Патент на изобретение №2398048

(54) ИСТОЧНИК ДЛЯ МЕТОДОВ ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА ЭТОГО ИСТОЧНИКА И СПОСОБ МОНТАЖА И ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭТОГО ИСТОЧНИКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к источнику твердого или жидкого материала для реакторов для осаждения из газовой фазы, устройству для установки источника в реакторе для осаждения из газовой фазы и способу установки источника в реакторе. Источник выполнен с возможностью установки, по меньшей мере, частично в фитинге, соединенном с реакционной емкостью реактора для осаждения из газовой фазы. Источник состоит из стержня (5), имеющего первый конец (11) и второй конец (9), камеры (1) для твердого или жидкого материала, расположенной на втором конце (9) или рядом с ним и имеющей по меньшей мере одну, по меньшей мере, частично открытую стенку и изолирующие средства в виде кожуха, выполненные с возможностью установки на стенке камеры (1) для изоляции камеры от окружающей среды. Изолирующие средства в виде кожуха и камера (1) выполнены с возможностью скольжения друг относительно друга для открытия и/или закрытия камеры (1) после установки источника в фитинге реактора. В результате достигается упрощение обслуживания и работы с источником и устройством. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 1 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к источнику согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, устройству для установки этого источника в реакторе для осаждения из газовой фазы согласно ограничительной части пункта 18 формулы изобретения и способу установки источника в реакторе для осаждения из газовой фазы согласно ограничительной части пункта 30 формулы изобретения. В частности, изобретение относится к источнику для методов осаждения из газовой фазы, причем источник выполнен с возможностью установки по меньшей мере частично в фитинге источника, имеющегося в реакторе для осаждения из газовой фазы, или в пространстве источника, соединенном с фитингом источника, к устройству для установки источника в реакторе для осаждения из газовой фазы, которое содержит по меньшей мере один фитинг источника, соединенный с реакционной емкостью реактора для осаждения из газовой фазы, причем источник выполнен с возможностью установки по меньшей мере частично в фитинге источника или в пространстве источника, соединенном с фитингом источника, и к способу установки источника в реакторе для осаждения из газовой фазы и извлечения источника из этого реактора.

При изготовлении структур с применением методов осаждения из газовой фазы, таких как послойное атомное осаждение или другие методы химического осаждения из газовой фазы, перед подачей исходных материалов в реакционную емкость реактора их переводят в газовое состояние. Во многих процессах отсутствуют подходящие материалы источника в жидком или газовом состоянии, поэтому в таких процессах приходится использовать твердые материалы. Поскольку твердые материалы обладают достаточно низким давлением пара (обычно менее 2 мбар при комнатной температуре), для достижения достаточного давления пара их приходится нагревать. Таким образом, твердые источники развиваются.

Известные твердые источники представляют собой трубы, помещенные в печь и содержащие тигель источника. Согласно такому решению трубопровод источника в реакторе содержит многопатрубковый разветвляющийся трубопровод, предпочтительно изготовленный из стекла, в котором различные твердые источники находятся в разных патрубках, которые могут нагреваться независимо, а в основании реакционной емкости реактора имеется разветвленный трубопровод.

Процесс загрузки твердых источников осуществляется посредством вставки открытого тигля источника в трубу источника при помощи, например, термоэлемента. Согласно другому решению, тигель источника при его вставке в трубу источника помещается в пластиковый мешок для предотвращения окисления материала источника или вступления его в реакцию с другим веществом, присутствующим в окружающей среде, или, наоборот, его испарения в окружающую среду.

Недостаток вышеописанной конструкции состоит в том, что монтаж материала твердого источника в реакторе для осаждения из газовой фазы не является нейтральной операцией, но конструкция подвергается загрязнению, происходящему в связи с монтажом и извлечением твердого источника, поскольку используемые материалы твердого источника могут быть высоко реактивными и чувствительными к кислороду и влаге и могут выделять нежелательные составляющие, такие как пар. Кроме того, это известное решение, касающееся установки и извлечения твердого источника, является сложным, ненадежным и трудным в использовании.

Другое известное решение, касающееся установки твердого источника в реакторе для осаждения из газовой фазы, состоит в использовании металлической емкости, снабженной клапанами, причем твердый источник вводится в металлическую емкость, помещаемую вместе с клапанами в вакуумную или конвекционную печь. Это решение предлагает нейтральный способ установки твердого источника, но наивысшая возможная рабочая температура, составляющая приблизительно 200-250°С, определяется клапанами, срок службы которых значительно уменьшается при высоких температурах. Если клапаны находятся за пределами печи, требуются дополнительные фитинги; кроме того, в конструкции образуются тепловые мостики. Кроме того, емкости и части трубопровода изготавливаются из металла, что ограничивает количество допустимых к применению твердых материалов из-за возможных химических реакций. К тому же монтаж и извлечение таких емкостей труден из-за их большого размера и тяжести, и такая работа так же требует применения инструментов; к тому же эти емкости дороги. При замене трубопроводы следует продувать, что еще более усложняет указанное решение.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание источника, устройства для установки этого источника и способа установки и извлечения этого источника, которые позволяют решить вышеназванные проблемы. Задача настоящего изобретения решена при помощи источника согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, содержащего камеру для твердого или жидкого материала источника, которая содержит по меньшей мере одну по меньшей мере частично открытую стенку, и изолирующие средства в виде кожуха, выполненные с возможностью установки на стенке камеры для изоляции камеры от окружающей среды, причем изолирующие средства в виде кожуха и камера установлены с возможностью скольжения друг относительно друга для открытия и/или закрытия камеры после установки источника в фитинг источника. Следующая задача настоящего изобретения решена при помощи устройства согласно ограничительной части пункта 19 формулы изобретения, содержащего принимающие устройства фитинга источника для приема источника и загрузочные устройства для установки источника в фитинге источника для использования, и имеющуюся в источнике камеру для твердого или жидкого материала источника, и изолирующие средства в виде кожуха, по существу, изолирующие камеру от окружающей среды. Следующая задача настоящего изобретения решена при помощи способа согласно ограничительной части пункта 30 формулы изобретения, включающего в себя следующие стадии:

a) введение источника, содержащего камеру для твердого или жидкого материала источника, выполненную с возможностью открытия и закрытия, по существу, с изоляцией от окружающей среды, по меньшей мере частично внутрь фитинга источника реактора для осаждения из газовой фазы или емкости источника, соединенной с фитингом источника, когда камера закрыта;

b) закрытие фитинга источника, когда источник находится на месте;

c) открытие камеры источника для использования материала источника посредством скольжения друг относительно друга камеры и изолирующих средств в виде кожуха, установленных по меньшей мере частично на открытой стенке камеры;

d) закрытие камеры источника после использования твердого или жидкого материала источника посредством скольжения друг относительно друга камеры и изолирующих средств в виде кожуха, установленных по меньшей мере частично на открытой стенке камеры;

e) открытие фитинга источника для извлечения источника; и

f) извлечение источника из фитинга источника реактора для осаждения из газовой фазы.

Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение основано на создании источника, выполненного с возможностью по меньшей мере частичного и предпочтительно полного введения в имеющийся в реакторе для осаждения из газовой фазы фитинг источника или в приемник, имеющийся в фитинге источника, или в соединительную выемку, или в отдельное пространство, соединенное с фитингом источника и предназначенное для приема источника. Источник содержит камеру для твердого или жидкого материала источника, причем камера в нормальном положении закрыта и, по существу, изолирована от окружающей среды, когда источник не установлен в приемнике фитинга источника, имеющегося в реакторе для осаждения из газовой фазы. Камера источника выполнена с возможностью открытия и закрытия, когда источник находится в приемнике фитинга источника. Камера может открываться автоматически при монтаже источника в приемнике фитинга источника или в отдельном пространстве, соединенном с фитингом источника, так, что камера так же предпочтительно закрывается при извлечении источника из приемника или пространства. С другой стороны, камера источника может открываться полностью независимо от установки источника на место; для этого существуют отдельные средства для открытия и закрытия камеры после установки источника в фитинге источника. В такой конструкции источник может иметь специальные средства для изоляции камеры, а так же средства управления для открытия и/или закрытия камеры, оборудованной специальными средствами. Фитинг источника, в свою очередь, может так же иметь загрузочные устройства для установки и/или фиксации источника в фитинге источника и/или для закрытия и герметизации приемника источника, когда источник находится в этом приемнике. В качестве альтернативы указанные загрузочные устройства могут так же быть предусмотрены в связи с отдельным пространством, в котором может монтироваться твердый источник.

В настоящем контексте под камерой понимается пространство, предусмотренное в источнике и пригодное для приема материала источника. Следовательно, форма, конструкция и свойства камеры могут меняться, если она пригодна для приема используемого материала источника. Камера имеет по меньшей мере одну по меньшей мере частично открытую стенку, выполненную с возможностью закрытия и/или изоляции при помощи изолирующих средств в виде кожуха, которые могут быть установлены на открытой стенке камеры для изоляции камеры от окружающей среды. Камера и изолирующие средства в виде кожуха, в свою очередь, выполнены с возможностью скольжения друг относительно друга для открытия и закрытия камеры. Предпочтительно, изолирующие средства и камера или конструкция, содержащая камеру, имеют поверхности, скользящие друг относительно друга. Другими словами, камера герметизируется при помощи скользящих поверхностей, предусмотренных между камерой и изолирующими средствами. В конструкции согласно настоящему изобретению направление открытой стенки камеры, т.е. открывающее направление, и направление движения камеры и/или изолирующего средства предпочтительно расположены под углом друг относительно друга, равным приблизительно 90°.

В настоящем контексте под источником понимается твердый источник для твердых материалов источника или жидкий источник для жидких материалов источника. Под твердым материалом и жидким материалом, в свою очередь, понимаются материалы, являющиеся твердыми и, соответственно, жидкими при нормальных условиях (т.е. под давлением в 1 атм и при температуре 0°С).

Преимущество решения согласно настоящему изобретению состоит в том, что предлагается источник, действующий как картридж, включающий в себя все, что необходимо для использования. Если камера источника, по существу, изолирована от окружающей среды, а также выполнена с возможностью управляемого открытия и закрытия, решение согласно настоящему изобретению не требует присутствия клапанов, что позволяет использовать даже очень высокие температуры, что, в свою очередь, увеличивает ассортимент материалов источника, допустимых к применению. Кроме того, простая конструкция в виде картриджа позволяет быстро и просто заменить источник. Благодаря изолированной и открываемой и закрываемой по желанию камере источник можно заменить, не подвергая его воздействию окружающей среды, поскольку камера может оставаться изолированной до установки источника и может быть вновь изолирована после извлечения источника из фитинга источника. Кроме того, источник согласно настоящему изобретению позволяет использовать малые количества дорогостоящих и трудносинтезируемых материалов источника, которые, к тому же, могут постоянно сохраняться свежими. Конструкция источника может так же быть связана с безопасной технологией переноса материалов источника без воздействия окружающей среды, что, в свою очередь, повышает безопасность.

Краткое описание чертежей

Далее со ссылками на прилагаемый чертеж будут подробно описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения.

На фиг.1 схематически представлен вариант реализации настоящего изобретения, где источник помещен в фитинг источника.

Осуществление изобретения

На фиг.1 схематически представлено поперечное сечение варианта реализации настоящего изобретения с источником, помещенным в фитинг источника. На фиг.1 источник, помещенный в фитинг источника, еще не установлен в рабочее положение, но готов для окончательной установки.

На фиг.1 представлен источник для методов осаждения из газовой фазы, помещенный в фитинг источника, имеющийся в реакторе для осаждения из газовой фазы. Источник содержит стержень 5, имеющий первый конец 11 и второй конец 9, причем на втором конце 9 или рядом с ним имеется камера 1. Стержень и, следовательно, камера 1 предпочтительно изготовлены из стекла, поскольку стекло является весьма нейтральным материалом, не приводящим к возникновению реакций при использовании источника и допускающим использование высоких рабочих температур. Предпочтительно стержень 5 изготавливается с камерой 1, расположенной рядом с его вторым концом 9, или альтернативно камера 1 изготавливается в стержне 5 при помощи поверхностной резки. Стержень 5 вставляется в фитинг источника по фиг.1 вторым концом 9. Камера 1 действует как тигель источника, предназначенный для приема твердого или жидкого материала 3 источника, используемого для метода осаждения из газовой фазы. Размер и форма стержня 5 и содержащейся в нем камеры 1 могут выбираться по желанию. В данном варианте реализации стержень 5 представляет собой продолговатый стержень, по существу, круглого поперечного сечения.

Согласно настоящему изобретению камера 1 в стержне 5 изолирована при помощи изолирующих средств, когда источник не установлен на место в рабочее положение. Изолирующие средства содержат трубу 7, или трубчатый рукав, имеющую первый конец 15 и второй конец 13, которая может быть установлена вокруг стержня 5 таким образом, чтобы, по существу, изолировать камеру 1 от окружающей среды. Труба 7 может быть установлена на стержне 5 по всей его длине или только по ее части. Важно, чтобы труба 7 находилась по меньшей мере над камерой 1, имеющейся в стержне 5, когда в фитинге источника отсутствует источник, установленный в рабочем положении. Размеры трубы 7 предпочтительно согласуются с размерами стержня 5, так что она плотно пригнана вокруг стержня 5, создавая возможность, по существу, изолировать камеру 1 от окружающей среды. Труба 7 так же предпочтительно изготовлена из стекла, что так же обеспечивает инертность источника и камеры 1 при использовании.

Как показано на фиг.1, изолирующие средства могут так же содержать уплотнения 19, предусмотренные в стержне 5 на обеих сторонах камеры 1 в продольном направлении стержня 5, так что уплотнения 19 прижимаются к внутренней поверхности трубы 7, когда труба 7 находится на стержне 5. Уплотнения 19 могут так же иметься только на одной стороне камеры 1 в продольном направлении стержня 5. Кроме того, уплотнения 19 могут быть предусмотрены на трубе 7, а не на стержне 5. Уплотнения могут представлять собой, например, эластомерные или графитовые уплотнения или другие соответствующие уплотнения, способные изолировать камеру 1 от окружающей среды.

Согласно представленному здесь варианту реализации настоящего изобретения стержень 5 длиннее, чем труба 7, так что камера 1 может открываться посредством продвижения стержня 5 в трубе 7 до тех пор, пока второй конец 9 стержня не выйдет из второго конца 13 трубы 7. Следовательно, второй конец 9 стержня 5 будет выступать из второго конца 13 трубы 7 по меньшей мере частично, открывая имеющуюся на нем камеру 1 с твердым или жидким материалом 3 источника, содержащимся в ней. Подобным же образом камера 1 может быть закрыта посредством втягивания стержня 5 в трубу 7, так чтобы второй конец 9 стержня 5 вошел в трубу 7. При этом камера 1 закрывается и изолируется от окружающей среды.

Источник может также содержать средства управления для открытия и/или закрытия изолированной камеры 1 после установки источника в фитинге источника. Согласно настоящему варианту реализации изобретения предусмотрены средства управления, при помощи которых изолирующее средство, труба 7, может перемещаться относительно камеры 1 или стержня 5, или камера 1 или стержень 5 могут перемещаться относительно изолирующего средства, трубы 7, для открытия и/или закрытия камеры 1, по существу, изолированной от окружающей среды. Согласно решению по фиг.1 средства управления для открытия и/или закрытия камеры 1 содержат первый фланец 25, установленный в первом конце 11 стержня 5, и второй фланец 27, установленный в первом конце 15 трубы 7, причем между первым фланцем 25 стержня 5 и вторым фланцем 27 трубы 7 имеется пружина 17. Пружина 17 установлена таким образом, что, когда она находится в несжатом состоянии, как показано на фиг.1, камера 1, по существу, изолирована от окружающей среды и закрыта, и когда пружина 17 находится в сжатом состоянии, камера 1 по меньшей мере частично открыта. Пружина 17 может быть так же установлена другим, альтернативным образом, позволяющим открывать и закрывать камеру 1.

Средства управления могут так же содержать средства для сжатия пружины 17 для открытия камеры 1 и/или для отпускания пружины 17 для закрытия камеры 1. Такие средства могут содержаться в источнике или альтернативно, например, в фитинге источника реактора для осаждения из газовой фазы. Эти средства могут, например, автоматически открывать камеру при монтаже источника в фитинге источника для использования и автоматически приводить камеру в изолированное состояние при удалении источника из камеры 1. Затем средства, например, сжимают пружину 17, таким образом, выталкивая второй конец 9 стержня 5 из второго конца 13 трубы 7, открывая тем самым камеру, когда источник монтируется в фитинге источника. Так же эти средства отпускают пружину 17, когда стержень 5 извлекается из фитинга источника, закрывая тем самым камеру 1.

Стержень 5 может также содержать канал 30 для направления потока газа-носителя, продувочного газа и т.п. над камерой 1. Этот канал обеспечивает, например, подачу газового потока между трубой 7 и стержнем 5, так что газовый поток проходит над камерой 1, чтобы перенести материал источника в реакционную емкость реактора.

Стержень 5 и труба 7 могут так же иметь конструкцию, при которой стержень 5 может поворачиваться вокруг собственной продольной оси относительно трубы 7, или труба 7 может поворачиваться вокруг собственной продольной оси относительно стержня 5 для открытия и/или закрытия камеры 1, по существу, изолированной от окружающей среды. В таком случае труба 7 может содержать отверстие или углубление, выполненное с возможностью его перемещения средствами управления так, чтобы оно могло находиться рядом с камерой 1 и/или на расстоянии от нее для открытия и/или закрытия камеры 1. В случае по фиг.1 труба 7 содержит отверстие, которое может находиться под стержнем, и тогда камера 1 закрыта и изолирована, либо это отверстие может находиться над камерой 1, таким образом, открывая ее. Вместо отверстия может использоваться, например, углубление, имеющееся на втором конце 13 трубы 7 и проходящее от края второго конца 13 трубы 7 к первому концу 15. Это также обеспечивает возможность управления вращением трубы 7 и стержня 5 друг относительно друга.

Согласно настоящему изобретению управление источником может так же осуществляться за счет того, что стержень 5 выполнен с возможностью перемещения в направлении собственной продольной оси относительно трубы 7, или труба 7 выполнена с возможностью перемещения в направлении собственной продольной оси относительно стержня 5, и стержень 5 выполнен с возможностью поворота вокруг собственной продольной оси относительно трубы 7, или труба 7 выполнена с возможностью поворота вокруг собственной продольной оси относительно стержня 5 для открытия и/или закрытия камеры 1, по существу изолированной от окружающей среды. Следовательно, для открытия и закрытия камеры 1 сочетаются относительное продольное перемещение и относительное поворотное перемещение трубы 7 и стержня 5 вокруг собственных продольных осей. Это также может осуществляться средствами управления, предусмотренными для открытия и закрытия камеры 1.

Во всех указанных случаях средства управления могут быть выполнены как независимые устройства, соединенные со средствами управления, предусмотренными в реакторе для осаждения из газовой фазы, обеспечивающими активацию средств управления для открытия и/или закрытия камеры 1. В таком случае средства управления могут быть ручными, электрическими и т.п.

Так же поток транспортирующего газа может проходить внутри источника или по его поверхности, т.е. или между трубой и стержнем, или по наружной поверхности трубы.

Конец трубы или ее часть, предпочтительно прилегающая ко второму концу 13 трубы 7, может также быть изготовлен (изготовлена) из пористого материала, такого как шлак, причем эта пористая часть может быть повернута так, чтобы находиться рядом с камерой, в результате чего материал источника может протекать через эту пористую часть. Таким образом, камера открывается в окружающее пространство через эту пористую часть, которая может так же служить фильтром. Это позволяет избежать распыления материала источника.

Согласно настоящему изобретению источник может быть осуществлен различными альтернативными способами, один из примеров которых описан выше. Основным отличием настоящего изобретения является то, что источник содержит камеру, пригодную для приема твердого или жидкого материала источника, в которой он может быть, по существу, изолирован от окружающей среды. Кроме того, источник выполнен таким образом, что твердый или жидкий материал может быть введен в реактор для осаждения из газовой фазы изолированным от окружающей среды, и после установки источника в реакторе камера может быть открыта для использования. Кроме того, преимущество изобретения состоит в том, что камера может быть вновь приведена в изолированное состояние при ее извлечении из реактора. Таким образом, источник действует подобно картриджу, т.е. вводится в имеющийся в реакторе приемник, в котором он открывается для использования и закрывается после использования, и откуда он извлекается после использования. Таким образом, источник содержит устройства, необходимые для обеспечения использования источника без каких-либо отдельных изолирующих устройств или клапанов. Следовательно, очевидно, что нет необходимости изготавливать источник в виде продолговатой конструкции по фиг.1, но его форма и конструкция, а так же изолирующие средства и средства управления и способы открытия камеры могут варьироваться. Нет необходимости полностью вставлять источник в фитинг источника реактора, может быть вставлена лишь та его часть, на которой расположена камера. Кроме того, при необходимости форма и конструкция источников, устанавливаемых даже в один и тот же фитинг источника, могут меняться в зависимости от свойств данного материала источника.

В качестве альтернативы изолирующее устройство в виде кожуха в форме трубы 7 можно заменить пластинчатым, плоским, изогнутым и т.п. кожухом, который может монтироваться на открытой стенке камеры для изоляции камеры от окружающей среды. Как и в случае с трубой 7, кожух выполнен с возможностью скольжения относительно камеры для ее открытия и закрытия. Следовательно, поверхности камеры или ее конструкции и кожуха скользят друг относительно друга. Согласно изобретению кожух или труба 7 могут соскальзывать полностью или частично с верха открытой стенки камеры, или подобным же образом кожух и/или труба и/или камера могут быть выполнены таким образом, что, когда они перемещаются друг относительно друга, проход из камеры открывается и в том случае, если кожух или труба даже частично не сдвигаются с верха открытой стенки камеры. В таком случае между конструкцией/краями камеры и кожухом или трубой открывается зазор, через который материал источника может вытекать из камеры.

Согласно настоящему изобретению может также быть предложено устройство для установки источника в реакторе для осаждения из газовой фазы. Устройство содержит по меньшей мере один фитинг источника, соединенный с реакционной емкостью для источника реактора для осаждения из газовой фазы, и источник, выполненный с возможностью установки по меньшей мере частично в фитинге источника. Предпочтительно используется источник, описанный выше, но в качестве альтернативы может так же использоваться другой источник.

Это устройство содержит принимающее устройство, находящееся в фитинге источника, для приема источника и загрузочное устройство для установки источника в фитинге источника для использования, и камеру 1, предусмотренную в источнике для твердого или жидкого материала 3 источника, и средства 7, 19, по существу, изолирующие камеру 1 от окружающей среды. Изолирующие средства 7, 19 выполнены таким образом, что изоляция камеры 1 может открываться и/или закрываться, когда источник находится в фитинге источника.

Принимающее устройство, предусмотренное в фитинге источника, содержит соединительную выемку или приемник, ограниченный трубчатыми частями 31 и 33 и предназначенными для приема источника. Предпочтительно внутренняя трубчатая часть 31 и наружная трубчатая часть 33 изготовлены из металла, так что фитинг источника, частью которого они являются, соединен с реакционной емкостью реактора для осаждения из газовой фазы. Принимающее устройство может так же составлять приемник другого типа, пригодный для приема источника.

Загрузочное устройство, предусмотренное в фитинге источника, предназначено для фиксации источника в фитинге источника и для его освобождения и/или закрытия и открытия приемника фитинга источника. Загрузочное устройство предпочтительно содержит люк, который в соответствии с решением по фиг.1 может быть устроен на верху стержня 5 источника и первых концах 11 стержня 5 и 15 трубы 7, так что фитинг источника закрывается, в результате чего источник полностью остается внутри фитинга источника. Люк предпочтительно имеет ручное управление, поэтому он быстро и просто открывается и закрывается. В качестве альтернативы люк может иметь отдельные средства управления, например электрические. Согласно варианту реализации по фиг.1 люк может так же быть сделан для снятия изоляции и открытия камеры 1 источника, когда фитинг источника закрывается, и/или для создания изоляции и закрытия камеры, когда фитинг источника открывается. В таком случае закрытие и открытие люка приводит к относительному перемещению стержня и трубы, так что камера 1 открывается. Использование загрузочного устройства вынуждает средства управления открывать и закрывать камеру, изолируемую изолирующими средствами 7, 19. На фиг.1 люк сжимает пружину 17, в результате чего стержень 5 выступает из второго конца 13 трубы 7, таким образом открывая камеру 1. Кроме того, люк может содержать уплотнения для уплотнения фитинга источника, когда люк закрывается. Альтернативно, может быть предусмотрено загрузочное устройство, автоматически фиксирующее источник в приемнике фитинга источника, когда он устанавливается на место, в соответствии с чем источник может быть освобожден при помощи отдельной кнопки или подобного элемента. Альтернативно загрузочное устройство может иметь полностью электрическое управление, так что оно фиксирует источник в рабочем положении и освобождает его из этого положения.

Однако устройство может также содержать самостоятельные средства управления, предусмотренные в фитинге источника для открытия и/или закрытия камеры 1 и изоляции, обеспечиваемой изолирующими средствами. Открытие и закрытие камеры 1 в таком случае полностью независимы от установки источника в фитинге источника. В таком случае пользователь так же может открывать и закрывать камеру 1 в соответствии с желаемой последовательностью работы, без необходимости извлекать источник из фитинга источника для закрытия камеры 1.

Устройство может также содержать по меньшей мере один комплект средств подачи газа для газа-носителя, продувочного газа и т.п. в фитинг источника, предпочтительно между стержнем 5 и трубой 7. Фитинг источника может также содержать нагревательные устройства для нагрева твердого или жидкого материала источника, содержащегося в камере источника. Нагревательными устройствами могут являться, например, резисторы. После установки источника в фитинге источника, источник может быть полностью изолирован от окружающей среды при помощи изолирующего устройства. С этой целью вышеупомянутый люк или другое изолирующее устройство может использоваться для снижения или исключения опасности загрязнения, когда источник находится на своем месте в фитинге источника.

В способе установки источника в реакторе для осаждения из газовой фазы и его извлечения из этого реактора согласно настоящему изобретению источник, содержащий камеру для твердого или жидкого материала источника, выполненную с возможностью практической изоляции от окружающей среды, закрытия и открытия, сначала вставляется по меньшей мере частично, т.е. по меньшей мере частью, содержащей камеру, в фитинг источника реактора для осаждения из газовой фазы, когда камера закрыта. Затем фитинг источника закрывается, и камера источника открывается, позволяя использовать материал источника. После использования источника или для прекращения использования источника камера источника закрывается, и фитинг источника открывается для извлечения источника, после чего источник извлекается из фитинга источника реактора для осаждения из газовой фазы. Кроме того, когда источник находится на месте, и камера открыта, способ может включать в себя подачу транспортирующего газа над камерой для использования твердого или жидкого материала источника.

Однако следует заметить, что устройство может так же содержать отдельное пространство, соединенное с фитингом источника, в котором может быть установлен источник. В этом случае источник может быть смонтирован по меньшей мере частично внутри этого пространства. Это пространство может являться любым загрузочным пространством, пригодным для приема источника и соединенным с фитингом источника или даже непосредственно с реакционной емкостью. В других отношениях это пространство может действовать так же, как описанное выше в связи с фитингом источника.

Согласно способу открытие камеры и закрытие фитинга источника, так же как и закрытие камеры и открытие фитинга источника, могут сочетаться таким образом, что закрытие фитинга источника автоматически открывает камеру, и открытие фитинга источника, в свою очередь, автоматически закрывает камеру. С другой стороны, открытие и закрытие камеры могут быть полностью независимыми операциями, не связанными с закрытием или открытием фитинга источника. Таким образом, камера источника может быть открыта или закрыта, когда она находится в фитинге источника в зависимости от желаемой последовательности работы. При желании способ согласно изобретению может быть использован при замене источника и, в частности, при использовании твердого или жидкого материала источника. Способ может быть применен более полно в связи с источником и устройством, описанными выше с использованием особенностей конструкции, описанной выше.

Следует понимать, что с усовершенствованием технологии основная идея настоящего изобретения может осуществляться различными способами. Изобретение и варианты его реализации, таким образом, не ограничиваются указанными примерами, но могут изменяться в пределах формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Источник твердого или жидкого материала для реакторов для осаждения из газовой фазы, выполненный с возможностью установки, по меньшей мере, частично в фитинге, соединенном с реакционной емкостью реактора для осаждения из газовой фазы, и состоящий из стержня (5), имеющего первый конец (11) и второй конец (9), камеры (1) для твердого или жидкого материала, расположенной на втором конце (9) или рядом с ним и имеющей по меньшей мере одну, по меньшей мере, частично открытую стенку и изолирующие средства в виде кожуха, выполненные с возможностью установки на стенке камеры (1) для изоляции камеры от окружающей среды, причем изолирующие средства в виде кожуха и камера (1) выполнены с возможностью скольжения относительно друг друга для открытия и/или закрытия камеры (1) после установки источника в фитинге реактора.

2. Источник по п.1, отличающийся тем, что содержит средства управления, выполненные с возможностью перемещения изолирующих средств в виде кожуха относительно камеры (1) или перемещения камеры (1) относительно изолирующих средств для открытия и/или закрытия камеры (1), по существу изолированной от окружающей среды.

3. Источник по п.1, отличающийся тем, что камера (1) является тиглем источника, выполненным с возможностью приема твердого или жидкого материала (3).

4. Источник по п.1, отличающийся тем, что изолирующие средства в виде кожуха дополнительно содержат уплотнения (19), предусмотренные на стержне (5), по меньшей мере, на одной стороне камеры (1) в продольном направлении стержня, так что уплотнения (19) прижимаются к внутренней поверхности трубы (7), после установки трубы (7) на стержне (5).

5. Источник по п.1, отличающийся тем, что содержит средства управления перемещением стержня (5) в направлении его продольной оси относительно изолирующих средств в виде кожуха, или перемещением изолирующих средств в виде кожуха в направлении продольной оси стержня (5) относительно стержня (5) для открытия и/или закрытия камеры (1), по существу изолированной от окружающей среды.

6. Источник по п.1, отличающийся тем, что изолирующие средства в виде кожуха содержат трубу (7), имеющую первый конец (15) и второй конец (13), выполненную с возможностью установки, по меньшей мере, частично вокруг стержня (5), так чтобы по существу изолировать камеру (1) от окружающей среды.

7. Источник по п.1, отличающийся тем, что изолирующие средства в виде кожуха содержат по существу плоский или изогнутый кожух, выполненный с возможностью установки, по меньшей мере, частично на открытой стенке камеры (1), так чтобы по существу изолировать камеру (1) от окружающей среды.

8. Источник по п.1, отличающийся тем, что изолирующие средства в виде кожуха (7, 19) выполнены с возможностью создания изоляции и открытия камеры (1) и/или снятия изоляции и закрытия камеры (1), когда источник находится в фитинге, посредством скольжения изолирующих средств в виде кожуха и камеры (1) относительно друг друга.

9. Источник по п.6, отличающийся тем, что стержень (5) выполнен более длинным, чем труба (7), так что камера (1) может открываться или закрываться за счет того, что стержень (5) выполнен с возможностью перемещения в направлении его продольной оси в трубе (7), до тех пор, пока, по меньшей мере, часть камеры (1) на втором конце (9) стержня (5) или рядом с ним не выйдет из второго конца (13) трубы (7), или пока камера (1) снова не войдет полностью в трубу (7).

10. Источник по п.5, отличающийся тем, что средства управления для открытия и/или закрытия камеры (1) содержат первый фланец (25), установленный на первом конце (11) стержня (5), и второй фланец (27), установленный на первом конце (15) трубы (7) или кожуха, причем средства управления содержат, по меньшей мере, одну пружину (17), расположенную между первым фланцем (25) стержня (5) и вторым фланцем (27) трубы (7) или кожуха.

11. Источник по п.10, отличающийся тем, что при несжатом состоянии пружины (17) камера (1) по существу изолирована от окружающей среды и закрыта, и при сжатом состоянии пружины (17) камера (1), по меньшей мере, частично открыта.

12. Источник по п.10, отличающийся тем, что средства управления дополнительно содержат средства для сжатия пружины (17) для открытия камеры (1) и/или для отпускания пружины (17) для закрытия камеры (1).

13. Источник по п.1, отличающийся тем, что содержит средства управления поворотом стержня (5) вокруг его оси относительно трубы (7) или кожуха, или поворотом трубы (7) или кожуха вокруг продольной оси стержня (5) относительно стержня (5) для открытия и/или закрытия камеры (1), по существу изолированной от окружающей среды.

14. Источник по п.6, отличающийся тем, что труба (7) содержит отверстие, углубление или пористую часть, которые при помощи средств управления могут перемещаться так, чтобы находиться рядом с камерой (1) и/или на расстоянии от нее для открытия и/или закрытия камеры.

15. Источник по п.1, отличающийся тем, что содержит средства управления поворотом стержня (5) в направлении его продольной оси относительно трубы (7) или кожуха, или перемещения трубы (7) или кожуха в направлении продольной оси стержня (5) относительно стержня (5), и поворота стержня (5) вокруг его оси относительно трубы (7) или кожуха, или поворота трубы (7) или кожуха вокруг оси стержня (5) относительно стержня (5) для открытия и/или закрытия камеры (1), по существу изолированной от окружающей среды.

16. Источник по п.1, отличающийся тем, что средства управления соединены со средствами управления, предусмотренными в реакторе для осаждения из газовой фазы, таким образом, чтобы обеспечить возможность приведения в действие средств управления для открытия и/или закрытия камеры (1).

17. Источник по п.1, отличающийся тем, что камера (1), и/или стержень (5), и/или изолирующее устройство в виде кожуха изготовлены, по меньшей мере, частично из стекла.

18. Источник по п.1, отличающийся тем, что стержень (5) дополнительно содержит канал (30) для направления потока газа-носителя и продувочного газа над камерой (1).

19. Устройство для установки источника твердого или жидкого материала в реакторе для осаждения из газовой фазы, содержащее, по меньшей мере, один фитинг, соединенный с реакционной емкостью реактора для осаждения из газовой фазы и выполненный с возможностью установки в нем, по меньшей мере, частично источника твердого или жидкого материала, принимающее устройство, предусмотренное в фитинге, и загрузочное устройство для установки на своем месте в фитинге источника твердого или жидкого материала, содержащего камеру (1), для твердого или жидкого материала (3) и изолирующие средства в виде кожуха (7, 19), по существу изолирующие камеру (1) от окружающей среды, при этом загрузочное устройство выполнено с возможностью снятия изоляции и открытия камеры (1) источника при закрытии фитинга и/или для создания изоляции и закрытия камеры при открытии фитинга.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что дополнительно содержит средства управления, содержащиеся в источнике, для открытия и/или закрытия камеры (1), изолированной изолирующими средствами (7, 19) в виде кожуха.

21. Устройство по п.19, отличающееся тем, что принимающее устройство содержит соединительную выемку или приемник для приема источника и/или, по меньшей мере, камеры (1) источника.

22. Устройство по п.19, отличающееся тем, что загрузочное устройство выполнено с возможностью фиксации источника на месте в фитинге и его освобождения.

23. Устройство по п.19, отличающееся тем, что загрузочное устройство имеет ручное управление.

24. Устройство по п.19 отличающееся тем, что загрузочное устройство содержит люк для фиксации источника внутри приемника, содержащегося в фитинге.

25. Устройство по п.19, отличающееся тем, что содержит отдельные средства управления, предусмотренные в фитинге, для снятия и/или создания изоляции камеры (1) источника изолирующими средствами.

26. Устройство по п.19, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один комплект средств для подачи газа-носителя, продувочного газа в фитинг.

27. Устройство по п.19, отличающееся тем, что дополнительно содержит нагревающие устройства, предусмотренные в фитинге, для нагрева твердого или жидкого материала, содержащегося в камере источника.

28. Способ установки источника твердого или жидкого материала в реакторе для осаждения из газовой фазы с последующим извлечением этого источника из реактора, включающий в себя следующие стадии: а) введение источника, содержащего камеру для твердого или жидкого материала источника, выполненную с возможностью открытия и закрытия по существу для изоляции от окружающей среды, по меньшей мере, частично внутрь фитинга, соединенного с реакционной емкостью реактора для осаждения из газовой фазы, или емкости реактора, соединенной с фитингом, когда камера закрыта; b) закрытие фитинга, когда источник находится на месте; с) открытие камеры источника для использования материала источника посредством скольжения относительно друг друга камеры и изолирующих средств в виде кожуха, установленных, по меньшей мере, частично на открытой стенке камеры; d) закрытие камеры источника после использования твердого или жидкого материала источника посредством скольжения относительно друг друга камеры и изолирующих средств в виде кожуха, установленных, по меньшей мере, частично на открытой стенке камеры; е) открытие фитинга для извлечения источника; и f) извлечение источника из фитинга, при этом стадии b), с), d) и е) объединяют таким образом, что закрытие фитинга автоматически открывает камеру, а открытие фитинга автоматически закрывает камеру.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что камеру источника, когда она находится в фитинге, открывают и закрывают в соответствии с последовательностью рабочих операций.

30. Применение способа по п.28 или 29 для замены источника в фитинге, соединенном с реакционной емкостью реактора для осаждения из газовой фазы.

РИСУНКИ