FI123539B - ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja - Google Patents

ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja Download PDF

Info

Publication number
FI123539B
FI123539B FI20095126A FI20095126A FI123539B FI 123539 B FI123539 B FI 123539B FI 20095126 A FI20095126 A FI 20095126A FI 20095126 A FI20095126 A FI 20095126A FI 123539 B FI123539 B FI 123539B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reaction chamber
substrate
ald reactor
plate
chamber
Prior art date
Application number
FI20095126A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20095126A0 (fi
FI20095126A (fi
Inventor
Pekka Soininen
Jarmo Skarp
Original Assignee
Beneq Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beneq Oy filed Critical Beneq Oy
Priority to FI20095126A priority Critical patent/FI123539B/fi
Publication of FI20095126A0 publication Critical patent/FI20095126A0/fi
Priority to EP10738250.9A priority patent/EP2393961A4/en
Priority to CN2010800068019A priority patent/CN102308021B/zh
Priority to PCT/FI2010/050080 priority patent/WO2010089461A1/en
Priority to EA201171016A priority patent/EA026239B1/ru
Priority to TW099103757A priority patent/TW201038765A/zh
Priority to US13/143,317 priority patent/US20110274837A1/en
Publication of FI20095126A publication Critical patent/FI20095126A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123539B publication Critical patent/FI123539B/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45517Confinement of gases to vicinity of substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/54Apparatus specially adapted for continuous coating

Description

ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja
Keksinnön tausta
Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiseen ALD-5 reaktoriin ja erityisesti ALD-reaktoriin yhden tai substraatin käsittelemiseksi, joka ALD-reaktori käsittää alipainekammion sekä alipainekammion sisälle sijoitetun ainakin yhden reaktiokammion, joka käsittää etulevyn ja takalevyn, jotka on sovitettu liikkumaan suhteessa toisiinsa reaktiokammion avaamiseksi ja sulkemiseksi, ja kuljetusvälineet substraatin siirtämiseksi vaakasuorassa suun-10 nassa etulevyn ja takalevyn väliin ja poistamiseksi sieltä. Keksintö liittyy lisäksi patenttivaatimuksen 23 johdannon mukaiseen tuotantolinjaan ja erityisesti tuotantolinjaan, jossa on kaksi tai useampia peräkkäisiä prosessikammioita substraatin pinnan muokkaamista ja/tai kasvattamista varten, ja jossa substraattia kuljetetaan vaakasuunnassa peräkkäisten prosessikammioiden läpi. Keksintö 15 liittyy edelleen patenttivaatimuksen 24 johdannon mukaiseen menetelmään ja erityisesti menetelmään substraatin lataamiseksi ALD-reaktorin alipainekammion sisällä olevaan reaktiokammioon ja poistamiseksi sieltä, jossa menetelmässä substraatti viedään alipainekammioon ja poistetaan sieltä sulkujärjeste-lyn kautta, jossa menetelmässä substraatti ladataan reaktiokammioon käsitte-20 lyä varten: - siirtämällä substraattia alipainekammiossa vaakasuorassa suunnassa kuljetusvälineiden avulla siten, että yksi tai useampi substraatti asettuu reaktiokammion etulevyn ja takalevyn väliin, jotka ovat avoimessa tilassa etäisyyden päässä toisistaan; ja 25 - liikuttamalla reaktiokammion etulevyä ja takalevyä suhteessa toi-
CO
^ siinsa toisiaan kohti reaktiokammion sulkemiseksi suljettuun tilaan siten, että ™ substraatti jää ainakin käsiteltävältä osaltaan reaktiokammion sisälle; m 9 ja että menetelmässä substraatti poistetaan reaktiokammiosta: o - liikuttamalla reaktiokammion etulevyä ja takalevyä suhteessa toi- ir 30 siinsa pois päin toisistaan reaktiokammion avaamiseksi avoimeen tilaan; ja
CL
- siirtämällä substraatti pois avoimessa tilassa olevan reaktiokam- ^ mion etulevyn ja takalevyn välistä.
o Tunnetun tekniikan mukaisesti substraatit ladataan ALD-reaktorin ja o ^ erityisesti sen alipainekammion sisällä olevaan reaktiokammioon ja poistetaan 35 sieltä porttiventtiilin kautta tai vaihtoehtoisesti reaktiokammiossa on avattava kansi, jonka kautta substraatti asetettavissa reaktiokammioon. Tällöin kukin 2 substraatti ladataan ALD-reaktoriin ja poistetaan sieltä erikseen siten, että substraatin lataaminen/poistaminen koostu useista peräkkäisistä toiminnoista tai liikkeistä, jotka suoritetaan ennalta määrätyssä järjestyksessä. Tunnetun tekniikan mukaisia ALD-reaktoreita ja menetelmiä substraatin lataamiseksi 5 ALD-reaktorin reaktiokammioon on esitetty esimerkiksi julkaisuissa US 2003150385 A1, KR 20000017682 A, US 2008241384 A1, US 2004231799 A1, US 2004069227 A1 ja US 2006196418 A1.
Ongelmana yllä kuvatussa järjestelyssä on monimutkaiset ja hitaat ratkaisut substraatin lataamiseksi reaktiokammioon vaikeuttavat ALD-10 menetelmän hyödyntämistä tuotantolinjojen yhteydessä. Tunnetun tekniikan monimutkaiset ratkaisut ovat hitaita ja vaativat monimutkaisia laitteita substraattien käsittelemiseksi, kun niitä ladataan ja poistetaan reaktiokammiosta useiden peräkkäisten liikkeiden avulla. Lisäksi tunnetun tekniikan mukaiset ratkaisut eivät mahdollista nopeaa ja tehokasta tapaa ALD-reaktorin käyttämisek-15 si läpivirtausperiaatteella siten, että substraatti voidaan vastaanottaa yhdestä tuotantovaiheesta ALD-reaktoriin ja siirtää edelleen seuraavaan tuotantovaiheeseen ALD-reaktorin jälkeen.
Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on siten kehittää ALD-reaktori, menetelmä 20 ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisella ALD-reaktorilla, jolle on tunnusomaista se, että etulevystä ja takalevystä alempi on sovitettu nostamaan substraattia ylöspäin kuljetusvälineiltä reaktiokammion sulkeutuessa ja laskemaan substraatti kuljetusvälinei-25 den päälle reaktiokammion avautuessa. Keksinnön tavoitteet saavutetaan li-
CO
^ säksi patenttivaatimuksen 23 tunnusmerkkiosan mukaisella tuotantolinjalla.
™ Keksinnön tavoitteet saavutetaan edelleen patenttivaatimuksen 24 tunnus- m 9 merkkiosan mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että imeneet telmässä alempaa levyä etu- ja takalevystä liikutetaan pystysuorasti siten, että | 30 etulevyn ja takalevyn ladattu substraatti on nostettavissa ylöspäin kuljetusväli- neiltä reaktiokammion sulkeutuessa ja laskettavissa alaspäin kuljetusvälinei- ^ den päälle reaktiokammion avautuessa, m o Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaa- o ^ timusten kohteena.
35 Keksintö perustuu siihen, että ALD-reaktorin alipainekammion sisäl le aikaansaatu reaktiokammio muodostetaan rakenteeltaan avautuvaksi siten, 3 että reaktiokammion yläosa ja alaosa on liikutettavissa suhteessa toisiinsa re-aktiokammion avaamiseksi ja sulkemiseksi. Liikutettaessa yläosaa ja alaosaa poispäin toisistaan ja erilleen toisistaan reaktiokammion avaamiseksi muodostuu yläosan ja alaosan väliin rako tai vastaava siten, että substraatti on asetet-5 tavissa sivusuunnassa yläosan ja alaosan väliin. Vastaavasti substraatin ollessa asetettuna yläosan ja alaosan väliin on reaktiokammio suljettavissa liikuttamalla yläosaa ja alaosaa suhteessa toisiinsa toisiaan kohti reaktiokammion sulkemiseksi, jolloin substraattia voidaan muokata ALD-menetelmän avulla. Toisin sanoen esillä olevan keksinnön mukaisesti on aikaansaatu reaktiokam-10 mio, joka käsittää kaksi osaa, joiden suhteellisella liikkeellä reaktiokammio on avattavissa ja suljettavissa. Tietyissä tapauksissa reaktiokammio käsittää kolme osaa, jolloin siinä on reaktiokammion yläosa, sen alaosa ja tasomainen substraatin mukana kulkeva keskiosa, eli substraatin kannatin, joka voi muodostaa pääosin kammion sivuseinät. Tällöin on osittain hyväksyttävä substraa-15 tin kannattimen pinnoittuminen hiukan isommalta pinta-alalta, jolloin se voi jäädä sisäosan ja ulko-osan muodostaman rakenteen sisälle kokonaankin. Tällöin reaktiokammio voidaan avata liikuttamalla yläosa ja alaosa esimerkiksi pystysuorassa suunnassa erilleen ja tämän jälkeen substraatti voidaan siirtää vaakasuunnassa yläosan ja alaosan väliin, minkä jälkeen reaktiokammio edel-20 leen suljetaan liikuttamalla yläosa ja alaosa kohti toisiaan ja/tai vasten toisiaan. Vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa substraatin kannatin voi muodostaa reaktiokammion takalevyn, jolloin substraattien ja substraatin kannattimen kulkiessa eteenpäin, reaktiokammio suljetaan kun substraatin kannatin eli takalevy liikutettavissa esimerkiksi etulevyn alle olennaisesti vaakasuorassa suunnassa. 25 Tällöin reaktiokammio suljetaan liikuttamalla etulevyä alaspäin tai substraatin kannatinta eli takalevyä ylöspäin, jolloin substraatit jäävät etulevyn ja substraa-5 tin kannattimen yhdessä muodostamaan reaktiokammioon. Vastaavasti reak-
C\J
^ tiokammio avataan liikuttamalla etulevyä ylöspäin tai substraatin kannatinta ° alaspäin. Vaikka esillä olevan keksinnön esimerkeissä on kuvattu, että etu- ja
CO
° 30 takalevy on sovitettu liikutettaviksi suhteessa toisiinsa olennaisesti pys- | tysuorassa suunnassa, voidaan etu- ja takalevy sovittaa liikutettaviksi myös cd esimerkiksi olennaisesti vaakasuorassa suunnassa suhteessa toisiinsa. Tällöin
CVJ
^ esimerkiksi suuri lasilevy, jotka kuljetetaan pystyasennossa, voidaan siirtää o etu- ja takalevyn väliin siten, että etu- ja takalevy liikkuvat vaakasuorassa 00 35 suunnassa suhteessa toisiinsa reaktiokammion sulkemiseksi, jolloin lasilevy 4 jää pystyasennossa reaktiokammion sisälle. Vastaavasti reaktiokammio voidaan avata etu-ja takalevyn suhteellisen vaakasuoran liikkeen avulla.
Keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän etuna on se, että se yksinkertaistaa substraatin ja erityisesti levymäisen tai tasomaisen sub-5 straatin lataamista ALD-reaktorin reaktiokammioon. Keksinnön mukaisesti reaktiokammion avaaminen ja sulkeminen voidaan suorittaa yhdellä liikkeellä siten. Edullisesti samassa yhteydessä reaktiokammion sulkemisen kanssa substraatti voidaan siirtää tai sulkea reaktiokammioon sisälle ja vastaavasti poistaa reaktiokammion sisältä sen avaamisen yhteydessä. Täten reaktiokammion 10 rakenne saadaan yksinkertaiseksi ja vastaavasti myös substraatin lataaminen reaktiokammioon ja poistaminen sieltä saadaan yksinkertaiseksi ja nopeaksi, kun reaktiokammion sulkeminen ja substraatin lataaminen reaktiokammion sisään suoritetaan samanaikaisesti yhdellä liikkeellä, ja vastaavasti reaktiokammion avaaminen ja substraatin poistaminen reaktiokammion sisältä suoritetaan 15 yhdellä liikkeellä. Esillä olevan keksinnön etuna on myös substraatin ja mahdollisesti myös substraatin kannattimen irtoaminen kuljetusradasta, jolloin ylä ja alatiivistyksille ei tarvita erillistä liikettä ja voimanhallintaa, rataa ei kuormiteta sulkuvoimalla, rataa, kuten hihnarataa, voidaan käyttää muuhun siirtämiseen.
20 Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: kuviot 1Aja 1B esittävät erään keksinnön mukaisen ALD-reaktorin; ja 25 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen ALD-reaktorin reaktiokammion.
CO
° Keksinnön yksityiskohtainen selostus i o Viitaten kuvioon 1A on siinä esitetty eräs suoritusmuoto esillä ole- o van keksinnön mukaisesta ALD-reaktorista 1. Kuvion 1A ALD-reaktori 1 on g suunniteltu siten, että se voidaan asentaa osaksi tuotantolinjaa, joka käsittää
CL
30 kaksi tai useampia peräkkäisesti asennettuja prosessikammioita, joiden läpi
CO
£! substraatti tuotantoprosessin aikana kulkee. Kuvion 1A mukainen ALD-reaktori m g 1 käsittää alipainekammion 4 sekä ensimmäisen sulkujärjestelyn 14 ja toisen ° sulkujärjestelyn 16. Sulkujärjestelyt 14, 16 voivat käsittää porttiventtiilin tai muun vastaavan erotuslaitteen, jonka läpi substraatti 2 viedään ALD-reaktorin 35 1 alipainekammion 4 sisälle ja pois sieltä. Kuvion 1A mukaisesti ALD-reaktori 1 5 käsittää edelleen kuljetusvälineet 18 substraatin 2 siirtämiseksi alipainekammion 4 sisällä sekä alipainekammion 4 sisälle ja ulos alipainekammiosta 4. Kuljetusvälineet 18 voivat esimerkiksi pyöritettäviä kuljetuspyöriä tai kuljetusteloja tai kuljetushihnoja, joiden päällä substraattia 2 kuljetetaan. Kuvion 1B mukai-5 sesti kuljetusvälineet 18 on aikaansaatu siten, että substraatti 2 tukeutuu niihin vain vastakkaisista reunoistaan tai reuna-alueiltaan, toisin sanoen substraatti 2 on asetettu kuljetusvälineiden 18 päälle siten, että vain substraatin 2 reunat koskettavat kuljetusvälineitä 18 substraatin 2 ollessa asetettu kuljetusvälineiden 18 päälle. On kuitenkin huomioitava, että vaikka tässä selityksessä käsitel-10 läänkin yleisesti tasomaisia substraatteja, voivat substraatit olla myös mitä tahansa muita kappaleita, kuten kännykänkuoria tai vastaavia, joita on asetet-tusubstraatin kannattimella 1 tai useampia.
Substraatilla 2 tarkoitetaan tässä selityksessä pelkkää substraattia tai vaihtoehtoisesti sekä itse substraattia että substraatin kannatinta, johon 15 substraatti 2 on valmistus-/muokkausprosessin aikana tuettu tai kiinnitetty. Täten kuvioiden 1Aja 1B mukaisessa ratkaisussa olennaisesti tasomainen substraatti 2 voi olla asetettu kuljetusvälineiden 18 päälle siten, että vain substraatin kannatin koskettaa kuljetusvälineitä 18 ja itse substraatti sijaitsee kuljetusvälineiden 18 välillä. Kuviossa 1B on esitetty kuinka kuljetusvälineet 18 on si-20 joitettu suhteessa substraattiin 2 siten, että kykenevät tukemaan substraattia 2 sen alapuolelta vain substraatin 2 reunoilta.
Kuvion 1A ratkaisussa substraatti 2 voidaan tuoda ALD-reaktorin 1 alipainekammioon 4 sulkujärjestelyn 14 kautta ja substraattia 2 voidaan edelleen siirtää alipainekammion 4 sisällä kuljetusvälineiden 18 avulla. Ali-25 painekammion 4 sisälle on edelleen aikaansaatu reaktiokammio, joka käsittää etulevyn 6 ja takalevyn 8, kuvion 1A mukaisesti. Etulevyn 6 ja takalevyn 8 5 muodostama reaktiokammion pakka on aikaansaatu avattavaksi siten, että
C\J
^ etulevy 6 ja takalevy 8 on liikutettavissa suhteessa toisiinsa niiden asettami- ° seksi etäisyyden päähän toisistaan ja toisiaan vasten. Etulevy 6 ja takalevy 8 ° 30 on aikaansaatu liikutettavaksi niiden levypintoihin nähden olennaisesti koh- | tisuorassa suunnassa. Kuvioiden 1Aja 1B mukaisessa ratkaisussa etulevy 6 ja cd takalevy 8 on aikaansaatu liikutettavaksi olennaisesti pystysuorassa suunnas ta ^ sa suhteessa toisiinsa reaktiokammion avaamiseksi ja sulkemiseksi. Kuvioiden o 1A ja 1B mukaisesti reaktiokammio suljetaan liikuttamalla etulevyä 6 ja takale- 00 35 vyä 8 suhteessa toisiinsa toisiaan kohti siten, että substraatti 2 jää etulevyn 6 ja takalevyn 8 väliin. Reaktiokammion suljetussa tilassa etulevy 6 ja takalevy 8 6 voivat olla asettuneena toisiaan vasten tai vaihtoehtoisesti ne voivat olla asettuneena substraattia 2 ja/tai substraatin kannatinta vasten sen vastakkaisilla puolilla siten, että substraatti 2 tai substraatin kannatin muodostaa osan reak-tiokammiota reaktiokammion ollessa suljettuna. Vastaavasti reaktiokammio 5 avataan liikuttamalla etulevyä 6 ja takalevyä 8 suhteessa toisiinsa poispäin toisistaan. Esillä olevassa keksinnössä on edelleen huomattava, että kun sanotaan, että substraatti ladataan etu- ja takalevyn väliin sisältää se myös vaihtoehdon, jossa takalevy on substraatin kannatin ja kulkee aina substraatin mukana. Tällöin substraatin lataaminen etu- ja takalevyn väliin suoritetaan siirtä-10 mällä takalevy, ja sen päällä ole substraatti, etulevyn kanssa kohdakkain siten, että substraatti on etu-ja takalevyn välissä. Toisin sanoen substraattia ei laiteta levyjen väliin, vaan se jää levyjen väliin kun takalevy, eli substraatin kannatin asettuu olennaisesti etulevyn kanssa kohdakkain, esimerkiksi etulevyn alapuolelle.
15 Esillä olevan keksinnön mukainen reaktiokammio on esitetty tar kemmin kuviossa 2. Reaktiokammion etulevyllä 6 tarkoitetaan tässä yhteydessä reaktiokammion sitä osaa, joka käsittää kaasuyhteet 10, 12 lähtöaineiden, huuhtelukaasujen ja vastaavien kaasun syöttämiseksi reaktiokammion sisälle ja poistamiseksi reaktiokammiosta. Toisin sanoen kaasuyhteiden 10, 12 kautta 20 suoritetaan reaktiokammion kaasunvaihdot ALD-menetelmän periaatteiden mukaisesti. Kuviossa 2 kaasuja voidaan syöttää tuloyhteen 10 kautta ja poistaa vastaavasti poistoyhteen 12 kautta. Etulevy 6 käsittää lisäksi syöttöaukkoja (ei esitetty) kaasujen syöttämiseksi reaktiokammioon ja poistoaukkoja kaasujen poistamiseksi reaktiokammiosta. Edullisessa ratkaisussa syöttöaukot ja 25 poistoaukot on aikaansaatu siten, että etulevyn 6 kukin sivuseinämä käsittää ainakin yhden syöttöaukon ja/tai poistoaukon. Tällöin reaktiokammion ollessa 5 suljettuna sen kaikki sivuseinämät osallistuvat kaasunvaihtoon, kun kukin sivu-
C\J
^ seinämä on varustettu yhdellä tai useammalla syöttö-ja/tai poistoaukolla. Edul- ° lisesti tämä on ratkaistu jakamalla reaktiokammion sivuseinämien muodostama
CO
° 30 kehä yhteen tai useampaan syöttöosioon, josta kaasuja on syötettävissä reak- | tiokammioon, ja yhteen tai useampaan poisto-osioon, josta kaasuja on poistet- cd tavissa reaktiokammiosta. Kuvion 2 mukaisesti etulevy 6 on aikaansaatu kove-
CVJ
^ raksi reaktiotilan 14 muodostamiseksi reaktiokammion sisälle. Etulevyn 6 ol- o lessa kovera rajaavat etulevy ja sitä vasten asetettu substraatti 2 tai substraatti 00 35 2 ja substraatin kannatin yhdessä reaktiotilan 14, jolloin reaktiotila 14 muodos tuu etulevyn 6 ja substraatin 2 väliin, kuvion 2 mukaisesti. Tässä tapauksessa 7 substraatti 2 tai substraatti 2 ja sen kannatin muodostavat osan reaktiokam-miota, kun reaktiokammio on suljetussa tilassa. Reaktiokammio voi edelleen olla mitoitettu tai sovitettu vastaanottamaan kaksi tai useampia substraatteja 2 samanaikaisesti. Tällöin reaktiokammion avoimessa tilassa kaksi tai useampia 5 substraatteja 2 siirretään etulevyn 6 ja takalevyn 8 väliin, minkä jälkeen reaktiokammio suljetaan siten, että nämä kaksi tai useampi substraatti 2 jäävät ainakin prosessoitavalta osaltaan reaktiokammion sisälle edellä selitetyn mukaisesti. Edullisessa ratkaisussa reaktiokammio on sovitettu vastaanottamaan vierekkäisesti kaksi tai useampia substraatteja 2. Tällöin kaasujen syöttö ja 10 poisto voidaan järjestää reaktiokammioon siten, että syöttöaukot on sijoitettu etulevyssä 6 substraattien 2 välisiin kohtiin ja poistoaukot etulevyn 6 substraatteja 2 ympäröiville substraattien 2 reuna-alueiden läheisille sivuseinämille. Täten esimerkiksi ratkaisussa, jossa reaktiokammioon sijoitettaan vierekkäisesti kaksi substraattia 2, tapahtuu kaasujen syöttö näiden vierekkäisten substraat-15 tien 2 välistä ja kaasun poisto reaktiokammion sivuseinämiltä, jotka ympäröivät substraatteja. Näin reaktiokammion virtausdynamiikka saadaan optimoitua. Substraatteja voi olla myös lukuisia levyn päällä.
Syöttö- ja poistoyhteet on keksinnön mukaisessa ALD-reaktorissa aikaansaatava siten, että etulevyn 6 liikkeestä huolimatta yhteiden tiiviys ja 20 puhtaus ovat turvattuja. Eräs ratkaisu yhteiden tiiviyden turvaamineen on asentaa ALD-reaktorin alipainekammion 4 sisäseinämän ja liikutettavan ylä- tai ala-levyn väliin täysin tiivis metallinen haitari- tai paljeputki. Tällainen haitariputki on hitsattu kiinni laippoihin tai muihin vastaaviin kytkentäosiin, jotka on edelleen kiinnitetty metalli- tai elastomeeritiivistetysti tai suoraan hitsaamalla pai-25 koilleen alipainekammion 4 seinämään ja etulevyyn 6. Yhde on täten tiivistetty stationäärisesti kauttaaltaan ja se voidaan aikaansaada sovelluksen ja ali- co 5 painealueen vaatiessa täysin metallitiivisteiden avulla. Vaihtoehtoisesti haitari-
C\J
^ putki voi olla hitsattu tai muuten tiiviisti kiinnitetty suoraan alipainekammion ° seinämään ja/tai etulevyyn 6, jolloin erillistä tiivistystä ei tarvita. Liikutettaessa
CO
° 30 etulevyä 6 alipainekammion 4 sisällä edestakaisin haitariputki venyy tai suoris- | tuu ja supistuu tai painuu rypistyen kasaan elastisesti. Tällöin alipainekammion cd 4 sisällä ei ole läpivienneistä johtuvia liukuvia, hankaavia, koskettavia tai muita
CVJ
^ vastaavia suhteellisia liikkeitä, jotka voivat tuoda tai synnyttää epäpuhtauksia o alipaineastian sisälle.
00 35 Edellisen mukaisen haitari- tai paljeputken avulla toteutettu ali paineastian läpivienti tai yhde mahdollistaa yksinkertaisella ja tehokkaalla ta- 8 valla toteutetun ratkaisun, jossa reaktiokammion etulevy 6 on aikaansaatu suhteessa alipainekammioon 4 liikutettavaksi. Haitariputki ylläpitää tiiviyden liikutettavan etulevyn 6 ja/tai takalevyn 8 liikkeen aikana ja niiden liikkeestä huolimatta. Haitariputken avulla voidaan alipaineastiaan tuoda ja poistaa kaasuja, 5 ja lisäksi sähköt, lämpömittarit, painemittaukset voidaan tuoda näiden haita-riyhteiden kautta ja kytkeä suoraan alipainekammion 4 sisällä liikkuviin osiin. Haitariputken sisällä voi olla normaali ilmanpaine, jolloin sen sisälle asennetut johdot, putket ja muut alipainekammion 4 sisälle vietävät komponentit voivat olla normaalissa ilmanpaineessa ja ympäristön lämpötilassa, jolloin niiden ei 10 tarvitse olla aikaansaatu kestämään alipainetta tai alipaineastiassa vallitsevia korkeampia lämpötiloja. Haitariyhde mahdollistaa samalla myös kaasuyhteiden saattolämmityksen ja läpiviennin yhdistämisen ja integroinnin, kun saattoläm-mitys aikaansaadaan haitariputken yhteyteen. Saattolämmityksellä tarkoitetaan tässä vakuumiastian kylmän seinämän läpi vietävien yhteiden lämpötilan var-15 mistamista esimerkiksi erillisin lämmittimin mahdollisten kondenssien ehkäisemiseksi.
Haitariputken kautta voidaan alipainekammioon 4 asentaa myös nostolaitteet, joiden avulla reaktiokammion etulevyä 6 ja/tai takalevyä 8 voidaan nostaa ja laskea. Kuvioiden 1A, 1B ja 2 mukaisessa ratkaisussa etulevyn 20 6 nurkkiin tai niiden läheisyyteen, voidaan aikaansaada nostoyhteet haitariput- kien avulla siten, että nostolaitteen nostoelimet, jotka liikuttavat etulevyä 6 ali-paineastian sisällä on viety haitariputkien kautta alipainekammion 4 sisälle ja kytketty etulevyyn 6. Nämä nostolaitteen nostoelimet voivat olla haitariputkes-sa normaalissa ilmanpaineessa, jolloin alipainekammion 4 alipaine itse asiassa 25 vetää etulevyä 6 ylöspäin kohti takalevyä 8 ja nostolaitetta joudutaan käyttä-mään etulevyn 6 alaspäin vetämiseen. Nostolaite voi tällaisessa suoritusmuo-5 dossa toimia esimerkiksi karamoottorin ja/tai kuularuuvin avulla.
C\J
^ Kuvioiden 1A, 1b ja 2 mukaisessa suoritusmuodossa takalevy 8 ° muodostaa tukirakenteen, jota vasten etulevy 6 ja/tai substraatti 2 asettuvat
CO
° 30 reaktiokammion ollessa suljettuna. Toisin sanoen takalevy 8 ei käsitä lainkaan | kaasuyhteitä. Täten tässä esitetyssä suoritusmuodossa vain substraatin 2 etu- cd levyyn 6 päin olevaa pintaa muokataan ALD-menetelmän avulla, koska vain
CVJ
^ substraatin 2 etulevyä 6 kohti oleva pinta altistetaan kaasuille. Vaihtoetoisessa o ratkaisussa etulevy 6 ja takalevy 8 voitaisiin molemmat varustaa kaasuyhteillä 00 35 siten, että substraatin 2 molempia pintoja tai vaihtoehtoisesti kahden seläkkäin olevan substraatin käsiteltäviä pintoja voitaisiin käsitellä samanaikaisesti ja 9 samalla tavalla tai samoilla lähtöaineilla tai eri tavalla ja erilähtöaineilla. Tällöin takalevy 8 voisi olla samanlainen kuin etulevy 6. Etulevyn 6 kaasuyhteet 10, 12 voidaan vaihtoehtoisesti ainakin osittain yhdistää takalevyn 8 puolelle tai takalevyyn 8 siten, että kaasua on johdettavissa ja poistettavissa myös substraatin 5 2 takalevyn 8 puolelta, vaikka takalevyyn 8 ei ole aikaansaatu kaasuyhteitä.
Etulevy 6 ja/tai takalevy 8 voidaan varustaa tiivisteillä, joiden avulla suljetussa tilassa oleva reaktiokammio saadaan tiivistettyä. Tiivisteet voivat olla esimerkiksi O-renkaita. Tiivisteet voi olla sijoitettu etulevyyn 6 ja/tai takalevyyn siten, että tiivisteet asettuvat etulevyn 6 ja takalevyn 8 väliin tiivistäen ne 10 toisiaan vasten. Tällöin tiivisteet voi olla aikaansaatu vain toiseen etulevystä 6 ja takalevystä 8. Vaihtoehtoisesti tiivisteet voidaan sijoittaa etulevyyn 6 ja/tai takalevyyn 8 siten, että ne asettuvat vasten substraattia 2 tai substraatin kan-natinta. Käytettäessä korkeita lämpötiloja voidaan reaktiokammion tiivistys ratkaista ilman erillisiä tiivisteitä. Tällöin reaktiokammion etulevyn 6 ja/tai takale-15 vyn 8 tasaiset pinnat asetetaan toisiaan vasten siten, että ne koskettavat toisiaan aikaansaaden tiivistyksen. Myös tällöin on mahdollista tiivistää reaktiokammio asettamalla etulevy 6 ja/tai takalevy 8 ainakin reunaosioiltaan vasten substraattia 2 tai substraatin kannatinta tiivistyksen aikaansaamiseksi.
Edelleen vaikka edellä on esitetty, että ALD-reaktori 1 tai sen ali-20 painekammio 4 käsittää vain yhden reaktiokammion, on ALD-reaktorin 1 alipainekammio 4 mahdollista varustaa myös kahdella tai useammalla reak-tiokammiolla. Edullisessa ratkaisussa nämä reaktiokammiot on sijoitettu alipainekammioon 4 peräkkäisesti siten, että kuhunkin reaktiokammioon voidaan syöttää samanaikaisesti substraatti 2, jolloin ALD-reaktorin kapasiteettia saa-25 daan nostettua. Vaihtoehtoisesti kukin substraatti voidaan syöttää peräkkäises-ti näihin reaktiokammioihin, jolloin kussakin reaktiokammiossa substraattia 2 o käsitellään ennalta määrätyllä tavalla ja ennalta määrätyillä lähtöaineilla. Täl-
CvJ
^ löin yhdessä ALD-reaktorissa substraatti 2 voidaan altistaa peräkkäisesti useil- ° le erilaisille pinnan kasvatus- tai muokkausprosesseille.
° 30 Lisäksi reaktiokammio voidaan varustaa plasmaelektrodilla ja/tai g suihkutuspäällä tai suuttimella.
cd Kuvioissa 1 A, 1B ja 2 on esitetty eräs esillä olevan keksinnön mu- C\l kainen suoritusmuoto, jossa ALD-reaktori 1 on aikaansaatu sellaisena, että se o voidaan sijoittaa osaksi tuotantolinjaa, jossa on kaksi tai useampia peräkkäisiä 00 35 prosessikammioita substraatin 2 pinnan muokkaamista ja/tai kasvattamista varten, ja jossa substraattia 2 kuljetetaan vaakasuunnassa peräkkäisten pro- 10 sessikammioiden läpi. Täten ALD-reaktori 1 on varustettu ensimmäisellä sulku-järjestelyllä 14, jonka kautta substraatti 2 tuodaan alipainekammioon 4, ja toisella sulkujärjestelyllä 16, jonka kautta substraatti 2 viedään ulos alipainekammiosta 4. Substraatin 2 siirtäminen alipainekammiossa 4, ja edullisesti ko-5 ko tuotantolinjassa, tapahtuu vaakasuorassa suunnassa. Alipainekammion 4 sisällä substraattia 2 siirretään kuljetusvälineillä 18, joiden päällä substraatti 2 kulkee, ja joihin se tukeutuu reunaosioiltaan ja erityisesti substraatin 2 kulkusuunnan suuntaisilta reunasioiltaan, kuvion 2 mukaisesti. Toisin sanoen kuljetusvälineiden 18 avulla substraatti 2 on siirrettävissä vaakasuorassa suunnas-10 sa alipainekammion 4 läpi.
Kuvion 1Aja 1B mukaisesti alipainekammion 4 sisälle on aikaansaatu reaktiokammio, joka koostuu etulevystä 6, joka käsittää kaasuyhteet 10, 12, sekä takalevystä 8, joka toimii tukirakenteena. Tässä suoritusmuodossa etulevy 6 on reaktiokammion alempi levy ja takalevy 8 on reaktiokammion 15 ylempi levy, joiden ylemmän ja alemman levyn väliin substraatti 2 on asetettavissa. Lisäksi kuvioiden 1A, 1B ja 2 mukaisesti alempi levy, eli etulevy 6, on sovitettu liikkumaan pystysuorasti ja ylempi levy, eli takalevy 8, on kiinteä siten, että reaktiokammio on avattavissa ja suljettavissa etulevyä 6 liikuttamalla nuolen 20 mukaisesti. Täten reaktiokammion 8 avaaminen suoritetaan liikuttamalla 20 etulevyä 6 poispäin takalevystä 8 kuvion 2 mukaiseen asemaan, jossa etulevy 6 ja takalevy 8 ovat pystysuorassa suunnassa etäisyyden päässä toisistaan. Tässä kuvion 2 mukaisessa reaktiokammion avoimessa tilassa etulevy 6 on kuljetusvälineiden 18 päällä olevan substraatin 2 alapuolella, tai kuljetusvälineiden 18 määrittämän ylätason alapuolella, ja substraatin 2 vastakkaisia reu-25 noja koskettavien kuljetusvälineiden 18 telojen tai rullien välissä. Takalevy 8 on puolestaan sijoitettu kiinteänä rakenteena ennalta määrätylle korkeudelle kulje-5 tusvälineiden 18 ja/tai kuljetusvälineiden 18 päällä olevan substraatin 2 yläpuo-
C\J
uS lelle- ° Kuvioiden 1 A, 1B ja 2 mukaisessa suoritusmuodossa substraatti 2
CO
° 30 voidaan kuljettaa vaakasuorassa suunnassa ensimmäisen sulkujärjestelyn 14 | läpi ja edelleen avoimessa tilassa olevan reaktiokammion etulevyn 6 ja takale- cd vyn 8 väliin kuljetusvälineillä 18. Substraatti 2 edelleen pysäytetään asemaan
CVJ
^ etulevyn 6 ja takalevyn 8 välissä, jolloin etulevyä 6 voidaan liikuttaa pys- o tysuorassa suunnassa ylöspäin kohti takalevyä 8 siten, että etulevy 6 liikkues- 00 35 saan nostaa substraattia 2 ylöspäin kuljetusvälineiden 18 päältä, jolloin sub straatti 2 asettuu etulevyn 6 päälle. Etulevyn 6 liikuttamista ylöspäin jatketaan 11 kunnes etulevy 6 tai substraatti 2 asettuu takalevyä 8 vasten, jolloin reak-tiokammio on suljetussa tilassa. Toisin sanoen etulevyn 6 yhdellä lineaarisella liikkeellä substraatti 2 nostetaan kuljetusvälineiden päältä ja reaktiokammio suljetaan siten, että substraatti 2 asettuu ainakin käsiteltävältä osaltaan reak-5 tiokammion sisälle, kuten kuvioissa 1Aja 1B on kaavamaisesti esitetty. Reak-tiokammion ollessa suljettuna voidaan substraattia 2 muokata ALD-menetel-män avulla. Sen jälkeen kun substraatti 2 on käsitelty halutulla tavalla ALD-menetelmän avulla reaktiokammio avataan liikuttamalla etulevyä 6 pystysuorassa suunnassa alaspäin kunnes etulevy on palannut kuvion 2 mukaiseen 10 asemaansa kuljetusvälineiden 18 yläpinnan alapuolelle ja substraatti 2 asettunut samalla takaisin kuljetusvälineiden 18 päälle. Tämän jälkeen substraatti 2 voidaan siirtää edelleen kuljetusvälineillä 18 eteenpäin ja pois alipainekammiosta 4 toisen sulkujärjestelyn 16 läpi. Näin substraatin 2 lataaminen reaktio-kammioon ja reaktiokammion sulkeminen sekä vastaavasti reaktiokammion 15 avaaminen ja substraatin 2 poistaminen reaktiokammiosta voidaan toteuttaa yhdellä lineaarisella liikkeellä, joka tässä suoritusmuodossa tehdään kohtisuorasi substraatin 2 kulkusuuntaan nähden.
Reaktiokammio voidaan aikaansaada myös siten, että takalevy 8 on reaktiokammion alempi levyjä etulevy 6 on reaktiokammion ylempi levy, joiden 20 ylemmän ja alemman levyn väliin substraatti 2 on asetettavissa. Lisäksi myös ylempi levy voidaan sovittaa liikkumaan pystysuorasti siten, että ylempi levy on laskettavissa alaspäin reaktiokammion sulkemiseksi ja nostettavissa ylöspäin reaktiokammion avaamiseksi. Tällöin jos vain ylempi levy liikkuu ja alempi on kiinteä, on alempi levy sijoitettava tarkasti samalle tasolle kuljetusvälineiden 18 25 yläpinnan kanssa. Vaihtoehtoisessa ratkaisussa sekä alempi levy että ylempi levy on sovitettu liikkumaan pystysuorasti siten, että reaktiokammio on suljet-5 tavissa liikuttamalla ylempää ja alempaa levyä kohti toisiaan ja avattavissa lii-
C\J
^ kuttamalla ylempää ja alempaa levyä poispäin toisistaan. Tämä voidaan toteut- ° taa kahdella tavalla. Joko substraatti voidaan nostaa kuvioiden 1Aja 1B mu- 00 ° 30 kaisesti ylöspäin kuljetusvälineiltä 18 alemman levyn avulla ja ylempää levyä | voidaan liikuttaa alaspäin samanaikaisesti alemman levyn liikuttamisen kanssa cd tai alemman levyn liikuttamisen jälkeen, tai alempi levy voidaan liikuttaa ylös-
CVJ
^ päin siten, että se asettuu substraattia 2 vasten sen alapuolelle, mutta ei nosta o substraattia 2 ylöspäin ja ylempi levy lasketaan alaspäin substraatin 2 päälle 00 35 reaktiokammion sulkemiseksi.
12
Edellä esitettyyn viitaten voidaan reaktiokammio toteuttaa hyödyntäen esitettyjä rakenteellisia vaihtoehtoja siten, että kulloiseenkin ratkaisuun saadaan sopiva reaktiokammio. Lisäksi on huomattava, että etulevyn 6 ja takalevyn 8 liikesuuntien ei välttämättä tarvitse olla pystysuoria, vaan ne voivat liik-5 kua myös jossakin muussa suunnassa. Samoin substraatin liikesuunta alipainekammiossa voi olla jonkin muu kuin vaakasuora suunta. Esimerkiksi, substraatti voi liikkua pystysuorassa suunnassa ja etulevy ja/tai takalevy vaakasuorassa suunnassa. Edullisessa tapauksessa kuitenkin levymäistä substraattia siirretään alipainekammiossa sen pinnan suuntaisessa suunnassa ja 10 etulevyä ja/tai takalevyä tähän substraatin pintaan nähden kohtisuorassa suunnassa, jolloin substraattia myös nostetaan ja lasketaan tai muuten reak-tiokammioon ladattaessa liikutetaan etulevyn tai takalevyn avulla substraatin pintaan nähden kohtisuorassa suunnassa.
Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin-15 nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.
CO
δ
C\J
i
LO
O
CO
o
X
X
X
CD
C\J
δ O) o o
C\J

Claims (33)

1. ALD-reaktori (1) yhden tai useamman substraatin (2) käsittelemiseksi, joka ALD-reaktori (1) käsittää alipainekammion (4), alipainekammion (4) sisälle sijoitetun ainakin yhden reaktiokammion, joka käsittää etulevyn (6) ja 5 takalevyn (8), jotka on sovitettu liikkumaan suhteessa toisiinsa reaktiokammion avaamiseksi ja sulkemiseksi, ja kuljetusvälineet (18) substraatin (2) siirtämiseksi vaakasuorassa suunnassa etulevyn (6) ja takalevyn (8) väliin ja poistamiseksi sieltä tunnettu siitä, että etulevystä (6) ja takalevystä (8) alempi on sovitettu nostamaan substraattia (2) ylöspäin kuljetusvälineiltä (18) reak- 10 tiokammion sulkeutuessa ja laskemaan substraatti (2) kuljetusvälineiden (18) päälle reaktiokammion avautuessa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että kuljetusvälineet (18) on sovitettu lataamaan substraatti (2) vaakasuorassa suunnassa etu- ja takalevyn (6, 8) väliin ja poistamaan substraatti 15 (2) niiden välistä tai etulevyn alta reaktiokammion ollessa avoimessa tilassa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että alempi etu- ja takalevystä (6, 8) on sovitettu liikkumaan olennaisesti pystysuorassa suunnassa.
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen ALD-reaktori 20 (1), tunnettu siitä, että alempi etu- ja takalevystä (6, 8) on sijoitettu kulje tusvälineiden (18) alapuolelle reaktiokammion avoimessa asemassa.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että etulevy (6) on reaktiokammion alempi levy ja takalevy (8) on reaktiokammion ylempi levy, joiden ylemmän ja alemman levyn vä- 25 liin substraatti (2) on asetettavissa. co 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen ALD-reaktori ^ (1), tunnettu siitä, että takalevy (6) on reaktiokammion alempi levy ja etu- g levy (8) on reaktiokammion ylempi levy, joiden ylemmän ja alemman levyn vä- co liin substraatti (2) on asetettavissa, o x 30 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen ALD-reaktori (1), tun- * n e 11 u siitä, että alempi levy on sovitettu liikkumaan pystysuorasti siten, että ylemmän ja alemman levyn väliin ladattu substraatti (2) on nostettavissa g alemman levyn avulla ylöspäin reaktiokammion sulkemiseksi ja laskettavissa o alaspäin reaktiokammion avaamiseksi.
8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen ALD-reaktori (1), tun nettu siitä, että ylempi levy on sovitettu liikkumaan pystysuorasti siten, että ylempi levy on laskettavissa alaspäin reaktiokammion sulkemiseksi ja nostettavissa ylöspäin reaktiokammion avaamiseksi.
9. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että alempi levy ja ylempi levy on sovitettu liikkumaan pys- 5 tysuorasti siten, että reaktiokammio on suljettavissa liikuttamalla ylempää ja alempaa levyä kohti toisiaan ja avattavissa liikuttamalla ylempää ja alempaa levyä poispäin toisistaan.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että reaktiokammio on sovitettu vastaanotta- 10 maan kerralla kaksi tai useampia substraatteja (2). Ujonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-10 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että etulevy (6) käsittää kaasuyhteet (10, 12) lähtöaineiden, huuhtelukaasujen ja vastaavien kaasun syöttämiseksi reaktiokammion sisälle ja poistamiseksi reaktiokammiosta.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen ALD-reaktori (1), tunnet tu siitä, että etulevy (6) käsittää syöttöaukkoja kaasujen syöttämiseksi reak-tiokammioon ja poistoaukkoja kaasujen poistamiseksi reaktiokammiosta, jotka syöttöaukot ja poistoaukot on aikaansaatu siten, että etulevyn (6) kukin sivu-seinämä käsittää ainakin yhden syöttöaukon ja/tai poistoaukon.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen ALD-reaktori (1), tunnet- t u siitä, että reaktiokammio on sovitettu vastaanottamaan vierekkäisesti kaksi tai useampia substraatteja (2) siten, että syöttöaukot on sijoitettu etulevyssä substraattien (2) välisiin kohtiin ja poistoaukot etulevyn (6) substraatteja (2) ympäröiville substraattien (2) reuna-alueiden läheisille sivuseinämille.
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-13 mukainen ALD- reaktori (1), tunnettu siitä, että substraatti (2) ja/tai substraatin kannatin, 5 johon substraatti on tuettu, muodostaa osan reaktiokammiota reaktiokammion C\J ^ suljetussa tilassa. ° 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen ALD-reaktori (1), tunnet- 00 ° 30 t u siitä, että etulevy (6) on kovera siten, että reaktiokammion suljetussa tilas- | sa etulevyä (6) vasten asetettu substraatti (2) tai substraatti (2) ja substraatin cd kannatin muodostavat reaktiotilan (14) yhdessä etulevyn (6) kanssa etulevyn CVJ ^ (6) ja substraatin (2) väliin.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen ALD-reaktori (1), tunnet- 00 35 t u siitä, että substraatin kannatin muodostaa reaktiokammion takalevyn (8).
17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että takalevy (8) muodostaa tukirakenteen, jota vasten etulevy (6) ja/tai substraatti (2) asettuvat kun reaktiokammion ollessa suljettuna.
18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-17 mukainen ALD- reaktori (1), tunnettu siitä, että etulevy (6) ja/tai takalevy (8) ja/tai olennaisesti tasomainen substraatti (8) on varustettu tiivisteellä reaktiokammion tiivistämiseksi suljetussa tilassa.
19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-18 mukainen ALD- 10 reaktori (1), tunnettu siitä, että alipainekammion (4) sisälle on aikaansaatu kaksi tai useampia reaktiokammioita.
20. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-19 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että ALD-reaktori (1) on varustettu yhdellä tai useammalla sulkuvälineellä (14, 16), joiden kautta substraatti (2) on tuotavissa 15 alipainekammioon (4) ja poistettavissa sieltä.
21. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 20 mukainen ALD-reaktori (1), tunnettu siitä, että käsittää yhden tai useamman haitari- ja/tai paljeputken, joka on aikaansaatu tiiviisti alipainekammion (4) seinämän ja sen sisällä liikutettavissa olevan etulevyn (6) ja/tai takalevyn (8) välille läpiviennin 20 aikaansaamiseksi alipainekammioon (4).
22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen ALD-reaktori (1), tunnet-t u siitä, että haitari- ja/tai paljeputki on kiinnitetty tiiviisti suoraan ja/tai laippojen välityksellä alipainekammion (4) seinämään ja alipainekammion (4) sisällä suhteessa alipainekammioon (4) liikutettavaan etulevyyn (6) ja/tai takalevyyn 25 (8).
23. Tuotantolinja, jossa on kaksi tai useampia peräkkäisiä prosessi- 5 kammioita substraatin (2) pinnan muokkaamista ja/tai kasvattamista varten, ja C\J ^ jossa substraattia (2) kuljetetaan vaakasuunnassa peräkkäisten prosessikam- ° mioiden läpi, tunnettu siitä, että ainakin yksi tuotantolinjan prosessikam- 00 ° 30 mioista on aikaansaatu jonkin patenttivaatimuksen 1 - 22 mukaisena ALD- | reaktorina (1). cd 24. Menetelmä yhden tai useamman substraatin lataamiseksi ALD- CVJ ^ reaktorin alipainekammion sisällä olevaan reaktiokammioon ja poistamiseksi o sieltä, jossa menetelmässä substraatti viedään alipainekammioon ja poistetaan 00 35 sieltä sulkujärjestelyn kautta, jossa menetelmässä substraatti ladataan reak tiokammioon käsittelyä varten: - siirtämällä substraattia alipainekammiossa vaakasuorassa suunnassa kuljetusvälineiden avulla siten, että yksi tai useampi substraatti asettuu reaktiokammion etulevyn ja takalevyn väliin, jotka ovat avoimessa tilassa etäisyyden päässä toisistaan; ja 5. liikuttamalla reaktiokammion etulevyä ja takalevyä suhteessa toi siinsa toisiaan kohti reaktiokammion sulkemiseksi suljettuun tilaan siten, että substraatti jää ainakin käsiteltävältä osaltaan reaktiokammion sisälle; ja että menetelmässä substraatti poistetaan reaktiokammiosta: - liikuttamalla reaktiokammion etulevyä ja takalevyä suhteessa toi- 10 siinsa pois päin toisistaan reaktiokammion avaamiseksi avoimeen tilaan; ja - siirtämällä substraatti pois avoimessa tilassa olevan reaktiokammion etulevyn ja takalevyn välistä, tunnettu siitä, että menetelmässä alempaa levyä etu- ja takalevystä liikutetaan pystysuorasti siten, että etulevyn ja takalevyn ladattu substraatti on nostettavissa ylöspäin kuljetusvälineiltä re- 15 aktiokammion sulkeutuessa ja laskettavissa alaspäin kuljetusvälineiden päälle reaktiokammion avautuessa.
25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etulevy muodostaa reaktiokammion alemman levyn ja takalevy muodostaa reaktiokammion ylemmän levyn, joiden ylemmän ja alemman levyn vä- 20 liin substraatti siirretään.
26. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että takalevy muodostaa reaktiokammion alemman levyn ja etulevy muodostaa reaktiokammion ylemmän levyn, joiden ylemmän ja alemman levyn väliin substraatti siirretään
27. Patenttivaatimuksen 25 tai 26 mukainen menetelmä, t u n - nettu siitä, että ylempää liikutetaan pystysuorasti siten, että ylempi levy on 5 laskettavissa alaspäin reaktiokammion sulkemiseksi ja nostettavissa ylöspäin C\J ^ reaktiokammion avaamiseksi. ° 28. Patenttivaatimuksen 25 tai 26 mukainen menetelmä, t u n - CO ° 30 nettu siitä, että alempaa levyä ja ylempää levyä liikutetaan pystysuorasti | kohti toisiaan reaktiokammion sulkemiseksi ja poispäin toisistaan reaktiokam- cd mion avaamiseksi. CVJ ^ 29. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 24 - 28 mukainen mene- o telmä, tunnettu siitä, että lähtöaineita, huuhteluaineita vastaavia kaasuja 00 35 syötetään ja poistetaan reaktiokammion etulevyn kautta.
30. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 24 - 29 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään reaktiokammioon kerällä kaksi tai useampia substraatteja.
31. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 24 - 30 mukainen mene-5 telmä, tunnettu siitä, että alipaine kammion käsittää kaksi tai useampia reaktiokammioita, joita käytetään menetelmän mukaisesti samanaikaisesti eri substraateille tai peräkkäisesti kullekin substraatille.
32. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 24 - 31 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsitellään substraattia ALD-menetelmällä reak- 10 tiokammion ollessa suljetussa tilassa.
33. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 24 - 32 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää käytetään tuotantolinjassa, jossa on kaksi tai useampia peräkkäisiä prosessikammioita substraatin pinnan muokkaamista ja/tai kasvattamista varten, ja jossa substraattia kuljetetaan 15 vaakasuunnassa peräkkäisten prosessikammioiden läpi. CO δ c\j i m o i co o X tr CL CD C\1 δ O) o o C\1
FI20095126A 2009-02-09 2009-02-09 ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja FI123539B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095126A FI123539B (fi) 2009-02-09 2009-02-09 ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja
EP10738250.9A EP2393961A4 (en) 2009-02-09 2010-02-08 ATOM LATER DISCHARGE REACTOR, METHOD FOR LOADING AN ATOM STAGE DISCHARGE REACTOR AND MANUFACTURING LINE
CN2010800068019A CN102308021B (zh) 2009-02-09 2010-02-08 Ald反应器,用来装载ald反应器的方法,和生产线
PCT/FI2010/050080 WO2010089461A1 (en) 2009-02-09 2010-02-08 Ald reactor, method for loading ald reactor, and production line
EA201171016A EA026239B1 (ru) 2009-02-09 2010-02-08 Реактор послойного атомного осаждения, способ загрузки этого реактора и технологическая линия
TW099103757A TW201038765A (en) 2009-02-09 2010-02-08 ALD reactor, method for loading ALD reactor, and production line
US13/143,317 US20110274837A1 (en) 2009-02-09 2010-02-08 Ald reactor, method for loading ald reactor, and production line

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095126A FI123539B (fi) 2009-02-09 2009-02-09 ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja
FI20095126 2009-02-09

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20095126A0 FI20095126A0 (fi) 2009-02-09
FI20095126A FI20095126A (fi) 2010-08-10
FI123539B true FI123539B (fi) 2013-06-28

Family

ID=40404629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20095126A FI123539B (fi) 2009-02-09 2009-02-09 ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110274837A1 (fi)
EP (1) EP2393961A4 (fi)
CN (1) CN102308021B (fi)
EA (1) EA026239B1 (fi)
FI (1) FI123539B (fi)
TW (1) TW201038765A (fi)
WO (1) WO2010089461A1 (fi)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20115073A0 (fi) * 2011-01-26 2011-01-26 Beneq Oy Laitteisto, menetelmä ja reaktiokammio
EP2592173A3 (de) * 2011-11-08 2014-03-05 FHR Anlagenbau GmbH Anordnung und Verfahren zur Durchführung eines Niedertemperatur - ALD-Prozesses
US11447861B2 (en) 2016-12-15 2022-09-20 Asm Ip Holding B.V. Sequential infiltration synthesis apparatus and a method of forming a patterned structure
US10590535B2 (en) 2017-07-26 2020-03-17 Asm Ip Holdings B.V. Chemical treatment, deposition and/or infiltration apparatus and method for using the same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI118342B (fi) * 1999-05-10 2007-10-15 Asm Int Laite ohutkalvojen valmistamiseksi
US20020076481A1 (en) * 2000-12-15 2002-06-20 Chiang Tony P. Chamber pressure state-based control for a reactor
US20020129768A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Carpenter Craig M. Chemical vapor deposition apparatuses and deposition methods
US7138336B2 (en) * 2001-08-06 2006-11-21 Asm Genitech Korea Ltd. Plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) equipment and method of forming a conducting thin film using the same thereof
US6916398B2 (en) * 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
US6866746B2 (en) * 2002-01-26 2005-03-15 Applied Materials, Inc. Clamshell and small volume chamber with fixed substrate support
US20040013803A1 (en) * 2002-07-16 2004-01-22 Applied Materials, Inc. Formation of titanium nitride films using a cyclical deposition process
US7601223B2 (en) * 2003-04-29 2009-10-13 Asm International N.V. Showerhead assembly and ALD methods
US20050252449A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Nguyen Son T Control of gas flow and delivery to suppress the formation of particles in an MOCVD/ALD system
US8211235B2 (en) 2005-03-04 2012-07-03 Picosun Oy Apparatuses and methods for deposition of material on surfaces
TWI332532B (en) * 2005-11-04 2010-11-01 Applied Materials Inc Apparatus and process for plasma-enhanced atomic layer deposition
US7615486B2 (en) * 2007-04-17 2009-11-10 Lam Research Corporation Apparatus and method for integrated surface treatment and deposition for copper interconnect
US7781031B2 (en) * 2006-12-06 2010-08-24 General Electric Company Barrier layer, composite article comprising the same, electroactive device, and method
US8043432B2 (en) * 2007-02-12 2011-10-25 Tokyo Electron Limited Atomic layer deposition systems and methods
US20090004405A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Applied Materials, Inc. Thermal Batch Reactor with Removable Susceptors
US20100037824A1 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 Synos Technology, Inc. Plasma Reactor Having Injector

Also Published As

Publication number Publication date
EP2393961A4 (en) 2014-12-10
WO2010089461A1 (en) 2010-08-12
EA201171016A1 (ru) 2012-02-28
FI20095126A0 (fi) 2009-02-09
EP2393961A1 (en) 2011-12-14
TW201038765A (en) 2010-11-01
CN102308021A (zh) 2012-01-04
CN102308021B (zh) 2013-11-06
US20110274837A1 (en) 2011-11-10
EA026239B1 (ru) 2017-03-31
FI20095126A (fi) 2010-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105970187B (zh) 多区反应器、包括该反应器的系统和使用该反应器的方法
TWI451521B (zh) 基板處理設備及基板處理方法
CN100456435C (zh) 衬底处理装置以及半导体设备的制造方法
CN101834119B (zh) 衬底处理装置
FI123539B (fi) ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja
US20180265965A1 (en) Apparatus and method for loading a substrate into a vacuum processing module, apparatus and method for treatment of a substrate for a vacuum deposition process in a vacuum processing module, and system for vacuum processing of a substrate
US20090017637A1 (en) Method and apparatus for batch processing in a vertical reactor
RU2586956C2 (ru) Реактор атомно-слоевого осаждения для обработки партии подложек и способ обработки партии подложек
JP2013151720A (ja) 真空成膜装置
KR20140123479A (ko) 기판 수용 용기의 퍼지 장치 및 퍼지 방법
TWI638758B (zh) 真空處理裝置
TWI629744B (zh) Surrounding gas replacement device, substrate transfer device, substrate transfer system, and EFEM
CN105225987B (zh) 用于处理基板的设备
JP2014093489A (ja) 基板処理装置
CN105765103A (zh) 用于原位清洁工艺腔室的方法和装置
KR101478151B1 (ko) 대면적 원자층 증착 장치
JP6282983B2 (ja) 基板処理装置
CN108122809A (zh) 基板处理系统
KR101364116B1 (ko) 기판 처리를 위한 클러스터 설비
WO2012036043A1 (ja) 真空処理装置
KR102141748B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 프로그램
CN216694457U (zh) 一种高压加热炉和工艺设备
WO2013124535A1 (en) Apparatus for processing substrates
TW201335973A (zh) 真空沉積系統
JPS63153270A (ja) 真空槽内における基板交換装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123539

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B