JP2008540840A - 複数の気体流入口を有する原子層堆積装置の反応器 - Google Patents
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Abstract
Description
101 反応器蓋
102 反応器支え
103 反応チャンバー
110 気体流入口
111 気体流入チャンネル
120 気体流出口
121 気体流出チャンネル
130 反応器蓋加熱部
140 気体流れ調節板
150 基板
151 反応空間
151a 気体流入部
151b 気体流出部
160 基板支持台
170 基板加熱部
200 原子層堆積器
201 反応器蓋
202 反応器支え
203 上板
204 側壁
205 気体流れ調節部
210 第1気体流入口
211 第1流入チャンネル
212 第2気体流入口
213 第2流入チャンネル
215 気体集配部
220 気体流出口
221 流出チャンネル
230 反応器蓋加熱部
240 上部気体流れ調節板
241a 第1気体流入溝
241b 第2気体流入溝
242 下部気体流れ調節板
242a 凸部
243 下部流入溝
245 貫通孔
246 中央溝
250 基板
251 反応空間
251a 気体流入部
251b 気体流出部
260 基板支持台
270 基板加熱部
272 中央支持ピン
273 支持ピン駆動手段
280 反応気体遮断通路
280a 隙間
284 上下移動手段
290 プラズマ発生電極
291 導電性管
291a 絶縁体
292 反応器支え駆動部
298 外壁
299 外部排気部
600 原子層堆積反応器
606 保護接地板
606a 第1部分
606b 第2部分
650 保護接地板
650a 第1部分
650b 第2部分
700 原子層堆積反応器
707 パージ気体チャンネル
Claims (50)
- 原子層堆積反応器であって、
反応空間、
複数の気体流入口、
気体流出口、
前記反応空間内に配置されている気体流れ調節部、及び
前記反応空間に基板を装着する基板支持台を含む反応チャンバーを含み、
前記気体流れ調節部は、前記複数の気体流入口と前記反応空間との間に配置され、複数の気体流入チャンネルを有し、
前記複数の気体流入チャンネルは、各々、前記複数の気体流入口のうちの一つの気体流入口から前記反応空間の周辺の第1部分に延びて、前記一つの気体流入口から前記反応空間の周辺の第1部分に行くほど面積が広くなる原子層堆積反応器。 - 前記複数の気体流入口は前記反応チャンバーの上部に配置されている、請求項1に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流入口は前記反応空間の中央部の上に配置され、
前記複数の流入チャンネルの各々は、前記反応空間の中央部の上から前記反応空間の周辺部の第1部分の上に、放射状で円周方向に拡張されている、請求項1に記載の原子層堆積反応器。 - 前記気体流れ調節部の下部表面と前記基板支持台の上部表面は、互いに対向して前記反応空間を定義する、請求項1に記載の原子層堆積反応器。
- 前記気体流れ調節部は、互いに幾重にも積まれている複数の気体流れ調節板を含み、前記気体流れ調節板の各々は、前記複数の気体流入チャンネルの各々の下部表面と側壁を定義する、請求項1に記載の原子層堆積反応器。
- 前記気体流れ調節板の各々は、前記気体流れ調節板の中央部から前記気体流れ調節板の周縁の少なくとも一部分に拡張されている気体流入溝を含み、前記気体流入溝は、前記気体流れ調節板の中央部から前記気体流れ調節板の周縁に行くほど面積が広くなる、請求項5に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流れ調節板は、第1気体流れ調節板と、前記第1気体流れ調節板の真上に配置されている第2気体流れ調節板とを含み、
前記第1気体流れ調節板は、その上部表面に、前記第1気体流れ調節板の中央部から前記第1気体流れ調節板の周縁の少なくとも一部分に拡張されている気体流入溝を含み、
前記気体流入溝と前記第2気体流れ調節板の下部表面は、前記複数の気体流入チャンネルのうちの一つを定義するように構成された、請求項6に記載の原子層堆積反応器。 - 前記複数の気体流れ調節板のうちの一つは垂直に貫く貫通孔を有し、
前記複数の気体流入チャンネルのうちの一つは、前記貫通孔を通して、前記複数の気体流入口のうちの一つと気体が流れるように連結されている、請求項5に記載の原子層堆積反応器。 - 前記気体流れ調節部は接地されるように構成され、前記複数の気体流れ調節板のうちの二つの気体流れ調節板の間に配置された金属板をさらに含む、請求項5に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流れ調節板のうちの少なくとも一つは、前記反応空間から前記気体流出口に連結された気体流出チャンネルの下部面と側壁を定義する、請求項5に記載の原子層堆積反応器。
- 前記気体流出口の断面積は、前記複数の気体流入口の各々の断面積の合計と同じであったり大きいことを特徴とする、請求項10に記載の原子層堆積反応器。
- 前記気体流出チャンネルの断面積は、前記複数の気体流入チャンネルの各々の断面積の合計と同じであったり大きいことを特徴とする、請求項10に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流れ調節板は最上部気体流れ調節板を含み、
前記最上部気体流れ調節板は、前記気体流出チャンネルの下部面と側壁を定義し、
前記気体流出チャンネルは、前記反応空間の周辺部の第1部分の反対側に位置した前記反応空間の周辺部の第2部分の上から前記気体流出口に延びている、請求項10に記載の原子層堆積反応器。 - 前記気体流出口は前記反応空間の中央部の上に配置され、
前記気体流出チャンネルは、前記反応空間の周辺部の第2部分の上から前記反応空間の中央部の上に、放射状で円周方向から中心方向に形成されている、請求項13に記載の原子層堆積反応器。 - 前記気体流出チャンネルは、前記反応空間の周辺部の第2部分の上から前記反応空間の中央部の上に行くほど狭くなる、請求項14に記載の原子層堆積反応器。
- 前記最上部気体流れ調節板は、その上部表面に気体流入溝を有し、
前記気体流入溝は、前記気体流出チャンネルの下部面と側壁を定義し、
前記気体流入溝は、前記反応空間の周辺部の第2部分の上から前記反応空間の中央部の上に行くほど狭くなる、請求項13に記載の原子層堆積反応器。 - 前記気体流れ調節部は、前記反応空間の周辺部の第2部分に直接パージ気体を供給するように構成されたパージ気体チャンネルをさらに含む、請求項13に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流入チャンネルの少なくとも一部は水平に延びている、請求項1に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流入チャンネルは、前記反応空間の周辺部の同一な部分に気体が流れるように構成された、請求項1に記載の原子層堆積反応器。
- 前記気体流れ調節部はその下部面に配置されており、前記反応空間にプラズマを発生するように構成された電極をさらに含む、請求項1に記載の原子層堆積反応器。
- 前記気体流出口は前記反応チャンバーの上部に配置されている、請求項1に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流入口の各々は非活性気体供給源に連結されるように構成された、請求項1に記載の原子層堆積反応器。
- 原子層堆積反応器であって、
複数の気体流入口と一つの気体流出口とを含む反応器蓋、
前記反応器蓋と共に反応空間を含む反応チャンバーを定義し、基板支持台を含む反応器支え、及び
前記反応チャンバー内に配置されている複数の気体流れ調節板を含み、
前記反応空間は、気体流入部と前記気体流入部の反対方向に位置する気体流出部とを含み、
前記複数の気体流れ調節板は前記反応空間の上に位置し、前記複数の気体流れ調節板は互いに幾重にも積もっている形態であり、前記複数の気体流れ調節板の各々は、前記複数の気体流入口のうちのいずれか一つから供給された一つの反応気体を前記反応空間の気体流入部に誘導するように構成された気体流入チャンネルを少なくとも部分的に定義する、原子層堆積反応器。 - 前記複数の気体流れ調節板は、前記反応空間の気体流出部から前記気体流出口に連結されている気体流出チャンネルの下部面と側壁を定義する、請求項23に記載の原子層堆積反応器。
- 前記気体流出チャンネルの断面積は、前記複数の気体流入チャンネルの各々の断面積の合計と同じである、又は大きい、請求項24に記載の原子層堆積反応器。
- 前記反応器蓋は、前記反応チャンバーの上部部分を定義する反応器蓋上板を含み、
前記反応器蓋上板は、前記気体流入チャンネルの上に位置している気体流入部と前記気体流出チャンネルの上に位置している気体流出部とを含み、
前記反応器蓋上板は、前記気体流出部でより前記気体流入部において更に厚い、請求項25に記載の原子層堆積反応器。 - 前記反応空間は、前記反応気体が前記基板支持台の上で、前記気体流入部から前記気体流出部に向かうように水平方向に流れるように構成された、請求項23に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流れ調節板は最下部の気体流れ調節板を含み、
前記最下部の気体流れ調節板の下部面と前記基板支持台の上部面は、前記反応空間を定義するように構成された、請求項23に記載の原子層堆積反応器。 - 前記最下部の気体流れ調節板は、前記最下部の気体流れ調節板の下部面の上に形成された電極をさらに含む、請求項28に記載の原子層堆積反応器。
- 前記複数の気体流れ調節板は最上部気体流れ調節板を含み、
前記最上部気体流れ調節板は、その上部面に形成されている第1気体流入溝を有し、
前記第1気体流入溝と前記反応器蓋の下部面の第1部分は、前記複数の気体流入口のうちの一つから流入した一つの反応気体を前記反応空間の気体流入部に誘導するように構成された気体流入チャンネルを定義する、請求項23に記載の原子層堆積反応器。 - 前記最上部気体流れ調節板は、その上部に形成された第2気体流入溝を有し、
前記第2気体流入溝と前記反応器蓋の下部面の第2部分は、反応後に残っている反応気体及び/又は反応副産物を、前記反応空間の気体流出部から前記気体流出口に誘導するように構成された気体流出チャンネルを定義する、請求項30に記載の原子層堆積反応器。 - 前記反応器蓋と前記反応器支えを密閉するように構成された外壁をさらに含む、請求項23に記載の原子層堆積反応器。
- 前記反応器蓋の上に配置されている気体集配部をさらに含み、
前記気体集配部は、前記複数の気体流入口と前記気体流出口との間に気体が流れるように連結されている複数の開口部を含む、請求項23に記載の原子層堆積反応器。 - 前記反応器支えは前記反応器蓋から分離可能である、請求項23に記載の原子層堆積反応器。
- 前記反応器支えを垂直方向に移動可能であるように駆動する反応器支え駆動部をさらに含む、請求項23に記載の原子層堆積反応器。
- 前記反応器蓋と前記反応器支えとの間に形成されている第1非活性気体供給通路をさらに含み、
前記第1非活性気体供給通路は、前記反応空間の気体流入部にパージ気体を供給するように構成された、請求項23に記載の原子層堆積反応器。 - 前記反応器蓋と前記反応器支えとの間に形成されている第2非活性気体供給通路をさらに含み、
前記第2非活性気体供給通路は、前記反応空間の気体流出部にパージ気体を供給するように構成された、請求項23に記載の原子層堆積反応器。 - 反応空間において基板上に反応物を堆積する原子層堆積方法であって、前記反応空間は気体流入部と気体流出部とを含み、前記方法は複数の原子層堆積サイクルを含み、
前記原子層堆積サイクルは、
前記反応空間に第1反応気体を供給する段階であって、前記第1反応気体供給段階は、前記第1反応気体を、第1垂直位置で、前記反応空間の気体流入部に向かって水平に、外側へ行くほど広くなる第1流れ経路を通して流れるようにする段階と、前記第1反応気体を、前記第1垂直位置から前記気体流入部に垂直に、前記反応空間に向かって流れるようにする段階とを順に含み、
前記第1反応気体が前記基板の表面と反応する段階、
前記反応空間から反応して残った第1反応気体を除去する段階、
前記反応空間に第2反応気体を供給する段階であって、前記第2気体供給段階は、前記第2反応気体を、第2垂直位置で、前記反応空間の気体流入部に向かって水平に行くほど広くなる第2流れ経路を通して流れるようにする段階と、前記第2反応気体を、前記第1垂直位置から前記気体流入部に垂直に、前記反応空間に向かって流れるようにする段階を順に含み、
前記第2反応気体が前記基板の表面と反応する段階、
前記反応空間から反応して残った第2反応気体を除去する段階を含む、原子層堆積方法。 - 前記反応空間に第1反応気体を供給する段階は、前記第2気体流れ経路に非活性気体を供給する段階をさらに含む、請求項38に記載の原子層堆積方法。
- 前記反応空間に第2反応気体を供給する段階は、前記第1気体流れ経路に非活性気体を供給する段階をさらに含む、請求項38に記載の原子層堆積方法。
- 前記原子層堆積サイクルを順次に少なくとも5回反復する段階をさらに含む、請求項38に記載の原子層堆積方法。
- 前記原子層堆積サイクルのうちの少なくとも一つのサイクルで、第3反応気体を供給し、反応させて、除去する段階をさらに含む、請求項38に記載の原子層堆積方法。
- 前記反応気体を反応させる段階は、前記反応空間にプラズマを発生する段階を含む、請求項38に記載の原子層堆積方法。
- 前記反応空間は前記第1及び第2垂直位置より低い、請求項38に記載の原子層堆積方法。
- 前記反応して残った第1反応気体を除去する段階は、
前記第1及び第2気体流れ経路に非活性気体を供給する段階、
前記反応して残った第1反応気体を、前記反応空間の気体流出部から前記反応空間より遠く垂直に流れるようにする段階、
前記反応して残った第1反応気体を、水平に行くほど狭くなる前記残余気体の第3気体流れ経路を通して流れるようにする段階、及び
前記第3気体流れ経路から前記残った第1反応気体を排気する段階を含む、請求項38に記載の原子層堆積方法。 - 前記反応して残った第1反応気体を除去する段階は、
前記第1及び第2気体流れ経路に非活性気体を供給する段階、
前記反応して残った第1反応気体を、前記反応空間の気体流出部から前記反応空間より遠く垂直に流れるようにする段階、
前記反応して残った第1反応気体を、水平に行くほど狭くなる前記残余気体の第3気体流れ経路を通して流れるようにする段階、及び
前記第3気体流れ経路から前記残った第1反応気体を排気する段階を順に含む、請求項38に記載の原子層堆積方法。 - 前記反応して残った第2反応気体を除去する段階は、
前記反応して残った第2反応気体を、前記反応空間の気体流出部から前記反応空間より遠く垂直に流れるようにする段階、
前記反応して残った第2反応気体を、水平に行くほど狭くなる前記第3気体流れ経路を通して流れるようにする段階、及び
前記第3気体流れ経路から前記残った第2反応気体を排気する段階を順に含む、請求項46に記載の原子層堆積方法。 - 原子層堆積反応器の組立方法において、
上板と側壁を含む反応器蓋を供給する段階であって、前記上板は複数の気体流入口を含み、前記上板は反応チャンバーの上部面を定義し、前記側壁は前記反応チャンバーの側面を定義し、前記反応チャンバーは反応空間を含み、
気体流れ調節部の少なくとも一部が前記反応チャンバーの上部面と接触するように、前記反応チャンバー内に前記気体流れ調節部を位置させる段階であって、前記気体流れ調節部は複数の気体流入チャンネルを含み、前記複数の気体流入チャンネルの各々は、前記複数の気体流入口のうちの各々の一つから前記反応空間の周辺部の第1部分に連結されており、
前記気体流れ調節部の下部面と反応器支えの上部面が前記反応空間を定義するように、前記反応器蓋の側壁と接触して、密閉された前記反応器支えを提供する段階を含む、原子層堆積反応器の組立方法。 - 前記気体流れ調節部は、互いに幾重にも積まれている少なくとも二つの気体流れ調節板を含み、
前記少なくとも二つの気体流れ調節板は、各々、少なくとも二つの気体流入チャンネルを少なくとも部分的に定義する、請求項48に記載の原子層堆積反応器の組立方法。 - 前記少なくとも二つの気体流れ調節板の最上部板は、気体流出チャンネルを少なくとも部分的に定義するように構成された、請求項48に記載の原子層堆積反応器の組立方法。
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