EA012961B1 - Реактор для послойного атомного осаждения - Google Patents

Реактор для послойного атомного осаждения Download PDF

Info

Publication number
EA012961B1
EA012961B1 EA200801014A EA200801014A EA012961B1 EA 012961 B1 EA012961 B1 EA 012961B1 EA 200801014 A EA200801014 A EA 200801014A EA 200801014 A EA200801014 A EA 200801014A EA 012961 B1 EA012961 B1 EA 012961B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
reaction chamber
inlet
gas
outlet
chamber according
Prior art date
Application number
EA200801014A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200801014A1 (ru
Inventor
Пекка Соининен
Лейф Кето
Original Assignee
Бенек Ой
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 Бенек Ой filed Critical Бенек Ой
Publication of EA200801014A1 publication Critical patent/EA200801014A1/ru
Publication of EA012961B1 publication Critical patent/EA012961B1/ru

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
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • 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
    • 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
    • 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
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к реакционной камере реактора послойного атомного осаждения, содержащей нижнюю стенку, верхнюю стенку и боковые стенки, проходящие между верхней стенкой и нижней стенкой с образованием внутренней части (28) реакционной камеры. Реактор содержит также одно или несколько впускных отверстий (30) для подачи газа в реакционную камеру и одно или несколько выпускных отверстий (40, 50) для отвода поданного в реактор газа из реакционной камеры. Реакционная камера отличается тем, что каждая боковая стенка реакционной камеры содержит одно или несколько впускных отверстий (30), и в этом случае все боковые стенки реакционной камеры принимают участие в газообмене.

Description

Настоящее изобретение относится к реактору для послойного атомного осаждения и к способу обработки подложки в реакционной камере реактора послойного атомного осаждения. Более конкретно изобретение относится к реакционной камере реактора послойного атомного осаждения в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения. Реакционная камера содержит покрывающую пластину и пластину основания, которые образуют внутреннюю часть внутри реакционной камеры с нижней стенкой, верхней стенкой и боковыми стенками, проходящими между верхней стенкой и нижней стенкой, при этом реактор содержит также одно или несколько впускных отверстий для подачи газа в реакционную камеру и одно или несколько выпускных отверстий для отвода поданного в реактор газа из реакционной камеры.
Реакционная камера является основным компонентом реактора послойного атомного осаждения, в которую помещают подложки для обработки. Процесс послойного атомного осаждения основан на последовательных реакциях с поверхностью подложки, насыщающих поверхность, при этом поверхность контролирует рост пленки. В ходе процесса каждый компонент реакции вводят в контакт с поверхностью отдельно. Таким образом, в реакционной камере реакционные газы подают к подложкам последовательно с промежуточными импульсами подачи продувочного газа. Соответственно, газодинамика реакционной камеры должна быть хорошей.
Из уровня техники известны проточные реакционные камеры, выполненные в виде кварцевой трубы с первым концом, через который подается реакционный газ, и вторым концом, через который газ откачивается. Газодинамика такой трубчатой реакционной камеры (распределение потока) недостаточно хороша сама по себе, а реактор должен быть оснащен различными направляющими потоков. И даже в этом случае эффективность такой реакционной камеры низка, а толщина пленки на подложке получается неравномерной. Кроме того, в такой реакционной камере процесс протекает медленно. Пример такой конструкции показан на фиг. 2 патента И8 4389973.
Известны также проточные реакционные камеры, изготовленные из кварцевых пластин. В этом случае трубопроводы подачи, направляющие потока, смесительные трубопроводы, выходные каналы и пространство для размещения подложки образованы путем соединения между собой обработанных кварцевых пластин. При этом система направления потока может быть спроектирована свободным образом и распределение потока контролируется лучше. В этих решениях поток реакционных газов и очистных газов также направляется мимо подложки от одного конца к другому, где эти газы поглощаются. При этом на кромках реакционной камеры легко создаются мертвые зоны потока, а боковые стенки оказывают влияние на поток возле стенок, что снижает динамику потока. Кроме того, в конструкции такого типа формирование реакционной камеры создает несколько поверхностей с необходимостью их уплотнения между реакционной камерой и ее окружением. Примеры описанной конструкции показаны на фиг. 1 и 2 патента И8 6572705.
В уровне техники имеются также решения с форсунками типа «верхней душевой головки», в которых поток газа, который должен подаваться в реакционную камеру, направляется непосредственно на подложку, так что в этом случае число мертвых поверхностей сведено к минимуму в радиальном направлении. Проблема в такой реакционной камере душевого типа состоит в том, что газовый поток бомбардирует поверхность подложки, и концентрация исходного материала, действующего на центральную часть подложки, выше той, что действует на края. Кроме того, при использовании такой системы затруднительно создавать камеры для одновременной обработки нескольких подложек. Пример описанной конструкции показан на фиг. 6 и 7 патента И8 6902624.
Во всех описанных выше реакционных камерах решалась задача улучшения динамики потока, однако в результате получалась сложная конструкция или невыгодное распределение потока, при котором реакционная камера не работает оптимальным образом. Кроме того, пассивные поверхности реакционной камеры без подачи или отвода газа имеют тенденцию к увлажнению. В данном контексте увлажнение означает, что поверхности подвергаются воздействию химических веществ исходного материала изза газов, протекающих в реакционной камере, что в свою очередь снижает эффективность процесса и может вызывать коррозию поверхностей реактора.
В данном контексте под подложкой имеется в виду материал, который подлежит обработке в реакторе. Это может быть, например, кремниевый диск или трехмерный объект из монолитного (плотного), пористого или порошкового материала. Реакционное пространство обычно организовано внутри вакуумной камеры или же внутренняя поверхность самой вакуумной камеры образует необходимое реакционное пространство, причем оно может нагреваться до температуры в сотни градусов. Типичная температура реакции лежит в пределах от 200 до 500°С.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании реакционной камеры, обеспечивающей решение указанных выше проблем.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет реакционной камеры, обладающей отличительными признаками по п.1 формулы изобретения и отличающейся тем, что каждая боковая стенка реакционной камеры содержит одно или несколько впускных отверстий, и в этом случае все боковые стенки реакционной камеры принимают участие в газообмене.
- 1 012961
Предпочтительные примеры осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах.
Изобретение базируется на создании проточной реакционной камеры, в которой газ подается или отводится через каждую боковую стенку реакционной камеры. Другими словами, все боковые стенки сделаны активными, так что газ может подаваться в реакционную камеру через все боковые стенки. Возможны также подача и отвод газа через одну и ту же боковую стенку. Такое решение по изобретению может быть реализовано посредством того, что каждая боковая стенка снабжена одним или несколькими впускными отверстиями, которые соединены с входными каналами для газа. В предельном случае реакционная камера вообще не содержит боковых стенок, а впускные и выпускные отверстия образуют боковые стенки реакционной камеры.
В данном контексте под впускными и выпускными отверстиями имеются в виду отверстия, которые открыты в реакционную камеру и через которые газ может течь в реакционную камеру и/или из нее. Далее, в данном контексте под входными и выходными каналами имеются в виду все каналы, трубы и подобные устройства для подачи подлежащего вводу в реакционную камеру газа к впускному отверстию и отвода газа, подлежащего отводу из реакционной камеры через выпускные отверстия. Под боковыми стенками имеются в виду стенки реакционной камеры, которые проходят между торцевыми стенками реакционной камеры. Так, например, в цилиндрической реакционной камере обечайка образует боковые стенки, а в кубической реакционной камере боковые стенки образуют те стенки, которые проходят между двумя противолежащими стенками. В реакционной камере в форме прямоугольного параллелепипеда стенки, проходящие между торцами прямоугольного параллелепипеда, образуют боковые стенки реакционной камеры для подачи в нее газа. В общем случае все боковые стенки проходят параллельно и перпендикулярны торцевым стенкам, однако при конусной форме боковые стенки сходятся.
Преимущество способа и системы по изобретению заключается в том, что число и площадь смачиваемых стенок могут быть значительно уменьшены путем выполнения всех боковых стенок реакционной камеры активными в аспекте подачи газа, что повышает эффективность использования газов и устраняет возможность нароста материала на стенках реакционной камеры. Кроме того, улучшается также газодинамика реакционной камеры с получением хорошего распределения подаваемых газов в реакционной камере и равномерного смешивания и/или осаждения материалов на поверхности подложки. Тот факт, что все стенки выполнены активными, также в значительной мере устраняет обратные потоки и застойные карманы внутри реакционной камеры. В данном контексте понятие боковой стенки относится также к стенкам, касательная к которым перпендикулярна касательной к поверхности плоской подложки. Следует также отметить, что в данном контексте понятия верхней и нижней стенок относятся к торцевым стенкам независимо от положения реакционного пространства или реакционной камеры. Другими словами, в некоторых исполнениях верхняя и нижняя стенки могут занимать вертикальное положение, например, в том случае, если реакционная камера находится в горизонтальном положении, а подложки типа пластин находятся в вертикальном положении. В том случае, когда подложки имеют вид пластин или дисков, боковыми стенками являются те стенки, которые, по существу, перпендикулярны поверхности подложки.
Краткое описание чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения.
На фиг. 1А и 1В представлена реакционная камера в соответствии с изобретением.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1А и 1В показана цилиндрическая реакционная камера 1 реактора послойного атомного осаждения в соответствии с изобретением. Реакционная камера 1 содержит покрывающую пластину 2 и пластину 4 основания. Покрывающая пластина 2 и пластина 4 основания образуют нижнюю стенку, верхнюю стенку и боковые стенки внутренней части 28 реакционной камеры. В примере выполнения по фиг. 1 покрывающая пластина 2 является круглой пластиной по типу фланца, которая может быть уложена сверху на пластину 4 основания и/или плотно прикреплена к ней, так что образует внутреннюю часть 28 реакционной камеры. Боковые стенки реакционной камеры снабжены впускными отверстиями 30 и выпускными отверстиями 40, через которые газ может подаваться во внутреннюю часть 28 реакционной камеры и отводиться из нее. Кроме того, пластина 4 основания снабжена входными каналами 12, 14, по которым газ может подаваться к впускным отверстиям 30, и выходными каналами 16, по которым газ может отводиться из внутренней части 28 реакционной камеры через выпускные отверстия 40. Могут быть предусмотрены один или несколько входных каналов 12, 14 и выходных каналов 16. Так, например, могут быть предусмотрены два входных канала 14, один из которых предназначен для реакционного газа, а другой для группы исходных материалов. В этом случае входные каналы могут дополнительно содержать клапанные средства или подобные средства для перекрытия при необходимости желаемого входного канала 14.
В примере выполнения по фиг. 1А и 1В впускное отверстие 30 и выпускное отверстие 40 выполнены путем того, что между покрывающей пластиной 2 и пластиной 4 основания оставлена щель, проходящая по всему контуру боковой стенки внутренней части 28 реакционной камеры. В этом случае щель образует по меньшей мере частично боковую стенку внутренней части 28. Эта щель сообщается с вход
- 2 012961 ными каналами 12, 14 и выходными каналами 16 и в этом случае она образует впускное отверстие 30 и выпускное отверстие 40 для внутренней части 28 реакционной камеры.
Как видно на фиг. 1А, пластина 4 основания снабжена перфорированной пластиной 10 с отверстиями 12, отстоящими друг от друга с предварительно определенным шагом. Отверстия перфорированной пластины 10 сообщаются с входными каналами 14, так что газ, предназначенный для подачи во внутреннюю часть 28 реакционной камеры, равномерно распределяется вдоль вытянутого по окружной поверхности впускного отверстия 30. Таким образом, длина перфорированной пластины определяет размер впускного отверстия 30 по отношению к выпускному отверстию 40, поскольку газ может подаваться во внутреннюю часть 28 только по длине перфорированной пластины 10 через отверстия 12. Концы перфорированной пластины дополнительно снабжены уплотнениями, которые, по существу, не допускают истечения газа из зоны между концами перфорированной пластины 10 куда-либо кроме как во внутреннюю часть 28 через впускное отверстие. Однако для предотвращения образования в потоке застойных карманов может быть целесообразно в некоторых случаях оставить определенную возможность утечки.
В примере выполнения по фиг. 1А перфорированная пластина 10 имеет протяженность 180° вдоль боковой стенки цилиндрической внутренней части 28, так что впускное отверстие 30 здесь имеет протяженность 180°. Это означает, что выпускное отверстие 40 также имеет протяженность 180°. Однако перфорированная пластина 10 снабжена пальцевыми регулировочными средствами 26 для регулировки длины перфорированной пластины 10. Так, например, путем регулировки размера перфорированной пластины 10, а, следовательно, и впускного отверстия 30 до 220° и соответствующего уменьшения размера выпускного отверстия до 140° может быть обеспечена более интенсивная подача газа во внутреннюю часть 28 реакционной камеры. При регулировке размера перфорированной пластины 10, а, следовательно, и впускного отверстия до 140° и соответствующего увеличения размера выпускного отверстия до 220° может быть обеспечен более интенсивный отвод газа из внутренней части 28 реакционной камеры. Преимущество такой возможности регулировки состоит в том, что поток может регулироваться для лучшего соответствия требованиям каждого исходного материала. В соответствии с фиг. 1А такой тип регулируемой перфорированной пластины 10 может быть обеспечен тем, что она состоит из двух перекрывающихся секций, которые при регулировке перемещаются скольжением и перекрывают друг друга. Регулировка может производиться при смещении вниз пальца 26, после чего секции перфорированной пластины 10 могут быть перемещены в положение перекрытия. Отверстия 12 перфорированной пластины 10, из которых газ течет к впускному отверстию 30, приспособлены для приема пальца 26, так что для пальца 26 не требуется отдельных отверстий. Кроме того отверстия 12 выполнены в обеих секциях с одним и тем же предварительно определенным шагом, так что отверстия будут совмещаться в вертикальном направлении при скольжении секций одна поверх другой.
Выходной канал 16 открывается у кромки пластины 4 основания в виде окружной канавки и далее сообщается с выпускным отверстием 40. Выходной канал не обязательно требует перфорированной пластины, поскольку часто нет необходимости в том, чтобы распределять отводимый поток равномерно по длине боковой стенки, как это требуется для подаваемого потока. Само собой разумеется, что выпускной канал может быть также снабжен перфорированной пластиной, если желательно добиться более равномерного отвода.
Как описано выше, вся окружная боковая стенка цилиндрической реакционной камеры выполнена активной, так что вся длина боковой стенки используется для подачи газа во внутреннюю часть реакционной камеры и отвода газа из нее. Другими словами, вся длина боковой стенки представляет собой впускное или выпускное отверстие, и в этом случае впускное отверстие или выпускное отверстие проходит по всей длине боковой стенки. В данном случае в боковой стенке, по существу, нет неактивных частей.
Как показано на фиг. 1В, пластина 4 основания снабжена держателем 22 для приема подложки. В данном примере осуществления держатель 22 выполнен в виде углубления в верхней поверхности пластины 4 основания, в которое может быть помещен для обработки, например, тонкий кремниевый диск. При размещении в держателе 22 кремниевый диск образует существенную часть нижней стенки внутренней части 28 реакционной камеры. В данном примере осуществления в покрывающей пластине 2 выполнено круглое отверстие 32, кромка которого выполняет функцию другого держателя 22 для приема другой подложки. В данном случае, например, кремниевый диск может быть помещен сверху на кромку 20, так что он образует существенную часть верхней стенки внутренней части 28 реакционной камеры. В данном случае два кремниевых диска могут обрабатываться в реакционной камере одновременно таким образом, что обрабатывается верхняя поверхность кремниевого диска, помещенного в держатель 22 пластины 4 основания, и нижняя поверхность кремниевого диска, помещенного в держатель 22 покрывающей пластины 2. В этом случае кремниевые диски образуют большую часть поверхностей реакционной камеры, которые будут увлажняться, что сводит к минимуму число смачиваемых поверхностей покрывающей пластины 2 и пластины 4 основания и в результате снижает до минимума нежелательное воздействие используемых газов на покрывающую пластину 2 и пластину 4 основания.
Решение по фиг. 1А и 1В может быть модифицировано самыми различными путями в пределах объема защиты изобретения, определенного в пунктах формулы изобретения. Форма внутренней части
- 3 012961 реакционной камеры может быть выбрана свободным образом, внутренняя часть может быть кубической, в форме прямоугольного параллелепипеда, многоугольника, может иметь овальное поперечное сечение или любую другую геометрическую форму. Если, например, внутренняя часть реакционной камеры выполнена в форме куба, она содержит четыре боковые стенки. В этом случае по меньшей мере одна боковая стенка снабжена впускными отверстиями, а другие боковые стенки снабжены выпускными отверстиями. Размеры внутренней части реакционной камеры также могут быть отрегулированы применительно к объекту или продукту, подлежащему обработке. Например, когда обрабатывается трехмерный объект, высота боковых стенок может быть увеличена, чтобы объект поместился во внутреннюю часть реакционной камеры. В этом случае окружная боковая стенка реакционной камеры по фиг. 1А и 1В может быть, например, вытянута путем увеличения расстояния между покрывающей пластиной 2 и пластиной 4 основания. При этом реакционная камера становится трубчатой конструкцией, а ее корпус образует боковые стенки реакционной камеры. При этой трубчатой форме реакционной камеры впускные отверстия формируются во внутренней стенке корпуса путем выполнения в ней отверстий для подачи газа или путем изготовления внутренней стенки корпуса из пористого материала, такого как спеченный металлокерамический материал, обладающий газопроницаемостью. При выполнении боковой стенки пористой газ подают с задней стороны боковой стенки, а оттуда он проникает через пористый материал во внутреннюю часть реакционной камеры. Соответственно, корпус может быть снабжен выпускными отверстиями или отвод может осуществляться путем абсорбции газа через пористую боковую стенку. В случае использования пористого материала реакционная камера может быть образована двумя трубами, помещенными одна внутри другой. Внутренняя труба изготовлена из пористого материала, а реакционное пространство образовано внутри нее. Корпус может быть снабжен впускными отверстиями или пористым материалом, так что газ может подаваться в реакционную камеру по всему контуру и длине корпуса или только вдоль участка по длине или контуру. Так, например, газ может подаваться только через половину контура корпуса по всей его длине. Соответственно, выпускные отверстия могут быть расположены по всему контуру и длине корпуса или только вдоль участка по длине или контуру. В альтернативном варианте выпускные отверстия могут быть предусмотрены в одной или обеих торцевых стенках цилиндра. В этом случае целесообразно подавать газ в реакционное пространство по всему контуру и по всей длине корпуса реакционной камеры.
Кроме того, отношение части подачи к части отвода в корпусе может быть разделено по тому же принципу, который описан применительно к перфорированной пластине. В этом случае отношение подачи газа к отводу может быть отрегулировано путем регулировки отношения площадей подачи и отвода в корпусе. Такая удлиненная реакционная камера может иметь внутренний диаметр 230 мм и наружный диаметр от 300 до 350 мм для приема кремниевых дисков диаметром 200 мм. Кроме того, реакционная камера может быть снабжена опорными устройствами для приема одного или нескольких кремниевых дисков или других подложек для одновременной обработки. Если длину реакционной камеры увеличить, она может использоваться для обработки сотен кремниевых дисков одновременно. Кроме того, кремниевые диски могут быть помещены таким образом, что зазоры между ними функционируют как зазоры, ограничивающие поток. В этом случае нет необходимости в пористой или перфорированной внутренней трубе. Это дополнительно упрощает конструкцию.
Каждая боковая стенка реакционной камеры снабжена одним или несколькими впускными отверстиями и/или выпускными отверстиями. Так, например, противоположные боковые стенки внутренней части кубической реакционной камеры могут содержать, соответственно, впускные и выпускные отверстия. Альтернативно две смежные стенки могут содержать впускные отверстия, а две другие смежные стенки - выпускные отверстия. Дополнительно возможен вариант выполнения, в котором только одна стенка снабжена впускными отверстиями, а три другие стенки - выпускными отверстиями, и наоборот. Одна и та же боковая стенка может быть также снабжена как впускными, так и выпускными отверстиями. Далее следует отметить, что длина реакционной камеры может быть увеличена таким же путем, как в случае трубчатой реакционной камеры, независимо от ее формы. Так, например, кубическая реакционная камера может быть вытянута, как это было описано выше.
Далее, входные и выходные каналы могут быть расположены желаемым образом, а их число выбрано в соответствии с потребностью. Кроме того, входные и выходные каналы могут быть предусмотрены также в покрывающей пластине таким же образом, как в пластине основания. Вместо перфорированной пластины могут использоваться другие подобные средства для равномерного распределения подаваемого потока вдоль желаемой длины боковой стенки. Перфорированная пластина, пластина основания или покрывающая пластина могут быть также снабжены ответвляющимися каналами или подобными элементами. Регулировочные средства для регулировки входных каналов и/или выходных каналов, и/или впускных отверстий, и/или выпускных отверстий могут содержать также средства других видов, такие как затворы, клапаны или подвижные уплотнения для управляемого отделения друг от друга впускных и выпускных отверстий или входных и выходных каналов. Регулировочные средства могут регулировать местоположение и/или размер, и/или число впускных отверстий, и/или выпускных отверстий, и/или входных каналов и/или выходных каналов в каждой боковой стенке или во всех боковых стенках по отношению друг к другу.
- 4 012961
Держатели для подложки также могут существенно различаться. В примере осуществления по фиг. 1А покрывающая пластина может быть выполнена также закрытой, и тогда может использоваться только держатель 22 в пластине 4 основания. Соответственно, может использоваться только держатель 20 в покрывающей пластине. На фиг. 1А и 1В показан также второй выходной канал 10 и выпускное отверстие 50. Выпускное отверстие 50 и выходной канал 10 могут использоваться при обработке кремниевого диска, помещенного только в покрывающей пластине 2. В этом случае газ может подаваться во внутреннюю часть 28 реакционной камеры по всей длине боковой стенки. Другими словами, окружная стенка не содержит выпускного отверстия, а только впускное отверстие, которое проходит по всей окружной поверхности боковой стенки, то есть на 360°. В этом случае газ входит во внутреннюю часть 28 радиально по всем направлениям и истекает из внутренней части 28 через выпускное отверстие 50 в середине пластины 4 основания. Соответствующим образом выпускное отверстие 50 и выходной канал 18 могут быть расположены в центре покрывающей пластины 2, и в этом случае для приема подложки используются только держатели 22 пластины 4 основания. В таком примере выполнения газ обтекает подложку и выходит через выпускное отверстие в середине.
В примере осуществления по фиг. 1А и 1В впускное отверстие 30 и выпускное отверстие 40 в боковой стенке внутренней части 28 выполнены сплошными и образуют, по существу, боковые стенки внутренней части 28. Впускное отверстие 30 проходит, например, на 180° по длине окружности боковой стенки, а выпускное отверстие проходит на остальные 180°, так что боковая стенка является активной по всей длине окружности. Альтернативно впускное и выпускное отверстия могут быть выполнены в виде отверстий, щелевых участков заданной длины или подобных отверстий, расположенных в боковых стенках с предварительно определенным шагом.
Существенным для изобретения является то, что газ может подаваться, по меньшей мере, через одну боковую стенку во внутреннюю часть реакционной камеры и отводиться через другие боковые стенки. Альтернативно газ может подаваться через все боковые стенки и в этом случае отводиться через нижнюю или верхнюю стенки. В этом случае каждая боковая стенка снабжена впускными отверстиями, а нижняя и верхняя стенки - выпускным отверстием или отверстиями. За счет этого создается реакционная камера, все стенки которой являются активными.
Специалисту в данной области понятно, что по мере развития технологии изобретательские идеи могут осуществляться различными путями. Таким образом, изобретение не ограничивается описанными примерами осуществления и возможны различные изменения и модификации в пределах объема защиты, определяемого пунктами формулы изобретения.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Реакционная камера реактора послойного атомного осаждения, содержащая нижнюю стенку, верхнюю стенку и боковые стенки, проходящие между верхней стенкой и нижней стенкой и определяющие контур реакционной камеры с образованием внутренней части (28) реакционной камеры, причем реактор содержит также одно или несколько впускных отверстий (30) для подачи газа в реакционную камеру и одно или несколько выпускных отверстий (40) для отвода поданного в реактор газа из реакционной камеры, отличающаяся тем, что впускные отверстия (30) и выпускные отверстия (40) расположены по контуру, определенному боковыми стенками таким образом, что длина контура разделена на часть подачи газа и часть отвода газа для подачи газа в реакционную камеру вдоль одного участка контура и отвода газа из реакционной камеры вдоль другого участка контура.
  2. 2. Реакционная камера по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена одним или несколькими входными каналами (14, 12), сообщающимися с впускными отверстиями (30), и одним или несколькими выходными каналами (16, 18), сообщающимися с выпускными отверстиями (40, 50).
  3. 3. Реакционная камера по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутренняя часть (28) реакционной камеры выполнена цилиндрической, при этом она содержит одну окружную боковую стенку.
  4. 4. Реакционная камера по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутренняя часть (28) реакционной камеры выполнена кубической.
  5. 5. Реакционная камера по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутренняя часть (28) реакционной камеры выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда.
  6. 6. Реакционная камера по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что входные каналы (14, 12) и/или впускные отверстия (30) и выходные каналы (16, 18) и/или выпускные отверстия (40, 50) расположены таким образом, что газ может подаваться в реакционную камеру вдоль всей длины окружной боковой стенки.
  7. 7. Реакционная камера по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что выходные каналы (16, 18) и входные каналы (14, 12) выполнены в пластине (4) основания.
  8. 8. Реакционная камера по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что она содержит средства для регулировки отношения части подачи и части отвода.
  9. 9. Реакционная камера по п.8, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средства для регулировки входных каналов (14, 12) и/или впускных отверстий (30), и/или выходных каналов (16, 18),
    - 5 012961 и/или выпускных отверстий (40, 50) для регулировки количества газа, подаваемого во внутреннюю часть (28) реакционной камеры и/или отводимого из нее.
  10. 10. Реакционная камера по п.9, отличающаяся тем, что регулировочные средства (10, 26) расположены таким образом, чтобы регулировать местоположение, и/или размер, и/или число впускных отверстий (30) и/или выпускных отверстий (40, 50).
  11. 11. Реакционная камера по п.9, отличающаяся тем, что регулировочные средства (10, 26) расположены таким образом, чтобы регулировать число и/или местоположение входных каналов (14, 12) и/или выходных каналов.
  12. 12. Реакционная камера по любому из пп.8-11, отличающаяся тем, что регулировочные средства (10, 26) содержат перфорированную пластину (10), расположенную во входном канале (14) для подачи газа к впускному отверстию (30) через свои отверстия (26), причем длина перфорированной пластины и/или число отверстий (26) являются регулируемыми.
  13. 13. Реакционная камера по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что как пластина (4) основания, так и покрывающая пластина (2) снабжены держателями (22, 20) для подложки, и в этом случае две подложки могут обрабатываться одновременно.
  14. 14. Реакционная камера по п.13, отличающаяся тем, что держатель (20), предусмотренный в покрывающей пластине (2), расположен таким образом, что помещенная в него подложка образует по меньшей мере часть верхней стенки реакционной камеры, а держатель (22), предусмотренный в пластине основания, расположен таким образом, что помещенная в него подложка образует по меньшей мере часть нижней стенки реакционной камеры.
EA200801014A 2005-11-17 2006-11-16 Реактор для послойного атомного осаждения EA012961B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055612A FI121750B (fi) 2005-11-17 2005-11-17 ALD-reaktori
PCT/FI2006/050500 WO2007057519A1 (en) 2005-11-17 2006-11-16 Ald reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200801014A1 EA200801014A1 (ru) 2008-12-30
EA012961B1 true EA012961B1 (ru) 2010-02-26

Family

ID=35458852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200801014A EA012961B1 (ru) 2005-11-17 2006-11-16 Реактор для послойного атомного осаждения

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090255470A1 (ru)
EP (1) EP1948843A4 (ru)
JP (1) JP2009516077A (ru)
CN (1) CN101310043B (ru)
EA (1) EA012961B1 (ru)
FI (1) FI121750B (ru)
WO (1) WO2007057519A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI123322B (fi) * 2007-12-17 2013-02-28 Beneq Oy Menetelmä ja laitteisto plasman muodostamiseksi
FI122941B (fi) * 2008-06-12 2012-09-14 Beneq Oy Sovitelma ALD-reaktorin yhteydessä
FI122940B (fi) * 2009-02-09 2012-09-14 Beneq Oy Reaktiokammio
FR2989691B1 (fr) * 2012-04-24 2014-05-23 Commissariat Energie Atomique Reacteur pour le depot de couche atomique (ald), application a l'encapsulage d'un dispositif oled par depot de couche transparente en al2o3.
WO2014207290A1 (en) 2013-06-27 2014-12-31 Picosun Oy Anti-counterfeit signature
EP2937890B1 (en) 2014-04-22 2020-06-03 Europlasma nv Plasma coating apparatus with a plasma diffuser and method preventing discolouration of a substrate
CN111517928A (zh) * 2020-04-30 2020-08-11 武汉有机实业有限公司 二苄醚氧化工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1052309A2 (en) * 1999-05-10 2000-11-15 ASM Microchemistry Oy Apparatus for fabrication of thin films
US20030213435A1 (en) * 2002-04-11 2003-11-20 Kazuyuki Okuda Vertical type semiconductor device producing apparatus
US20040007179A1 (en) * 2002-07-15 2004-01-15 Jae-Cheol Lee Reaction apparatus for atomic layer deposition
US20040173150A1 (en) * 2003-03-03 2004-09-09 Derderian Garo J. Reactors, systems with reaction chambers, and methods for depositing materials onto micro-device workpieces
US20050051100A1 (en) * 2000-12-15 2005-03-10 Chiang Tony P. Variable gas conductance control for a process chamber
US20050241176A1 (en) * 2003-10-29 2005-11-03 Shero Eric J Reaction system for growing a thin film
WO2006111617A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Beneq Oy Reactor

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4389973A (en) * 1980-03-18 1983-06-28 Oy Lohja Ab Apparatus for performing growth of compound thin films
JP3024449B2 (ja) * 1993-07-24 2000-03-21 ヤマハ株式会社 縦型熱処理炉及び熱処理方法
FI100409B (fi) * 1994-11-28 1997-11-28 Asm Int Menetelmä ja laitteisto ohutkalvojen valmistamiseksi
US6030902A (en) * 1996-02-16 2000-02-29 Micron Technology Inc Apparatus and method for improving uniformity in batch processing of semiconductor wafers
JP3231996B2 (ja) * 1996-04-26 2001-11-26 シャープ株式会社 気相成長装置
KR100252049B1 (ko) * 1997-11-18 2000-04-15 윤종용 원자층 증착법에 의한 알루미늄층의 제조방법
KR100347379B1 (ko) * 1999-05-01 2002-08-07 주식회사 피케이엘 복수매 기판의 박막 증착 공정이 가능한 원자층 증착장치
KR100360401B1 (ko) * 2000-03-17 2002-11-13 삼성전자 주식회사 슬릿형 공정가스 인입부와 다공구조의 폐가스 배출부를포함하는 공정튜브 및 반도체 소자 제조장치
WO2003038145A2 (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Genus, Inc. Chemical vapor deposition system
KR100453014B1 (ko) * 2001-12-26 2004-10-14 주성엔지니어링(주) Ｃｖｄ 장치
JP2004014953A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Tokyo Electron Ltd 処理装置および処理方法
JP4354908B2 (ja) * 2002-06-10 2009-10-28 東京エレクトロン株式会社 処理装置
JP2004095770A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JP2004091850A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Tokyo Electron Ltd 処理装置及び処理方法
US20040069227A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-15 Applied Materials, Inc. Processing chamber configured for uniform gas flow
KR100973666B1 (ko) * 2003-06-17 2010-08-03 주성엔지니어링(주) 원자층증착장치의 가스밸브 어셈블리
JP2005243964A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Furukawa Co Ltd 化学気相成長装置および化学気相成長方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1052309A2 (en) * 1999-05-10 2000-11-15 ASM Microchemistry Oy Apparatus for fabrication of thin films
US20050051100A1 (en) * 2000-12-15 2005-03-10 Chiang Tony P. Variable gas conductance control for a process chamber
US20030213435A1 (en) * 2002-04-11 2003-11-20 Kazuyuki Okuda Vertical type semiconductor device producing apparatus
US20040007179A1 (en) * 2002-07-15 2004-01-15 Jae-Cheol Lee Reaction apparatus for atomic layer deposition
US20040173150A1 (en) * 2003-03-03 2004-09-09 Derderian Garo J. Reactors, systems with reaction chambers, and methods for depositing materials onto micro-device workpieces
US20050241176A1 (en) * 2003-10-29 2005-11-03 Shero Eric J Reaction system for growing a thin film
WO2006111617A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Beneq Oy Reactor

Also Published As

Publication number Publication date
EP1948843A4 (en) 2010-04-14
JP2009516077A (ja) 2009-04-16
FI121750B (fi) 2011-03-31
CN101310043A (zh) 2008-11-19
US20090255470A1 (en) 2009-10-15
FI20055612A0 (fi) 2005-11-17
EP1948843A1 (en) 2008-07-30
EA200801014A1 (ru) 2008-12-30
WO2007057519A1 (en) 2007-05-24
FI20055612A (fi) 2007-05-18
CN101310043B (zh) 2010-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA012961B1 (ru) Реактор для послойного атомного осаждения
US6010748A (en) Method of delivering source reagent vapor mixtures for chemical vapor deposition using interiorly partitioned injector
TWI677593B (zh) 用於提供均勻流動的氣體的設備及方法
EP0853138B1 (en) Vapor-phase film growth apparatus and gas ejection head
JP4630226B2 (ja) シャワーヘッドを用いた化学気相蒸着方法及びその装置
KR101505497B1 (ko) 소용적의 대칭 흐름형 단일 웨이퍼 원자층 증착 장치
KR100614648B1 (ko) 반도체 소자 제조에 사용되는 기판 처리 장치
TWI586829B (zh) 具有方位角與徑向分布控制的多區域氣體注入總成
KR101625078B1 (ko) 가스분사장치 및 이를 이용한 기판처리장치
TWI390608B (zh) 氣體處理系統
CN101120116B (zh) 通过气相化学渗透对薄形多孔基片进行密实的方法以及这种基片的装载设备
US20050160984A1 (en) Method and apparatus for ALD on a rotary susceptor
KR20080026510A (ko) 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 원자층 증착 방법
KR100634451B1 (ko) 반도체 소자 제조 장치
JP2002518839A (ja) デュアルチャネル・ガス分配プレート
JP2007247066A (ja) 回転サセプタを備える半導体処理装置
TWI606137B (zh) 基板處理設備
KR100574569B1 (ko) 박막 증착방법 및 분리된 퍼지가스 분사구를 구비하는박막 증착장치
WO2024078175A1 (zh) 一种气体分配件、气体输送装置及其薄膜处理装置
US8506754B2 (en) Cross flow CVD reactor
CN106011789B (zh) Mocvd系统及其反应气体输送装置
US4256053A (en) Chemical vapor reaction system
US20230024132A1 (en) Substrate processing apparatus and method
FI122940B (fi) Reaktiokammio
KR101143087B1 (ko) 의도하지 않은 가스 혼합 없이 고온 구조물을 통한 이중 가스 운반을 위한 시스템, 방법, 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM