[發明專利]用于使基底表面經受連續表面反應的噴嘴頭、裝置和方法

有效

• 申請號: 201580039948.0
• 申請日: 2015-07-03
• 公開（公告）號: CN106661731B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: P·索伊尼寧;M·瑟德隆德;J·佩爾托涅米
• 申請（專利權）人: BENEQ有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/54
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王其文

本發明涉及一種噴嘴頭(2)、一種用于使基底(6)的表面(8)經受至少第一前驅體(A)和第二前驅體(B)的連續表面反應的裝置和方法。具有輸出面(3)的噴嘴頭(2)包括用于將前驅體(A、B)供應到基底(6)的表面(8)的至少一個前驅體噴嘴(22)和用于將前驅體(A、B)從基底(6)的表面(8)排放的至少一個排放通道(24、26)。輸出面(3)按以下順序包括：排放通道(24)、布置成供應第一前驅體(A)和第二前驅體(B)的至少一個前驅體噴嘴(22；21、23)、和排放通道(24)。

技術領域

本發明涉及一種用于使基底的表面經受至少第一前驅體和第二前驅體的連續表面反應的噴嘴頭，噴嘴頭具有輸出面，輸出面包括一個或多個前驅體噴嘴(其布置成將第一前驅體和第二前驅體供應到基底的表面)和至少兩個排放通道(其用于從基底的表面排放前驅體)。

本發明還涉及一種用于使基底的表面經受至少第一前驅體和第二前驅體的連續表面反應的裝置，該裝置包括用于將前驅體供應到基底的表面的噴嘴頭，噴嘴頭包括輸出面，輸出面具有一個或多個前驅體噴嘴(其布置成將第一前驅體和第二前驅體供應到基底的表面)和至少一個排放通道(其用于從基底的表面排放前驅體)，該裝置還包括前驅體供應系統，前驅體供應系統包括用于第一前驅體的第一前驅體源、用于第二前驅體的第二前驅體源、和用于將前驅體從第一和第二前驅體源輸送到噴嘴頭的至少一個前驅體噴嘴的前驅體管道。

本發明還涉及一種用于基底涂覆的方法，該方法包括在基底的表面上方布置噴嘴頭，噴嘴頭具有輸出面，輸出面包括至少一個前驅體噴嘴(其用于將前驅體供應到基底的表面)和至少一個排放通道(其用于從基底的表面排放前驅體)并使基底的表面經受至少第一前驅體和第二前驅體的連續表面反應。

背景技術

原子層沉積(ALD)通常在真空條件下在反應室中進行。首先將一個或多個基底裝載到反應室中，然后將真空提供到反應室中或將反應室抽成真空，并將反應室內部的反應空間加熱到處理溫度。然后通過將至少第一和第二氣態前驅體交替地并且重復地供應到反應室中來實施原子層沉積，用于在基底的表面上提供具有期望厚度的涂層。完整的ALD循環(第一和第二前驅體在該循環中被供應到反應室中)包括：將第一前驅體的脈沖供應到反應室中，從反應室清除第一前驅體，將第二前驅體的脈沖供應到反應室中，以及從反應室清除第二前驅體。清除前驅體可以包括從反應室排放前驅體材料、將諸如氮氣的清除氣體供應到反應室中以及排放該清除氣體。當達到期望數目的ALD循環并因此達到期望的涂層厚度時，釋放反應室中的真空并從反應室中卸載基底。然后對下一個基底重復相同的處理。

與執行ALD方法的上述常規方法和相關裝置有關的缺點之一是，對于工業目的來說、特別是當在大反應室中處理大基底時，處理非常慢。為了增加平均時間的產量，通常在一個大批量中處理多個基底。在該批量處理中，依賴于處理體積、反應室容積和其它條件，進行一個ALD循環的時間通常持續約10至40秒。除了ALD循環時間，提供真空和將真空釋放以及加熱反應空間占據大量的時間。因此，在基底上提供涂層對于工業制造工藝而言效率低下，因為涂覆處理的產量保持在低水平。傳統的批量ALD處理的另一個缺點涉及ALD的基本特性，意味著整個基底在反應空間中被涂覆和處理，這歸因于ALD的極高的正形性。然而，通常不期望涂覆基底的所有表面，因此不得不在基底的表面上使用不同種類的掩模，以防止涂層在基底的某些部分上生長。掩蔽是非常困難的，因為前驅體氣體傾向于在掩模和基底的表面之間擴散，因此質量受到損害。另一種替代方案是在ALD涂覆處理之后，例如通過蝕刻去除涂層。掩蔽和蝕刻也是困難且耗時的操作，因此進一步減慢了所述處理并使ALD不太適合工業目的。傳統的批量ALD處理的優點是可以高度詳細地控制該處理，并且所產生的涂層具有非常高的質量。批處理中ALD循環的速度由交替的前驅體脈沖的頻率確定，所述頻率意味著供應和清除前驅體脈沖所花費的時間。然而，脈沖頻率受到反應室的容積的限制，因為供應的前驅體的量必須足以使基底的整個表面經受前驅體，而前驅體也與反應室的壁反應。清理整個反應室也占據時間，這進一步限制了ALD循環時間。