ES2712868B1 - Cámara para depósito de capas atómicas - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Cámara para depósito de capas atómicas
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una cámara para depósito de capas atómicas (“Atomic Layer Deposition”- ALD, en inglés), de especial aplicación en nanotecnología. Asimismo se refiere a un equipo para depósito de capas atómicas, que comprende una cámara para depósito de capas atómicas de la invención.
Antecedentes de la invención
El depósito de capas atómicas (ALD) es una técnica utilizada para depositar capas de material en recubrimientos en los que el aspecto sea una característica importante. Un ejemplo de un proceso ALD incluye la introducción secuencial de pulsos de gases. Por ejemplo, un ciclo para la introducción secuencial de pulsos de gases puede contener un pulso de un primer gas reactivo, seguido por un pulso de un gas de purga y/o una evacuación de la bomba, seguido por un pulso de un segundo gas reactivo, y seguido por un impulso de un gas de purga y/o una evacuación de la bomba. La introducción secuencial de los pulsos individuales del primer reactivo y el segundo reactivo puede dar como resultado la absorción alterna auto-limitante de monocapas de los reactivos en la superficie del sustrato y, por lo tanto, forma una monocapa de material para cada ciclo. El ciclo se puede repetir hasta un espesor deseado del material depositado. Un pulso de un gas de purga y/o una evacuación de la bomba entre los pulsos del primer gas reactivo y los pulsos del segundo gas reactivo sirve para reducir la probabilidad de reacciones en fase gaseosa de los reactivos debido a las cantidades en exceso de los reactivos que permanecen en la cámara.
Sin embargo, se ha observado que el diseño de cámaras para procesos ALD, en general orientados a sustratos 2D, por ejemplo, obleas de silicio de las empleadas en microelectrónica, no permite el depósito sobre sustratos de formas complejas que puedan tener grandes tamaños o formas no geométricas (por ejemplo, implantes, fibras y piezas metalúrgicas). Las máquinas existentes en el mercado emplean cámaras intercambiables de
diferentes volúmenes, por lo que su empleo resulta molesto y es necesario realizar numerosos procesos de conexión y desconexión de componentes.
Sumario de la invención
El objeto de la presente invención es, por tanto, proporcionar una cámara para depósito de capas atómicas que resuelva los inconvenientes mencionados en las cámaras de la técnica anterior.
La invención proporciona una cámara para depósito de capas atómicas que comprende un cuerpo de la cámara y una tapa de la cámara, y, adicionalmente, al menos una placa de separación que delimita diferentes volúmenes interiores en el cuerpo de la cámara, presentando cada uno de estos volúmenes interiores una entrada y una salida.
La configuración de la cámara para depósito de capas atómicas de la invención permite al usuario cambiar fácilmente el volumen de la cámara en función de la forma o el tamaño de los sustratos que deben ser recubiertos. Por tanto, permite que el mismo usuario realice el proceso de ALD para un amplio rango de materiales de sustrato sin estar limitado a sustratos de un determinado tamaño.
La cámara, por tanto, tiene un volumen principal fijo, que puede reducirse a conveniencia con las placas de separación, y se pueden emplear las entradas y salidas adecuadas según los volúmenes empleados.
Otras realizaciones ventajosas de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de las figuras
A continuación se describirá una realización ilustrativa, y en ningún sentido limitativa, del objeto de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La figura 1 muestra una vista en sección transversal de la cámara para depósito de capas atómicas de la invención.
La figura 2 muestra una vista frontal de la cámara para depósito de capas atómicas de la invención.
La figura 3 muestra otra vista en sección transversal de la cámara para depósito de capas atómicas de la invención.
La figura 4 muestra una vista lateral de la cámara para depósito de capas atómicas de la invención.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva del cuerpo de la cámara para depósito de capas atómicas de la invención.
Descripción detallada de la invención
Las figuras 1 a 4 representan varias vistas de la cámara 1 para depósito de capas atómicas de la invención.
En la realización mostrada en dichas figuras se muestra una cámara 1 para depósito de capas atómicas con un cuerpo 2 de la cámara, una tapa 3 de la cámara y tres volúmenes interiores 5, estando estos volúmenes interiores 5 separados por dos placas de separación 4 intermedias. Cada uno de los volúmenes 5 tiene una entrada 6 y una salida 7 (ubicadas lateralmente en las figuras 2 y 3), donde irán conectados los correspondientes tubos.
La realización de dichas figuras presenta volúmenes interiores 5 de forma cilíndrica y escalonados, de diámetro decreciente hacia abajo. El cuerpo 2 de la cámara (representado también en la figura 5) presenta dos escalones 8, estando ubicado cada uno de estos escalones 8 en la separación entre dos volúmenes interiores 5 consecutivos.
En la figura 4 se observa que en la parte superior de la cámara 1 hay un soporte 9 al que se puede acoplar la tapa 3 de la cámara de manera desmontable.
El soporte 9 de la tapa 3 permite la intercambiabilidad modular y sencilla de las diferentes tapas 3 que pueden acoplarse a la cámara 1: tapa convencional para realizar procesos térmicos de depósito de capas atómicas; tapa de reactor de plasma, para PEALD (“Plasma Enhanced ALD”); tapa con alimentadores eléctricos y mecánicos, para permitir que varios instrumentos externos sean colocados sobre la tapa 3 para ayudar al depósito de la película.
Las tapas 3 de la cámara se pueden cambiar en función de los materiales que se necesite depositar durante el proceso. Por ejemplo, una tapa convencional plana para el depósito de óxidos, una tapa PEALD (“Plasma Enhanced ALD”) para el depósito de nitruros o una tapa alimentadores eléctricos y mecánicos para asistencia en procesos nanoestructurados.
El volumen de la cámara 1 puede, por tanto, modificarse en función del tamaño de la muestra y de los requisitos de forma, cambiando así la capacidad de la cámara 1. Sobre cada escalón 8 puede situarse una placa de separación 4 con junta tórica y tornillos, para reducir dicha capacidad a conveniencia.
La cámara 1 puede ser calentada desde arriba, desde abajo y lateralmente, y la temperatura máxima de calentamiento puede ser de 300°C.
Aunque se han descrito y representado unas realizaciones del invento, es evidente que pueden introducirse en ellas modificaciones comprendidas dentro del alcance del mismo, no debiendo considerarse limitado éste a dichas realizaciones, sino únicamente al contenido de las reivindicaciones siguientes.
Claims (6)
- REIVINDICACIONES1 Cámara (1) para depósito de capas atómicas, que comprende un cuerpo (2) de la cámara, una tapa (3) de la cámara y al menos una placa de separación (4) que delimita diferentes volúmenes interiores (5) en el cuerpo (2) de la cámara, presentando cada uno de estos volúmenes interiores (5) una entrada (6) y una salida (7), caracterizada por que el cuerpo (2) de la cámara comprende al menos un escalón (8), estando ubicado cada uno de estos escalones (8) en la separación entre dos volúmenes interiores (5) consecutivos.
- 2.- Cámara (1) para depósito de capas atómicas según la reivindicación 1, en la que los volúmenes interiores (5) son cilíndricos y de diámetro decreciente hacia abajo.
- 3.- Cámara (1) para depósito de capas atómicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un soporte (9) al que se puede acoplar la tapa (3) de la cámara de manera desmontable.
- 4.- Cámara (1) para depósito de capas atómicas según la reivindicación 3, en la que la tapa (3) de la cámara es una tapa para procesos térmicos de depósito de capas atómicas.
- 5.- Cámara (1) para depósito de capas atómicas según la reivindicación 3, en la que la tapa (3) de la cámara es una tapa de reactor de plasma.
- 6. - Cámara (1) para depósito de capas atómicas según la reivindicación 3, en la que la tapa (3) de la cámara es una tapa con alimentadores eléctricos y mecánicos.Equipo para depósito de capas atómicas, que comprende una cámara (1) para depósito de capas atómicas de una de las reivindicaciones 1 a 6.
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