CN113924385A - 与ald反应器连接的气体分配单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及与原子层沉积反应器连接的气体分配单元(10)。该气体分配单元(10)包括：入口表面(14)；出口表面(16)；工艺气体通道(20，40)，其延伸穿过气体分配单元(10)并向入口表面(14)和出口表面(16)开放；阻隔气体入口配件(26，46，30，33)，其在入口表面(14)和出口表面(16)之间被连接至工艺气体通道(20，40)，以将阻隔气体供应至工艺气体通道(20，40)；以及阻隔气体出口配件(28，48，34，39)，其在入口表面(14)和阻隔气体入口配件(26，46，30，33)之间被连接至工艺气体通道(20，40)，以从工艺气体通道(20，40)排放阻隔气体。

Description

与ALD反应器连接的气体分配单元
技术领域
本发明涉及与ALD反应器连接的气体分配单元，以及更具体地涉及根据权利要求1的前序部分的气体分配单元。
背景技术
反应室是ALD(原子层沉积)反应器的主要部件，其中放置了待处理的基材。ALD工艺基于在基材的表面上至少两种不同前体气体的连续饱和表面反应，其中饱和表面反应在基材的表面上提供涂覆层或膜生长。因此，每个前体气体或工艺气体被单独地供应为与基材的表面接触。前体气体及其之间的吹扫气体以顺序供应脉冲的形式被供应到反应室，以使基材的表面连续地经受至少两种前体气体。
在ALD反应器中，实现良好的流体动力学和尖锐脉冲是重要的。为了锐化脉冲并且有时也作为仅有的阻隔物，其中使用被称为惰性气体的阀式调节(inert gas valving)的原理，通过惰性气体的适当的供给和流动，反应气体向反应室和基材的流动被阻止。
上面提到的惰性气体的阀式调节功能是尽可能接近反应室进行的，以防止供给管道或供给通道的后置阻隔段引起前体成分脉冲的拖尾部分(tail)，即从表面释放的分子，这些分子当与下一个前体成分脉冲混合时，引起单独的前体成分脉冲的两种不同前体之间的直接反应，并导致基材的表面上的CVD(化学气相沉积)生长。由于拖尾部分的这种CVD生长绝对不允许在基材上发生，因为那样的话，将不再发生根据原子层沉积的原理的沉积，在该原理中沉积层或膜的生长由表面控制。
气体分配单元与ALD反应器连接使用，用于通过使用惰性气体的阀式调节向反应室供应工艺气体，其指的是前体气体和吹扫气体。现有技术的气体分配单元使用设置在板中的凹槽，通过将这些带凹槽的板堆叠在彼此的顶部上这些板提供了3D管道***。问题是：要提供多个阻隔凹槽以及接纳在阻隔凹槽中的阻隔供给部，并且要对于多种初始材料对称地且均等地抽吸。作为这种组装方式的结果，板的数量和/或尺寸增加。当期望将带有其阻隔部的反应室装在小的或扁平的空间里时，板的解决方案容易变得难以实施。其它现有技术的气体分配单元被制成为具有多个互连部分的多部分单元，其中用于供应前体气体、吹扫气体和阻隔气体的气体通道连续延伸穿过气体分配单元的多个部分。在气体分配单元的每个单独部分之间有密封表面或边界表面。
现有技术气体分配单元的缺点是单独部分之间的密封表面必须设有密封构件。ALD工艺中的高工艺温度限制了用于密封构件的材料选择，因为并非所有密封材料都能承受高于150℃的高温。此外，前体供应通道和排放通道穿过相同的密封表面或边界表面，引起前体流和排放流的混合或者沿着密封表面的前体流或排放流的扩散，尤其是当密封构件在高温下受损或劣化时。这进一步引起额外的清洁要求并且缩短了气体分配单元的操作时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体分配单元，以解决或至少减轻现有技术的缺点。
本发明的目的是通过气体分配单元实现的，该气体分配单元的特征在于独立权利要求1中所述的内容。
本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。
本发明基于提供与包括反应室的原子层沉积反应器连接的气体分配单元的构思。该气体分配单元包括用于供给前体气体和阻隔气体的气体通道。根据如上所述，该气体分配单元包括入口表面和出口表面，气体经由入口表面被供应至气体分配单元中，前体气体经由出口表面从气体分配单元被排放。气体分配单元还包括：工艺气体通道，该工艺气体通道延伸穿过气体分配单元并向入口表面和出口表面开放；阻隔气体入口配件，该阻隔气体入口配件在入口表面和出口表面之间被连接至工艺气体通道，以将阻隔气体供应至工艺气体通道；以及阻隔气体出口配件，该阻隔气体出口配件在入口表面和阻隔气体入口配件之间被连接至工艺气体通道，以从工艺气体通道排放阻隔气体。
因此，阻隔气体可以沿工艺气体通道中的上游方向从阻隔气体入口配件经由工艺气体通道被供应至阻隔气体出口配件。因而，阻隔气体可以沿从出口表面朝向入口表面的方向在工艺气体通道中从阻隔气体入口配件经由工艺气体通道供应至阻隔气体出口配件。因此，不需要在入口表面和出口表面之间提供任何边界表面或密封表面，并且气体分配单元可以以一个整体的形式被设置在入口表面和出口表面之间。
在一个实施例中，阻隔气体入口配件和/或阻隔气体出口配件包括用于提供流阻滞的调节元件或缩减元件。因而，可以调节入口配件和/或出口配件中的流。
在一个实施例中，阻隔气体入口配件可以包括在入口表面和出口表面之间被连接至工艺气体通道的阻隔气体供应通道。因而，阻隔气体供应通道被布置成在入口表面和出口表面之间将阻隔气体供应至工艺气体通道。
阻隔气体入口配件可以包括阻隔气体分配腔和阻隔气体入口通道。阻隔气体入口通道被设置在入口表面和阻隔气体分配腔之间。
可替代地，阻隔气体入口配件可以包括阻隔气体分配腔和阻隔气体入口通道。阻隔气体入口通道被设置在入口表面和阻隔气体分配腔之间，并且阻隔气体供应通道被设置在阻隔气体分配腔和工艺气体通道之间。
因此，阻隔气体可以经由入口表面和阻隔气体入口通道被供应至阻隔气体分配腔。然后，阻隔气体可以经由阻隔气体供应通道从阻隔气体分配腔进一步被分配至工艺气体通道。
阻隔气体分配腔可以被设置在入口表面和出口表面之间。这使得能够朝向入口表面向工艺气体通道提供逆流。
在可替代的实施例中，阻隔气体入口配件包括阻隔气体入口通道，并且阻隔气体入口通道被布置成在入口表面和阻隔气体供应通道之间延伸。因而，在此实施例中，阻隔气体分配腔可以被省去并且阻隔气体入口通道可以直接被连接至阻隔气体供应通道。
在一个实施例中，气体分配单元可以包括两个或更多个阻隔气体分配腔，或者可替代地，两个或更多个阻隔气体入口配件。因而，每个工艺气体通道可以有一个阻隔气体分配腔，或者两个或更多个工艺气体通道可以具有共同的阻隔气体入口配件和/或阻隔气体分配腔。
类似地，在一个实施例中，气体分配单元可以包括两个或更多个阻隔气体收集腔，或者可替代地，两个或更多个阻隔气体出口配件。因而，每个工艺气体通道可以有一个阻隔气体收集腔，或者两个或更多个工艺气体通道可以具有共同的阻隔气体出口配件和/或阻隔气体收集腔。
阻隔气体出口配件可以包括阻隔气体排放通道，该阻隔气体排放通道在入口表面和阻隔气体供应通道之间被连接至工艺气体通道。因而，阻隔气体可以在阻隔气体供应通道的上游及在阻隔气体供应通道和入口表面之间从工艺气体通道被排放。
在一个实施例中，阻隔气体出口配件可以包括阻隔气体收集腔和阻隔气体排放通道。阻隔气体排放通道被布置成在工艺气体通道和阻隔气体收集腔之间延伸。
因此，阻隔气体可以经由阻隔气体排放通道从工艺气体通道排放至阻隔气体收集腔。
在一个实施例中，阻隔气体收集腔被设置在入口表面和出口表面之间。
可替代地，阻隔气体收集腔可以被设置在入口表面和阻隔气体分配腔之间，或者在入口表面和阻隔气体供应通道之间。
因此，阻隔气体可以在阻隔气体供应部的上游及在阻隔气体供应部和入口表面之间从工艺气体通道被排放至阻隔气体收集腔。
气体分配单元可以包括在入口表面和出口表面之间延伸并向入口表面和出口表面开放的一个或多个、或两个或更多个工艺气体通道。每个工艺气体通道可以设置有用于在每个工艺气体通道中进行惰性气体的阀式调节的阻隔气体供应部和阻隔气体排放部。
气体分配单元可以包括延伸穿过气体分配单元并向入口表面和出口表面开放的第一工艺气体通道和延伸穿过气体分配单元并向入口表面和出口表面开放的第二工艺气体通道。气体分配单元进一步包括在入口表面和出口表面之间被连接至第一工艺气体通道的第一阻隔气体供应通道和在入口表面与出口表面之间被连接至第二工艺气体通道的第二阻隔气体供应通道。
因此，每个工艺气体通道都设置有单独的阻隔气体供应通道。这意味着单独的阻隔气体供应通道被连接至每个工艺气体通道，以将阻隔气体单独且独立地供应至每个工艺气体通道。
气体分配单元可以进一步包括阻隔气体分配腔和阻隔气体入口通道。进一步地，第一阻隔气体供应通道可以被设置在第一工艺气体通道和阻隔气体分配腔之间，并且第二阻隔气体供应通道可以被设置在第二工艺气体通道和阻隔气体分配腔之间。
根据以上所述，首先，阻隔气体经由阻隔气体入口通道被供应至阻隔气体分配腔，并且然后经由第一阻隔气体供应通道和第二阻隔气体供应通道从阻隔气体分配腔被分配至第一工艺气体通道和第二工艺气体通道。因此，气体分配单元可以包括两个或更多个工艺气体供应通道，诸如第一前体通道和第二前体通道以及吹扫气体通道，并且阻隔气体可以经由阻隔气体分配腔单独地被分配或供应至这些工艺气体通道。
阻隔气体分配单元可以包括第一阻隔气体入口通道和第二阻隔气体入口通道。第一阻隔气体入口通道在入口表面和第一阻隔气体供应通道之间延伸。第二阻隔气体入口通道在入口表面和第二阻隔气体供应通道之间延伸。在此实施例中，不存在阻隔气体分配腔，但是每个工艺气体通道都有自己的阻隔气体入口通道和阻隔气体供应通道。
气体分配单元可以进一步包括在入口表面和第一阻隔气体供应通道之间被连接至第一工艺气体通道的第一阻隔气体排放通道和在入口表面和第一阻隔气体供应通道之间被连接至第一工艺气体通道的第二阻隔气体排放通道。因此，在每个工艺气体通道中都有单独的阻隔气体排放通道或有单独的阻隔气体排放通道被连接至每个工艺气体通道，以排放阻隔气体并提供阻隔气体的流出，以便在每个工艺气体通道中产生惰性气体的阀式调节。
气体分配单元还可以包括阻隔气体收集腔。因而，第一阻隔气体排放通道在第一工艺气体通道和阻隔气体收集腔之间延伸，并且第二阻隔气体排放通道在第二工艺气体通道和阻隔气体收集腔之间延伸。因此，被排放的阻隔气体从两个或更多个工艺气体通道被收集至阻隔气体收集腔，并且它们可以经由阻隔气体收集腔从气体分配单元一起被排放。
在一个实施例中，气体分配单元为实心体，并且工艺气体通道、阻隔气体入口通道、阻隔气体供应通道和阻隔气体排放通道以穿孔的形式被设置到气体分配单元。该实心体使气体分配单元中的温度控制变得容易。进一步地，工艺气体通道可以以直的穿孔的形式被设置在入口表面和出口表面之间，并且不需要连接件。
实心体可以通过铸造、3D打印等能够形成实心体的技术来形成。
气体分配单元可以包括在气体分配单元的第一端处的入口表面、在气体分配单元的第二端处的出口表面以及在入口表面和出口表面之间延伸的一个或多个侧壁。
进一步地，在一个实施例中，气体分配腔在入口表面和出口表面之间被设置到一个或多个侧壁。
在一个实施例中，气体收集腔在入口表面和出口表面之间被设置到一个或多个侧壁。
在又一替代实施例中，气体分配腔和气体收集腔在入口表面和出口表面之间被设置到一个或多个侧壁。
根据以上所述，阻隔气体分配腔和/或阻隔气体收集腔可以以凹部的形式形成到实心体并且具体地形成到气体分配单元的(一个或多个)侧壁。因而，阻隔气体分配腔和/或阻隔气体收集腔可以从气体分配单元的(一个或多个)侧壁的外表面延伸到气体分配单元的实心体中。阻隔气体分配腔和/或阻隔气体收集腔可以设置有用于封闭腔的封头凸缘。
在替代实施例中，该气体分配单元不是一个实心体，而是包括入口凸缘和出口凸缘。入口凸缘包括背对着出口凸缘的入口表面，并且出口凸缘包括背对着入口凸缘的出口表面。
此外，在一个实施例中，工艺气体通道包括在入口凸缘和出口凸缘之间延伸的工艺气体管道。
在替代实施例中，工艺气体通道包括在入口凸缘和出口凸缘之间延伸的工艺气体管道。进一步地，阻隔气体入口通道、阻隔气体供应通道和阻隔气体排放通道也以管道的形式被设置到气体分配单元。
在进一步的替代实施例中，工艺气体通道包括在入口凸缘和出口凸缘之间延伸的工艺气体管道。进一步地，阻隔气体入口通道、阻隔气体供应通道和阻隔气体排放通道以穿孔的形式被设置到入口凸缘、气体分配单元。
管道可以熔焊至入口凸缘和出口凸缘。这可以使气体分配器的制造能够变得更容易并且气体分配器可以被制得更轻。
可替代地，气体分配单元可以包括：包括阻隔气体分配腔的分配凸缘；或者包括阻隔气体收集腔的收集凸缘。可替代地，气体分配单元可以包括：包括阻隔气体分配腔的分配凸缘和包括阻隔气体收集腔的收集凸缘。
因此，气体分配单元可以包括用于阻隔气体分配腔和用于阻隔气体收集腔的单独的(一个或多个)凸缘。阻隔气体入口管道、阻隔气体供应通道和阻隔气体排放通道可以由管道形成。这可以进一步使气体分配器的制造能够变得更容易并且气体分配器可以被制得更轻。
在另一替代实施例中，阻隔气体分配腔被设置到出口凸缘，或者阻隔气体分配腔被设置到出口凸缘并且阻隔气体供应通道以穿孔的形式被设置到出口凸缘。因而，在此实施例中，不需要单独的分配凸缘。
在又一替代实施例中，阻隔气体收集腔被设置到入口凸缘，或者阻隔气体收集腔被设置到入口凸缘并且阻隔气体排放通道以穿孔的形式被设置到入口凸缘。因此，不需要单独的收集凸缘。
在另外的实施例中，阻隔气体分配腔被设置到出口凸缘并且阻隔气体收集腔被设置到入口凸缘，阻隔气体分配腔被设置到出口凸缘并且阻隔气体供应通道以穿孔的形式被设置到出口凸缘，以及阻隔气体收集腔被设置到入口凸缘并且阻隔气体排放通道以穿孔的形式被设置到入口凸缘。因此，不需要单独的分配凸缘和收集凸缘。
本发明的优点是气体分配单元的结构是简单的，因为它可以实施为一个部件，该部件还包括用于惰性气体的阀式调节的所有必要的配件。此外，随着气体分配单元中部件的数量的减少，密封表面或边界表面的数量也减少。因而，在入口表面上只有一个密封表面，工艺气体经由该密封表面流动。入口表面可以被布置为尽可能远离反应室并且因而处于较低温度，这使得即使在高反应室温度下也能够在入口表面处使用弹性体密封件。
附图说明
参考所附附图，通过具体实施例详细描述本发明，其中，
图1示意性地示出了根据本发明的气体分配单元的一个实施例；
图2示意性地示出了根据本发明的气体分配单元的另一实施例；
图3示意性地示出了与ALD反应器连接的图1的气体分配单元；
图4示意性地示出了图1的气体分配单元的侧视图；
图5示意性地示出了根据本发明的气体分配单元的又一实施例；
图6示出了图5的气体分配单元的入口表面；
图7示出了图5的气体分配单元的出口表面；
图8至图11示意性地示出了根据本发明的气体分配单元的不同实施例；
图12示出了图11的气体分配单元的入口表面；以及
图13示出了图11的气体分配单元的出口表面。
具体实施方式
图1示意性地示出了本发明的气体分配单元10的一个实施例。该气体分配单元提供了与原子层沉积反应器(ALD反应器)连接的布置，其用于将工艺气体供应至ALD反应器的反应室中。在图1的实施例中，气体分配单元10由实心体形成或制成。该实心体优选地由实心金属制成，例如由钢、不锈钢或者铝制成。气体通道可以通过穿孔和以穿孔的形式被制成至气体分配单元10。因而，通道基本上是直线的。
气体分配单元10包括：入口表面14，经由其气体被供应至气体分配单元10；以及出口表面16，经由其气体从气体分配单元10被排放。入口表面14被设置到气体分配单元10的第一端，并且出口表面16被布置到气体分配单元10的第二端。因此，入口表面14和出口表面16被彼此相反地布置。气体经由出口表面16进一步地被供应至反应室中。因此，出口表面16可与ALD反应器的反应室的内部或者反应空间进行流体连通。出口表面16可包括供应腔或供应凹部22，其从出口表面16延伸至气体分配单元10内，或朝向入口表面14延伸，并且形成供应空间24。供应空间24向出口表面16开放。
气体分配单元10进一步包括工艺气体通道20，其延伸穿过气体分配单元10并且向入口表面14和出口表面16开放。工艺气体通道20从入口表面14朝向出口表面16延伸，并且向供应空间24开放，并且进一步地向出口表面16开放。因而，工艺气体可经由入口表面14穿过工艺气体通道20被供应至出口表面16和供应空间24。
入口表面14可被连接至(一个或多个)气体连接构件(未图示)，该气体连接构件用于将气体提供至气体分配单元10。可提供与入口表面14连接的密封构件100，以在入口表面14处将入口表面14和气体连接构件彼此密封。密封构件可以是任何种类的密封构件，如金属密封构件、玻璃纤维密封构件，优选为弹性体密封构件等。
气体分配单元10进一步包括阻隔气体入口配件26、30、32，该阻隔气体入口配件26、30、32在入口表面14和出口表面16之间被连接至工艺气体通道20，以将阻隔气体供应至工艺气体通道20。阻隔气体入口配件被布置成在入口表面14和出口表面之间将阻隔气体供应至工艺气体通道20。
气体分配单元10还包括阻隔气体出口配件28、34、39，该阻隔气体出口配件28、34、39在入口表面14和阻隔气体入口配件26、30、32之间被连接至工艺气体通道20，以从工艺气体通道20排放阻隔气体。
因此，阻隔气体入口配件26、30、32被布置成在入口表面14和出口表面16之间将阻隔气体供应到工艺气体通道20中，并且阻隔气体出口配件28、34、39被布置成在阻隔气体入口配件26、30、32之间从工艺气体通道20排放阻隔气体。因而，阻隔物在工艺气体通道20中沿从出口表面16朝向入口表面14的方向、在阻隔气体入口配件26、30、32和出口配件28、34、39之间流动。工艺气体在工艺气体通道20中沿从入口表面14至出口表面的方向被供应至反应室。因而，阻隔气体在工艺气体通道中沿着与工艺气体相反的方向并且作为逆流被供应。因而，惰性气体的阀式调节被实现。
图3示意性地示出了与ALD反应器连接的气体分配单元10。ALD反应器包括真空室2和设置在真空室2内的反应室1。气体分配单元10被布置为从真空室2外部延伸至反应室1内。因此，入口表面14在真空室2外部，或者在真空室2外部开放，并且相似地，入口表面16被布置在反应室1内部，或者在反应室1内部开放。真空室2和反应室1设置有用于接纳气体分配单元10的开口。气体分配单元10可通过第一凸缘3被附接至真空室2或真空室2的壁。相似地，气体分配单元10可通过第二凸缘3被附接至反应室1或反应室1的壁。
进一步存在工艺气体源50，该工艺气体源50被连接至工艺气体通道20或与工艺气体通道20流体连通，以将工艺气体供给至工艺气体通道20并且进一步供给至反应室1。阻隔气体源52被连接至阻隔气体入口配件26、30、32或者与阻隔气体入口配件26、30、32流体连通，以将阻隔气体供给至气体分配单元10并且供给至工艺气体通道20。
阻隔气体可通过使用阻隔气体供应泵(未示出)从阻隔气体源52经由入口配件26、30、32而被供应。此外，存在阻隔气体真空泵54等抽吸设备，其被连接至阻隔气体出口配件28、34、39，以从工艺气体通道20排放阻隔气体并且将阻隔气体排放至气体分配单元10之外。真空泵54也可被布置成提供阻隔气体流或者提供从阻隔气体源52至气体分配单元10的抽吸，因而可以省去阻隔气体供应泵。
如上文公开的，ALD反应器和气体分配单元10被驱动或被使用成使得阻隔气体、例如氮气或一些其它的惰性气体、经由阻隔气体入口配件26、30、32连续地被供应。通过阻隔气体真空泵54经由阻隔气体出口配件28、34、39的回吸可连续地被开启。因此，阻隔气体经由阻隔气体入口配件26、30、32连续地流动至工艺气体通道20。当工艺气体通道20中来自工艺气体源50的工艺气体流被中断时，只有工艺气体的扩散流沿着工艺气体通道20来自工艺气体源50，通过阻隔气体流产生的阻隔物起作用，并且该反应气体拖尾部分通过回吸被运送至阻隔气体出口配件28、34、39。当反应气体脉冲被运载气体辅助或无运载气体的情况下被供应通过工艺气体通道20和气体分配单元10时，一些反应气体脉冲被损失至阻隔气体出口配件28、34、39，但绝大多数的反应气体脉冲继续沿着工艺气体通道20经过阻隔气体出口配件28、34、39行进，并经由出口表面16直接到达反应室1。阻隔气体、诸如氮气、也与工艺气体流在工艺气体通道20中混合进入反应室1。当工艺气体流和可能的运载气体的供给被终止时，气体分配单元10自动返回到堵住工艺气体通道10中的工艺气体流的状态，因为阻隔气体再次经由阻隔气体入口配件26、30、32流动至工艺气体通道20并进一步流动至出口配件28、34、39。
当期望加强气体分配单元10的操作并减少工艺气体损失时，阻隔气体、例如氮气、的供应可与工艺气体的脉冲同步。
结合图1和图3提及的所有上述内容可适用于本发明的所有实施例。
如图1中所示，阻隔气体入口配件26、30、32包括阻隔气体入口通道30、阻隔气体分配腔32和阻隔气体供应通道26。阻隔气体入口通道30被设置在入口表面14和阻隔气体分配腔32之间。因而，阻隔气体入口通道30向入口表面14开放，并从入口表面14延伸至阻隔气体分配腔32，并且向阻隔气体分配腔32及其分配空间33开放。阻隔气体供应通道26被设置在阻隔气体分配腔32和工艺气体通道20之间。因而，阻隔气体供应通道26向阻隔气体分配腔32开放，并从阻隔气体分配腔32延伸至工艺气体通道20，并向工艺气体通道20开放。因此，阻隔气体经由入口表面14被供应至气体分配单元10，并沿着阻隔气体入口通道30被供应至阻隔气体分配腔32，并且进一步从阻隔气体分配腔32经由阻隔气体供应通道26被供应至工艺气体通道20。
出口配件28、34、39包括阻隔气体排放通道28，该阻隔气体排放通道28在入口表面14和阻隔气体供应通道26之间被连接至工艺气体通道20。阻隔气体出口配件28、34、39进一步包括阻隔气体收集腔34，该阻隔气体收集腔34具有阻隔气体收集空间35。阻隔气体排放通道28被布置成在工艺气体通道20和阻隔气体收集腔34之间延伸。阻隔气体排放通道20向工艺气体供应通道20和工艺气体收集腔34开放，以将阻隔气体从工艺气体通道20排放至阻隔气体收集腔34。进一步提供了阻隔气体排出导管39，该阻隔气体排出导管39被连接至阻隔气体收集腔34，以从气体分配单元10排出阻隔气体。阻隔气体排出导管可进一步被连接至提供阻隔气体的抽吸或阻隔气体的排放流的阻隔气体真空泵54。
阻隔气体入口通道30、阻隔气体供应通道26和阻隔气体排放通道28可通过穿孔和以穿孔的形式被设置到气体分配单元10的实心体。
如图1中所示，阻隔气体分配腔32被设置在入口表面14和出口表面16之间。阻隔气体收集腔34被设置在入口表面14和出口表面16之间，或者沿入口表面14和出口表面16之间的方向被设置在入口表面14和阻隔气体分配腔32之间。可替代地，阻隔气体收集腔34沿入口表面14和出口表面16之间的方向被设置在入口表面14和阻隔气体供应通道26之间。
气体分配单元10包括在气体分配单元10的第一端处的入口表面14、在气体分配单元10的第二端处的出口表面16以及在入口表面14和出口表面16之间延伸的一个或多个侧壁12。气体分配单元10可具有圆形、椭圆形、三角形、方形或多边形的横截面形状，并且因而，侧壁12的数量可以不同。在图1中，气体分配单元10具有圆形的横截面形状。由于气体分配单元10被设置为实心体，所以阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34被设置到入口表面14和出口表面16之间的壁12。
如图1中所示，阻隔气体分配腔34和阻隔气体收集腔34以凹部的形式形成到实心体并且具体地形成到气体分配单元10的侧壁12。因而，阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34从气体分配单元10的侧壁12的外表面延伸至气体分配单元10的实心体中。阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34可以分别设置有封头凸缘36和38，以封闭这些腔。因此，阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34以及它们的阻隔气体分配空间33和阻隔物收集空间35用凸缘36、38封闭，使得凸缘36和38可被打开或被去除以清洁阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34。
阻隔气体收集腔的凸缘38设置有阻隔气体排出导管39，该阻隔气体排出导管39被连接至阻隔气体收集腔34，以从阻隔气体收集腔34和气体分配单元10排出阻隔气体。阻隔气体排出导管39可进一步被连接至提供阻隔气体的抽吸或阻隔气体的排放流的阻隔气体真空泵54。阻隔气体排出导管39向阻隔气体收集腔34开放。
封头凸缘36、38可以朝着气体分配单元的外部使用腔密封元件被密封。但是，也可省去腔密封件。在阻隔气体分配腔中，由于阻隔气体的供应，可能存在超压。在阻隔气体收集腔中，通过阻隔气体排出导管的抽吸防止污染物进入阻隔气体收集腔。
根据以上所述，阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34因而被设置到气体分配单元10的实心体并且设置到侧壁12并且设置在侧壁表面12的表面上。
图2示出了气体分配单元10的替代实施例，其中省去了阻隔气体收集腔34。阻隔气体排放通道28延伸至侧壁12的外表面。因而，阻隔气体排放通道28向工艺气体通道20开放并向侧壁12的外表面开放。阻隔气体排出导管39在侧壁12上被连接至阻隔气体排放通道28。
如图2中所示，入口配件或阻隔气体供应通道26包括第一调节元件57，其用于调节流向工艺气体通道20的阻隔气体流。类似地，出口配件或阻隔气体排放通道28包括第二调节元件59。调节元件57、59提供流阻滞。调节元件57、59可以是阻滞螺钉，即具有在其中钻取的、用于提供期望的阻滞效果的通道的螺钉构件。调节构件也可以是通过使通道26、28变窄而形成的缩减部，从而实现期望的阻滞效果。第一调节元件57和第二调节元件59在所有阻隔气体供应通道26或阻隔入口配件中和/或在所有阻隔气体排放通道28中或在阻隔气体出口配件中在尺寸上优选为相等的，使得阻隔气体流可被均等地分配。
图4示意性地示出了从阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34的方向观察的图1的气体分配单元10的侧视图。所示的阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34不带封头凸缘36、38。如图4中所示，阻隔气体入口通道30从入口表面14延伸至阻隔气体分配腔32并向阻隔气体分配腔32及其分配空间33开放。阻隔气体供应通道26从阻隔气体分配腔32延伸至工艺气体通道20，并且阻隔气体供应通道向阻隔气体分配腔32及其分配空间33开放。因此，阻隔气体经由阻隔气体入口通道30流动至阻隔气体分配腔32并进入分配空间33。然后，阻隔气体经由阻隔气体供应通道26从阻隔气体分配腔32流动至工艺气体通道20。
阻隔气体排放通道28从工艺气体通道20延伸至阻隔气体收集腔34，并向阻隔气体收集腔34及其收集空间35开放，如图4中所示。因此，阻隔气体经由阻隔气体排放通道28从工艺气体通道20流动至阻隔气体收集腔并进入收集空间35。阻隔气体可以经由阻隔气体排出导管39从收集空间35被排出。
图5示出了另一实施例，其中存在两个工艺气体通道20、40，第一工艺气体通道20和第二工艺气体通道40。第一工艺气体通道20延伸穿过气体分配单元10，并向入口表面14和出口表面16开放。第二工艺气体通道40延伸穿过气体分配单元10，并向入口表面14和出口表面16开放。
图45的实施例对应于图1的实施例，但存在两个工艺气体通道20、40，两个工艺气体通道20、40具有对应的阻隔气体供应通道26、46和阻隔气体排放通道28、48。应注意，气体分配单元10还可以包括多于两个单独的工艺气体通道，多于两个单独的工艺气体通道具有对应的阻隔气体供应通道和阻隔气体排放通道。
气体分配单元10进一步包括阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34。气体入口通道30从入口表面14延伸至气体分配腔32，并向气体分配腔32开放，以将阻隔气体供应至阻隔气体分配腔32。气体分配单元10包括第一阻隔气体供应通道26，该第一阻隔气体供应通道26在入口表面14和出口表面16之间被连接至第一工艺气体通道20。第一阻隔气体供应通道26被设置在第一工艺气体通道20和阻隔气体分配腔32之间，并且因而向第一工艺气体通道20和阻隔气体分配腔32开放。气体分配单元10包括第二阻隔气体供应通道46，该第二阻隔气体供应通道46在入口表面14和出口表面16之间被连接至第二工艺气体通道40。第二阻隔气体供应通道26被设置在第二工艺气体通道40和阻隔气体分配腔32之间，并且因而向第二工艺气体通道40和阻隔气体分配腔32开放。
根据以上所述，阻隔气体经由阻隔气体入口通道30被供应至阻隔气体分配腔32，并且分别经由单独的第一阻隔气体供应通道26和第二阻隔气体供应通道46进一步被分配至第一工艺气体通道和第二工艺气体通道。因而，阻隔气体分配腔32提供分配空间33，阻隔气体可以从该分配空间33被供应至两个或更多个单独的工艺气体通道20、40。
气体分配单元10进一步包括第一阻隔气体排放通道28，该第一阻隔气体排放通道28在入口表面14和第一阻隔气体供应通道26之间被连接至第一工艺气体通道20。第一阻隔气体排放通道28在第一工艺气体通道20和阻隔气体收集腔34之间延伸，并且第一阻隔气体排放通道26向第一阻隔气体供应通道20和阻隔气体收集腔34开放。气体分配单元10进一步包括第二阻隔气体排放通道48，该第二阻隔气体排放通道48在入口表面14和第二阻隔气体供应通道46之间被连接至第二工艺气体通道40。第二阻隔气体排放通道48在第二工艺气体通道40和阻隔气体收集腔34之间延伸，并且第二阻隔气体排放通道46向第二阻隔气体供应通道40和阻隔气体收集腔34开放。
根据以上所述，阻隔气体分别经由单独的第一阻隔气体排放通道28和第二阻隔气体排放通道48从第一工艺气体通道20和第二工艺气体通道40被排放至阻隔气体收集腔34。因而，阻隔气体从工艺气体通道20、40中的每一个被收集至阻隔气体收集腔34，并且然后阻隔气体可以经由阻隔气体排出导管从气体分配单元10从阻隔气体收集腔被排出。
图6示出了图5的气体分配单元10的入口表面14。第一工艺气体通道20和第二工艺气体通道40以及阻隔气体入口通道30从入口表面14延伸至气体分配单元10中，并向入口表面14开放。
图7示出了图5的气体分配单元10的出口表面16。第一工艺气体通道20和第二工艺气体通道40延伸至出口表面，或从入口表面14延伸至出口表面16，并向入口表面16开放。进一步地，第一工艺气体通道20和第二工艺气体通道40向供应凹部22开放，供应凹部22被设置到出口表面16并向出口表面16开放。
图8示出了替代实施例，其中气体分配单元10不包括一个实心体。在此实施例和图9、图10和图11的实施例中，气体入口通道30、工艺气体通道20、阻隔气体供应通道26和阻隔气体排放通道28被设置为管道或管。
在图8中，气体分配单元10包括入口凸缘50和出口凸缘60。入口凸缘50包括入口表面52和入口背面54。出口凸缘60包括出口表面62和出口背面62。气体分配单元10包括工艺气体通道20，该工艺气体通道20以工艺气体管道的形式在入口凸缘50和出口凸缘60之间延伸或在入口背面54和出口背面62之间延伸。入口凸缘50进一步被设置有工艺气体入口穿孔21并且出口凸缘60被设置有工艺气体出口穿孔23。工艺气体管道20在工艺气体入口穿孔21和工艺气体出口穿孔23之间延伸，并向工艺气体入口穿孔21和工艺气体出口穿孔23开放。工艺气体入口穿孔21从入口表面52至入口背面54延伸穿过入口凸缘50。工艺气体出口穿孔23从出口背面62至出口表面64或供应凹部22延伸穿过出口凸缘60。
入口凸缘50和出口凸缘60可以是任何类型的元件或构件，意指入口元件50和出口元件60。
在图8的实施例中，入口凸缘50的入口表面52被布置成背对着出口凸缘60，并且入口背面54被布置成面朝向出口凸缘60。类似地，出口凸缘60的出口表面64被布置成背对着入口凸缘50，并且出口背面62被布置成面朝向入口凸缘50。然而，图8、图9、图10和图11的气体分配单元10也可以是使得入口凸缘50和出口凸缘60彼此相对。
因此，工艺气体可以经由工艺气体入口穿孔21、工艺气体管道20和工艺气体出口穿孔23从入口表面52被供应至出口表面64。
气体分配单元10包括单独的分配凸缘70和单独的收集凸缘80，分配凸缘70包括阻隔气体分配腔32，收集凸缘80包括阻隔气体收集腔34。分配凸缘70和收集凸缘80可以是任何类型的元件或构件，意指包括阻隔气体分配腔32的分配元件70和包括阻隔气体收集腔34的收集元件80。
气体分配单元10包括阻隔气体入口通道30，该阻隔气体入口通道30以工艺气体管道的形式在入口凸缘50和分配凸缘70之间延伸或在入口背面54和分配凸缘70之间延伸。入口凸缘50进一步被设置有阻隔气体入口穿孔31，分配凸缘70被设置有阻隔气体分配入口穿孔37。阻隔气体管道30在阻隔气体入口穿孔31和阻隔气体分配入口穿孔37之间延伸，并向阻隔气体入口穿孔31和阻隔气体分配入口穿孔37开放。阻隔气体入口穿孔31从入口表面52至入口背面54延伸穿过入口凸缘50。阻隔气体分配入口穿孔37从分配凸缘70的外表面延伸至分配腔32，并向分配腔32开放。
因此，阻隔气体可以经由阻隔气体入口穿孔31、阻隔气体入口管道30和阻隔气体分配入口穿孔37从入口表面52被供应至分配腔32。
阻隔气体供应通道26以阻隔气体供应管道的形式被设置在分配凸缘70和工艺气体管道20之间。分配凸缘70包括阻隔气体分配出口穿孔27，该阻隔气体分配出口穿孔27从分配腔32延伸至分配凸缘70的外表面，并向分配腔32开放。阻隔气体供应管道26在阻隔气体分配出口穿孔27和工艺气体管道20之间延伸，并向阻隔气体分配出口穿孔27和工艺气体管道20开放。
因此，阻隔气体可以经由阻隔气体出口穿孔27和阻隔气体供应管道30从分配腔32被供应至工艺气体管道20。
阻隔气体排放通道28以阻隔气体排放管道的形式被设置在工艺气体管道20和收集凸缘80之间。收集凸缘80包括阻隔气体收集入口穿孔29，该阻隔气体收集入口穿孔29从收集凸缘8的外表面延伸至收集腔34，并向收集腔34开放。阻隔气体排放管道28在工艺气体管道20和阻隔气体收集腔34之间延伸，并向阻隔气体收集入口穿孔29和工艺气体管道20开放。
因此，阻隔气体可以经由阻隔气体排放管道28和阻隔气体收集穿孔29从工艺气体管道20被供应至收集凸缘80中的阻隔气体收集腔34。
在图8的实施例中，管道20、30、26、28可被熔焊或钎焊或采用一些其它类似技术附接至入口凸缘50、出口凸缘、分配凸缘70和收集凸缘80以及彼此。因此，可以提供气密的和固定的连接。
图8的实施例也可以包括多于一个工艺气体管道20，如图5中所示。然后，每个工艺气体管道20被设置有各自的阻隔气体供应管道26、阻隔气体分配出口穿孔27、阻隔气体排放管道28和阻隔气体收集穿孔29。
图9示出了图8的实施例的修改。在此实施例中，省去了分配凸缘70以及阻隔气体分配腔32，并且阻隔气体入口管道30直接被连接至阻隔气体供应管道26。换言之，阻隔气体入口管道30和阻隔气体供应管道26可以提供一个从入口凸缘50延伸至工艺气体管道20的通道或管道。
在此实施例中，阻隔气体从入口表面14直接流动至工艺气体管道20，而不经过阻隔气体分配腔34。在一种情况下，存在两个或更多个工艺气体管道26。气体分配单元10包括用于每个工艺气体管道20的各自的阻隔气体入口管道30和阻隔气体供应管道26以及阻隔气体排放管道28和阻隔气体收集穿孔29。
图10示出了图8的实施例的进一步修改。在此实施例中，省去了收集凸缘80以及阻隔气体分配腔32，并且阻隔气体排放管道28直接被连接至阻隔气体排出导管39。
在此实施例中，阻隔气体从工艺气体管道20直接流动至阻隔气体排出导管39，而不经过阻隔气体收集腔34。在一种情况下，存在两个或更多个工艺气体管道26。气体分配单元10包括用于每个工艺气体管道20的各自的阻隔气体排放管道28，并且每个阻隔气体排放管道28可以被连接至阻隔气体排出导管39，或者可以存在用于每个阻隔气体排放管道28的单独的阻隔气体排出导管39。
图11示出了图9和图10的实施例的组合。在此实施例中，分配凸缘70和收集凸缘80二者以及阻隔气体分配腔32和阻隔气体收集腔34都被省去。因此，结合图9和图10描述的所有内容适用于图11的实施例。
图12示出了入口凸缘50的入口表面52。工艺气体入口穿孔21、以及工艺气体管道20、以及阻隔气体入口穿孔31和阻隔气体入口管道30从入口表面52延伸至入口凸缘50中，并向入口表面52开放。
图13示出了出口凸缘60的出口表面64。工艺气体出口穿孔23和工艺气体管道20从出口表面64延伸至出口凸缘60中，并向出口表面64开放。进一步地，工艺气体出口穿孔23和工艺气体管道20向供应凹部22开放，供应凹部22被设置到出口表面64，并向出口表面64开放。
上文已经参考图中所示的示例描述了本发明。然而，本发明绝不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (17)

1.一种与原子层沉积反应器连接的气体分配单元(10)，所述原子层沉积反应器包括反应室，所述气体分配单元(10)包括用于供给前体气体和阻隔气体的气体通道(20，26，28，30，40，46，48)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括：
-入口表面(14，52)，气体经由所述入口表面(14，52)被供应至所述气体分配单元(10)中；
-出口表面(16，64)，前体气体经由所述出口表面(16，64)从所述气体分配单元(10)被排放；
-工艺气体通道(20，40)，所述工艺气体通道(20，40)延伸穿过所述气体分配单元(10)并向所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)开放；
-阻隔气体入口配件(26，46，30，33)，所述阻隔气体入口配件(26，46，30，33)在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间被连接至所述工艺气体通道(20，40)，以将阻隔气体供应至所述工艺气体通道(20，40)；以及
-阻隔气体出口配件(28，48，34，39)，所述阻隔气体出口配件(28，48，34，39)在所述入口表面(14，52)和所述阻隔气体入口配件(26，46，30，33)之间被连接至所述工艺气体通道(20，40)，以从所述工艺气体通道(20，40)排放阻隔气体。
2.根据权利要求1所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述阻隔气体入口配件(26，46，30，33)包括在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间被连接至所述工艺气体通道(30，40)的阻隔气体供应通道(26，46)。
3.根据权利要求1或2所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述阻隔气体入口配件(30，33)包括：
-阻隔气体分配腔(32)和阻隔气体入口通道(30)，所述阻隔气体入口通道(30)被设置在所述入口表面(14，52)和所述阻隔气体分配腔(32)之间；或者
-阻隔气体分配腔(32)和阻隔气体入口通道(30)，所述阻隔气体入口通道(30)被设置在所述入口表面(14，52)和所述阻隔气体分配腔(32)之间，并且所述阻隔气体供应通道(26，46)被设置在所述阻隔气体分配腔(32)和所述工艺气体通道(20，40)之间。
4.根据权利要求3所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述阻隔气体分配腔(32)被设置在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间。
5.根据权利要求1或2所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述阻隔气体入口配件(30，33)包括阻隔气体入口通道(30)，所述阻隔气体入口通道(30)在所述入口表面(14，52)和所述阻隔气体供应通道(26，46)之间延伸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述阻隔气体出口配件(28，48，34，39)包括阻隔气体排放通道(28，48)，所述阻隔气体排放通道(28，48)在所述入口表面(14，52)和所述阻隔气体供应通道(26，46)之间被连接至所述工艺气体通道(20，40)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述阻隔气体出口配件(28，48，34，39)包括阻隔气体收集腔(34)和所述阻隔气体排放通道(28，48)，所述阻隔气体排放通道(28，48)在所述工艺气体通道(20，40)和所述阻隔气体收集腔(34)之间延伸。
8.根据权利要求7所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述阻隔气体收集腔(34)被设置：
-在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间；或者
-在所述入口表面(14，52)和所述阻隔气体分配腔(32)之间；或者
-在所述入口表面(14，52)和所述阻隔气体供应通道(26，46)之间。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括：
-第一工艺气体通道(20)，所述第一工艺气体通道(20)延伸穿过所述气体分配单元(10)并向所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)开放；
-第二工艺气体通道(40)，所述第二工艺气体通道(40)延伸穿过所述气体分配单元(10)并向所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)开放；
-第一阻隔气体供应通道(26)，所述第一阻隔气体供应通道(26)在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间被连接至所述第一工艺气体通道(20)；
-第二阻隔气体供应通道(46)，所述第二阻隔气体供应通道(46)在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间被连接至所述第二工艺气体通道(40)。
10.根据权利要求9所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括所述阻隔气体分配腔(32)和所述阻隔气体入口通道(30)，并且：
-所述第一阻隔气体供应通道(26)被设置在所述第一工艺气体通道(20)和所述阻隔气体分配腔(32)之间；以及
-所述第二阻隔气体供应通道(46)被设置在所述第二工艺气体通道(40)和所述阻隔气体分配腔(32)之间。
11.根据权利要求9所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括第一阻隔气体入口通道(30)和第二阻隔气体入口通道，所述第一阻隔气体入口通道(30)在所述入口表面(14，52)和所述第一阻隔气体供应通道(26)之间延伸，所述第二阻隔气体入口通道在所述入口表面(14，52)和所述第二阻隔气体供应通道(46)之间延伸。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括：
-第一阻隔气体排放通道(28)，所述第一阻隔气体排放通道(28)在所述入口表面(14，52)和所述第一阻隔气体供应通道(26)之间被连接至所述第一工艺气体通道(20)；以及
-第二阻隔气体排放通道(48)，所述第二阻隔气体排放通道(48)在所述入口表面(14，52)和所述第一阻隔气体供应通道(26)之间被连接至所述第一工艺气体通道(20)。
13.根据权利要求12所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括所述阻隔气体收集腔(34)，所述第一阻隔气体排放通道(28)在所述第一工艺气体通道(20)和所述阻隔气体收集腔(34)之间延伸，所述第二阻隔气体排放通道(48)在所述第二工艺气体通道(40)和所述阻隔气体收集腔(34)之间延伸。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)为实心体，并且所述工艺气体通道(30，40)、所述阻隔气体入口通道(30)、所述阻隔气体供应通道(26，46)和所述阻隔气体排放通道(28，48)以穿孔的形式被设置到所述气体分配单元(10)。
15.根据权利要求14所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括在所述气体分配单元(10)的第一端处的所述入口表面(14，52)、在所述气体分配单元(10)的第二端处的所述出口表面(16，64)以及在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间延伸的一个或多个侧壁(12)，并且：
-所述阻隔气体分配腔(32)在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间被设置到所述一个或多个侧壁(12)；或者
-所述阻隔气体收集腔(34)在所述入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间被设置到所述一个或多个侧壁(12)；或者
-所述阻隔气体分配腔(32)和所述阻隔气体收集腔(34)在所述在入口表面(14，52)和所述出口表面(16，64)之间被设置到所述一个或多个侧壁(12)。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括：入口凸缘(50)和出口凸缘(60)，所述入口凸缘(50)具有背对着所述出口凸缘(60)的所述入口表面(52)，所述出口凸缘(60)具有背对着所述入口凸缘(50)的所述出口表面(64)，并且：
-所述工艺气体通道(20，40)包括：在所述入口凸缘(50)和所述出口凸缘(60)之间延伸的工艺气体管道；或者
-所述工艺气体通道(20，40)包括：在所述入口凸缘(50)和所述出口凸缘(60)之间延伸的工艺气体管道，并且所述阻隔气体入口通道(30)、所述阻隔气体供应通道(26，46)和所述阻隔气体排放通道(28，48)以管道的形式被设置到所述气体分配单元(10)：或者
-所述工艺气体通道(20，40)包括：在所述入口凸缘(50)和所述出口凸缘(60)之间延伸的工艺气体管道，并且所述阻隔气体入口通道(30)、所述阻隔气体供应通道(26，46)和所述阻隔气体排放通道(28、48)以穿孔的形式被设置到所述入口凸缘(50)、所述气体分配单元(10)。
17.根据权利要求16所述的气体分配单元(10)，其特征在于，所述气体分配单元(10)包括：
-包括所述阻隔气体分配腔(32)的分配凸缘(70)；或者
-包括所述阻隔气体收集腔(34)的收集凸缘(80)；或者
-包括所述阻隔气体分配腔(32)的分配凸缘(70)和包括所述阻隔气体收集腔(34)的收集凸缘(80)。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI129501B (en) * 2019-04-25 2022-03-31 Beneq Oy Gas distribution unit in connection with the ALD reactor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101171365A (zh) * 2005-05-09 2008-04-30 Asm吉尼泰克韩国株式会社 多入口原子层沉积反应器
US20110036291A1 (en) * 2008-06-12 2011-02-17 Beneq Oy Arrangement in connection with ald reactor
CN103225072A (zh) * 2012-01-26 2013-07-31 三星电子株式会社 气体排放单元以及包括其的薄膜沉积装置
US9574268B1 (en) * 2011-10-28 2017-02-21 Asm America, Inc. Pulsed valve manifold for atomic layer deposition

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI117980B (fi) * 2000-04-14 2007-05-15 Asm Int Menetelmä ohutkalvon kasvattamiseksi alustalle
US6787481B2 (en) 2002-02-28 2004-09-07 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method for manufacturing semiconductor device
US20030159653A1 (en) 2002-02-28 2003-08-28 Dando Ross S. Manifold assembly for feeding reactive precursors to substrate processing chambers
JP4099092B2 (ja) 2002-03-26 2008-06-11 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法、高速ロータリバルブ
US8152922B2 (en) * 2003-08-29 2012-04-10 Asm America, Inc. Gas mixer and manifold assembly for ALD reactor
WO2005098922A1 (ja) 2004-03-31 2005-10-20 Hitachi Kokusai Electric Inc. 半導体装置の製造方法
KR101463581B1 (ko) * 2005-01-18 2014-11-20 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 박막 성장용 반응 시스템
JP5097554B2 (ja) 2005-11-18 2012-12-12 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
US20070269596A1 (en) * 2006-05-19 2007-11-22 Asm America, Inc. Valve failure detection
JP2009267345A (ja) 2008-04-01 2009-11-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US20100266765A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-21 White Carl L Method and apparatus for growing a thin film onto a substrate
US9951419B2 (en) 2011-09-03 2018-04-24 Ying-Bing JIANG Apparatus and method for making atomic layer deposition on fine powders
US9388492B2 (en) * 2011-12-27 2016-07-12 Asm America, Inc. Vapor flow control apparatus for atomic layer deposition
US9238865B2 (en) * 2012-02-06 2016-01-19 Asm Ip Holding B.V. Multiple vapor sources for vapor deposition
US9353440B2 (en) 2013-12-20 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Dual-direction chemical delivery system for ALD/CVD chambers
US10276355B2 (en) * 2015-03-12 2019-04-30 Asm Ip Holding B.V. Multi-zone reactor, system including the reactor, and method of using the same
US10927459B2 (en) * 2017-10-16 2021-02-23 Asm Ip Holding B.V. Systems and methods for atomic layer deposition
FI129501B (en) * 2019-04-25 2022-03-31 Beneq Oy Gas distribution unit in connection with the ALD reactor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101171365A (zh) * 2005-05-09 2008-04-30 Asm吉尼泰克韩国株式会社 多入口原子层沉积反应器
US20110036291A1 (en) * 2008-06-12 2011-02-17 Beneq Oy Arrangement in connection with ald reactor
CN102057079A (zh) * 2008-06-12 2011-05-11 Beneq有限公司 与原子层沉积反应器相连接的装置
US9574268B1 (en) * 2011-10-28 2017-02-21 Asm America, Inc. Pulsed valve manifold for atomic layer deposition
US20170121818A1 (en) * 2011-10-28 2017-05-04 Asm America, Inc. Pulsed valve manifold for atomic layer deposition
CN103225072A (zh) * 2012-01-26 2013-07-31 三星电子株式会社 气体排放单元以及包括其的薄膜沉积装置

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