WO2021014105A1 - Reactor for depositing material on a surface of a substrate arranged inside the reactor, and method for depositing the material on a substrate while protecting the reactor wall - Google Patents

Reactor for depositing material on a surface of a substrate arranged inside the reactor, and method for depositing the material on a substrate while protecting the reactor wall Download PDF

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WO2021014105A1
WO2021014105A1 PCT/FR2020/051355 FR2020051355W WO2021014105A1 WO 2021014105 A1 WO2021014105 A1 WO 2021014105A1 FR 2020051355 W FR2020051355 W FR 2020051355W WO 2021014105 A1 WO2021014105 A1 WO 2021014105A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reactor
injection
zone
main
suction
Prior art date
Application number
PCT/FR2020/051355
Other languages
French (fr)
Inventor
Philippe Miele
Matthieu WEBER
Mikhael Bechelany
Original Assignee
Université De Montpellier
Centre National De La Recherche Scientifique
Enscm - Ecole Nationale Superieure De Chimie
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Filing date
Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45519—Inert gas curtains

Definitions

  • TITLE Reactor for depositing a material on a surface of a substrate placed inside the reactor, and process for depositing the material on a substrate, while protecting the wall of the reactor.
  • the present invention relates to the field of depositing a material on a substrate from gaseous precursors. It is known to use a deposition chamber, or reactor, inside which the substrate is placed. Inlet conduits are arranged for the injection inside the reactor of a precursor gas, containing a neutral carrier gas and the precursor molecules allowing the material to be deposited. In known deposition devices, too large a proportion of the molecules of the material to be deposited is deposited on the surface of the walls of the reactor, instead of being deposited on the substrate, which generates maintenance costs for the reactor on the one hand. and, on the other hand, an excessive consumption of precursor gas to obtain the deposition of a given quantity of material on the substrate. In addition, these deposits on the surface of the walls of the reactor generate unwanted particles that can interact with the substrate and the deposit on the substrate.
  • the aim of the invention is therefore to propose a solution to all or part of these problems.
  • the present invention relates to a reactor for depositing a material on a surface of a substrate arranged inside the reactor, the interior of the reactor being delimited by a wall, the wall comprising: - a zone main injection, fitted on the wall, and configured for allow a main injection inside the reactor of a precursor gas configured to allow the material to be deposited, the main injection being carried out in a direction of main injection towards the inside of the reactor,
  • a main suction zone arranged on the wall, and configured to allow a main suction, towards the outside of the reactor, of the gases contained inside the reactor, the main suction being carried out in the same direction as the main injection direction
  • a secondary injection zone arranged on the wall, and configured to allow a first secondary injection of a neutral gas inside the reactor
  • a secondary injection-suction zone arranged on the wall, and configured to allow a second secondary injection of the neutral gas inside the reactor (R) and a secondary suction, towards the outside of the reactor, of the gases contained inside the reactor,
  • the secondary injection-aspiration zone being located after the secondary injection zone, in the direction of the main injection direction.
  • a part of the wall comprises a central portion with respect to an extension of the part along the main injection direction, and the part also comprising a first portion upstream of the central portion and a second portion downstream of the central portion, along the main injection direction, the secondary injection zone being located on the first portion upstream of the central portion, the secondary injection-suction zone being located on the second portion , downstream of the central portion.
  • the substrate is extended along an extension plane which cuts part of the wall of the reactor into two portions, the intersection of said extension plane and the part of the wall defining on the part a first portion upstream of the intersection, according to the direction of the main injection direction, and a second portion downstream of the intersection in the direction of the main injection direction, the secondary injection-suction zone being positioned on the second portion downstream of the intersection, and the secondary injection zone being located on the first portion upstream of the intersection.
  • the protection of the wall will be improved by the curtain of neutral gas generated along this part of the wall, without the level of concentration of material deposited on the surface of the substrate being reduced by suction of the precursor gas. which would occur before the flow of precursor gas reaches the surface of the substrate.
  • the wall extends around a central axis parallel to the main injection direction.
  • the secondary injection zone and the secondary suction injection zone are connected.
  • the secondary injection zone extends around the main injection zone. According to these arrangements, the curtain of neutral gas injected by the secondary injection zone will be formed around the main injection flow by confining it as much as possible to a central zone of the reactor and thus better protecting the wall which is located at the periphery of this central zone of the reactor. According to one embodiment, the secondary injection-suction zone extends around the main suction zone.
  • the curtain of neutral gas injected by the secondary injection zone will be formed around the main injection flow by confining it as much as possible to a central zone of the reactor and thus better protecting the wall which is located at the periphery of this central zone of the reactor.
  • the effects obtained by the previous provisions are thus further reinforced by these latter provisions.
  • the secondary injection-suction zone is offset with respect to the main suction zone, by a radial distance in a direction transverse to the main injection direction;
  • the substrate is extended along an extension plane transverse to the direction; According to one embodiment, the surface of the substrate, on which the material is deposited, is oriented towards the main injection zone.
  • the secondary injection zone comprises a plurality of secondary inlets, each secondary inlet of the plurality of secondary inlets being configured to contribute to the secondary injection.
  • the injection-secondary aspiration zone comprises a plurality of secondary inlets, and a plurality of secondary outlets, each secondary outlet of the plurality of secondary outlets being configured to contribute to the secondary aspiration.
  • the wall of the reactor comprises:
  • the secondary injection zone comprises a part positioned on the third part of the wall, upstream of a central portion of the part in the direction of the injection direction.
  • the secondary injection zone comprises another part positioned on the first part of the wall, said other part extending in a plane transverse to the central axis, around the main injection zone.
  • the injection-secondary suction zone comprises a part positioned on the third part, downstream of a central portion of the part in the direction of the injection direction.
  • the secondary injection-suction zone comprises another part positioned on the second part of the wall, and extends along a plane transverse to the central axis, around the main suction zone, offset by a radial distance from this main suction zone.
  • the invention also relates to a method for reducing a quantity of a material deposited on a wall of a reactor according to one of the preceding claims, without decreasing another quantity of the material deposited on a surface of a substrate disposed at the same. inside the reactor, the process comprising the following steps:
  • FIG. 1 is a sectional view of a reactor according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic representation of the steps of a method according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic sectional representation of an embodiment of a reactor according to the invention.
  • the reactor has an axisymmetric shape, ie the shape of the reactor has a symmetry of revolution about a central axis X.
  • the reactor R has an approximately cylindrical shape, arranged around the central axis X; only one half of the reactor R, to the right of the central axis X of the reactor R, is shown in section in FIG. 1, along a section plane passing through the central axis X.
  • a substrate S Inside the reactor R is placed a substrate S, on a support not shown in the figure.
  • Said substrate comprises at least two faces, and extends for example mainly in a plane.
  • On the walls PR of the reactor are arranged various zones configured respectively to inject gases inside the reactor, and suck these gases from the inside of the reactor to the outside so as to evacuate them.
  • a main injection zone IP configured to allow a main injection inside the reactor R of a precursor gas;
  • said precursor gas is a gas containing a neutral carrier gas and the precursor molecules allowing the CM material to be deposited on one of the surfaces of the substrate S, the deposition of the CM material generally resulting from a chemical reaction between the precursor molecules and the molecules of the material forming the surface of the substrate S, the chemical reaction preferably taking place under determined conditions of pressure and temperature.
  • a main suction zone AP configured to allow a main suction of the gases present inside the reactor; a secondary injection zone IS1, IS2 configured to allow a first secondary injection of a neutral gas inside the reactor; a secondary injection-aspiration zone IS3, IS4, AS1, AS2, configured to allow a second secondary injection of neutral gas inside the reactor R, and a secondary aspiration, from the inside to the outside of the reactor R , gases present inside the reactor R.
  • the main injection zone IP and the main suction zone AP are positioned relative to one another so as to create a main flow of precursor gas which passes through the interior volume of the reactor R, so that said flow meets a surface of the substrate S.
  • said substrate may advantageously be arranged so that the surface of the substrate S, on which the material CM is to be deposited, extends in a plane transverse to said main flow of gas precursor.
  • the main injection zone IP is configured so that the main injection of precursor gas inside the reactor R is carried out in a direction of main injection D towards the inside of the reactor, and the zone main suction AP is configured so that the main suction is carried out in the same direction D.
  • the direction D and the X axis are merged, so that the main flow of precursor gas passes through the interior volume of the reactor R in the direction of the central axis X.
  • the precursor gas injected via the main injection zone is a gas containing a neutral carrier gas and the precursor molecules, in proportions known to those skilled in the art.
  • the precursor molecules used for deposits of the ALD type ie “Atomic Layer Deposition” according to English terminology, or of the CVD type, ie “Chemical Vapor Deposition” according to the English terminology, can in particular be molecules halides, alkyls, cyclopentadienyls, b-diketonates.
  • the gas injected via the secondary injection zone IS1, IS2, or via the secondary injection-suction zone IS3, IS4 is a neutral gas; by way of example, argon and nitrogen, or more precisely dinitrogen N 2 , are the neutral gases most used. But it is also possible to use as neutral gas any other noble gas or rare gas, such as the chemical elements of group 18 of the periodic table, as well as any other gas whose composition has no consequence on the reactants or the chemical reaction involved. (e) involved in the deposition process.
  • the net neutral gas flow rate is determined by the difference between the cumulative injection flow rate for the main injection zones IP, the secondary injection zones IS1, IS2, and the secondary injection-suction zones IS3, IS4, AS1, AS2, and the cumulative suction flow for the main suction zones AP, and the injection-secondary suction zones IS3, IS4, AS1, AS2.
  • the secondary injection zone IS1, IS2 comprises a plurality of secondary inputs ES, each secondary input ES of the plurality of secondary inputs ES being configured to contribute to the secondary injection, according in particular to the dimensions own of said secondary input ES.
  • the secondary injection flow rate of the neutral gas into the secondary injection zone IS1, IS2 is a function of the elementary flow rates of each secondary inlet ES of the plurality of secondary neutral gas inlets ES.
  • the injection-secondary suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 comprises on the one hand a plurality of secondary inlets ES which contribute to the secondary injection according to their own flow rate, and on the other hand share a plurality of secondary outputs SS, each secondary output SS of the plurality of secondary outputs SS being configured to contribute to the suction of the gases present in the reactor R.
  • the contribution of each secondary output SS to the suction of neutral gas on the one hand, and of precursor gas on the other hand, depends in particular on the suction flow rate of said secondary outlet SS.
  • the plurality of secondary inlets, and the plurality of secondary inlets and outlets are distributed regularly respectively over the secondary injection zones IS1, IS2 and over the injection-secondary suction zones IS3, IS4 , AS1, AS2, for example at the rate of a secondary inlet every centimeter, along a direction parallel to the injection direction D, and of a secondary outlet between each secondary inlet in the injection zone.
  • secondary suction IS3, IS4, AS1, AS2. a flow of injected neutral gas is obtained which is equally distributed over the entire surface of the secondary injection zones IS1, IS2, and secondary injection-aspiration zones IS3, IS4, AS1, AS2.
  • the substrate S is arranged inside the reactor so that it extends, along a main extension plane, transversely to the direction D of the main flow of precursor gas generated, at the inside the reactor R, by the main injection and suction zones; the surface of the substrate on which the CM material contained in the precursor gas is to be deposited is preferably oriented towards the main injection zone.
  • the reactor R as described hitherto thus allows the deposition on a surface of the substrate of the material CM contained in the precursor gas.
  • the CM material is also deposited on the walls of the reactor R if no additional provision is made.
  • a curtain of a second, neutral gas is generated, along the walls to be protected, by the combined contributions of a secondary injection zone IS1, IS2 and a zone of injection-secondary suction IS3, IS4, AS1, AS2;
  • the secondary injection zone IS1, IS2 is configured to allow a first secondary injection of the neutral gas inside the reactor and the secondary injection-aspiration zone IS3, IS4, AS1, AS2 is configured to allow on the one hand a second secondary injection of neutral gas inside the reactor R, and on the other hand a secondary aspiration, of inside to outside of reactor R, gases present inside reactor R.
  • a neutral gas curtain is thus created along the wall on which the secondary injection zone IS1, IS2 and the secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 are respectively arranged.
  • the secondary injection zone IS1, IS2 and the injection-secondary suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 are positioned on the wall to be protected, l 'one after the other in the direction of the main injection direction D.
  • the neutral gas injected into the secondary injection zone IS1, IS2 is not immediately sucked outwards of the reactor R, and is driven by the main flow in the direction D towards the secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2, to be gradually sucked outwards, after having protected the corresponding part of the wall to said secondary injection zone IS1, IS2 and, where appropriate, that located between said secondary injection zone IS1, IS2 and said secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2.
  • a part P3 of the wall PR said part P3 extending in the direction D covering the zones IS1 and IS3, AS1, represented in FIG. 1, said part comprising a central portion, typically between the zone IS1 and the zone IS3, AS1, and a portion, typically IS3, AS1, located downstream of the central portion in the direction of direction D; to protect this part P3 of the wall PR even more effectively, the injection-secondary suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 is positioned on the portion of this part downstream of the central portion, while the injection zone secondary IS1, IS2 of the neutral gas is positioned on a portion of this part upstream of the portion central.
  • the curtain of neutral gas which is injected at the level of the secondary injection zone IS1 located on the portion of this part upstream of the central portion of this part, and which is sucked only downstream of this central portion, will be more efficient than if the suction starts earlier, upstream of this central part.
  • One of the problems solved by the invention is not only to reduce the degree of concentration of the CM material deposited on all or part of the wall PR of the reactor R, but also not to reduce the degree of concentration of the CM material deposited on the surface of the substrate.
  • the substrate being preferably placed in a plane transverse to the direction injection D, the part P3 of the wall PR to be protected extending along the direction D, the intersection of the extension plane of the substrate with the part P3 of the wall PR delimits a first portion of the part P3 upstream of this intersection and a second portion of part P3 downstream of this intersection along the main injection direction D.
  • the secondary injection-aspiration zone IS3, IS4, AS1, AS2 on the portion of part P3 downstream of the intersection of the extension plane of the substrate with part P3 of the wall PR, the injection zone secondary IS1, IS2 of the g az neutral being positioned upstream of this intersection.
  • the aspiration of the precursor gas will not begin before the main flow of precursor gas has reached the surface of the substrate S, and the CM material is deposited on said surface of the substrate S.
  • the secondary injection zone IS1, IS2 of the neutral gas is positioned around the main injection zone IP.
  • the neutral gas curtain injected by the secondary injection zone IS1, IS2 will be formed around the main injection flow by confining it as much as possible to a central zone of the reactor R and even better protecting the wall which is at the periphery of this central zone of the reactor.
  • the secondary injection-aspiration zone IS3, IS4, AS1, AS2 is positioned around the main aspiration zone AP.
  • These provisions reinforce the previous ones to improve the protection of the walls obtained by a curtain of neutral gas at the periphery of the main flow.
  • the secondary injection-suction zone IS3, AS1, IS4, AS2 is offset from the main suction zone AP, by a radial distance in a direction transverse to the main injection direction.
  • the wall of the reactor comprises:
  • a first part R ⁇ and a second part P2 which each extend mainly in a plane transverse to the central axis X,
  • the secondary injection zone IS1, IS2 comprises a part IS1 positioned on the third part P3 of the wall PR, upstream of a central portion of the part P3 in the direction of the injection direction D.
  • the secondary injection zone IS1, IS2 comprises another part IS2 positioned on the first part PI of the wall, said other part IS2 extending in a plane transverse to the central axis X, around the main injection zone IP.
  • the secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 includes a part IS3, AS! positioned on the third part P3, downstream of a central portion of the part P3 in the direction of the injection direction D.
  • the injection-secondary suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 comprises another part IS4, AS2 positioned on the second part P2 of the wall PR, and extends in a plane transverse to the central axis X, around the main suction area AP, offset by a radial distance from this main suction zone
  • the invention relates to a method for depositing a CM material on a surface of a substrate S disposed inside the reactor R, the method comprising the following steps, with reference to FIG. 2:

Abstract

Reactor (R) for depositing a material (CM) on a surface of a substrate (S) arranged inside the reactor (R), the inside of the reactor (R) being defined by a wall (PR), the wall (PR) comprising: - a main injection area (IP) provided on the wall and designed to carry out a main injection, into the inside of the reactor (R), of a precursor gas designed to enable the material (CM) to be deposited, the main injection being carried out in a main injection direction (D) into the inside of the reactor, - a main suction area (AP) provided on the wall and designed to enable a main suction, to the outside of the reactor (R), of the gases contained inside the reactor, the main suction being carried out in the same direction as the main injection direction (D) - a secondary injection area (IS1, IS2) provided on the wall and designed to enable a first secondary injection of a neutral gas into the inside of the reactor (R) - a secondary injection-suction area (IS3, IS4, AS1, AS2) provided on the wall and designed to enable a second secondary injection of the neutral gas into the inside of the reactor (R) and a secondary suction, outside the reactor (R), of the gases contained inside the reactor (R), the secondary injection-suction area (IS3, IS4, AS1, AS2) being situated after the secondary injection area (IS1, IS2) in the main injection direction.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
TITRE : Réacteur pour le dépôt d'un matériau sur une surface d'un substrat disposé à l'intérieur du réacteur, et procédé pour déposer le matériau sur un substrat, en protégeant la paroi du réacteur. TITLE: Reactor for depositing a material on a surface of a substrate placed inside the reactor, and process for depositing the material on a substrate, while protecting the wall of the reactor.
La présente invention concerne le domaine du dépôt d'un matériau sur un substrat à partir de précurseurs gazeux. II est connu d'utiliser une chambre de déposition, ou réacteur, à l'intérieur duquel est disposé le substrat. Des conduits d'entrée sont aménagés pour l'injection à l'intérieur du réacteur d'un gaz précurseur, contenant un gaz vecteur neutre et les molécules de précurseurs permettant au matériau de se déposer. Dans les dispositifs de dépôt connus, une proportion trop importante des molécules du matériau à déposer, se dépose sur la surface des parois du réacteur, au lieu de se déposer sur le substrat, ce qui génère des coûts de maintenance du réacteur d'une part et, d'autre part, une consommation excessive de gaz précurseur pour obtenir le dépôt d'une quantité donnée de matériau sur le substrat. En outre, ces dépôts sur la surface des parois du réacteur sont générateurs de particules indésirables pouvant interagir avec le substrat et le dépôt sur le substrat. The present invention relates to the field of depositing a material on a substrate from gaseous precursors. It is known to use a deposition chamber, or reactor, inside which the substrate is placed. Inlet conduits are arranged for the injection inside the reactor of a precursor gas, containing a neutral carrier gas and the precursor molecules allowing the material to be deposited. In known deposition devices, too large a proportion of the molecules of the material to be deposited is deposited on the surface of the walls of the reactor, instead of being deposited on the substrate, which generates maintenance costs for the reactor on the one hand. and, on the other hand, an excessive consumption of precursor gas to obtain the deposition of a given quantity of material on the substrate. In addition, these deposits on the surface of the walls of the reactor generate unwanted particles that can interact with the substrate and the deposit on the substrate.
L'inconvénient des dispositifs connus est de ne pas diminuer suffisamment la quantité de matériau déposée sur les parois du réacteur. The drawback of known devices is that they do not sufficiently reduce the quantity of material deposited on the walls of the reactor.
L'invention a donc pour but de proposer une solution à tout ou partie de ces problèmes. The aim of the invention is therefore to propose a solution to all or part of these problems.
A cet effet, la présente invention concerne un réacteur pour le dépôt d'un matériau sur une surface d'un substrat disposé à l'intérieur du réacteur, l'intérieur du réacteur étant délimité par une paroi, la paroi comprenant: - une zone d'injection principale, aménagée sur la paroi, et configurée pour permettre une injection principale à l'intérieur du réacteur d'un gaz précurseur configuré pour permettre au matériau de se déposer, l'injection principale étant réalisée selon une direction d'injection principale vers l'intérieur du réacteur,To this end, the present invention relates to a reactor for depositing a material on a surface of a substrate arranged inside the reactor, the interior of the reactor being delimited by a wall, the wall comprising: - a zone main injection, fitted on the wall, and configured for allow a main injection inside the reactor of a precursor gas configured to allow the material to be deposited, the main injection being carried out in a direction of main injection towards the inside of the reactor,
- une zone d'aspiration principale, aménagée sur la paroi, et configurée pour permettre une aspiration principale, vers l'extérieur du réacteur, des gaz contenus à l'intérieur du réacteur, l'aspiration principale étant réalisée dans la même direction que la direction d'injection principale - a main suction zone, arranged on the wall, and configured to allow a main suction, towards the outside of the reactor, of the gases contained inside the reactor, the main suction being carried out in the same direction as the main injection direction
- une zone d'injection secondaire, aménagée sur la paroi, et configurée pour permettre une première injection secondaire d'un gaz neutre à l'intérieur du réacteur - a secondary injection zone, arranged on the wall, and configured to allow a first secondary injection of a neutral gas inside the reactor
- une zone d'injection -aspiration secondaire, aménagée sur la paroi, et configurée pour permettre une deuxième injection secondaire du gaz neutre à l'intérieur du réacteur (R) et une aspiration secondaire, vers l'extérieur du réacteur, des gaz contenus à l'intérieur du réacteur, - a secondary injection-suction zone, arranged on the wall, and configured to allow a second secondary injection of the neutral gas inside the reactor (R) and a secondary suction, towards the outside of the reactor, of the gases contained inside the reactor,
la zone d'injection-aspiration secondaire étant située à la suite de la zone d'injection secondaire, dans le sens de la direction d'injection principale. the secondary injection-aspiration zone being located after the secondary injection zone, in the direction of the main injection direction.
Ces dispositions ont pour effet de générer un rideau de gaz neutre qui va protéger les parois et ainsi réduire la concentration du matériau déposé sur les portions de paroi qui ont été aménagées pour permettre une injection secondaire de gaz neutre et une aspiration secondaire des gaz, ledit gaz neutre s'interposant entre le gaz précurseur et la paroi avant que le gaz précurseur soit évacué, principalement par la zone d'aspiration principale, le gaz neutre étant lui-même évacué par une zone d'injection-aspiration secondaire située en aval de la zone d'injection secondaire du gaz neutre, selon la direction principale d'injection et d'aspiration du flux de gaz précurseur. These arrangements have the effect of generating a curtain of neutral gas which will protect the walls and thus reduce the concentration of the material deposited on the wall portions which have been arranged to allow a secondary injection of neutral gas and a secondary suction of the gases, said neutral gas interposed between the precursor gas and the wall before the precursor gas is discharged, mainly through the main suction zone, the neutral gas itself being discharged through a secondary injection-suction zone located downstream of the secondary injection zone of the neutral gas, according to the main direction of injection and suction of the flow of precursor gas.
Selon un mode de réalisation, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison techniquement acceptable. Selon un mode de réalisation, une partie de la paroi comprend une portion centrale par rapport à une extension de la partie le long de la direction d'injection principale, et la partie comprenant également une première portion en amont de la portion centrale et une deuxième portion en aval de la portion centrale, le long de la direction d'injection principale, la zone d'injection secondaire étant située sur première portion en amont de la portion centrale, la zone d'injection- aspiration secondaire étant située sur la deuxième portion, en aval de la portion centrale. Selon ces dispositions, la protection de cette partie de la paroi, par le rideau de gaz neutre injecté au niveau de la portion de cette partie qui se trouve en amont de la portion centrale de cette partie, et aspiré seulement en aval de cette portion centrale, sera plus efficace que si l'aspiration commence plus tôt, en amont de la partie centrale. According to one embodiment, the invention comprises one or more of the following characteristics, alone or in a technically acceptable combination. According to one embodiment, a part of the wall comprises a central portion with respect to an extension of the part along the main injection direction, and the part also comprising a first portion upstream of the central portion and a second portion downstream of the central portion, along the main injection direction, the secondary injection zone being located on the first portion upstream of the central portion, the secondary injection-suction zone being located on the second portion , downstream of the central portion. According to these arrangements, the protection of this part of the wall, by the curtain of neutral gas injected at the portion of this part which is located upstream of the central portion of this part, and sucked only downstream of this central portion , will be more efficient than if the aspiration starts earlier, upstream of the central part.
Selon un mode de réalisation, le substrat est étendu selon un plan d'extension qui coupe en deux portions une partie de la paroi du réacteur, l'intersection dudit plan d'extension et de la partie de la paroi définissant sur la partie une première portion en amont de l'intersection, selon le sens de la direction d'injection principale, et une deuxième portion en aval de l'intersection selon le sens de la direction d'injection principale, la zone d'injection-aspiration secondaire étant positionnée sur la deuxième portion en aval de l'intersection, et la zone d'injection secondaire étant située sur première portion en amont de l'intersection. Selon ces dispositions, la protection de la paroi sera améliorée par le rideau de gaz neutre généré le long de cette partie de la paroi, sans que le taux de concentration de matériau déposé sur la surface du substrat ne soit réduit par une aspiration du gaz précurseur qui interviendrait avant que le flux de gaz précurseur n'atteigne la surface du substrat. Selon un mode de réalisation, la paroi s'étend autour d'un axe central parallèle à la direction d'injection principale. According to one embodiment, the substrate is extended along an extension plane which cuts part of the wall of the reactor into two portions, the intersection of said extension plane and the part of the wall defining on the part a first portion upstream of the intersection, according to the direction of the main injection direction, and a second portion downstream of the intersection in the direction of the main injection direction, the secondary injection-suction zone being positioned on the second portion downstream of the intersection, and the secondary injection zone being located on the first portion upstream of the intersection. According to these arrangements, the protection of the wall will be improved by the curtain of neutral gas generated along this part of the wall, without the level of concentration of material deposited on the surface of the substrate being reduced by suction of the precursor gas. which would occur before the flow of precursor gas reaches the surface of the substrate. According to one embodiment, the wall extends around a central axis parallel to the main injection direction.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection secondaire et la zone d'injection aspiration secondaire sont connexes. According to one embodiment, the secondary injection zone and the secondary suction injection zone are connected.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection secondaire s'étend autour de la zone d'injection principale. Selon ces dispositions, le rideau de gaz neutre injecté par la zone d'injection secondaire sera formé autour du flux principal d'injection en confinant autant que possible celui-ci à une zone centrale du réacteur et protégeant mieux ainsi la paroi qui se trouve à la périphérie de cette zone centrale du réacteur. Selon un mode de réalisation, la zone d'injection-aspiration secondaire s'étend autour de la zone d'aspiration principale. According to one embodiment, the secondary injection zone extends around the main injection zone. According to these arrangements, the curtain of neutral gas injected by the secondary injection zone will be formed around the main injection flow by confining it as much as possible to a central zone of the reactor and thus better protecting the wall which is located at the periphery of this central zone of the reactor. According to one embodiment, the secondary injection-suction zone extends around the main suction zone.
Selon ces dispositions, le rideau de gaz neutre injecté par la zone d'injection secondaire sera formé autour du flux principal d'injection en confinant autant que possible celui-ci à une zone centrale du réacteur et protégeant mieux ainsi la paroi qui se trouve à la périphérie de cette zone centrale du réacteur. Les effets obtenus par les précédentes dispositions sont ainsi encore renforcés par ces dernières dispositions. Selon un mode de réalisation, la zone d'injection-aspiration secondaire est décalée par rapport à la zone d'aspiration principale, selon une distance radiale dans une direction transversale à la direction d'injection principale; According to these arrangements, the curtain of neutral gas injected by the secondary injection zone will be formed around the main injection flow by confining it as much as possible to a central zone of the reactor and thus better protecting the wall which is located at the periphery of this central zone of the reactor. The effects obtained by the previous provisions are thus further reinforced by these latter provisions. According to one embodiment, the secondary injection-suction zone is offset with respect to the main suction zone, by a radial distance in a direction transverse to the main injection direction;
Selon un mode de réalisation, le substrat est étendu selon un plan d'extension transversal à la direction; Selon un mode de réalisation, la surface du substrat, sur laquelle est déposé le matériau, est orientée vers la zone d'injection principale. According to one embodiment, the substrate is extended along an extension plane transverse to the direction; According to one embodiment, the surface of the substrate, on which the material is deposited, is oriented towards the main injection zone.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection secondaire comprend une pluralité d'entrées secondaires, chaque entrée secondaire de la pluralité d'entrées secondaires étant configurée pour contribuer à l'injection secondaire. According to one embodiment, the secondary injection zone comprises a plurality of secondary inlets, each secondary inlet of the plurality of secondary inlets being configured to contribute to the secondary injection.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection -aspiration secondaire comprend une pluralité d'entrées secondaires, et une pluralité de sorties secondaires, chaque sortie secondaire de la pluralité de sorties secondaires étant configurée pour contribuer à l'aspiration secondaire. According to one embodiment, the injection-secondary aspiration zone comprises a plurality of secondary inlets, and a plurality of secondary outlets, each secondary outlet of the plurality of secondary outlets being configured to contribute to the secondary aspiration.
Selon un mode de réalisation, la paroi du réacteur comprend : According to one embodiment, the wall of the reactor comprises:
- une première partie et une deuxième partie qui chacune s'étendent principalement selon un plan transversal à l'axe, - a first part and a second part which each extend mainly in a plane transverse to the axis,
- une troisième partie de forme cylindrique qui s'étend autour de l'axe central. - a third part of cylindrical shape which extends around the central axis.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection secondaire comprend une partie positionnée sur la troisième partie de la paroi, en amont d'une portion centrale de la partie dans le sens de la direction d'injection. According to one embodiment, the secondary injection zone comprises a part positioned on the third part of the wall, upstream of a central portion of the part in the direction of the injection direction.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection secondaire comprend une autre partie positionnée sur la première partie de la paroi, ladite autre partie s'étendant selon un plan transversal à l'axe central, autour de la zone d'injection principale. Selon un mode de réalisation, la zone d'injection -aspiration secondaire comprend une partie positionnée sur la troisième partie, en aval d'une portion centrale de la partie dans le sens de la direction d'injection. According to one embodiment, the secondary injection zone comprises another part positioned on the first part of the wall, said other part extending in a plane transverse to the central axis, around the main injection zone. According to one embodiment, the injection-secondary suction zone comprises a part positioned on the third part, downstream of a central portion of the part in the direction of the injection direction.
Selon un mode de réalisation, zone d'injection-aspiration secondaire comprend une autre partie positionnée sur la deuxième partie de la paroi, et s'étend selon un plan transversal à l'axe central, autour de la zone d'aspiration principale, décalée d'une distance radiale par rapport à cette zone d'aspiration principale. According to one embodiment, the secondary injection-suction zone comprises another part positioned on the second part of the wall, and extends along a plane transverse to the central axis, around the main suction zone, offset by a radial distance from this main suction zone.
L'invention concerne également un procédé pour diminuer une quantité d'un matériau déposé sur une paroi d'un réacteur selon l'une des revendications précédentes, sans diminuer une autre quantité du matériau déposé sur une surface d'un substrat disposé à l'intérieur du réacteur, le procédé comprenant les étapes suivantes : The invention also relates to a method for reducing a quantity of a material deposited on a wall of a reactor according to one of the preceding claims, without decreasing another quantity of the material deposited on a surface of a substrate disposed at the same. inside the reactor, the process comprising the following steps:
- injecter le gaz précurseur via la zone d'injection principale, et simultanément injecter le gaz neutre via la zone d'injection secondaire et via la zone d'injection- aspiration secondaire , - inject the precursor gas via the main injection zone, and simultaneously inject the neutral gas via the secondary injection zone and via the secondary injection-suction zone,
- aspirer les gaz via la zone d'aspiration principale, et via la zone d'injection- aspiration secondaire. Pour sa bonne compréhension, un mode de réalisation et/ou de mise en oeuvre de l'invention est décrit en référence aux dessins ci-annexés représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation ou de mise en oeuvre respectivement d'un dispositif et/ou d'un procédé selon l'invention. Les mêmes références sur les dessins désignent des éléments similaires ou des éléments dont les fonctions sont similaires. - suck in the gases via the main suction zone, and via the injection-secondary suction zone. For its proper understanding, an embodiment and / or implementation of the invention is described with reference to the appended drawings showing, by way of nonlimiting example, an embodiment or implementation respectively of a device and / or a method according to the invention. Like references in the drawings denote similar elements or elements having similar functions.
[Fig. 1] est une vue en coupe d'un réacteur selon l'invention. [Fig. 1] is a sectional view of a reactor according to the invention.
[Fig. 2] est une représentation schématique des étapes d'un procédé selon l'invention. [Fig. 2] is a schematic representation of the steps of a method according to the invention.
On utilise habituellement pour effectuer le dépôt sur un substrat, un réacteur R formé à l'intérieur d'un volume délimité par des parois PR; la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un mode de réalisation d'un réacteur selon l'invention. Avantageusement, le réacteur a une forme axisymétrique, i.e. la forme du réacteur présente une symétrie de révolution autour d'un axe central X. Ainsi, selon un mode de réalisation du réacteur R utilisé ici pour la description de l'invention, et représenté schématiquement sur la figure 1, le réacteur R a une forme approximativement cylindrique, disposée autour de l'axe central X ; seule une moitié du réacteur R, à droite de l'axe central X du réacteur R, est représentée en coupe sur la figure 1, selon un plan de coupe passant par l'axe central X. Usually used to perform the deposition on a substrate, a reactor R formed inside a volume delimited by walls PR; FIG. 1 is a schematic sectional representation of an embodiment of a reactor according to the invention. Advantageously, the reactor has an axisymmetric shape, ie the shape of the reactor has a symmetry of revolution about a central axis X. Thus, according to one embodiment of the reactor R used here for the description of the invention, and shown schematically in FIG. 1, the reactor R has an approximately cylindrical shape, arranged around the central axis X; only one half of the reactor R, to the right of the central axis X of the reactor R, is shown in section in FIG. 1, along a section plane passing through the central axis X.
L'homme du métier comprendra que l'exemple de forme utilisé ci-après, pour la description en référence aux dessins d'un mode de réalisation de l'invention, n'est pas limitatif. Those skilled in the art will understand that the example of form used below, for the description with reference to the drawings of an embodiment of the invention, is not limiting.
A l'intérieur du réacteur R est disposé un substrat S, sur un support non représenté sur la figure. Ledit substrat comprend au moins deux faces, et s'étend par exemple principalement dans un plan. Sur les parois PR du réacteur sont aménagées différentes zones configurées respectivement pour injecter des gaz à l'intérieur du réacteur, et aspirer ces gaz de l'intérieur du réacteur vers l'extérieur de manière à les évacuer. Inside the reactor R is placed a substrate S, on a support not shown in the figure. Said substrate comprises at least two faces, and extends for example mainly in a plane. On the walls PR of the reactor are arranged various zones configured respectively to inject gases inside the reactor, and suck these gases from the inside of the reactor to the outside so as to evacuate them.
On distingue notamment : We distinguish in particular:
- une zone d'injection principale IP, configurée pour permettre une injection principale à l'intérieur du réacteur R d'un gaz précurseur ; ledit gaz précurseur est un gaz contenant un gaz vecteur neutre et les molécules de précurseurs permettant au matériau CM de se déposer sur une des surfaces du substrat S, le dépôt du matériau CM résultant en général d'une réaction chimique entre les molécules de précurseurs et les molécules du matériau formant la surface du substrat S, la réaction chimique ayant lieu de préférence dans des conditions déterminées de pression et de température. a main injection zone IP, configured to allow a main injection inside the reactor R of a precursor gas; said precursor gas is a gas containing a neutral carrier gas and the precursor molecules allowing the CM material to be deposited on one of the surfaces of the substrate S, the deposition of the CM material generally resulting from a chemical reaction between the precursor molecules and the molecules of the material forming the surface of the substrate S, the chemical reaction preferably taking place under determined conditions of pressure and temperature.
- une zone d'aspiration principale AP, configurée pour permettre une aspiration principale des gaz présents à l'intérieur du réacteur ; une zone d'injection secondaire IS1, IS2 configurée pour permettre une première injection secondaire d'un gaz neutre à l'intérieur du réacteur ; une zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2, configurée pour permettre une deuxième injection secondaire de gaz neutre à l'intérieur du réacteur R, et une aspiration secondaire, de l'intérieur vers l'extérieur du réacteur R, des gaz présents à l'intérieur du réacteur R. a main suction zone AP, configured to allow a main suction of the gases present inside the reactor; a secondary injection zone IS1, IS2 configured to allow a first secondary injection of a neutral gas inside the reactor; a secondary injection-aspiration zone IS3, IS4, AS1, AS2, configured to allow a second secondary injection of neutral gas inside the reactor R, and a secondary aspiration, from the inside to the outside of the reactor R , gases present inside the reactor R.
La zone d'injection principale IP et la zone d'aspiration principale AP sont positionnées l'une par rapport à l'autre de manière à créer un flux principal de gaz précurseur qui traverse le volume intérieur du réacteur R, de manière à ce que ledit flux rencontre une surface du substrat S. A cet effet, ledit substrat peut- être avantageusement disposé de sorte que la surface du substrat S, sur laquelle le matériau CM doit être déposé, s'étende dans un plan transversal audit flux principal de gaz précurseur. The main injection zone IP and the main suction zone AP are positioned relative to one another so as to create a main flow of precursor gas which passes through the interior volume of the reactor R, so that said flow meets a surface of the substrate S. To this end, said substrate may advantageously be arranged so that the surface of the substrate S, on which the material CM is to be deposited, extends in a plane transverse to said main flow of gas precursor.
A cet effet, la zone d'injection principale IP est configurée de façon que l'injection principale de gaz précurseur à l'intérieur du réacteur R soit réalisée selon une direction d'injection principale D vers l'intérieur du réacteur, et la zone d'aspiration principale AP est configurée de façon que l'aspiration principale soit réalisée selon la même direction D. To this end, the main injection zone IP is configured so that the main injection of precursor gas inside the reactor R is carried out in a direction of main injection D towards the inside of the reactor, and the zone main suction AP is configured so that the main suction is carried out in the same direction D.
Selon un mode de réalisation, la direction D et l'axe X sont confondus, de sorte que le flux principal de gaz précurseur traverse le volume intérieur du réacteur R selon la direction de l'axe central X. According to one embodiment, the direction D and the X axis are merged, so that the main flow of precursor gas passes through the interior volume of the reactor R in the direction of the central axis X.
Selon un mode de réalisation, comme cela a été indiqué ci-avant, le gaz précurseur injecté via la zone d'injection principale est un gaz contenant un gaz vecteur neutre et les molécules de précurseurs, selon des proportions connues de l'homme du métier, qui peuvent être très variables ; par exemple, les molécules de précurseurs utilisés pour des dépôts de type ALD, i.e. « Atomic Layer Déposition » selon la terminologie anglo-saxonne, ou de type CVD, i.e. « Chemical Vapor Déposition » selon la terminologie anglo-saxonne, peuvent être notamment des molécules halides, alkyls, cyclopentadienyls, b-diketonates. According to one embodiment, as indicated above, the precursor gas injected via the main injection zone is a gas containing a neutral carrier gas and the precursor molecules, in proportions known to those skilled in the art. , which can be very variable; for example, the precursor molecules used for deposits of the ALD type, ie “Atomic Layer Deposition” according to English terminology, or of the CVD type, ie “Chemical Vapor Deposition” according to the English terminology, can in particular be molecules halides, alkyls, cyclopentadienyls, b-diketonates.
Le gaz injecté via la zone d'injection secondaire IS1, IS2, ou via la zone d'injection- aspiration secondaire IS3, IS4 est un gaz neutre ; à titre d'exemple, l'argon et l'azote, ou plus précisément le diazote N2, sont les gaz neutres les plus utilisés. Mais il est possible également d'utiliser comme gaz neutre tout autre gaz noble ou gaz rare, tels que les éléments chimiques du groupe 18 du tableau périodique, ainsi que tout autre gaz dont la composition est sans conséquence sur les réactifs ou la réaction chimique mis(e) en jeu dans le procédé de dépôt. The gas injected via the secondary injection zone IS1, IS2, or via the secondary injection-suction zone IS3, IS4 is a neutral gas; by way of example, argon and nitrogen, or more precisely dinitrogen N 2 , are the neutral gases most used. But it is also possible to use as neutral gas any other noble gas or rare gas, such as the chemical elements of group 18 of the periodic table, as well as any other gas whose composition has no consequence on the reactants or the chemical reaction involved. (e) involved in the deposition process.
Le débit net de gaz neutre est déterminé par la différence entre le débit d'injection cumulé pour les zones d'injection principale IP, les zones d'injection secondaire IS1, IS2, et les zones d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2, et le débit d'aspiration cumulé pour les zones d'aspiration principale AP, et les zones d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2. The net neutral gas flow rate is determined by the difference between the cumulative injection flow rate for the main injection zones IP, the secondary injection zones IS1, IS2, and the secondary injection-suction zones IS3, IS4, AS1, AS2, and the cumulative suction flow for the main suction zones AP, and the injection-secondary suction zones IS3, IS4, AS1, AS2.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection secondaire IS1, IS2 comprend une pluralité d'entrées secondaires ES, chaque entrée secondaire ES de la pluralité d'entrée secondaires ES étant configurée pour contribuer à l'injection secondaire, selon notamment les dimensions propres de ladite entrée secondaire ES. Ainsi le débit d'injection secondaire du gaz neutre dans la zone d'injection secondaire IS1, IS2 est une fonction des débits élémentaires de chaque entrée secondaire ES de la pluralité d'entrées secondaires ES de gaz neutre. According to one embodiment, the secondary injection zone IS1, IS2 comprises a plurality of secondary inputs ES, each secondary input ES of the plurality of secondary inputs ES being configured to contribute to the secondary injection, according in particular to the dimensions own of said secondary input ES. Thus the secondary injection flow rate of the neutral gas into the secondary injection zone IS1, IS2 is a function of the elementary flow rates of each secondary inlet ES of the plurality of secondary neutral gas inlets ES.
Selon un mode de réalisation, zone d'injection -aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 comprend d'une part une pluralité d'entrées secondaires ES qui contribuent à l'injection secondaire en fonction de leur débit propre, et d'autre part une pluralité de sorties secondaires SS, chaque sortie secondaire SS de la pluralité de sorties secondaires SS étant configurée pour contribuer à l'aspiration des gaz présents dans le réacteur R. La contribution de chaque sortie secondaire SS à l'aspiration de gaz neutre d'une part, et de gaz précurseur d'autre part est fonction notamment du débit d'aspiration de ladite sortie secondaire SS. According to one embodiment, the injection-secondary suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 comprises on the one hand a plurality of secondary inlets ES which contribute to the secondary injection according to their own flow rate, and on the other hand share a plurality of secondary outputs SS, each secondary output SS of the plurality of secondary outputs SS being configured to contribute to the suction of the gases present in the reactor R. The contribution of each secondary output SS to the suction of neutral gas on the one hand, and of precursor gas on the other hand, depends in particular on the suction flow rate of said secondary outlet SS.
Selon un mode de réalisation, la pluralité d'entrées secondaires, et la pluralité d'entrées et de sorties secondaires sont réparties régulièrement respectivement sur les zones d'injection secondaire IS1, IS2 et sur les zones d'injection -aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2, par exemple à raison d'une entrée secondaire tous les centimètres, le long d'une direction parallèle à la direction d'injection D, et d'une sortie secondaire entre chaque entrée secondaire dans la zone d'injection- aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2. Ainsi, selon ce mode de réalisation, on obtient un débit de gaz neutre injecté également réparti sur toute la surface des zones d'injection secondaire IS1, IS2, et d'injection -aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2. Selon un mode réalisation le substrat S est disposé à l'intérieur du réacteur de façon à ce qu'il s'étende, selon un plan d'extension principal, transversalement à la direction D du flux principal de gaz précurseur généré, à l'intérieur du réacteur R, par les zones d'injection et d'aspiration principales ; la surface du substrat sur laquelle doit être déposée le matériau CM contenu dans le gaz précurseur est de préférence orientée vers la zone d'injection principale. According to one embodiment, the plurality of secondary inlets, and the plurality of secondary inlets and outlets are distributed regularly respectively over the secondary injection zones IS1, IS2 and over the injection-secondary suction zones IS3, IS4 , AS1, AS2, for example at the rate of a secondary inlet every centimeter, along a direction parallel to the injection direction D, and of a secondary outlet between each secondary inlet in the injection zone. secondary suction IS3, IS4, AS1, AS2. Thus, according to this embodiment, a flow of injected neutral gas is obtained which is equally distributed over the entire surface of the secondary injection zones IS1, IS2, and secondary injection-aspiration zones IS3, IS4, AS1, AS2. According to one embodiment, the substrate S is arranged inside the reactor so that it extends, along a main extension plane, transversely to the direction D of the main flow of precursor gas generated, at the inside the reactor R, by the main injection and suction zones; the surface of the substrate on which the CM material contained in the precursor gas is to be deposited is preferably oriented towards the main injection zone.
Le réacteur R tel que décrit jusqu'à présent permet ainsi le dépôt sur une surface du substrat du matériau CM contenu dans le gaz précurseur. Mais le matériau CM se dépose aussi sur les parois du réacteur R si aucune disposition complémentaire n'est mise en oeuvre. The reactor R as described hitherto thus allows the deposition on a surface of the substrate of the material CM contained in the precursor gas. However, the CM material is also deposited on the walls of the reactor R if no additional provision is made.
Pour protéger les parois PR du réacteur R un rideau d'un deuxième gaz, neutre, est généré, le long des parois à protéger, par les contributions combinées d'une zone d'injection secondaire IS1, IS2 et d'une zone d'injection -aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 ; la zone d'injection secondaire IS1, IS2 est configurée pour permettre une première injection secondaire du gaz neutre à l'intérieur du réacteur et la zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 est configurée pour permettre d'une part une deuxième injection secondaire de gaz neutre à l'intérieur du réacteur R, et d'autre part une aspiration secondaire, de l'intérieur vers l'extérieur du réacteur R, des gaz présents à l'intérieur du réacteur R. To protect the walls PR of the reactor R, a curtain of a second, neutral gas is generated, along the walls to be protected, by the combined contributions of a secondary injection zone IS1, IS2 and a zone of injection-secondary suction IS3, IS4, AS1, AS2; the secondary injection zone IS1, IS2 is configured to allow a first secondary injection of the neutral gas inside the reactor and the secondary injection-aspiration zone IS3, IS4, AS1, AS2 is configured to allow on the one hand a second secondary injection of neutral gas inside the reactor R, and on the other hand a secondary aspiration, of inside to outside of reactor R, gases present inside reactor R.
Un rideau de gaz neutre est ainsi créé le long de la paroi sur laquelle sont aménagées respectivement la zone d'injection secondaire IS1, IS2 et la zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2. A neutral gas curtain is thus created along the wall on which the secondary injection zone IS1, IS2 and the secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 are respectively arranged.
Pour que le rideau de gaz neutre ainsi créé soit le plus efficace possible, la zone d'injection secondaire IS1, IS2 et la zone d'injection -aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 sont positionnées, sur la paroi à protéger, l'une à la suite de l'autre dans le sens de la direction d'injection principale D. Par ces dispositions, le gaz neutre injecté dans la zone d'injection secondaire IS1, IS2, n'est pas aspiré immédiatement vers l'extérieur du réacteur R, et est entraîné par le flux principal dans la direction D vers la zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2, pour être progressivement aspiré vers l'extérieur, après avoir protéger la partie de la paroi correspondant à ladite zone d'injection secondaire IS1, IS2 et, le cas échéant, celle située entre ladite zone d'injection secondaire IS1, IS2 et ladite zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2. In order for the neutral gas curtain thus created to be as efficient as possible, the secondary injection zone IS1, IS2 and the injection-secondary suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 are positioned on the wall to be protected, l 'one after the other in the direction of the main injection direction D. By these arrangements, the neutral gas injected into the secondary injection zone IS1, IS2 is not immediately sucked outwards of the reactor R, and is driven by the main flow in the direction D towards the secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2, to be gradually sucked outwards, after having protected the corresponding part of the wall to said secondary injection zone IS1, IS2 and, where appropriate, that located between said secondary injection zone IS1, IS2 and said secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2.
Considérons maintenant une partie P3 de la paroi PR, ladite partie P3 s'étendant dans la direction D en couvrant les zones IS1 et IS3, AS1, représentées sur la figure 1, ladite partie comprenant une portion centrale, typiquement comprise entre la zone IS1 et la zone IS3, AS1, et une portion, typiquement IS3, AS1, située en aval de la portion centrale dans le sens de la direction D ; pour protéger encore plus efficacement cette partie P3 de la paroi PR, la zone d'injection -aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 est positionnée sur la portion de cette partie en aval de la portion centrale, tandis que la zone d'injection secondaire IS1, IS2 du gaz neutre est positionnée sur une portion de cette partie en amont de la portion centrale. En effet, le rideau de gaz neutre qui est injecté au niveau de la zone d'injection secondaire IS1 située sur la portion de cette partie en amont de la portion centrale de cette partie, et qui est aspiré seulement en aval de cette portion centrale, sera plus efficace que si l'aspiration commence plus tôt, en amont de cette partie centrale. Let us now consider a part P3 of the wall PR, said part P3 extending in the direction D covering the zones IS1 and IS3, AS1, represented in FIG. 1, said part comprising a central portion, typically between the zone IS1 and the zone IS3, AS1, and a portion, typically IS3, AS1, located downstream of the central portion in the direction of direction D; to protect this part P3 of the wall PR even more effectively, the injection-secondary suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 is positioned on the portion of this part downstream of the central portion, while the injection zone secondary IS1, IS2 of the neutral gas is positioned on a portion of this part upstream of the portion central. Indeed, the curtain of neutral gas which is injected at the level of the secondary injection zone IS1 located on the portion of this part upstream of the central portion of this part, and which is sucked only downstream of this central portion, will be more efficient than if the suction starts earlier, upstream of this central part.
Un des problèmes résolus par l'invention, est non seulement de réduire le taux de concentration du matériau CM déposé sur tout ou partie de la paroi PR du réacteur R, mais également de ne pas réduire le taux de concentration du matériau CM déposé sur la surface du substrat. Pour cela, il est avantageux de positionner correctement la zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 sur la paroi PR relativement au substrat S disposé dans le réacteur R. Le substrat étant disposé préférentiellement dans un plan transverse à la direction d'injection D, la partie P3 de la paroi PR à protéger s'étendant le long de la direction D, l'intersection du plan d'extension du substrat avec la partie P3 de la paroi PR délimite une première portion de la partie P3 en amont de cette intersection et une deuxième portion de la partie P3 en aval de cette intersection le long de la direction d'injection principale D. Pour réduire le moins possible le taux de concentration du matériau déposé sur la surface du substrat, il convient de positionner la zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 sur la portion de la partie P3 en aval de l'intersection du plan d'extension du substrat avec la partie P3 de la paroi PR, la zone d'injection secondaire IS1, IS2 du gaz neutre étant positionnée en amont de cette intersection. Selon ces dispositions, l'aspiration du gaz précurseur ne commencera pas avant que le flux principal de gaz précurseur n'ait atteint la surface du substrat S, et que le matériau CM ne soit déposé sur ladite surface du substrat S. One of the problems solved by the invention is not only to reduce the degree of concentration of the CM material deposited on all or part of the wall PR of the reactor R, but also not to reduce the degree of concentration of the CM material deposited on the surface of the substrate. For this, it is advantageous to correctly position the secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 on the wall PR relative to the substrate S placed in the reactor R. The substrate being preferably placed in a plane transverse to the direction injection D, the part P3 of the wall PR to be protected extending along the direction D, the intersection of the extension plane of the substrate with the part P3 of the wall PR delimits a first portion of the part P3 upstream of this intersection and a second portion of part P3 downstream of this intersection along the main injection direction D. To reduce the concentration rate of the material deposited on the surface of the substrate as little as possible, it is necessary to position the secondary injection-aspiration zone IS3, IS4, AS1, AS2 on the portion of part P3 downstream of the intersection of the extension plane of the substrate with part P3 of the wall PR, the injection zone secondary IS1, IS2 of the g az neutral being positioned upstream of this intersection. According to these arrangements, the aspiration of the precursor gas will not begin before the main flow of precursor gas has reached the surface of the substrate S, and the CM material is deposited on said surface of the substrate S.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection secondaire IS1, IS2 du gaz neutre est positionnée autour de la zone d'injection principale IP. Ainsi le rideau de gaz neutre injecté par la zone d'injection secondaire IS1, IS2 sera formé autour du flux principal d'injection en confinant autant que possible celui-ci à une zone centrale du réacteur R et protégeant encore mieux la paroi qui se trouve à la périphérie de cette zone centrale du réacteur. According to one embodiment, the secondary injection zone IS1, IS2 of the neutral gas is positioned around the main injection zone IP. Thus the neutral gas curtain injected by the secondary injection zone IS1, IS2 will be formed around the main injection flow by confining it as much as possible to a central zone of the reactor R and even better protecting the wall which is at the periphery of this central zone of the reactor.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 est positionnée autour de la zone d'aspiration principale AP. Ces dispositions renforcent les précédentes pour améliorer la protection des parois obtenu par un rideau de gaz neutre à la périphérie du flux principal. According to one embodiment, the secondary injection-aspiration zone IS3, IS4, AS1, AS2 is positioned around the main aspiration zone AP. These provisions reinforce the previous ones to improve the protection of the walls obtained by a curtain of neutral gas at the periphery of the main flow.
Selon un mode de réalisation, la zone d'injection-aspiration secondaire IS3, AS1, IS4, AS2 est décalée par rapport à la zone d'aspiration principale AP, selon une distance radiale dans une direction transversale à la direction d'injection principaleAccording to one embodiment, the secondary injection-suction zone IS3, AS1, IS4, AS2 is offset from the main suction zone AP, by a radial distance in a direction transverse to the main injection direction.
D. D.
Selon un mode de réalisation, la paroi du réacteur comprend : According to one embodiment, the wall of the reactor comprises:
- une première partie RΊ et une deuxième partie P2 qui chacune s'étendent principalement selon un plan transversal à l'axe central X, - A first part RΊ and a second part P2 which each extend mainly in a plane transverse to the central axis X,
- une troisième partie P3 de forme cylindrique qui s'étend autour de l'axe central - a third part P3 of cylindrical shape which extends around the central axis
X. X.
La zone d'injection secondaire IS1, IS2 comprend une partie IS1 positionnée sur la troisième partie P3 de la paroi PR, en amont d'une portion centrale de la partie P3 dans le sens de la direction d'injection D. The secondary injection zone IS1, IS2 comprises a part IS1 positioned on the third part P3 of the wall PR, upstream of a central portion of the part P3 in the direction of the injection direction D.
La zone d'injection secondaire IS1, IS2 comprend une autre partie IS2 positionnée sur la première partie PI de la paroi, ladite autre partie IS2 s'étendant selon un plan transversal à l'axe central X, autour de la zone d'injection principale IP. The secondary injection zone IS1, IS2 comprises another part IS2 positioned on the first part PI of the wall, said other part IS2 extending in a plane transverse to the central axis X, around the main injection zone IP.
La zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 comprend une partie IS3, AS! positionnée sur la troisième partie P3, en aval d'une portion centrale de la partie P3 dans le sens de la direction d'injection D. The secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 includes a part IS3, AS! positioned on the third part P3, downstream of a central portion of the part P3 in the direction of the injection direction D.
La zone d'injection -aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2 comprend une autre partie IS4, AS2 positionnée sur la deuxième partie P2 de la paroi PR, et s'étend selon un plan transversal à l'axe central X, autour de la zone d'aspiration principale AP, décalée d'une distance radiale par rapport à cette zone d'aspiration principaleThe injection-secondary suction zone IS3, IS4, AS1, AS2 comprises another part IS4, AS2 positioned on the second part P2 of the wall PR, and extends in a plane transverse to the central axis X, around the main suction area AP, offset by a radial distance from this main suction zone
AP. AP.
Selon un aspect, l'invention concerne un procédé pour déposer un matériau CM sur une surface d'un substrat S disposé à l'intérieur du réacteur R, le procédé comprenant les étapes suivantes, en référence à la figure 2 : According to one aspect, the invention relates to a method for depositing a CM material on a surface of a substrate S disposed inside the reactor R, the method comprising the following steps, with reference to FIG. 2:
- injecter le gaz précurseur 101 via la zone d'injection principale IP, et simultanément injecter le gaz neutre 102 via la zone d'injection secondaire IS1, IS2 et via la zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2, - injecting the precursor gas 101 via the main injection zone IP, and simultaneously injecting the neutral gas 102 via the secondary injection zone IS1, IS2 and via the secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2,
- aspirer les gaz 103 via la zone d'aspiration principale AP, et via zone d'injection-aspiration secondaire IS3, IS4, AS1, AS2. - suck the gases 103 via the main suction zone AP, and via the secondary injection-suction zone IS3, IS4, AS1, AS2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Réacteur (R) pour le dépôt d'un matériau (CM) sur une surface d'un substrat (S) disposé à l'intérieur du réacteur (R), l'intérieur du réacteur (R) étant délimité par une paroi (PR), la paroi (PR) comprenant: 1. Reactor (R) for depositing a material (CM) on a surface of a substrate (S) placed inside the reactor (R), the inside of the reactor (R) being delimited by a wall (PR), the wall (PR) comprising:
- une zone d'injection principale (IP), aménagée sur la paroi, et configurée pour permettre une injection principale à l'intérieur du réacteur (R) d'un gaz précurseur configuré pour permettre au matériau (CM) de se déposer, l'injection principale étant réalisée selon une direction d'injection principale (D) vers l'intérieur du réacteur, - a main injection zone (IP), arranged on the wall, and configured to allow a main injection inside the reactor (R) of a precursor gas configured to allow the material (CM) to be deposited, l the main injection being carried out in a main injection direction (D) towards the interior of the reactor,
- une zone d'aspiration principale (AP), aménagée sur la paroi, et configurée pour permettre une aspiration principale, vers l'extérieur du réacteur (R), des gaz contenus à l'intérieur du réacteur, l'aspiration principale étant réalisée dans la même direction que la direction d'injection principale (D) - a main suction zone (AP), arranged on the wall, and configured to allow a main suction, towards the outside of the reactor (R), of the gases contained inside the reactor, the main suction being carried out in the same direction as the main injection direction (D)
- une zone d'injection secondaire (IS1, IS2), aménagée sur la paroi, et configurée pour permettre une première injection secondaire d'un gaz neutre à l'intérieur du réacteur (R), - a secondary injection zone (IS1, IS2), arranged on the wall, and configured to allow a first secondary injection of a neutral gas inside the reactor (R),
- une zone d'injection-aspiration secondaire (IS3, IS4, AS1, AS2), aménagée sur la paroi (PR), et configurée pour permettre une deuxième injection secondaire du gaz neutre à l'intérieur du réacteur (R) et une aspiration secondaire, vers l'extérieur du réacteur (R), des gaz contenus à l'intérieur du réacteur (R), la zone d'injection-aspiration secondaire (IS3, IS4, AS1, AS2) étant située à la suite de la zone d'injection secondaire (IS1, IS2), dans le sens de la direction d'injection principale (D). - a secondary injection-suction zone (IS3, IS4, AS1, AS2), arranged on the wall (PR), and configured to allow a second secondary injection of the neutral gas inside the reactor (R) and a suction secondary, towards the outside of the reactor (R), of the gases contained inside the reactor (R), the secondary injection-suction zone (IS3, IS4, AS1, AS2) being located after the zone injection direction (IS1, IS2), in the direction of the main injection direction (D).
2. Réacteur (R) selon la revendication 1, dans lequel une partie (P3) de la paroi (PR) comprend une portion centrale par rapport à une extension de la partie (P3) le long de la direction d'injection principale (D), et la partie (P3) comprenant également une première portion en amont de la portion centrale et une deuxième portion en aval de la portion centrale, le long de la direction d'injection principale (D), la zone d'injection secondaire (IS1, IS2) étant située sur première portion en amont de la portion centrale, la zone d'injection- aspiration secondaire (IS3, IS4, AS1, AS2) étant située sur la deuxième portion, en aval de la portion centrale. 2. Reactor (R) according to claim 1, wherein a part (P3) of the wall (PR) comprises a central portion with respect to an extension of the part (P3) along the main injection direction (D ), and the part (P3) also comprising a first portion upstream of the central portion and a second portion downstream of the central portion, along the main injection direction (D), the secondary injection zone ( IS1, IS2) being located on the first portion upstream of the central portion, the secondary injection-suction zone (IS3, IS4, AS1, AS2) being located on the second portion, downstream of the central portion.
3. Réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le substrat est étendu selon un plan d'extension qui coupe en deux portions une partie (P3) de la paroi (PR) du réacteur (R), l'intersection dudit plan d'extension et de la partie (P3) de la paroi définissant sur la partie (P3) une première portion en amont de l'intersection, selon le sens de la direction d'injection principale (D), et une deuxième portion en aval de l'intersection selon le sens de la direction d'injection principale (D), la zone d'injection -aspiration secondaire (IS3, AS1, IS4, AS2) étant positionnée sur la deuxième portion en aval de l'intersection, et la zone d'injection secondaire (IS1, IS2) étant située sur première portion en amont de l'intersection. 3. Reactor (R) according to one of the preceding claims, wherein the substrate is extended along an extension plane which cuts into two portions a portion (P3) of the wall (PR) of the reactor (R), the intersection of said extension plane and part (P3) of the wall defining on part (P3) a first portion upstream of the intersection, in the direction of the main injection direction (D), and a second portion downstream of the intersection in the direction of the main injection direction (D), the injection-secondary suction zone (IS3, AS1, IS4, AS2) being positioned on the second portion downstream of the intersection , and the secondary injection zone (IS1, IS2) being located on the first portion upstream of the intersection.
4. Réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la paroi (PR) s'étend autour d'un axe central (X) parallèle à la direction d'injection principale (D). 4. Reactor (R) according to one of the preceding claims, wherein the wall (PR) extends around a central axis (X) parallel to the main injection direction (D).
5. Réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone d'injection secondaire (IS1, IS2) et la zone d'injection -aspiration secondaire (IS3, AS1, IS4, AS2) sont connexes. 5. Reactor (R) according to one of the preceding claims, wherein the secondary injection zone (IS1, IS2) and the injection -secondary suction zone (IS3, AS1, IS4, AS2) are related.
6. Réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone d'injection secondaire (IS1, IS2) s'étend autour de la zone d'injection principale6. Reactor (R) according to one of the preceding claims, wherein the secondary injection zone (IS1, IS2) extends around the main injection zone.
(IP). (IP).
7. Réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone d'injection-aspiration secondaire (IS3, IS4, AS1, AS2) s'étend autour de la zone d'aspiration principale (AP). 7. Reactor (R) according to one of the preceding claims, wherein the secondary injection-suction zone (IS3, IS4, AS1, AS2) extends around the main suction zone (AP).
8. Réacteur (R) selon la revendication 7, dans lequel la zone d'injection- aspiration secondaire (IS3, IS4, AS1, AS2) est décalée par rapport à la zone d'aspiration principale (AP), selon une distance radiale dans une direction transversale à la direction d'injection principale (D) ; 8. Reactor (R) according to claim 7, wherein the injection-secondary suction zone (IS3, IS4, AS1, AS2) is offset from the main suction zone (AP), at a radial distance in a direction transverse to the main injection direction (D);
9. Réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le substrat (S) est étendu selon un plan d'extension transversal à la direction (D) ; 9. Reactor (R) according to one of the preceding claims, wherein the substrate (S) is extended in an extension plane transverse to the direction (D);
10. Réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone d'injection secondaire (IS1, IS2) comprend une pluralité d'entrées secondaires, chaque entrée secondaire de la pluralité d'entrées secondaires étant configurée pour contribuer à l'injection secondaire. 10. Reactor (R) according to one of the preceding claims, wherein the secondary injection zone (IS1, IS2) comprises a plurality of secondary inlets, each secondary inlet of the plurality of secondary inlets being configured to contribute to secondary injection.
11. Réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone d'injection -aspiration secondaire (IS3, IS4, AS1, AS2) comprend une pluralité d'entrées secondaires (ES), et une pluralité de sorties secondaires (SS), chaque sortie secondaire (SS) de la pluralité de sorties secondaires (SS) étant configurée pour contribuer à l'aspiration secondaire. 11. Reactor (R) according to one of the preceding claims, wherein the injection -secondary suction zone (IS3, IS4, AS1, AS2) comprises a plurality of secondary inlets (ES), and a plurality of secondary outlets. (SS), each secondary output (SS) of the plurality of secondary outputs (SS) being configured to contribute to secondary suction.
12. Procédé (100) pour diminuer une quantité d'un matériau (CM) déposé sur une paroi (PR) d'un réacteur (R) selon l'une des revendications précédentes, sans diminuer une autre quantité du matériau (CM) déposé sur une surface d'un substrat (S) disposé à l'intérieur du réacteur, le procédé (100) comprenant les étapes suivantes : 12. Method (100) for reducing a quantity of a material (CM) deposited on a wall (PR) of a reactor (R) according to one of the preceding claims, without reducing another quantity of the material (CM) deposited. on a surface of a substrate (S) disposed inside the reactor, the method (100) comprising the following steps:
- injecter le gaz précurseur (101) via la zone d'injection principale (IP), et simultanément injecter le gaz neutre (102) via la zone d'injection secondaire (IS1, IS2) et via la zone d'injection-aspiration secondaire (IS3, IS4, AS1, AS2), - inject the precursor gas (101) via the main injection zone (IP), and simultaneously inject the neutral gas (102) via the secondary injection zone (IS1, IS2) and via the secondary injection-suction zone (IS3, IS4, AS1, AS2),
- aspirer les gaz (103) via la zone d'aspiration principale (AP), et via la zone d'injection-aspiration secondaire (IS3, IS4, AS1, AS2). - suck in the gases (103) via the main suction zone (AP), and via the secondary injection-suction zone (IS3, IS4, AS1, AS2).
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