[發明專利]自限反應沉積設備及自限反應沉積方法

無效

• 申請號: 201210376946.9
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN103031538A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 竹中博也;平塚亮一;關根昌章;松尾拓治;本多秀利
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本公開涉及這樣一種自限（self-limiting）反應沉積設備以及自限反應沉積方法：其通過使用原子層沉積（ALD）方法或分子層沉積（MLD）方法形成膜。

背景技術

作為薄膜沉積技術，已知曉ALD方法。ALD方法是一種用于通過反應氣體的順序化學反應沉積薄膜的技術。在ALD方法中，通常使用兩種類型的反應氣體（原料氣體），這些氣體中的每個被稱作前驅氣體。前驅氣體中的每個通過各自暴露于基材表面而在基材的表面上起反應并且在每一個周期在原子層的單元中形成薄膜。因此，通過前驅氣體中的每個在基材表面上的反復反應，形成具有預定厚度的薄膜。

作為使用ALD方法的沉積設備，例如，已知曉使用輥對輥工藝的沉積設備。例如，日本未審查專利申請公開No.2007-522344公開了一種原子層沉積設備，該原子層沉積設備設有：可旋轉圓筒（drum），該圓筒的外圍表面用聚合物基板卷繞；以及多個ALD源，這些ALD源沿著圓筒的周向布置并且將原料氣體排放在聚合物基板上。此外，日本專利申請特開No.2011-137208公開了一種沉積設備，該沉積設備設有：包括多個輥部件的基材的輸送機構；以及多個頭部，這些頭部中的每個布置為使得面向多個輥部件并且能夠朝向基材局部地排放用于執行ALD工藝的前驅氣體。

如在日本未審查專利申請公開No.2007-522344和日本專利申請特開No.2011-137208中描述的，在使用ALD源的沉積設備或將頭部作為原料氣體的供給源的沉積設備中，需要確保ALD源或頭部與基材表面之間的預定的小間隙，從而多種原料氣體相互不混合。

然而，在日本未審查專利申請公開No.2007-522344和日本專利申請特開No.2011-137208中公開的沉積設備中，因為ALD源或頭部布置為面向圓筒或輥部件的弧形外圍表面，所以可能不能在ALD源或頭部與基材表面之間形成預定的間隙。因此，存在難于在上述沉積設備中穩定地形成膜的問題。

發明內容

鑒于如上所述的情況，需要一種能夠增加沉積的穩定性的自限反應沉積設備及自限反應沉積方法。

根據本公開的一個實施方式，提供了一種包括第一導向輥、第二導向輥、以及至少一個第一頭部的自限反應沉積設備。

第一導向輥構造為，在支撐通過輥對輥工藝輸送的基材的第一表面的同時，將基材的輸送方向從第一方向變成不與第一方向平行的第二方向。

第二導向輥構造為，在支撐基材的第一表面的同時，將基材的輸送方向從第二方向變成不與第二方向平行的第三方向。

至少一個第一頭部布置在第一導向輥與第二導向輥之間，面向基材的與第一表面相對的第二表面，并構造為朝向第二表面排放用于自限反應沉積的原料氣體。

在自限反應沉積設備中，基材的第一表面由第一導向輥和第二導向輥支撐，并且基材線性地橋接（bridge）在第一導向輥與第二導向輥之間。另一方面，至少一個第一頭部布置在第一導向輥與第二導向輥之間并且因此在水平方面上面向基材。因此，由于基材與至少一個第一頭部之間的間隙可以保持在預定的尺寸，因此可在基材的第二表面上穩定地形成原子層或分子層。

布置在第一導向輥與第二導向輥之間的至少一個第一頭部的數量可以是一個或至少兩個。至少一個第一頭部可以構造為單獨地排放原子層沉積工藝所需的多種類型的氣體。可替代地，至少一個第一頭部可以通過結合單獨地排放原子層沉積工藝或分子層沉積工藝所需的多種類型的氣體的多個頭部來構造。

例如，至少一個第一頭部可以包括氣體排放表面。該氣體排放表面包括能夠單獨地排放多種類型的原料氣體的多個頭部并與第二方向平行。在這種情況下，至少一個第一頭部在第一導向輥與第二導向輥之間的第二表面上形成薄膜。該薄膜具有至少一個原子層。

因此，可在基材上穩定地形成具有至少一個原子層的薄膜。

該自限反應沉積設備還可以包括加熱器單元。該加熱器單元布置為隔著基材面向第一頭部并構造為能夠將基材加熱至預定的溫度。

因此，由于基材的沉積區域可以穩定地加熱至預定的沉積溫度，因此可提高原子層或分子層的膜質量。

加熱器單元的構造未特別地限定并且僅需要能夠通過傳導、對流、或輻射加熱基材。例如，加熱器單元包括構造為朝向基材的第二表面排放待加熱至預定溫度的流體的排放單元。因此，可在加熱基材的沉積區域的同時通過流體的壓力抑制基材的松動，并且穩定地保持基材與至少一個第一頭部之間的預定的間隙。

該自限反應沉積設備還可以包括第三導向輥和第二頭部。