[发明专利]用于处理基材表面的设备和操作该设备的方法

说明书

本发明涉及用于通过原子层沉积处理基材(1、101)的表面的设备以及用于操作该设备的方法。该设备包括沉积室(4)以及设置于一个或多个侧室(12、42、52、112)和该沉积室(4)之间的一个或多个导通连接部(13、15、16)。该一个或多个导通连接部(13、15、16)包括一个或多个导通室(18)和可操作地连接到该一个或多个导通室(18)的辅助压力装置(20)。

技术领域

本发明涉及用于处理基材表面的设备。本发明还涉及用于操作基材处理设备的方法。

背景技术

在ALD应用中，基材的表面通常相继地处于至少两种气态前驱体之下。气态前驱体与基材表面有效地反应，从而导致单原子层的沉积。在单独引入另一前驱体之前，前驱体阶段通常跟随有吹扫阶段或由吹扫阶段分隔开，吹扫阶段将过量的前驱体从基材的表面消除。因此，ALD过程需要依序交替到基材的表面的前驱体的通量。这种在表面反应和吹扫阶段之间交替的重复序列是典型的ALD沉积循环。原子层沉积通常在与周围大气隔绝的沉积室中进行，以防止前驱气体扩散到周围环境中，并防止污染物进入沉积室。根据原子层沉积的原理，原子层沉积可以通过将至少第一前驱体和第二前驱体相继地供应到沉积室中而在沉积室中进行。由于表面的处理被相继地完成，前驱体的分隔是暂时的。

替代地，喷嘴头可以用于使至少第一前驱体和第二前驱体在基材的表面上进行相继的表面反应。当使用喷嘴头时，前驱体没有填充整个沉积室，但是前驱体被局部地供应到基材的表面上。在这种情况下，由于前驱体同时在基材的不同位置处对表面进行处理，前驱体在空间上被分隔开。

原子层沉积法非常容易受到不期望的和有害的污染。原子层沉积设备的污染和污损、尤其是设备的沉积室的污染和污损损害了原子层沉积过程，从而导致形成的涂层质量下降。多个ALD前驱体与环境空气中存在的气体、例如与水蒸气反应并且产生不需要的残渣生长率。因此，如果空气能够泄漏到ALD沉积室的内部，则容易发生不需要的污染。此外，由于污染和污损，导致必须清洁沉积室。清洁沉积室意味着存在设备和过程的停机时间，并因此降低过程的效率。为了防止沉积室的污损和污染，必须防止污染物和多余材料进入到沉积室中或将其最小化。

沉积室包括设置于沉积室的壁上的一个或多个导通端口，以便输送待涂覆的基材进出沉积室。这些导通端口是用于污染物和诸如水分的多余材料进入沉积室的主要途径。

在现有技术的设备中，试图通过尽可能紧密地密封输送基材进出沉积室所经的导通端口来防止沉积室的污染和污损或将其最小化。然而，密封无法防止所有的污染物和多余材料进入沉积室，并且密封还使得设备更加复杂。用于将污染和污损最小化的另一现有技术的解决方案是提供单独的真空室并且将沉积室设置于真空室内。将沉积室设置于真空室内减少了进入沉积室的污染物和多余材料的量。然而，设备变得较为复杂并且基材的装载和卸载也变得困难和复杂。

发明内容