DE112011102859T5

DE112011102859T5 - Düsenkopf

Info

Publication number: DE112011102859T5
Application number: DE112011102859T
Authority: DE
Inventors: Pekka Soininen; Robin Enholm
Original assignee: Beneq Oy
Current assignee: Beneq Oy
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-08-08
Also published as: TW201217061A; FI20105909A0; EA022825B1; EA201390271A1; CN103080372B; TWI542412B; WO2012028782A1; CN103080372A

Abstract

Die aktuelle Erfindung betrifft einen Düsenkopf (2), um eine Oberfläche (4) eines Substrats (6) hintereinander stattfindenden Oberflächenreaktionen mindestens eines ersten Präkursors (A) und eines zweiten Präkursors (B) auszusetzen, wobei der Düsenkopf (2) zwei oder mehrere verlängerte Präkursordüsen (8, 10) aufweist, um die Oberfläche (4) des Substrats (6) dem ersten und dem zweiten Präkursor (A, B) auszusetzen. Gemäß der aktuellen Erfindung weist der Düsenkopf (2) an der Auslassseite (5) Präkursordüsen (8, 10), Spülgaskanäle (12) und Ablasskanäle (42, 46) hintereinander in der folgenden Reihenfolge auf: mindestens eine erste Präkursordüse (8), einen ersten Ablasskanal (42), einen Spülgaskanal (12), eine zweite Präkursordüse (10), einen zweiten Ablasskanal (46) und einen Spülgaskanal (12), bei Wunsch mehrmals wiederholt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die aktuelle Erfindung betrifft einen Düsenkopf, um eine Oberfläche eines Substrats hintereinander stattfindenden Oberflächenreaktionen mindestens eines ersten Präkursors und eines zweiten Präkursors auszusetzen, und insbesondere einen Düsenkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die aktuelle Erfindung betrifft weiter eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 20.
Gemäß dem bekannten Stand der Technik werden mehrere Typen von Anordnungen, Düsenköpfen und Düsen verwendet, um eine Oberfläche eines Substrats hintereinander stattfindenden Oberflächenreaktionen mindestens eines ersten Präkursors und eines zweiten Präkursors gemäß den Prinzipien des Atomschichtdepositionsverfahrens (ALD) auszusetzen. In ALD-Anwendungen werden typischer Weise zwei gasförmige Präkursoren in den ALD-Reaktor in getrennten Phasen eingeführt. Die gasförmigen Präkursoren reagieren effektiv mit der Substratoberfläche, was in einer Deposition einer Zuwachsschicht resultiert. Die Präkursorphasen werden typischer Weise von einer Inertgasphase gefolgt oder durch sie getrennt, welche überflüssigen Präkursor von der Oberfläche des Substrats entfernt, bevor der andere Präkursor getrennt eingeführt wird. Deshalb erfordert eine ALD-Bearbeitung einen in der Abfolge alternierenden Fluss von Präkursoren auf die Oberfläche des Substrats. Diese wiederholte Abfolge alternierender Oberflächenreaktionen und Spülphasen dazwischen ist ein typischer ALD-Depositionszyklus.
Anordnungen gemäß dem bekannten Stand der Technik zur kontinuierlichen ALD weisen gewöhnlicher Weise einen Düsenkopf, der eine oder mehrere erste Präkursordüsen aufweist, um die Oberfläche des Substrats dem ersten Präkursor auszusetzen, eine oder mehrere zweite Präkursordüsen, um die Oberfläche des Substrats dem zweiten Präkursor auszusetzen, einen oder mehrere Spülgaskanäle und einen oder mehrere Ablasskanäle auf, um sowohl Präkursoren als auch Spülgas abzuleiten, welche in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind: mindestens eine erste Präkursordüse, ein erster Ablasskanal, ein Spülgaskanal, ein Ablasskanal, eine zweite Präkursordüse, ein Ablasskanal, ein Spülgaskanal und ein Ablasskanal, bei Wunsch mehrmals wiederholt. Das Problem mit diesem Düsenkopf gemäß dem bekannten Stand der Technik ist, dass sie mehrere verschiedene Düsen und Kanäle aufweist, welche den Düsenkopf kompliziert und ziemlich groß machen. Die Düse wird vorzugsweise in Bezug auf das Substrat bewegt, um eine Anzahl von Zuwachsschichten zu erzeugen.
Ein anderer Typ von Düsenkopf gemäß dem bekannten Stand der Technik zum kontinuierlichen ALD-Betrieb weist gewöhnlicher Weise eine alternative Reihenfolge auf: eine erste Präkursordüse, ein Spülgaskanal, eine zweite Präkursordüse und ein Spülgaskanal, bei Wunsch mehrmals wiederholt. In diesem Düsenkopf gemäß dem bekannten Stand der Technik ist jede der Präkursordüsen und jeder der Spülgaskanäle mit einem Einlass und einem Ablass derart versehen, dass der Präkursor und das Spülgas sowohl eingelassen als auch abgelassen werden, indem dieselbe Düse verwendet wird. Deshalb sind keine separaten Ablasskanäle vorhanden. Das Problem mit diesem Düsenkopf gemäß dem bekannten Stand der Technik ist, dass Spülgas in die Präkursordüse derart ausströmt, dass die Konzentration des Präkursors verdünnt wird. Somit ist der Düsenkopf nicht in der Lage, eine einheitliche Gasversorgung über die gesamte Länge der Präkursordüse oder über die gesamte Auslassseite des Düsenkopfes bereitzustellen. Weiterhin ist die Konstruktion kompliziert, da in jeder der Düsen ein Einlass und ein Ablass vorhanden sind. Auch dieser Düsenkopf kann in Bezug auf das Substrat bewegt werden, um eine Anzahl von Zuwachsschichten zu erzeugen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Somit ist das Ziel der aktuellen Erfindung, einen Düsenkopf und eine Anordnung derart zur Verfügung zu stellen, dass die oben erwähnten Probleme des bekannten Standes der Technik gelöst werden. Die Ziele der aktuellen Erfindung werden mit einem Düsenkopf gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erreicht, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Versorgungskanäle, die Spülgaskanäle und die Ablasskanäle längsgerichtet sind und hintereinander in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind: ein Spülgaskanal, ein erster Versorgungskanal, ein Ablasskanal, ein Spülgaskanal, ein zweiter Versorgungskanal und ein Ablasskanal, bei Wunsch mehrmals wiederholt. Die Ziele der aktuellen Erfindung werden mit einer Anordnung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erreicht.
Die bevorzugten Ausführungsformen der aktuellen Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die Grundidee der aktuellen Erfindung ist, dass der Düsenkopf sechs Gaselemente derart aufweist, dass immer ein Spülgaskanal und ein Vakuumablass zwischen zwei Präkursordüsen vorhanden sind. Die Präkursordüsen, die Spülgaskanäle und die Vakuumablassdüsen können sämtlich separate Elemente in dem Düsenkopf sein. Alternativ kann der Düsenkopf mit Präkursordüsen versehen sein, die zwei neben einander befindliche, sich parallel erstreckende Kanäle mit einem offenen Abschnitt auf der Auslassseite des Düsenkopfs aufweisen. Die Präkursordüse weist einen verlängerten Versorgungskanal, der angeordnet ist, einen Präkursor der ganzen Länge des Versorgungskanals entlang zuzuführen, und einen verlängerten Ablasskanal auf, der sich neben dem und parallel zum Versorgungskanal erstreckt und der angeordnet ist, einen Präkursor der ganzen Länge des Ablasskanals entlang abzulassen. Deshalb fließt der Präkursor in der aktuellen Erfindung in der Düse aus dem Versorgungskanal zu dem Ablasskanal. In einer bevorzugten Ausführungsform der aktuellen Erfindung ist die Präkursordüse weiter mit einem zwischen den Versorgungskanal und dem Ablasskanal angeordneten Reaktionsraum versehen. Der Reaktionsraum ist zu der Ablassseite des Düsenkopfs hin offen, um die Oberfläche des Substrats dem Präkursor auszusetzen, und angeordnet, sich im Wesentlichen der ganzen Länge des Versorgungskanals und des Ablasskanals entlang zu erstrecken. In einer Ausführungsform der aktuellen Erfindung sind die Spülgaskanäle angeordnet, in Flüssigkeitsverbindung mit der, den Düsenkopf umgebenden Atmosphäre zu stehen so. Weiter sind die Ablasskanäle angeordnet, sowohl Präkursoren als auch Spülgas aus der Ablassseite abzulassen.
Die aktuelle Erfindung hat den Vorteil, dass sie für eine einheitliche Präkursorversorgung und auch für einen einheitlichen Ablass des Präkursors über die ganze Länge der Präkursordüse sorgt. Die aktuelle Erfindung ermöglicht es auch, dass der Präkursor im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Substrats zugeführt werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass der senkrechte Gasfluss die Gasschicht auf der Substratoberfläche zu brechen hilft, wobei die Oberflächenreaktionen der Präkursoren verbessert werden. Weiterhin stellt die aktuelle Erfindung einen Düsenkopf zur Verfügung, welcher zwei Vakuumablässe weniger aufweist als die Lösungen gemäß dem bekannten Stand der Technik. Weiter, da der Spülgaskanal in passiver Flüssigkeitsverbindung mit der, den Düsenkopf umgebenden Atmosphäre steht, braucht das Spülgas nicht speziell der Ablassseite zugeführt zu werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung detaillierter im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben werden, mit Hinweisen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen
die 1A eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Düsenkopfs;
die 1B eine Draufsicht des Düsenkopfs der Anordnung der 1A ist;
die 2 eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Düsenkopfs ist;
die 3 eine schematische Draufsicht noch einer weiteren Ausführungsform eines Düsenkopfs der 1A ist;
die 4 eine Querschnittsansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines Düsenkopfs zeigt; und
die 5 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Düse eines Düsenkopfs zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Anordnung, um eine Oberfläche 4 eines Substrats 6 hintereinander stattfindenden Oberflächenreaktionen mindestens eines ersten Präkursors A und eines zweiten Präkursors B gemäß den Prinzipien des ALD-Verfahrens auszusetzen. Die ersten und zweiten Präkursoren A und B können beliebige gasförmige, im ALD-Verfahren verwendete Präkursoren sein, wie zum Beispiel Ozon, TMA (Trimethyl-Aluminium), Wasser, TiCl₄, DEZ (Diethylzink), oder der Präkursor kann auch Plasma sein, wie zum Beispiel NH₃- Ar-, O₂-, N₂-, H₂- oder CO₂-Plasma. Die Anordnung weist eine Bearbeitungskammer 26 auf, die innen eine Gasatmosphäre 14 aufweist. Die Gasatmosphäre 14 kann Inertgas, wie zum Beispiel Stickstoff oder trockene Luft oder ein beliebiges anderes Gas aufweisen, welches sich eignet, als Spülgas in einem ALD-Verfahren verwendet zu werden. Plasma kann auch zum Spülen verwendet werden, zum Beispiel Stickstoff- oder Argon-Plasma. In diesem Zusammenhang weist ein Spülgas auch Plasma auf. Die Spülgasquelle ist mit einer Bearbeitungskammer 36 verbunden, um Spülgas in die Bearbeitungskammer 26 einzuführen. Ein Düsenkopf 2 ist innerhalb der Bearbeitungskammer 26 angeordnet. Der Düsenkopf weist eine Ablassseite 5, eine oder mehrere Präkursordüsen 8, um die Oberfläche 4 des Substrats 6 einem ersten Präkursor A auszusetzen, und eine oder mehrere Präkursordüsen 10, um die Oberfläche 4 des Substrats 6 dem zweiten Präkursor B auszusetzen. Die Anordnung weist weiter Mittel zum Zuführen des ersten und des zweiten Präkursors A, B an den Düsenkopf 2 sowie Mittel zum Ablassen des ersten und des zweiten Präkursors A, B aus dem Düsenkopf 2 auf. Wie in der 1A gezeigt wird, sind die ersten und zweiten Düsen alternativ hintereinander angeordnet, um die Oberfläche 4 des Substrats 6 alternierenden Oberflächenreaktionen des ersten Präkursors A und des zweiten Präkursors B auszusetzen, wenn das Substrat 6 und der Düsenkopf 2 sich in Bezug aufeinander bewegen. Die Anordnung kann derart angeordnet sein, dass der Düsenkopf 2 bewegt werden kann, zum Beispiel rückwärts und vorwärts, und das Substrat 2 stationär ist. Alternativ kann der Düsenkopf 2 statisch sein und das Substrat 6 wird bewegt oder es können auch sowohl das Substrat 6 als auch der Düsenkopf 2 bewegt werden. Das Substrat 6 kann ein separates, in die Bearbeitungskammer geladenes und in einer Batch-Bearbeitung bearbeitetes Substrat sein oder alternativ können die Substrate angeordnet sein, durch die Bearbeitungskammer 26 transportiert zu werden. Die Anordnung kann auch für eine Rolle-zu-Rolle-Bearbeitung derart konstruiert sein, dass ein flexibles Substrat von einer Rolle durch die Bearbeitungskammer 26 zu einer anderen Rolle oder von einer beliebigen Quelle durch die Bearbeitungskammer 26 in einen beliebigen Behälter transportiert wird und mit dem Düsenkopf 2 innerhalb der Bearbeitungskammer 26 bearbeitet wird.
Die Präkursordüsen 8, 10 sind vorzugsweise längsgerichtet. Die erste Präkursordüse 8 ist mit einem ersten Kanal 3 versehen, der sich in der Längsrichtung der ersten Präkursordüse 8 erstreckt und einen ersten offenen Abschnitt 9 aufweist, der sich den ersten Kanal 3 entlang erstreckt und zur Ablassseite 5 des Düsenkopfs 2 hin offen ist. Die zweite Präkursordüse 10 ist mit einem zweiten Kanal 7 versehen, welcher sich in der Längsrichtung der zweiten Präkursordüse 10 erstreckt und welcher einen zweiten offenen Abschnitt 11 aufweist, der sich dem zweiten Kanal 7 entlang erstreckt und zur Ablassseite 5 des Düsenkopfs 2 hin offen ist. Wie in der 1B gezeigt wird, weist die erste Präkursordüse 8 einen ersten Einlass 18, um den ersten Präkursor A dem ersten Kanal 3 zuzuführen, und zwei erste Ablässe 20 auf, um den zweiten Präkursor aus dem ersten Kanal 3 nach den Oberflächenreaktionen des ersten Präkursors A abzulassen. In ähnlicher Weise weist die zweite Präkursordüse 10 einen zweiten Einlass 22, um den zweiten Präkursor B dem zweiten Kanal 7 zuzuführen, und zwei zweite Ablässe 24 auf, um den zweiten Präkursor aus dem zweiten Kanal 7 nach den Oberflächenreaktionen des zweiten Präkursors B abzulassen. In dieser Ausführungsform sind die Einlässe 18, 22 in der Mitte der Länge des ersten und zweiten Kanals 3, 7 angeordnet und die Ablässe 20, 24 sind an den entgegengesetzten Enden des ersten und zweiten Kanals 3, 7 angeordnet, wie in der 1B gezeigt wird. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass auch zwei oder mehrere Einlässe 18, 22 und eine oder mehrere Ablässe 20, 24 in dem ersten und zweiten Kanal 3, 7 vorhanden sein können. Die Einlässe 18, 22 und die Ablässe 20, 24 können sich auch an einer beliebigen anderen Stelle in dem ersten und zweiten Kanal 3, 7 befinden.
Wie in den 1A und 1B gezeigt wird, sind die ersten und zweiten Düsen 8, 10 voneinander durch Spülgaskanäle 12 getrennt, die zu der, den Düsenkopf 2 umgebenden Atmosphäre 14 in der Bearbeitungskammer 26 und zu der Ablassseite 5 des Düsenkopfs 2 hin offen sind. Die Spülgaskanäle 12 sind als sich zwischen den ersten und den zweiten Präkursordüsen 8, 10 erstreckende Spalten geformt. Die Spalten 12 stellen somit eine Flüssigkeitsverbindung zu der, Spülgas enthaltenden Gasatmosphäre 14 zur Verfügung. Die Spalten bilden einen Spülgaskanal 12 zwischen den ersten und den zweiten Präkursordüsen 8, 10, um die ersten und zweiten Düsen 8, 10 und die ersten und zweiten Präkursoren A, B voneinander zu trennen. In den 1A und 1B ist der Düsenkopf 2 als eine gitterartige Struktur angeordnet, in welcher die ersten und zweiten Präkursordüsen 8, 10 die Stäbe bilden und die Spülgaskanäle 12 die Spalten zwischen den Stäben bilden. Die Präkursordüsen 8, 10 sind durch Verbindungsstücke 33 miteinander verbunden. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass der Spülgaskanal 12 auch mit einem oder mehreren Kanälen, Öffnungen oder Leitungsrohren versehen sein können, die in einer passiven Flüssigkeitsverbindung zu der Gasatmosphäre 14 stehen oder mindestens teilweise zu der Gasatmosphäre 14 hin offen sind. Diese Kanäle können ähnlich wie die ersten und zweiten Kanäle 3, 7 sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Präkursordüsen 8 angeordnet, unter einem ersten Druck an der Ablassseite 5 zu funktionieren, und die zweiten Präkursordüsen 10 sind angeordnet, unter einem zweiten Druck an der Ablassseite 5 zu funktionieren. Die Gasatmosphäre 14 ist angeordnet, unter einem dritten Druck zu stehen, der höher als der erste und der zweite Druck ist. Somit fließt das Spülgas in der Gasatmosphäre 14 zu dem Spülgaskanal 12 und hält den ersten und den zweiten Präkursor A, B getrennt. Etwas Spülgas fließt auch zu den ersten und zweiten Kanälen 3, 7 aus dem Spülgaskanal zwischen der Ablassseite 5 des Düsenkopfs 2 und der Oberfläche 4 des Substrats 6. Der erste, zweite und dritte Druck kann niedriger als der normale Luftdruck (NTP; 1 bar, 0°C) oder im Wesentlichen gleich wie der normale Luftdruck oder höher als der normale Luftdruck oder sogar ein Vakuum sein. Die Druckunterschiede der Düsen und der Atmosphäre ist der Schlüsselfaktor. Der erste und der zweite Druck werden an der Ablassseite 5 des Düsenkopfs 2 gemessen und der Druck in dem ersten und in dem zweiten Kanal kann sich von dem ersten und zweiten Druck unterscheiden, normalerweise höher als der erste und der zweite Druck.
Die 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Düsenkopfs 2, in welcher der Düsenkopf 2 mit einem getrennten Spülgasbehälter 39 versehen ist, welcher um den Düsenkopf 2 herum angeordnet ist. Der Spülgasbehälter 39 hat innen eine Gasatmosphäre 16. In der 2 ist der Spülgasbehälter 39 an dem Düsenkopf 2 angeordnet und die Gasatmosphäre in dem Spülgasbehälter weist Spülgas auf. In dieser Ausführungsform sind die ersten und die zweiten Präkursordüsen 8, 10 ähnlich wie die Präkursordüsen der 1A und 1B, deshalb werden sie nicht detailliert beschrieben. In der 2 ist ein Spülgaskanal 12 zwischen den ersten und den zweiten Präkursordüsen 8, 10 vorgesehen, um die Oberfläche 4 des Substrats 6 einem Spülgas auszusetzen und den ersten und den zweiten Präkursor A, B voneinander zu trennen. Der Spülgaskanal 12 ist ein sich parallel mit den ersten und zweiten Präkursordüsen 8, 10 erstreckender Kanal. Die Spülgaskanäle 12 sind angeordnet, in passiver Flüssigkeitsverbindung zu der Gasatmosphäre 16 des Spülgasbehälters 39 über Leitungsrohre 35 zu stehen, die sich von dem Spülgasbehälter 39 bis zum Spülgaskanal 12 erstrecken. Eine Spülgasquelle kann mit dem Spülgasbehälter 39 in Verbindung stehen, um Spülgas dem Spülgasbehälter 39 zuzuführen. Der Spülgaskanal 12 kann auch durch eine oder mehrere Spalten, Lücken oder Öffnungen in passiver Flüssigkeitsverbindung zu dem Spülgasbehälter 39 gebildet werden und ist mindestens teilweise zu der Ablassseite 5 des Düsenkopfes 2 hin offen. Die Randbereiche der Ablassseite 5 sind weiter mit zusätzlichen Spülgaskanälen 12 versehen, wie es in der 2 gezeigt wird. Diese zusätzlichen Spülgaskanäle 12 trennen den Düsenkopf 2 und insbesondere die Ablassseite 5 des Düsenkopfs von der umgebenden Atmosphäre derart, dass der Düsenkopf 2 auch bei Wunsch unter atmosphärischem Druck verwendet werden kann, wenn Präkursorgase verhindert werden, in die umgebende Atmosphäre zu fließen. Die zusätzlichen Spülgaskanäle können separat an jeden Randbereich der Auslassseite angeordnet werden oder sie können sich als Ringe in dem Randbereich der Auslassseite und um der gesamten Auslassseite 5 herum erstrecken.
Auch in dieser Ausführungsform sind die Präkursordüsen 8 angeordnet, unter einem ersten Druck an der Auslassseite 5 zu funktionieren, und die zweiten Präkursordüsen 10 sind angeordnet, unter einem zweiten Druck an der Auslassseite 5 zu funktionieren. Der Spülgasbehälter 39 ist unter einen dritten Druck angeordnet, der höher ist als der erste und der zweite Druck in derselben Weise wie in der Ausführungsform der 1A und 1B. Die ersten und die zweiten Düsen 8, 10 können auch unter ähnlichen Drücken betrieben werden, wie in dem Zusammenhang mit den 1A und 1B beschrieben wurde. Da der dritte Druck höher als der erste und der zweite Druck ist, stellt der Spülgasbehälter eine statische Versorgung des Spülgases an die Spülgaskanäle 12 bereit. Weiter sollte bemerkt werden, dass der Düsenkopf 2 der 2 auch derart konstruiert werden kann, dass die Spülgaskanäle 12 in Flüssigkeitsverbindung mit der Gasatmosphäre 14 um den Düsenkopf 2 herum stehen. Dann können die Leitungsrohre 35 mit der Gasatmosphäre 14 verbunden werden statt mit dem Spülgasbehälter 39. Die Präkursoren und das Spülgas können dem Düsenkopf 2 über die Flüssigkeitsverbindungen zugeführt werden. Alternativ ist der Düsenkopf 2 mit einem oder mehreren Behältern, Flaschen oder dergleichen für Präkursoren und/oder Spülgas, derart verbunden, dass die Präkursoren und/oder diese sich zusammen mit der Düse bewegen, wenn der Düsenkopf bewegt wird. Diese Anordnung verringert die Anzahl schwieriger Flüssigkeitsverbindungen zu einem sich bewegenden Düsenkopf 2.
Die Erfindung der 1A, 1B und 2 können auch konstruiert werden, indem eine beliebige Art von Präkursordüsen und Spülgaskanälen verwendet wird. Die Spülgaskanäle können durch zwei oder mehrere separate Lücken, Öffnungen oder beliebige Formen gebildet werden, die eine Flüssigkeitsverbindung zu der Gasatmosphäre 14 oder einem separaten Spülgasbehälter 39 bereitstellen. Die Ausführungsform der 1A, 1B und 2 ermöglicht es, Spülgas an voneinander getrennte Präkursordüsen zu verwenden, ohne aktiv Spülgas zuzuführen und indem eine gleiche Art von Düsenstruktur verwendet wird wie in den Präkursordüsen 8, 10.
Gemäß dem bekannten Stand der Technik ist eine Art, einen Düsenkopf der 2 zu konstruieren, eine erste Präkursordüse, die mindestens einen ersten Einlass und mindestens einen zweiten Ablass aufweist, eine zweite Präkursordüse, die mindestens einen zweiten Einlass und mindestens einen zweiten Ablass aufweist, und einen Spülgaskanal zwischen den ersten und den zweiten Präkursordüsen anzuordnen, wobei der Spülgaskanal nur einen Einlass oder mehrere Einlässe und keine Ablässe aufweist. Diese drei Düsen werden einmal oder mehrmals wiederholt, um einen Düsenkopf zu bilden. Das dem Spülgaskanal aus den dritten Einlässen zugeführte Spülgas wird über die ersten und zweiten Ablässe der ersten und zweiten Präkursordüsen abgelassen.
Die 3 zeigt eine andere Ausführungsform, in welcher der Düsenkopf 2 die gleiche Art von Konstruktion aufweist wie der Düsenkopf der 1A und 1B. Es sollte bemerkt werden, dass der Düsenkopf auch auf eine andere Art konstruiert werden kann als in der 3. Der Düsenkopf 2 weist zwei oder mehrere Präkursordüsen 8, um die Oberfläche des Substrats dem ersten Präkursor A auszusetzen, und zwei oder mehrere zweite Präkursordüsen 10 auf, um die Oberfläche 4 des Substrats 6 dem zweiten Präkursor B auszusetzen. Die erste Präkursordüse 8 weist mindestens einen ersten Einlass 18 zum Zuführen des ersten Präkursors A und mindestens einen ersten Ablass 20 zum Ablassen des ersten Präkursors A. In der 3 weist der erste Präkursordüsenkopf 8 einen ersten, an einem Ende der verlängerten ersten Präkursordüse 8 angeordneten Einlass 18 und einen, an dem anderen Ende der verlängerten ersten Präkursordüse 8 angeordneten Ablass 20. Genauso weist die zweite Präkursordüse 10 einen zweiten, an einem Ende der verlängerten Präkursordüse 10 angeordneten Einlass 22 zum Zuführen des zweiten Präkursors B und einen zweiten, an dem anderen Ende der zweiten Präkursordüse 10 angeordneten Ablass 24 zum Ablassen des zweiten Präkursors B. Die Einlässe 18, 22 und die Ablässe 20, 24 können auch anders positioniert sein, zum Beispiel wie in der 1B, können auch zwei oder mehrere Einlässe und Ablässe in jeder Düse 8, 10 vorhanden sein. Weiter kann, wie weiter unten beschrieben werden wird, der Düsenkopf auch derart konstruiert sein, dass die Präkursordüsen 8, 10 keine Ablässe 20, 24 aufweisen, sondern dass der Düsenkopf mit einem oder mehreren separaten Ablasskanälen versehen ist.
In der 3 ist der Düsenkopf 2 mit ersten Verbindungselementen 30 versehen, um den ersten Präkursor A aus der ersten Präkursordüse 8 an die eine oder die mehreren anderen ersten Präkursordüsen 8 zu leiten. Der Düsenkopf 2 ist weiter mit zweiten Verbindungselementen 32 versehen, um den zweiten Präkursor aus der einen zweiten Präkursordüse 10 an die eine oder die mehreren anderen zweiten Präkursordüsen 10 zu leiten. Die Verbindungselemente 30, 32 weisen vorzugsweise ein Rohr, eine Rohrleitung, einen geschlossenen Kanal oder ein Leitungsrohr und beliebige andere notwendige Komponenten auf, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den zwei oder den mehreren ersten Präkursordüsen 8 oder den zwei oder den mehreren zweiten Präkursordüsen 10 bereitzustellen. Wie in der 3 gezeigt wird, ist der erste Ablass 20 einer ersten Präkursordüse 8 mit Hilfe des ersten Verbindungselements 30 mit dem ersten Einlass 18 einer anderen ersten Präkursordüse 8 verbunden, um den ersten Präkursor A aus der einen ersten Präkursordüse 8 an die andere erste Präkursordüse 8 zu leiten. In ähnlicher Weise ist der zweite Ablass 24 einer zweiten Präkursordüse 10 verbunden an die zweiten Einlässe 22 einer anderen zweiten Präkursordüse 10 mit der mindestens einen zweiten Präkursordüse 10, um den zweiten Präkursor B aus der einen zweiten Präkursordüse 10 an eine andere zweite Präkursordüse 10 zu leiten. Gemäß dem oben erwähnten ist die Idee hiervon, zwei oder mehrere Präkursordüsen 8, 10 derart in Serie zu schalten, dass der Präkursor hintereinander durch zwei oder mehrere Präkursordüsen 8, 10 fließen kann.
Es sollte bemerkt werden, dass die Verbindungselemente 30, 32 auch in einer anderen Weise angeordnet sein können als in der 3 gezeigt wird, in welcher jedes Verbindungselement 30, 32 zwischen zwei oder mehreren Präkursordüsen 8 oder 10 angeordnet ist. Das erste Verbindungselement 30 kann zwischen einer ersten Präkursordüse 8 und zwei oder mehreren anderen ersten Präkursordüsen 8 angeordnet sein, um den ersten Präkursor A aus der einen ersten Präkursordüse 8 an zwei oder mehrere andere erste Präkursordüsen 8 zu leiten. Auch das zweite Verbindungselement 32 kann zwischen einer zweiten Präkursordüse 10 und zwei oder mehreren anderen zweiten Präkursordüsen 10 angeordnet sein, um den zweiten Präkursor B aus der einen zweiten Präkursordüse 10 an zwei oder mehrere andere zweite Präkursordüsen 10 zu leiten.
Die Ausführungsform der 3 und wie oben beschrieben bietet einen Weg, um die Materialeffizienz der Präkursoren A, B zu verbessern. Wenn der Präkursor A, B einer Präkursordüse 8, 10 zugeführt wird, reagiert ein Teil des Präkursors A, B auf der Oberfläche 4 des Substrats 6, aber gewöhnlicher Weise wird eine Überdosis des Präkursors A, B zugeführt. Somit reagiert mindestens ein Teil des, dem Präkursorkanal 8, 10 zugeführten Präkursors A, B nicht auf der Oberfläche des Substrats 6. Gemäß dem bekannten Stand der Technik wird dieses Übermaß an Präkursor A, B als Abfall entfernt. Die Ausführungsform der 3 ermöglicht es, das Übermaß an Präkursor A, B in irgendeiner anderen Präkursordüse 8, 10 zu verwenden. Es sollte auch bemerkt werden, dass die Flüssigkeitsverbindung mit dem Verbindungselement 30, 32 auf verschieden Arten gebildet werden kann, abhängig von der Struktur des Düsenkopfs 2. Weiter sollte bemerkt werden, dass ein Druckabfall stattfindet, wenn der Präkursor aus einer Präkursordüse 8, 10 an eine andere geleitet wird.
Das erste Verbindungselement 30 kann zwischen einer oder mehreren ersten Präkursordüsen 8 und mindestens einer anderen ersten Präkursordüse 8 angeordnet werden. Somit kann eine erste Präkursordüse 8 mit mehreren anderen ersten Präkursordüsen 8 verbunden werden, oder mehrere erste Präkursordüsen 8 können mit einer anderen ersten Präkursordüse 8 verbunden werden, oder mehrere erste Präkursordüsen 8 können mit mehreren anderen ersten Präkursordüsen 8 verbunden werden, indem die ersten Verbindungselemente 30 verwendet werden. In einer Ausführungsform weist der Düsenkopf 2 zwei oder mehrere erste Verbindungselemente 30 zwischen zwei ersten Präkursordüsen 8 auf. Somit wird der Präkursor aus einer ersten Präkursordüse 8 an eine andere erste Präkursordüse 8 geleitet und dann entfernt. Der Düsenkopf 2 kann somit zwei oder mehrere dieser zusammen verbundenen Einheiten von zwei ersten Präkursordüsen 8 aufweisen. Die zweiten Präkursordüsen 10 können verbunden sein, indem in derselben Weise Verbindungselemente 32 verwendet werden.
Die 4 zeigt schematisch eine Ansicht einer Ausführungsform, in welcher der Düsenkopf erste Präkursordüsen 8, zweite Präkursordüsen 10 und zwischen den verlängerten Präkursordüsen 8, 10 angeordnete Spülgaskanäle 12 aufweist. Die Präkursordüsen 8, 10 weisen einen, sich in der Längsrichtung der verlängerten Präkursordüse 8, 10 erstreckenden Versorgungskanal 40, 44 auf. Die Präkursordüse 8, 10 weist weiter einen, sich in der Längsrichtung der verlängerten Präkursordüse 8, 10 erstreckenden, im Wesentlichen parallel zum Versorgungskanal 40, 44 verlaufenden und neben dem Versorgungskanal 40, 44 befindlichen Ablasskanal 42, 46, um den Präkursor A, B abzulassen, indem ein Vakuum oder eine Saugwirkung verwendet wird. Die erste Präkursordüse 8 weist einen ersten Versorgungskanal 40 und einen ersten Ablasskanal 42 auf, während die zweite Präkursordüse 10 einen zweiten Versorgungskanal 44 und einen zweiten Ablasskanal 46 aufweist. Deshalb wird in der 4 eine Ausführungsform gezeigt, in welcher der Versorgungskanal 40, 44 und der Ablasskanal 42, 46 an derselben Präkursordüse 8, 10 angeordnet sind und voneinander durch eine Trennwand 52 getrennt sind. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass die Ablasskanäle 42, 46 auch als ein separater, zwischen einer Präkursordüse 8, 10 oder einem Versorgungskanal 40, 44 und dem Spülgaskanal 12 angeordneter Bauteil gebildet werden kann.
Der Versorgungskanal 40, 44 ist mit mindestens einem Einlass zum Zuführen des Präkursors A, B durch die Auslassseite 5 des Düsenkopfes 2 versehen. Die Einlässe sind vorzugsweise derart angeordnet, dass der Präkursor A, B der ganzen Länge des Versorgungskanals 40, 44 entlang zugeführt werden kann. Dann ist der Ablasskanal 42, 46 mit mindestens einem Ablass zum Ablassen des Präkursors A, B versehen. Die Ablässe sind vorzugsweise derart angeordnet, dass der Präkursor A, B der ganzen Länge des Ablasskanals 42, 46 entlang abgelassen werden kann. Deshalb können der Einlass und der Ablass eine längsgerichtete, sich dem Versorgungskanal 40, 44 beziehungsweise dem Ablasskanal 42, 46 entlang erstreckende Öffnung sein. Alternativ können der Versorgungskanal 40, 44 und der Ablasskanal 42, 46 eine Reihe von Einlässen und Ablässen der Länge des Versorgungskanals 40, 44 beziehungsweise des Ablasskanals 42, 46 entlang aufweisen. Wie in der 4 ersichtlich, sind der Versorgungskanal 40, 44 und der Ablasskanal 42, 46 mindestens teilweise zu der Auslassseite 5 hin offen. Der Versorgungskanal 40, 44 ist mit einer Versorgungsöffnung 47, 48 versehen, die sich in der Längsrichtung des Versorgungskanals 40, 44 erstreckt und zu der Auslassseite 5 hin offen ist. Auch der Ablasskanal 42, 46 ist mit einer Auslassöffnung 43, 45 versehen, die sich in der Längsrichtung des Ablasskanals 42, 46 erstreckt, offen zu der Auslassseite 5 hin. Die Präkursordüse 8, 10 oder der Versorgungskanal 40, 44 ist angeordnet, den Präkursor A, B im Wesentlichen senkrecht zu der Auslassseite 5 zuzuführen, und die Präkursordüse 8, 10 oder der Ablasskanal 42, 46 ist angeordnet, den Präkursor A, B im Wesentlichen senkrecht zu der Auslassseite 5 abzulassen. Dies bietet den Vorteil, dass der senkrechte Gasfluss hilft, die Gasschicht auf der Substratoberfläche zu brechen und die Reaktionen der Präkursoren zu verbessern.
Es sollte bemerkt werden, dass die Ausführungsform der 4 auch derart konstruiert werden kann, dass der Versorgungskanal 40, 44 ein Teil der Präkursordüse 8, 10 ist, dass aber der Ablasskanal 42, 46 ein separater Teil ist. Die Grundidee ist, dass der Düsenkopf 2 auf der Auslassseite 5 Versorgungskanäle 40, 44, Spülgaskanäle 12 und Ablasskanäle 42, 46 hintereinander in der folgenden Reihenfolge aufweist: mindestens ein erster Versorgungskanal 40, ein erster Ablasskanal 42, ein Spülgaskanal 12, ein zweiter Versorgungskanal 44, ein zweiter Ablasskanal 46 und ein Spülgaskanal 12, bei Wunsch mehrmals wiederholt. Es ist irrelevant, ob der Versorgungskanal 40, 44 und der Ablasskanal 42, 46 an demselben Bauteil angeordnet sind oder nicht. Der Spülgaskanal 12 kann in demselben angeordnet sein wie in der Ausführungsform der 1A, 1B, 2 und 3 oder die Spülgaskanäle 12 können mit gleichartigen Düsen versehen sein wie die Präkursordüsen 8, 10 oder die Versorgungskanäle 40, 44. Somit kann der Spülgaskanal 12 in passiver Flüssigkeitsverbindung mit einer Spülgasatmosphäre 14, 16 angeordnet sein, um die Oberfläche 4 des Substrats 6 einem Spülgas auszusetzen, wie in den 1A, 1B und 2 gezeigt wird. All das, was im Zusammenhang mit den 1A, 1B und 2 in Bezug auf den Spülgaskanal 12 gesagt wurde, gilt auch für die Ausführungsformen der 4 und 5. Die Spülgasatmosphäre ist die den Düsenkopf 2 oder einen separaten Spülgasbehälter 39 umgebende Gasatmosphäre 14. Die eine oder mehreren ersten Präkursordüsen 8 ist angeordnet, unter einem ersten Druck an der Auslassseite 5 zu funktionieren, und dass die eine oder mehreren zweiten Präkursordüsen 10 angeordnet sind, unter einem zweiten Druck an der Auslassseite 5 zu funktionieren, und dass die Spülgasatmosphäre unter einem dritten Druck angeordnet ist, der höher als der erste und der zweite Druck ist. Die ersten und die zweiten Drücke können auch an der Auslassseite 5 zwischen dem Versorgungskanal und dem Ablasskanal in der Ausführungsform der 4 gemessen werden. Somit kann der Ablasskanal 42, 46 sowohl die Präkursoren als auch das Spülgas aus der Auslassseite 5 entfernen.
Die 5 zeigt eine Ausführungsform, in welcher der Düsenkopf 2 einen, zwischen dem Versorgungskanal 40, 44 und dem Ablasskanal 42, 46 angeordneten Reaktionsraum 50 aufweist. Der Reaktionsraum 50 ist offen zu der Auslassseite 5 hin, um die Oberfläche 4 des Substrats 6 dem Präkursor A, B auszusetzen. In der 4 wird ein Düsenkopf gezeigt, ähnlich dem der 4, in welchem der Ablasskanal 42, 46 an der Präkursordüse 8 angeordnet ist. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass der Reaktionsraum 50 auch zwischen einer Präkursordüse 8, 10, der nur einen Versorgungskanal 40, 44 aufweist, und einem separaten Ablasskanal 42, 46 angeordnet werden kann. Der Reaktionsraum 50 ist zwischen dem Versorgungskanal 40, 44 und dem Ablasskanal 42, 46 angeordnet. Der Reaktionsraum 50 ist angeordnet, sich im Wesentlichen der ganzen Länge des Versorgungskanals 40, 44 entlang und zwischen der Auslassseite 5 und den Versorgungs- und Ablasskanälen 40, 44, 42, 46 zu erstrecken. Der Reaktionsraum ist derart angeordnet, dass der Präkursor A, B angeordnet ist, aus dem Versorgungskanal 40, 44 durch den Reaktionsraum 50 zu dem Ablasskanal 42, 46 zu fließen und die Oberflächenreaktionen der Präkursoren A, B in dem Reaktionsraum 50 stattfinden.
Der Düsenkopf 2 der 4, welcher an der Auslassseite 5 Präkursordüsen 8, 10, Spülgaskanäle 12 und die Ablasskanäle 42, 46 hintereinander in der folgenden Reihenfolge aufweist: mindestens eine erste Präkursordüse 8, ein erster Ablasskanal 42, ein Spülgaskanal 12, eine zweite Präkursordüse 10, ein zweiter Ablasskanal 46 und ein Spülgaskanal 12, bei Wunsch einmal oder mehrmals wiederholt, kann auch konstruiert werden, ein oder mehrere, in der Ausführungsform der 3 dargestellte Verbindungselemente 30, 32 aufzuweisen. Somit ist/sind der eine erste Ablasskanal 42 oder die mehreren ersten Ablasskanäle 42, der/die der ersten Präkursordüse 8 oder dem ersten Versorgungskanal 40 folgt/folgen, mit einer oder mit mehreren anderen ersten Präkursordüse/n 8 oder dem ersten Versorgungskanal 40 verbunden, um den ersten Präkursor A an die eine oder die mehreren anderen ersten Präkursordüsen 8 oder die ersten Versorgungskanäle 40 zu leiten. In ähnlicher Weise ist/sind der eine oder die mehreren anderen zweiten Ablasskanäle 46, der/die einer zweiten Präkursordüse 10 oder dem zweiten Versorgungskanal 44 folgt/folgen, mit einer oder mehreren anderen ersten Präkursordüsen 10 oder einem zweiten Versorgungskanal 44 verbunden, um den zweiten Präkursor B an die eine oder die mehreren zweiten Präkursordüsen 8 oder dem zweiten Versorgungskanal 44 zu leiten.
Aus der obigen Beschreibung sollte es offensichtlich sein, dass die gesamte offenbarte und in den 1A, 1B, 2, 3, 4 und 5 gezeigte Ausführungsform kombiniert werden kann.
Es sollte einem Fachmann offensichtlich sein, dass mit der Entwicklung der Technik das erfinderische Konzept in einer Vielzahl von Arten implementiert werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen sind nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, sondern sie können im Rahmen der Patentansprüche variieren.

Claims

Ein Düsenkopf (2), um eine Oberfläche (4) eines Substrats (6) hintereinander stattfindenden Oberflächenreaktionen mindestens eines ersten Präkursors (A) und eines zweiten Präkursors (B) auszusetzen, wobei der Düsenkopf (2) eine Auslassseite (5) hat, die Folgendes aufweist: – einen oder mehrere erste Versorgungskanäle (40), um die Oberfläche (4) des Substrats (6) dem ersten Präkursor (A) auszusetzen; – einen oder mehrere zweite Versorgungskanäle (44), um die Oberfläche (4) des Substrats (6) dem zweiten Präkursor (B) auszusetzen; – einen oder mehrere Spülgaskanäle (12), um die Oberfläche (4) des Substrats (6) einem Spülgas auszusetzen; und – einen oder mehrere Ablasskanäle (42, 46), um den ersten und den zweiten Präkursor (A, B) und das Spülgas abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskanäle (40, 44), die Spülgaskanäle (12) und die Ablasskanäle (42, 46) längsgerichtet sind und hintereinander in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind: ein Spülgaskanal (12), ein erster Versorgungskanal (40), ein Ablasskanal (42), ein Spülgaskanal (12), ein zweiter Versorgungskanal (44) und ein Ablasskanal (46), bei Wunsch mehrmals wiederholt.
Ein Düsenkopf (2) gemäß dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskanäle (40, 44), der Spülgaskanal (12) und die Ablasskanäle (42, 46) angeordnet sind, sich im Wesentlichen parallel zu erstrecken.
Ein Düsenkopf (2) gemäß dem Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassseite (5) eine Ebene ist.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskanäle (40, 44) und die Ablasskanäle (42, 46) mit einer Versorgungsöffnung (47, 48, 43, 45) versehen sind, welche sich in der Längsrichtung des Versorgungskanals (40, 44) und des Ablasskanals (42, 46) erstreckt und zu der Auslassseite (5) hin offen ist.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) mindestens eine erste, mit einem ersten Versorgungskanal (40) versehene Präkursordüse (8) und mindestens eine zweite, mit einem zweiten Versorgungskanal (44) versehene Präkursordüse (10) aufweist.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) zwei oder mehrere, mit einem Ablasskanal (42, 46) versehene Düsen aufweist.
Ein Düsenkopf (2) gemäß dem Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablasskanal (42, 46) an der Präkursordüse (8, 10) angeordnet ist und sich im Wesentlichen parallel zu dem Versorgungskanal (40, 44) erstreckt.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülgaskanäle (12) in einer passiven Flüssigkeitsverbindung zu einer Spülgasquelle (14, 16) angeordnet sind, um die Oberfläche (4) des Substrats (6) einem Spülgas auszusetzen.
Ein Düsenkopf (2) gemäß dem Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülgasquelle die den Düsenkopf (2) umgebende Gasatmosphäre (14) oder ein separater Spülgasbehälter (16) ist.
Ein Düsenkopf (2) gemäß dem Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren ersten Präkursordüsen (8) angeordnet sind, unter einem ersten Druck an der Auslassseite (5) zu funktionieren, und dass die eine oder die mehreren zweiten Präkursordüsen (10) angeordnet sind, unter einem zweiten Druck an der Auslassseite (5) zu funktionieren, und dass die Spülgasquelle (14, 16) unter einem dritten Druck angeordnet ist, der höher als der erste und der zweite Druck ist.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) mindestens eine erste Präkursordüse (8) und mindestens eine zweite Präkursordüse (10) aufweist, die alternierend hintereinander angeordnet sind und durch eine Lücke, einen Schlitz oder eine Öffnung separiert sind, die den Spülgaskanal (12) bilden.
Ein Düsenkopf (2) gemäß dem Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) eine gitterartige Struktur ist, in welcher die ersten und die zweiten Präkursordüsen (8, 10) die Stäbe bilden und die Spülgaskanäle (12) die Spalten zwischen den Stäben bilden.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungskanal (40, 44) angeordnet ist, den Präkursor (A, B) im Wesentlichen der ganzen Länge des Versorgungskanals (40, 44) entlang zuzuführen, und der Ablasskanal (42, 46) angeordnet ist, den Präkursor (A, B) im Wesentlichen der ganzen Länge des Ablasskanals (42, 46) entlang abzulassen.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungskanal (40, 44) angeordnet ist, den Präkursor (A, B) im Wesentlichen der ganzen Länge der Versorgungsöffnung (47, 48) entlang zuzuführen, und der Ablasskanal (42, 46) angeordnet ist, den Präkursor (A, B) im Wesentlichen der ganzen Länge der Auslassöffnung (43, 45) entlang abzulassen.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Präkursordüse (8, 10) oder der Versorgungskanal (40, 44) angeordnet ist, den Präkursor (A, B) im Wesentlichen senkrecht zu der Auslassseite (5) zuzuführen.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Präkursordüse (8, 10) oder der Ablasskanal (42, 46) angeordnet ist, den Präkursor (A, B) im Wesentlichen senkrecht zu der Auslassseite (5) abzulassen.
Ein Düsenkopf (2) gemäß einem der Patentansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Präkursordüse (8, 10) einen, zwischen den Versorgungskanal (40, 44) und den Ablasskanal (42, 46) angeordneten Reaktionsraum (50) aufweist, wobei der Reaktionsraum (50) zu der Auslassseite (5) hin offen ist, um die Oberfläche (4) des Substrats (6) dem Präkursor (A, B) auszusetzen.
Ein Düsenkopf (2) gemäß dem Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum (50) zwischen der Auslassseite (5) und den Versorgungs- und Ablasskanälen (40, 44, 42, 46) angeordnet ist.
Ein Düsenkopf (2) gemäß dem Patentanspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Präkursor (A, B) angeordnet ist, aus dem Versorgungskanal (40, 44) durch den Reaktionsraum (50) in den Ablasskanal (42, 46) zu fließen.
Eine Anordnung zur Bearbeitung einer Oberfläche (4) eines Substrats (6), wobei die Anordnung Folgendes aufweist: – eine Bearbeitungskammer (26), welche innen eine Gasatmosphäre (14) aufweist; – einen in der Bearbeitungskammer (26) angeordneten Düsenkopf (2), um die Oberfläche (4) des Substrats (6) hintereinander stattfindenden Oberflächenreaktionen mindestens eines ersten Präkursors (A) und eines zweiten Präkursors (B) auszusetzen, wobei der Düsenkopf (2) eine Auslassseite (5) hat, welche Folgendes aufweist: – einen oder mehrere erste Versorgungskanäle (40), um die Oberfläche (4) des Substrats (6) dem ersten Präkursor (A) auszusetzen; – einen oder mehrere zweite Versorgungskanäle (44), um die Oberfläche (4) des Substrats (6) dem zweiten Präkursor (B) auszusetzen; – einen oder mehrere Spülgaskanäle (12), um die Oberfläche (4) des Substrats (6) einem Spülgas auszusetzen; und – einen oder mehrere Ablasskanäle (42, 46), um den ersten und den zweiten Präkursor (A, B) und das Spülgas abzulassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskanäle (40, 44), die Spülgaskanäle (12) und die Ablasskanäle (42, 46) längsgerichtet sind und hintereinander in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind: ein Spülgaskanal (12), ein erster Versorgungskanal (40), ein Ablasskanal (42), ein Spülgaskanal (12), ein zweiter Versorgungskanal (46) und ein Ablasskanal (46), bei Wunsch mehrmals wiederholt.
Eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskanäle (40, 44), der Spülgaskanal (12) und die Ablasskanäle (42, 46) angeordnet sind, sich im Wesentlichen parallel zu erstrecken.
Eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskanäle (40, 44) und die Ablasskanäle (42, 46) mit einer Versorgungsöffnung (47, 48, 43, 45) versehen sind, die sich in der Längsrichtung des Versorgungskanals (40, 44) und des Ablasskanals (42, 46) erstrecken und zu der Auslassseite (5) hin offen sind.
Eine Anordnung gemäß einem der Patentansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) mindestens eine erste, mit einem ersten Versorgungskanal (40) versehene Präkursordüse (8) und mindestens eine zweite, mit einem zweiten Versorgungskanal (44) versehene Präkursordüse (10) aufweist.
Eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablasskanal (42, 46) an der Präkursordüse (8, 10) angeordnet ist und sich im Wesentlichen parallel zu dem Versorgungskanal (40, 44) erstreckt.
Eine Anordnung gemäß einem der Patentansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülgaskanäle (12) in einer passiven Flüssigkeitsverbindung zu einer Spülgasatmosphäre (14) innerhalb der Bearbeitungskammer (26) angeordnet sind, um die Oberfläche (4) des Substrats (6) dem Spülgas auszusetzen.
Eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren ersten Präkursordüsen (8) angeordnet sind, unter einem ersten Druck an der Auslassseite (5) zu funktionieren, und das die eine oder die mehreren zweiten Präkursordüsen (10) angeordnet sind, unter einem zweiten Druck an der Auslassseite (5) zu funktionieren, und dass die Spülgasquelle (14, 16) unter einem dritten Druck angeordnet ist, der höher als der erste und der zweite Druck ist.
Eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) mindestens eine erste Präkursordüse (8) und mindestens eine zweite Präkursordüse (10) aufweist, die alternierend hintereinander angeordnet sind und durch eine Lücke, einen Schlitz oder eine Öffnung getrennt sind, welche den Spülgaskanal (12) bilden.
Eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) eine gitterartige Struktur ist, in welcher die ersten und zweiten Präkursordüsen (8, 10) die Stäbe bilden und die Spülgaskanäle (12) die Spalten zwischen den Stäben bilden.