RU2748658C1 - Device for deposition or cleaning with mobile structure and method for its operation - Google Patents
Device for deposition or cleaning with mobile structure and method for its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748658C1 RU2748658C1 RU2020123573A RU2020123573A RU2748658C1 RU 2748658 C1 RU2748658 C1 RU 2748658C1 RU 2020123573 A RU2020123573 A RU 2020123573A RU 2020123573 A RU2020123573 A RU 2020123573A RU 2748658 C1 RU2748658 C1 RU 2748658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction chamber
- chamber
- deposition
- substrate
- illustrative embodiments
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C23C16/458—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 supporting substrates 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
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для осаждения или очистки и способам их эксплуатации. В частности, но не исключительно, изобретение относится к реакторам для обработки подложек с подвижными конструкциями.The present invention generally relates to deposition or purification devices and methods for their operation. In particular, but not exclusively, the invention relates to reactors for processing substrates with movable structures.
Уровень техникиState of the art
В этом разделе приводится полезная исходная информация без признания любого метода, раскрытого в настоящем документе, характерным для существующего уровня техники.This section provides useful background information without recognizing any technique disclosed in this document as being in the art.
В традиционных процессах осаждения или очистки подложки, например, полупроводниковые пластины, перемещают внутри конструкций вакуумных кластеров. Эти конструкции должны испускать минимальное количество или, предпочтительно, не испускать дополнительные частицы, попадающие на подложки. Любая механическая или подвижная деталь над подложкой является потенциальным источником частиц, который может влиять на качество осаждения. Для некоторых применений и геометрических размеров подвижные детали в предшествующем уровне техники не могут более обеспечивать приемлемое решение.In traditional deposition or cleaning processes, substrates such as wafers are moved within vacuum cluster structures. These structures should emit a minimum amount, or preferably not emit additional particles falling on the substrates. Any mechanical or moving part above the substrate is a potential source of particles that can affect deposition quality. For some applications and geometries, moving parts in the prior art can no longer provide an acceptable solution.
В патенте США № 9,095,869 B2 раскрыта конструкция реактора для осаждения, содержащего передаточную камеру для подложек между источником плазмы и реакционной камерой. Передаточная камера содержит подвижную деталь для подачи реагента на верхней стороне реакционной камеры. Подающая деталь является деформируемой по вертикали, обладая сжимаемой и расширяемой формой. Сжимаемая форма обеспечивает возможность загрузки подложек в реакционную камеру по маршруту, образуемому посредством сжатия подающей детали. US Pat. No. 9,095,869 B2 discloses a deposition reactor structure comprising a substrate transfer chamber between the plasma source and the reaction chamber. The transfer chamber contains a movable part for supplying the reagent on the upper side of the reaction chamber. The feed part is vertically deformable, having a compressible and expandable shape. The compressible form allows the substrates to be loaded into the reaction chamber along a route formed by the compression of the feed piece.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Целью вариантов осуществления настоящего изобретения является обеспечение улучшенного способа и устройства в части, касающейся загрузки и выгрузки подложек, и минимизация или устранение проблемы, вызванной генерированием частиц.It is an object of embodiments of the present invention to provide an improved method and apparatus for loading and unloading substrates and minimizing or eliminating the problem caused by particle generation.
Согласно первому иллюстративному аспекту настоящего изобретения предлагается устройство для осаждения или очистки, содержащее: According to a first illustrative aspect of the present invention, there is provided a deposition or purification apparatus comprising:
наружную камеру; outdoor camera;
реакционную камеру внутри наружной камеры, образующую двухкамерную конструкцию, в которой реакционная камера выполнена с возможностью перемещения между положением обработки и нижним положением внутри наружной камеры, при этом нижнее положение предназначено для загрузки одной или более подложек в реакционную камеру.a reaction chamber within the outer chamber forming a two-chamber structure in which the reaction chamber is movable between a processing position and a lower position within the outer chamber, the lower position being for loading one or more substrates into the reaction chamber.
В отличие от известного уровня техники, в котором реакционная камера является неподвижной, а другие конструкции перемещаются, варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают перемещение самой реакционной камеры. Реакционная камера выполнена с возможностью перемещения в вертикальном направлении или по меньшей мере частично в вертикальном направлении. Перемещаемая реакционная камера включает в себя также боковую стенку перемещаемой реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления перемещаемая реакционная камера представляет собой монолитную конструкцию. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера образует единое целое. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления перемещение реакционной камеры инициируется снизу (из-под реакционной камеры).Unlike the prior art in which the reaction chamber is stationary and other structures move, embodiments of the present invention move the reaction chamber itself. The reaction chamber is movable in a vertical direction or at least partially in a vertical direction. The movable reaction chamber also includes a side wall of the movable reaction chamber. In some illustrative embodiments, the moveable reaction chamber is a monolithic structure. In some illustrative embodiments, the implementation of the reaction chamber forms a single unit. In some illustrative embodiments, the movement of the reaction chamber is initiated from below (from under the reaction chamber).
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижные детали реакционной камеры расположены под подложкой (т. е. не сверху). В некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера в целом выполнена с возможностью перемещения. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления боковая стенка реакционной камеры выполнена с возможностью перемещения вместе с остальной реакционной камерой. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления расстояние между дном реакционной камеры и боковой стенкой реакционной камеры является постоянным при перемещении. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления наружная камера не перемещается, т. е. наружная камера является неподвижной. In some illustrative embodiments, the movable parts of the reaction chamber are located under the substrate (i.e., not at the top). In some illustrative embodiments, the overall reaction chamber is movable. In some illustrative embodiments, the side wall of the reaction chamber is movable with the rest of the reaction chamber. In some illustrative embodiments, the distance between the bottom of the reaction chamber and the side wall of the reaction chamber is constant during movement. In some illustrative embodiments, the outer chamber does not move, i.e., the outer chamber is stationary.
Положением обработки может служить положение осаждения и/или положение очистки. The processing position can be a settling position and / or a cleaning position.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство выполнено с возможностью формирования отверстия загрузки в реакционную камеру за счет перемещения реакционной камеры в нижнем направлении.In some illustrative embodiments, the apparatus is configured to form a feed opening into the reaction chamber by moving the reaction chamber downwardly.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера выполнена с возможностью отделения от верхней неподвижной детали (т. е. неподвижной детали, верхней по отношению к подвижной реакционной камере) при перемещении реакционной камеры в нижнем направлении, чтобы открыть маршрут для загрузки. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления верхняя неподвижная деталь представляет собой деталь, обеспечивающую подачу текучей среды в реакционную камеру. In some illustrative embodiments, the reaction chamber is configured to detach from an upper stationary part (i.e., a stationary part upper relative to the movable reaction chamber) by moving the reaction chamber downward to open a loading path. In some illustrative embodiments, the upper stationary part is a part for supplying fluid to the reaction chamber.
Деталь наверху перемещаемой реакционной камеры (т. е. верхняя неподвижная деталь устройства) может быть открытой или закрытой деталью. Это может быть широкая трубка, например, деталь для подачи радикалов, отходящая от источника радикалов. Или это может быть, например, крышкообразная деталь, опционально содержащая объем расширения для распределения текучей среды в нижнем направлении.The part at the top of the movable reaction chamber (ie, the upper stationary part of the apparatus) can be an open or closed part. This can be a wide tube, such as a radical delivery part, extending from a radical source. Or it could be, for example, a lid-shaped piece, optionally containing an expansion volume for distributing the fluid in the downward direction.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера образует корпус, обладающий вращательной симметрией. Реакционная камера может представлять собой чашеобразную деталь (имеющую выпускное отверстие в днище).In some illustrative embodiments, the reaction chamber forms a rotationally symmetric housing. The reaction chamber can be a bowl-shaped piece (having an outlet in the bottom).
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство содержит: In some illustrative embodiments, the device comprises:
загрузочный порт сбоку наружной камеры для загрузки одной или более подложек в реакционную камеру через боковую стенку наружной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления загрузочный порт представляет собой загрузочный шлюз. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления загрузочный порт представляет собой вакуумный затвор или дверцу.a loading port on the side of the outer chamber for loading one or more substrates into the reaction chamber through the side wall of the outer chamber. In some illustrative embodiments, the loading port is a loading gateway. In some illustrative embodiments, the loading port is a vacuum seal or door.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство содержит: In some illustrative embodiments, the device comprises:
подвижный элемент, выполненный с возможностью обеспечения вертикального перемещения реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент соединен с реакционной камерой. Подвижный элемент может представлять собой гибкую конструкцию. Подвижный элемент может представлять собой газонепроницаемую конструкцию. a movable element made with the possibility of providing vertical movement of the reaction chamber. In some illustrative embodiments, the movable element is connected to the reaction chamber. The movable element can be a flexible structure. The movable element can be a gas-tight structure.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент образует часть выпускной линии устройства. Выпускная линия может представлять собой форвакуумную линию. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера содержит отверстие выпускной линии в дне реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера содержит отверстие выпускной линии, расположенное симметрично в центре дна реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент помещен симметрично под дном реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент помещен, если смотреть в поперечном направлении, по центру под дном реакционной камеры.In some illustrative embodiments, the movable element forms part of the outlet line of the device. The outlet line can be a foreline line. In some illustrative embodiments, the implementation of the reaction chamber includes an outlet line opening in the bottom of the reaction chamber. In some illustrative embodiments, the reaction chamber includes an outlet line opening located symmetrically at the center of the bottom of the reaction chamber. In some illustrative embodiments, the movable element is placed symmetrically under the bottom of the reaction chamber. In some illustrative embodiments, the movable member is positioned, viewed laterally, centered under the bottom of the reaction chamber.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент представляет собой трубкообразную удлиненную конструкцию с регулируемой длиной. Соответственно, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент представляет собой полый деформируемый элемент. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления он позволяет текучей среде проходить через него в вертикальном направлении, но имеет газонепроницаемые боковые стенки. In some illustrative embodiments, the movable member is an adjustable length tubular elongated structure. Accordingly, in some illustrative embodiments, the movable element is a hollow deformable element. In some illustrative embodiments, it allows fluid to flow through it in a vertical direction, but has gas-tight sidewalls.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент представляет собой сильфон. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент представляет собой вакуумный сильфон. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент (вакуумный сильфон или аналогичное устройство) полностью находится в вакууме.In some illustrative embodiments, the movable element is a bellows. In some illustrative embodiments, the movable element is a vacuum bellows. In some illustrative embodiments, the movable element (vacuum bellows or similar device) is completely in a vacuum.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подвижный элемент реализован при помощи двух (или более) сложенных накрест или вставленных одна в другую трубок, которые выполнены с возможностью перемещения по вертикали друг относительно друга.In some illustrative embodiments, the movable element is implemented with two (or more) cross-folded or nested tubes that are vertically movable relative to each other.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство содержит исполнительный элемент, инициирующий вертикальное перемещение реакционной камеры. Инициирование может происходить путем приложения усилия к реакционной камере, чтобы реакционная камера перемещалась так, как допускается подвижным элементом. Размещение исполнительного элемента зависит от практической реализации. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления исполнительный элемент расположен за пределами наружной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления исполнительный элемент расположен внутри наружной камеры, но за пределами реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления исполнительный элемент расположен внутри выпускной линии. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления исполнительный элемент отсутствует. В одном из таких вариантов осуществления подвижный элемент как таковой перемещает реакционную камеру без внешнего приводного устройства («внешнее» здесь означает внешнее по отношению к подвижному элементу). Это перемещение может быть реализовано за счет излучения или изменения температуры, например. В одном иллюстративном варианте осуществления подвижный элемент образован сплавом с эффектом запоминания формы (сплавом с памятью формы), поэтому подвижный элемент сам по себе является приводным устройством.In some illustrative embodiments, the device comprises an actuator that initiates vertical movement of the reaction chamber. Initiation can take place by applying force to the reaction chamber so that the reaction chamber moves as allowed by the movable element. The placement of the actuator depends on the practical implementation. In some illustrative embodiments, the actuator is located outside the outer chamber. In some illustrative embodiments, the implementation of the actuator is located inside the outer chamber, but outside the reaction chamber. In some illustrative embodiments, the actuator is located within the outlet line. In some illustrative embodiments, the implementation of the actuator is missing. In one such embodiment, the movable element as such moves the reaction chamber without an external actuator ("external" here means external to the movable element). This movement can be realized by radiation or temperature changes, for example. In one illustrative embodiment, the movable member is formed by a shape memory alloy (shape memory alloy), so the movable member is itself a driving device.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство содержит держатель подложки. Держатель подложки может поддерживать подложку, например, полупроводниковую пластину, в горизонтальном положении. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления подложка представляет собой полупроводниковую пластину диаметром 450 мм. В других вариантах осуществления подложка представляет собой полупроводниковую пластину, диаметр которой меньше, чем 450 мм, например, 300 мм. Процесс осаждения или очистки может выполняться на горизонтально ориентированной (-ых) подложке (подложках). В альтернативном варианте осуществления подложка ориентирована вертикально. Держатель подложки может поддерживать одну вертикально ориентированную подложку или множество вертикально ориентированных подложек. В зависимости от практической реализации подложки при загрузке могут быть ориентированы горизонтально или вертикально. Подложки могут загружаться по одной или в виде партии. In some illustrative embodiments, the device comprises a substrate holder. The substrate holder can support the substrate, such as a wafer, in a horizontal position. In some illustrative embodiments, the substrate is a semiconductor wafer with a diameter of 450 mm. In other embodiments, the substrate is a semiconductor wafer with a diameter less than 450 mm, such as 300 mm. The deposition or cleaning process can be performed on horizontally oriented substrate (s). In an alternative embodiment, the substrate is vertically oriented. The substrate holder can support one vertically oriented substrate or a plurality of vertically oriented substrates. Depending on the practical implementation, the substrates during loading can be oriented horizontally or vertically. The underlays can be loaded one at a time or as a batch.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления держатель подложки прикреплен к выпускной линии. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления держатель подложки выполнен с возможностью встраивания или встроен в верхнюю часть крышки реакционной камеры. Держатель подложки может быть выполнен с возможностью перемещения, например, по вертикали. Он может быть выполнен с подогревом и/или иной электрической регулировкой. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство реализовано без держателя подложки. В таком варианте осуществления подложка может поддерживаться стенкой (стенками) реакционной камеры и/или верхним краем опционального защитного элемента, помещаемого внутри выпускной линии и выполненного с возможностью предотвращения осаждения материала на подвижный элемент во время обработки. In some illustrative embodiments, the substrate holder is attached to the outlet line. In some illustrative embodiments, the substrate holder is configured to be embedded in or integrated into the top of the reaction chamber lid. The substrate holder may be movable, for example, vertically. It can be made with heating and / or other electrical regulation. In some illustrative embodiments, the device is implemented without a substrate holder. In such an embodiment, the substrate may be supported by the wall (s) of the reaction chamber and / or by the top edge of an optional security member positioned within the outlet line and configured to prevent material from depositing on the movable member during processing.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство содержит: In some illustrative embodiments, the device comprises:
нагреватель внутри наружной камеры, но за пределами реакционной камеры. a heater inside the outer chamber, but outside the reaction chamber.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство содержит отверстие для подачи химически неактивного газа в наружную камеру в промежуточном пространстве, образованном между стенками реакционной камеры и наружной камеры, и отверстие для выпуска неактивного газа из промежуточного пространства. Промежуточное пространство в настоящем документе представляет собой объем внутри наружной камеры, окружающий реакционную камеру. Наружная камера может быть образована емкостью высокого давления. Наружная камера может называться вакуумной камерой вследствие создаваемых в ней вакуумных условий. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления как реакционная камера, так и наружная камера находятся в вакууме во время загрузки подложек (и при обработке, т.е. осаждении и/или очистке). В некоторых иллюстративных вариантах осуществления наружная и реакционная камеры содержат отдельные стенки, т. е. у них нет общих стенок, но наружная камера на самом деле вмещает реакционную камеру (отделенную промежуточным пространством).In some exemplary embodiments, the device comprises an opening for introducing a non-reactive gas into the outer chamber in an intermediate space defined between the walls of the reaction chamber and the outer chamber, and an opening for discharging inactive gas from the intermediate space. Intermediate space is herein defined as the volume within the outer chamber surrounding the reaction chamber. The outer chamber can be formed by a pressure vessel. The outer chamber can be called a vacuum chamber due to the vacuum conditions created in it. In some illustrative embodiments, both the reaction chamber and the outer chamber are in a vacuum during loading of the substrates (and during processing, ie, deposition and / or cleaning). In some illustrative embodiments, the outer and reaction chambers contain separate walls, i.e., they do not have common walls, but the outer chamber actually contains the reaction chamber (separated by the intermediate space).
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления внутренняя поверхность подвижного элемента испытывает давление выпускной линии. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления внешняя поверхность подвижного элемента испытывает более высокое давление, чем давление внутри выпускной линии. Более высокое давление может представлять собой давление внутри промежуточного пространства или давление окружающей среды в некоторых вариантах осуществления.In some illustrative embodiments, the inner surface of the plunger is pressurized by the outlet line. In some illustrative embodiments, the outer surface of the plunger experiences a higher pressure than the pressure within the outlet line. The higher pressure may be the pressure within the interstitial space or the ambient pressure in some embodiments.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления газовый поток внутри реакционной камеры направлен сверху вниз. Подача газа или жидкости в реакционную камеру предпочтительно осуществляется с верхней стороны реакционной камеры, а выпуск - из нижней части реакционной камеры (ниже подложки), например, через дно или донную часть реакционной камеры в выпускную линию. In some illustrative embodiments, the gas flow within the reaction chamber is from top to bottom. The gas or liquid is preferably fed into the reaction chamber from the upper side of the reaction chamber and the outlet is from the lower part of the reaction chamber (below the substrate), for example through the bottom or the bottom of the reaction chamber into the outlet line.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления газовый поток внутри реакционной камеры направлен полностью или частично направлен из стороны в сторону над горизонтально ориентированной подложкой. Подача газа или жидкости в реакционную камеру в этом варианте осуществления предусмотрена со стороны или со смещением от центра подложки.In some illustrative embodiments, the gas flow within the reaction chamber is directed in whole or in part from side to side over a horizontally oriented substrate. The supply of gas or liquid to the reaction chamber in this embodiment is provided from the side or offset from the center of the substrate.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления перемещаемая реакционная камера охватывает реакционное пространство (в котором должны происходить требуемые реакции осаждения или очистки). In some illustrative embodiments, a movable reaction chamber encompasses a reaction space (in which the desired precipitation or purification reactions are to take place).
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство представляет собой устройство атомно-слоевого осаждения (АСО). В данном контексте термин «АСО» включает в себя подтипы АСО, такие как МСО (молекулярно-слоевое осаждение), АСО с применением плазмы, например, ПАСО (плазменно-стимулированное атомно-слоевое осаждение) и фотостимулированное атомно-слоевое осаждение (известное также как стимулированное вспышкой АСО). В альтернативных иллюстративных вариантах осуществления устройство представляет собой устройство химического осаждения из паровой фазы (ХОПФ). В альтернативных иллюстративных вариантах осуществления устройство представляет собой устройство плазменно-стимулированной очистки.In some illustrative embodiments, the device is an Atomic Layer Deposition (ALD) device. In this context, the term "ALD" includes subtypes of ALD, such as MLD (Molecular Layer Deposition), plasma ALD, such as PASO (Plasma Stimulated Atomic Layer Deposition) and Photostimulated Atomic Layer Deposition (also known as stimulated by the ASO flash). In alternative illustrative embodiments, the device is a chemical vapor deposition (CVD) device. In alternative illustrative embodiments, the device is a plasma-assisted purification device.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство содержит деформируемую деталь над подложкой (подложками), как в патенте US 9,095,869 B2, позволяющем охарактеризовать подающую деталь реакционной камеры. Деформируемая деталь может быть образована сильфоном или перекрещивающимися трубками в качестве деформируемых компонентов. In some illustrative embodiments, the device comprises a deformable part above the substrate (s), as in US Pat. No. 9,095,869 B2, to characterize the feed part of the reaction chamber. The deformable part can be formed by bellows or crossed tubes as deformable components.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления давление внутри как реакционной камеры, так и наружной камеры (при наличии) ниже внешнего или атмосферного давления, поэтому устройство выполнено с возможностью обработки подложек при таком пониженном давлении. In some illustrative embodiments, the pressure inside both the reaction chamber and the outer chamber (if any) is below external or atmospheric pressure, so the apparatus is adapted to treat substrates at such reduced pressure.
Согласно второму иллюстративному аспекту настоящего изобретения предлагается способ, включающий в себя следующие этапы: According to a second illustrative aspect of the present invention, there is provided a method including the following steps:
обеспечивают наличие реакционной камеры реактора для осаждения или очистки с положением обработки и нижним положением; и provide a reaction chamber of the reactor for sedimentation or purification with a processing position and a lower position; and
перемещают реакционную камеру между положением обработки и нижним положением, при этом нижнее положение предназначено для загрузки одной или более подложек в реакционную камеру.moving the reaction chamber between the processing position and the lower position, the lower position being for loading one or more substrates into the reaction chamber.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя следующий этап: In some illustrative embodiments, the method includes the following step:
формируют отверстие загрузки в реакционную камеру за счет перемещения реакционной камеры в нижнем направлении.a loading hole is formed into the reaction chamber by moving the reaction chamber in the downward direction.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера содержит или образована из корпуса реакционной камеры или реакционного сосуда. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя перемещение корпуса реакционной камеры или реакционного сосуда как единого целого. In some illustrative embodiments, the implementation of the reaction chamber contains or is formed from a reaction chamber housing or a reaction vessel. In some illustrative embodiments, the method includes moving a reaction chamber body or reaction vessel as a whole.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя следующий этап: In some illustrative embodiments, the method includes the following step:
отсоединяют реакционную камеру от верхней неподвижной детали при перемещении реакционной камеры в нижнем направлении. detach the reaction chamber from the upper stationary part while moving the reaction chamber in the downward direction.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя следующий этап: In some illustrative embodiments, the method includes the following step:
загружают одну или более подложек в реакционную камеру через боковую сторону наружной камеры, окружающей реакционную камеру. load one or more substrates into the reaction chamber through the side of the outer chamber surrounding the reaction chamber.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя следующий этап: In some illustrative embodiments, the method includes the following step:
перемещают реакционную камеру при помощи газонепроницаемого упругого элемента, такого как вакуумный сильфон. moving the reaction chamber with a gas-tight resilient element such as a vacuum bellows.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя следующий этап: In some illustrative embodiments, the method includes the following step:
перемещают реакционную камеру при помощи элемента, расположенного в выпускной линии реактора для осаждения или очистки.moving the reaction chamber by means of an element located in the outlet line of the reactor for sedimentation or purification.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя обеспечение промежуточного пространства, образованного между стенками реакционной камеры и наружной камеры, с бóльшим давлением по сравнению с давлением внутри реакционной камеры. In some illustrative embodiments, the method includes providing an interstitial space formed between the walls of the reaction chamber and the outer chamber at a pressure greater than the pressure within the reaction chamber.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ реализован в реакторе для осаждения или очистки, имеющем наружную камеру и реакционную камеру внутри наружной камеры.In some illustrative embodiments, the method is implemented in a precipitation or purification reactor having an outer chamber and a reaction chamber within the outer chamber.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя практическое применение способа атомно-слоевого осаждения (АСО) на одну или более подложек внутри реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя практическое применение способа химического осаждения из паровой фазы (ХОПФ) на одну или более подложек внутри реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ включает в себя практическое применение процесса очистки, такого как процесс плазменно-стимулированной очистки внутри реакционной камеры.In some illustrative embodiments, the method includes the practice of applying an Atomic Layer Deposition (ALD) method onto one or more substrates within a reaction chamber. In some illustrative embodiments, the method includes the practice of applying a chemical vapor deposition (CVD) method onto one or more substrates within a reaction chamber. In some illustrative embodiments, the method includes the practice of a purification process, such as a plasma-assisted purification process within a reaction chamber.
Согласно третьему иллюстративному аспекту настоящего изобретения предлагается реактор для осаждения или очистки (реактор или устройство для обработки подложек), содержащий средства для реализации способа согласно второму аспекту или любому из вариантов осуществления согласно второму аспекту. According to a third illustrative aspect of the present invention, there is provided a deposition or purification reactor (reactor or substrate treatment apparatus) comprising means for carrying out a method according to a second aspect or any of the embodiments according to the second aspect.
Выше были представлены различные не имеющие обязательной силы иллюстративные аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения. Вышеприведенные варианты осуществления используются просто для объяснения выбранных аспектов или этапов, которые могут применяться при практической реализации настоящего изобретения. Некоторые варианты осуществления могут быть представлены только со ссылкой на некоторые иллюстративные аспекты изобретения. Следует понимать, что соответствующие варианты осуществления относятся также к другим иллюстративным аспектам. Могут быть образованы любые подходящие комбинации вариантов осуществления.Various non-binding illustrative aspects and embodiments of the present invention have been presented above. The above embodiments are used simply to explain selected aspects or steps that may be applied in the practice of the present invention. Some embodiments may be presented only with reference to some illustrative aspects of the invention. It should be understood that the corresponding embodiments also apply to other illustrative aspects. Any suitable combination of embodiments can be formed.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Настоящее изобретение будет теперь раскрыто, исключительно в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи.The present invention will now be disclosed, by way of example only, with reference to the accompanying drawings.
На Фиг. 1 показан схематический вид сбоку устройства на этапе загрузки в соответствии с вариантом осуществления изобретения. FIG. 1 shows a schematic side view of a device during the loading phase in accordance with an embodiment of the invention.
На Фиг. 2 показан схематический вид сбоку устройства, раскрытого на Фиг. 1, на этапе обработки в соответствии с вариантом осуществления изобретения. FIG. 2 is a schematic side view of the device disclosed in FIG. 1 in a processing step in accordance with an embodiment of the invention.
На Фиг. 3 показан схематический вид сбоку устройства в соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения. FIG. 3 shows a schematic side view of a device in accordance with an alternative embodiment of the invention.
На Фиг. 4 показан схематический вид сбоку устройства в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения. FIG. 4 shows a schematic side view of a device in accordance with another embodiment of the invention.
На Фиг. 5 показаны некоторые детали устройства в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. FIG. 5 shows some details of a device in accordance with one embodiment of the invention.
На Фиг. 6 показан схематический вид сбоку устройства в соответствии с другим альтернативным вариантом осуществления изобретения. FIG. 6 shows a schematic side view of a device in accordance with another alternative embodiment of the invention.
На Фиг. 7 показан схематический вид сбоку устройства в соответствии с еще одним альтернативным вариантом осуществления изобретения. FIG. 7 shows a schematic side view of a device in accordance with yet another alternative embodiment of the invention.
На Фиг. 8 представлен способ в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.FIG. 8 depicts a method in accordance with one embodiment of the invention.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
В нижеследующем описании в качестве примера используется технология атомно-слоевого осаждения (АСО). Однако изобретение не ограничивается технологией АСО, но может использоваться в целом ряде устройств для осаждения, например, в реакторах для химического осаждения из паровой фазы (ХОПФ), а также в реакторах для очистки. In the following description, Atomic Layer Deposition (ALD) technology is used as an example. However, the invention is not limited to ALD technology, but can be used in a variety of deposition devices such as chemical vapor deposition (CVD) reactors as well as purification reactors.
Основы механизма роста АСО известны специалисту. АСО представляет собой способ специального химического осаждения, основанный на последовательном введении по меньшей мере двух реакционноспособных прекурсорных соединений на по меньшей мере одну подложку. Однако следует понимать, что один из этих реакционноспособных прекурсоров можно заменить энергией при использовании фотостимулированного АСО или плазменно-стимулированного АСО, например, ПАСО, что приводит к однопрекурсорным процессам АСО. Тонкие пленки, выращенные при помощи АСО, являются плотными, свободными от точечных дефектов и обладают равномерной толщиной.The basics of the ASO growth mechanism are known to the skilled person. ASO is a special chemical deposition method based on the sequential introduction of at least two reactive precursor compounds onto at least one substrate. However, it should be understood that one of these reactive precursors can be replaced by energy using photostimulated ALD or plasma-stimulated ALD, for example, PASO, which leads to one-precursor ALD processes. Thin films grown with ALD are dense, free from point defects, and have a uniform thickness.
По меньшей мере одна подложка, как правило, подвергается воздействию разделенных во времени импульсов прекурсоров в реакционном сосуде для осаждения материала на поверхностях подложек посредством последовательных самонасыщающихся поверхностных реакций. В контексте настоящей заявки термин «АСО» включает в себя все применимые методы на основе АСО и любые эквивалентные или родственные технологии, такие как, например, следующие типы АСО: МСО (молекулярно-слоевое осаждение), АСО с применением плазмы, например, ПАСО (плазменно-стимулированное атомно-слоевое осаждение) и фотостимулированное атомно-слоевое осаждение (известное также как стимулированное вспышкой АСО).The at least one substrate is typically exposed to time-separated pulses of precursors in a reaction vessel to deposit material on the surfaces of the substrates through successive self-saturating surface reactions. In the context of this application, the term "ALD" includes all applicable ALD methods and any equivalent or related technologies, such as, for example, the following types of ALD: MLD (Molecular Layer Deposition), ALD using plasma, for example, PASO ( plasma-assisted atomic-layer deposition) and photostimulated atomic-layer deposition (also known as flash-stimulated ALD).
Основной цикл осаждения АСО состоит из четырех следующих этапов: импульс A, продувка A, импульс B и продувка B. Импульс A состоит из пара первого прекурсора, а импульс B - из пара другого прекурсора. Химически неактивный газ и вакуумный насос, как правило, используются для продувки газообразных побочных продуктов реакции и остаточных молекул реагента из реакционного пространства во время продувки A и продувки B. Последовательность наложения слоев осаждения включает в себя, по меньшей мере, один цикл осаждения. Циклы осаждения повторяют до тех пор, пока в результате последовательности наложения слоев осаждения не будет получена тонкая пленка или покрытие требуемой толщины. Циклы осаждения могут также быть более простыми или более сложными. Например, циклы могут включать в себя три или более импульсов паров реагента, разделенных этапами продувки, или некоторые этапы продувки могут отсутствовать. Все эти циклы осаждения образуют временную последовательность наложения слоев осаждения, которой управляет логический блок или микропроцессор.The main ALD deposition cycle consists of the following four stages: pulse A, purge A, pulse B, and purge B. Pulse A consists of the vapor of the first precursor, and pulse B consists of the vapor of the other precursor. A non-reactive gas and a vacuum pump are typically used to purge gaseous reaction by-products and residual reactant molecules from the reaction space during purge A and purge B. The deposition layer sequence includes at least one deposition cycle. The deposition cycles are repeated until a thin film or coating of the desired thickness is obtained through a sequence of deposition layers. Deposition cycles can also be simpler or more complex. For example, the cycles may include three or more pulses of reagent vapor separated by purge steps, or some purge steps may be omitted. All of these deposition cycles form a time sequence of deposition layers overlapping, which is controlled by a logic block or microprocessor.
На Фиг. 1 и 2 показаны схематические виды сбоку устройства для осаждения или очистки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Устройство содержит стенку наружной камеры, ограничивающую наружную камеру 110. Устройство дополнительно содержит реакционную камеру 120 внутри наружной камеры 110, тем самым, образуя двухкамерную конструкцию. Пространство, образованное между стенкой наружной камеры и реакционной камерой 120 (например, пространство, ограниченное наружной камерой 110 и окружающее реакционную камеру 120) определяется как промежуточное пространство 111, а пространство внутри реакционной камеры 120 - как реакционное пространство 112, как показано на Фиг. 2. FIG. 1 and 2 are schematic side views of a deposition or purification apparatus in accordance with an illustrative embodiment of the invention. The device includes an outer chamber wall defining the
Реакционная камера 120 выполнена с возможностью перемещения между положением осаждения или очистки (Фиг. 2) и нижним положением (Фиг. 1) внутри наружной камеры 110. Нижнее положение предназначено для загрузки одной или более подложек 105 в реакционную камеру. Положение осаждения или очистки предназначено для обработки одной или более подложек 105 в соответствии с выбранным способом осаждения или очистки, например, АСО или ХОПФ.The
Устройство содержит загрузочный порт 115 сбоку наружной камеры 110 для загрузки одной или более подложек 105 в реакционную камеру 120 через боковую стенку наружной камеры 110. Показанный загрузочный порт 115 изображает загрузочный шлюз 115, хотя в альтернативных вариантах осуществления загрузочный шлюз 115 может быть исключен и заменен более простой конструкцией, такой как дверца, или аналогичной. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления загрузочный порт 115 может представлять собой вакуумный затвор или загрузочный шлюз для защиты от внешних условий или другого оборудования. The device includes a
Устройство содержит подвижный элемент 140, соединенный с реакционной камерой 120. Подвижный элемент 140 позволяет реакционной камере 120 перемещаться вертикально между положением осаждения или очистки и нижним положением. Подвижный элемент 140 может представлять собой гибкую конструкцию. Это может быть трубкообразная удлиненная конструкция с регулируемой длиной. Подвижный элемент 140 может представлять собой деформируемый компонент. Подвижный элемент 140, показанный на Фиг. 1 и 2, представляет собой сильфон, в частности, вакуумный сильфон, позволяющий текучей среде проходить через него в вертикальном направлении, но имеющий газонепроницаемые боковые стенки. Подвижный элемент 140 может образовывать часть выпускной линии 150 под реакционной камерой 120, как показано на Фиг. 1 и 2. Подвижный элемент 140 полностью расположен внутри стенок наружной камеры 110 в вакууме.The device includes a
Фактическое перемещение реакционной камеры 120 может осуществляться под воздействием приводного устройства (исполнительного элемента) или самим подвижным элементом 140. В варианте осуществления на Фиг. 1 и 2 показано приводное устройство 145, расположенное за пределами наружной камеры 110. Приводное устройство 145 прикладывает усилие к реакционной камере 120, чтобы реакционная камера перемещалась так, как допускается подвижным элементом 140. Приводное устройство 145, показанное на Фиг. 1 и 2, содержит элемент передачи усилия, такой как шток или стержень, проходящий через проходное отверстие наружной камеры в промежуточное пространство между наружной камерой 110 и реакционной камерой 120. Элемент передачи усилия далее находится в контакте с реакционной камерой 120, обеспечивая возможность перемещения реакционной камеры так, как допускается подвижным элементом 140. Подвижный элемент 140 имеет сжимаемую форму, как показано на Фиг. 1, и расширяемую форму, как показано на Фиг. 2, и предоставляет реакционной камере 120 возможность вертикального перемещения между положениями, ограничиваемыми этими формами. The actual movement of the
В других вариантах осуществления размещение, форма и работа исполнительного элемента могут отличаться от показанных на Фиг. 1 и 2. Размещение исполнительного элемента зависит от практической реализации. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления исполнительный элемент расположен за пределами наружной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления исполнительный элемент расположен внутри наружной камеры, но за пределами реакционной камеры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления исполнительный элемент расположен внутри выпускной линии 150. В зависимости от практической реализации, устройство для осаждения или очистки может содержать множество исполнительных элементов. In other embodiments, the placement, shape, and operation of the actuator may differ from those shown in FIG. 1 and 2. The placement of the actuator depends on the practical implementation. In some illustrative embodiments, the actuator is located outside the outer chamber. In some illustrative embodiments, the implementation of the actuator is located inside the outer chamber, but outside the reaction chamber. In some illustrative embodiments, the actuator is located within the
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления исполнительный элемент полностью исключен. В одном из таких вариантов осуществления подвижный элемент 140 как таковой перемещает реакционную камеру без внешнего приводного устройства («внешнее» здесь означает внешнее по отношению к подвижному элементу). Это перемещение может быть реализовано за счет излучения или изменения температуры, например. На Фиг. 3 показан один такой альтернативный вариант осуществления, в котором подвижный элемент 140 образован сплавом с эффектом запоминания формы (сплавом с памятью формы). В таком варианте осуществления подвижный элемент 140 на практике сам по себе представляет тип привода, который перемещает реакционную камеру 120 между вертикальными положениями. In some illustrative embodiments, the implementation of the actuator is completely eliminated. In one such embodiment, the
Устройство выполнено с возможностью формирования отверстия загрузки в реакционную камеру 120 за счет перемещения реакционной камеры 120 в нижнем направлении. Соответственно, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера 120 выполнена с возможностью отделения от верхней неподвижной детали при перемещении реакционной камеры 120 в нижнем направлении, чтобы открыть маршрут для загрузки. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления верхняя неподвижная деталь представляет собой деталь, обеспечивающую подачу текучей среды в реакционную камеру 120.The device is configured to form a feed hole into the
Деталь наверху перемещаемой реакционной камеры (т. е. верхняя неподвижная деталь устройства) может быть открытой или закрытой деталью.The part at the top of the movable reaction chamber (ie, the upper stationary part of the apparatus) can be an open or closed part.
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1 и 2, представлена трубка 160 для подачи радикалов, отходящая от источника радикалов (не показан). При опускании реакционной камеры 120 трубка для подачи радикалов остается неподвижной. Между боковой стенкой реакционной камеры 120 и трубкой 160 для подачи радикалов образуется загрузочное отверстие (Фиг. 1).In the embodiment shown in FIG. 1 and 2, a
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1 и 2, дополнительно изображена линия 125 подачи, которая может представлять собой линию подачи для химически неактивного газа или для прекурсора термического АСО, например. Линия 125 подачи проходит от источника (не показан) через проходное отверстие наружной камеры в промежуточное пространство. Далее она проходит в выпускное отверстие неподвижно прикрепленного фланца или втулки 161 наверху перемещаемой реакционной камеры 120 (чтобы обеспечить вход неактивного/прекурсорного газа или жидкости в реакционную камеру 120 в этом месте). При опускании реакционной камеры 120 деталь 161 остается неподвижной. В зависимости от практической реализации, устройство для осаждения или очистки может содержать множество линий 125 подачи. В других вариантах осуществления, например, в некоторых вариантах осуществления очистки, они могут отсутствовать. In the embodiment shown in FIG. 1 and 2, additionally depicts a
В альтернативном варианте осуществления, показанном на Фиг. 4, представлен пример закрытой верхней неподвижной детали. Это может быть, например, крышкообразная деталь 470, опционально содержащая объем 475 расширения для распределения текучей среды в нижнем направлении.In an alternative embodiment shown in FIG. 4, an example of a closed upper stationary part is shown. This could be, for example, a
Устройство содержит держатель 130 подложки, выполненный с возможностью приема одной или более подложек 105, загруженных через загрузочный порт 115. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления держатель 130 подложки прикреплен к выпускной линии 150. В некоторых других иллюстративных вариантах осуществления, таких как показанный на Фиг. 4, держатель 430 подложки выполнен с возможностью встраивания или встроен в верхнюю часть крышки 470 реакционной камеры. Держатель подложки может быть выполнен с возможностью перемещения внутри реакционной камеры 120, например, по вертикали.The apparatus includes a
Устройство, раскрытое в настоящем документе, содержит также нагреватель 155 внутри наружной камеры 100, но за пределами реакционной камеры 120, хотя в некоторых вариантах осуществления нагреватель может отсутствовать. The apparatus disclosed herein also includes a
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство содержит отверстие для подачи неактивного газа в наружную камеру 110 в промежуточное пространство, образованное между стенками реакционной камеры 120 и наружной камеры 110, и отверстие для выпуска неактивного газа из промежуточного пространства (промежуточное пространство в настоящем документе представляет собой объем внутри наружной камеры, который окружает реакционную камеру). На Фиг. 5 показан один такой вариант осуществления. Неактивный газ подают через проходное отверстие 581 наружной камеры и откачивают в выпускную линию 150 через проходное отверстие 582. Выпускное отверстие может располагаться выше или ниже по потоку относительно подвижной детали 140. В альтернативном варианте осуществления выпускное отверстие выведено на отдельную линию откачки. В еще одном альтернативном варианте осуществления выпускное отверстие выведено в реакционную камеру 120 в месте, где движущаяся реакционная камера 120 касается верхней неподвижной детали. Контакт, образующийся между перемещаемой реакционной камерой 120 и неподвижной деталью в то время, когда реакционная камера 120 находится в положении осаждения или очистки, может представлять собой непосредственный контакт металлов. In some illustrative embodiments, the device includes an opening for introducing inactive gas into the
В некоторых примерах вариантов осуществления газовый поток внутри реакционной камеры 120 направлен сверху вниз. Подача газа или жидкости в реакционную камеру 120 предпочтительно осуществляется с верхней стороны реакционной камеры 120, а выпуск - из нижней части реакционной камеры (ниже подложки), например, через дно или донную часть реакционной камеры 120 в выпускную линию 150. В конце выпускной линии 150 находится вакуумный насос (не показан), который откачивает содержимое внутреннего объема реакционной камеры 120, создавая вакуум.In some exemplary embodiments, the gas flow within the
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления реакционная камера 120 образует корпус, обладающий вращательной симметрией. Реакционная камера 120 может представлять собой чашеобразную деталь (имеющую выпускное отверстие в дне). Наружная камера 110 может быть образована емкостью высокого давления. Наружная камера 110 может называться вакуумной камерой вследствие создаваемых в ней вакуумных условий. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления как реакционная камера 120, так и наружная камера 110 находятся в вакууме во время загрузки подложек (и при обработке). Стенки наружной камеры 110 образуют границу. Содержимое объема внутри стенок вакуумной камеры, что особенно касается пространства внутри реакционной камеры 120, откачивается с образованием вакуума при помощи вакуумного насоса (не показан), вследствие чего внутри объема, ограниченного стенками вакуумной камеры, преобладают вакуумные условия. In some illustrative embodiments, the
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления давление в промежуточном пространстве 111 при обработке ниже атмосферного давления. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления давление в промежуточном пространстве составляет 0,9 бар или меньше, предпочтительно 15-5 мбар, при этом давление в реакционном пространстве 112 предпочтительно составляет 1,5-0,1 мбар. Давление в промежуточном пространстве 111 предпочтительно по меньшей мере в два раза превышает давление в реакционном пространстве 112. В некоторых вариантах осуществления давление в промежуточном пространстве 111 превышает давление в реакционном пространстве 112 в 5-10 раз. В некоторых вариантах осуществления, например, при использовании микроволновой плазмы, давление в реакционном пространстве 112 может составлять 1 Па, а давление в промежуточном пространстве - 4-5 Па. Для получения высоких степеней вакуума может применяться турбомолекулярный насос. In some illustrative embodiments, the pressure in the
При реакционной камере 120, открытой (опущенной) для выгрузки, давление в реакционной камере 120 в одном варианте осуществления поднимается до показания, такого же или более высокого по сравнению с давлением в промежуточном пространстве 111, чтобы отталкивать возможные частицы от подложки. With the
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления применяется альтернативный подвижный элемент. Подвижный элемент 640, показанный на Фиг. 6, реализован при помощи двух (или более) сложенных накрест или вставленных одна в другую трубок, которые выполнены с возможностью перемещения по вертикали друг относительно друга. В остальном вариант осуществления содержит аналогичные элементы и функционирует аналогично вариантам осуществления, раскрытым выше.In some illustrative embodiments, an alternative movable element is used. The
На Фиг. 7 показан опциональный защитный элемент 791, который помещен внутри выпускной линии 150 и выполнен с возможностью предотвращения осаждения материала на подвижном элементе 140 по время обработки. Защитный элемент 791 может быть выполнен в виде трубки и проходить по всей длине подвижного элемента 140 и даже дальше. Он может быть прикреплен к выпускной линии 150 или к краю наружной камеры 110. Неактивный газ в одном варианте осуществления подают из промежуточного пространства 111 в пространство, образованное между защитным элементом 791 и подвижным элементом 140 через проходное отверстие 582 в непосредственной близости от глухого нижнего конца пространства. Неактивный газ протекает в верхнем направлении по образовавшемуся ограниченному пространству до точки, в которой заканчивается защитный элемент 791. Поток поворачивает там в нижнем направлении и смешивается с потоком выпускной линии. Тем самым, затрудняется проникновение химически активных газов в пространство между защитным элементом 791 и подвижным элементом 140. В вариантах осуществления, где отсутствует держатель 130 подложки, подложка (подложки) может (могут) поддерживаться верхним краем защитного элемента 791. FIG. 7, an
В еще одном варианте осуществления имеется второй подвижный элемент (другой трубчатый элемент, например, второй сильфон) вокруг раскрытого (первого) подвижного элемента 140. Между двумя подвижными элементами образуется замкнутое пространство, и в образовавшемся пространстве создается давление при помощи газа или жидкости, необходимое для получения деформаций в подвижных элементах вследствие изменений подаваемого давления, вызывая, тем самым, желаемое вертикальное перемещение реакционной камеры 120. Указанный второй подвижный элемент может быть, например, плотно подогнан к внешней стенке реакционной камеры 120 одним концом и к наружной камере 110 другим концом. Эта конструкция работает в качестве пневматического привода.In yet another embodiment, there is a second movable element (another tubular element, such as a second bellows) around the open (first)
В еще одном варианте осуществления наружная камера 110 отсутствует. Реакционная камера 120 образует часть однокамерного реактора. Отверстие загрузки образуется путем опускания всей реакционной камеры 120.In yet another embodiment, the
На Фиг. 8 представлен способ в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. На этапе 801 реакционную камеру опускают. Одну или более подложек загружают на этапе 802. Реакционную камеру поднимают в положение осаждения или очистки на этапе 803 для осаждения и/или очистки при помощи выбранного способа осаждения или очистки на этапе 804. После обработки реакционную камеру снова опускают на этапе 805, и одну или более подложек выгружают на этапе 806. В более универсальных вариантах осуществления один или более из этапов 802-806 могут отсутствовать. В еще одном варианте осуществления, например, в варианте осуществления для нанесения порошкового покрытия, порошок может загружаться по отдельному каналу и выгружаться по тому же или другому каналу. В таком варианте осуществления опускание реакционной камеры для загрузки может не понадобиться, но опускание реакционной камеры может применяться только в целях технического обслуживания. FIG. 8 depicts a method in accordance with one embodiment of the invention. At
Описание, касающееся любого конкретного предшествующего варианта осуществления, непосредственно применимо к другим раскрытым вариантам осуществления. Это касается как конструкции, так и эксплуатации раскрытого устройства.The description regarding any particular preceding embodiment is directly applicable to other disclosed embodiments. This applies to both design and operation of the disclosed device.
Не ограничивая каким-либо образом объем и интерпретацию формулы изобретения, ниже перечислены некоторые технические эффекты одного или более иллюстративных вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе. Один технический эффект заключается в формировании частиц в устройстве для обработки подложек, таком как устройство для осаждения или очистки, над поверхностью подложки путем помещения подвижных деталей реакционной камеры под подложкой. Другой технический эффект заключается в предотвращении проникновения частиц из-под подложки в пространство над подложкой, когда поток под подложкой направлен дальше от подложки (т. е. вниз). Другой технический эффект заключается в улучшении способа загрузки в реактор для обработки подложек, в частности, в двухкамерный реактор для обработки подложек. Другой технический эффект заключается в еще большем увеличении разности давлений, которое может быть получено путем использования гибкого сильфона в качестве деформируемого компонента, по сравнению с указанным уровнем техники.Without limiting in any way the scope and interpretation of the claims, some of the technical effects of one or more illustrative embodiments disclosed herein are listed below. One technical effect is to form particles in a substrate treating device, such as a deposition or cleaning device, over the surface of the substrate by placing movable parts of the reaction chamber under the substrate. Another technical effect is to prevent particles from under the substrate from entering the space above the substrate when the flow under the substrate is farther away from the substrate (ie, downward). Another technical effect is to improve the loading method into a substrate treatment reactor, in particular a dual-chamber substrate treatment reactor. Another technical effect is to further increase the differential pressure that can be obtained by using a flexible bellows as the deformable component, compared with the prior art.
Следует отметить, что некоторые из функций или этапов способа, раскрытых выше, могут выполняться в другом порядке и/или одновременно друг с другом. Кроме того, одна или более из вышеописанных функций или этапов способа могут быть опциональными или комбинированными. It should be noted that some of the functions or method steps disclosed above may be performed in a different order and / or concurrently with each other. In addition, one or more of the above-described functions or method steps may be optional or combined.
В приведенном выше описании в качестве неограничивающих примеров конкретных практических реализаций и вариантов осуществления изобретения предложено наиболее полное и информативное раскрытие способа исполнения изобретения, представляющегося изобретателям наилучшим в настоящее время. Однако специалисту понятно, что изобретение не ограничивается приведенными выше деталями вариантов осуществления, но может быть реализовано в других вариантах осуществления с помощью других эквивалентных средств без отступления от характеристик изобретения.In the above description, by way of non-limiting examples of specific practical implementations and embodiments of the invention, the most complete and informative disclosure of the method of carrying out the invention presented to the inventors at the present time is offered. However, one skilled in the art understands that the invention is not limited to the above details of the embodiments, but may be implemented in other embodiments by other equivalent means without departing from the characteristics of the invention.
Кроме того, некоторые из признаков раскрытых выше вариантов осуществления настоящего изобретения могут успешно использоваться без соответствующего применения других признаков. По существу, приведенное выше описание должно рассматриваться просто в качестве иллюстрации принципов настоящего изобретения, но не в качестве его ограничения. Таким образом, объем настоящего изобретения ограничивается только прилагаемой формулой изобретения.In addition, some of the features of the above-disclosed embodiments of the present invention can be successfully used without correspondingly applying other features. As such, the above description is to be considered merely as an illustration of the principles of the present invention, but not as a limitation. Thus, the scope of the present invention is limited only by the appended claims.
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020123573A RU2748658C1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Device for deposition or cleaning with mobile structure and method for its operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020123573A RU2748658C1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Device for deposition or cleaning with mobile structure and method for its operation |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019124704A Division RU2727634C1 (en) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | Device for deposition or cleaning with movable structure and method of operation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2748658C1 true RU2748658C1 (en) | 2021-05-28 |
Family
ID=76301217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020123573A RU2748658C1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Device for deposition or cleaning with mobile structure and method for its operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748658C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012136875A1 (en) * | 2011-04-07 | 2012-10-11 | Picosun Oy | Deposition reactor with plasma source |
WO2014080067A1 (en) * | 2012-11-23 | 2014-05-30 | Picosun Oy | Substrate loading in an ald reactor |
WO2016102748A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | Picosun Oy | Ald method and apparatus |
RU2600047C2 (en) * | 2012-03-23 | 2016-10-20 | Пикосан Ой | Method and device for deposition of atomic layers |
-
2020
- 2020-07-16 RU RU2020123573A patent/RU2748658C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012136875A1 (en) * | 2011-04-07 | 2012-10-11 | Picosun Oy | Deposition reactor with plasma source |
RU2571547C2 (en) * | 2011-04-07 | 2015-12-20 | Пикосан Ой | Deposition reactor with plasma source |
RU2600047C2 (en) * | 2012-03-23 | 2016-10-20 | Пикосан Ой | Method and device for deposition of atomic layers |
WO2014080067A1 (en) * | 2012-11-23 | 2014-05-30 | Picosun Oy | Substrate loading in an ald reactor |
WO2016102748A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | Picosun Oy | Ald method and apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2727634C1 (en) | Device for deposition or cleaning with movable structure and method of operation thereof | |
CN110578133A (en) | Gas phase chemical reactor and method of using same | |
US7883581B2 (en) | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device | |
JP4908738B2 (en) | ALD method | |
US10366898B2 (en) | Techniques and systems for continuous-flow plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) | |
JP5885830B2 (en) | Deposition reactor with plasma source | |
KR20110131268A (en) | Atomic layer deposition apparatus | |
JP6167673B2 (en) | Film forming apparatus, film forming method, and storage medium | |
KR20140118814A (en) | Driving method of vertical heat treatment apparatus, storage medium and vertical heat treatment apparatus | |
KR20180057537A (en) | Substrate treatment apparatus | |
RU2748658C1 (en) | Device for deposition or cleaning with mobile structure and method for its operation | |
US12112927B2 (en) | Substrate processing apparatus and method | |
JP7197739B2 (en) | Substrate processing apparatus and method | |
CN114203532A (en) | Gas introduction structure and processing apparatus |