FI121750B - ALD-reaktori - Google Patents

Description

ALD-reaktori

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy ALD-reaktorin (Atomic Layer Deposition) reaktio-kammioon. Keksintö liittyy tarkemmin patenttivaatimuksen 1 johdannon mukai-5 seen ALD-reaktorin reaktiokammioon, joka käsittää reaktiokammion sisäosan pohjaseinämän, yläseinämän ja pohjaseinämän ja yläseinämän välille ulottuvat sivuseinämät, reaktorin käsittäessä lisäksi yhden tai useamman syöttöaukon kaasun syöttämiseksi reaktiokammion sisälle ja yhden tai useamman poisto-aukon reaktoriin syötetyn kaasun poistamiseksi reaktiokammion sisältä.

10 Reaktiokammio on ALD-reaktorin pääkomponentti, jonne käsiteltä vät substraatit asetetaan. ALD-prosessi perustuu jaksottaisiin, saturoituihin pintareaktioihin, jossa pinta säätelee kalvon kasvua. Siinä kukin reaktiokom-ponentti tuodaan erikseen kosketukseen pinnan kanssa. Reaktiokammiossa substraattien ylitse johdetaan siis peräkkäisesti reaktiokaasuja sekä niiden vä-15 Iissä huuhtelukaasupulsseja. Siten reaktiokammion virtausdynamiikan on oltava hyvä. Perinteisillä tunnetun tekniikan kvartsiputkesta valmistetuilla läpisyöt-tötyyppisillä reaktiokammioilla on ensimmäinen pää, josta reaktiokaasu syötetään, ja toinen pää, josta se pumpataan pois. Tällaisen putkimaisen reaktio-kammion virtausdynamiikka (virtauksen jakauma) ei ole sellaisenaan riittävän 20 hyvä vaan reaktoriin on lisättävä erillisiä virtauksenohjaimia. Siitäkin huolimatta tällaisen reaktiokammion materiaalitehokkuus on huono, substraatille aikaansaadun kalvon paksuus ei ole tasainen ja lisäksi prosessi tällaisessa reaktio-kammiossa on hidas. Esimerkki tällaisesta rakenteesta löytyy mm. US-patentin 4,389,973 kuvasta 2. Läpisyöttötyyppisiä reaktiokammioita on tehty myös 25 kvartsilevyistä, jolloin syöttöputket, virtauksenohjaimet, sekoitusputket, poisto-^ putket ja tila substraatille on valmistettu työstämällä kvartsilevyjä. Tällöin näi- ™ den työstettyjen levyjen liittäminen yhteen muodostaa reaktiokammion ja sen 9 virtausjärjestelmän, jolloin virtausjärjestelmä voidaan suunnitella vapaasti ja oj virtauksen jakaantumista voidaan hallita paremmin. Myös tällaisissa ratkaisuis- | 30 sa reaktiokaasujen ja puhdistuskaasujen virtaus ohjataan yhdeltä sivulta sub- straatin ylitse toiselle sivulle, josta ne imetään pois, jolloin reaktiokammion S nurkkiin helposti syntyy virtausumpikujia ja seinämien lähellä sivuseinävaiku- o tuksia virtaukseen, jotka heikentävät virtausdynamiikkaa. Lisäksi tällaisessa o w rakenteessa reaktiokammion muodostaminen aikaansaa paljon tiivistettäviä 35 pintoja reaktiokammion ja ympäristön välille. Esimerkkinä kuvatusta rakenteesta US 6,572,705 kuvat 1 ja 2. Tunnettu tekniikka käsittää myös niin sanottuja 2 yläpuolisia "suihkusuutin-tyyppisiä" suutinrakenteita (shower head), joissa re-aktiokammioon johdettavien kaasujen virtaus johdetaan suoraan substraattia vasten, jolloin kuolleet pinnat minimoituvat säteittäisessä suunnassa. Ongelma tässä suihkureaktiokammiossa on se, että kaasuvirtaukset törmäävät sub-5 straatin pintaan ja substraatin keskiosa altistuu konsentraatioltaan väkeväm-mälle lähtöainevirtaukselle kuin substraatin reuna-alueet. Lisäksi tällä virtaus-systeemillä on vaikea tehdä kammioita useamman substraatin samanaikaiseksi käsittelemiseksi. Esimerkkinä kuvatusta rakenteesta US 6,902,624 kuvat 6 ja 7.

10 Kaikissa edellä kuvatuissa reaktiokammioissa on yritetty parantaa virtausdynamiikkaa mutta tuloksena on ollut monimutkainen rakenne tai epäedullinen virtausjakauma, jolloin reaktiokammion toiminta ei ole optimaalinen. Lisäksi reaktiokammion passiiviset pinnat, joissa ei ole kaasun syöttöä tai poistoa, pyrkivät kostumaan (wetting). Tällä kostumisella tarkoitetaan tässä yhtey- 15 dessä pintojen altistumista lähtöainekemikaaleille reaktiokammiossa viilaavien kaasujen vaikutuksesta, joka puolestaan heikentää prosessin materiaalitehok-kuutta ja saattaa aiheuttaa reaktorin pintojen korroosiota.

Substraatilla tarkoitetaan tässä yhteydessä reaktorissa käsiteltävää materiaalia, joka voi olla esimerkiksi piikiekko tai kolmiulotteinen kappale, olo- 20 muodoltaan kiinteää (tiivistä), huokoista tai jauhemaista ainetta. Reaktiokam-mio on yleensä sijoitettu alipainekammion sisälle, tai itse alipainekammion sisäpinta muodostaa tarvittavan reaktiotilan, ja se voidaan lämmittää useiden satojen asteiden lämpötilaan. Tyypillinen reaktiolämpötila on 200 - 500 °C.

Keksinnön lyhyt selostus 25 Keksinnön tavoitteena on siten kehittää reaktiokammio siten, että yl- 5 lä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön mukainen ratkaisu saavu- c\] . tetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisella reaktiokammiolla, 9 jolle on tunnusomaista se, että syöttöaukot ja poistoaukot on järjestetty sivu- ^ seinämien määrittämälle kehälle siten, että kehän koko pituus on jaettu syöttö- | 30 osioon ja poisto-osioon kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon sivuseinämien ^ määrittämän kehän syöttöosion kautta ja poistamiseksi sivuseinämien määritkö tämän kehän poisto-osion kautta.

o Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaa- ^ timusten kohteena.

35 Keksintö perustuu siihen, että aikaansaadaan läpisyöttötyyppinen reaktiokammio, jossa kaasua syötetään tai poistetaan reaktiokammioon jokai- 3 sen sivuseinämän kautta. Toisin sanoen kaikista sivuseinämistä on tehty aktiivisia, jolloin kaikkien sivuseinämien kautta on kaasua johdettavissa reak-tiokammion sisälle. On myös mahdollista, että saman sivuseinämän kautta sekä syötetään että poistetaan kaasua. Tämä keksinnön mukainen ratkaisu voi-5 daan toteuttaa muodostamalla kuhunkin sivuseinämään yksi tai useampi syöt-töaukko, joka on vastaavasti yhteydessä kaasun tuloyhteisiin. Ääritapauksessa reaktiokammio ei käsitä lainkaan konkreettisia sivuseinämiä, vaan syöttöaukot ja poistoaukot muodostavat reaktiokammion sivuseinämät.

Syöttö- ja poistoaukoilla tarkoitetaan tässä yhteydessä reaktiokam-10 mioon avautuvia aukkoja, joista kaasu pääsee virtaamaan reaktiokammion sisälle ja/tai siitä ulos. Tulo- ja poistoyhteillä puolestaan tarkoitetaan tässä yhteydessä kaikkia niitä kanavia, putkituksia ja vastaavia, joiden avulla reak-tiokammioon tuotava kaasu johdetaan syöttöaukkoon ja vastaavasti joiden avulla reaktiokammiosta poistettava kaasu johdetaan poistoaukosta ulos reak-15 tiokammiosta. Sivuseinämillä tarkoitetaan reaktiokammion seinämiä, jotka ulottuvat reaktiokammion päätyseinämien välille. Esimerkiksi lieriömäisessä reak-tiokammiossa vaippaosa muodostaa sivuseinämät, kuutiomaisessa reaktio-kammiossa kahden vastakkaisen valitun päätyseinämän välillä ulottuvat seinämät muodostavat sivuseinämät, tai muussa monikulmaisessa reaktiokam-20 miossa ne seinämät, jotka ulottuvat kulloisenkin monikulmion muotoisten päätyseinämien välillä, muodostavat reaktiokammion sivuseinämät, joiden kautta kaasu johdetaan reaktiokammioon. Yleisesti kaikki sivuseinämät ulottuvat yhdensuuntaisesti ja kohtisuorassa päätyseinämiin nähden, mutta kartiomaisissa ratkaisuissa nämä sivuseinämät lähestyvät toisiaan.

25 Keksinnön mukaisen järjestelmän etuna on se, että muodostamalla reaktiokammion kaikki sivuseinämät aktiivisiksi kaasujen syöttöä varten voi-o daan kostuvien pintojen määrää ja pinta-alaa pienentää olennaisesti, mikä pa- tL rantaa käytettyjen kaasujen materiaalitehokkuutta, kun reaktiokammion sei- o nämiin ei tule materiaalikasvua. Lisäksi samalla reaktiokammion virtausdyna-^ 30 miikka paranee, jolloin reaktiokammioon johdettavien kaasun jakautuminen on

X

£ hyvä ja materiaalin seostuminen ja/tai kerrostuminen substraatin päälle on ta- c\j saista. Kaikkien seinämien muodostaminen aktiivisiksi eliminoi myös olennai- io sesti takaisinvirtaukset ja virtauksen umpikujataskut reaktiokammion sisällä, m § Sivuseinämällä tarkoitetaan tässä yhteydessä myös seinämiä, joiden tangentti 0X1 35 on kohtisuorassa tasomaisen substraatin pinnan tangenttiin nähden. Edelleen on huomioitava, että ylä- ja alaseinämillä tarkoitetaan tässä yhteydessä pääty- 4 seinämiä riippumatta reaktiothan tai reaktiokammion asennosta. Toisin sanoen ylä- ja alaseinämä voivat joissakin suoritusmuodoissa olla pystysuorassa asennossa, mikäli esimerkiksi reaktiokammio on asetettu vaakasuoraan asentoon levymäisten substraattien ollessa pystysuorassa asennossa. Levymäisten 5 tai kiekkomaisten substraattien tapauksessa sivuseinämät ovat niitä seinämiä, jotka ovat olennaisesti kohtisuorassa substraatin pintaa vastaan.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: 10 Kuviot 1A ja 1B esittävät erästä esillä olevan keksinnön mukaista reaktiokammiota.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Viitaten kuvioon 1A ja 1B on niissä esitetty eräs esillä olevan keksinnön mukainen sylinterimäinen ALD-reaktorin reaktiokammio 1, joka käsittää 15 kansilevyn 2 ja pohjalevyn 4. Kansilevy 2 ja pohjalevy 4 määrittävät reaktiokammion sisäosan 28 pohjaseinämän, yläseinämän sekä sivuseinämät. Kuvion 1 suoritusmuodossa kansilevy 2 pyöreä laippamainen levy, joka on asetettavissa ja/tai kiinnitettävissä tiiviisti pohjalevyn 4 päälle reaktiokammion sisäosan 28 muodostamiseksi. Reaktiokammion sivuseinämiin on aikaansaatu 20 syöttöaukoja 30 sekä poistoaukkoja 40, joiden kautta kaasua on vastaavasti johdettavissa reaktiokammion sisäosaan 28 ja poistettavissa reaktiokammion sisäosasta 28. Lisäksi pohjalevyyn 4 on aikaansaatu tuloyhteitä 12 ja 14, joita pitkin kaasua on johdettavissa syöttöaukkoihin 30, sekä poistoyhteitä 16, joita pitkin kaasua on johdettavissa lähtöaukkojen 40 kautta ulos reaktiokammion ^ 25 sisäosasta 28. Tuloyhteitä 12, 14 ja poistoyhteitä 16 voi olla yksi tai useampia.

^ Tuloyhteitä 14 voi olla esimerkiksi kaksi, joista toinen on reaktiokaasua varten 9 ja toista lähtöaineryhmää varten, jolloin tuloyhteet voivat käsittää lisäksi venttii- c\i livälineet tai vastaavat halutun tuloyhteen 14 sulkemiseksi tarvittaessa.

£ Kuvioiden 1A ja 1B suoritusmuodossa tuloaukko 30 ja lähtöaukko

CL

30 40 on aikaansaatu siten, että kansilevyn 2 ja pohjalevyn 4 väliin jää rako, joka S ulottuu reaktiokammion sisäosan 28 sivuseinämän kehän koko matkalla. Täl- g löin tämä rako muodostaa ainakin osittain sisäosan 28 sivuseinämät. Tämä ° rako on edelleen virtausyhteydessä tuloyhteisiin 12, 14 sekä poistoyhteisiin 16, jolloin tämä rako muodostaa tuloaukon 30 sekä poistoaukon 40 reaktiokammi-35 on sisäosalle 28. Raon ulottuessa sivuseinämien koko matkalla hyödynnetään 5 reaktiokammion sivuseinämä kokonaan kaasun syöttämiseen sisäosaan 28 ja poistamiseen sieltä.

Kuten kuviosta 1A voidaan havaita, on pohjalevyyn aikaansaatu rei-kälevy 10, jossa on ennalta määrätyin välein rekiä 12. Reikälevyn 10 reiät ovat 5 virtausyhteydessä tuloyhteisiin 14, jolloin reaktiokammion sisäosaan 28 syötettävä kaasu jakautuu tasaisesti kehämäisesti ulottuvaan tuloaukkoon 30. Reikälevyn 10 pituus määrittää täten tuloaukon 30 koon suhteessa poistoaukkoon 40, koska kaasua on syötettävissä sisäosaan 28 vain reikälevyn 10 pituudella reikien 12 läpi. Reikälevyn päihin on edelleen aikaansaatu tiivisteet, jotka estä-10 vät olennaisesti kaasun virtauksen reikälevyn 10 päiden väliseltä alueelta muualle kuin tuloaukon kautta sisäosaan 28. Virtaustaskujen muodostumisen ehkäisemiseksi on joissakin tapauksissa kuitenkin tietty vuoto hyvä jättää. Kuvion 1A tapauksessa reikälevy 10 ulottuu 180 astetta sylinterimäisen sisäosan 28 sivuseinämästä, jolloin myös tuloaukko 30 on tämän 180 asteen suuruinen. 15 Tämä tarkoittaa tässä tapauksessa myös sitä, että poistoaukko 40 on myös 180 astetta. Reikälevy 10 käsittää kuitenkin tappisäätövälineet 26, joiden avulla reikälevyn 10 pituutta voidaan säätää. Esimerkiksi säätämällä reikälevyn 10 ja samalla tuloaukon 30 suuruus 220 asteeseen, jolloin poistoaukon suuruus pienenee vastaavasti 140 asteeseen, voidaan kaasun syöttöä reaktiokammion 20 sisäosaan 28 tehostaa. Jos reikälevyn 10 ja samalla tuloaukon 30 suuruus säädetään puolestaan 140 asteeseen, jolloin poistoaukon suuruus kasvaa puolestaan 220 asteeseen, voidaan kaasun poistoa reaktiokammion sisäosasta 28 tehostaa. Etuna tällaisesta säädettävyydestä on virtauksen säätömahdol-lisuus vastaamaan paremmin kunkin lähtöaineen tarpeita. Tällainen säädettä-25 vä reikälevy 10 voi koostua kuvion 1A mukaisesti kahdesta limittyvästä osata, ___ jotka voivat säädettäessä liukua lomittaisesti päällekkäin. Säätäminen onnistuu o painamalla tappi 26 alas, jolloin reikälevyn osat pääsevät liukumaan lomittain ^ suhteessa toisiinsa. Reikälevyn 10 reiät 12, joista kaasu virtaa tuloaukkoon 30, ° kykenevät vastaanottamaan tapin 26, joten tappia 26 varten ei tarvita erillisiä ^ 30 reikiä. Lisäksi reiät 12 ovat kummassakin reikälevyn 12 osassa aikaansaatu

X

£ samoin ennalta määrätyin välein, jolloin reiät asettuvat päällekkäisesti kohdak- <m käin osien liukuessa toisten päälle.

^ Poistoyhde 16 avautuu pohjalevyn 4 reunan läheisyydessä kehä-

LO

§ mäisesti jatkuvana urana, joka aukeaa edelleen poistoaukkoon 40. Poistoyh- ^ 35 teessä ei välttämättä tarvita reikälevyä, koska poistovirtausta ei useinkaan tar vitse jakaa tasaisesti sivuseinämän matkalle kuten tulovirtaus. Toki reikälevyn 6 käyttö poistoyhteessäkin on mahdollista, mikäli imun tasaisuutta halutaan lisätä.

Näin edellä kuvatulla tavalla sylinterimäisen reaktiokammion kehämäinen sivuseinämä on aikaansaatu koko matkalta aktiiviseksi, jolloin sivusei-5 nämän koko pituutta hyödynnetään kaasun syöttämiseen ja poistamiseen reaktiokammion sisäosasta. Toisin sanoen sivuseinämä on koko matkaltaan joko tulo tai poistoaukkoa, jolloin sivuseinämän koko matkalle ulottuu joko tuloauk-ko tai poistoaukko, tällöin sivuseinämä ei käsitä olennaisesti ei-aktiivisia kohtia.

Kuvion 1B mukaisesti pohjalevyyn 4 on muodostettu pidike 22 sub-10 straatin vastaanottamista varten. Tässä suoritusmuodossa pidike 22 on pohja-levyn 4 yläpintaan muodostettu syvennys, johon esimerkiksi ohut piikiekko on asetettavissa käsittelyä varten. Pidikkeeseen 22 asetettuna piikiekko muodostaa olennaisen osan reaktiokammion sisäosan 28 pohjaseinämästä. Tässä suoritusmuodossa kansilevy 2 käsittää pyöreän aukon 32, jonka reuna toimii 15 toisena pidikkeenä 22 toisen substraatin vastaanottamiseksi. Tällöin esimerkiksi piikiekko on asetettavissa reunan 20 päälle, jolloin piikiekko muodostaa olennaisen osan reaktiokammion sisäosan 28 yläseinämästä. Tässä tapauksessa kaksi piikiekkoa voidaan käsitellä samanaikaisesti reaktiokammiossa siten, että pohjalevyn 4 pidikkeeseen 22 asetetun piikiekon yläpinta tulee käsi-20 tellyksi ja vastaavasti kansilevyn 2 pidikkeeseen 20 asetetun piikiekon alapinta tulee käsitellyksi. Tällöin piikiekot muodostavat suurimman osan reaktiokammion kostuvista pinnoista, jolloin itse kansilevyn 2 ja pohjalevyn 4 kostuvat pinnat minimoituvat, mikä lisää edelleen minimoi käytettyjen kaasujen epätoivotut vaikutukset pohjalevyyn 4 ja kansilevyyn 2.

25 Kuvioiden 1A ja 1B mukaiseen ratkaisuun voidaan tehdä monenlai sia muutoksia poikkeamatta esillä olevan keksinnön patenttivaatimuksissa o määritetystä suojapiristä. Reaktiokammion sisäosan muoto voidaan valita va-

CM

^ päästi, ja se voi olla kuutiomainen, suorakulmaisen särmiön muotoinen, poikki- ° leikkaukseltaan soikiomainen tai monikulmion muotoinen, tai jokin muu sopiva ^ 30 geometrinen muoto. Jos reaktiokammion sisäosan on esimerkiksi kuution £ muotoinen käsittää se neljä sivuseinämää, jolloin tuloaukkoja on aikaansaatu cm ainakin yhdelle sivuseinämälle ja lopuille sivuseinämille on aikaansaatu pois- g toaukkoja. Myös reaktiokammion sisäosan mittasuhteet voivat olla halutut riip-

LO

o puen käsiteltävästä kappaleesta tai tuotteesta. Käsiteltäessä esimerkiksi kol- ^ 35 miulotteista kappaletta voidaan sivuseinämien korkeutta kasvattaa, jotta kap

pale mahtuu reaktiokammion sisäosaan. Tällöin esimerkiksi kuvioiden 1Aja 1B

7 mukaisen reaktiokammion kehämäistä sivuseinää voidaan venyttää kasvattamalla kansilevyn 2 ja pohjalevyn 4 välistä etäisyyttä, jolloin reaktiokammiosta muodostuu putkimainen rakenne, jonka vaippa muodostaa reaktiokammion sivuseinämät. Tässä putkimaisessa reaktiokammion ratkaisussa syöttöaukot 5 muodostetaan vaippaosan sisäseinämään aikaansaamalla siihen aukkoja kaasun syöttämistä varten tai muodostamalla tämä vaippaosan sisäseinämä huokoisesta materiaalista, kuten sintratusta metallista/keraamista, joka läpäisee kaasua. Huokoisen sivuseinämän tapauksessa kaasu tuodaan sivuseinämän taakse, josta se työntyy huokoisen materiaalin läpi reaktiokammion sisäosaan. 10 Vastaavalla tavalla vaippaosaan voidaan aikaansaada poistoaukkoja tai poisto voidaan suorittaa imemällä kaasua huokoisen sivuseinän läpi. Huokoisen materiaalin tapauksessa reaktiokammio voi olla muodostettu kahdesta sisäkkäisestä putkesta, joista sisempi on valmistettu huokoisesta materiaalista, ja jonka sisemmän sisälle reaktiotila on muodostettu. Syöttöaukkoja tai huokoista 15 materiaalia on voitu aikaansaada vaippaan siten, että kaasua on syötettävissä reaktiokammioon vaipan koko kehällä ja koko pituudella tai vastaavasti vain osalla pituutta tai osalla kehää. Esimerkiksi kaasua voi olla syötettävissä vain puolella vaipan kehää koko vaipan pituudella. Poistoaukot voi vastaavasti olla aikaansaatu vaipan koko kehälle ja koko pituudelle tai vain osalle kehää ja/tai 20 osalle pituutta. Eräs vaihtoehto on edelleen aikaansaada poistoaukot lieriön yhteen tai molempiin päätyseinämiin, jolloin on edullista syöttää kaasua reaktiollaan reaktiokammion vaipan koko kehällä ja koko pituudella. Lisäksi vaipan syöttöosion ja poisto-osion suhde voi olla jaettavissa vastaavan periaatteen mukaisesti, kuten reikälevyn kohdalla esitettiin, jolloin kaasun syötön ja poiston 25 suhdetta voidaan säätää säätämällä vaipan syöttö- ja poistoalojen suhdetta. Tällainen pitkänomainen reaktiokammio voi olla sisähalkaisijaltaan esimerkiksi o 230 mm ja ulkohalkaisijaltaan 300 - 350 mm, jotta se kykenee vastaanotta- + maan halkaisijaltaan 200mm:n piikeikkoja. Lisäksi reaktiokammio voi olla va-

O

^ rustettu tukivälineillä, jotka voivat vastaanottaa yhden tai useamman piikiekon ^ 30 tai muun substraatin samanaikaista käsittelyä varten. Kasvattamalla reaktio-

X

£ kammion pituutta, voidaan siinä prosessoida jopa useita satoja piikiekkoja sa- <m manaikaisesti. Edelleen piikiekot voidaan asettaa siten, että niiden väliset raot ίο toimivat virtausta kuristavina "rakoina". Tällöin sisempää huokoista/reiällistä

LO

§ putkea ei tarvittaisi ollenkaan. Tällöin rakennetta saadaan edelleen yksinker- ^ 35 taistettua.

8

Kullekin reaktiokammion sivuseinämälle on aikaansaatu joko yksi tai useampi tuloaukko ja/tai lähtöaukko. Esimerkiksi kuutiomaisen reaktiokammion sisäosan vastakkaiset sivuseinämät voivat käsittää vastaavasti tulo- ja läh-töaukkoja. Vaihtoehtoisesti kaksi vierekkäistä sivuseinämää voi käsittä tulo-5 aukkoja ja kaksi muuta vierekkäistä sivuseinämää lähtöaukkoja. Edelleen vaihtoehtoisesti vain yksi seinämä voi käsittää tuloaukkoja ja muut kolme lähtöaukkoja, tai päinvastoin. Samalle sivuseinämälle on voitu aikaansaada myös sekä lähtö- että tuloaukkoja. On edelleen huomioitava, että reaktiokammion kammion pituutta voidaan kasvattaa putkimaisen reaktiokammion tapaan riippumatta 10 reaktiokammion muodosta. Esimerkiksi kuutiomaista reaktiokammiota voidaan venyttää edellä kuvatulla tavalla.

Tuloyhteet ja lähtöyhteet voidaan edelleen järjestää halutulla tavalla ja niiden lukumäärä voidaan valita kulloisenkin tarpeen mukaisesti. Lisäksi tuloyhteet ja lähtöyhteet voi olla aikaansaatu myös kansilevyyn vastaavalla taval-15 la kuin pohjalevyyn. Reikälevyn sijaan voidaan käyttää myös jotakin muuta vastaavaa välinettä tulovirtauksen jakamiseksi tasaisesti sivuseinämän halutulle matkalle. Reikäputken, pohjalevyyn tai kansilevyyn aikaansaatujen haarautuneiden kanavien tai vastaavien välineiden käyttö on mahdollista. Säätöväli-neet tuloyhteiden ja/tai poistoyhteiden ja/tai tuloaukkoja ja/tai poistoaukkojen 20 säätämiseksi voivat käsittää myös muunlaiset välineet, kuten esimerkiksi virtauksen kuristimia, venttiileitä tai siirrettäviä sulkuja, joilla tulo-ja lähtöaukkoja tai tulo- ja lähtöyhteitä voidaan erottaa säädettäväsi! toisistaan. Säätövälineet voivat säätää syöttöä ukkojen ja/tai poistoaukkojen sijaintia ja/tai kokoa ja/tai lukumäärää syöttöyhteiden ja/tai poistoyhteiden lukumäärää ja/tai sijaintia kulla-25 kin tai kaikilla sivuseinämillä tai suhteessa toisiinsa.

Pidikkeet substraattia varten voivat myös vaihdella suuresti. Kuvion o 1A mukaisessa tapauksessa kansilevy 2 voitaisiin muodostaa myös umpinai- A seksi ja käyttää vain pohjalevyssä 4 olevaa pidikettä 22. Vastaavasti voitaisiin o käyttää myös ainoastaan kansilevyssä olevaa pidikettä 20. Kuvioissa 1Aja 1B ^ 30 on esitetty myös toinen poistoyhde 18 sekä poistoaukko 50. Tätä poistoaukkoa

X

£ 50 ja poistoyhdettä 18 voidaan käyttää, kun käsitellään ainoastaan kansilevyyn cm 2 asetettavaa piikiekkoa. Tällöin kaasua voidaan tuoda reaktiokammion sisä- ίο osaan 28 sivuseinämän koko matkalla. Toisin sanoen sivuseinämä ei käsitä

LO

g lainkaan poistoaukkoa, vaan sivuseinämä käsittää tuloaukon, joka ulottuu koko ^ 35 sivuseinämän ympäri 360 astetta. Tällöin kaasu tulee sisäosaan 28 säteittäi- sesti joko suunnassa ja virtaa ulos sisäosasta 28 pohjalevyn 4 keskellä olevan 9 poistoaukon 50 kautta. Vastaavalla tavalla poistoaukko 50 ja poistoyhde 18 voitaisiin aikaansaada kansilevyn 2 keskelle, jolloin käytetäisiin ainoastaan pohjalevyn 4 pidikkeitä 22 substraatin vastaanottamiseksi. Tässä suoritusmuodossa kaasu virtaa substraatin ylitse ja poistuu keskellä olevan poistoau-5 kon kautta ulos.

Kuvioiden 1A ja 1B tapauksessa tuloaukko 30 ja lähtöaukko 40 sisäosan 28 sivuseinämällä ovat yhtenäiset, jolloin ne muodostavat olennaisesti sisäosan 28 sivuseinämät. Lähtöaukko 30 ulottuu esimerkiksi 180 sivuseinä-män pituudesta ja lopulla 180 asteella ulottuu poistoaukko, jolloin sivuseinämä 10 koko matkallaan aktiivinen. Tulo- ja lähtöaukot voidaan vaihtoehtoisesti aikaansaada sivuseinämiin reikinä, määrämittaisina rakoina tai vastaavina aukkoina, jotka on asetettu sivuseinämiin ennalta määrätyin välein.

Olennaista keksinnölle on se, että kaasua voidaan syöttää ainakin yhden sivuseinämän kautta reaktiokammion sisäosaan ja poistaa muiden sivu-15 seinämien kautta. Tällöin sivuseinämiin on aikaansaatu sekä tulo- että poisto-aukkoja. Vaihtoehtoisesti kaasua voidaan syöttää kaikkien sivuseinämien kautta, jolloin kaasun poistaminen tapahtuu pohja- tai yläseinämän kautta. Tällöin tuloaukkoja on kaikilla sivuseinämillä ja poistoaukko(ja) ylä- tai pohjaseinä-mässä. Näin aikaansaadaan reaktiokammio, jossa kaikki sivuseinämät ovat 20 aktiivisia.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa δ

(M

δ i δ

X

en

CL

(M

δ m m o o

(M

Claims (16)

1. ALD-reaktorin reaktiokammio, joka käsittää reaktiokammion sisäosan (28) määrittävät pohjaseinämän, yläseinämän ja pohjaseinämän ja ylä- 5 seinämän välillä ulottuvan yhden tai useamman sivuseinämän, reaktorin käsittäessä lisäksi yhden tai useamman syöttöaukon (30) kaasun syöttämiseksi reaktiokammion sisälle ja yhden tai useamman poistoaukon (40, 50) reaktoriin syötetyn kaasun poistamiseksi reaktiokammion sisältä, tunnettu siitä, että syöttöaukot (30) ja poistoaukot (40) on järjestetty sivuseinämien määrittämälle 10 kehälle siten, että kehän koko pituus on jaettu syöttöosioon ja poisto-osioon kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon sivuseinämien määrittämän kehän syöttöosion kautta ja poistamiseksi sivuseinämien määrittämän kehän poisto-osion kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen reaktiokammio, tunnettu sii-15 tä, että reaktiokammion sisäosa (28) on muodoltaan sylinterisymmetrinen tai soikea, jolloin se käsittää yhden kehämäisen sivuseinämän.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen reaktiokammio, tunnettu siitä, että reaktiokammion sisäosa (28) on muodoltaan kuutiomainen.

4. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 1 mukainen reaktio-20 kammio, tunnettu siitä, että reaktiokammion sisäosa (28) on muodoltaan suorakulmaisen särmiön muotoinen.

5. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen reaktiokammio, tunnettu siitä, että reaktiokammioon on aikaansaatu yksi tai useampi syöttöaukkoihin (30) virtausyhteydessä oleva tuloyhde (14, 12) ja yksi 25 tai useampi poistoaukkoihin (40, 50) virtausyhteydessä oleva poistoyhde (16, _ 18).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen reaktiokammio, tunnettu sii- -A tä, että poistoyhteet (16, 18) ja tuloyhteet (14, 12) on aikaansaatu pohjalevyyn Z (4). C\J

7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukainen reaktiokam- £ mio, tunnettu siitä, että reaktiokammio käsittää lisäksi säätövälineet (10, ™ 26) syöttöyhteiden (14, 12) ja/tai syöttöaukkojen (30) ja/tai poistoyhteiden (16, jo 18) ja/tai poistoaukkojen (40, 50) säätämiseksi reaktiokammion sisäosaan (28) o syötettävän ja/tai sieltä poistettavan kaasun määrän säätämistä varten. CM

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen reaktiokammio, tunnettu siitä, että säätövälineet (10, 26) on aikaansaatu säätämään syöttöaukkojen (30) ja/tai poistoaukkojen (40, 50) sijaintia ja/tai kokoa ja/tai lukumäärää.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen reaktiokammio, tunnettu sii-5 tä, että säätövälineet (10, 26) on aikaansaatu säätämään syöttöyhteiden (14, 12. ja/tai poistoyhteiden (16, 18) lukumäärää ja/tai sijaintia.

10. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 7 - 9 mukainen reaktiokammio, tunnettu siitä, että säätövälineet (10, 26) käsittävät tuloyh-teeseen (14) aikaansaadun reikälevyn (10), jonka reikien (12) kautta kaasua 10 johdetaan syöttöaukkoihin (30), ja jonka pituus ja/tai reikien (12) lukumäärä on säädettävissä.

11. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 1-10 mukainen reaktiokammio, tunnettu siitä, että sekä pohjalevyyn (4) että kansilevyyn (2) on aikaansaatu pidikkeet (22, 20) substraattia varten, jolloin kaksi sub- 15 straattia on prosessoitavissa reaktiokammiossa samanaikaisesti.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen reaktiokammio, tunnettu siitä, että kansilevyyn (2) aikaansaatu pidike (20) on järjestetty siten, että siihen asetettu substraatti muodostaa ainakin osan reaktiokammion yläseinä-mästä, ja pohjalevyyn (4) aikaansaatu pidike (22) on järjestetty siten, että sii- 20 hen asetettu substraatti muodostaa ainakin osan reaktiokammion pohjaseinä-mästä.

13. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 1-10 mukainen reaktiokammio, tunnettu siitä, että syöttö- ja/tai poistoaukko (30, 40) käsittää reikiä (12), joiden kautta kaasua on syötettävissä reaktiokammion sisä- 25 osaan (28).

14. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 1-10 mukainen o reaktiokammio, tunnettu siitä, että syöttö- ja tai poistoaukko (30, 40) on + aikaansaatu rakona. 0

^ 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen reaktiokammio, tunnettu ^ 30 siitä, että rako ulottuu yli koko reaktiokammion sivuseinämien mitan.

£ 16. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 1-15 mukainen cu reaktiokammio, tunnettu siitä, että syöttöaukot ja poistoaukot muodostavat ίο reaktiokammion sivuseinämät. LO o o CU