[发明专利]用于原子层沉积的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于基底的表面上的原子层沉积的设备。本发明还涉及一种用于基底的表面上的原子层沉积的方法。

背景技术

原子层沉积被认为是一种用于(重复地)单层靶材料的沉积的方法。原子层沉积与例如化学气相沉积的不同之处在于原子层沉积需要至少两个处理步骤。这些处理步骤中的第一个处理步骤包括前驱体气体在基底表面上的施用。这些处理步骤中的第二个处理步骤包括前驱体材料为形成单层靶材料而进行的反应。原子层沉积具有使能够进行良好的层厚度控制的优势。

WO2008／085474公开了一种用于原子层的沉积的设备。该设备公开了一种使得基底在喷射头的上方悬浮的空气支承效应。对于片状基底而言，这种悬浮可能是一种低效的使用前驱体气体的方式，在该方式中，存在污染的风险并且所述层可能被不太精确地沉积。

US2009／081885公开了一种具有经由气体流体支承传输的基底的原子层沉积系统。

挑战在于在使基底的侧向运动稳定的同时引导基底。

发明内容

因此，根据本发明的方面，本发明的目的是提供一种用于具有前驱体气体的改进用途的原子层沉积的设备和方法；其中，精确地设置了基底支撑部。根据一方面，发明提供了一种用于片状基底的表面上的原子层的沉积的设备，该设备包括喷射头以及传送系统，其中，喷射头包括沉积空间和气体支承部，该沉积空间设置有前驱体供给部和前驱体排出部，所述供给部与排出部布置用于提供从前驱体供给部经由沉积空间至前驱体排出部的前驱体气体流，该沉积空间在使用中由喷射头与基底表面定界，该气体支承部包括布置用于在喷射头与基底表面之间喷射轴承气体的轴承气体喷射器，轴承气体因而形成了气体支承部；传送系统提供沿着基底的平面的基底与喷射头的相对运动以形成基底沿其被传送的传送平面。支撑部与喷射头相对地布置，支撑部构造成提供抵消传送平面中的喷射头气体支承部压力的气体支承部压力布置，使得基底通过所述气体支承部压力布置而无支承地在喷射头与支撑部之间保持平衡。设置包括驱动部段的传送系统。该驱动部段包括布置为提供沿着基底的平面的基底与喷射头之间的相对运动的传输元件以形成基底沿其被传送的传送平面。

该沉积空间可以限定相对于基底表面的沉积空间高度D2。该气体支承部相对于基底限定小于沉积空间高度D2的间隙距离D1。

根据另一方面，本发明提供一种用于基底的表面上的原子层沉积的方法，该方法利用了包括喷射头的设备，该喷射头包括设置有前驱体供给部的沉积空间以及设置有支承气体喷射器的气体支承部，其中，沉积空间限定了相对于基底表面的沉积空间高度D2，并且其中，气体支承部相对于基底限定小于沉积空间高度D2的间隙距离D1，该方法包括以下步骤：将前驱体气体从前驱体供给部供给至沉积空间以用于接触基底表面；在喷射头与基底表面之间喷射支承气体，支承气体因而形成气体支承部；建立沉积空间与基底之间的沿着基底表面的平面的相对运动；以及提供抵消传送平面内的喷射头气体支承部压力的气体支承部压力布置，使得基底通过所述气体支承部压力布置而无支承地在喷射头与支撑部之间的保持平衡。这种方法可以可选地通过利用根据本发明的设备来执行。

通过经平衡的气体支承的支撑部，能够将片状基底控制成保持在传送平面中而不会机械地损坏基底。另外，通过使用气体支承部，可以设置对沉积空间的独立的压力控制，因而使能够对大量沉积材料和方法自由选择。

将前驱体气体限制至沉积空间能够控制沉积空间内的压力，例如沉积空间内的前躯体气压或者沉积空间内的总压力。此外该设备还可以包括沉积空间压力控制器。沉积空间内的压力可以被控制成独立于和／或不同于沉积空间外的压力。以此方式，可以设定沉积空间内的预定压力，该预定压力优选地专用于使原子层沉积的过程最优化。

在该设备的使用中，沉积空间由基底表面限制。清楚的是，以此方式，基底有助于限制前驱体气体。这种通过基底的限制可以确保基本上防止通过假想平面沿着基底表面的前驱体气体的流动。然而，这是不必要的，只要能够提供用于提供支承气体支撑的足够的支承表面，甚至可以支承被以各种程度进行穿孔的基底。

沉积空间与基底之间沿着基底表面的平面的相对运动、以及将喷射的前驱体气体限制至沉积空间的结合还能够实现前驱体气体的相当有效的使用。以此方式，大量前驱体气体能够有效地分布在基底表面上，因而增大了在前驱体气体分子在被喷射在沉积空间中以后附接至基底表面的可能性。

附图说明

将参照附图以非限制性的方式对本发明进行描述，在附图中：