CN110582591B - 原子层沉积设备、方法和阀 - Google Patents

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Abstract

一种装置、方法和阀，该阀包括反应化学物质入口、反应室出口和封闭器，所述封闭器具有打开和关闭配置以分别打开和关闭从反应化学物质入口到反应室出口的路线，该阀还包括在封闭器下游侧的附加的清洁化学物质入口，以吹扫封闭器。

Description

原子层沉积设备、方法和阀
技术领域
本发明一般涉及衬底处理方法和设备，尤其涉及化学沉积方法和沉积反应器。更具体地但非排他性地，本发明涉及具有附接到反应室的脉冲阀的原子层沉积(ALD)反应器。
背景技术
本部分说明了有用的背景信息，但不接受此处描述的代表现有技术的任何技术。
ALD基于严格分开的气体脉冲。释放到反应室中的前体气体应在衬底表面上相互反应。气相中的任何反应都不是优选的。馈入反应化学物质所需的脉冲阀的数量取决于使用的技术。在光子增强或等离子体辅助工艺的情况下，可能仅需要单个脉冲阀，而在常规工艺中使用多个脉冲阀。为了获得现代半导体产品所需的最高质量，不应在气相中混合前体气体，即使在ppm级也不能混合。任何这样的混合都可能导致颗粒形成，并且因此可能导致对衬底上的图案的损坏。
防止气体混合的常规方法是将反应室和相关气体管线吹扫足够长的时间。但是，由于ALD脉冲可能需要重复数千次，并且吹扫时间直接增加了处理时间，所以吹扫时间长并不是最佳解决方案。同样，某些前体化学物质在使用的温度下开始迅速分解，因此它们不能长时间等待下一个化学脉冲。
US9,029,244B2展示了一种用于连续吹扫气体流的四通阀解决方案，其中，吹扫气体沿着吹扫气体管线连续地经由四通阀流入反应室。但是，由于使用的阀设计，四通阀在关闭状态下包含一个垂直的腔体，该腔体从旁路吹扫气体管线延伸至阀隔膜。由空腔形成的空间足以在其中容纳或在其壁上吸收不希望数量的前体化学物质。沿着吹扫气体管线通过的流体将在所述腔中产生湍流，并且存在以下风险：被捕获在腔内的前体化学物质被旁路的吹扫气体流吸向衬底，并导致在衬底表面上形成不希望的颗粒。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种改进的设备和方法，其没有被捕获的前体化学物质，从而避免了不希望的颗粒产生，同时实现了高脉冲速度，或者至少提供了现有技术的替代方案。
根据本发明的第一示例方面，提供了一种设备，包括：
反应室；
附接到反应室的脉冲阀，该脉冲阀包括：
反应化学物质入口；
反应室出口；和
封闭器，具有打开和关闭配置以分别打开和关闭从反应化学物质入口到反应室出口的路线，该设备还包括：
在封闭器的反应室侧的附加的清洁化学物质入口，用于吹扫封闭器。
在某些示例实施例中，封闭器提供指向或朝向反应室的阀输出表面，并且该设备包括附加的清洁化学物质入口以吹扫阀输出表面。
在某些示例实施例中，阀输出表面是封闭器的指向反应室出口的输出方向的表面。因此，在某些示例实施例中，阀输出表面被定义为封闭器的指向反应室(反应室内部或衬底)的部分。在某些示例实施例中，封闭器是封闭构件，例如隔膜、膈或孔柱塞。在某些示例实施例中，封闭器或关闭构件是固体材料。在其他实施例中，封闭器是非固体材料，例如流体，或者是固体和非固体材料的组合。因此，例如可以通过液态金属液滴来实现封闭，该液滴能够封闭从反应化学物质入口到反应室出口的路线。在某些示例实施例中，隔膜(或其他封闭器)面向衬底或反应室内部。表述“隔膜”被视作可与表述“封闭器”以及其不同形式(例如柱塞或流体封闭器)互换。
在某些示例实施例中，封闭器和/或阀输出表面与清洁化学物质或惰性气体处于流体流通接触。
在某些示例实施例中，附加的清洁化学物质入口直接或至少倾斜地指向封闭器和/或阀输出表面。
在某些示例实施例中，附加的清洁化学物质入口从封闭器的反应室侧指向封闭器和/或阀输出表面。
在某些示例实施例中，反应室出口提供朝向反应室的反应室出口通道。在某些示例实施例中，反应室出口或反应室出口通道提供朝向反应室的开口。在示例实施例中，脉冲阀的反应室出口没有中间部分地直接开口至反应室的内部。
在某些示例实施例中，附加的清洁化学物质输入是对脉冲阀通常具有的部件的附加。因此，在某些示例实施例中，附加的清洁化学物质输入是对反应室出口和/或反应室出口通道的附加。
在某些示例实施例中，该设备包括在反应室出口通道壁中的附加的清洁化学物质入口。
在某些示例实施例中，该设备包括朝反应室出口通道内的封闭器和/或阀出口表面延伸的管道(清洁化学物质入口管道)，该管道提供附加的清洁化学物质入口。
在某些示例实施例中，惰性吹扫气体通过管道从与反应空间相同的空间被引导至隔膜的附近。
在某些示例实施例中，该设备被配置为提供对封闭器和/或阀输出表面的连续吹扫。
在某些示例实施例中，该设备被配置为沿着封闭器和/或阀输出表面提供吹扫。
在某些示例实施例中，清洁化学物质的流动方向首先垂直于封闭器和/或阀输出表面或相对于封闭器和/或阀输出表面倾斜，并且在撞击封闭器和/或阀输出表面时，流动方向变为平行于封闭器和/或阀门输出表面。当清洁化学物质随后在反应室的方向上离开时，反应室出口通道的其余部分也将被吹扫。
在某些示例实施例中，该设备包括脉冲阀或其他部件，例如质量流量控制器，以根据需要改变清洁化学物质的流速。在某些示例实施例中，清洁化学物质流与反应化学物质脉冲同步。
在某些示例实施例中，该设备提供了经由脉冲阀到达反应室的第一流动路径，并且具有第二流动路径，该第二流动路径在阀输出表面处与第一流动路径相交以吹扫阀输出表面。
在某些示例实施例中，该设备包括围绕反应室的加热的外室。
在某些示例实施例中，该设备包括脉冲阀，该脉冲阀在外室内的加热中间空间中但是在反应室的外部。
在某些示例实施例中，脉冲阀包括化学物质废物管线出口。
在某些示例实施例中，该设备提供了从反应化学物质入口到废物管线出口的旁路该封闭器的路线，该路线在封闭器的关闭配置中是打开的。
在某些示例实施例中，该设备被配置为在从废物管线出口开始的化学物质废物管线中维持与反应室中的压力相比较高的压力。
在某些示例实施例中，封闭器被配置成当处于打开配置时防止反应化学物质流入化学物质废物管线出口。
在某些示例实施例中，化学物质废物管线包括限流器，该限流器可以是狭窄的通路或毛细管。
在某些示例实施例中，该设备包括除反应室出口之外的出口。另一个出口可以是前述的废物管线出口。在某些示例实施例中，另一个出口连接至反应室连接的同一前级管线或排气管线。在某些示例实施例中，另一个出口经由位于与前级管线的连接之前的阱(用于化学中和或燃烧)连接至相同的前级管线。在某些示例实施例中，另一个出口连接到不同的前级管线。在某些示例实施例中，另一个出口连接到前体化学物质回收装置。
在某些示例实施例中，脉冲阀嵌入或附接到选自以下的结构中：导向反应室的结构，反应室结构，反应室壁，和反应室盖。在某些示例实施例中，存在嵌入或附接到选自以下的多个结构中的多个脉冲阀：反应室结构，反应室壁，和反应室盖。
因此，在某些示例实施例中，脉冲阀位于反应室结构或壁的内部或至少部分内部。在某些示例实施例中，反应室结构是限定反应室的结构，例如反应室壁或盖。
在某些示例实施例中，该设备在封闭器的反应室侧包括多个附加的清洁化学物质入口，以吹扫封闭器。在又一示例实施例中，封闭器是不完全关闭的构件，从而当处于关闭配置时，不会完全关闭从反应化学物质入口到反应室出口的路线。
在某些情况下，脉冲阀连接到反应空间，而两者之间没有管线。在某些示例实施例中，脉冲阀直接开口至由反应室限定的反应空间。在某些示例实施例中，脉冲阀反应室出口通过膨胀体积或朝向反应空间的加宽通路和/或通过喷头直接连接到反应空间的内部。在某些示例实施例中，从脉冲阀到反应空间的路线没有弯曲。在某些示例实施例中，脉冲阀是反应室的表面部分(反应室限定了容纳至少一个衬底的反应空间)。
在某些示例实施例中，该设备是衬底处理设备。在某些示例实施例中，该设备是沉积反应器。在某些示例实施例中，该设备是化学沉积反应器。在某些示例实施例中，该设备是ALD反应器。
根据本发明的第二示例方面，提供了一种方法，包括：
通过脉冲阀沿着从反应化学物质入口延伸到反应室出口的路线供应反应化学物质；
通过脉冲阀封闭器控制路线的关闭；和
通过在封闭器的反应室侧的附加的清洁化学物质入口供应清洁化学物质，并通过清洁化学物质吹扫封闭器。
在某些示例实施例中，该方法包括：
通过从对反应室出口附加的附加的清洁化学物质入口释放的清洁化学物质，吹扫通过封闭器提供的指向或直接指向反应室或衬底的阀输出表面。
在某些示例实施例中，所述清洁化学物质的供应包括将清洁化学物质释放到脉冲阀输出表面上，该清洁化学物质与表面上的反应化学物质反应而不产生固体颗粒。
在某些示例实施例中，附加的清洁化学物质入口直接或至少倾斜地指向封闭器和/或阀输出表面。
在某些示例实施例中，该方法包括在反应室出口通道壁中提供附加的清洁化学物质入口。
在某些示例实施例中，该方法包括：
从向反应室出口通道内的封闭器和/或阀出口表面延伸的管道供应清洁化学物质，该管道提供了附加的清洁化学物质入口。
在某些示例实施例中，该方法包括：
连续吹扫封闭器和/或阀输出表面。
在某些示例实施例中，该方法包括：
沿封闭器并且沿反应室出口通道壁进行吹扫。
在某些示例实施例中，该方法包括：
加热反应室周围的外室。
在某些示例实施例中，该方法包括：
提供从反应化学物质入口到废物管线出口的旁路封闭器的路线，该路线在封闭器的关闭配置中是开放的。
在某些示例实施例中，该方法包括：
与反应室中的压力相比，在废物管线出口处开始的化学物质废物管线中保持较高的压力。
在某些示例实施例中，该方法包括：
当封闭器处于打开配置时，完全防止或至少部分防止反应化学物质流入化学物质废物管线出口。
在某些示例实施例中，该方法包括：
在反应室内进行ALD沉积。
根据本发明的第三示例方面，提供了一种用于在第一方面及其任何实施例中的设备中使用的阀，该阀包括：
反应化学物质入口；
反应室出口；和
封闭器，具有打开和关闭配置以分别打开和关闭从反应化学物质入口到反应室出口的路线，该阀还包括：
在封闭器下游侧的附加的清洁化学物质入口，以吹扫该封闭器。
前面已经说明了本发明的不同的非约束性示例方面和实施例。以上实施例仅用于说明可以在本发明的实现中利用的所选方面或步骤。可以仅参考本发明的某些示例方面来呈现一些实施例。应当理解，相应的实施例也适用于其他示例方面。可以形成实施例的任何适当的组合。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的某些示例实施例的脉冲阀，其封闭器于关闭状态；
图2示出了图1的脉冲阀，其封闭器处于打开配置；
图3示出了根据本发明的某些其他示例实施例的脉冲阀，其封闭器处于关闭状态；
图4示出了图3的脉冲阀，其封闭器处于打开状态；
图5示出了根据本发明的某些示例实施例的附接到反应室结构的脉冲阀；
图6示出了根据本发明的某些示例实施例的衬底处理设备；
图7示出了根据本发明的某些示例实施例的方法；以及
图8示出了本发明的另一示例实施例。
具体实施方式
在下面的描述中，以原子层沉积(ALD)技术为例。然而，本发明不限于ALD技术，而是可以在各种各样的衬底处理设备中利用，例如在化学气相沉积(CVD)反应器中。
ALD生长机制的基础是技术人员已知的。ALD是一种特殊的化学沉积方法，其基于将至少两种反应前体物质顺序引入至少一种衬底中。然而，应当理解，当使用例如光子增强ALD或等离子体辅助ALD(例如PEALD)时，这些反应前体之一可以被能量取代，从而导致单个前体ALD处理。例如，诸如金属的纯元素的沉积仅需要一种前体。当前体化学物质包含要沉积的二元材料的两种元素时，可以用一种前体化学物质生成二元化合物，例如氧化物。通过ALD生长的薄膜致密、无孔且具有均匀的厚度。
通常将至少一种衬底在反应容器中暴露于时间上分离的前体脉冲，以通过顺序的自饱和表面反应将材料沉积在衬底表面上。在本申请的上下文中，术语ALD包括所有适用的基于ALD的技术以及任何等效或紧密相关的技术，例如以下ALD子类型：MLD(分子层沉积)、等离子体辅助ALD(例如PEALD(等离子增强原子层沉积))和光子增强原子层沉积(也称为闪光增强ALD)。
基本的ALD沉积循环包括四个连续步骤：脉冲A，吹扫A，脉冲B，和吹扫B。脉冲A包括第一前体蒸气和另一前体蒸气的脉冲B。非活性气体和真空泵通常用于在吹扫A和吹扫B期间从反应空间中吹扫气态反应副产物和残留的反应物分子。沉积序列包括至少一个沉积循环。重复沉积循环，直到沉积序列产生所需厚度的薄膜或涂层。沉积循环也可以更简单或更复杂。例如，循环可以包括通过吹扫步骤分开的三个或更多个反应物蒸气脉冲，或者可以省略某些吹扫步骤。所有这些沉积循环形成定时的沉积序列，该序列由逻辑单元或微处理器控制。
反应空间是反应室内的限定体积。期望的化学反应在反应空间中发生。化学物质通过其流入反应空间的基本ALD入口工具通常被称为喷头。前体化学物质的入口可以从顶部进入或错流进入，其中化学物质从至少一侧进入。
图1示出了根据本发明的某些示例实施例的脉冲阀，该脉冲阀的封闭器处于关闭配置。脉冲阀100包括阀体110，阀体110具有用于诸如前体化学物质的反应化学物质的入口101和朝向反应室(图1中未示出)的出口104。脉冲阀所包括的封闭器111具有打开和关闭配置，以分别打开和关闭从反应化学物质入口101到反应室出口104的路线。图1示出了处于关闭配置的封闭器111。
封闭器111的指向反应室的表面被定义为阀输出表面112。脉冲阀100还包括在封闭器111的反应室侧的附加的清洁化学物质入口103，以吹扫封闭器111，特别是阀输出表面112，以防止或最小化其上的材料生长，从而提供清洁效果。当清洁化学物质沿着侧壁朝向反应室离开时，在出口(或出口通道或开口)104的侧壁上获得相同的效果。在某些示例实施例中，清洁化学物质入口103通过出口104的侧壁实现。在阀体内行进的清洁化学物质入口管道或通道穿过侧壁并指向封闭器111和/或阀输出表面112。
清洁化学物质可以是与在处理阶段期间用作反应室中的吹扫气体的相同气体。清洁化学物质经由与其他化学物质使用的路线分开的路线被引入入口103。在某些示例实施例中，清洁化学物质路线具有脉冲控制、质量流量控制和/或阀控制，以关于处理阶段中的脉冲来改变和/或限制清洁化学物质的流动。
脉冲阀100还包括可选的化学物质废物管线出口102。从反应化学物质入口101到废物管线出口102形成了旁路封闭器111的路线。
脉冲阀100可以在其附接表面115处被附接到衬底处理设备的反应室结构和/或被该反应室结构密封。
图2示出了脉冲阀100，其封闭器111处于打开配置。反应化学物质从反应化学物质入口101流到反应室出口104。
图3示出了根据本发明的某些其他示例实施例的脉冲阀，其封闭器处于关闭配置。脉冲阀300包括阀体110，阀体110具有用于诸如前体化学物质的反应化学物质的入口101和朝向反应室(图3中未示出)的出口104。脉冲阀所包括的封闭器111具有打开和关闭配置，以分别打开和关闭从反应化学物质入口101到反应室出口104的路线。图3示出了处于关闭配置的封闭器111。
封闭器111的指向反应室的表面再次被定义为阀输出表面112。脉冲阀300还包括在封闭器111的反应室侧的附加的清洁化学物质入口303，以吹扫封闭器111，特别是阀输出表面112，以防止或最小化其上的材料生长，从而提供清洁效果。当清洁化学物质沿着侧壁朝向反应室离开时，在出口(或出口通道或开口)104的侧壁上获得相同的效果。在某些示例实施例中，清洁化学物质入口103被实现为在出口104内朝向封闭器111和/或阀输出表面112延伸的单独的管线。
脉冲阀300进一步包括可选的化学物质废物管线出口102。从反应化学物质入口101到废物管线出口102形成旁路封闭器111的路线。
脉冲阀300可以在其附接表面115处附接到衬底处理装置的反应室结构。关于脉冲阀300的操作，参考前面关于脉冲阀100的描述。
图4示出了脉冲阀300，其封闭器111处于打开配置。反应化学物质从反应化学物质入口101流到反应室出口104。
图5示出了根据本发明的某些示例实施例的附接到反应室结构的脉冲阀。脉冲阀100(300)可以形成反应室的表面的一部分。在某些示例实施例中，反应室结构520包括凹陷，脉冲阀100(类似地，300)嵌入该凹陷中。脉冲阀100(300)可以在附接表面115处紧靠结构520。在某些示例实施例中，脉冲阀附接到反应室壁。在某些示例实施例中，脉冲阀附接到反应室侧壁。图5具体示出了其中脉冲阀被嵌入反应室上壁或盖中的实施例。
在某些示例实施例中，脉冲阀形成反应室的组成部分。在其他示例实施例中，脉冲阀附接到通向反应室的管道或其他结构。
图5还通过箭头示出了用于实现清洁化学物质入口管道(或通道)的路线的某些路线替选。该管道可以是阀结构和/或反应室盖和/或壁结构的一部分，或者可以是附接到或穿过反应室盖/壁的单独的管道。该路线可平行于反应室盖或壁结构而在该结构的外侧延伸，和/或可穿过该结构进入该结构的反应室侧，和/或可在盖或壁结构内和/或在阀体内延伸。可以类似地实现其他管道，例如反应化学物质馈入管道。
图6示出了根据本发明的某些示例实施例的衬底处理设备。衬底处理设备500包括反应室530，反应室530被配置为将衬底600容纳在由反应室530限定的反应空间521内。在某些示例实施例中，该设备包括围绕反应室530的外部室540，从而封闭位于反应室530和外室540之间的中间空间522。在某些示例实施例中，中间空间522由位于空间522中的加热器545加热。
反应化学物质馈入管线501(其可能包含多个管道)从反应化学物质源(未示出)经由中间空间(如果有)延伸到脉冲阀100的反应化学物质入口(见图1至图4，入口101)。化学物质废物管线502从脉冲阀100的化学物质废物管线出口(见图1至图4，出口102)经由中间空间(如果有的话)延伸到排气口。在某些示例实施例中，废物管线502连接至排气管线555，该排气管线从反应室530延伸至真空泵(未示出)。
脉冲阀100具有与结合图1和图2所述的相似的结构和操作。因此，脉冲阀100包括阀体，该阀体具有用于反应化学物质的入口和朝向反应室530的出口。脉冲阀所包括的封闭器具有打开和关闭配置，以分别打开和关闭从反应化学物质入口到反应室出口的路线。脉冲阀100还包括在封闭器的反应室侧的附加的清洁化学物质入口，以吹扫封闭器。脉冲阀100还包括可选的化学物质废物管线出口。从经由反应化学物质入口的馈入管线501至经由废物管线出口的废物管线502形成旁路封闭器的路线。
尽管图6中仅示出了一个脉冲阀，但是很明显，可以存在具有相似结构和操作特征的多个脉冲阀，和/或具有不同已知结构的一个或多个其他脉冲阀。代替脉冲阀100，可以使用结合图3和图4描述的脉冲阀300。脉冲阀可以定位在反应室530的侧壁处，如附图标记100'所示，或者它们可以定位在盖结构或上壁520处，或者定位在侧壁和盖结构/上壁520二者处。在某些示例实施例中，至少一个脉冲阀可定位于反应室530的内部。在某些示例实施例中，所有的一个或多个脉冲阀可以定位于侧壁并且反应室从顶部开口以从顶部接收在衬底表面处的表面反应中所需的能量，其中该能量可以是例如等离子体或光子的形式。
在某些示例实施例中，反应室530在其侧壁处包括用于装载和卸载衬底的舱口531。结构520可以是固定室上壁或可移动盖。在某些示例实施例中，结构520是可移动盖。通过抬起盖520从反应室的顶侧装载一个或多个衬底600。然后，脉冲阀的优选位置在侧壁处。如果可移动盖在盖处具有脉冲阀，则管道501和502可被设计成在需要时连接和断开，例如在图6中的管线560处。在某些示例实施例中，例如通过波纹管结构570降低反应室520以在室530和盖520之间形成衬底装载路线。在同一申请提交的共同未决的国际申请PCT/FI2017/050071中描述了类似的布置。这使得能够从反应室侧装载。
图7示出了根据本发明的某些示例实施例的方法。在步骤701中，经由脉冲阀将反应化学物质供应至反应室以进行沉积。在步骤702中中断向反应室的反应化学物质的供应。通过清洁化学物质吹扫阀输出表面，并在步骤703中继续通过清洁化学物质的吹扫。
在某些示例实施例中，进入反应室的反应化学物质脉冲之后是清洁化学物质时段。清洁化学物质可以是气体或液体。在某些示例实施例中，清洁化学物质连续流动。在某些示例实施例中，至少在一部分前体化学物质脉冲期间降低了清洁化学物质的流速。在某些示例实施例中，在未将前体蒸气经由所讨论的脉冲阀释放到反应室中的时段期间，清洁化学物质以升高的速率流动。
清洁化学物质在这里可以指气体或流体，其可以将流体原子或分子推离空间和/或可以将其从表面去除。清洁化学物质可以是中性的，例如氩气Ar或氮气N2，也可以是反应性的，例如加热的气体或离子化或自由基的气体。可以是不与反应化学物质发生反应的任何此类气体，或者也可以是以不产生固体物质(或在某些情况下也不会产生会与衬底发生反应的液体物质)的方式与待清洁的化学物质反应的任何此类气体。在某些示例实施例中，清洁气体可以是氦气He。可以将部分或全部气体视为载气。
在某些或所有前述实施例中，适用以下内容：
-流入入口101的化学物质可以由纯前体(或反应)化学物质或前体化学物质和载气的混合物组成；
-反应气体到载气的混合和流动可以用质量流量控制器或阀门与整个处理同步地进行，或与沉积循环步骤持续时间同步地进行，例如所提出的转让给同一受让人的美国专利8,211,235所呈现的；
-脉冲阀100或300可在阀区域内的可选废物管线502中包含限流器，例如毛细管；
-阀100或300可以是三通阀或四通阀，其中流体流撞击封闭器111；
-流体流可以从位于阀的一侧的附加的清洁化学物质入口释放(如图1和图2所示)，和/或附加的清洁化学物质入口可以通过来自阀体外部的清洁化学物质入口管道提供(如图3和图4所示)；
-清洁化学物质入口管道可以被加热，其热量可以高于反应室的热量；
-清洁化学物质入口管道可以提供有预加热气体；
-朝向反应室的提供的反应室出口通道(或开口)104可以是反应室的唯一入口(即，反应室没有其他气体入口)——该出口通道可以提供反应室中反应所需的所有化学物质；
-脉冲阀可以定向成使得封闭器111面向(或看到)反应空间(或衬底表面)；
-开口可以从封闭器表面向反应室膨胀——膨胀可以是锥形开口的形式；
-脉冲阀可以构成反应室(或反应容器)结构的一部分——反应室结构可以是反应室盖；
-中间空间522中的压力可以是1000-0.1mBar，优选地100-1mBar，更优选地20-2mBar。
-反应室压力可为环境压力至1μBar，更优选10-0.01mBar，最优选1-0.1mBar。
-可以借助于改变从室530引出的前级管线(排气管线)555中的真空，或者通过通向反应空间521以及可能的中间空间522的总气流来改变反应室压力；
-这里提到的反应室压力可以与整个处理同步，或者可以应用与沉积循环步骤的持续时间的任何同步。
图8示出了本发明的另一示例实施例。封闭器111可以被配置成关闭废物管线出口102'，或至少部分地关闭废物管线出口102'，或减少流到废物管线的流量，同时打开从反应化学物质入口101到反应室出口104的路线。废物管线出口102'可位于封闭器111的另一侧，使得当封闭器111移离反应室出口104时，其推向废物管线出口(开口)102'。
在其他实施例中，在略微修改的阀设计中，封闭器111将关闭反应化学物质入口(开口)101，同时例如通过推压入口101来关闭通往反应室的通路。这是为了从封闭器111上方的空间将反应气体排空到废物管线中。如果封闭器111不能完全阻挡经过封闭器进入反应室的反应化学物质(即，当封闭器111没有完全关闭时)，这尤其适用。然后，与反应室内部的压力相比，封闭器111上方的空间中的压力更低，并且残留的反应化学物质流入废物管线的方向。
关于任何特定的先前实施例的描述可直接应用于其他公开的实施例。关于所公开的设备的结构和操作，这都是适用的。
在不限制专利权利要求的范围和解释的情况下，以下列出了本文公开的一个或多个示例实施例的某些技术效果。一种技术效果是提供最少量的捕获前体化学物质，从而避免不希望的颗粒生成，同时实现高脉冲速度，例如每秒超过一次脉冲和吹扫。另一个技术效果是机械上较小的脉冲阀实现，例如小于10cm3，如4cm3。另一技术效果是通过将反应材料从表面吹扫掉而产生的清洁效果。可以最小化吸附在脉冲阀结构和脉冲阀出口的固体表面上的材料的不希望的气相反应。
应当注意，前面讨论的某些功能或方法步骤可以以不同的顺序执行和/或彼此同时执行。此外，上述功能或方法步骤中的一个或多个可以是可选的或可以组合。
在前述图1至图4和图8中，阀100或300内部的使封闭器111移动的空间在每种情况下应被视为封闭体积。
前述描述已经通过特定实施方式的非限制性示例和本发明的实施例提供了发明人目前构想的用于实施本发明的最佳模式的全面和有益的描述。然而，对于本领域技术人员而言清楚的是，本发明不限于以上呈现的实施例的细节，而是可以在不背离本发明的特征的情况下使用等效手段在其他实施例中实现本发明。
此外，可以在不相应使用其他特征的情况下有利地使用本发明的上述公开的实施例的一些特征。这样，前述描述应被认为仅是本发明原理的示例，而并非对其进行限制。因此，本发明的范围仅由所附专利权利要求限制。

Claims (26)

1.一种设备，包括：
反应室；
脉冲阀，被附接到所述反应室，所述脉冲阀包括：
反应化学物质入口；
反应室出口；
化学物质废物管线出口；以及
封闭器，具有打开和关闭配置以分别打开和关闭从所述反应化学物质入口到所述反应室出口的路线，并且所述封闭器被配置成当处于所述打开配置时防止反应化学物质流入所述化学物质废物管线出口，所述设备还包括：
附加的清洁化学物质入口，在所述封闭器的反应室侧，用于吹扫所述封闭器。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述封闭器提供指向所述反应室的阀输出表面，并且所述设备包括用于吹扫所述阀输出表面的所述附加的清洁化学物质入口。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述附加的清洁化学物质入口直接或至少倾斜地指向所述封闭器和/或阀输出表面。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反应室出口提供朝向所述反应室的反应室出口通道。
5.根据权利要求4所述的设备，包括在反应室出口通道壁中的所述附加的清洁化学物质入口。
6.根据权利要求4所述的设备，包括在所述反应室出口通道内朝向所述封闭器和/或阀出口表面延伸的管道，所述管道提供所述附加的清洁化学物质入口。
7.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备被配置为提供对所述封闭器和/或阀输出表面的连续吹扫。
8.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备被配置为沿着所述封闭器和/或阀输出表面提供吹扫。
9.根据权利要求1所述的设备，包括围绕所述反应室的经加热的外室。
10.根据权利要求9所述的设备，包括在所述外室内的经加热的中间空间中、但在所述反应室的外部的所述脉冲阀。
11.根据权利要求1所述的设备，提供从所述反应化学物质入口到所述废物管线出口的旁路所述封闭器的路线，所述路线在所述封闭器的关闭配置中是打开的。
12.根据权利要求1或11所述的设备，其中，所述设备被配置为：与在所述反应室中的压力相比，在所述废物管线出口处开始的化学物质废物管线中保持更高的压力。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述脉冲阀被嵌入或附接到选自包括以下项的组中的结构：通往反应室的结构、反应室结构、反应室壁、和反应室盖。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备是ALD反应器。
15.一种方法，包括：
通过脉冲阀沿着从反应化学物质入口延伸到反应室出口的路线提供反应化学物质；
通过脉冲阀的封闭器控制所述路线的关闭；
提供从所述反应化学物质入口到废物管线出口的旁路所述封闭器的路线，所述路线在所述封闭器的关闭配置中是打开的；
当所述封闭器处于打开配置时完全防止或者至少部分防止反应化学物质流入所述化学物质废物管线出口；以及
通过在所述封闭器的反应室侧的附加的清洁化学物质入口提供清洁化学物质，并通过所述清洁化学物质吹扫所述封闭器。
16.根据权利要求15所述的方法，包括：
通过从对所述反应室出口附加的所述附加的清洁化学物质入口释放的清洁化学物质来吹扫阀输出表面，所述阀输出表面由所述封闭器提供并指向或直接指向所述反应室。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述附加的清洁化学物质入口直接或至少倾斜地指向所述封闭器和/或阀输出表面。
18.根据权利要求15所述的方法，包括：在反应室出口通道壁中提供所述附加的清洁化学物质入口。
19.根据权利要求15所述的方法，包括：
从向反应室出口通道内的所述封闭器和/或阀出口表面延伸的管道提供所述清洁化学物质，所述管道提供所述附加的清洁化学物质入口。
20.根据权利要求15或16所述的方法，包括：
连续吹扫所述封闭器和/或阀输出表面。
21.根据权利要求15或18所述的方法，包括：
沿所述封闭器并且沿所述反应室出口通道壁进行吹扫。
22.根据权利要求15所述的方法，包括：
加热在所述反应室周围的外室。
23.根据权利要求15所述的方法，包括：
与在所述反应室中的压力相比，在所述废物管线处开始的化学物质废物管线中维持更高的压力。
24.根据权利要求15所述的方法，包括：
在所述反应室内执行ALD沉积。
25.根据权利要求15所述的方法，其中，清洁化学物质的所述提供包括将清洁化学物质释放到脉冲阀输出表面上，所述清洁化学物质与所述表面上的反应化学物质反应而不产生固体颗粒。
26.一种阀，用于在前述权利要求1-14中任一项所述的设备中使用，所述阀包括：
反应化学物质入口；
反应室出口；
化学物质废物管线出口；以及封闭器，所述封闭器具有打开和关闭配置以分别打开和关闭从所述反应化学物质入口到所述反应室出口的路线，并且所述封闭器被配置成当处于所述打开配置时防止反应化学物质流入所述化学物质废物管线出口，所述阀还包括：
附加的清洁化学物质入口，在所述封闭器的下游侧，以吹扫所述封闭器。
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