[发明专利]用于处理基底的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过使基底的表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理基底表面的设备，并且更具体地涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的设备。本发明还涉及一种用于通过使基底的表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理基底表面的方法，并且更具体地涉及一种根据权利要求17的前序部分所述的方法。

背景技术

在现有技术的多种类型的设备中，喷嘴头用于根据原子层沉积方法(ALD)的原理使基体的表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应。在ALD应用中，通常在单独的阶段中将两种气态前体引入到ALD反应器中。气态前体有效地与基底表面发生反应，从而导致单层原子层沉积。多个前体阶段之后一般为净化阶段或多个前体阶段之间由净化阶段分隔，在单独引入其它前体之前，所述净化阶段从基底的表面上移除过多的前体。因此，ALD处理需要依次交替输送至基底表面的前体流量。在表面反应和净化阶段之间交替的重复顺序是典型的ALD沉积周期。

现有技术中的ALD设备通常包括喷嘴头，所述喷嘴头具有：一个或多个第一前体喷嘴，用于使基底表面承受第一前体；一个或多个第二前体喷嘴，用于使基底表面承受第二前体。而且，一个或多个净化气体喷嘴或者净化气体区域可以布置在第一前体区域和第二前体区域之间，以用于使基底表面承受净化气体。当喷嘴头相对于基底表面运动时，将根据ALD方法的原理生成生长层。喷嘴头还可以包括排放通道，所述排放通道布置在第一前体区域和第二前体区域之间、或者第一前体区域和净化气体区域之间、或者第二前体区域和净化气体区域之间。排放通道可以设置用于在基底表面承受前体和净化气体之后排放前体和净化气体。可选地，这些现有技术中的前体喷嘴和净化气体区域中的每一个都可以包括：至少一个入口，用于供应前体或净化气体；和至少一个出口，用于排放前体或净化气体。因此，针对每一个区域都提供了抽吸装置，以用于在基底承受前体或净化气体之后排放前体或净化气体。

因为在一个ALD周期期间在基底表面上仅生成一层原子层，所以喷嘴头形成为包括若干个第一和第二区域，以使得利用喷嘴头在基底表面上的单次扫掠就在基底表面上形成若干原子层。通过使喷嘴头或基底中的任意一方或者喷嘴头和基底二者运动来实施利用喷嘴头的单次扫掠。在现有技术中，通过使用运动机构使喷嘴头沿运动路径快速运动以用于在基底表面上实施多次扫掠，增加用喷嘴头完成的扫描次数。可以利用在第一极限位置和第二极限位置之间的线性往复运动或非线性振荡运动例如在重力影响下的摆运动来实施喷嘴头的运动。

现有技术中用于生成若干原子层的设备和方法具有的缺点是：利用运动机构的往复运动产生了喷嘴头必须承受的大机械作用力。当喷嘴头停止在端部位置并再次加速时，这种作用力特别大。因此，在马达实施加速和减速时易于损坏设备和喷嘴头。而且，在端部位置之间的往复振荡运动需要反复地加速喷嘴头，这消耗了大量能量。非线性振荡摆运动具有的缺点是：摆频率和圆周速度由摆杆的长度确定。在工业应用中，摆杆的长度必须形成为相当大，以用于提供工业上可行的设备并且用于提供充分的摆幅度。摆杆的较大长度导致摆频率降低，这在另一方面限制了基底能够相对于喷嘴头运动的速度。通过经由摆轴提供动力来增加摆频率产生了大机械作用力并且使摆轴和摆杆以及相应的连接件受到损坏。因此，现有技术中的设备不能提供工业上可应用的、用于使喷嘴头以可靠的方式运动的构造。

发明内容

本发明的目标是提供一种设备和一种方法，以便克服或者至少缓解上述现有技术中的问题。通过根据在权利要求1的特征部分中所述的设备来实现本发明的目的。还通过根据在权利要求17的特征部分中所述的方法来实现本发明的目的。

在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。