专利汇可以提供汽化器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 揭示一种 汽化 器单元,其将固体馈入材料、尤其包含用于 半导体 制造的簇分子的材料加热到产生待 离子化 的 蒸汽 的 温度 ,其具有有效构造和许多有效的安全特征。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中的 阀 维持在固体材料的加热温度高的温度下。顶部区为与底部区的界面的热分配器,底部的 侧壁 和底部壁将自界面所接收的热分配到暴露于馈入材料的空腔的表面。机械和 电子 编码的 锁 定、防止接近和有效使用提供安全性。 硼 烷、十硼烷(decaborane)、 碳 簇和其它大分子被汽化以用于离子植入。展示与新颖蒸汽传送系统以及与离子源配合的此类汽化器。,下面是汽化器专利的具体信息内容。
1.一种汽化器单元,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在安装台处 的所述罐的安装表面,和允许蒸汽自所述罐流动到所述安装台的阀,
改良处为其中用于汽化所述罐体中的固体材料的所述加热器位于所述可卸顶部 闭合部件中,且用以将所述顶部闭合部件的所述阀维持在比所述固体材料的加热温 度高的温度下。
2.根据权利要求1所述的汽化器单元,其中所述阀包含导热铝,且被安置为与所述加 热器成传导热传递关系,以将通过所述阀的蒸汽通路维持在比正被汽化的所述固体 材料的温度高的温度下。
3.根据权利要求1所述的汽化器单元,其具有包含由所述顶部闭合部件安装的一个或 一个以上加热元件的单一加热区。
4.根据权利要求2所述的汽化器,其中所述加热器包含在所述顶部闭合部件中的容器 内的筒式加热器。
5.根据权利要求1所述的汽化器,其包括用于在安装台处安装所述汽化器的可卸紧固 件和可手动操作闭合装置,所述闭合装置具有防止蒸汽自所述汽化器流动的闭合位 置,所述闭合装置与防止接近的装置相关联,所述防止接近的装置防止工作人员在 所述闭合装置不处于闭合位置时接近已安装的汽化器的所述可卸紧固件,藉以防止 在卸下所述汽化器时毒性蒸汽自所述汽化器流动。
6.根据权利要求5所述的汽化器,其中所述可卸紧固件包含可与所述安装台的相关联 配合配件啮合的固持螺钉或螺帽布局,且所述防止接近的装置包含与所述闭合装置 的部件相依移动的防止接近的盖板,所述盖板经构造且配置以使得能够接近所述固 持螺钉或螺帽,用于仅当所述闭合装置在闭合位置中时拆卸所述汽化器。
7.根据权利要求6所述的传送系统,其中弹簧加载的气动可操作阀安装在所述汽化器 上,以允许蒸汽自所述汽化器流动,且所述闭合装置为机械超控装置,所述机械超 控装置经构造以不考虑气动压力的存在将所述气动可操作阀推动到闭合位置。
8.根据权利要求1所述的传送系统,其中所述汽化器包括用于响应于汽化器控制系统 来控制来自所述汽化器的蒸汽流的正常闭合的气动阀,且针对气动连接,可连接到 与安装台相关联的压缩空气的通路,所述安装台具有适于与所述汽化器的对应密封 表面配合的密封表面,每一密封表面以用于打开所述气动阀的压缩空气的充分连接 取决于所述对应密封表面密封到一起的方式围绕用于所述蒸汽流和用于所述压缩 空气两者的端口,藉以防止所述气动阀在蒸汽可流到大气中的条件下打开。
9.根据权利要求1所述的汽化器,其经构造以与经构造以与一组携载不同固体馈入材 料的不同汽化器一起使用的系统一起使用,所述汽化器具有表示其内含物的特性物 理特征,所述物理特征适于由辨识系统来辨识,使得汽化器控制系统可在适于所述 经辨识的汽化器的内含物的条件下操作。
10.根据权利要求9所述的汽化器,其以取决于所述汽化器所专用于的内含物的独特型 式携载一个或一个以上开关致动器形成物,所述形成物适于与包含一组可致动开关 的辨识系统相互作用。
11.根据权利要求9所述的汽化器,其包含一组分别专用于具有不同汽化温度和用于辨 识的不同特性物理特征的不同固体馈入材料的其它汽化器。
12.根据权利要求11所述的汽化器,其中所述组中的一个汽化器专用于十硼烷且另一汽 化器专用于十八硼烷。
13.根据权利要求11所述的汽化器,其中所述组中的一个汽化器专用于硼烷,且所述组 中的另一汽化器专用于碳硼烷。
14.根据权利要求1所述的汽化器,其具有温度限制开关,所述温度限制开关被设定为 处于正常汽化温度以上且在所述汽化器所专用的各别固体材料的危险温度以下的 安全温度。
15.根据权利要求14所述的汽化器,其中所述组中的一个汽化器专用于十硼烷且另一 汽化器专用于十八硼烷,且所述限制开关的温度设定分别为约50C和140C。
16.一种加热汽化器单元,其可在减压下操作以汽化馈入材料且将蒸汽提供给另一装 置,所述汽化器单元包含具有由内部表面界定的侧壁和底部壁的底部区、馈入材料 接收、汽化空腔,和界定可移除闭合物和用于将蒸汽自所述单元传送到所述另一装 置的蒸汽通路的顶部区,所述顶部区和所述底部区经构造为在组装时在汽密界面处 啮合,其中
所述汽化器罐单元的顶部区和底部区都包含导热金属,
电阻加热器位于所述顶部区中,
所述顶部区经构造且配置为与所述底部区的界面的热分配器,
所述界面为导热的,其适于将热传输到所述底部区,从而汽化所述馈入材料,
且所述底部区的侧壁和底部壁经构造以将自所述界面接收的热分配到暴露于所 述馈入材料的所述空腔的表面,以在所述材料的数量减少时加热和汽化所述材料,
所述单元经构造以建立自所述底部区的所述底部壁处的汽化温度到所述顶部区 中的蒸汽出口通路处的较高温度的大体正热梯度。
17.根据权利要求16所述的汽化器单元,其中至少所述底部区经构造以用作所述馈入 材料的运输容器。
18.根据权利要求16所述的汽化器单元,其中
所述顶部区中的所述加热器包含通过紧密配合而安置在所述顶部区的金属主体 中的开口中的一组筒式加热器元件,
所述筒式加热器元件实质上包含用于汽化所述底部区中的材料的唯一热源。
19.根据权利要求16所述的汽化器单元,其中存在驻留于所述底部区的空腔中的可汽 化馈入材料,所述材料包含在室温下具有低蒸汽压的固体材料。
20.根据权利要求19所述的汽化器单元,其中所述可汽化固体材料包含具有多个硼、 碳、磷或砷原子的分子。
21.根据权利要求20所述的汽化器单元,其中所述固体材料为十硼烷(B10H14),所述 单元经构造以在所述底部区的底部壁与所述顶部区中的蒸汽出口通路之间维持约5 C的温差。
22.根据权利要求20所述的汽化器单元,其中所述固体材料为十硼烷(B10H14),所述 单元与控制系统相关联,所述控制系统经构造以在十硼烷汽化范围内加热所述底部 区的底部壁直到约40C的操作极限。
23.根据权利要求20所述的汽化器单元,其中所述固体材料为十硼烷(B10H14),所述 单元与具有约50C的设定的过温限制开关相关联,所述过温限制开关被配置为安全 装置以防止所述单元的顶部区的过度加热。
24.根据权利要求20所述的汽化器单元,其中所述固体材料为十八硼烷(B18H22),所 述单元经构造以在所述底部区的底部壁与所述顶部区中的蒸汽出口通路之间维持 约10C的温差。
25.根据权利要求20所述的汽化器单元,其中所述固体材料为十八硼烷(B18H22),所 述单元与控制系统相关联,所述控制系统经构造以在十八硼烷汽化范围内加热所述 底部单元的底部壁直到约120C的操作极限。
26.根据权利要求20所述的汽化器单元,其中所述固体材料为十八硼烷(B18H22),所 述单元与具有约140C的设定的过温限制开关相关联,所述过温限制开关被配置为 安全装置以防止所述单元的顶部区的过度加热。
27.根据权利要求20所述的汽化器单元,其中所述材料为碳硼烷。
28.根据权利要求27所述的汽化器单元,其中所述材料为C2B10H12。
29.根据权利要求27所述的汽化器单元,其中所述材料为C4B12H22。
30.根据权利要求16所述的汽化器单元,其中所组装单元的界面由真空密封界定,且 通过密切接触分别由所述单元的顶部区和底部区所界定的金属表面而在所述密封 外部,与压力、因所述匹配表面中的显微缺陷所致的显微开口间隙啮合的金属表面 由来自大气的空气所填充,所述界面的由所啮合的金属表面界定的部分提供自所述 顶部区到定界所述材料接收、汽化空腔的所述底部区的表面的主要热传递路径。
31.根据权利要求30所述的汽化器单元,其中所述顶部区和所述底部区界定所述界面 处的实质上平坦的匹配表面,所述匹配表面由大量安装螺钉强压在一起,所述底部 区包含大体圆柱形容器,所述大体圆柱形容器具有具有实质上均匀厚度的侧壁。
32.根据权利要求16所述的汽化器单元,其包括热检测器,所述热检测器位于所述单 元的底部壁处且适于与其连接,以控制到所述顶部区中的所述加热器的电力,以使 得能够将所述单元的底部壁的温度维持在选定的设定点。
33.根据权利要求32所述的汽化器单元,其包括电信号导体,所述电信号导体自所述 检测器延伸到所述单元的顶部区与底部区之间的界面,所述顶部区和所述底部区在 适当位置中携载有匹配电连接器部分,以在所述顶部区和所述底部区的匹配表面被 合在一起时自动地彼此啮合。
34.根据权利要求33所述的汽化器单元,其中所述导体凹入所述底部区的导热壁的表 面中的向上延伸凹槽中。
35.根据权利要求32所述的汽化器单元,其与封闭回路温度控制器相关联,所述封闭 回路温度控制器响应于所述单元的底部壁处的所述热检测器,以控制到所述顶部区 中的所述加热器的电力,以使得能够将所述单元的底部的温度维持在选定的设定 点。
36.根据权利要求16所述的汽化器单元,其中所述加热顶部区中的蒸汽通路具有经暴 露以自所述汽化空腔接收蒸汽的蒸汽接收部分,初始部分大体向上延伸,接着向大 体横向延伸的蒸汽传送部分弯曲。
37.根据权利要求36所述的汽化器单元,其中所述加热器包含大体上与所述蒸汽通路 的向上延伸部分平行地延伸的筒式加热器元件,至少一个筒式加热器元件位于所述 蒸汽通路的横向延伸传送部分的每一侧上,且至少一个筒式加热器元件位于所述顶 部区的与所述通路的横向延伸传送部分的方向相反的一侧上,所述加热器元件与界 定所述蒸汽通路的表面是导热关系。
38.根据权利要求36所述的汽化器单元,其中允许蒸汽自所述单元流动的阀驻留在所 述蒸汽通路的弯曲区域中,所述阀的表面与所述加热器是导热关系。
39.根据权利要求38所述的汽化器单元,其中所述阀为气动可操作波纹管阀。
40.根据权利要求39所述的汽化器单元,其包括用于在另一蒸汽接收装置的安装台处 安装所述单元的可卸紧固件,和可手动操作闭合装置,所述单元的闭合装置具有超 控所述波纹管阀且防止蒸汽流动穿过所述蒸汽通路的闭合位置,所述闭合装置与防 止接近的装置相关联,所述防止接近的装置防止工作人员在所述闭合装置不处于闭 合位置时接近已安装的汽化器的所述可卸紧固件,藉以防止在卸下所述单元时毒性 蒸汽自所述单元流动。
41.根据权利要求40所述的汽化器单元,其中所述可卸紧固件包含可与所述安装台所 关联的配合配件啮合的固持螺钉布局,且所述防止接近的装置包含与所述闭合装置 的部件相依移动的防止接近盖板,所述盖板经构造且配置以使得能够接近所述固持 螺钉,用于仅当所述闭合装置在闭合位置中时拆卸所述单元。
42.根据权利要求16所述的汽化器单元,其中所述蒸汽通路的传送部分延伸穿过向外 的横向突出物,所述向外的横向突出物经构造以互配合在另一蒸汽接收装置的预定 构造的容器中。
43.根据权利要求42所述的汽化器单元,其中所述向外的横向突出物经构造以承受所 述单元的重量,且当所述突出物与所述容器啮合时用作所述单元的支撑物。
44.根据权利要求42所述的汽化器单元,其中所述向外的横向突出物的末端表面经构 造以与所述另一蒸汽接收装置的匹配表面一起来界定密封。
45.根据权利要求44所述的汽化器单元,其具有经构造以接收安装螺钉的螺钉通路, 所述安装螺钉能够旋拧到所述另一装置中,以将所述末端表面推抵到所述另一装置 的匹配表面上,从而建立密封且提供稳定力。
46.根据权利要求42所述的汽化器单元,其用于与另一装置一起使用,所述另一装置 维持在与所述汽化器单元的温度不同的温度下,其中热绝缘阻绝所述单元与所述另 一装置之间经由所述向外的横向突出物的热传递。
47.根据权利要求46所述的汽化器罐单元,其中所述热绝缘包括围绕所述突出物的绝 缘套管部分,和安置在所述突出物的末端与界定所述蒸汽接收装置的蒸汽接收通路 的壁之间的绝缘末端部分。
48.根据权利要求42所述的汽化器单元,其中为了在所述单元与外部控制和电力电路 之间实施电连接,所述汽化器单元在预定位置中携载有电连接器,以啮合所述另一 装置上的预定位置的匹配连接器,所述汽化器单元上的连接器的预定位置通过所述 汽化器单元在使所述横向突出物与所述另一装置的容器啮合的方向上移动来实现 所述连接器的自动连接。
49.根据权利要求48所述的汽化器罐单元,其中所述连接器包括连接元件,所述连接 元件用于将压缩空气连接到所述单元以用于致动所述单元的气动阀。
50.根据权利要求48所述的汽化器罐单元,其中所述向外横向延伸突出物具有对准表 面,所述对准表面经构造以可滑动地啮合所述另一装置的容器的匹配对准表面,从 而引导所述单元与所述另一装置啮合。
51.根据权利要求16所述的汽化器单元,其经构造以在无周围热绝缘的情况下用作运 输罐,且在用作汽化器期间安置在热绝缘内。
52.一种单元,其被构造为加热释放容器或汽化器以释放或汽化材料且将所释放的气体 或蒸汽提供给另一装置,所述单元界定适于由所述单元的电阻加热器加热的材料接 收区域,且界定用于将气体或蒸汽自所述单元传送到所述另一装置的气体或蒸汽通 路,其中
所述蒸汽通路的传送部分延伸穿过向外横向延伸突出物,所述向外横向延伸突出 物经构造以互配合在气体或蒸汽接收装置的预定构造的容器中,所述横向突出物经 构造以承受所述单元的重量,且当所述突出物与所述容器啮合时用作所述单元的支 撑物,所述突出物的末端表面经构造以与所述另一装置的匹配表面一起来界定密 封,
且其中为了在所述单元与外部控制和电力电路之间实施电连接,所述单元在预定 位置中携载有电连接器,以啮合所述另一装置上的预定位置的匹配连接器,所述单 元上的连接器的预定位置通过所述单元在使所述横向突出物与所述另一装置的容 器啮合的方向上移动来实现所述连接器的自动连接。
53.根据权利要求52所述的单元,其被构造为用于待分配或汽化的材料的运输罐。
54.根据权利要求52所述的单元,其中所述向外横向延伸突出物具有对准表面,所述 对准表面经构造以可滑动地啮合所述另一装置的容器的匹配对准表面,以引导所述 单元与所述另一装置啮合。
55.根据权利要求52所述的单元,其中所述连接器包括连接元件,所述连接元件用于 将压缩空气连接到所述单元以致动所述单元的气动阀。
56.根据权利要求55所述的单元,其中气动可操作波纹管阀是沿所述通路安置。
57.根据权利要求56所述的单元,其包括用于在所述另一装置的安装台处安装所述单 元的可卸紧固件,和可手动操作闭合装置,所述单元的闭合装置具有超控所述波纹 管阀且防止流动穿过所述通路的闭合位置,所述闭合装置与防止接近的装置相关 联,所述防止接近的装置防止工作人员在所述闭合装置不处于闭合位置时接近已安 装的单元的所述可卸紧固件,藉以防止在卸下所述单元时毒性气体或蒸汽自所述单 元流动。
58.根据权利要求57所述的单元,其中所述可卸紧固件包含可与所述安装台的相关联 配合配件啮合的固持螺钉布局式,且所述防止接近的装置包含与所述闭合装置的部 件相依移动的防止接近盖板,所述盖板经构造且配置以使得能够接近所述固持螺 钉,以便仅当所述闭合装置在闭合位置中时拆卸所述单元。
59.根据权利要求52所述的单元,其具有经构造以接收安装螺钉的螺钉通路,所述安 装螺钉能够旋拧到所述另一装置中,以将所述末端表面推抵到所述另一装置的匹配 表面上,从而建立密封且提供稳定力。
60.根据权利要求52所述的单元,其用于与被维持在与所述罐单元的温度不同的温度 下的另一装置一起使用,且热绝缘阻绝所述单元与所述另一装置之间的热传递。
61.根据权利要求52所述的单元,其呈汽化器的形式,所述汽化器包含具有由内部表 面界定的侧壁和底部壁的底部区、馈入材料接收、汽化空腔,和界定可移除闭合物 和用于将蒸汽自所述单元传送到所述另一装置的蒸汽通路的顶部区,所述顶部区和 所述底部区经构造以在组装时在汽密界面处啮合自所述顶部区突出的向外横向延 伸突出物。
62.一种用于与经抽真空的蒸汽接收系统一起使用的固体材料用汽化器单元,所述单元 具有界定固体接收汽化容积的底部区,和界定闭合物的顶部区,所述顶部单元和所 述底部单元包含传导金属,用于所述汽化器的加热器单独位于所述顶部可卸闭合区 中,以用于通过跨越所述顶部区与所述底部区之间的界面且经由界定所述底部区的 周边侧壁和底部壁的导热来加热所述底部区的底部处的表面。
63.根据权利要求62所述的汽化器单元,其中所述加热器包含安装在所述金属顶部区 中的凹座中的筒式加热器。
64.根据权利要求63所述的汽化器单元,其中蒸汽通路包括轴向延伸的入口区和在所 述顶部区内的阀,所述筒式加热器包含平行于所述入口区且沿所述入口区一侧延伸 的狭长元件,且所述阀与所述狭长元件成导热关系。
65.一种系统,其包含汽化器与流动界面装置的组合,所述流动界面装置界定用于可移 除地接收所述汽化器且与所述汽化器连通的安装台,且联锁系统具有防止在所述安 装台处毒性蒸汽意外流到大气中的结构。
66.根据权利要求65所述的系统,其中所述汽化器包括用于在所述安装台处安装所述 汽化器的可卸紧固件和可手动操作闭合装置,所述闭合装置具有防止蒸汽自所述汽 化器流动的闭合位置,所述闭合装置与防止接近的装置相关联,所述防止接近的装 置防止工作人员在所述闭合装置不处于闭合位置时接近已安装的汽化器的所述可 卸紧固件,藉以防止在卸下所述汽化器时毒性蒸汽自所述汽化器流动。
67.根据权利要求66所述的系统,其中所述可卸紧固件包含可与所述安装台的相关联 配合配件啮合的固持螺钉或螺帽布局,且所述防止接近的装置包含与所述闭合装置 的部件相依移动的防止接近盖板,所述盖板经构造且配置以使得能够接近所述固持 螺钉或螺帽,以便仅当所述闭合装置在闭合位置中时拆卸所述汽化器。
68.根据权利要求67所述的系统,其中弹簧加载的气动可操作阀安装在所述汽化器上, 以允许蒸汽自所述汽化器流动,且所述闭合装置为机械超控装置,所述机械超控装 置经构造以不考虑气动压力的存在将所述气动可操作阀推动到闭合位置。
69.根据权利要求65所述的系统,其中所述界面装置经构造以与一组不同的汽化器一 起使用,所述汽化器携载具有不同汽化温度的不同固体馈入材料,所述系统包括辨 识系统,所述辨识系统经配置以辨识所安装的汽化器的表示其内含物的特性物理特 征,且使汽化器控制系统在适于所述所辨识的汽化器的内含物的条件下操作。
70.根据权利要求69所述的系统,其中所述辨识系统包含当汽化器在安装位置中时暴 露于所述汽化器的一组可致动开关,所述组开关适于与汽化器协作,所述汽化器以 取决于所述汽化器的内含物的独特型式携载一个或一个以上开关致动器形成物。
71.根据权利要求69所述的系统,其包括一组一个以上汽化器单元,所述组的汽化器 专用于分别含有具有不同汽化温度的不同固体馈入材料,所述汽化器单元具有用于 辨识的不同特性物理特征。
72.根据权利要求65所述的系统,其中离子源安装在真空腔室内,所述流动界面装置 经构造以传输用于所述离子源的蒸汽。
73.根据权利要求65所述的系统,其中所述离子源在离子植入器系统中,以提供用于 植入的离子。
74.根据权利要求73所述的系统,其中所述离子源将离子提供给射束线以用于植入目 标衬底中。
75.根据前述权利要求中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其含 有能够形成可离子化蒸汽且包含簇分子的固体馈入材料。
76.根据权利要求75所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其与能够离子化自所 述固体材料产生的蒸汽的离子源组合。
77.根据前述权利要求中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其含 有包含C14H14、C16H10、C16H12、C16H20、C18H14或C18H38的固体馈入材料。
78.根据权利要求1-76中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其中 所述固体馈入材料包含用于N型掺杂的化合物。
79.根据权利要求1-76中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其中 所述固体馈入材料包含砷、磷或锑簇化合物。
80.根据权利要求1-76中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其中 所述固体馈入材料包含能够形成AnHx +或AnRHx +形式的离子的砷或磷化合物,其中 n和x为整数,其中n大于4且x大于或等于0,且A为As或P,且R为不含磷或 砷的分子且其对离子植入过程无害。
81.根据权利要求1-76中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其中 所述固体馈入材料包含选自由膦、有机膦和磷化物组成的群组的磷化合物。
82.根据权利要求1-76中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其中 所述固体馈入材料包含P7H7。
83.根据权利要求1-76中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其中 所述固体馈入材料包含锑化合物,所述锑化合物包含三甲锑。
84.根据权利要求1-76中任一权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统,其中 所述固体馈入材料包含Sb(CH3)C3。
85.一种处理半导体装置或半导体材料的方法,其包含使用根据权利要求75-84中任一 权利要求所述的汽化器、汽化器单元或汽化器系统来产生簇离子,且在所述处理中 使用所述离子。
86.根据权利要求85所述的方法,其中所述处理方法包含离子植入。
87.根据权利要求85所述的方法,其中所述处理方法包含离子束植入。
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。
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