[发明专利]喷嘴头和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷嘴头，所述喷嘴头用于使基板表面历经至少第一前驱物及第二前驱物的连续表面反应；具体地涉及一种根据权利要求1前序的喷嘴头。本发明还涉及一种装置，其包括喷嘴头，所述喷嘴头用于使基板表面历经至少第一前驱物及第二前驱物的连续表面反应，且具体地涉及一种根据权利要求17前序的装置。本发明还涉及一种方法，该方法用于使基板表面历经至少第一前驱物及第二前驱物的连续表面反应，且具体地涉及一种根据权利要求25前序的方法。

背景技术

在现有技术中，多种类型的装置、喷嘴头以及喷嘴根据原子层沉积方法（ALD）的原理，用于使基板表面历经至少第一前驱物及第二前驱物的连续表面反应。在ALD的应用中，典型地在各独立的阶段中，将两种气态前驱物导入ALD反应器中。所述气态前驱物与该基板表面有效地反应，以形成成长层沉积。各前驱物阶段典型地由惰性气体冲洗阶段接续或分隔，该惰性气体冲洗阶段可在其它前驱物的单独导入之前，从该基板表面消除多余的前驱物。因此，ALD过程需要使流至该基板表面的各前驱物流量顺次交替。这种由交替表面反应以及交替表面反应之间的冲洗阶段组成的重复序列为典型的ALD沉积循环。

用于连续操作的ALD的现有技术装置通常包括喷嘴头，该喷嘴头具有：一个或更多个第一前驱物喷嘴，该第一前驱物喷嘴用于使该基板表面历经该第一前驱物；一个或更多个第二前驱物喷嘴，该第二前驱物喷嘴用于使该基板表面历经该第二前驱物；一个或更多个冲洗气体通道；以及一个或更多个排放通道，所述排放通道用于排放前驱物及冲洗气体两者，其布置顺序如下：至少第一前驱物喷嘴、第一排放通道、冲洗气体通道、排放通道、第二前驱物喷嘴、排放通道、冲洗气体通道以及排放通道，可选择性地重复多次。该现有技术喷嘴头的问题在于，其包括多个不同的喷嘴及通道，如此将使该喷嘴头复杂化，且相当地大。该喷嘴优选地可相对于该基板而运动，以生成多个成长层。

用于连续ALD的另一类型的现有技术喷嘴头交替地相继包括：第一前驱物喷嘴、冲洗气体通道、第二前驱物喷嘴以及冲洗气体通道，可选择性地重复多次。在该现有技术喷嘴头中，所述前驱物喷嘴及冲洗气体通道均设有入口以及出口，使得该前驱物及该冲洗气体皆使用同一喷嘴供应与排放。因此，没有独立的排放通道。该现有技术喷嘴头的问题在于，冲洗气体将泄漏至该前驱物喷嘴，使该前驱物浓度将稀释。因此，该喷嘴头无法在该前驱物喷嘴整个长度上或在该喷嘴头整个输出面上提供均匀气体供应。另外，该结构将因在所述喷嘴中的每个中皆具有入口及出口而是复杂的。并且，该喷嘴头可相对于该基板运动，以生成多个成长层。

发明内容

因此，本发明的目的是提供种喷嘴头及装置，以解决上述现有技术问题。可借助于根据权利要求1特征部分的喷嘴头实现本发明的目的，其特征在于：一个或更多个冲洗气体通道布置成与围绕该喷嘴头且包括冲洗气体的气体环境流体连接。本发明的目的可进一步通过一种根据权利要求17特征部分的装置实现，其特征在于：该冲洗气体通道与处理室内的气体环境流体连接，以使基板表面历经冲洗气体。本发明的目的可进一步通过一种根据权利要求25特征部分的方法实现。

所附的权利要求将描述本发明的优选实施例。

本发明的构思基于以下思想：使用围绕该喷嘴头的静态冲洗气体容器或贮存器，以使基板表面在各所述前驱物之间历经该冲洗气体。根据本发明，设有冲洗气体环境，且该喷嘴头的冲洗气体通道与该冲洗气体环境被动式流体连接。被动式流体连接意味着，冲洗气体并非使用例如泵等主动构件供应至该冲洗气体通道，而该冲洗气体通道连接至与冲洗气体环境相同的压力介质，使冲洗气体可流动至该冲洗气体通道。根据本发明，所述冲洗气体通道与围绕该喷嘴头的气体环境流体连接。本实施例允许该喷嘴头构成为在所述第一前驱物喷嘴与第二前驱物喷嘴头之间设有缺口或开口，所述缺口或开口至少部分地向围绕该喷嘴头的气体环境以及该喷嘴头的输出面敞开。在优选实施例中，所述第一前驱物喷嘴布置成在该输出面处于第一压力下操作，且所述第二前驱物喷嘴布置成在该输出面处于第二压力下操作，以及围绕该喷嘴头的冲洗气体环境或气体环境布置成高于该第一压力与第二压力的第三压力。该第一压力与第二压力可不同或大致完全相同。这允许来自该冲洗喷嘴或冲洗区域的冲洗气体将所述第一前驱物喷嘴与第二前驱物喷嘴互相分离。另外，该冲洗气体可至少部分地经由所述前驱物喷嘴的出口或排放件排出。于是，在本发明中，所述前驱物喷嘴设有排放件，该排放件布置成排放前驱物与冲洗气体二者。