CN117836467A - 原子层沉积反应室和原子层沉积反应器 - Google Patents

原子层沉积反应室和原子层沉积反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN117836467A
CN117836467A CN202280056069.9A CN202280056069A CN117836467A CN 117836467 A CN117836467 A CN 117836467A CN 202280056069 A CN202280056069 A CN 202280056069A CN 117836467 A CN117836467 A CN 117836467A
Authority
CN
China
Prior art keywords
width
reaction chamber
central axis
region
longitudinal central
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN202280056069.9A
Other languages
English (en)
Inventor
马库斯·波松
佩卡·索尼宁
埃斯科·卡帕宁
帕西·梅里尔伊宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beneq Oy
Original Assignee
Beneq Oy
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 Beneq Oy filed Critical Beneq Oy
Publication of CN117836467A publication Critical patent/CN117836467A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45587—Mechanical means for changing the gas flow
    • 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
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • 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
    • C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
    • 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
    • C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • 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
    • C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • 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
    • C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45587—Mechanical means for changing the gas flow
    • C23C16/45591—Fixed means, e.g. wings, baffles
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明涉及一种原子层沉积反应室(20)和反应器(10)。反应室(20)包括第一端(24)、第二端(26)、第一端和第二端(24、26)之间的纵向中心轴线(X)、沿纵向中心轴线(X)的方向的长度(L)、限定反应室(20)的宽度(W)的第一侧壁(27)和第二侧壁(28)、以及垂直于纵向中心轴线(X)延伸的宽度中心轴线(Y)。反应室(20)具有沿纵向中心轴线(X)从第一端(24)到宽度中心轴线(Y)的增大宽度(W)以及从宽度中心轴线(Y)到第二端(26)的减小宽度(W)。

Description

原子层沉积反应室和原子层沉积反应器
技术领域
本发明涉及一种原子层沉积反应室，更具体地涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的反应室。本发明还涉及一种原子层沉积反应器，更具体地涉及一种根据权利要求12的前序部分所述的反应器。
背景技术
原子层沉积(ALD)工艺和一个ALD循环由四次气体交换组成以形成单层。因此，ALD循环时间是生长速率的限制因素。此外，循环时间取决于脉冲化学物质在衬底表面分布的速度以及从表面吹扫残余气体的速度。为了获得良好的气体交换和良好的质量，应使流过衬底表面的气流均匀。如果流过衬底的气流不均匀，则意味着衬底表面不同部分的气流不同。由于气流不均匀，因此需要增加一个ALD循环期间的气体量，并且需要增加气体在反应室中的循环时间和停留时间。这导致工艺时间缓慢、效率降低、材料效率低下。
在现有技术的反应室和ALD反应器中，均匀的气流、较短的循环时间和良好的材料效率都受到了影响。在处理硅晶片等圆形衬底时尤其如此。在处理圆形衬底时，靠近圆形衬底表面边缘的气体比圆形衬底中间的气体更容易交换。
图2示出了现有技术中原子层沉积反应器10的原子层沉积室20。图2的反应室20具有位于反应室20的相对两侧的第一端24和第二端26。反应室20还包括第一端24附近的进气口30和第二端26附近的出气口40。进气口30和出气口40设置在反应室20的底部22。进气口30和出气口40之间设置有衬底支架50，用于支撑一个或多个圆形衬底。气体从进气口30供应并从出气口40排放，使得气体在反应室20中从进气口30流向出气口40。进气口30和出气口40之间的气流流过一个或多个圆形衬底的表面。
在现有技术的反应室20中，如图2所示，反应器壁在第一端24和第二端26之间的方向或在进气口30和出气口40之间的方向是直壁。气流的气体分子从进气口30到出气口具有两条流道，即第一流道A和第二流道B。由于流道A的传导率小于流道B，因此从进气口30供应的气体往往会选择流道A。因此，大部分气体分子选择流道A，从而在气体分子从反应室的侧壁和圆形衬底的边缘区域附近流动时产生旁路效应。较少量的气体分子流经流道B。圆形反应室也会产生同样的旁路效应。旁路效应对于圆形衬底来说尤其成问题，因为衬底表面只有较小区域靠近进气口30和出气口40之间的反应室的侧壁。此外，在图2的反应室中，存在使反应室20中的气流减慢的气穴。
现有技术的反应室20的旁路效应导致前体气体经济性差，因为大部分前体分子会绕过待镀膜衬底表面并直接流入出气口40。因此，由于只有一小部分前体分子沿流道B流动，因此反应室20的中间部分会出现前体气体量不足的情况。气体量不足会进一步导致衬底表面和衬底表面涂层的均匀性问题。在通过向反应室20供应的较高过量前体气体补偿反应室20中间部分的气体量不足时，由于有前体分子需要吹扫，因此吹扫反应室20需要较长时间。因此，ALD循环时间延长，工艺效率和材料效率也会受到影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种原子层沉积反应室和原子层沉积反应器，以便解决或至少减轻现有技术的缺点。
本发明的目的通过一种原子层沉积反应室来实现，所述原子层沉积反应室的特征如独立权利要求1所述。本发明的目的还通过一种原子层沉积反应器来实现，所述原子层沉积反应器的特征如独立权利要求12所述。
本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。
本发明基于提供一种原子层沉积反应室的想法，所述原子层沉积反应室包括第一端、与所述第一端相对的第二端、在所述第一端和所述第二端之间延伸的纵向中心轴线以及所述第一端和所述第二端之间沿所述纵向中心轴线的方向的长度；所述反应室还包括在所述第一端和所述第二端之间延伸的第一侧壁，以及与所述第一侧壁相对并且在所述第一端和所述第二端之间延伸的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁限定所述反应室在所述第一端和所述第二端之间的宽度，所述反应室具有在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间延伸并且垂直于所述纵向中心轴线的宽度中心轴线。所述反应室还包括用于向所述反应室供应气体的进气口以及用于从所述反应室排放气体的出气口。所述进气口和所述出气口沿所述反应室的所述纵向中心轴线间隔开设置。
根据本发明，所述反应室具有沿所述纵向中心轴线从所述第一端到所述宽度中心轴线的方向的增大宽度。所述反应室还具有沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述第二端的方向的减小宽度。所述反应室的所述长度大于所述反应室沿所述宽度中心轴线的所述宽度。
所述反应室在所述第一端和所述第二端之间的方向具有增大宽度和减小宽度，这使得能够将所述侧壁设置在距衬底很近的距离处。此外，所述增大宽度和减小宽度使得所述反应室的所述侧壁能够部分沿圆形衬底的外缘设置。此外，由于长度大于宽度而形成的椭圆形或类椭圆形形状使得能够在所述进气口和所述衬底之间在所述第一端和所述第二端的方向形成足够的距离，从而使前体气体分子在遇到衬底之前有足够的时间和空间进行扩散。因此，旁路效应被最小化。
在一个实施例中，所述反应室具有沿所述纵向中心轴线从所述第一端到所述宽度中心轴线的所述增大宽度，以及沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述第二端的所述减小宽度。
因此，所述反应室的所述宽度从所述第一端到所述宽度中心轴线增大，从所述宽度中心轴线到所述第二端减小。这样，气体流动效率高，旁路效应最小。
在另一实施例中，所述反应室包括所述第一端和所述宽度中心轴线之间的增大宽度区域，所述增大宽度区域从所述第一端延伸到所述宽度中心轴线，并且具有沿所述纵向中心轴线从所述第一端到所述宽度中心轴线的所述增大宽度。所述反应室还包括所述宽度中心轴线和所述第二端之间的减小宽度区域，所述减小宽度区域从所述宽度中心轴线延伸到所述第二端，并且具有沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述第二端的所述减小宽度。
所述增大宽度区域和所述减小宽度区域被设置为椭圆形或类椭圆形反应室，使得所述第一端和所述第二端之间或所述进气口和所述出气口之间的前体气体流动均匀性好，流动速度快。
在一个实施例中，所述第一侧壁和第二侧壁包括从所述第一端延伸到所述宽度中心轴线的增大宽度壁部分。所述增大宽度壁部分是平面壁部分或曲面壁部分。所述第一侧壁和第二侧壁包括从所述宽度中心轴线延伸到所述第二端的减小宽度壁部分。所述减小宽度壁部分是平面壁部分或曲面壁部分。
平直的增大壁部分和减小壁部分使反应室结构简单。
曲面增大壁部分和减小壁部分使反应室的形状更加符合圆形衬底的形状。
在另一实施例中，所述第一侧壁和第二侧壁包括所述增大宽度区域的增大宽度壁部分。所述增大宽度壁部分是平面壁部分或曲面壁部分。所述第一侧壁和第二侧壁包括所述减小宽度区域的减小宽度壁部分。所述减小宽度壁部分是平面壁部分或曲面壁部分。
平直的增大宽度区域和减小宽度区域使反应室结构简单。
曲面增大宽度区域和减小宽度区域使反应室的形状更加符合圆形衬底的形状。
在一个实施例中，所述反应室具有沿所述纵向中心轴线从所述第一端到所述宽度中心轴线的方向的所述增大宽度，以及沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述第二端的方向的所述减小宽度。所述反应室还具有沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述第一端的方向以及从所述宽度中心轴线到所述第二端的方向的恒定宽度。
所述增大宽度和所述减小宽度之间的所述恒定宽度可以使气流更加均匀稳定。此外，衬底支架可以更容易地设置到所述反应室中。
在另一实施例中，所述反应室包括设置在所述第一端和所述宽度中心轴线之间的增大宽度区域。所述增大宽度区域包括沿所述纵向中心轴线从所述第一端到所述宽度中心轴线的方向的所述增大宽度。所述反应室包括设置在所述宽度中心轴线和所述第二端之间的减小宽度区域。所述减小宽度区域包括沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述第二端的方向的所述减小宽度。所述反应室还包括设置在所述增大宽度区域和所述减小宽度区域之间的恒定宽度区域。
所述增大宽度区域和所述减小宽度区域之间的所述恒定宽度区域可以使气流更加均匀稳定。此外，所述恒定宽度区域在结构上为衬底支架提供了良好的位置。
在一个实施例中，所述反应室包括设置在所述反应室内部的位于所述第一端和所述第二端之间并且位于所述进气口和所述出气口之间的衬底支架。
在另一实施例中，所述反应室包括设置在所述反应室内部的位于所述第一端和所述第二端之间并且位于所述进气口和所述出气口之间的衬底支架。所述衬底支架相对于所述纵向中心轴线和所述宽度中心轴线的交点对称地设置在所述反应室内部。
因此，所述衬底支架利用所述增大宽度区域和减小宽度区域的优势，使气流快速、均匀地流过所述衬底支架。
在一个实施例中，所述衬底支架被设置成沿所述纵向中心轴线的方向在所述增大宽度区域和所述减小宽度区域延伸。
在另一实施例中，所述衬底支架被设置成沿所述纵向中心轴线的方向从所述增大宽度区域延伸到所述减小宽度区域。
因此，衬底也可以被设置成延伸到所述增大宽度区域和所述减小宽度区域，使得所述反应室的所述侧壁靠近衬底的边缘设置。
在又一实施例中，所述衬底支架被设置成沿所述纵向中心轴线的方向在所述增大宽度区域、所述减小宽度区域和所述恒定宽度区域延伸。
在又一替代实施例中，所述衬底支架被设置成沿所述纵向中心轴线的方向从所述增大宽度区域经由所述恒定宽度区域延伸到所述减小宽度区域。
因此，衬底也可以被设置成从所述恒定宽度区域延伸到所述增大宽度区域和所述减小宽度区域，使得所述反应室的所述侧壁也在朝向所述进气口和所述出气口的方向靠近衬底的边缘设置。
在一个实施例中，所述衬底支架在所述纵向中心轴线的方向包括与所述第一端相对的前端和与所述第二端相对的后端。所述衬底支架在所述反应室内部沿所述纵向中心轴线的方向在所述前端和所述后端之间限定衬底区。所述反应室还包括在所述反应室的所述第一端和所述衬底支架的所述前端之间沿所述纵向中心轴线的方向延伸的供应区。所述进气口设置在所述供应区。所述反应室还包括在所述反应室的所述第二端和所述衬底支架的所述后端之间沿所述纵向中心轴线的方向延伸的排放区。所述出气口设置在所述排放区。所述增大宽度区域沿所述纵向中心轴线的方向从所述供应区延伸到所述衬底区，所述减小宽度区域沿所述纵向中心轴线的方向从所述排放区延伸到所述衬底区。
因此，衬底区域在所述纵向中心轴线的方向与所述增大宽度区域和所述减小宽度区域重叠。因此，所述反应室的所述侧壁是所述衬底区域中衬底的近边。
在一个实施例中，所述恒定宽度区域沿所述纵向中心轴线的方向设置在所述衬底区内。
在另一实施例中，所述恒定宽度区域沿所述纵向中心轴线的方向设置在所述衬底区内，并且所述衬底区在所述纵向中心轴线的方向的长度大于恒定宽度区域。
因此，所述衬底区域内实现了均匀的气流。
在一个实施例中，所述衬底支架和所述第一侧壁或第二侧壁之间沿所述宽度中心轴线的第一距离小于所述衬底支架和所述第一端或第二端之间沿所述纵向中心轴线的第二距离。
因此，衬底靠近所述反应室的所述侧壁，并且所述进气口/出气口和所述衬底支架之间的空间和距离可以更大。
在一个实施例中，所述衬底支架被设置成支撑一个或多个圆形衬底或圆形半导体晶片。
本发明的所述反应室特别适用于圆形衬底，因为所述增大宽度和减小宽度能够使圆形衬底与所述反应室的所述侧壁之间的距离最小化。
在一些实施例中，所述反应室包括底壁、顶壁、所述第一侧壁和第二侧壁以及所述第一端和第二端。所述第一侧壁和第二侧壁以及所述第一端和第二端在所述底壁和所述顶壁之间延伸。
在一个实施例中，所述进气口和所述出气口设置在所述底壁上。这使得反应室结构简单。
在另一实施例中，所述进气口设置在所述第一端附近的所述底壁上，所述出气口设置在所述第二端附近的所述底壁上。这样，所述进气口/出气口和所述衬底支架或衬底之间的距离很大，反应室结构也很简单。
在又一实施例中，所述进气口设置在所述第一端，所述出气口设置在所述第二端。这样，所述进气口/出气口和所述衬底支架或衬底之间的距离很大。
本发明还涉及一种原子层沉积反应器，所述原子层沉积反应器包括真空室和设置在所述真空室内部的反应室。所述反应室包括第一端、与所述第一端相对的第二端、在所述第一端和所述第二端之间延伸的纵向中心轴线以及所述第一端和所述第二端之间沿所述纵向中心轴的长度。所述反应室还包括在所述第一端和所述第二端之间延伸的第一侧壁和第二侧壁、在所述第一侧壁和第二侧壁之间垂直于所述纵向中心轴线延伸的宽度中心轴线、以及所述第一侧壁和第二侧壁之间沿所述宽度中心轴线的方向的宽度。所述反应室还包括用于向所述反应室供应气体的进气口以及用于从所述反应室排放气体的出气口。所述进气口和所述出气口沿所述纵向中心轴线的方向在所述宽度中心轴线的相对两侧间隔开设置。
根据本发明，所述反应室的所述第一侧壁和第二侧壁被设置成限定沿所述纵向中心轴线从所述进气口到所述宽度中心轴线的方向的增大宽度以及沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述出气口的方向的减小宽度，并且所述反应室的所述长度大于所述反应室沿所述宽度中心轴线的所述宽度。
在所述进气口和所述出气口之间的方向的所述增大宽度和所述减小宽度使得能够将所述侧壁设置在距衬底(尤其是圆形衬底的外缘)很近的距离处。此外，由于长度大于宽度而形成的椭圆形或类椭圆形形状使得能够在所述进气口和衬底之间在所述纵向中心轴线的方向形成足够的距离，从而使前体气体分子在与衬底接触之前有足够的时间和空间进行扩散。因此，旁路效应被最小化。
在一个实施例中，所述反应器包括至少一个进气口连接件，所述进气口连接件从所述真空室外部延伸到所述反应室并且连接到所述进气口，以从所述真空室外部向所述反应室供应气体；以及至少一个出气口连接件，所述出气口连接件从所述真空室外部延伸到所述反应室并且连接到所述出气口，以将气体从所述反应室排放到所述真空室外部。
因此，向所述反应室供应的气体以及从所述反应室排放的气体都在所述真空室外部。所述反应室内部形成受控且安全的处理环境。
在一个实施例中，所述反应室具有沿所述纵向中心轴线从所述进气口到所述宽度中心轴线的方向的所述增大宽度。所述反应室具有沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述出气口的方向的所述减小宽度。所述反应室还具有沿所述纵向中心轴线从所述宽度中心轴线到所述进气口的方向以及从所述宽度中心轴线到所述出气口的方向的恒定宽度。
所述反应器的所述反应室可以是如上所述的反应室。
本发明的优点在于，在所述进气口和所述出气口之间的方向以及在所述纵向中心轴线的方向的所述增大宽度和所述减小宽度使得能够将所述侧壁设置在距衬底(尤其是圆形衬底的外缘)很近的距离处。此外，由于长度大于宽度而形成的椭圆形或类椭圆形形状使得能够在所述进气口和衬底之间在所述纵向中心轴线的方向形成足够的距离，从而使前体气体分子在与衬底接触之前有足够的时间和空间进行扩散。因此，旁路效应被最小化。同时，在反应室中实现了没有气穴的良好流动动力学，使得不需要使用相当多的过量气体，并且可以在短时间内吹扫反应器。
附图说明
下面结合所附附图，通过具体实施例对本发明进行详细描述，其中
图1示出了原子层沉积反应器的示意图；
图2示意性地示出了现有技术的原子层沉积反应室；
图3至图8示意性地示出了根据本发明的原子层沉积反应室的一个实施例；
图9至图12示意性地示出了根据本发明的原子层沉积反应室的另一实施例；
图13和图14示意性地示出了根据本发明的原子层沉积反应室的又一实施例；
图15和图16示意性地示出了根据本发明的原子层沉积反应室的再一实施例；
图17示意性地示出了根据本发明的原子层沉积反应室的替代实施例；
图18和图19示意性地示出了对根据本发明的原子层沉积反应室的修改；以及
图20示意性地示出了对图13和图14的实施例的修改。
具体实施方式
图1示意性地示出了原子层沉积反应器10。反应器10包括真空室90。真空室90被构造成能承受相当大的负压。真空装置92与真空室90连接，并且被设置成在真空室90内部提供真空或负压。真空装置92通过真空连接件94连接到真空室90。
真空装置92是真空泵或能够在真空室90内部提供真空或负压的类似装置。真空装置92设置在真空室90外部。
反应器10还包括设置在真空室90内部的反应室20。衬底在反应室20内进行处理。
反应室20包括第一端24、与第一端24相对的第二端26、在第一端24和第二端26之间延伸的第一侧壁27和第二侧壁28。反应室20在第一端24和第二端26之间具有一定长度，在第一侧壁27和第二侧壁28之间具有一定宽度。
反应室20还包括底壁23和顶壁25。第一端24、第二端26、第一侧壁27和第二侧壁28在底壁23和顶壁25之间延伸。
反应室20具有由壁23、25、24、26、27、28限定的反应空间21。
反应室20设置有进气口30，通过该进气口将前体气体、吹扫气体等供应到反应室20内部。在一些实施例中，有一个或多个进气口30。
进气口30连接到前体气体源和吹扫气体源等一个或多个气体源100。气体源100设置在反应室20外部和真空室90外部。气体源100连接到进气口30，以向反应室20供应气体。因此，气体从真空室90外部供应到反应室20中。气体源100通过气体供应连接件110连接到进气口30。气体供应连接件110从气体源100和真空室90外部延伸到反应室20和进气口30。气体源100可以是气瓶等。
反应室20还设置有出气口40，通过该出气口从反应室20内部排放前体气体、吹扫气体等。在一些实施例中，有一个或多个出气口40。
出气口40连接到排放装置200。排放装置200设置在反应室20外部和真空室90外部。排放装置200连接到出气口40，以向反应室20排放气体。因此，气体从反应室20排放到真空室90外部。排放装置200通过气体排放连接件210连接到出气口40。气体排放连接件210从排放装置200和真空室90外部延伸到反应室20和出气口40。
因此，前体气体和吹扫气体等气体在反应室20内从进气口30流向出气口40。待处理衬底设置在进气口30和出气口40之间的反应室20中。
反应室20还设置有衬底支架，一个或多个衬底放置并支撑在该衬底支架上以进行处理。衬底支架设置在进气口30和出气口40之间，使得气体流经进气口30和出气口40之间的衬底支架，并使衬底表面受到气体的作用。
进气口30和出气口40分别设置在第一端24和第二端26附近的底壁23上。
替代地，进气口30和出气口40分别设置在第一端24和第二端26附近的顶壁25上。
在替代实施例中，进气口30和出气口40分别设置在第一端24和第二端26。
因此，进气口30和出气口40在第一端24和第二端26之间的方向在反应室20内部彼此间隔开设置。因此，衬底可以放置在进气口30和出气口40之间。
在本发明中，反应室20具有总体呈椭圆形或类椭圆形的形状。这意味着反应室20在第一端24和第二端26之间的长度大于反应室20的宽度或最大宽度。此外，类椭圆形形状意味着反应室20的宽度至少沿反应室的部分长度在从第一端24到第二端26的方向增大，并且反应室20的宽度至少沿反应室的部分长度在从第二端26到第一端24的方向增大。因此，反应室20的宽度在从第一端24和第二端26到反应室20的中心的方向增大。反应室20的宽度由反应室20的侧壁限定。
反应室20的椭圆形或类椭圆形形状在第一端24和第二端26之间形成。替代地，椭圆形或类椭圆形形状至少在进气口30和出气口40之间形成。
在图3至图19的实施例中，进气口30和出气口40设置在反应室20的底壁23上。
在本发明的替代实施例中，进气口30和出气口40设置在反应室20的顶壁25上或分别设置在第一端24和第二端26。本发明不限于进气口30和出气口40的确切位置。
此外，反应室20通常在第一端24和第二端26之间具有长度L。反应室20还包括在反应室20的长度方向以及第一端24和第二端26之间的方向延伸的纵向中心轴线X。
第一侧壁27和第二侧壁28限定了反应室20的宽度W。在根据本发明的反应室20中，反应室20的宽度W沿纵向中心轴线X变化。反应室20还包括在第一侧壁27和第二侧壁28之间的方向延伸并且垂直于纵向中心轴线X的宽度中心轴线Y。
纵向中心轴线X沿长度方向延伸，宽度中心轴线Y沿反应室的宽度方向延伸。
纵向中心轴线X沿长度方向将反应室20分成两半。宽度中心轴线Y沿宽度方向将反应室20分成两半。
图3从上方示出了根据本发明的反应室20的一个实施例。反应室20具有总体呈椭圆形或类椭圆形的形状。
图3的反应室包括第一端24和第二端26、在第一端24和第二端26之间延伸的第一侧壁27以及与第一侧壁27相对并且在第一端24和第二端26之间延伸的第二侧壁28。
在该实施例中，进气口30和出气口设置在底壁23上。
反应室20中有设置在第一端24和第二端26之间，或者更具体地设置在进气口30和出气口40之间的衬底支架50。衬底支架50被设置成在处理期间夹持一个或多个衬底，尤其是圆形衬底。
图3中的箭头A和箭头B表示反应室20中从进气口30到出气口40的气流。反应室20的椭圆形或类椭圆形形状使进气口30和出气口40之间的气流均匀流过反应室20或底壁23。更均匀量的气体分子选择沿侧壁27、28的较长流道A以及从进气口30到出气口40的直流道B。
如图4所示，反应室20包括沿纵向中心轴线X从第一端24到宽度中心轴线Y的增大宽度W，该增大宽度W由第一侧壁27和第二侧壁28限定。此外，反应室20具有沿纵向中心轴线X从宽度中心轴线Y到第二端26的减小宽度W。因此，反应室20沿纵向中心轴线X在宽度中心轴线Y处具有最大宽度。
因此，反应室20包括在第一端24和宽度中心轴线Y之间沿纵向中心轴线X从第一端24到宽度中心轴线Y的增大宽度区域G。类似地，反应室20包括沿纵向中心轴线X在宽度中心轴线Y和第二端26之间的减小宽度区域H，如图4所示。
图5示出了反应室20中的衬底支架50。反应室20的椭圆形或类椭圆形形状被设置成使衬底支架50与第一侧壁27和第二侧壁28之间沿宽度中心轴线Y存在第一距离D1，并且衬底支架50与第一端24和第二端26之间沿纵向中心轴线X存在第二距离D2。反应室20的椭圆形或类椭圆形形状被设置成使第二距离D2大于第一距离D1。这使得能够消除旁路效应，并且在不增大第一距离D1的情况下增大进气口30和出气口40的尺寸。
如图6所示，衬底支架50设置在第一端24和第二端26之间并且设置在进气口30和出气口40之间。
优选地，衬底支架50设置在反应室20的中心，位于纵向中心轴线X和宽度中心轴线Y的横截面上。
衬底支架50在纵向中心轴线X的方向包括与第一端24相对的前端54和与第二端26相对的后端56。衬底支架50在反应室20内部沿纵向中心轴线X的方向在前端54和后端56之间限定衬底区Z2。
反应室20还包括在反应室20的第一端24和衬底支架50的前端54之间沿纵向中心轴线X的方向延伸的供应区Z1。进气口30设置在供应区Z1。反应室20还包括在反应室20的第二端26和衬底支架50的后端56之间沿纵向中心轴线X的方向延伸的排放区Z3。出气口40设置在排放区Z3。
进气口30设置在第一端24附近，出气口40设置在第二端26附近。
因此，反应室20包括沿纵向中心轴线X的三个区：供应区Z1、衬底区Z2和排放区Z3。气体从供应区Z1的进气口30供应，从具有出气口40的排放区Z3排放，并且气体会流经衬底区Z2。
如图6所示，增大宽度区域G沿纵向中心轴线X的方向从供应区Z1延伸到衬底区Z2。因此，增大宽度区域G和衬底区Z2部分重叠。在图6的实施例中，增大宽度区域G和衬底区Z2在衬底支架50的前端54和宽度中心轴线Y之间重叠。类似地，减小宽度区域H沿纵向中心轴线X的方向从排放区Z3延伸到衬底区Z2。因此，减小宽度区域H和衬底区Z2部分重叠。在图6的实施例中，减小宽度区域H和衬底区Z2在宽度中心轴线Y和衬底支架50的后端56之间重叠。
在图3至图6的实施例中，反应室20的第一侧壁27和第二侧壁28呈弧形。第一侧壁27和第二侧壁28在第一端24和第二端26之间呈弧形并向外凸出。
图7示出了反应室20沿宽度中心轴线Y并从第一端24的方向的截面图。衬底支架50包括用于支撑一个或多个衬底的一个或多个衬底支撑面或支撑架52。衬底支架50设置在距第一侧壁27和第二侧壁28的第一距离D1处。
图8示出了反应室20沿纵向中心轴线X并从第二侧壁28的方向的另一截面图。衬底支架50设置在距第一端24和第二端26的第二距离D2处。反应室20还包括供应区Z1、衬底区Z2和排放区Z3。
图9至图12示出了替代实施例，其中第一侧壁27和第二侧壁28是直壁或平面壁。第一侧壁27和第二侧壁28包括从第一端24延伸到宽度中心轴线Y的分叉壁部分31。第一侧壁27和第二侧壁28还包括从宽度中心轴线Y延伸到第二端26的会聚壁部分41，如图10所示。
分叉壁部分31和会聚壁部分41是直壁或平面壁部分。
分叉壁部分31限定了沿纵向中心轴线X从第一端24到宽度中心轴线Y的增大宽度W。此外，会聚壁部分41限定了沿纵向中心轴线X从宽度中心轴线Y到第二端26的减小宽度W。因此，反应室20沿纵向中心轴线X在宽度中心轴线Y处具有最大宽度。
因此，反应室20包括第一端24和宽度中心轴线Y之间沿纵向中心轴线X从第一端24到宽度中心轴线Y的增大宽度区域G，该增大宽度区域G由分叉壁部分31限定。类似地，如图10所示，反应室20包括宽度中心轴线Y和第二端26之间沿纵向中心轴线X的减小宽度区域H，该减小宽度区域H由会聚壁部分41限定。
分叉壁部分31和会聚壁部分41使反应室20具有椭圆形或类椭圆形形状。
图11示出了反应室20中的衬底支架50。衬底支架50沿宽度中心轴线Y设置在距第一侧壁27和第二侧壁28的第一距离D1处。衬底支架50还沿纵向中心轴线X设置在距第一端24和第二端26的第二距离D2处。反应室20的椭圆形或类椭圆形形状被设置成使第二距离D2大于第一距离D1。
如图9所示，衬底支架50设置在第一端24和第二端26之间并且设置在进气口30和出气口40之间。
优选地，衬底支架50设置在反应室20的中心，位于纵向中心轴线X和宽度中心轴线Y的横截面上。
反应室20还包括在反应室20的第一端24和衬底支架50的前端54之间沿纵向中心轴线X的方向延伸的供应区Z1。进气口30设置在供应区Z1。反应室20还包括在反应室20的第二端26和衬底支架50的后端56之间沿纵向中心轴线X的方向延伸的排放区Z3。出气口40设置在排放区Z3。衬底区Z2设置在衬底支架50的前端54和后端56之间。
进气口30设置在第一端24附近，出气口40设置在第二端26附近。
因此，反应室20包括沿纵向中心轴线X的三个区：供应区Z1、衬底区Z2和排放区Z3。气体从供应区Z1的进气口30供应，从具有出气口40的排放区Z3排放，并且气体会流经衬底区Z2。
如图12所示，增大宽度区域G沿纵向中心轴线X的方向从供应区Z1延伸到衬底区Z2。因此，增大宽度区域G和衬底区Z2部分重叠。在图12的实施例中，增大宽度区域G和衬底区Z2在衬底支架50的前端54和宽度中心轴线Y之间重叠。类似地，减小宽度区域H沿纵向中心轴线X的方向从排放区Z3延伸到衬底区Z2。因此，减小宽度区域H和衬底区Z2部分重叠。在图6的实施例中，减小宽度区域H和衬底区Z2在宽度中心轴线Y和衬底支架50的后端56之间重叠。
图13和图14示出了对图3至图6的实施例的修改。在图13和图14的实施例中，反应室20具有总体呈椭圆形或类椭圆形的形状。
图13的反应室包括第一端24和第二端26、在第一端24和第二端26之间延伸的第一侧壁27以及与第一侧壁27相对并且在第一端24和第二端26之间延伸的第二侧壁28。
在该实施例中，进气口30和出气口设置在底壁23上。
反应室20中有设置在第一端24和第二端26之间，或者更具体地设置在进气口30和出气口40之间的衬底支架50。衬底支架50被设置成在处理期间夹持一个或多个衬底，尤其是圆形衬底。
在图13和图14的实施例中，第一侧壁27和第二侧壁28包括从第一端24向宽度中心轴线Y延伸的分叉壁部分31。分叉壁部分31限定了反应室20的增大宽度W。
第一侧壁27和第二侧壁28还包括彼此平行延伸的平行壁部分35。平行壁部分35限定了沿纵向中心轴线X的恒定宽度W。
平行壁部分35沿纵向中心轴线X的方向延伸。平行壁部分35是直壁或平面壁。
平行壁部分35从分叉壁部分31向第二端26延伸。平行壁部分35从宽度中心轴线Y向第一端24和第二端26延伸。
第一侧壁27和第二侧壁28包括从平行壁部分35延伸到第二端26的会聚壁部分41。会聚壁部分41限定了反应室20的减小宽度W。
分叉壁部分31和会聚壁部分41是弧形壁部分。分叉壁部分31和会聚壁部分41呈弧形并向外凸出。
反应室20包括第一端24和平行壁部分35之间沿纵向中心轴线X的增大宽度区域G，该增大宽度区域G由分叉壁部分31限定。反应室20还包括沿纵向中心轴线X从增大宽度区域G向第二端26延伸的恒定宽度区域F，该恒定宽度区域F由平行壁部分35限定。此外，反应室20包括沿纵向中心轴线X在恒定宽度区域F和第二端26之间的减小宽度区域H，如图14所示。
恒定宽度区域F设置在增大宽度区域G和减小宽度区域H之间。
此外，在该实施例中，衬底支架50位于距第一侧壁27和第二侧壁28的第一距离D1处，位于距第一端24和第二端26的第二距离D2处。反应室20的椭圆形或类椭圆形形状被设置成使第二距离D2大于第一距离D1。
如图14所示，恒定宽度区域F设置在反应室20的中心，并且从宽度中心轴线Y向第一端24和第二端26延伸。
衬底支架50设置在第一端24和第二端26之间并且设置在进气口30和出气口40之间。
优选地，衬底支架50设置在反应室20的中心，位于纵向中心轴线X和宽度中心轴线Y的横截面上。
反应室20包括供应区Z1、衬底区Z2和排放区Z3。
如图14所示，增大宽度区域G沿纵向中心轴线X的方向从供应区Z1延伸到衬底区Z2。因此，增大宽度区域G和衬底区Z2部分重叠。在图14的实施例中，增大宽度区域G和衬底区Z2在衬底支架50的前端54和恒定宽度区域F之间重叠。类似地，减小宽度区域H沿纵向中心轴线X的方向从排放区Z3延伸到衬底区Z2。因此，减小宽度区域H和衬底区Z2部分重叠。在图14的实施例中，减小宽度区域H和衬底区Z2在恒定宽度区域F和衬底支架50的后端56之间重叠。
此外，恒定宽度区域F沿纵向中心轴线X的方向设置在衬底区Z2内。
因此，恒定宽度区域F沿纵向中心轴线X的方向设置在衬底区Z2内，并且衬底区Z2在纵向中心轴线X的方向的长度大于恒定宽度区域F。
图15和图16公开了与图13和图14的实施例相对应的实施例。在图15和图16的实施例中，分叉壁部分31和会聚壁部分41设置成直壁部分或平面壁部分。
图17公开了一个实施例，该实施例是对图15和图16的实施例的修改。
图17的实施例包括沿纵向中心轴线X的方向从第一端24向第二端26延伸的第一端恒定宽度区域J。第一端恒定宽度区域J设置在第一端24和增大宽度区域G之间。第一端恒定宽度区域J由第一端平行侧壁部分32限定。
第一端平行侧壁部分32平行于纵向中心轴线X延伸。
如图17所示，进气口30设置在第一端恒定宽度区域J，这使得能够增大进气口30与衬底支架50或前端54之间的距离。
第一端恒定宽度区域J设置在反应室20的供应区Z1。
衬底区Z2和增大宽度区域G在纵向中心轴线X的方向部分重叠。因此，衬底区Z2延伸到增大宽度区域G。
图17的实施例还包括沿纵向中心轴线X的方向从第二端26向第一端24延伸的第二端恒定宽度区域K。第二端恒定宽度区域K设置在第二端25和减小宽度区域H之间。第二端恒定宽度区域K由第二端平行侧壁部分42限定。
第二端平行侧壁部分42平行于纵向中心轴线X延伸。
如图17所示，出气口40设置在第二端恒定宽度区域K，这使得能够增大出气口40与衬底支架50或后端56之间的距离。
第二端恒定宽度区域K设置在反应室20的排放区Z3。
衬底区Z2和减小宽度区域H在纵向中心轴线X的方向部分重叠。因此，衬底区Z2延伸到减小宽度区域H。
恒定宽度区域F设置在衬底区Z2内，并且位于增大宽度区域G和减小宽度区域H之间。
图18示出了对图3至图6的实施例的修改。反应室20设置有设置在供应区Z1的供应流引导件60。供应流引导件60被设置成将气流从进气口30引导至流道A和流道B。
供应流引导件60设置在增大宽度区域G。
供应流引导件60被设置成基本上平行于分叉壁部分31。纵向中心轴线X的相对两侧有至少一个供应流引导件60。
反应室20还设置有设置在排放区Z3的排放流引导件62。排放流引导件62被设置成将气流从流道A和流道B引导至出气口40。
排放流引导件62设置在减小宽度区域H。
排放流引导件62被设置成基本上平行于会聚壁部分41。纵向中心轴线X的相对两侧有至少一个排放流引导件62。
图19示出了对图3至图6的实施例的进一步修改。反应室20设置有被设置成从供应区Z1延伸到衬底区Z2的供应流引导件60。供应流引导件60被设置成将气流从进气口30引导至流道A和流道B。
供应流引导件60设置在增大宽度区域G。
供应流引导件60被设置成基本上平行于分叉壁部分31。纵向中心轴线X的相对两侧有至少一个供应流引导件60。
反应室20还设置有被设置成从排放区Z3延伸到衬底区Z2的排放流引导件62。排放流引导件62被设置成将气流从流道A和流道B引导至出气口40。
排放流引导件62设置在减小宽度区域H。
排放流引导件62被设置成基本上平行于会聚壁部分41。纵向中心轴线X的相对两侧有至少一个排放流引导件62。
在一些实施例中，可以省略排放流引导件62，并且只有供应流引导件60。
供应流引导件60和排放流引导件62是板或叶片。
图20示出了对图13和图14的实施例的修改。在图20的实施例中，反应室20具有总体呈椭圆形或类椭圆形的形状。
反应室20中有设置在第一端24和第二端26之间，或者更具体地设置在进气口30和出气口40之间的纵向衬底支架50。衬底支架50被设置成在处理期间夹持一个或多个衬底，尤其是圆形衬底。
纵向衬底支架50被设置成夹持或支撑进气口30和出气口40之间的连续或成排的两个或多个衬底(例如，圆形衬底)。连续衬底设置在距反应室20的底部23相同的水平或高度处。如图7和图8所示，纵向衬底支架50还可以被设置成夹持或支撑相互叠放的两个或多个衬底。
纵向衬底支架50设置在第一端24和第二端26之间并且设置在进气口30和出气口40之间。
优选地，纵向衬底支架50设置在反应室20的中心，位于纵向中心轴线X和宽度中心轴线Y的横截面上。
纵向衬底支架50从增大宽度区域G经由恒定宽度区域F延伸到减小宽度区域H。
在替代实施例中，可以省略恒定宽度区域F，并且纵向衬底支架50从增大宽度区域G延伸到减小宽度区域H。
上面已经结合附图中所示的示例描述了本发明。然而，本发明决不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (15)

1.一种原子层沉积反应室(20)，所述反应室(20)包括：
-第一端(24)、与所述第一端(24)相对的第二端(26)、在所述第一端(24)和所述第二端(26)之间延伸的纵向中心轴线(X)以及所述第一端(24)和所述第二端(26)之间沿所述纵向中心轴线(X)的方向的长度(L)；
-在所述第一端(24)和所述第二端(26)之间延伸的第一侧壁(27)，以及与所述第一侧壁(27)相对并且在所述第一端(24)和所述第二端(26)之间延伸的第二侧壁(28)，所述第一侧壁(27)和所述第二侧壁(28)限定所述反应室(20)在所述第一端(24)和所述第二端(26)之间的宽度(W)，所述反应室(20)具有在所述第一侧壁(27)和所述第二侧壁(28)之间延伸并且垂直于所述纵向中心轴线(X)的宽度中心轴线(Y)；
-用于向所述反应室(20)供应气体的进气口(30)；
-用于从所述反应室(20)排放气体的出气口(40)，
所述进气口(30)和所述出气口(40)沿所述反应室(20)的所述纵向中心轴线(X)间隔开设置，
其特征在于：
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述第一端(24)到所述宽度中心轴线(Y)的方向的增大宽度(W)；
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述第二端(26)的方向的减小宽度(W)；
-所述反应室(20)的所述长度(L)大于所述反应室(20)沿所述宽度中心轴线(Y)的所述宽度(W)。
2.根据权利要求1所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于：
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述第一端(24)到所述宽度中心轴线(Y)的所述增大宽度(W)；
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述第二端(26)的所述减小宽度(W)；或者
-所述反应室(20)包括所述第一端(24)和所述宽度中心轴线(Y)之间的增大宽度区域(G)，所述增大宽度区域(G)从所述第一端(24)延伸到所述宽度中心轴线(Y)，并且具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述第一端(24)到所述宽度中心轴线(Y)的所述增大宽度(W)；
-所述反应室(20)包括所述宽度中心轴线(Y)和所述第二端(26)之间的减小宽度区域(H)，所述减小宽度区域(H)从所述宽度中心轴线(Y)延伸到所述第二端(26)，并且具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述第二端的所述减小宽度(W)。
3.根据权利要求2所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于：
-所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)包括从所述第一端(24)延伸到所述宽度中心轴线(Y)的增大宽度壁部分(31)，所述增大宽度壁部分(31)是平面壁部分或曲面壁部分；
-所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)包括从所述宽度中心轴线(Y)延伸到所述第二端(26)的减小宽度壁部分(41)，所述减小宽度壁部分(41)是平面壁部分或曲面壁部分；或者
-所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)包括所述增大宽度区域(G)的增大宽度壁部分(31)，所述增大宽度壁部分(31)是平面壁部分或曲面壁部分；
-所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)包括所述减小宽度区域(H)的减小宽度壁部分(41)，所述减小宽度壁部分(41)是平面壁部分或曲面壁部分。
4.根据权利要求1所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于：
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述第一端(24)到所述宽度中心轴线(Y)的方向的所述增大宽度(W)；
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述第二端(26)的方向的所述减小宽度(W)；
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述第一端(24)的方向以及从所述宽度中心轴线(Y)到所述第二端(26)的方向的恒定宽度(W)；或者
-所述反应室(20)包括设置在所述第一端(24)和所述宽度中心轴线(Y)之间的增大宽度区域(G)，所述增大宽度区域(G)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述第一端(24)到所述宽度中心轴线(Y)的方向的所述增大宽度(W)；
-所述反应室(20)包括设置在所述宽度中心轴线(Y)和所述第二端(26)之间的减小宽度区域(H)，所述减小宽度区域(H)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述第二端(26)的方向的所述减小宽度(W)；
-所述反应室(20)包括设置在所述增大宽度区域(G)和所述减小宽度区域(H)之间的恒定宽度区域(F)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于：
-所述反应室(20)包括设置在所述反应室(20)内部的位于所述第一端(24)和所述第二端(26)之间并且位于所述进气口(30)和所述出气口(40)之间的衬底支架(50)；或者
-所述反应室(20)包括设置在所述反应室(20)内部的位于所述第一端(24)和所述第二端(26)之间并且位于所述进气口(30)和所述出气口(40)之间的衬底支架(50)，所述衬底支架(50)相对于所述纵向中心轴线(X)和所述宽度中心轴线(Y)的交点对称地设置在所述反应室(20)内部。
6.根据权利要求5所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于：
-所述衬底支架(50)被设置成沿所述纵向中心轴线(X)的方向在所述增大宽度区域(G)和所述减小宽度区域(H)延伸；或者
-所述衬底支架(50)被设置成沿所述纵向中心轴线(X)的方向从所述增大宽度区域(G)延伸到所述减小宽度区域(H)；或者
-所述衬底支架(50)被设置成沿所述纵向中心轴线(X)的方向在所述增大宽度区域(G)、所述减小宽度区域(H)和所述恒定宽度区域(F)延伸；或者
-所述衬底支架(50)被设置成沿所述纵向中心轴线(X)的方向从所述增大宽度区域(G)经由所述恒定宽度区域(F)延伸到所述减小宽度区域(H)。
7.根据权利要求5或6所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于：
-所述衬底支架(50)在所述纵向中心轴线(X)的方向包括与所述第一端(24)相对的前端(54)和与所述第二端(26)相对的后端(56)，所述衬底支架(50)在所述反应室(20)内部沿所述纵向中心轴线(X)的方向在所述前端(54)和所述后端(56)之间限定衬底区(Z2)；
-所述反应室(20)包括在所述反应室(20)的所述第一端(24)和所述衬底支架(50)的所述前端(54)之间沿所述纵向中心轴线(X)的方向延伸的供应区(Z1)，所述进气口(30)设置在所述供应区(Z1)；
-所述反应室(20)包括在所述反应室(20)的所述第二端(26)和所述衬底支架(50)的所述后端(56)之间沿所述纵向中心轴线(X)的方向延伸的排放区(Z3)，所述出气口(40)设置在所述排放区(Z3)，
-所述增大宽度区域(G)沿所述纵向中心轴线(X)的方向从所述供应区(Z1)延伸到所述衬底区(Z2)，所述减小宽度区域(H)沿所述纵向中心轴线(X)的方向从所述排放区(Z3)延伸到所述衬底区(Z2)。
8.根据权利要求7所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于：
-所述恒定宽度区域(F)沿所述纵向中心轴线(X)的方向设置在所述衬底区(Z2)内；或者
-所述恒定宽度区域(F)沿所述纵向中心轴线(X)的方向设置在所述衬底区(Z2)内，并且所述衬底区(Z2)在所述纵向中心轴线(X)的方向的长度大于恒定宽度区域(F)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于，所述衬底支架(50)和所述第一侧壁或第二侧壁(27、28)之间沿所述宽度中心轴线(Y)的第一距离(D1)小于所述衬底支架(50)和所述第一端或第二端(24、26)之间沿所述纵向中心轴线(X)的第二距离(D2)。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于，所述衬底支架(50)被设置成支撑一个或多个圆形衬底或圆形半导体晶片。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的原子层沉积反应室(20)，其特征在于，所述反应室(20)包括底壁(23)、顶壁(25)、所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)以及所述第一端和第二端(24、26)，所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)以及所述第一端和第二端(24、26)在所述底壁(23)和所述顶壁(25)之间延伸，并且其特征在于：
-所述进气口(30)和所述出气口(40)设置在所述底壁(23)上；或者
-所述进气口(30)设置在所述第一端(24)附近的所述底壁(23)上，所述出气口(40)设置在所述第二端(26)附近的所述底壁(23)上；或者
-所述进气口(30)设置在所述第一端(24)，所述出气口(40)设置在所述第二端(26)。
12.一种原子层沉积反应器(10)，包括：
-真空室(90)；
-设置在所述真空室(90)内部的反应室(20)，
所述反应室(20)具有
第一端(24)、与所述第一端(24)相对的第二端(26)、在所述第一端(24)和所述第二端(26)之间延伸的纵向中心轴线(X)以及所述第一端(24)和所述第二端(26)之间沿所述纵向中心轴线(X)的长度(L)；
在所述第一端(24)和所述第二端(26)之间延伸的第一侧壁(27)和第二侧壁(28)、在所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)之间垂直于所述纵向中心轴线(X)延伸的宽度中心轴线(Y)、以及所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)之间沿所述宽度中心轴线(Y)的方向的宽度(W)；
用于向所述反应室(20)供应气体的进气口(30)；
用于从所述反应室(20)排放气体的出气口(40)，
所述进气口(30)和所述出气口(40)沿所述纵向中心轴线(X)的方向在所述宽度中心轴线(Y)的相对两侧间隔开设置，
其特征在于：
-所述反应室(20)的所述第一侧壁和第二侧壁(27、28)被设置成限定沿所述纵向中心轴线(X)从所述进气口(30)到所述宽度中心轴线(Y)的方向的增大宽度(W)以及沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述出气口(40)的方向的减小宽度(W)；
-所述反应室(20)的所述长度(L)大于所述反应室(20)沿所述宽度中心轴线(Y)的所述宽度(W)。
13.根据权利要求12所述的原子层沉积反应器(10)，其特征在于，所述反应器(10)包括：
-至少一个进气口连接件(110)，所述进气口连接件从所述真空室(90)外部延伸到所述反应室(20)并且连接到所述进气口(30)，以从所述真空室(90)外部向所述反应室(20)供应气体；以及
-至少一个出气口连接件(210)，所述出气口连接件从所述真空室(90)外部延伸到所述反应室(20)并且连接到所述出气口(40)，以将气体从所述反应室(20)排放到所述真空室(90)外部。
14.根据权利要求12或13所述的原子层沉积反应器(10)，其特征在于：
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述进气口(30)到所述宽度中心轴线(Y)的方向的所述增大宽度(W)；
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述出气口(40)的方向的所述减小宽度(W)；
-所述反应室(20)具有沿所述纵向中心轴线(X)从所述宽度中心轴线(Y)到所述进气口(30)的方向以及从所述宽度中心轴线(Y)到所述出气口(40)的方向的恒定宽度(W)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的原子层沉积反应器(10)，其特征在于，所述反应室(20)是根据权利要求1至11中任一项所述的反应室。
CN202280056069.9A 2021-08-13 2022-08-12 原子层沉积反应室和原子层沉积反应器 Pending CN117836467A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20215853A FI130713B1 (fi) 2021-08-13 2021-08-13 Atomikerroskasvatuksen reaktiokammio ja atomikerroskasvatusreaktori
FI20215853 2021-08-13
PCT/FI2022/050522 WO2023017212A1 (en) 2021-08-13 2022-08-12 An atomic layer deposition reaction chamber and an atomic layer deposition reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117836467A true CN117836467A (zh) 2024-04-05

Family

ID=85200610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280056069.9A Pending CN117836467A (zh) 2021-08-13 2022-08-12 原子层沉积反应室和原子层沉积反应器

Country Status (5)

Country Link
KR (1) KR20240038815A (zh)
CN (1) CN117836467A (zh)
FI (1) FI130713B1 (zh)
TW (1) TWI833321B (zh)
WO (1) WO2023017212A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004091848A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Tokyo Electron Ltd 薄膜形成装置の原料ガス供給系および薄膜形成装置
KR100590554B1 (ko) * 2004-05-28 2006-06-19 삼성전자주식회사 반응용기 및 시편홀더의 구조가 개선된 단원자층 증착장치
GB0510051D0 (en) * 2005-05-17 2005-06-22 Forticrete Ltd Interlocking roof tiles
KR101659560B1 (ko) * 2014-08-26 2016-09-23 주식회사 테라세미콘 기판처리 장치의 반응기
WO2020242817A1 (en) * 2019-05-30 2020-12-03 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition reactor design for uniform flow distribution

Also Published As

Publication number Publication date
FI130713B1 (fi) 2024-02-05
WO2023017212A1 (en) 2023-02-16
TWI833321B (zh) 2024-02-21
FI20215853A1 (en) 2023-02-14
KR20240038815A (ko) 2024-03-25
TW202314032A (zh) 2023-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11555246B2 (en) Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US7976898B2 (en) Atomic layer deposition apparatus
US6572705B1 (en) Method and apparatus for growing thin films
US8545940B2 (en) Atomic layer deposition apparatus
TWI490919B (zh) 反應室
FI97731C (fi) Menetelmä ja laite ohutkalvojen valmistamiseksi
US8277561B2 (en) Chemical vapor deposition apparatus
KR20030013303A (ko) 기판 처리 장치
JP2009529223A (ja) 小体積対称流れシングルウェハａｌｄ装置
KR102588105B1 (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
TW201720948A (zh) 基板處理設備
FI126315B (en) A nozzle head, apparatus and method for subjecting a substrate surface to successive surface reactions
CN217214636U (zh) 半导体工艺腔室
JP2009516077A (ja) Ａｌｄ反応容器
CN117836467A (zh) 原子层沉积反应室和原子层沉积反应器
CN115763324B (zh) 晶圆反应装置及具有其的半导体制造设备
FI122940B (fi) Reaktiokammio
US20230268163A1 (en) Semiconductor manufacturing apparatus
KR102269365B1 (ko) 기판처리 장치의 반응기
US20230340666A1 (en) Substrate processing apparatus
KR102269364B1 (ko) 기판처리 장치의 반응기
TWI437120B (zh) 具有減小的工具足跡之用於均勻薄膜沉積的平行板反應器
US20220081775A1 (en) Gas introduction structure and processing apparatus
CN208293079U (zh) 腔室盖和真空腔室装置
JPH0917736A (ja) 半導体製造方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination