와 제2 위치 사이에는 180도의 회전이 상이하다. 트레이(400)는, 180도 회전되었을 때, 관통 홀(412) 중 어느 것도 트레이(400)가 회전되기 전의 관통 홀(412)의 위치와 중첩되지 않도록 구성된다. 따라서, 제1 트레이(400)의 관통 홀(412)의 어느 것도 수직 방향(DV)으로 인접한 제2 트레이(400)의 관통 홀(412)과 중첩되지 않는다. 이와 같이, 캐리어 가스는 제1 트레이(400)의 관통 홀(412)로부터 제2 인접 트레이(400)의 관통 홀(412)로 유동하기 위해서는 반경방향 또는 원주방향 중 적어도 하나의 방향으로 유동해야 한다. 원주방향 및/또는 반경방향으로 유동할 때, 캐리어 가스는 고체 시약(예를 들어, 고체 시약(50))을 따라 유동하는데, 이는 유리하게는 고체 시약을 보다 효율적으로 기화시키고 및/또는 더 큰 농도의 기화된 시약을 갖는 시약 가스의 스트림을 생성시킨다.
도 8a는 기화 용기(예를 들어, 기화 용기(1))용 트레이(500)의 실시예의 사시도이다. 트레이(300)와 유사하게, 트레이(500)는 상부 표면(514)이 있는 바닥판(510), 측벽(530), 내부 벽(540)에 의해 획정된 중앙 덕트(545), 및 아암(550A, 550B)을 포함한다. 트레이(500)는 트레이(200)(예를 들어, 하부 표면(216))와 유사한 하부 표면(도 8a 및 도 8d에 도시되지 않음)을 갖는다. 트레이(500)는 바닥판(510)과 측벽(530)에 의해 획정된 내부 공간을 포함한다. 더 구체적으로, 내부 공간은 바닥판(510), 측벽(530), 및 내부 벽(540)에 의해 획정된다.
아암(550A, 550B)은 별도로 형성된 다음 나사(590)에 의해 트레이(500)의 내부 공간 내에 고정된다. 아암(550A, 550B)은 트레이(200)의 아암(250A, 250B)과 유사한 배열로 제1 아암(550A) 및 제2 아암(550B)을 포함한다. 도 8b는 제1 아암(550A) 중 하나의 사시도를 도시한다. 도 8c는 제2 아암(550B) 중 하나의 사시도를 도시한다. 도 8d는 아암(550A, 550B)이 없는 트레이(500)의 평면도이다. 도 8b 및 도 8c에는 점선이 제공되어 각각의 사시도에서 볼 수 없는 에지 및 대응 표면을 예시한다. 나사(590)는 측벽(530)의 홀(536) 또는 바닥판(510)의 홀(522)을 통해 연장되어 아암(550A, 550B)을 내부 공간 내에 고정한다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 제1 아암(550A)은 제1 단부(580A), 제2 단부(582A), 상단 표면(554A), 하단 표면(584A), 및 구멍(586A)을 포함한다. 구멍(586A)은 제1 아암(550A)을 통해(예를 들어, 상단 표면(554A)으로부터 하단 표면(584A)으로) 연장된다. 제1 아암(550A)은 또한 제1 아암(550A)을 바닥판(510) 및 측벽(530)에 부착하기 위한 나사(590)를 수용하도록 구성된 나사 홀(592)을 제1 단부(580A) 및 하단 표면(584A)에 포함한다.
도 8c에 도시된 바와 같이, 제2 아암(550B)은 제1 단부(580B), 상단 표면(554B), 하단 표면(584B), 및 구멍(586B)을 포함한다. 구멍(586B)은 제2 아암(550B)을 통해(예를 들어, 상단 표면(554B)으로부터 하단 표면(584B)으로) 연장된다. 제2 아암(550B)은 또한 제2 아암(550B)을 바닥판(510) 및 측벽(530)에 부착하기 위한 나사(590)를 수용하도록 구성된 나사 홀(592)을 제1 단부(580B) 및 하단 표면(584B)에 포함한다.
도 8d에 도시된 바와 같이, 바닥판(510)은 구멍(520) 및 홀(522)을 포함한다. 각각의 홀(522)은 나사로 바닥판(510)에 아암(550A, 550B)을 고정하기 위한 것이다. 도 8a에 도시된 바와 같이 트레이가 조립되면, 트레이(500)는 적어도 트레이(500)의 하부 표면으로부터 트레이(500)의 내부 공간까지 연장되는 관통 홀(512)을 포함한다. 각각의 관통 홀(512)은 바닥판(510)의 구멍(520) 각각과 아암(550A, 550B)의 구멍(586A) 각각에 의해 형성된다.
실시예에서, 트레이(500)는 또한 도 4의 하부 부분(260)과 유사한 하부 부분(도 8a 내지 도 8d에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 각각의 관통 홀(512)은 하부 부분 중 하나, 바닥판(510)의 구멍(520) 중 하나, 및 아암(550A, 550B)의 구멍(586A, 586B) 각각에 의해 형성된다. 예를 들어, 관통 홀(512)의 상부 부분은 아암(550A, 550B)의 구멍(586A, 586B)에 의해 제공될 것이고, 관통 홀(512)의 중간 부분은 바닥판(510)의 구멍(520)에 의해 제공될 것이며, 관통 홀(512)의 하부 부분은 하부 부분(예를 들어, 도 4의 하부 부분(260) 중 하나)에 의해 제공될 것이다. 이러한 실시예에서, 하부 부분 중 하나는 바닥판(510)의 하부 표면에 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 하부 부분은 아암(550A, 550B)의 하단 표면(584A, 584B)에 제공될 수 있고 바닥판(510)의 구멍(520)을 통해 연장될 수 있다.
도 8a의 트레이(500)는 트레이(500) 내의 바닥판(510) 상에 아암(550A, 550B)을 위치 설정하고, 나사(590)를 바닥판(510) 또는 측벽(530)의 각각의 대응하는 쌍의 나사 홀(592) 및 홀(522, 536)에 삽입함으로써 조립된다. 실시예에서, 아암(550A, 550B)은 제1 단부(580A, 580B) 및 하단 표면(584A, 584B)에 하나 이상의 나사 홀(592)을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 아암(550A, 550B)은 제1 단부(580A, 580B)에만 하나 이상의 나사 홀(592)을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 바닥판(510)은 홀(522)을 포함하지 않을 것이다.
따라서, 트레이(500)는 (비파괴적으로) 제거 가능한 아암(550A, 550B)을 갖는다. 아암(550A, 550B)의 제거 가능성은 트레이(500)의 더 나은 세정을 가능하게 하여, 유리하게는 불순물 형성을 저하시킨다. 실시예에서, 아암(550A, 550B)은 나사(590) 대신 용접에 의해 고정될 수 있다. 실시예에서, 용접에 의해 고정되는 아암(550A, 550B)은, 존재하는 경우 트레이(500)의 세정으로부터의 습기가 포획될 수 있고 증가된 불순물 형성을 유발할 수 있는 트레이(500)에 의해 유발되는 가상 누설을 감소시킬 수 있다. 이러한 실시예에서, 아암(550A, 550B)은 (비파괴적으로) 제거 가능하지 않을 것이다.
트레이(500)는 금속 재료를 포함한다. 예를 들어, 트레이(500)는 철, 알루미늄, 흑연 또는 스테인리스강을 포함하는 재료로 제조될 수 있다. 실시예에서, 트레이(500)는 트레이(200)와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다.
도 9a는 실시예에 따른 트레이(예를 들어, 도 7a의 트레이(400))를 조립하는 방법(800)의 블록도이다. 방법(800)은 810에서 시작한다. 810에서, 바닥판(예를 들어, 바닥판(410)), 측벽(예를 들어, 측벽(430)), 바닥판과 측벽에 의해 획정되는 내부 공간, 및 바닥판을 통해 연장되는 하나 이상의 구멍(예를 들어, 구멍(422))을 포함하는 제1 트레이 부분이 형성된다. 실시예에서 제1 트레이 부분은 단일 재료 피스를 기계 가공함으로써 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 트레이 부분은 바닥판에 적어도 측벽을 부착(예를 들어, 용접)함으로써 형성될 수 있다. 그 후, 방법은 820으로 진행한다.
820에서, 튜브(예를 들어, 튜브(450))는 바닥판의 구멍을 통해 압입된다. 각각의 튜브는 바닥판의 구멍 각각에 압입된다. 각각의 튜브는 튜브 둘레로 연장되는 외향 돌출부(예를 들어, 외향 돌출부)를 포함한다. 각각의 튜브는 그 외향 돌출부가 바닥판의 각각의 구멍에 위치 설정되도록 압입된다. 각각의 압입된 튜브는 트레이의 내부 공간으로 연장되는 상부 부분(예를 들어, 상부 부분(465))을 포함한다. 실시예에서, 각각의 압입된 튜브는 또한 바닥판의 하부 표면(예를 들어, 하부 표면(416))을 넘어 연장되는 하부 부분(예를 들어, 하부 부분(465))을 포함할 수 있다. 그 후, 방법은 830으로 진행한다.
830에서, 각각의 압입된 튜브는 바닥판에 용접(예를 들어, CO2 용접)된다. 각각의 튜브가 외향 돌출부를 갖기 때문에, 각각의 튜브와 바닥판 사이의 시임(예를 들어, 시임(480))은 튜브의 수직 표면(예를 들어, 수직 표면(467))을 따르지 않는다. 예를 들어, 시임을 가로지르는 방향은 바닥판의 평면을 따른다. 각각의 압입된 튜브는 바닥판의 상부 표면(예를 들어, 상부 표면(414))에 직교하는 각도로(예를 들어, 도 7b에서 방향(Dp)을 따라) 용접된다. 바닥판과 튜브는 금속 재료로 제조되므로 바닥판에 튜브를 용접할 수 있다.
도 9b는 트레이(예를 들어, 도 8a의 트레이(500))를 조립하는 방법(900)의 실시예의 블록도이다. 방법(900)은 910에서 시작한다. 910에서, 바닥판(예를 들어, 바닥판(510)), 측벽(예를 들어, 측벽(530)), 바닥판과 측벽에 의해 획정되는 내부 공간, 및 바닥판을 통해 연장되는 하나 이상의 구멍(예를 들어, 구멍(522))을 포함하는 제1 부분이 형성된다. 실시예에서 제1 부분은 단일 재료 피스를 기계 가공함으로써 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 부분은 바닥판에 적어도 측벽을 부착(예를 들어, 용접)함으로써 형성될 수 있다. 그 후, 방법은 920으로 진행한다.
920에서, 하나 이상의 미리 제조된 아암(예를 들어, 아암(550A), 아암(550B))이 트레이에 배치된다. 더 구체적으로, 하나 이상의 미리 제조된 아암이 트레이의 내부 공간에 배치된다. 하나 이상의 미리 제조된 아암은 아암을 통해 연장되는 구멍(예를 들어, 구멍(584A), 구멍(584B))을 포함한다. 실시예에서, 제1 부분은 덕트를 형성하는 내부 벽(예를 들어, 내부 벽(540))을 포함한다. 실시예에서, 하나 이상의 미리 제조된 아암(들)은 내부 벽과 측벽 사이에 있는 내부 공간에 배치된다. 이어서, 방법(900)은 930으로 진행한다.
930에서, 미리 제조된 아암은 아암(들)의 구멍(들)이 바닥판의 대응하는 구멍과 정렬되도록 트레이 내에 배열된다. 관통 홀(예를 들어, 관통 홀(512))은 아암(들)과 바닥판에 있는 대응하는 쌍의 구멍에 형성된다. 관통 홀은 바닥판의 하단 표면으로부터 트레이 내부까지 연장된다. 실시예에서, 제1 부분은 또한 하부 부분(예를 들어, 도 4의 하부 부분(260))을 포함할 수 있다. 하부 부분은 바닥판의 하부 표면으로부터 연장되고, 하부 부분 중 하나는 바닥판의 각각의 구멍에 대해 제공된다. 이러한 실시예에서, 각각의 관통 홀은 바닥판의 구멍 중 하나, 미리 제조된 아암(들)의 구멍 중 하나, 및 하부 부분 중 하나에 의해 형성된다. 920 및 930은 일부 실시예에서 조합될 수 있음을 이해하여야 한다. 그 후, 방법은 940으로 진행한다.
940에서, 미리 제조된 아암(들)은 제1 부분에 고정된다. 실시예에서, 미리 제조된 아암(들)을 제1 부분에 고정하는 단계는 미리 제조된 아암(들)을 제1 부분에 나사 체결하는 단계를 포함할 수 있다. 미리 제조된 아암(들)은 나사(예를 들어, 나사(590))로 제1 부분에 나사 체결된다. 미리 제조된 아암(들) 각각은 나사(예를 들어, 나사(590))를 수용하도록 구성된 하나 이상의 홀(예를 들어, 나사 홀(592))을 포함한다. 미리 제조된 아암(들)은 미리 제조된 아암을 바닥판에 고정하기 위한 홀 및 미리 제조된 아암을 측벽에 고정하기 위한 홀을 각각 가질 수 있다. 실시예에서, 미리 제조된 아암은 미리 제조된 아암을 측벽에만 고정하기 위한 홀을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 미리 제조된 아암(들)을 제1 부분에 고정하는 단계는 하나 이상의 미리 제조된 아암(들) 각각을 제1 부분에 용접하는 단계를 포함할 수 있다. 미리 제조된 아암은 바닥판의 하단 표면을 통해 제1 부분에 용접될 수 있다. 예를 들어, 홀(예를 들어, 홀(592))은 미리 제조된 아암(들) 각각을 제1 부분에 용접하는 데 이용될 수 있다. 실시예에서, 미리 제조된 아암(들)은 필렛 용접으로 제1 부분에 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 미리 제조된 아암(들)은 고순도 접착제로 또는 미리 제조된 아암(들)의 브레이징으로 제1 부분에 고정될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예의 예는 모든 면에서 제한적이 아니라 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 앞서 설명한 설명이 아니라 첨부된 청구범위에 의해 나타내고; 청구범위의 균등성의 의미와 범위 내에 있는 모든 변경은 본 명세서에 포함되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 기화 용기용 트레이로서,
    고체 시약을 지지하도록 구성된 표면을 갖는 바닥판;
    측벽;
    바닥판과 측벽에 의해 획정된 내부 공간;
    바닥판을 통해 연장되는 하나 이상의 관통 홀 - 하나 이상의 관통 홀은 바닥판의 표면 위로 연장됨 -;
    바닥판을 통해 그리고 바닥판으로부터 멀어지게 연장되는 중앙 덕트; 및
    측벽으로부터 중앙 덕트로 연장되는 하나 이상의 제거 가능한 아암 - 하나 이상의 아암은 바닥판을 통해 연장되는 하나 이상의 관통 홀을 포함함 -
    을 포함하고;
    중앙 덕트는 캐리어 가스가 트레이를 통해 유동하게 하기 위해 제1 트레이의 상단 또는 제1 트레이 아래에 적층된 적어도 하나의 다른 트레이와 유동적으로 연결되도록 구성되는, 트레이.
  2. 제1항에 있어서,
    측벽의 내부 표면을 따라 위치된 하나 이상의 접촉 부재를 더 포함하고, 하나 이상의 접촉 부재 각각은 측벽의 상단 에지를 넘어 상향 연장되는 탄성 부재를 포함하는, 트레이.
  3. 제2항에 있어서, 탄성 부재는 고체 시약과 화학적으로 양립 가능한, 트레이.
  4. 제1항에 있어서, 내부 벽이 중앙 덕트를 형성하고, 내부 벽은 밀봉부를 위한 리세스를 획정하며, 밀봉부는 캐리어 가스 및 시약과 화학적으로 양립 가능하도록 구성된 엘라스토머 재료로 제조되는, 트레이.
  5. 제1항에 있어서, 트레이는 흑연, 니켈, 스테인리스강, 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함하는 재료로 코팅되거나 제조되는, 트레이.
  6. 기화 용기로서,
    하우징;
    하우징 내에 위치되는 제1 트레이 - 제1 트레이는, 바닥판, 측벽, 바닥판을 통해 그리고 바닥판 위로 연장되는 하나 이상의 관통 홀, 바닥판을 통해 그리고 바닥판으로부터 멀어지게 연장되는 제1 중앙 덕트, 기화될 고체 시약을 지지하는 표면, 및 측벽으로부터 중앙 덕트로 연장되고 하나 이상의 관통 홀을 포함하는 하나 이상의 제거 가능한 아암을 포함함 -; 및
    기화기 용기 내에서 제1 트레이의 상단 또는 제1 트레이 아래에 각각 적층된 하나 이상의 트레이를 포함하고, 제1 트레이의 중앙 덕트는 캐리어 가스가 하나 이상의 트레이를 통해 유동하게 하도록 하나 이상의 트레이와 유동적으로 연결되는, 기화 용기.
  7. 제6항에 있어서, 하나 이상의 트레이는 제2 트레이를 포함하고, 제2 트레이는 제1 트레이와 동일한 구성을 가지며, 제2 트레이의 제2 중앙 덕트는 제1 트레이의 제1 중앙 덕트와 정렬되고 유동적으로 연결되며,
    제2 트레이는 제1 트레이의 관통 홀 중 어느 것도 제2 트레이의 대응하는 관통 홀과 중첩되지 않도록 회전되는, 기화 용기.
  8. 제6항에 있어서, 하나 이상의 트레이가 회전될 때, 하나 이상의 관통 홀 중 어느 것도 하나 이상의 관통 홀 중 하나의 이전 위치와 중첩되지 않도록 하여, 캐리어 가스가 고체 시약을 따라 유동하도록 하는, 기화 용기.
  9. 제6항에 있어서,
    제1 트레이의 제1 중앙 덕트와 제2 트레이의 제2 중앙 덕트를 직접 유동적으로 연결하는 밀봉부를 더 포함하고, 제1 트레이는 중앙 덕트를 형성하는 내부 벽을 포함하며, 밀봉부는 내부 벽 및 제2 트레이와 직접 접촉하는, 기화 용기.
  10. 제6항에 있어서, 밀봉부는 캐리어 가스 및 시약과 화학적으로 양립 가능하도록 구성된 엘라스토머 재료로 제조되는, 기화 용기.
  11. 제6항에 있어서, 제1 트레이는 측벽의 내부 표면을 따라 위치된 하나 이상의 접촉 부재를 포함하고, 하나 이상의 접촉 부재 각각은 측벽의 상단 에지를 넘어 상향 연장되는 탄성 부재를 포함하는, 기화 용기.
  12. 제6항에 있어서, 기화기 용기는 기화된 시약의 양에 관하여 10 ppm 이하의 금속 불순물을 함유하는 시약 가스의 스트림을 제공하도록 구성되는, 기화 용기.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020217034043A 2019-04-26 2020-04-23 기화 용기 및 방법 KR102709637B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962839181P 2019-04-26 2019-04-26
US62/839,181 2019-04-26
PCT/US2020/029560 WO2020219702A1 (en) 2019-04-26 2020-04-23 Vaporization vessel and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210134416A KR20210134416A (ko) 2021-11-09
KR102709637B1 true KR102709637B1 (ko) 2024-09-26

Family

ID=72921345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217034043A KR102709637B1 (ko) 2019-04-26 2020-04-23 기화 용기 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11821087B2 (ko)
JP (1) JP7419399B2 (ko)
KR (1) KR102709637B1 (ko)
CN (2) CN213140580U (ko)
TW (1) TWI733422B (ko)
WO (1) WO2020219702A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6887688B2 (ja) * 2019-02-07 2021-06-16 株式会社高純度化学研究所 蒸発原料用容器、及びその蒸発原料用容器を用いた固体気化供給システム
JP6901153B2 (ja) * 2019-02-07 2021-07-14 株式会社高純度化学研究所 薄膜形成用金属ハロゲン化合物の固体気化供給システム。
EP4413177A1 (en) * 2021-10-08 2024-08-14 Entegris, Inc. Modular tray for solid chemical vaporizing chamber

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211346A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Tokyo Electron Ltd 膜前駆体蒸発システムにおいて使用される膜前駆体のトレーおよびその使用方法
WO2015127092A1 (en) * 2014-02-23 2015-08-27 Entegris, Inc. Cobalt precursors
JP6425850B1 (ja) * 2017-11-22 2018-11-21 日本エア・リキード株式会社 固体材料容器およびその固体材料容器に固体材料が充填されている固体材料製品

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010003603A1 (en) * 1998-07-28 2001-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Cvd film formation method and apparatus using molded solid body and the molded solid body
CN101905126B (zh) 2002-07-23 2013-01-23 高级技术材料公司 有助于增进气体与汽化材料接触的方法和装置
US7300038B2 (en) * 2002-07-23 2007-11-27 Advanced Technology Materials, Inc. Method and apparatus to help promote contact of gas with vaporized material
US6921062B2 (en) 2002-07-23 2005-07-26 Advanced Technology Materials, Inc. Vaporizer delivery ampoule
US6909839B2 (en) 2003-07-23 2005-06-21 Advanced Technology Materials, Inc. Delivery systems for efficient vaporization of precursor source material
US7708835B2 (en) 2004-11-29 2010-05-04 Tokyo Electron Limited Film precursor tray for use in a film precursor evaporation system and method of using
US20060185597A1 (en) 2004-11-29 2006-08-24 Kenji Suzuki Film precursor evaporation system and method of using
US20080241805A1 (en) * 2006-08-31 2008-10-02 Q-Track Corporation System and method for simulated dosimetry using a real time locating system
US9034105B2 (en) * 2008-01-10 2015-05-19 American Air Liquide, Inc. Solid precursor sublimator
CN103635990B (zh) 2011-05-28 2016-11-16 恩特格里斯公司 具有净化能力的可再填充的安瓿
CN104487608A (zh) * 2012-05-31 2015-04-01 高级技术材料公司 基于源试剂的用于批量沉积的高物质通量流体的输送
KR101695356B1 (ko) * 2012-06-26 2017-01-24 주식회사 레이크머티리얼즈 유기금속 화합물 공급 장치
US10392700B2 (en) 2014-04-21 2019-08-27 Entegris, Inc. Solid vaporizer
CN106415091B (zh) * 2014-06-11 2019-03-05 塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司 用于高温液体的阀
KR20210099193A (ko) 2015-02-13 2021-08-11 엔테그리스, 아이엔씨. 기판 제품 및 장치의 특성 및 성능을 향상시키기 위한 코팅
US11104993B2 (en) 2017-07-28 2021-08-31 Entegris, Inc. Modular tray ampoule
US10895347B2 (en) * 2017-10-20 2021-01-19 Entegris, Inc. Heat transfer to ampoule trays
US11421320B2 (en) 2017-12-07 2022-08-23 Entegris, Inc. Chemical delivery system and method of operating the chemical delivery system
US20190186003A1 (en) 2017-12-14 2019-06-20 Entegris, Inc. Ampoule vaporizer and vessel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211346A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Tokyo Electron Ltd 膜前駆体蒸発システムにおいて使用される膜前駆体のトレーおよびその使用方法
WO2015127092A1 (en) * 2014-02-23 2015-08-27 Entegris, Inc. Cobalt precursors
JP6425850B1 (ja) * 2017-11-22 2018-11-21 日本エア・リキード株式会社 固体材料容器およびその固体材料容器に固体材料が充填されている固体材料製品

Also Published As

Publication number Publication date
TW202104653A (zh) 2021-02-01
US11821087B2 (en) 2023-11-21
KR20210134416A (ko) 2021-11-09
US20200340110A1 (en) 2020-10-29
US20240084452A1 (en) 2024-03-14
TWI733422B (zh) 2021-07-11
JP7419399B2 (ja) 2024-01-22
CN111846965A (zh) 2020-10-30
JP2022531122A (ja) 2022-07-06
CN213140580U (zh) 2021-05-07
WO2020219702A1 (en) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102709637B1 (ko) 기화 용기 및 방법
JP7506530B2 (ja) 基材物品および装置の特性および性能を増強するためのコーティング
US9598766B2 (en) Vessel with filter
TW202140128A (zh) 過濾系統、過濾板、及反應器系統
JP5898624B2 (ja) 蒸発器
US9109287B2 (en) Solid source container with inlet plenum
KR100590463B1 (ko) 선구 물질 이송 방법 및 이송 용기
US7429361B2 (en) Method and apparatus for providing precursor gas to a processing chamber
US4694778A (en) Chemical vapor deposition wafer boat
WO2004106584A1 (en) Method and apparatus for generating a precursor for a semiconductor processing system
CN110885970B (zh) 固体前驱体蒸汽的稳压和纯化装置以及ald沉积设备
US20140026977A1 (en) Chemical precursor bubbler assembly
TWI819647B (zh) 蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統
US6875331B2 (en) Anode isolation by diffusion differentials
JP2024508458A (ja) 固体蒸発器
JP2002009002A (ja) 薄膜形成装置
US11486043B2 (en) Metal contamination prevention method and apparatus, and substrate processing method using the same and apparatus therefor
TW202301412A (zh) 多區域半導體基板支撐
KR20210018923A (ko) 기화성 재료를 수용하기 위한 카트리지 및 이를 위한 방법
KR20070117734A (ko) 반도체 소자 제조장비용 챔버 가스 발생장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal