用于安瓿的模块化托盘和将模块化托盘插入安瓿中的方法

优先权

本公开要求申请日为2021年10月8日的第63/253,798号美国临时专利的优先权。出于所有目的，将优先权文档以引用的方式并入。

技术领域

本公开大体上涉及用于原子层沉积(ALD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺或这两者中的固体前体材料的递送系统。

背景技术

经设计用于传输用在ALD和CVD工艺中的固体前体材料的递送系统用于晶片的制造过程中。此类系统可包含经配置以容纳固体前体材料的安瓿。

发明内容

递送系统的一些实施例包含具有主体的安瓿，所述主体限定具有内表面的内部室。递送系统的这些实施例中的至少一些在ALD、CVD或这两种工艺中使用。固体前体材料可用于制造微电子装置。在一些实施例中，固体前体材料是各种有机前体、无机前体、金属有机前体，或其组合。在一些实施例中，需要热来使用固体前体材料。

在一些实施例中，安瓿在其内室中包含用于保持固体前体材料的至少一个托盘。在一些实施例中，托盘经配置有通路，所述通路用于使例如载气的流体从内室的底部流动到内室的顶部、从内室的顶部流动到内室的底部，或这两种情况。

在一些实施例中，托盘经配置以将热从内室的内表面传导到固体前体材料。在一些实施例中，托盘经配置有至少一部分以推动所述托盘的一部分以增加或最大化与内室的内表面的接触。在一些实施例中，托盘经配置有某一部分，所述部分增加或最大化从内部室的内表面到托盘的另一部分、固体前体材料或这两者的热传递。

在一些实施例中，托盘是模块化的。也就是说，托盘由单独的模块化组件形成。模块化组件经配置以互连在一起以形成托盘。因此，可容易地或相对容易地将每个模块化组件放置于安瓿的内室中。此外，可容易或相对容易地从安瓿的内室取出每个模块组件。当放置在内室内时，模块化组件可经配置以完成待紧固且快速保持在内室内的托盘的形成(例如，改变其结构)。根据一些实施例，托盘可具有以机械方式、摩擦方式或这两者与内室的内表面或其它部分接合、接触、连接或其任何组合的部分。

在一些实施例中，模块化托盘包括第一组件、第二组件以及第三组件，其中所述第一组件、所述第二组件和所述第三组件经配置以可脱离地连接在一起，使得当连接在一起时，所述第二组件与所述第一组件热接触，且所述第三组件与所述第一组件和所述第二组件热接触。

在模块化托盘的一些实施例中，第一组件包含顶板，第二组件包含楔形件，且第三组件包含底板，其中所述第二组件安置在所述第一组件与所述第三组件之间。

在一些实施例中，模块化托盘包括底板，其中所述底板经配置以保持固体前体材料，其中所述底板经配置以可脱离地可连接到所述第一组件、所述第二组件或所述第三组件中的至少一者，使得当连接时，所述底板与所述第一组件、所述第二组件或所述第三组件中的至少一者热接触。

在模块化托盘的一些实施例中，所述第一组件包含具有第一弧形部分的第一壁；所述第二组件包含具有第二弧形部分的第二壁；且所述第三组件包含楔形部分，其中所述楔形部分经配置以可脱离地连接到所述第一弧形部分以限定限定第一分隔室。

在模块化托盘的一些实施例中，楔形部分经配置以朝向安瓿的内壁表面推动第一弧形部分以用于增强从内壁表面到固体前体材料的热能传递。

在模块化托盘的一些实施例中，楔形部分经配置以可脱离地连接到第二弧形部分以限定第二分隔室。

在模块化托盘的一些实施例中，楔形部分经配置以朝向安瓿的内壁表面推动第二弧形部分以用于增强从内壁表面到固体前体材料的热能传递。

在模块化托盘的一些实施例中，第一组件包括底板部分以及弧形壁部分，其中所述底板部分经配置以与所述弧形壁部分热接触。

在模块化托盘的一些实施例中，第一组件包括：第一壁部分，其中所述第一壁部分与所述底板部分和所述弧形壁部分热接触；以及第二壁部分，其中所述第二壁部分与所述底板部分、所述弧形壁部分和所述第一壁部分热接触。

在模块化托盘的一些实施例中，第一组件限定第一分隔室。

在模块化托盘的一些实施例中，第二组件限定第二分隔室。

在模块化托盘的一些实施例中，第三组件限定第三分隔室。

在一些实施例中，模块化托盘包括第四组件，其中所述第四组件限定第四分隔室，其中所述第四组件经配置以可脱离地连接到第一隔室、第二组件、第三组件或其中的任一者中的至少一者，使得当连接时，所述第四组件与所述第一组件、所述第二组件、所述第三组件或其中的任一者中的至少一者热接触。

在模块化托盘的一些实施例中，第一组件、第二组件、第三组件或第四组件中的任何一或多者具有基本上类似的结构。

在模块化托盘的一些实施例中，第一组件和第二组件连接在一起以限定载气的流动路径。

在模块化托盘的一些实施例中，第二组件和第三组件连接在一起以限定载气的流动路径。

在模块化托盘的一些实施例中，第三组件和第四组件连接在一起以限定载气的流动路径。

在一些实施例中，安瓿包括根据本文所描述的任何托盘实施例的模块化托盘。

在一些实施例中，一种将模块化托盘插入安瓿中的方法包括获得根据本文所描述的实施例中的任一者的模块化托盘，所述方法包括将第一组件插入安瓿的内容积中；将第二组件插入安瓿的内容积中；将第三组件插入安瓿的内容积中；以及将第一组件、第二组件和第三组件连接在一起。

在一些实施例中，将模块化托盘插入安瓿中的方法进一步包括将第四组件插入安瓿的内容积中；以及将第四组件与第一组件、第二组件和第三组件连接。

附图说明

参考附图，附图形成本公开的一部分且说明其中可实践本说明书中描述的系统和方法的实施例。相同参考数字始终表示相同或类似部分。

图1展示根据一些实施例的容纳托盘的安瓿的示意性横截面图。

图2A展示根据一些实施例的模块化托盘。

图2B和2C各自展示图2A中展示的模块化托盘的组件。

图3A展示根据一些实施例的模块化托盘。

图3B展示图3A中展示的模块化托盘的分解视图。

图4A展示根据一些实施例的模块化托盘。

图4B展示图4A中展示的模块化托盘的组件中的一者。

图5展示根据一些实施例的模块化托盘。

图6展示根据用于将模块化托盘插入安瓿中的方法的一些实施例的流程图。

图7展示根据用于将模块化托盘插入安瓿中的方法的一些实施例的流程图。

图8展示根据用于将模块化托盘插入安瓿中的方法的一些实施例的流程图。

具体实施方式

图1展示根据一些实施例的示例性安瓿100的示意性横截面图。安瓿100以任何组合容纳根据本文描述的任一实施例的托盘102。安瓿100具有内室104，所述内室限定足以保持一叠托盘102的内容积且还允许流体(例如，气体)在所述内容积内流动。如图1中展示，内室104和其容积大体上是圆柱形形状。

内室104具有内壁表面106。托盘102中的每一者经配置为可堆叠的且经设定大小以容纳于内室104的内容积内。内室104包含用于使流体(例如，气体)向上朝向内室104的顶部110流动、向下朝向内室104的底部112流动或这两种情况的流动路径108。托盘102还各自经配置以允许流体向上流动、向下流动或这两种情况。举例来说，托盘102中的每一者可具有穿过托盘102的主体的穿孔或孔。

每个托盘102具有经配置以与内壁表面106接触的部分114。增加部分114与内壁表面106的表面与表面接触的面积会增强从内壁表面106到托盘102的热传递，且因此增强向固体前体材料的热传递。托盘102可为不锈钢、石墨、铝或适合用于安瓿中的其它材料。托盘102可包含在使用期间保护托盘的涂层，例如陶瓷涂层，例如氧化铝或聚合涂层，例如PTFE。

因为内室104的直径通常不会改变，所以可拆卸成单独的模块化组件的托盘102可使得将托盘插入且将托盘堆叠在内室104中的过程相对容易。本文公开的托盘102的实施例可实现两个优点：能够很容易地插入安瓿100的内室104中，且随后组装在一起以使得形成的托盘102与安瓿100的内壁表面106的接触得以改善，从而提供从内壁表面106到托盘102和/或安置在托盘102上的固体前体材料的良好热传递。下文描述托盘102的各种示例性实施例。

如本文中所使用，术语“模块化”意指一种装置，其可拆卸成单独的组件且能够放在一起以形成所述装置。

如本文所使用的术语“可压缩”意指结构、材料或这两者的配置，其经设计以能够对装置或装置的一部分的线性长度、径向长度、直径长度、周向长度或其任何组合进行更改、改变、缩短、加长或其任何组合。可压缩结构的示例包含具有或不具有锁定机构、可延展材料、多孔材料等的弹簧、折叠式结构、开口环、机械接头中的一或多者。

图2A展示根据一些实施例的已组装模块化托盘200。模块化托盘200经配置以与其它相同或类似的托盘堆叠。托盘200包含至少三个可分离组件：下部板202、上部板204和至少一个楔形件206。图2B展示下部板202的实施例。在一些实施例中，上部板204具有与下部板202相同的结构。下部板202或上部板204中的一者或两者经配置以保持固体前体材料。图2C展示至少一个楔形件206的实施例。在一些实施例中，模块化托盘200的至少一些或所有组件经配置以将热从组件中的一或多者传递到另一组件。在一些实施例中，模块化托盘200的至少一些或所有组件由允许热从组件中的一或多者传递到另一(其它)组件的材料制成。当组装时，如图2A中展示，下部板202处于形成托盘底部以保持固体前体材料的底部处，至少一个楔形件206放置在下部板202的周边或外周处，且接着上部板204放置在形成托盘的顶部的顶部上，连接到所述至少一个楔形件206。在一些实施例中，楔形件206包夹在下部板202与上部板204之间。下部板202和上部板204的外周表面208、210可与安瓿的内壁表面接触。楔形件206具有经配置以接触安瓿的内壁表面的弯曲外表面212。在一些实施例中，楔形件206的顶部表面214可具有包含斜坡或阶梯的配置，使得当组装在一起且托盘200的上部板204被向下推动时，此向下的力可按压楔形件206的顶部表面214以推动弯曲表面212远离彼此，使得楔形件206增强其与安瓿的内壁表面的接触。上部板204现在经定位以保持固体前体材料，且当上部板变为用于后续托盘堆叠在其上的底板时使额外楔形件212置于其上，直到安瓿内容积被填充为止。

图3A和3B展示根据一些实施例的托盘300的各个视图。图3A展示托盘300的透视图。图3B展示托盘300的分解视图。托盘300不是单个整体结构。托盘300是由至少四个单独组件302、304、306、308组装而来的模块化结构。所得组装托盘300具有两个隔室310、312以用于保持固体前体材料。

托盘300的四个组件302、304、306、308是：具有用于保持固体前体材料的表面302-a的底板302；第一弧形壁组件304；第二弧形壁组件306；以及楔形组件308。两个弧形壁组件304、306经配置以在底板302的外围或周边处连接，如图3A中展示。楔形组件308连接到两个弧形壁组件304、306的端部，且楔形组件308的插入和连接使两个弧形壁组件304、306沿着在直径上相对的方向推动远离彼此(例如，向外远离楔形组件308)。当托盘300在安瓿内部时，弧形壁组件304、306的这种“推动远离”会增强安瓿的内表面壁与弧形壁组件304、306的外表面314、316之间的表面到表面接触。这种增加的表面到表面接触会增加从安瓿的内壁表面到两个弧形壁组件304、306的热传递，这继而增强从两个弧形壁组件304、306到底板302的热传递。此外，楔形组件308提供额外表面积来增加从托盘300到托盘300的表面302-a上的固体前体材料的热传递。

托盘300还具有至少一个通路318，用于当托盘300安装于安瓿内时的流体流动(例如，气体流动)。托盘300还经配置以能与具有相同或类似结构的其它托盘一起堆叠。

模块化托盘300可更容易地放入安瓿和从安瓿中取出，因为模块托盘300可相对容易地组装或拆卸。

在一些实施例中，用于保持固体前体材料的底板302的表面302-a是平面的。在一些实施例中，表面302-a是非平面的。在一些实施例中，表面302-a包含平面部分和非平面部分。

图4A展示根据一些实施例的模块化托盘400。图4B展示托盘400的组件402中的一者。模块化托盘400具有连接在一起以形成完全组装的模块化托盘400的四个组件402-a、402-b、402-c、402-d。每个组件402具有基底404、弧形外壁406、第一径向壁408、第二径向壁410和弧形内壁412。两个径向壁408、410经配置以接触和/或连接到另一组件的相应径向壁。两个径向壁408、410经配置有用于形成通气口414以允许流体从中流过的结构。弧形内壁412还经配置以在组装模块化托盘400时形成通气口416，且此通气口416允许流体从中流过。基底404经配置以保持固体前体材料。当组装在安瓿的内室内部时，模块化托盘400施加向外径向压力，使得组件402-a、402-b、402-c、402-d中的每一者的弧形外壁406增加弧形外壁406与安瓿的内室的内壁表面的表面到表面接触。

此增加的表面到表面接触会增加从安瓿的内壁表面到弧形外壁406的热传递，这继而增强向基底404的热传递。此外，径向壁408、410提供额外表面积以增加从托盘400到托盘400的表面上的固体前体材料的热传递。托盘400还经配置以能与具有相同或类似结构的其它托盘一起堆叠。模块化托盘400可更容易地放入安瓿和从安瓿中取出，因为模块托盘400可相对容易地组装或拆卸。在一些实施例中，基底404的表面是平面的。在一些实施例中，基底404的表面是非平面的。在一些实施例中，基底404的表面包含平面部分和非平面部分。

尽管未展示，但托盘400可包含另一组件，所述另一组件可以是经配置以放置在托盘400的中心通气口中的楔形件。楔形件可沿着径向方向提供额外的向外力以增强将模块化组件402向外朝向安瓿内壁表面的推动。

图5展示根据一些实施例的模块化托盘500。模块化托盘500不是单个整体结构。模块化托盘500包含至少三个组件502、504、506。前两个组件502、504中的每一者具有折叠式结构508，其中折叠式结构508具有脊方向510和折叠方向512。折叠式结构508包含折叠式表面508-a。在一些实施例中，表面508-a是平面的。在一些实施例中，表面508-a是非平面的。在一些实施例中，表面508-a包含平面部分和非平面部分。折叠式结构508沿着折叠方向512可压缩，但沿着脊方向510不可压缩。当折叠式结构508被压缩时，弹簧势能增加。也就是说，压缩状态下的折叠式结构508的弹簧势能高于其松弛状态。折叠式结构508的最大状态和最小状态经配置以具有用于保持固体前体材料的至少一个表面。此外，折叠式结构508具有较高的表面积以增加从托盘到托盘500的表面上的固体前体材料的热传递。组件502、504中的每一者包含在折叠方向512的末端处且沿着折叠方向的弧形表面区域部分514。弧形表面区域部分514是弯曲的，且经配置以接触安瓿的内室的内壁表面。两个组件502、504经配置以放置成使得其折叠方向512对准，使得第三组件506可安置于两个组件502、504之间。第三组件506经配置为楔形件以沿着折叠方向推开折叠式结构508。因此，此楔形件(第三组件)506增加了向外推动力以增加弧形表面区域部分514到安瓿的内室的内壁表面的表面到表面接触。楔形件(第三组件)506还经配置以形成通气口或至少一个通路516以在托盘500安装于安瓿内时用于流体流动(例如，气体流动)。托盘500还经配置以能与具有相同或类似结构的其它托盘一起堆叠。当堆叠多个这些托盘500时，一个托盘500的最大状态可接触和/或连接到另一托盘的最小状态。

虽然图2A中展示的托盘200每个板具有一个隔室，图3A和3B中展示的托盘300具有两个隔室，且图4A中展示的托盘400具有四个隔室，但应理解，可通过改变模块化托盘的实施例的一些结构来形成任何数目的隔室。在一些实施例中，隔室是分隔室。因此，此类托盘在本公开的范围内。因此，在模块化托盘的一些实施例中，存在至少一个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少两个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少三个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少四个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少五个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少六个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少七个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少八个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少九个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十一个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十二个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十三个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十四个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十五个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十六个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十七个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十八个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少十九个隔室。在模块化托盘的一些实施例中，存在至少二十个隔室。

图6展示根据用于将模块化托盘插入安瓿中的方法的一些实施例的示例性流程图。模块化托盘可以是如本文中所描述的实施例中的任一者。方法600包含获得602根据本文中所描述的实施例中的任一者的模块化托盘。接着，将模块化托盘的第一组件插入604到安瓿的内室中。方法600包含将模块化托盘的第二组件插入606到安瓿的内室中。方法600包含将模块化托盘的第三组件插入608到安瓿的内室中。接着，连接610第一、第二和第三组件以形成已组装模块化托盘，所述已组装模块化托盘接着可引起已组装模块化托盘的扩张或配置以紧密且牢固地配合到内室的内壁表面。

图7展示根据用于将模块化托盘插入安瓿中的方法的一些实施例的示例性流程图。模块化托盘可以是如本文中所描述的实施例中的任一者。方法700包含获得702根据本文中所描述的实施例中的任一者的模块化托盘。接着，将模块化托盘的第一组件插入704到安瓿的内室中。方法700包含将模块化托盘的第二组件插入706到安瓿的内室中。方法700包含将模块化托盘的第三组件插入708到安瓿的内室中。接着，方法700包含将模块化托盘的第四组件插入710到安瓿的内室中。接着，朝向安瓿的内室的内壁表面推动712第一、第二、第三或第四组件中的至少一者。

图8展示根据用于将模块化托盘插入安瓿中的方法的一些实施例的示例性流程图。模块化托盘可以是如本文中所描述的实施例中的任一者。方法800包含获得802根据本文中所描述的实施例中的任一者的模块化托盘。接着，将模块化托盘的第一组件插入804到安瓿的内室中。方法800包含将模块化托盘的第二组件插入806到安瓿的内室中。方法800包含将模块化托盘的第三组件插入808到安瓿的内室中。接着，方法800包含将模块化托盘的第四组件插入810到安瓿的内室中。方法800进一步包含将模块化托盘的第五组件插入812到安瓿的内室中。接着，朝向安瓿的内室的内壁表面推动814第一、第二、第三、第四或第五组件中的至少一者。

本文所使用的术语旨在描述实施例，而非旨在进行限制。除非另外明确规定，否则术语“一”以及“所述”也包含复数形式。术语“包括(comprise和/或comprising)”在用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在或添加。

应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，实施例中的任一者或其任何部分可与其它实施例中的任一者组合。还应理解，可在不脱离本公开的范围的情况下，尤其在所采用的构造材料和零件的形状、大小和布置方面作出细节改变。本说明书和所描述的实施例仅是实例，本公开的真实范围和精神由所附权利要求书指示。