專利名稱：包括柔性固定機(jī)構(gòu)的流體輸送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及擴(kuò)散體氣體或流體材料流，尤其在薄膜材料沉積期間，并且更具體地涉及將原子層沉積到基體上的設(shè)備，其使用分配頭或輸送頭(delivery head)引導(dǎo)氣體同時流到基體上。
背景技術(shù)：
在廣泛用于薄膜沉積的技術(shù)中，化學(xué)氣相沉積(CAD)使用化學(xué)活性分子在反應(yīng)室內(nèi)反應(yīng)以在基體上沉積期望的膜。用于CVD應(yīng)用的分子前體包括要被沉積的膜的元素(原子)組成，并且通常還包括其他元素。CVD前體(precursor)是不穩(wěn)定分子，其以氣相被傳送到腔室以便在基體上反應(yīng)，從而在其上形成薄膜?；瘜W(xué)反應(yīng)沉積具有期望膜厚度的薄膜。大多數(shù)CVD技術(shù)共同的是對進(jìn)入CVD反應(yīng)器的一個或多于一個分子前體的良好受控通量/流量的應(yīng)用的需要?；w在受控壓力條件下被保持在良好受控溫度，以促進(jìn)這些分子前體之間的化學(xué)反應(yīng)，其與副產(chǎn)品的有效移除同步。獲得最佳CVD性能需要在整個過程/工藝中實現(xiàn)和維持氣流、溫度和壓力的穩(wěn)定狀態(tài)的能力和最小化或消除瞬變的能力。尤其在半導(dǎo)體、集成電路和其他電子器件領(lǐng)域，需要薄膜，尤其高質(zhì)量、致密膜，其具有優(yōu)越的保形涂層性能，超出傳統(tǒng)CVD技術(shù)的可獲得的極限，尤其可以在低溫下制造的薄膜。原子層沉積(ALD)是一種替換的膜沉積技術(shù)，其與先前CVD相比能夠提供改進(jìn)后的厚度分辨率和保形能力(conformal capability)。ALD工藝/過程將傳統(tǒng)CVD的傳統(tǒng)薄膜沉積工藝分割成單原子層沉積步驟。有利地，ALD步驟是自結(jié)束的并且當(dāng)進(jìn)行到或超過自結(jié)束曝光時間時可以沉積一個原子層。原子層范圍一般是從約O. I到約O. 5分子單層， 其典型尺寸近似不超過幾埃。在ALD中，原子層的沉積是活性分子前體和基體之間化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。在每個單獨ALD反應(yīng)沉積步驟中，凈反應(yīng)沉積期望原子層并且基本消除最初包含在分子前體中的“多余”原子。在其最純形式，ALD包括在不存在其他前體或反應(yīng)的前體時每個前體的吸收和反應(yīng)。在實踐中，在任何系統(tǒng)中難于避免不同前體的一些直接反應(yīng)，其導(dǎo)致小量的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)。要求執(zhí)行ALD的任何系統(tǒng)的目標(biāo)是獲得與ALD系統(tǒng)相應(yīng)的器件性能和屬性，同時意識到小量CVD反應(yīng)可以被接收。在ALD應(yīng)用中，在單個階段中一般兩個分子前體被引入到ALD反應(yīng)室。例如，金屬前體分子MLx包括金屬元素，M被鍵合到原子或分子配體L。例如，M可以是但不限于鋁 (Al)、鎢(W)、鉭(Ta)、硅(Si)、鋅(Zn)等。當(dāng)基體表面準(zhǔn)備好與分子前體直接反應(yīng)時，金屬前體與基體反應(yīng)。例如，基體表面一般準(zhǔn)備為包括含氫配體AH等，其與金屬前體反應(yīng)。硫 (S)、氧(O)和氮(N)是一些典型的A種類。氣態(tài)金屬前體分子有效地與基體表面上的全部配體反應(yīng)，產(chǎn)生金屬單原子層沉積基體_AH+MLX —基體-A MLX_1+HL (I)其中HL是反應(yīng)副產(chǎn)品。在反應(yīng)期間，初始表面配體AH被消耗，并且表面被L配體覆蓋，從而其不能進(jìn)一步與金屬前體MLx反應(yīng)。因此，當(dāng)表面上的所有初始AH配體被AMLjri
4代替時，反應(yīng)自終結(jié)。反應(yīng)階段之后通常是惰性氣體清洗階段，該清洗階段在分開引入第二反應(yīng)氣體前體材料之前消除腔室內(nèi)的過剩金屬前體。第二分子前體然后被用于恢復(fù)朝向金屬前體的基體的表面活性。例如，這通過移除L配體和再沉積AH配體完成。在該情況下，第二前體通常包括期望的(通常是非金屬的)元素A (即O、N、S)和氫(即H2O、NH3、H2S)。接下來的反應(yīng)如下基體-A-ML+AHY—基體-A-M-AH+HL (2)這將表面轉(zhuǎn)換回被AH覆蓋的狀態(tài)。(此處，為了簡單，化學(xué)反應(yīng)不平衡)。期望的額外元素A被合并入膜，而不期望的配體L作為揮發(fā)性的副產(chǎn)品被消除。再一次，反應(yīng)消耗反應(yīng)部位(這次，L終結(jié)部位)并且當(dāng)基體上的反應(yīng)部位被完全耗盡時反應(yīng)自終結(jié)。通過在第二清洗階段流入惰性清洗氣體，第二分子前體然后被從沉積腔室移除。總之，然后，基本ALD工藝/過程需要依次交替到基體上的化學(xué)物質(zhì)流。如上述討論的代表性ALD工藝是具有四個不同操作階段的循環(huán)1. MLx反應(yīng)；2.MLX清洗；3. AHy反應(yīng)； 和4. AHy清洗，并且然后返回到階段I。介入清洗操作的交替表面反應(yīng)和前體移除的重復(fù)順序(其恢復(fù)基體表面到其初始活性狀態(tài))是典型的ALD沉積循環(huán)。ALD操作的關(guān)鍵特征是恢復(fù)基體到其初始表面化學(xué)條件。使用該重復(fù)的步驟組，膜可以以相等的計量層(metered layers)在基體上分層,計量層在化學(xué)動力學(xué)、每周期沉積、合成物和厚度上相似。ALD可以被用作形成多種薄膜電子器件的制造步驟，包括半導(dǎo)體器件和支持電子組件，諸如電阻器和電容器、絕緣體、總線和其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。ALD尤其適于形成電子器件的組件中的金屬氧化物的薄層。可以使用ALD沉積的一般類功能材料包括導(dǎo)體、電介質(zhì)或絕緣體和半導(dǎo)體。導(dǎo)體可以是任何有用的導(dǎo)電材料。例如，導(dǎo)體可以包括透明材料，諸如銦錫氧化物 (ITO)，其摻雜ZnO、SnO2或In2O3。導(dǎo)體厚度可以變化，并且根據(jù)具體示例，其范圍可以為約 50 至約 IOOOnnio有用半導(dǎo)體材料的示例是化合物半導(dǎo)體，諸如砷化鎵、氮化鎵、硫化鎘、固有氧化鋒(intrinsic zinc oxide)和硫化鋒。電介質(zhì)材料電絕緣成型電路的各個部分。電介質(zhì)層也被稱為絕緣體或絕緣層。用作電介質(zhì)的材料的具體示例包括氧化鍶、鉭酸鹽、鈦酸鹽、氧化鋁、氧化硅、氧化鉭、氧化鉿、 氧化鈦、硒化鋅和硫化鋅。此外，這些示例的合金、合成物和多層可以用作電介質(zhì)。在這些材料中，優(yōu)選氧化鋁。電介質(zhì)結(jié)構(gòu)層可以包括具有不同介電常數(shù)的兩層或多層。此類絕緣體在美國專利 No. 5981970和共同審理的美國公開No. 2006/0214154中被討論，上述文件通過參考合并于此。電介質(zhì)材料通常展示大于約5eV的能帶隙。有用電介質(zhì)層的厚度可以變化，并且根據(jù)具體示例，其范圍為約10-約300nm。許多器件結(jié)構(gòu)可以使用上述功能層制成。電阻可以通過選擇具有中等到較差導(dǎo)電率/導(dǎo)電性的導(dǎo)電材料被制造。電容器可以通過在兩個導(dǎo)體之間設(shè)置電介質(zhì)被制成。二極管可以通過在兩個導(dǎo)電電極之間設(shè)置互補(bǔ)載體類型的兩個半導(dǎo)體被制成。也可以在互補(bǔ)載體類型的半導(dǎo)體之間設(shè)置半導(dǎo)體區(qū)域，該半導(dǎo)體區(qū)域是本征的，其指示該區(qū)域具有低數(shù)目的電荷載體。二極管也可以通過在兩個導(dǎo)體之間設(shè)置單個半導(dǎo)體被構(gòu)建，其中導(dǎo)體/半導(dǎo)體界面中的一個產(chǎn)生肖特基勢魚(Schottky Barrier),其在一個方向上強(qiáng)烈阻止電流流動。晶體管可以通過在導(dǎo)體(門)上放置絕緣層，其后放置半導(dǎo)體層被制成。如果兩個或多于兩個額外導(dǎo)體電極(源極和漏極)被間隔設(shè)置且與頂部半導(dǎo)體層接觸，則晶體管可以被形成。只要建立必要界面，任何上述器件可以以多種結(jié)構(gòu)制成。在薄膜晶體管的典型應(yīng)用中，需要能夠控制通過器件的電流流動的開關(guān)。同樣地， 期望當(dāng)開關(guān)被接通時，高強(qiáng)度電流可以流過器件。電流的強(qiáng)度(extent)與半導(dǎo)體電荷載體移動性相關(guān)。當(dāng)器件被關(guān)閉，期望電流非常小。這與電荷載體濃度相關(guān)。此外，通常優(yōu)選可見光對薄膜晶體管響應(yīng)具有微小影響或無影響。為了讓此能夠成為真實情況，半導(dǎo)體帶隙 /能帶隙(band gap)必須足夠大(> 3eV)以便暴露于可見光而不引起中間帶躍遷。能夠產(chǎn)生高移動性、低載體濃度和高帶隙的材料是氧化鋅(ZnO)。此外，為了大批量生產(chǎn)到移動織物(web)，非常期望用于工藝的化學(xué)物質(zhì)(chemistries)是便宜的和低毒性的，其可以通過使用氧化鋅和其前體的大多數(shù)被滿足。勢壘層表示ALD沉積工藝非常適于其的另一個應(yīng)用。勢壘層通常是可以減少、延遲甚至阻止污染物通過到另一材料的材料薄層。典型污染物包括空氣、氧氣和水。當(dāng)勢壘層包括減少延遲甚至阻止污染物通過的任何材料時，尤其適用于該應(yīng)用的材料包括絕緣體， 諸如氧化鋁和包括各種氧化物的分層結(jié)構(gòu)。自飽和表面反應(yīng)使ALD對傳輸不均勻性相對不敏感，否則其可能損害表面均勻性，這是由于工程公差和流動系統(tǒng)的限制或與表面形貌(即沉積成三維、高縱橫比結(jié)構(gòu))有關(guān)。作為一般規(guī)則，反應(yīng)過程中化學(xué)品的不均勻流量導(dǎo)致在表面區(qū)域的不同部分的不同完成時間。然而，使用ALD，每個反應(yīng)被允許在整個基體表面完成。因此，完成動力學(xué)中的差異不阻礙/影響均勻性。這是因為首先完成反應(yīng)的區(qū)域自結(jié)束反應(yīng)；其他區(qū)域能夠繼續(xù)直到完全處理的表面經(jīng)歷預(yù)期反應(yīng)。典型地，ALD工藝在單個ALD循環(huán)(一個循環(huán)具有先前列出的1_4步)中沉積大約O. 1-0. 2nm的膜。有用和經(jīng)濟(jì)可行的循環(huán)時間必須被實現(xiàn)以便為許多或大多數(shù)半導(dǎo)體應(yīng)用提供范圍從約3nm-30nm的均勻膜厚度，并且甚至為其他應(yīng)用提供更厚的膜。根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)，基體優(yōu)選在2-3分鐘內(nèi)被處理，其指ALD循環(huán)時間必須在約O. 6-約6秒的范圍內(nèi)。ALD可以保證提供可控水平的高均勻性薄膜沉積。然而，盡管其具有固有技術(shù)能力和優(yōu)勢，但是仍存在大量技術(shù)障礙。一種重要考慮涉及需要大量周期/循環(huán)。因為其重復(fù)反應(yīng)物(reactant)和清洗周期，有效使用ALD需要能夠突然地改變從MLx到AHy的化學(xué)品流的設(shè)備，以及迅速執(zhí)行清洗周期。傳統(tǒng)ALD系統(tǒng)被設(shè)計為以需要的順序在基體上快速地循環(huán)不同氣態(tài)物質(zhì)。然而，很難獲得可靠方案以需要的速度將需要的系列氣態(tài)配方引入腔室，并且沒有一些不想要的混合。此外，ALD設(shè)備必須能夠為許多周期有效和可靠地執(zhí)行該快速排序以便允許性價比高地涂敷許多基體。在任何給定反應(yīng)溫度，努力最小化ALD反應(yīng)需要達(dá)到自結(jié)束的時間，一種方法已經(jīng)使用所謂的“脈沖”系統(tǒng)最大化流入ALD反應(yīng)器的化學(xué)品的流量。為了最大化進(jìn)入ALD 反應(yīng)器的化學(xué)品的流量，有利的是以惰性氣體的最小稀釋和高壓將分子前體引入ALD反應(yīng)器。然而，這些措施對需要實現(xiàn)短周期時間和快速從ALD反應(yīng)器移除這些分子前體不利。快速移除進(jìn)而指示在ALD反應(yīng)器中的氣體停留時間被最小化。氣體停留時間τ，與ALD反應(yīng)器中的反應(yīng)器體積V、壓力P成正比，而與流量Q成反比，即τ = VP/Q (3)在典型ALD腔室中，體積(V)和壓力(P)由機(jī)械和抽吸約束單獨地指示，其導(dǎo)致難于將停留時間精確控制在低值。因此，降低ALD反應(yīng)室中的壓力(P)有助于減小氣體停留時間和增加化學(xué)品前體從ALD反應(yīng)室中移除(清洗)的速度。相反，最小化ALD反應(yīng)時間需要通過使用ALD反應(yīng)室內(nèi)的高壓最大化化學(xué)品前體進(jìn)入ALD反應(yīng)室的流量。此外，氣體停留時間和化學(xué)品使用效率與流量成反比。因此，雖然降低流量可以增加效率，但是其也增加氣體停留時間?，F(xiàn)有ALD方法已經(jīng)折中需要使用改進(jìn)的化學(xué)品利用效率以使反應(yīng)時間最短和需要最小化清洗氣體停留和化學(xué)品移除時間之間的權(quán)衡。一種克服氣態(tài)材料的“脈沖”傳送的固有限制的方法是連續(xù)提供反應(yīng)氣體并且連續(xù)移動基體通過每種氣體。例如，授予 Yudovsky 的標(biāo)題為 “GAS DISTRIBUTION SYSTEM FOR CYCLICAL LAYER DEPOSITION” 的美國專利No. 6821563描述了一種真空下的處理腔室，其具有用于前體和清洗氣體的分離氣體端口，每個氣體端口之間交替真空泵端口。每個氣體端口引導(dǎo)其氣體流豎直向下流向基體。分離氣體流通過壁或隔墻分離，其中真空泵用于在每個氣體流的兩側(cè)排出氣體。每個隔墻的較低部分延伸接近基體，例如距離基體表面O. 5mm或更大。以該方式，隔墻的較低部分與基體表面分離一個距離，該距離足以在氣體流與基體表面反應(yīng)之后允許氣體流圍繞較低部分朝向真空端口流動?？尚D(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤或其他傳輸裝置被提供用于保持一個或多于一個基體晶片。使用該布置，基體在不同氣體流下面穿梭，從而產(chǎn)生ALD沉積。在一個實施例中，基體沿通過腔室的線性路徑移動，其中基體來回移動許多次。使用連續(xù)氣體流的另一個方法在Suntola等人的標(biāo)題為“METHOD FOR PERFORMING GROWTH OF COMPOUND THIN FILMS”的美國專利No. 4413022中示出。氣體流陣列具有交替源氣體開口、載氣開口 /載體氣體開口和真空排氣開口?；w在陣列上的往復(fù)運(yùn)動再次產(chǎn)生ALD沉積，不需要脈沖操作。具體地，在圖13和14的實施例中，基體表面和反應(yīng)蒸汽 (reactive vapor)之間的順序的交互作用通過基體在源開口的固定陣列上的往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行。擴(kuò)散體勢壘通過在排出口之間具有載氣口被形成。Suntola等人指出即使在大氣壓下， 具有此實施例的操作是可能的，但是未提供過程/工藝或示例的細(xì)節(jié)。雖然諸如在Yudovsky的‘563和Suntola等人的‘022專利中描述的系統(tǒng)可以避免脈沖氣體方法的一些固有困難，但是這些系統(tǒng)具有其他缺點。無論Yudovsky的‘563專利中的氣流傳送單元還是Suntola等人的‘022專利中的氣流陣列都不可以用于距離基體小于大約O. 5mm的較近區(qū)域內(nèi)。Yudovsky的‘563專利和Suntola等人的‘022專利中公開的氣流傳送設(shè)備都被設(shè)置成不能與移動織物表面一起使用，諸如可以用作形成例如電子電路、光敏元件或顯示器的柔性基體。Yudovsky的‘563專利中的氣流傳送單元和Suntola 等人的‘022專利中的氣流陣列的復(fù)雜布置/排列，其每個都提供氣流和真空，使得這些方案難于實施、大規(guī)模使用成本高，并且限制其在有限維度的移動基體上沉積應(yīng)用的潛在可用性。此外，非常難于在陣列中不同點的保持均勻真空并且難于在互補(bǔ)壓力下保持同步氣體流動，因此損害提供給基體表面的氣體流量的均勻性。Seliter的美國專利申請公開No. 2005/0084610公開了一種大氣壓原子層化學(xué)氣相沉積工藝/過程。Selitser指出反應(yīng)速率的顯著增加通過將工作壓力改變到大氣壓被獲得，其包括反應(yīng)物濃度的數(shù)量級增加，其中隨之增強(qiáng)表面反應(yīng)物率。Selitser的實施例包括用于工藝每個階段的分離腔室，然而美國專利公開No. 2005/0084610中的圖10示出其中腔室壁被移除的實施例。一系列分離注射器圍繞旋轉(zhuǎn)圓形基體保持器軌道間隔。每個注射器包括獨立操作的反應(yīng)物、清洗和排氣歧管，并且隨著其在工藝中通過那里控制和用作一個完整單分子層沉積和每個基體的反應(yīng)物清洗周期。雖然他們指出注射器的間隔被選擇成使得來自臨近注射器的交叉污染通過清洗氣流和合并到每個注射器的排氣歧管被阻止，但是 Selitser未描述氣體注射器或歧管的具體細(xì)節(jié)。用于相互反應(yīng)的ALD氣體的隔離的尤其有用方法是Levy的、2008年7月10公開的美國專利申請公開No. 2008/0166880中描述的氣體支承ALD裝置。該裝置的效率起因于在沉積頭和基體之間的間隙產(chǎn)生相對高壓的事實，其迫使氣體在限定明確的路徑中從源區(qū)域到排出區(qū)域，同時靠近經(jīng)歷沉積的基體。因為ALD沉積工藝適于用于各種工業(yè)的多種應(yīng)用中，所以持續(xù)努力改進(jìn)ALD沉積工藝、系統(tǒng)和裝置，尤其在統(tǒng)稱為空間依賴ALD的ALD區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于薄膜材料沉積的流體輸送系統(tǒng)包括流體分配歧管和基體傳輸機(jī)構(gòu)。流體分配歧管包括輸出面，其包括多個細(xì)長槽。流體分配歧管的輸出面被設(shè)置成與基體的第一表面相對以便細(xì)長槽面向基體的第一表面并且被設(shè)置成靠近基體的第一表面?；w傳輸機(jī)構(gòu)使得基體在一個方向移動并且包括柔性機(jī)構(gòu)，其在靠近流體分配歧管的輸出面的區(qū)域中接觸基體的第二表面。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在基體上沉積薄膜材料的方法包括提供基體；提供流體輸送裝置，該流體輸送裝置包括流體分配歧管，該流體分配歧管包括輸出面，該輸出面包括多個細(xì)長槽，流體分配歧管的輸出面被設(shè)置成與基體的第一表面相對以便細(xì)長槽面向基體的第一表面并且被設(shè)置成靠近基體的第一表面；和基體傳輸機(jī)構(gòu)，其使得基體在一個方向上移動，基體傳輸機(jī)構(gòu)包括柔性機(jī)構(gòu)，該柔性機(jī)構(gòu)在靠近流體分配歧管的輸出面的區(qū)域中接觸基體的第二表面；并且使得氣態(tài)材料從流體分配歧管的輸出面的多個細(xì)長槽流向基體。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，用于薄膜材料沉積的流體輸送系統(tǒng)包括流體分配歧管和基體傳輸機(jī)構(gòu)。流體分配歧管包括輸出面，該輸出面包括多個細(xì)長槽。流體分配歧管的輸出面被設(shè)置成與基體的第一表面相對以便細(xì)長槽面向基體的第一表面并且被設(shè)置成靠近基體的第一表面。基體傳輸機(jī)構(gòu)使得基體在一個方向上移動并且包括柔性機(jī)構(gòu)，該柔性機(jī)構(gòu)在靠近流體分配歧管的輸出面的區(qū)域中接觸基體的第二表面。柔性機(jī)構(gòu)還提供機(jī)械壓力到基體的第二表面。


在下面給出的對本發(fā)明的示例實施例的詳細(xì)描述中，參考了附圖，其中圖1A-1D示出包含起伏樣型(reliefpatterns)以形成微通道擴(kuò)散元件的板的組合件的概略描繪；
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圖2示出幾種示例性擴(kuò)散體起伏樣型和可變起伏樣型的可能性；圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于原子層沉積的輸送裝置的一個實施例的剖側(cè)視圖；圖4是示出提供給經(jīng)受薄膜沉積的基體的氣態(tài)材料的一個示例性布置的輸送裝 置的一個實施例的剖側(cè)視圖；圖5A和5B是示意性示出附隨沉積操作的輸送裝置的一個實施例的剖側(cè)視圖；圖6是根據(jù)一個實施例的沉積系統(tǒng)中的輸送裝置的透視分解圖，包括可選擴(kuò)散體 單元；圖7A是用于圖6的輸送裝置的連接板的透視圖；圖7B是用于圖6的輸送裝置的氣體腔室板的平面圖；圖7C是用于圖6的輸送裝置的氣體方向板的平面圖；圖7D是用于圖6的輸送裝置的基板的平面圖；圖8是由單件材料機(jī)加工成的輸送裝置的一個實施例的供應(yīng)部分的透視圖，其中 本發(fā)明的擴(kuò)散體元件可以直接附在其上；圖9是示出用于ー個實施例中的輸送裝置的兩板式擴(kuò)散體組合件的透視圖；圖IOA和IOB示出水平板擴(kuò)散體組合件的一個實施例中的兩個板中的ー個的平面 圖和透視首I]視圖；圖IlA和IlB示出水平板擴(kuò)散體組合件的相對圖9的另ー個板的平面圖和透視剖 視圖；圖12A和12B分別示出組裝的兩板式擴(kuò)散體組合件的剖視圖和放大剖視圖；圖13是根據(jù)使用垂直于所得到的輸出面板的一個實施例的沉積系統(tǒng)中的輸送裝 置的透視分解圖；圖14示出不包含用于垂直板取向設(shè)計的起伏樣型(reliefpattern)的間_板的 平面圖；圖15A-15C分別示出包含用于垂直板取向設(shè)計的起伏樣型的源板的平面圖、透視 圖和透視首I]視圖；圖16A-16C示出包含用于垂直板取向設(shè)計的粗糙起伏樣型的源板的平面圖、透視 圖和透視首I]視圖；圖17A和17B示出具有密封板的包含起伏的板，其具有偏轉(zhuǎn)以便阻止擴(kuò)散體退出 的氣體直接噴射到基體上；圖18示出一種組裝本發(fā)明輸送裝置的方法的流程圖；圖19是示出相關(guān)距離大小和力方向的輸送頭的側(cè)視圖；圖20是示出與基體傳輸系統(tǒng)一起使用的分配頭的透視圖；圖21是示出使用本發(fā)明輸送頭的沉積系統(tǒng)的透視圖；圖22是示出用于移動織物的沉積系統(tǒng)的ー個實施例的透視圖；圖23是示出用于移動織物的沉積系統(tǒng)的另一個實施例的透視圖；圖24是輸送頭與具有彎曲的輸出面的一個實施例的剖視側(cè)視圖；圖25是使用氣墊以分離輸送頭與基體的一個實施例的透視圖；圖26是示出包括供移動基體使用的氣流支承的沉積系統(tǒng)的ー個實施例的側(cè)視 圖27是根據(jù)一個實施例的氣體擴(kuò)散體單元的分解圖；圖28A是圖27的氣體擴(kuò)散體單元的噴嘴板的平面圖；圖28B是圖27的氣體擴(kuò)散體單元的氣體擴(kuò)散體板的平面圖；圖28C是圖27的氣體擴(kuò)散體單元的面板的平面圖；圖28D是在圖27的氣體擴(kuò)散體單元內(nèi)氣體混合的透視圖；圖28E是使用圖27的氣體擴(kuò)散體單元的氣體通風(fēng)路徑的透視圖；圖29A是組裝的兩板式擴(kuò)散體組合件的透視剖視圖；圖29B是組裝的兩板式擴(kuò)散體組合件的透視剖視圖；圖29C是組裝的兩板式氣態(tài)流體流動通道的透視剖視圖；圖30是組裝的兩板式擴(kuò)散體組合件的透視剖視分解圖，其示出一個或多于一個在其上可存在鏡表面拋光的位置；圖31A-31C是包括流體連通地連接到次流體源的主腔室的流體分配歧管的剖視
圖32A-32D是流體分配歧管的輸出面的示例實施例的示意頂視圖，其示出源槽和 排出槽結(jié)構(gòu)圖33A-33C是包括不是平坦面的輸出面的流體分配歧管的示例實施例的示意側(cè)
視圖；圖34是提供力到被涂敷的基體的兩側(cè)的流體輸送系統(tǒng)的示例實施例的示意側(cè)視35是根據(jù)本發(fā)明制作的包括氣體參數(shù)傳感能力流體輸送系統(tǒng)的示例實施例的
透視36是包括固定基體傳輸子系統(tǒng)的流體輸送系統(tǒng)的示例實施例的示意側(cè)視圖； 圖37是包括可移動基體傳輸子系統(tǒng)的流體輸送系統(tǒng)的示例實施例的示意側(cè)視圖38是包括具有非平面輪廓的基體傳輸子系統(tǒng)的流體輸送系統(tǒng)的示例實施例的示意側(cè)視圖。部件列表10輸送頭、流體分配歧管11流體分配歧管12輸出通道14、16、18氣體入口管道20 基體22排出通道24排氣口管道28a、28b、28c 氣體供給29a、29b氣體接收腔室30致動器32供給管道34 管道0099]36輸出面0100]38、40 開口0101]42第一面0102]44第二面0103]46傳感器0104]50腔室0105]52傳輸電機(jī)0106]54傳輸子系統(tǒng)0107]56控制邏輯處理器0108]60系統(tǒng)0109]62織物輸送器0110]64輸送頭傳輸0111]66織物基體0112]70系統(tǒng)0113]74基體支撐0114]90前體材料的引導(dǎo)通道0115]92清洗氣體的引導(dǎo)通道0116]96基體支撐0117]98氣體流支承0118]100連接板0119]102引導(dǎo)腔室0120]104輸入口0121]110氣體腔室板0122]112、113、115供給腔室0123]114、116排出腔室0124]120氣體方向板0125]122前體材料引導(dǎo)通道0126]123排出引導(dǎo)通道0127]130基板0128]132細(xì)長發(fā)射通道0129]134細(xì)長排出通道0130]140氣體擴(kuò)散體板組合件0131]142噴嘴板0132]143氣體管道0133]146氣體擴(kuò)散體板0134]147輸出通道0135]148輸出面板0136]149輸出通道0137]150輸送組合0138]154細(xì)長排出通道0139]170彈簧0140]180連續(xù)的第一排出槽0141]182槽0142]184排出槽0143]200平坦原型板0144]220包含起伏的原型板0145]230在其兩面包含起伏樣型的原型板0146]215、225、235、245組裝的板單元0147]250板的凸出平坦區(qū)域0148]255引導(dǎo)通道凹槽0149]260板上的擴(kuò)散體區(qū)域0150]265圓柱0151]270方柱0152]275任意形狀柱0153]300機(jī)加工塊0154]305機(jī)加工塊中的供給管道0155]310通道0156]315水平擴(kuò)散體組合件的第一板0157]318金屬結(jié)合劑0158]320水平擴(kuò)散體組合件的第二板0159]322流體流動方向0160]325水平板上的擴(kuò)散體區(qū)域0161]330氣體供給0162]335擴(kuò)散氣體0163]327鏡表面光潔度0164]328接觸區(qū)域0165]350豎直板組合件端板0166]360供給孔0167]365典型的板輪廓0168]370連接供給管道#2到輸出面的豎直板0169]375連接供給管道#5到輸出面的豎直板0170]380連接供給管道#4到輸出面的豎直板0171]385連接供給管道#10到輸出面的豎直板0172]390連接供給管道#7到輸出面的豎直板0173]395連接供給管道#8到輸出面的豎直板0174]405板上輸送通道的凹槽0175]410板上的擴(kuò)散體區(qū)域0176]420擴(kuò)散體離散通道中的凸出區(qū)域
430擴(kuò)散體離散通道中的槽
450雙面起伏板
455具有唇緣的密封板
460密封板上的唇緣
465擴(kuò)散體區(qū)域
500制作板的步驟
502應(yīng)用粘合材料到配合表面
504在對齊結(jié)構(gòu)上安裝板
506應(yīng)用壓力和熱量固化
508研磨和拋光活性表面
600清潔
610主腔室
612離散主腔室
620次流體源
622次腔室
624流體腔室
630輸送端口
640閥門
650中心線
660、670 厚度
680彎曲/曲率
690鑄模
700基體傳輸機(jī)構(gòu)
702基體支撐輥
704固定的柔性支撐
706可移動的柔性支撐
708支撐裝置
710支撐機(jī)構(gòu)
712裝置負(fù)載機(jī)構(gòu)
714支架
716正壓力
718負(fù)壓力
720表面
A箭頭
D距離
E排出板
F1、F2、F3、F4 氣流
I第三代惰性氣態(tài)材料
M第二反應(yīng)物氣態(tài)材料
O第一反應(yīng)物氣態(tài)材料P清洗板R反應(yīng)物板S 隔板X 箭頭L1、L2、L3 位置
具體實施例方式本描述具體針對形成根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一部分或更為直接地與設(shè)備合作的元件。將理解未具體示出或描述的元件可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種形式。在下面說明書和附圖中，相同參考號被用來指相同元件。本發(fā)明示例實施例被示意性圖示說明并且為了清楚不按比例。提供的附圖用來示出本發(fā)明的示例實施例的總體功能和結(jié)構(gòu)布置。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠容易地確定本發(fā)明的示例實施例的元件的具體尺寸和相互連接。對于下面描述，術(shù)語“氣體”或“氣態(tài)材料”從廣義上說包括一系列蒸發(fā)的或氣態(tài)元素、化合物或材料中的任何一種。此處使用的其他術(shù)語，諸如例如反應(yīng)物、前體、真空和惰性氣體，全部具有材料沉積領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的傳統(tǒng)意思。疊加具有其傳統(tǒng)意思，其中元件以下面方式鋪設(shè)在彼此上或彼此抵靠一個元件的部分與另一個元件的相應(yīng)部分對齊并且其周界/周長通常相符/ 一致。術(shù)語“上游”和“下游”具有涉及氣體流動方向的傳統(tǒng)意思。本發(fā)明具體用于一種ALD，通常稱為空間依賴ALD，其使用改進(jìn)分配裝置用于輸送氣態(tài)材料到基體表面，適于在較大和基于織物基體上沉積并且能夠以改進(jìn)的生產(chǎn)速度完成高均勻性的薄膜沉積。本發(fā)明的設(shè)備和方法使用連續(xù)的(與脈沖相反)氣態(tài)材料分配。本發(fā)明的設(shè)備允許以大氣壓或近大氣壓以及真空下操作，并且能夠在未密封或露天環(huán)境中操作。參考圖3，示出根據(jù)本發(fā)明用于將原子層沉積在基體20上的輸送頭10的一個實施例的剖視側(cè)視圖。這通常被稱為“浮動頭”設(shè)計，因為使用從輸送頭到基體的一種或多于一種氣體的流動產(chǎn)生的氣壓實現(xiàn)和保持輸送頭和基體的相對分離。該類型的輸送頭在Levy 的、2009年5月21日公開的、共通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請公開No. 2009/0130858A1中詳細(xì)描述。輸送頭10具有連接到管道14用于接收第一氣態(tài)材料的氣體入口、連接到管道16 用于接收第二氣態(tài)材料的氣體入口和連接到管道18用于接收第三氣態(tài)材料的氣體入口。 這些氣體通過輸出通道12排放在輸出面36上，輸出通道12具有隨后描述的結(jié)構(gòu)布置。圖 3和隨后圖4-5B中的虛線箭頭指氣體從輸送頭10輸送到基體20。在圖3中，虛線箭頭X 還指氣體排出路徑在該圖中示為向上方向)和排出通道22，其與連接到管道24的排氣口連通。為了簡化描述，氣體排出在圖4-5B中未指出。因為排出氣體仍可以包含大量未反應(yīng)的前體，所以不期望允許顯著包含一個反應(yīng)種的排氣流與顯著包含另一反應(yīng)種的排氣流混合。同樣地，意識到輸送頭10可以包括多個獨立排氣口。在一個實施例中，氣體入口管道14和16適于接收第一和第二氣體，其在基體表面上順序地反應(yīng)從而產(chǎn)生ALD沉積，并且氣體入口管道18接收清洗氣體，其相對于第一和第二氣體是惰性的。輸送頭10與基體20間隔距離D，基體20可以被提供在基體支撐上，如下面更詳細(xì)地描述。通過移動基體20或通過移動輸送頭10或通過移動基體20及輸送頭 10 二者，在基體20和輸送頭10之間提供往復(fù)運(yùn)動。在圖3所示的具體實施例中，基體20 通過橫跨輸出面36的基體支撐96以往復(fù)樣型被移動，如通過圖3中的箭頭A和基體20的左右的虛擬輪廓所示。應(yīng)該注意到往復(fù)運(yùn)動對于使用輸送頭10的薄膜沉積不總是必需的。 還可以在基體20和輸送頭10之間提供其他類型的相對運(yùn)動，諸如基體20或輸送頭10在一個或多于一個方向上的運(yùn)動，如在下面更詳細(xì)地描述。圖4的剖視圖示出輸送頭10的一部分輸出面36上噴射/發(fā)射的氣流(省略前面提到的排出路徑/排氣路徑)。在該具體布置中，每個輸出通道12與圖3中示出的氣體入口管道14、16或18中的一個氣態(tài)流動連通。每個輸出通道12通常輸送第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O、或第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M、或第三惰性氣態(tài)材料I。圖4示出氣體的相對基礎(chǔ)或簡單布置。多個非金屬沉積前體流(如材料O)或多個包含金屬的前體材料流(如材料M)可以在單個薄膜沉積(thin-film single deposition) 中以不同端口被順序輸送。當(dāng)使復(fù)合薄膜材料，例如，具有交替金屬層或具有較少量摻和在金屬氧化物材料中的摻雜劑時，可替換地，例如，反應(yīng)氣體混合物、金屬前體材料混合物或金屬和非金屬前體混合物可以被應(yīng)用于/施加于單個輸出通道。重要地，惰性氣體的標(biāo)簽為I的中間流，也稱為清洗氣體，分離在其中氣體可能相互反應(yīng)的任何反應(yīng)物通道。第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M相互反應(yīng)以產(chǎn)生ALD沉積，但是無論反應(yīng)物氣態(tài)材料O還是M都與惰性氣態(tài)材料I反應(yīng)。圖4中以及下面使用的術(shù)語提出典型類型的反應(yīng)氣體。例如，第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O可以是氧化氣體；第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M可以是包含金屬化合物，諸如包含鋅的材料。惰性氣體材料I可以是氮、氬、氦、或通常用作ALD系統(tǒng)中的清洗氣體的其他氣體。惰性氣體I相對于第一或第二反應(yīng)物氣態(tài)材料O和M是惰性的。第一和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料之間的反應(yīng)形成金屬氧化物或其他二元化合物，諸如在一個實施例中用于半導(dǎo)體的ZnO或ZnS。在多于兩種反應(yīng)物氣態(tài)材料之間的反應(yīng)可以形成三元化合物，例如ZnAlO0圖5A和5B的剖視圖以簡化示意形式示出當(dāng)輸送反應(yīng)氣態(tài)材料O和M時隨著基體 20沿輸送頭10的輸出面通過，執(zhí)行ALD涂敷操作。在圖5A中，基體20的表面首先接收從輸出通道12連續(xù)噴射的氧化材料，輸出通道12被分配用于輸送第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O?，F(xiàn)在基體的表面包含部分反應(yīng)形式的材料0，其易于與材料M反應(yīng)。然后，隨著基體20準(zhǔn)許第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M的金屬化合物通道接入，與M發(fā)生反應(yīng)，形成金屬氧化物或可以由兩種反應(yīng)物氣態(tài)材料形成的一些其他薄膜材料。不像傳統(tǒng)方案，圖5A和5B中所示的沉積順序在為給定基體或其特定區(qū)域沉積期間是連續(xù)的，而不是脈沖的。即，隨著基體20通過輸送頭10的表面，或相反地，隨著輸送頭10沿著基體20的表面通過，材料O和M被連續(xù)噴射。如圖5A和5B所示，惰性氣態(tài)材料I被提供在于第一和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料O和 M之間交替的輸出通道12中。注意，如圖3中所示，有排出通道22。僅具有小汲取(draw) 量的排出通道22需要排出從輸送頭10噴射并且用于處理的廢氣(spent gas)。在一個實施例中，如在待決的、共通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請公開No. 2009/0130858 中更詳細(xì)描述的，在基體20上提供氣壓以便間隔距離D至少部分通過施加的壓力保持。通過在輸出面36和基體20的表面之間保持一定量的氣壓,本發(fā)明的設(shè)備可以為輸送頭10自身或可替換地為基體20提供至少一部分空氣支承，或更合適的氣流支承。該布置幫助為輸送頭10簡化傳輸機(jī)構(gòu)。允許輸送裝置接近基體以便其由氣壓支持的效果幫助提供氣流之間的隔離。通過允許頭在這些流中浮動，壓力場被設(shè)置在反應(yīng)和清洗流區(qū)域，使得氣體從入口被引導(dǎo)到排出口，并且與其他氣流少量混合或不混合。在一個此種實施例中，因為間隔距離相對小，即使距離D中的微小變化(例如即使100微米)可能需要提供間隔距離D的流速以及因此氣壓中的顯著變化。例如，在一個實施例中，加倍間隔距離D，包括小于Imm的變化，可能需要多于加倍，優(yōu)選多于四倍，提供間隔距離D的氣體流速?？商鎿Q地，盡管空氣支承效果可以用于至少部分分離輸送頭10與基體20的表面，但是本發(fā)明的設(shè)備可以用于從輸送頭10的輸出表面36提升或浮起基體20。然而，本發(fā)明不需要浮動頭系統(tǒng)，并且輸送裝置和基體可以如在傳統(tǒng)系統(tǒng)中在固定距離D處。例如，輸送裝置和基體可以相互間隔距離被機(jī)械固定，其中響應(yīng)于流速的變化該頭關(guān)于基體不豎直移動，并且其中基體在豎直固定基體支撐上?？商鎿Q地，可以使用其他類型的基體保持器，包括，例如壓盤。在本發(fā)明的一個實施例中，輸送裝置具有為在基體上薄膜材料沉積提供氣態(tài)材料的輸出面。輸送裝置包括多個入口，例如能夠分別接收第一、第二和第三氣態(tài)材料的共同來源的至少第一、第二和第三入口。輸送頭還包括第一多個細(xì)長發(fā)射通道/噴射通道 (emissive channel)、第二多個細(xì)長發(fā)射通道和第三多個細(xì)長發(fā)射通道，第一、第二和第三多個細(xì)長發(fā)射通道中的每一個允許與相應(yīng)第一、第二和第三入口中的一個氣態(tài)流體連通。 輸送裝置被形成為多個有孔板，其設(shè)置成基本與輸出面平行，并且疊加成限定互連供給室和引導(dǎo)通道的網(wǎng)絡(luò)，該通道用于從其相應(yīng)入口路由第一、第二和第三氣態(tài)材料中的每一個到其相應(yīng)多個細(xì)長發(fā)射通道。第一、第二和第三多個細(xì)長發(fā)射通道中的每一個在長度方向上延伸并且基本平行。每個第一細(xì)長發(fā)射通道在其每個細(xì)長側(cè)上與最近的第二細(xì)長發(fā)射通道由第三細(xì)長發(fā)射通道分離。每個第一細(xì)長發(fā)射通道和每個第二細(xì)長發(fā)射通道位于第三細(xì)長發(fā)射通道之間。至少一個多個第一、第二和第三多個細(xì)長發(fā)射通道中的每個細(xì)長發(fā)射通道能夠分別引導(dǎo)第一、第二和第三氣態(tài)材料中的至少一個的流與輸送裝置的輸出面基本正交。氣態(tài)材料流能夠被從所述至少一個多個中的細(xì)長發(fā)射通道中的每個被直接或間接提供成基本正交于基體的表面。圖6的分解視圖示出，對于一個此類實施例中的小部分整體組合件(assembly), 輸送頭10如何由一組開孔板構(gòu)成，并且示出只用于氣體中的一種的一部分的示例性氣體流動路徑。輸送頭10的連接板具有連接到氣體源的一系列輸入口 104，氣體源在輸送頭10 的上游并且在圖6中未示出。每個輸入口 104與引導(dǎo)室102連通，引導(dǎo)室102引導(dǎo)接收的氣體順流到氣體室板110。氣體室板110具有供給室112，其與氣體方向板/氣體引導(dǎo)板120 上的各引導(dǎo)通道122氣體流通。從引導(dǎo)通道122，氣流前進(jìn)到基板130上的具體細(xì)長排出通道134。氣體擴(kuò)散體單元140在其輸出面36上提供輸入氣體的擴(kuò)散體和最終輸送。擴(kuò)散體系統(tǒng)對于上述浮動頭系統(tǒng)尤其有利，因為其能夠在輸送裝置內(nèi)提供背壓，其有助于頭的浮動。示例性氣流Fl通過輸送頭10的組件組合件中的每一個。如圖6的示例中所示，輸送頭10的輸送組合件150被形成為疊加的有孔板的布
16置連接板100、氣體室板110、氣體方向板/氣體引導(dǎo)板120和基板130。這些板被設(shè)置成在該“水平”實施例中基本平行于輸出面36。氣體擴(kuò)散體單元140由疊加的有孔板形成，如隨后所述。能夠理解圖6中所示的任何板可以由一堆疊加板制成。例如，有利的是由適于耦合在一起的四個或五個堆疊的有孔板形成連接板100。該類型的布置可以比形成引導(dǎo)室102和輸入口 104的機(jī)加工和模鑄
方法更簡單。 圖7A-7D示出每個主要組件，其能夠組合在一起形成圖6的實施例中的輸送頭10。 圖7A是連接板100的透視圖，其示出多個引導(dǎo)室102和輸入口 104。圖7B是氣體室板110 的平面圖。在一個實施例中，供給室113被用于為輸送頭10提供清洗氣體或惰性氣體(包括在穩(wěn)態(tài)操作期間在相同分子種類之間的分子基上的混合)。在一個實施例中，供給室115 提供前體氣體(O)的混合；排氣室116提供該反應(yīng)氣體的排出路徑。類似的，供給室112提供其他需要的反應(yīng)氣體、第二反應(yīng)物氣態(tài)材料(M);排氣室114提供該氣體的排出路徑。圖7C是該實施例中輸送頭10的氣體引導(dǎo)板/氣體方向板120的平面圖。提供第二反應(yīng)物氣態(tài)材料(M)的多個引導(dǎo)通道122被設(shè)置成連接合適供給室112 (在該視圖中未示出)與基板130的樣型(pattern)。相應(yīng)排出引導(dǎo)通道123被設(shè)置在引導(dǎo)通道122附近。 引導(dǎo)通道90提供第一反應(yīng)物氣態(tài)材料(O)。引導(dǎo)通道92提供清洗氣體(I)。圖7D是示出由水平板形成的基板130的平面圖。可選地，基板130可以包括輸入口 104 (在圖7D中未示出)。圖7D的平面圖示出基板130的從輸出側(cè)觀看的外表面并且具有細(xì)長發(fā)射通道132和細(xì)長排出通道134。參考圖6，圖7D的視圖采自面向氣體擴(kuò)散體單元140的一側(cè)。此外，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)圖6和圖7A-7D示出一個說明性實施例；許多其他實施例也是可能的。圖27的分解圖示出用于形成可選氣體擴(kuò)散體單元140的一個實施例的組件的基礎(chǔ)布置，如用于圖6的實施例中和下面所述的其他實施例中。這些包括噴嘴板142，如圖28A 的平面圖所示。如圖6、27和28A的圖中所示，噴嘴板142安裝在基板130并且獲得其來自細(xì)長發(fā)射通道132的氣流。在所示實施例中，氣體管道143提供需要的氣態(tài)材料。順序的第一排出槽180被提供在排出路徑中，如隨后所述。參考圖28B，氣體擴(kuò)散體板146被安裝在噴嘴板142，氣體擴(kuò)散體板146與板142 和148 (在圖27中示出)合作擴(kuò)散。噴嘴板142、氣體擴(kuò)散體板146和輸出面板148上的各種通道的布置被最優(yōu)化以提供所需量的氣流擴(kuò)散體，并且同時有效地引導(dǎo)排氣離開基體20 的表面區(qū)域。槽182提供排氣口。在所示實施例中，形成輸出通道147和排出槽182的氣體供給槽在氣體擴(kuò)散體板146中交替。如圖28C中所示，輸出面板148面向基體20。在該實施例中，提供氣體和排出槽 184的輸出通道149再次交替。輸出通道149通常稱為細(xì)長發(fā)射槽，因為當(dāng)包括擴(kuò)散體單元 140時它們用作輸出頭10的輸出通道12。圖28D關(guān)注通過氣體擴(kuò)散體單元140的輸送路徑，圖28E以相應(yīng)方式示出氣體排出路徑。參考圖28D，為一組代表性氣體端口，示出一個實施例中用于輸出流F2的反應(yīng)氣體的徹底擴(kuò)散體的整體布置。來自基板130(圖6)的氣體被提供通過噴嘴板142上的氣體管道143。氣體順游到氣體擴(kuò)散體板146上輸出通道147。如圖28D中所示，在一個實施例中的管道143和通道147之間可以有豎直偏移(S卩，使用圖27中所示的水平板布置，豎直是垂直于水平板平面)，幫助產(chǎn)生背壓并因此有助于更均勻流。氣體然后進(jìn)一步順游到輸出面板148上的輸出通道149，以提供輸出通道12。管道143和輸出通道147和149不僅可以空間偏移，而且具有不同幾何形狀以最優(yōu)化混合。在沒有可選擴(kuò)散體單元的情況下，基板中的細(xì)長發(fā)射通道132可以用作輸送頭10 的輸出通道12，代替輸出通道149。通道149通常稱為細(xì)長發(fā)射槽，因為當(dāng)包括擴(kuò)散體單元 140時它們用作輸送頭10的輸出通道12。圖28E象征性地追蹤相似實施例中的排放氣體的排出路徑，其中下游方向與提供氣體的方向相反。流F3指示排放氣體順序分別通過第三、第二和第一排出槽184、182和 180的路徑。不像用于氣體供給的流F2的更迂曲混合路徑，圖28E中所示的排放布置用于快速將廢氣從基體移除。因此，流F3是相對直地引導(dǎo)排放氣體離開基體表面。重新參考圖6，示為連接板100、氣體室板110、氣體引導(dǎo)板120和基板130的組件的組合可以被分組以提供輸送組合件150?？商鎿Q實施例對于輸送組合件150是可能的，包括下面所述的由豎直有孔板而不是水平有孔板形成的、使用圖6的坐標(biāo)布置和視圖的實施例。圖6的實施例的輸送頭的元件由多個疊加板組成以便實現(xiàn)所需氣體流動路徑以將正確位置的氣體輸送到擴(kuò)散體。該方法是有用的，因為非常復(fù)雜的內(nèi)部路徑可以通過有孔板的簡單疊加產(chǎn)生?？商鎿Q地，能夠使用當(dāng)前機(jī)加工或快速原型方法機(jī)加工單塊材料以包含足夠的內(nèi)部路徑與擴(kuò)散體接口。例如，圖8示出單塊機(jī)加工塊300的實施例。在該塊中，供給管道305通過鉆通穿過塊的通道形成。這些線可以從所述的兩端離開或在一端戴帽或密封。在操作中，這些通道可以通過兩端給料或作為安裝在總系統(tǒng)上的隨后塊的進(jìn)料槽。從這些供給管道，小通道310延伸到擴(kuò)散體板組合件140以便供給通向細(xì)長輸出面開口的各種通道。期望在輸送頭的其他區(qū)域產(chǎn)生可控背壓。參考圖1A，如果兩個完全平的平板200 被組裝在一起，這些板將相互密封以形成組裝板單元215。如果嘗試沿垂直于圖的方向流動氣體，則組裝板單元215將不允許氣體通過?？商鎿Q地，兩個板中的一個或兩個都可以具有帶有小或微小高度變化的區(qū)域，其中最大高度與板的主要高度或初始高度齊平。高度變化區(qū)域可以被稱為起伏樣型(relief pattern)。當(dāng)使用帶有起伏樣型的板制成板組合件時,形成微通道,其產(chǎn)生流動限制,而從幫助在輸送頭的其他區(qū)域產(chǎn)生受控背壓。例如，在圖IB中，單個平板200可以與在其一部分表面包含起伏樣型的板220配對。當(dāng)這兩個板組合以形成組裝板單元225時，限制性開口通過板接觸形成。圖IC和ID 分別示出包含起伏樣型200的兩個板或在其兩面具有起伏樣型的板230，并且組裝以產(chǎn)生各種擴(kuò)散體樣型，諸如組裝板單元235和245。寬泛地描述，起伏樣型包括當(dāng)組裝時可以提供期望流動限制的任何結(jié)構(gòu)。一個示例包括簡單粗加工板的選擇區(qū)域。這些能夠通過非直接的粗加工方法產(chǎn)生，諸如砂紙打磨、 噴砂或被設(shè)計產(chǎn)生粗加工的蝕刻工藝?？商鎿Q地，微通道的區(qū)域可以通過產(chǎn)生明確限定或預(yù)限定的特征的工藝產(chǎn)生。諸如工藝包括通過模壓或沖壓的成型(patterning)。成型的優(yōu)選方法包括部件的光刻,在其中光致抗蝕劑樣型可以被應(yīng)用并且然后蝕刻不存在光致抗蝕劑的區(qū)域的金屬。該工藝可以16/34 頁
在單個部件上多次執(zhí)行以便提供不同深度的樣型以及單一化(singulate)較大金屬片的該部件。該部件也可以通過在基體上沉積材料制成。在此類合成物中，起初平基體板可以由任何合適材料制成。然后樣型可以通過材料的成型沉積被建立在該板上。材料沉積可以使用光成型被執(zhí)行，諸如通過應(yīng)用如光致抗蝕劑的光敏感材料的均勻涂敷并且然后基于研究方法使用光成型該材料。用于起伏(relief)的材料還可以通過附加的印刷方法被應(yīng)用， 諸如噴墨印刷、凹版印刷或絲網(wǎng)印刷。也可以實現(xiàn)部件的直接模鑄。該技術(shù)尤其適用于聚合材料，其中期望板的模鑄可以被執(zhí)行并且然后使用任何用于聚合物模鑄的熟知方法制造部件。一般地，板是基本平的結(jié)構(gòu)，其厚度在約O. 001英寸-O. 5英寸變化，并且在板的一面或兩面存在起伏樣型。當(dāng)起伏樣型(或多個樣型)形成一個通道(或多個通道)時，通道應(yīng)該具有用于流動的開放截面(open cross-section),其非常小以便產(chǎn)生流動限制,從而在線性區(qū)域提供均勻流動背壓，以便適于擴(kuò)散氣流。為了提供合適背壓，用于流動的開放截面一般包括小于100，000 μ m2的開口，優(yōu)選小于10，000 μ m2的開口。圖2示出典型的板結(jié)構(gòu)的透視圖，以及如圖所示的軸線方向。金屬板表面在Z方向上具有最高區(qū)域250。在氣體從擴(kuò)散體排出的情況下，氣體將以某種方式到達(dá)相對深的凹槽255，其允許氣體在沿y方向通過擴(kuò)散體區(qū)域260之前沿x方向橫向流動。為了舉例，在擴(kuò)散體區(qū)域260中示出多個不同樣型，包括圓柱265、正方形柱270和任意形狀275。部件 265,270或275在z方向上的高度一般應(yīng)該是使得其頂表面與板表面250的相對平坦區(qū)域的高度相同，從而當(dāng)平板疊加在圖2的板上時，在柱結(jié)構(gòu)的頂部形成接觸，其迫使氣體僅在柱結(jié)構(gòu)之間留下的區(qū)域移動。樣型265、270和275是示例性的并且可以選擇任何能夠提供所需背壓的合適樣型。圖2示出單個板結(jié)構(gòu)上的多個不同擴(kuò)散體樣型?？梢云谕趩蝹€擴(kuò)散體通道上具有多個不同結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生特定氣體排出樣型?？商鎿Q地，可以期望僅具有單個樣型，如果這樣可以產(chǎn)生期望的均勻流動。此外，可以使用單個樣型，其中部件的尺寸和密度根據(jù)在擴(kuò)散體組合件中的位置變化。圖9-12B詳示水平設(shè)置的氣體擴(kuò)散體板組合件140的結(jié)構(gòu)。擴(kuò)散體板組合件140 優(yōu)選由圖9中的透視分解圖中所示的兩個板315和320組成。該組合件的頂板315在圖 IOA(平面圖)和IOB(透視圖)被更詳細(xì)示出。該透視圖取自虛線10B-10B的截面。示出擴(kuò)散體樣型325的區(qū)域。該組合件的底板320在圖IlA(平面圖)和IlB(透視圖)被更詳細(xì)示出。該透視圖取自虛線11B-11B的截面。這些板的組合操作在圖12A和12B中示出，圖12A和12B分別示出組裝結(jié)構(gòu)和放大的一個通道。在組裝的板結(jié)構(gòu)中，氣體供給330進(jìn)入板，并且由于板315和板320的組裝被迫使流過現(xiàn)在由細(xì)通道組成的擴(kuò)散體區(qū)域325。在通過擴(kuò)散體后，擴(kuò)散體的氣體335流出輸出面。重新參考圖6，示為連接板100、氣體室板110、氣體方向板120和基板130的組件的組合可以被分組以提供輸送組合件150?？商鎿Q實施例對于輸送組合件150是可能的，包括由使用圖6的坐標(biāo)布置的豎直有孔板而不是水平有孔板形成的實施例。參考圖13，其示出仰視圖(即從氣體發(fā)射側(cè)觀看的)的可替換實施例。此可替換
19布置可以用于輸送組合件，其使用垂直于輸送頭的輸出面的一堆疊加的有孔板。圖14示出沒有擴(kuò)散體區(qū)域的典型的板輪廓365。當(dāng)一系列板被疊加時，供給孔360 形成供給通道。重新參考圖13，兩個可選端板350位于該結(jié)構(gòu)的端部。該示例性結(jié)構(gòu)的具體元件是板370，其通過擴(kuò)散體連接供給管道#2到輸出面；板375，其通過擴(kuò)散體連接供給管道 #5到輸出面；板380，其通過擴(kuò)散體連接供給管道#4到輸出面；板385，其通過擴(kuò)散體連接供給管道#10到輸出面；板390，其通過擴(kuò)散體連接供給管道#7到輸出面；和板395，其通過擴(kuò)散體連接供給管道#8到輸出面。應(yīng)該理解通過改變板類型和其在序列中的順序，可以實現(xiàn)輸入通道到輸出面位置的任何組合和順序。在圖13的具體實施例中，板僅在單面具有蝕刻的樣型，并且背面(看不見)是平滑的，除了供給管道和組合件需要的或緊固需要的孔外(螺孔、對齊孔)?？紤]序列中的任何兩個板，在z方向上的下一個板的背部既用作對前板的平坦密封板，并且在其沿Z方向朝前的一面，用作輸出面中的下一個細(xì)長開口的通道和擴(kuò)散體。可替換地，能夠具有在其兩面都蝕刻有樣型的板，并且然后使用其之間的平坦間隔板以提供密封機(jī)構(gòu)。圖15A-15C示出用于豎直板組合件中的典型板的詳細(xì)視圖，在該情況下，板將第8 個供給孔連接到輸出面擴(kuò)散體區(qū)域，圖15A示出平面圖，圖15B示出透視圖，圖15C示出在圖15B的虛線15C-15C截取的透視截面圖。在圖15C中，放大的板示出輸送通道405，其從指定供給管道360獲得氣體并且將其供給擴(kuò)散體區(qū)域410，該擴(kuò)散體區(qū)域410具有上述起伏樣型(未示出)，例如，先前圖2中所述的。圖16A-16C示出具有擴(kuò)散體通道的可替換類型板。在該實施例中，板通過離散擴(kuò)散體樣型將第5供給通道連接到輸出區(qū)域，該離散擴(kuò)散體樣型主要由具有離散凹槽430的凸起區(qū)域420構(gòu)成，該凸起區(qū)域形成起伏樣型，通過其氣體可以通過組裝結(jié)構(gòu)。在該情形下，當(dāng)板組裝成面向另一個平板并且氣體應(yīng)該流過離散凹槽時，凸起區(qū)域420阻擋流動；其中所述凹槽以下面方式被成型，即擴(kuò)散體通道的各入口區(qū)不互連。在另一個實施例中，流動路徑的基本連續(xù)網(wǎng)絡(luò)被形成在如圖2所示的擴(kuò)散體通道260中，在其中柱或其他突出或微小阻擋區(qū)分離允許氣態(tài)材料流動的微通道。用于該擴(kuò)散體的ALD沉積設(shè)備包括輸出面上的鄰近細(xì)長開口，一些開口提供氣體到輸出面而其它開口收回氣體。擴(kuò)散體在兩個方向上工作，差異是氣體被迫使到輸出面還是從輸出面收集。擴(kuò)散體通道的輸出可以在視線中與輸出面的平面接觸。可替換地，需要進(jìn)一步擴(kuò)散體從擴(kuò)散體排出的氣體，該擴(kuò)散體通過密封板與具有起伏樣型的板接觸產(chǎn)生。圖17A和 17B示出這樣的設(shè)計，其中包含起伏樣型的板450與密封板455接觸，密封板455具有額外部件460，其使得擴(kuò)散體區(qū)域465排出的氣體在到達(dá)輸出面36之前偏轉(zhuǎn)。返回到圖13，組合件350示出隨機(jī)順序的板。為了簡單，字母名稱可以被指定給每種類型的有孔板清洗P，反應(yīng)物R和排出E。用于提供兩種反應(yīng)氣體以及所需清洗氣體的最小輸送組合件350和用于典型的ALD沉積的排出通道可以使用全縮寫序列表示=P-El-R 1-E1-P-E2-R2-E2-P-E1-R1-E1-P-E2-R2-E2-P-E1-R1-E1-P，其中對于所用的兩種不同反應(yīng)物氣體，Rl和R2表示不同取向的反應(yīng)物板，并且El和E2相應(yīng)表示不同取向的排出板。現(xiàn)在重新參考圖3，細(xì)長排出通道154不需要是傳統(tǒng)意義上的真空端口，但是可以被簡單提供為從其相應(yīng)輸出通道12抽吸氣流，因此促進(jìn)通道內(nèi)的均勻流動樣型。僅稍微小于相鄰細(xì)長發(fā)射通道的氣壓的負(fù)壓抽吸(negative draw)，可以幫助促進(jìn)有序流動。負(fù)壓抽吸例如能夠以在O. 2和I. O大氣壓之間的源(例如，真空泵)下的抽吸壓力操作，然而，典型真空例如小于O. I大氣壓。使用輸送頭10提供的流動樣型與傳統(tǒng)方法相比可以提供許多優(yōu)點，傳統(tǒng)方法諸如先前在背景技術(shù)部分提到的那些方法，其單獨地脈沖氣體到沉積室。沉積設(shè)備的移動性被改進(jìn)，并且本發(fā)明的設(shè)備適于大量沉積應(yīng)用，其中基體尺寸大于沉積頭的尺寸。與先前方法相比，流態(tài)flow dynamic)也被改進(jìn)。用于本發(fā)明的流布置(flow arrangement)允許輸送頭10和基體20之間非常小的距離D，如圖3中所示，優(yōu)選小于1mm。輸出面36可以設(shè)置成距離基體表面非常近，在約 I密爾(大約O. 025mm)內(nèi)。通過比較,先前的方法,諸如先前引用的Yudovsky的美國專利 No. 6821563中描述的，到基體表面的距離被限制為O. 5mm或稍大距離，然而本發(fā)明的實施例可以被實踐為小于O. 5mm,例如小于O. 45mm。實際上,在本發(fā)明中優(yōu)選設(shè)置輸送頭10距離基體表面較近。在具體優(yōu)選實施例中，到基體表面的距離D可以是O. 20mm或更小，優(yōu)選小于100 μ m。在一個實施例中，本發(fā)明的輸送頭10通過使用浮動系統(tǒng)可以在其輸出面36和基體20的表面之間被保持合適的分離距離D(圖3)。從一個或多于一個輸出通道12噴射/發(fā)射(emitted)的氣體的壓力產(chǎn)生力。為了為影響輸送頭10的該力提供有用緩沖或“氣體”支承(氣流支承)，應(yīng)該有足夠著陸面積/著陸區(qū)(landing area)，即沿著輸出面36的實表面面積可以近距離接觸基體。著陸面積的百分比對應(yīng)于輸出面36允許在其下面積累氣壓的實面積的相對量。簡單地說，著陸面積可以被計算為輸出面36的總面積減去輸出通道12和排出通道22的總表面面積。這意味著包括具有寬度wl的輸出通道12或具有寬度w2的排出通道22的氣流面積(gas flow area)的總表面面積應(yīng)該被盡可能地最大化。在一個實施例中提供95%的著陸面積。其他實施例可以使用較小值的著陸面積，諸如85%或75%。也可以調(diào)整氣體流速以便改變分離或緩沖力并因此改變距離D。應(yīng)該理解提供氣流支承具有許多優(yōu)點，使得輸送頭10基本保持在基體20上的距離D處。這基本允許使用任何合適類型的傳輸機(jī)構(gòu)的輸送頭10的無摩擦運(yùn)動。隨著其在材料沉積期間被來回引導(dǎo)，掃過基體20的表面，輸送頭10然后可以在基體表面上方“盤旋”。沉積頭包括在過程中組裝的一系列板。該板可以被水平放置、豎直放置或其組合放置。圖18示出組裝過程的一個示例?；旧系?，為在基體上沉積薄膜材料組裝輸送頭的過程包括制作一系列板(圖18的步驟500)，其至少一部分包含形成擴(kuò)散體元件的起伏樣型，并且將板依次相互附連以便形成連接到一個或多于一個擴(kuò)散體元件的供給管道的網(wǎng)絡(luò)。此種過程可選地包括放置不包含起伏樣型的間隔板，該間隔板設(shè)置在至少一對每個都包含起伏樣型的板之間。在一個實施例中，組裝順序產(chǎn)生多個流動路徑，其中輸出面中的第一氣態(tài)材料的多個細(xì)長輸出開口中的每一個與輸出面中的第二氣態(tài)材料的多個細(xì)長輸出開口中的至少一個通過輸出面中的第三氣態(tài)材料的多個細(xì)長輸出開口中的每一個分開。在另一個實施例中，組裝順序產(chǎn)生多個流動路徑，其中輸出面中的第一氣態(tài)材料的多個細(xì)長輸出開口中的每一個與輸出面中的第二氣態(tài)材料的多個細(xì)長輸出開口中的至少一個通過輸出面中至少一個細(xì)長排出開口分開，其中細(xì)長排出開口被連接到排氣口以便在沉積期間將氣態(tài)材料從輸出面的區(qū)域抽吸出。板首先可以通過合適手段制造，包括但不限于沖壓、模鑄、蝕刻、光刻或磨制。密封劑或粘合劑材料可以被應(yīng)用到板的表面以便將其附連在一起(圖18的步驟 502)。因為這些板包含精細(xì)成型區(qū)域，所以非常重要的是粘合劑應(yīng)用在組裝期間不能施加過量的粘合劑，過量的粘合劑將阻塞頭的重要區(qū)域?？商鎿Q地，粘合劑可以以成型形式被應(yīng)用以便不干擾內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要區(qū)域，同時仍能提供足夠的粘附以允許機(jī)械穩(wěn)定性。粘合劑也可以是一個處理步驟中的副產(chǎn)品，諸如蝕刻步驟后在板表面上的剩余光致抗蝕劑。粘合劑或密封劑可以選自多種已知材料其分類為諸如環(huán)氧基粘合劑、硅基粘合劑、丙烯酸基粘合劑或油脂。成型的板可以被布置成合適順序以產(chǎn)生入口與輸出面細(xì)長開口的期望關(guān)聯(lián)。板一般被組裝在某種對齊結(jié)構(gòu)上(步驟504)。該對齊結(jié)構(gòu)可以是任何受控表面或抵靠設(shè)置有板的一些表面的一組表面，以便組裝的板已經(jīng)處于良好對齊的狀態(tài)。優(yōu)選的對齊結(jié)構(gòu)是具有帶有對齊銷的基礎(chǔ)部分，其中銷是用來接合所有板上的特殊位置存在的孔。優(yōu)選有兩個對齊銷。優(yōu)選這些對齊孔中的一個是圓形的而另一個是槽，以便在組裝期間不過分限制部件。一旦所有部件和其粘合劑被組裝在對齊結(jié)構(gòu)上，壓力板被應(yīng)用到該結(jié)構(gòu)并且壓力和/或熱被施加以固化該結(jié)構(gòu)(步驟506)。盡管從上述銷的對齊已經(jīng)提供結(jié)構(gòu)的良好對齊，但是在板的制造過程中的振動可能導(dǎo)致輸出面表面對于適當(dāng)應(yīng)用不足夠平坦。在此情況下，有用的是作為完整單元研磨和拋光輸出面從而獲得期望的表面光潔度(步驟508)。最后，可以期望清潔步驟以便允許在不導(dǎo)致污染的情況下進(jìn)行沉積頭的操作(步驟600)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的，如此處描述的流擴(kuò)散體可以用于各種裝置以將氣態(tài)流體分配到基體上。典型地,流擴(kuò)散體包括第一板和第二板，第一板和第二板中的至少一個包括起伏樣型部分。第一板和第二板被組裝以形成細(xì)長輸出開口，其具有通過起伏樣型部分限定的流擴(kuò)散部分，其中流擴(kuò)散部分能夠擴(kuò)散氣態(tài)(或液態(tài))材料流。氣態(tài)(或液態(tài)) 材料流的擴(kuò)散通過使氣態(tài)(或液態(tài))材料通過由起伏樣型部分限定的流擴(kuò)散部分完成，起伏樣型部分通過組裝第一板和第二板形成。起伏樣型部分一般位于面板之間并且連接氣態(tài) (或液態(tài))材料流的細(xì)長入口和細(xì)長出口或輸出開口。盡管使用堆疊有孔板的方法是構(gòu)建輸送頭的尤其有用的方式，但是有許多其他構(gòu)建此種結(jié)構(gòu)的方法，其可以用于替換實施例。例如，設(shè)備可以通過直接機(jī)加工金屬塊或粘結(jié)在一起的多個金屬塊被構(gòu)建。此外，包括內(nèi)部模鑄特征的模鑄技術(shù)可以被使用，并且將被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解。設(shè)備還可以使用許多立體光刻技術(shù)中的任何一種被構(gòu)建。本發(fā)明的輸送頭10提供的一個優(yōu)點是在其輸出面36和基體20的表面之間保持合適分離距離D (圖3中所示)。圖19示出使用從輸送頭10噴射的氣流的壓力保持距離D 的一些重要考慮。
在圖19中，示出多個代表性輸出通道12和排出通道22。從一個或多于一個輸出通道12中噴射的氣體的壓力產(chǎn)生力，如該圖中向下箭頭指示的。為了為影響輸送頭10的該力提供有用緩沖或“氣體”支承(氣流支承)，應(yīng)該有足夠著陸面積，即沿著輸出面36的可以近距離接觸基體的實表面面積。著陸面積的百分比對應(yīng)于輸出面36允許在其下建立氣壓的實面積的相對量。簡單地說，著陸面積可以被計算為輸出面36的總面積減去輸出通道12和排出通道22的總表面面積。這意味著包括具有寬度wl的輸出通道12或具有寬度 w2的排出通道22的氣流面積的總表面面積應(yīng)該被盡可能地最大化。在一個實施例中提供 95%的著陸面積。其他實施例可以使用較小值的著陸面積，諸如85%或75%。也可以調(diào)整氣體流速以便改變分離或緩沖力并因此改變距離D。應(yīng)該理解提供氣流支承具有許多優(yōu)點，使得輸送頭10基本保持在基體20上的距離D處。這基本允許使用任何合適類型的傳輸機(jī)構(gòu)的輸送頭10的無摩擦運(yùn)動。隨著其在材料沉積期間被來回引導(dǎo)，掃過基體20的表面，輸送頭10然后可以在基體表面上方“盤旋”。如圖19中所示，輸送頭10可能非常重，使得向下氣體力不足以保持所需分離。在此情形下，輔助提升組件，諸如彈簧170、磁體或其他裝置，可以用來增補(bǔ)提升力。在其他情形下，氣流可能非常強(qiáng)足以導(dǎo)致相反的問題，除非施加額外力，否則將使得輸送頭10可能被迫偏離基體20的表面非常大的距離。在此情形下，彈簧170可以是壓縮彈簧，以提供額外所需的力從而保持距離D (關(guān)于圖19的布置向下)?？商鎿Q地，彈簧170可以是磁體彈性彈簧，或一些增補(bǔ)向下力的其他裝置?？商鎿Q地，輸送頭10可以關(guān)于基體20以一些其他取向設(shè)置。例如，基體20可以通過克服重力的空氣支承效應(yīng)被支持，以便基體20在沉積期間可以沿著輸送頭10移動。 圖25示出一個使用空氣效應(yīng)在基體20上沉積的實施例，其中基體20在輸送頭10上方被緩沖?；w20沿輸送頭10的輸出面36的移動是在沿著所示雙箭頭的方向上。圖26的可替換實施例示出基體支撐74上的基體20,諸如織物支架(web support) 或輥，其沿方向K在輸送頭10和氣流支承98之間移動。在該實施例中，輸送頭10具有空氣支承，或更合適的，具有氣流支承效應(yīng)并且與氣流支承98合作以便在輸出面36和基體20 之間保持期望的距離D。氣流支承98可以使用惰性氣體、或空氣、或一些其他氣態(tài)材料的流F4引導(dǎo)壓力。注意到，在本沉積系統(tǒng)中，基體支撐或保持器可以是輸送基體的裝置，例如輥。因此，隨著其被處理，基體的熱絕緣在本系統(tǒng)中是不需要的。如參考圖5A和5B具體描述地，輸送頭10包括相對基體20的表面的移動，以便執(zhí)行其沉積功能。該相對移動可以以多種方式獲得，包括輸送頭10和基體20中的一個或兩個的移動，諸如通過提供支持的設(shè)備的移動。移動可以是振蕩或往復(fù)移動或可以是連續(xù)移動，其取決于需要多少沉積循環(huán)。也可以旋轉(zhuǎn)基體，尤其是在分批過程中，盡管優(yōu)選連續(xù)過程。致動器可以被耦合到輸送頭的主體，諸如機(jī)械連接。一種交替力，諸如改變磁力場，可以被交替地使用。典型地，ALD包括多個沉積循環(huán)，每個循環(huán)累計受控膜深度。使用先前給出類型的氣態(tài)材料的術(shù)語，單個循環(huán)可以，例如在簡單設(shè)計中，提供第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O的一種應(yīng)用和第二反應(yīng)物材料M的一種應(yīng)用。用于O和M的反應(yīng)物氣態(tài)材料的輸出通道之間的距離確定往復(fù)移動所需要的距離以完成每個循環(huán)。對于圖6的示例輸送頭10，可以具有在反應(yīng)氣體通道出口和相鄰清洗通道出口之間寬度為O. I英寸(2.54mm)的標(biāo)稱通道。因此，對于往復(fù)運(yùn)動(沿著此處使用的 y軸)允許同一表面的全部區(qū)域看到全部ALD循環(huán),可能需要至少O. 4英寸(10.2mm)的沖程。對于該示例，隨著在該距離移動，基體20的面積暴露在第一反應(yīng)物氣態(tài)材料O和第二反應(yīng)物氣態(tài)材料M。可替換地，輸送頭可以移動比其沖程大很多的距離，甚至從基體的一端移動到另一端。在該情形下，生長膜在其生長期間可以暴露于環(huán)境條件，而在多個使用環(huán)境中不引起不良作用/副作用。在一些情形下，考慮到均勻性可能需要隨機(jī)測量每個循環(huán)中的往復(fù)運(yùn)動量，以便減少沿著往復(fù)移動極端的邊緣效應(yīng)或集聚(build up) ο輸送頭10可以僅具有提供單個循環(huán)的輸出通道12。可替換地，輸送頭10可以具有多個循環(huán)的布置，使其能夠覆蓋較大沉積區(qū)域或能夠在一個距離上使其往復(fù)運(yùn)動，該距離允許在往復(fù)運(yùn)動距離的一個橫越(traversal)中有兩個或多于兩個沉積循環(huán)。例如,在一個具體應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)每個O-M循環(huán)在大約1/4處理表面上形成一個原子直徑的層。因此，在該情形下，需要四個循序以在處理表面上形成一個原子直徑的均勻?qū)印?類似地，為了在該情形下形成10個原子直徑的均勻?qū)樱枰?0個循環(huán)。用于本發(fā)明輸送頭10的往復(fù)運(yùn)動的優(yōu)點是其允許在其面積超過輸出面36的面積的基體20上沉積。圖20示意性示出如何使用沿著箭頭A所示y軸的往復(fù)運(yùn)動和相對X軸正交或橫向所述往復(fù)運(yùn)動的運(yùn)動產(chǎn)生該寬闊區(qū)域覆蓋。此外，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)在圖20所示的X或 y方向的運(yùn)動可以通過輸送頭10的運(yùn)動或通過基體20的運(yùn)動(其具有提供運(yùn)動的基體支撐74)或通過輸送頭10和基體20 二者的運(yùn)動被產(chǎn)生。在圖20中，輸送頭和基體的相對運(yùn)動方向是相互垂直的。還可能的是具有平行的相對運(yùn)動。在該情形下，相對運(yùn)動需要具有表示振蕩的非零頻率分量和表示基體位移的零頻率分量。該組合可以通過下面方式實現(xiàn)在固定基體上輸送頭的振蕩結(jié)合位移；相對固定基體輸送頭的基體的振蕩結(jié)合位移；或其中通過輸送頭和基體二者的運(yùn)動提供振蕩和固定運(yùn)動的任意組合。有利地，輸送頭10可以以比能夠用于多種類型的沉積頭的更小尺寸被制造。例如，在一個實施例中，輸出通道12具有大約O. 005英寸(0.127mm)的寬度wl并且長度延伸大約3英寸(75mm)。在優(yōu)選實施例中，ALD可以以大氣壓或接近大氣壓并且在廣泛范圍的環(huán)境和基體溫度，優(yōu)選在300°C下的溫度被執(zhí)行。優(yōu)選地，需要相對干凈環(huán)境以最小化污染的可能性； 然而，當(dāng)使用本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)選實施例時，為了獲得可接受的性能，完全“干凈室”條件或充滿惰性氣體的室不是必需的。圖21示出原子層沉積(ALD)系統(tǒng)60，其具有提供相對良好控制的和不受污染的環(huán)境的腔室50。氣體供給28a、28b和28c通過供給管道32提供第一、第二和第三氣態(tài)材料到輸送頭10。柔性供給管道32的可選使用幫助解除輸送頭10的移動。為了簡化，可選真空蒸汽回收設(shè)備和其他支持組件未在圖21中示出，但也可以被使用。傳輸子系統(tǒng)54提供沿著輸送頭10的輸出面36輸送基體20的基體支撐，提供沿X方向的移動，使用用于本發(fā)明的坐標(biāo)軸系統(tǒng)。運(yùn)動控制器以及全部控制閥和其他支持組件可以通過控制邏輯處理器 56提供，諸如例如計算機(jī)或?qū)Ｓ梦⑻幚砥鹘M合件。在圖21的布置中，控制邏輯處理器56控制致動器30提供輸送頭10的往復(fù)運(yùn)動并且還控制傳輸子系統(tǒng)54的傳輸電動機(jī)52。致動器30可以是適于引起輸送頭10沿著移動基體20 (可替換地，沿著固定基體20)的來回運(yùn)動的許多裝置中任何一個。圖21示出用于在織物基體(web substrate)66上沉積薄膜的原子層沉積(ALD) 系統(tǒng)70的可替換實施例，織物基體66隨著用作基體支撐的織物輸送器62被輸送通過輸送頭10?？椢锉旧砜梢允腔w或可以提供其他基體的支持。輸送頭傳輸器64在橫向于織物移動方向的方向上將輸送頭10輸送橫穿織物基體66的表面。在一個實施例中，使用氣壓提供的充分分離力推動輸送頭10來回穿過織物基體66的表面。在另一個實施例中，輸送頭傳輸器64使用橫越織物基體66的寬度的導(dǎo)螺桿或相似機(jī)構(gòu)。在另一個實施例中，多個輸送頭10被用在沿著織物62的合適位置。圖23示出織物布置中的另一個原子層沉積(ALD)系統(tǒng)，其使用固定輸送頭10，其中流動樣型(flow pattern)被取向成正交于圖22的結(jié)構(gòu)。在該布置中，織物輸送器本身的運(yùn)動提供ALD沉積所需的移動。往復(fù)運(yùn)動也可以用于該環(huán)境中。參考圖24，輸送頭10的一部分的一個實施例被示出，其中輸出面36具有一定量的彎曲，其對一些織物涂敷應(yīng)用有利?？梢蕴峁┩箯澢虬紡澢?。在對織物制造尤其有用的另一個實施例中，ALD系統(tǒng)70可以具有多個輸送頭10， 或雙輸送頭10，其分別設(shè)置在基體66的每一側(cè)。柔性輸送頭10可以被可替換地提供。這提供了一種沉積設(shè)備，其展現(xiàn)了至少一些與沉積表面的一致性。在另一個實施例中，輸送頭10的一個或多于一個輸出通道12可以使用橫向氣流布置，其在美國專利申請公開No. 2007/0228470中被公開。在此實施例中，支持輸送頭10 和基體20之間分離的氣壓可以通過一些輸出通道12被保持，例如通過那些噴射清洗氣體的通道(圖4-5B中標(biāo)簽I的通道)。橫向流然后可以用于噴射反應(yīng)氣體的一個或多于一個輸出通道12 (在圖4-5B中標(biāo)簽O或M的通道)。本發(fā)明的優(yōu)點在于其能夠在廣泛的溫度和沉積環(huán)境在多種不同類型的基體上執(zhí)行沉積，廣泛的溫度包括在一些實施例中的室溫或接近室溫。本發(fā)明可以在真空環(huán)境中操作，但尤其適于在大氣壓或接近大氣壓操作。本發(fā)明可以用于大氣壓條件下的低溫過程，其中過程可以在未密封的、通向環(huán)境空氣的環(huán)境中執(zhí)行。本發(fā)明也適于在織物或其他移動基體上沉積，包括在大面積基體上沉積。例如，具有根據(jù)本方法制造的半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管可以展示場效應(yīng)電子遷移率，其大于O. 01cm2/Vs,優(yōu)選至少為O. lcm2/Vs,更優(yōu)選大于O. 2cm2/Vs。此外，具有根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體膜的η通道薄膜晶體管能夠提供至少IO4的開/關(guān)比率，有利的是至少 IO50當(dāng)柵電壓從一個值掃到另一個值(可以用于顯示器柵極線的代表性相關(guān)電壓)時，開 /關(guān)比率被測量為最大/最小漏極電流。一組典型的值是-10V-40V，其中漏極電壓被保持在 30V。參考圖29Α和29Β，并且重新參考圖6_18，示出組裝兩個板擴(kuò)散體組合件的透視剖視圖。圖29C示出組裝兩個板氣態(tài)流體流動通道的透視剖視圖，其以與圖29Α和29Β中示出的兩個板擴(kuò)散體組合件相同的方式制造。輸送頭10也被稱為流體分配歧管，包括第一板315和第二板320。至少第一板315 的至少一部分和第二板320限定上述的起伏樣型，參考至少圖1Α-2。金屬結(jié)合劑318被設(shè)置在第一板315和第二板320之間以便在第一板315和第二板320結(jié)合在一起后,所述第一板315和第二板320形成起伏樣型限定的流體流動引導(dǎo)樣型。
金屬結(jié)合劑318可以是主要由金屬構(gòu)成的任何材料，其在加熱或受壓條件下用作第一板和第二板(典型地，兩個金屬基體)之間的結(jié)合劑。包括金屬結(jié)合的典型工藝/過程是軟焊(soldering)和銅焊(brazing)。在該兩種工藝中,兩種金屬通過熔化或在要被結(jié)合的金屬部件之間提供熔化填充金屬被結(jié)合。軟焊與銅焊的區(qū)別在于軟焊填充金屬在較低溫度熔化，通常低于400° F，而銅焊金屬在較高溫度熔化，通常高于400° F。常見低溫或軟焊結(jié)合金屬是純材料(pure material)或包含鉛、錫、銅、鋅、銀、銦或銻的合金。常見高溫或銅焊結(jié)合金屬是純材料或包含鋁、硅、銅、磷、鋅、金、銀或鎳的合金。通常，能夠在可接收溫度熔化并且能夠弄濕要被結(jié)合的部件的表面的任何純金屬或金屬組合是可接收的。通常金屬結(jié)合劑318可以具有附加成分(component)以便確保結(jié)合金屬良好地粘附于正被結(jié)合的表面。一個此成分是熔接劑/焊劑(flux)，其可以是用于與金屬結(jié)合劑結(jié)合的任何材料，用于清潔和準(zhǔn)備要被結(jié)合的表面。還可能的是各種可替換金屬的薄層需要被應(yīng)用到金屬部件的表面以促進(jìn)填充金屬的粘附。一個示例是在不銹鋼上應(yīng)用一薄層的鎳以促進(jìn)銀的粘附。結(jié)合金屬可以以在結(jié)合工藝期間產(chǎn)生期望質(zhì)量的結(jié)合金屬的方式被應(yīng)用。結(jié)合金屬可以被用作一張/層單獨的薄金屬，其設(shè)置在部件之間。結(jié)合金屬可以以溶液或糊狀物的形式被提供，其被應(yīng)用于要被結(jié)合的部件。該溶液或糊狀物通常包含粘合劑、溶劑或結(jié)合劑和溶劑媒介物的組合，其可以在金屬結(jié)合過程之前或期間被移除。可替換地，金屬結(jié)合劑318可以通過正式沉積方法被提供到部件上。此類沉積方法的示例是濺射、蒸鍍和電鍍。沉積方法可以應(yīng)用純金屬、金屬合金或包括各種金屬的分層結(jié)構(gòu)。結(jié)合過程/工藝包括組裝要被結(jié)合的部件，之后至少加熱、或加壓、或加熱和加壓的組合。熱量可以通過電阻加熱、感應(yīng)加熱、對流加熱、輻射加熱或火焰加熱被施加。通常期望控制結(jié)合過程的大氣壓以減少金屬成分的氧化。過程/工藝可以在任何壓力下進(jìn)行， 其范圍包括從大于大氣壓到高真空。接觸要被結(jié)合的材料的氣體的成分應(yīng)該最大程度得缺少氧氣，并且可以有利地包含氮氣、氫氣、氬氣或其他惰性氣體或還原氣體。流引導(dǎo)樣型可以通過起伏樣型限定，該起伏樣型不包含金屬結(jié)合劑。當(dāng)金屬結(jié)合劑318可以被均勻地施加到要被結(jié)合的金屬板上時，其導(dǎo)致結(jié)合劑存在于組裝分配歧管的所有內(nèi)表面上，這可能導(dǎo)致化學(xué)相容性問題。此外，在組裝操作期間存在的多余結(jié)合金屬可能導(dǎo)致在高溫組裝過程期間隨著結(jié)合劑流動而堵塞分配歧管中的內(nèi)部通道。在組裝之前，金屬結(jié)合劑315可以優(yōu)選僅存在于將被結(jié)合的表面，但不存在于起伏樣型中。這可以通過使用一張單獨的結(jié)合金屬被完成，該張單獨的結(jié)合金屬已經(jīng)被成型以反映(reflect)板的結(jié)合表面?？商鎿Q地，如果金屬結(jié)合被應(yīng)用為液體前體，該應(yīng)用可以使用諸如輥印刷技術(shù)，其中印刷輥的樣型或板的起伏的一個或二者允許結(jié)合劑僅被應(yīng)用期望的地方。當(dāng)起伏樣型通過蝕刻工藝被形成時，具體優(yōu)選的方法是在蝕刻工藝之前應(yīng)用結(jié)合劑318作為金屬板上的膜。在結(jié)合劑被應(yīng)用到板315或320后，合適掩模被提供在金屬結(jié)合劑上。合適蝕刻劑然后例如在單個蝕刻過程/工藝中蝕刻金屬板和疊加的結(jié)合材料。結(jié)果，非常精確的結(jié)合材料樣型可以在與蝕刻板起伏樣型的相同工藝步驟中被獲得。可替換地，金屬結(jié)合劑318和要在其上應(yīng)用金屬結(jié)合劑的板可以使用相同的掩模在分開的工藝步驟中被蝕刻。這也產(chǎn)生非常精確的結(jié)合材料樣型。第一板315和第二板320的相對位置和形狀可以根據(jù)設(shè)想的具體應(yīng)用變化。例如， 第二板可以包括起伏部分，其設(shè)置成與第一板的起伏部分相對，如圖29A和29C所示。在該情形下，流體流動引導(dǎo)樣型通過板315、320的每一個中的起伏樣型的組合并且使用結(jié)合金屬318在其邊緣密封起伏樣型被形成。可替換地，第二板可以包括起伏部分，其設(shè)置成偏離第一板的起伏部分，如圖29B 所示。如圖29B所示，第一板315中的一些起伏樣型與第二板320中的非起伏部分相對。即使在第二板中沒有起伏樣型，沒有結(jié)合劑的第一板315和第二板320中的一個或二者的區(qū)域不形成完整密封并且可以提供有時期望的非常高的流動阻力。因此，流體流動引導(dǎo)樣型 322可以通過不具有起伏樣型但具有結(jié)合金屬樣型的板或多個板形成。在該情形下，結(jié)合金屬可以通過任何上述方法被成型。此外，結(jié)合金屬可以通過使用蝕刻劑的蝕刻工藝被成型， 蝕刻劑侵蝕結(jié)合金屬但不侵蝕下面的板材料。在輸送頭10的組裝期間，也被稱為流體分配歧管，位于包含起伏的板之間的結(jié)合金屬應(yīng)該密封起伏結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域。足夠的結(jié)合金屬應(yīng)該被應(yīng)用以密封部件，然而多余的結(jié)合金屬可能不符合期望地流到歧管的其他部件，導(dǎo)致堵塞或缺少表面活性。此外，流體分配歧管的輸出面應(yīng)該足夠平坦，優(yōu)選在流體分配歧管構(gòu)建后不必進(jìn)行研磨或只需少量研磨。參考圖30,為了有利于充分密封和輸出面平坦性,流體分配歧管包括第一板315 和第二板320。其中至少第一板315至少一部分和第二板320限定起伏樣型。第一板315 和第二板320的至少一個包括鏡表面光潔度(finish)(使用參考號327指示)。結(jié)合劑被設(shè)置在第一板和第二板之間以便第一板和第二板形成由起伏樣型限定的流體流動引導(dǎo)樣型。如此處使用的，術(shù)語鏡表面光潔度是包括在裝置組裝之前或之后需要最小拋光的表面光潔度的表面。表面光潔度可以通過Ra描述，其在ASM B46. 1-2002中定義為“評估輪廓的算術(shù)平均偏差”，并且在IS04287-1997中限定。表面的Ra通過測量表面的微觀輪廓來獲得。根據(jù)輪廓，確定平均表面高度。Ra是與平均表面高度的平均絕對偏差。流體分配歧管包含內(nèi)鏡表面光潔度或外鏡表面光潔度，其包括優(yōu)選小于16微英寸Ra的表面光潔度,更優(yōu)選小于或等于8微英寸Ra的表面光潔度,并且最優(yōu)選小于或等于 4微英寸Ra的表面光潔度。盡管最優(yōu)選4微英寸的表面光潔度，但是根據(jù)設(shè)想的具體應(yīng)用， 通常使用8微英寸或16微英寸的表面光潔度，因為它們在合理的成本下可以提供足夠的性倉泛。流體分配歧管可以具有包括輸出面的板315或320，其中輸出面包括鏡表面光潔度。輸出面的平坦度非常重要，因為基體的浮動高度隨著平坦度下降而減小，并且如果存在保留沉積過程中使用的化學(xué)品或產(chǎn)生氣體混合通道的粗糙度或刮擦，則可能增加不期望的氣體混合。平坦度通?？梢酝ㄟ^在組裝之后研磨輸出面獲得。不幸地，這導(dǎo)致成本增加， 并且對于具有薄頂板的大歧管是困難的，因為研磨過程/工藝使這些板變薄到結(jié)構(gòu)損壞的點。如果流體分配歧管使用已經(jīng)包含表示鏡面光潔度的輸出面的表面的板315或320組裝， 則可以避免大多數(shù)后期組合件研磨。
在包括結(jié)合樣型板的流體分配歧管組裝中，板320和315之間的接觸區(qū)域328是在組裝期間通過結(jié)合劑連接或接觸的板之間的區(qū)域。期望具有最小量的結(jié)合金屬。為了使用較少結(jié)合金屬，期望具有大于上述最小閾值的表面光潔度品質(zhì)以避免板之間的間隙以及板上的粗糙特征，否則其將以不可控方式消耗過多的結(jié)合金屬，使得其難于一致地應(yīng)用最小量的結(jié)合金屬。因此，流體分配歧管可以具有包括接觸區(qū)域328的第一和第二板315、 320，在此處結(jié)合劑使用在接觸區(qū)328包括鏡表面光潔度327的第一板315和第二板320中的至少一個?？商鎿Q地，流體分配歧管可以包括多個結(jié)合板。鏡表面光潔度可以存在于接觸區(qū)域或輸出面中的任何一個。在兩個板之間的接觸區(qū)域的情形下，鏡表面光潔度可以存在于接觸表面中的一個或二者上。參考圖31A-31D，并且重新參考圖1-28E，輸送頭10，也被稱為流體分配歧管，提供流體(例如氣體)均勻通過輸送頭10的輸出面上的細(xì)長槽(也被稱為輸出通道149)。均勻提供流體的典型方法是具有與分離的主腔室610流體連通的細(xì)長輸出面槽(也被稱為輸出通道149)，例如細(xì)長發(fā)射通道132或引導(dǎo)通道凹槽255。主腔室610通常接近槽149的長度。主腔室610通過流動限制通道(例如擴(kuò)散體140)連接到槽149，并且同時沿其長度具有小的流動限制。結(jié)果是流體流入主腔室610直到其壓力沿著腔室接近恒定，并且然后以統(tǒng)一的方式通過流動限制流出到槽149。通常，主腔室610內(nèi)的橫向流動限制是其橫截面形狀和面積的函數(shù)。典型地，主腔室610中存在的橫向流動限制是不期望的，因為它們可能導(dǎo)致通過槽149的非均勻流出。流體分配歧管的結(jié)構(gòu)中的約束經(jīng)常限制主腔室的橫截面尺寸，其將進(jìn)而限制通過其提供輸出面槽149的長度。為了最小化該影響，用于薄膜材料沉積的流體輸送裝置(也被稱為ALD系統(tǒng)60)包括流體分配歧管(也被稱為輸送頭10)，其包括流體連通到主腔室 610的輸出面36。次流體源620通過多個輸送端口 630流體連通至主腔室610。次流體源 620，例如次腔室622以類似主腔室610的方式運(yùn)行，允許流體沿著次腔室622的低阻力橫向流動，同時提供到主腔室610的均勻流體流動。這用來消除上述的主腔室610的橫向流動限制效應(yīng)。同樣地，輸送端口 630可以是允許在次腔室622和主腔室610之間傳輸?shù)娜魏瘟黧w管道。輸送端口 630可以具有任何橫截面或橫截面的任何組合。盡管輸送端口 630 通常應(yīng)該具有小的流動阻力，但是有用的是設(shè)計輸送端口 630具有特定流動阻力以便調(diào)節(jié)從次流體源620到主腔室610的流動。如圖31A-3IC所示，主腔室610可以包括對次流體源620的多個輸送端口 630的至少一些是共同的腔室。在這些實施例中，流體分配歧管包含相對較長的主腔室610，其通過不止一個來自次腔室622的入口供給。同樣地，即使主腔室610不提供足夠小的流動阻力從而供給整個長度的槽149，其可以從次腔室622局部供給。此外，如果沿著主腔室610 有剩余壓差，則主腔室610的連續(xù)性允許一些流體流動以使主腔室610中的壓力相等。參考圖31B，可替換地，主腔室610可以包括多個離散主腔室612。多個離散主腔室610中的每一個與次流體源620的多個輸送端口 630中的至少一個流體連通。次流體源620可以包括固定到流體分配歧管(輸送頭10)的單個流體腔室。當(dāng)流體分配歧管具有近似矩形截面時，次腔室620可以是橫截面相似并且直接安裝到除輸出面的分配歧管的任何表面上的元件。次腔室620可以具有與流體分配歧管中的開口匹配的開
28口，并且可以使用傳統(tǒng)密封技術(shù)永久或暫時地附連到輸送頭10。例如，密封劑可以由橡膠、 石油、蠟、可固化化合物或結(jié)合金屬制造。此外，次腔室可以與流體分配歧管單塊和整體形成，如圖31A和31B所示。因此， 當(dāng)分配歧管包括起伏樣型板的組合件時，次腔室由一個或多于一個流體引導(dǎo)通道構(gòu)成，一個或多于一個流體引導(dǎo)通道又從附加到分配歧管的一個或多于一個起伏板產(chǎn)生。這些起伏板可以以與產(chǎn)生主腔室和輸出面的起伏板相同的方式被制造和組裝?？商鎿Q地，因為當(dāng)相互比較時次腔室和主腔室的尺寸是不同的，所以可以使用不同組裝方法。也可能有其他機(jī)制或成本原因而不同地組裝次腔室和主腔室。參考圖31C，可替換地，次流體源620可以包括通過多個離散輸送通道630流體連通地連接到流體分配歧管10的流體腔室624。離散輸送通道630可以是適于在該環(huán)境中輸送流體的任何流體管道。例如，這些管道可以是任何有用橫截面尺寸和形狀的管，其被組裝以臨時地(可移除地)或永久地連接入口與分配歧管?？梢瞥B接器包括傳統(tǒng)的配件和法蘭。永久連接包括焊接、銅焊、粘附或壓合。次腔室的管道的一部分也可以通過鍛造或機(jī)加工散裝材料(bulk material)被構(gòu)建。參考圖31D，輸送端口 630中的至少一個包括裝置640，其被配置成控制通過關(guān)聯(lián)的輸送端口 630的流體流動。當(dāng)流體分配歧管包括與不止一個主腔室612流體連通的次腔室624時，可以用于相對于流入另一個腔室的流調(diào)節(jié)流入主腔室612的流。也可以期望相對提供到另一個腔室的成分供給不同的流體成分到主腔室612中的一個。下面系統(tǒng)性能因此被使能(I)如果給定分配歧管用于涂敷基體的多個不同寬度，則分配歧管的多個部分可以被關(guān)閉以便僅當(dāng)前基體的寬度接收活性流體；(2)如果較大基體的多個部分不需要被涂敷，則對于不期望沉積區(qū)域的分配歧管的多個部分可以被關(guān)閉；(3)如果基體的多個部分用于接收可替換沉積化學(xué)物質(zhì)，則分配歧管的多個部分可以提供另一種流體化學(xué)物質(zhì)到基體。為了調(diào)節(jié)到一個或多于一個主腔室612的流，可以在次腔室620和主腔室510之間設(shè)置閥門系統(tǒng)640。閥門640可以是用于調(diào)節(jié)流體流動的任何標(biāo)準(zhǔn)類型的閥門。當(dāng)次腔室620與分配歧管是整體的時，閥門640可以是歧管不可分割部分并且可以通過利用包括在歧管結(jié)構(gòu)中的可移動元件形成。閥門640可以手動控制，或通過遠(yuǎn)程致動器控制，包括例如氣動致動器、電動致動器、或電氣動致動器。參考圖32A-32D，并且重新參考圖1-28E，在上述示例實施例中，分配歧管10的輸出面36、148的布局包括細(xì)長源槽149和細(xì)長排出槽184，其通常存在于多數(shù)槽垂直于基體的移動方向的結(jié)構(gòu)中以便產(chǎn)生(effect)沉積。此外，槽可以存在于輸出面36、148的邊緣， 并且平行于基體傳輸方向以提供移動基體的橫向邊緣附近的氣體的隔離。參考圖32A-32D，用于薄膜材料沉積的流體輸送裝置(ALD沉積系統(tǒng)60)可以包括基體傳輸機(jī)構(gòu)54、62，其使得基體20、66在一個方向上移動。流體分配歧管10包括輸出面 36、148，其包括多個細(xì)長槽，例如槽149、184或其組合。細(xì)長槽149、184的至少一個或其組合包括相對基體20、66移動的方向不垂直且不平行的部分。例如，重新參考圖21，當(dāng)基體20、66在X方向上移動時，垂直于基體移動方向的細(xì)長槽與X方向成90度，而平行于基體移動方向的細(xì)長槽與X方向成O度。然而，在任何機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的角度通常有一定數(shù)量的變化。因此，不垂直可以被定義為與基體移動方向X成小于85度角度的任何角度，而不平行可以被定義為與基體移動方向X成大于5度角度的任何角度。因此，當(dāng)槽149、184或其組合是線性的時，槽被設(shè)置成與基體運(yùn)動方向成大于5度且小于85度的角度。當(dāng)存在足夠曲率時，非線性槽也滿足該條件。當(dāng)使用本發(fā)明的分配歧管涂敷柔性基體時，與在排出槽上相比當(dāng)在源槽上時，流體施加不同的力。這是流體壓力被設(shè)置成驅(qū)動流體從源到排出槽的自然結(jié)果。作用在基體上的結(jié)果是基體在源槽上比在排出槽上被迫使離開頭更大程度(degree)。這進(jìn)而可以導(dǎo)致基體的變形，其是不期望的，因為其導(dǎo)致非統(tǒng)一高度的浮動，并且因此導(dǎo)致潛在的流體混合和基體與輸出面之間的接觸。當(dāng)在線性形狀上進(jìn)行彎曲時，即僅在一個維度上產(chǎn)生彎曲軸線時，柔性基體最容易彎曲。因此，對于一系列線性平行槽，僅基體的內(nèi)在梁強(qiáng)度抵抗槽之間的力差，并且因此導(dǎo)致基體的顯著變形?？商鎿Q地，當(dāng)試圖在非直線形狀(即在兩個維度上延伸的形狀)上彎曲基體時，基體的有效梁強(qiáng)度被顯著增加。這是因為為了完成二維彎曲，不僅基體必須直接在非線性彎曲形狀上彎曲，而且引起非線性彎曲的嘗試導(dǎo)致基體相鄰區(qū)域的壓力和張力。因為基體可以非常耐壓縮或拉伸力，所以結(jié)果顯著增加了有效梁強(qiáng)度。因此，使用非線性槽可以允許處理更高柔性的基體而沒有不期望的氣體混合或基體與輸出面的接觸。因此，在其長度方向上是非線性的槽149、184或其組合用于分配歧管可以是尤其期望的。同樣地，輸送系統(tǒng)60的流體分配歧管10可以包括至少一部分具有曲率半徑的細(xì)長槽，如圖32A所示。任何程度的非線性可以用于完成有效梁強(qiáng)度的增加。曲率半徑可以達(dá)到10米以產(chǎn)生有益效果。如果中心線650通過在基體運(yùn)動方向X上延伸的輸出面36的中心，該線上的正位置可以被定義為在基體移動方向X上從輸出面36出發(fā)的位置，而負(fù)位置可以被定義為在與基體移動方向X相反的方向上從輸出面36出發(fā)的位置。半徑可以具有中心點，其相對輸出面36的中心位于負(fù)位置或正位置。中心點也可以沿基體移動方向X 之外的方向偏移，以便細(xì)長槽不是對稱設(shè)置在輸出面36上。對于需要有效梁強(qiáng)度更大增加的更柔性基體，可以期望更小曲率半徑。在一些較小限制的半徑，槽可能經(jīng)歷關(guān)于基體的角度的較大變化，因此需要曲率半徑沿著其長度可變。同樣地，輸送系統(tǒng)60的流體分配歧管10可以包含包括多個方向(路徑)變化的一個細(xì)長槽的至少一部分。這可以采用沿著槽方向變化的隨機(jī)樣型的形式或采用槽的曲率半徑周期性變化的形式。周期樣型可以包括或可以是正弦波(圖32B)、鋸齒波(圖32C)或方波周期(圖32D)的組合。因為輸出面36包括多個槽149、184或其組合；所以槽形狀可以是上述特征的任意組合，包括使用與相鄰槽對稱或是相鄰槽的鏡像的槽。根據(jù)其作為源槽 149或排出槽184的功能，或基于它們提供氣體成分的類型，槽也可以具有不同形狀。細(xì)長槽的不垂直、不平行部分可以包括相對基體移動方向的最大角，該角度大于或等于35度。當(dāng)槽149或184設(shè)置在基體運(yùn)動方向的對角線上時，可以通過與基體運(yùn)動方向的一定程度的不垂直獲得有益效果。然而，隨著槽接近平行于基體運(yùn)動方向，對于給定長度的歧管和給定槽間隔，隨著基體移動通過沉積歧管，基體經(jīng)歷的ALD循環(huán)的數(shù)目減小。因此，當(dāng)槽149、184被對角設(shè)置時，期望將槽設(shè)置成與基體運(yùn)動方向成大于35度的角度，并且更優(yōu)選成大于或等于45度的角度。參考圖33A-33C，并且重新參考圖6_18，在一些示例實施例，期望具有不平坦的輸出面。如圖6中所示，輸出面36在X和y方向上延伸并且在z方向上不變。在圖6中，X 方向垂直于基體運(yùn)動方向而y方向平行于基體運(yùn)動方向。在圖33A-33C所示的示例實施例中，輸出面36包括z方向上的變化。使用彎曲的輸出面36可以允許較高柔性的基體被涂敷，而無不期望的氣體混合或基體與輸出面的接觸。輸出面36的彎曲可以在X方向、y方向上延伸或在此二者方向上都延伸。當(dāng)使用本發(fā)明的分配歧管涂敷柔性基體時，與在排出槽上相比，當(dāng)在源槽上時，流體施加不同的力。這是流體壓力被設(shè)置成驅(qū)動流體從源到排出槽的自然結(jié)果。作用在基體上的結(jié)果是基體在源槽上比在排出槽上被驅(qū)使離開頭更大程度。這進(jìn)而可以導(dǎo)致基體的變形，其是不期望的，因為其導(dǎo)致非統(tǒng)一高度的浮動，并且因此導(dǎo)致潛在的流體混合和基體與輸出面之間接觸。當(dāng)在線性形狀上進(jìn)行彎曲時，即僅在一個維度上產(chǎn)生彎曲軸線時，柔性基體極其容易彎曲。因此，對于一系列線性平行槽，僅基體的內(nèi)在梁強(qiáng)度抵抗槽之間的力差，并且因此導(dǎo)致基體的顯著變形。輸出面36沿著X方向的彎曲允許被涂敷的基體20在兩個維度(寬度和高度)上彎曲，并且因此增加基體20的有效梁強(qiáng)度。為了在基體20中產(chǎn)生兩個維度的彎曲，基體在輸出面36的非線性彎曲形狀上直接被彎曲，其導(dǎo)致基體20的相鄰區(qū)域的壓縮力和張力。因為基體20可以非常耐壓縮或拉伸力，所以結(jié)果顯著增加了基體20中的有效梁強(qiáng)度。輸出面36沿著y方向的彎曲允許在分配歧管10的輸出面36上較容易地控制基體20的向下力。當(dāng)彎曲在輸出面36的y方向上延伸時，基體20張力可以用于控制基體20 相對輸出面36的向下力。與此相反，當(dāng)輸出面36在z方向上不變化時，基體20的向下力可以僅使用基體的重量或提供作用在基體20上的力的額外元件被控制。一種彎曲輸出面36的傳統(tǒng)方式是機(jī)加工分配歧管10的板以便它們包括z方向上的變化。然而，這需要為高度變化的任何輪廓設(shè)計和構(gòu)建歧管板，導(dǎo)致增加分配歧管的制造成本。當(dāng)分配歧管10包括成型起伏板組合件時，如果板在z方向上的厚度使得板在組裝過程期間可以被變形到期望的輪廓，則這些增加的成本可以被減小甚至避免。在該方法中， 一組相似起伏板簡單地通過將其組裝在合適模鑄元件中，可以用于產(chǎn)生z方向上的多個分配歧管高度輪廓。再次參考圖33A-33C,流體分配歧管10包括第一板315和第二板320。第一板315 包括在y方向上延伸的長度維度和在X方向上延伸的寬度維度。第一板315還包括厚度 660，其允許第一板315在第一板315的沿y方向延伸的長度維度和沿x方向延伸的寬度維度中的至少一個上可變形(也被稱為順從)。此外，第二板320包括在y方向上延伸的長度和在X方向上延伸的寬度維度。第二板320還包括厚度670，其允許第二板320在第二板320的沿y方向延伸的長度維度和沿X方向延伸的寬度維度中的至少一個上可變形(順從)。至少第一板315的至少一部分和第二板320限定起伏樣型(例如參考圖12A和12B 所示和所述的起伏樣型)，其限定流體流動引導(dǎo)路徑。第一板315和第二板320結(jié)合在一起以沿著板315、320的長度維度和寬度維度中的至少一個在沿z方向延伸的高度維度上形成非平面形狀。
適于允許板是順從的厚度取決于為具體實施例設(shè)想的構(gòu)建材料和曲率半徑。典型地，任何厚度可以被使用，只要組裝過程，例如板結(jié)合方法在一個或兩個板中不產(chǎn)生不可接收的變形或結(jié)構(gòu)損壞。例如，當(dāng)板315、320由包括鋼、不銹鋼、鋁、銅、黃銅、鎳或鈦的金屬構(gòu)成時，通常期望板厚度小于O. 5英寸，并且更優(yōu)選小于O. 2英寸。對于有機(jī)材料，諸如塑料和橡膠，期望板厚度小于I英寸，并且更優(yōu)選小于O. 5英寸。板315、320的非平面形狀可以包括曲率半徑680。彎曲可以具有線軸，其指示彎曲追蹤圓柱表面的一部分。該軸可以是在X或y方向，或在X和y方向的組合方向。該軸也可以具有z方向的分量，以便彎曲的表面最大高度沿著輸出面不是恒定的。曲率半徑可以達(dá)到10米并且仍產(chǎn)生有益效果。該軸可以在輸出面上方或下方，分別產(chǎn)生凸彎曲或凹彎曲?？商鎿Q地，彎曲可以具有點軸(point axis)，其產(chǎn)生追蹤球體表面的一部分的彎曲。該點軸可以是在輸出面上方或下方的任何位置，分別產(chǎn)生凸彎曲或凹彎曲。曲率半徑可以達(dá)到10米并且仍產(chǎn)生有益效果。分配歧管的輸出面36可以包括高度上的周期變化。這可以采用方向變化的隨機(jī)樣型的形式或采用z方向上曲率半徑周期性變化的形式。周期樣型可以是一個正弦波或能夠產(chǎn)周期變化的多個正弦波的組合。曲率半徑的變化可以在X和y方向上同時發(fā)生，導(dǎo)致輸出面36上的凹凸或起伏。分配歧管10可以使用固定裝置將第一板315和第二板320結(jié)合在一起被制造,其在第一板315和第二板320的高度維度(z方向)產(chǎn)生非平面形狀。例如，第一板315和第二板320可以使用固定裝置被結(jié)合在一起，包括將第一板315和第二板320保持在鑄模690 中，在該固定結(jié)構(gòu)中，模鑄690包括第一鑄模半體690a和第二鑄模半體690b，第一鑄模半體690a和第二鑄模半體690b包括輪廓中的高度變化，其中第二鑄模半體的變化與第一鑄模半體的變化基本相反。一系列平坦起伏板315、320被設(shè)置在鑄模半體之間。應(yīng)用足夠的壓力關(guān)閉鑄模半體以使得起伏板符合鑄模半體的形狀，如圖33B所示。固定要素(fixing element)然后被應(yīng)用以結(jié)合板。例如，固定要素可以包括熱量、壓力、聲能或在將結(jié)合劑或結(jié)合劑設(shè)置在板之間之前將其活性化的任何其他力中的一個或其組合。結(jié)合行為也可以來自起伏板的內(nèi)在屬性。例如，如果板被壓進(jìn)鑄模，然后繼之以通過板組合件的電流通道，則局部加熱可以在板之間產(chǎn)生焊接而不需要外在的結(jié)合劑。第一板和第二板的結(jié)合也可以使用固定裝置被完成，該固定裝置使得第一板和第二板移動通過一組輥。例如，隨著板組合件通過輥，一系列沿非線性路徑設(shè)置的輥可以使得起伏板組合件采用特定的曲率。輥可以被配置成同時提供熱量、壓力、聲能或使得板結(jié)合在一起的另一種固定力。輥在頭組裝期間可以通過手動、遙控或計算機(jī)控制裝置移動以便產(chǎn)生曲率半徑的期望變化。輥也可以具有成型表面輪廓，其使得完成的分配歧管產(chǎn)生高度變化的周期樣型。如上所述，結(jié)合過程/工藝包括組裝要被結(jié)合的板，隨后應(yīng)用熱量、壓力或熱量和壓力的組合中的至少一個。熱量可以通過電阻加熱、感應(yīng)加熱、對流加熱、輻射加熱或火焰加熱被應(yīng)用。通常期望控制結(jié)合過程的大氣壓以減少金屬成分的氧化。過程/工藝可以在任何壓力下進(jìn)行，其范圍包括從大于大氣壓到高真空。接觸要被結(jié)合的材料的氣體的成分應(yīng)該最大程度的缺少氧氣，并且可以有利地包含氮氣、氫氣、氬氣或其他惰性氣體或還原氣體。不管如何制造分配歧管，本發(fā)明的該示例實施例的一個優(yōu)點是當(dāng)各個板可以具有足夠柔性以使用該技術(shù)被組裝時，一旦結(jié)合，因為板之間的合作，分配歧管的整體強(qiáng)度被增加。參考圖36-38，并且重新參考圖3和圖6_18，如上所述，當(dāng)使用本發(fā)明的分配歧管涂敷柔性基體時，與在排出槽上相比當(dāng)在源槽上時，流體施加不同的力。這是流體壓力被設(shè)置成驅(qū)動流體從源到排出槽的自然結(jié)果。作用在基體上的結(jié)果是基體被迫使離開頭(在源槽上比在排出槽上更大程度離開)或被迫使接觸輸送頭的輸出面(在源槽上比在排出槽上更大程度接觸)。這進(jìn)而可以導(dǎo)致基體的變形，其是不期望的，因為其導(dǎo)致非統(tǒng)一高度的浮動，并且因此導(dǎo)致潛在的流體混合和基體與輸出面之間接觸。—種減輕該非均勻力對基體的影響的有用方式是對基體的相反面(不面向輸送頭的基體面)提供支持。支持基體提供足夠的力以便基體的內(nèi)在梁強(qiáng)度可以減少基體形狀顯著變化的可能性，甚至阻止基體形狀顯著變化，尤其是在z方向上(高度)，否則其可以導(dǎo)致不良的氣體隔離、交叉污染或氣體的混合、或基體與分配歧管的輸出面的可能接觸。在本發(fā)明的該不例實施例中，流體輸送系統(tǒng)60包括流體分配歧管10和基體傳輸機(jī)構(gòu)700。如上所不,流體分配歧管10包括輸出面36,該輸出面36包括多個細(xì)長槽149、 184。流體分配歧管10的輸出面36被設(shè)置成相對基體20的第一表面42以便細(xì)長槽149、 184面向基體20的第一表面42并且被設(shè)置成靠近基體20的第一表面42?；w傳輸機(jī)構(gòu) 700使得基體20在一個方向移動(例如y方向)?；w傳輸機(jī)構(gòu)700包括柔性支撐704 (如圖36中所示)或706 (如圖37和38中所示)。柔性支撐704、706在靠近流體分配歧管10 的輸出面36的區(qū)域中接觸基體20的第二表面44。如圖36中所示，柔性支撐704被固定和附連到一組傳統(tǒng)支架714。如圖37和38 中所示，柔性支撐706是可移動的。當(dāng)柔性支撐706是可移動的時，柔性支撐706可以是圍繞一組輥702被驅(qū)動的環(huán)形帶，至少一個環(huán)形帶可以使用傳輸電機(jī)52驅(qū)動。柔性支撐706也是順從的(conformable)以便其輪廓可以是非平面形狀(如圖38 中所示)以便適應(yīng)波狀外形(contoured)的輸送頭10。因為支撐704也是柔性的，所以支撐704也可以是波狀外形的。柔性支撐704可以由任何合適材料制成，例如，金屬或塑料， 其提供期望量的柔性。柔性支撐706 —般由合適的帶狀材料制成，例如聚酰亞胺材料、金屬材料；或被涂敷粘性材料，其幫助基體保持與柔性支撐704、706的表面720的接觸。基體20可以是織物或薄板(sheet)。除了產(chǎn)生和保持輸送頭10的輸出面36和基體10之間的間隔,基體傳輸機(jī)構(gòu)700可以相對輸送頭10在上游方向、下游方向或該兩個方向延伸，并且提供額外基體傳輸功能給ALD系統(tǒng)60?？蛇x地，柔性支撐704、706也可以提供機(jī)械壓力到基體的第二表面44。例如，流體壓力源730可以被設(shè)置成提供處于壓力之下的流體通過管道18到柔性支撐704、706的區(qū)域，其作用在基體20的第二表面44上。流體壓力可以是正壓力716或負(fù)壓力718，只要壓力716、718足以相對流體分配歧管10的輸出面36定位基體20。當(dāng)壓力716、718通過柔性支撐704、706被提供時，柔性支撐704、706可以包括孔(也被稱為穿孔)，其提供(或應(yīng)用)正壓力716或負(fù)壓力718到基體20的第二表面44。其他結(jié)構(gòu)也是允許的。例如，壓力
33716,718可以圍繞柔性支撐704、706。當(dāng)流體壓力源提供的壓力是正壓力716時，其朝向流體分配歧管10的輸出面36 推動基體20。當(dāng)流體壓力源提供的壓力是負(fù)壓力718時，其拉動(也被稱為牽引)基體20 遠(yuǎn)離流體分配歧管10的輸出面36并且朝向柔性支撐704、706。在任一個結(jié)構(gòu)中，可以實現(xiàn)和保持基體20和分配歧管10之間相對恒定的間隔。如上所述，多個細(xì)長槽149、184的每一個被流體連通連接到與輸送頭10關(guān)聯(lián)的相應(yīng)流體源。與輸送頭10關(guān)聯(lián)的第一相應(yīng)流體源以足夠的壓力提供氣體，使得氣體移動通過細(xì)長槽149并且進(jìn)入基體20的輸出面36和第一表面42之間的區(qū)域。與輸送頭10關(guān)聯(lián)的第二相應(yīng)流體源以正背壓提供流體，足以使得氣體流動離開基體20的輸出面36和第一表面42之間的區(qū)域并且朝向細(xì)長槽184。當(dāng)流體壓力源730提供的壓力是正壓力716時，壓力716的大小通常大于與輸送頭10關(guān)聯(lián)的第二相應(yīng)流體源提供的正背壓的大小。可以通過柔性支撐704、706提供給基體20的第二表面44的機(jī)械壓力可以包括其他類型的機(jī)械壓力。例如，機(jī)械壓力可以通過使用柔性支撐704、706被提供給基體20的第二表面44，其中柔性支撐704、706是使用負(fù)載裝置機(jī)構(gòu)712通過支撐裝置708而彈簧加載。 負(fù)載裝置機(jī)構(gòu)712可以包括彈簧和負(fù)載分配機(jī)構(gòu)以均勻應(yīng)用機(jī)械力到柔性支撐704、706或應(yīng)用足夠的梁強(qiáng)度或增加柔性支撐704、706的梁強(qiáng)度?？商鎿Q地，柔性支撐704、706可以被設(shè)置在受限位置以便柔性支撐704、706本身施加彈簧加載力到基體20的第二表面44以便產(chǎn)生成產(chǎn)生和保持相對輸送頭10的輸出面36的恒定間隔所需的基體20中的梁強(qiáng)度?？梢酝ㄟ^柔性支撐704、706提供給基體20的第二表面44的機(jī)械壓力可以包括其他類型的機(jī)械壓力。例如，傳輸機(jī)構(gòu)700可以包括在柔性支撐704、706和基體20之間產(chǎn)生靜電荷差(static charge differential)的機(jī)構(gòu),該靜電荷差感應(yīng)靜電力從而牽引基體20 遠(yuǎn)離流體分配歧管10的輸出面36并且朝向柔性支撐704、706。支撐裝置708也可以被加熱以便提供熱量到柔性支撐704、706，其最終加熱基體 20。加熱基體20幫助在ALD沉積期間保持基體20的第二面44上的期望溫度，或作為整體保持基體20上的期望溫度。可替換地，加熱支撐裝置708可以幫助在ALD沉積期間保持基體20周圍區(qū)域上的期望溫度。參考圖34，并且重新參考圖3和圖6-18，如上所述，當(dāng)使用本發(fā)明的分配歧管涂敷柔性基體時，與在排出槽上相比當(dāng)在源槽上時，流體施加不同的力。這是流體壓力被設(shè)置成驅(qū)動流體從源到排出槽的自然結(jié)果。作用在基體上的結(jié)果是基體在源槽上比在排出槽上被迫使離開頭更大程度。這進(jìn)而可以導(dǎo)致基體的變形，其是不期望的，因為其導(dǎo)致非統(tǒng)一高度的浮動，并且因此導(dǎo)致潛在的流體混合和基體與輸出面之間接觸。一種減輕該非均勻力對基體的影響的有用方式是對基體的相反面應(yīng)用相似的非均勻力。該相反的非均勻力應(yīng)該在大小和空間位置上與流體分配歧管提供的力相似，以便僅有小的剩余凈局部力作用在基體的特定區(qū)域。該剩余力足夠小以便基體的內(nèi)在梁強(qiáng)度可以減少基體形狀顯著變化的可能性，甚至阻止基體形狀顯著變化，尤其是在z方向上(高度方向)，否則其可以導(dǎo)致不良的氣體隔離和基體與分配歧管的輸出面的可能接觸。再次參考圖34，本發(fā)明該方面的一個示例實施例包括用于薄膜材料沉積的流體輸送系統(tǒng)60，其包括第一流體分配歧管10和第二流體分配歧管11。包括輸出面36的分配歧管10包括多個細(xì)長槽149、184。多個細(xì)長槽149、184包括源槽149和排出槽184。
如上所述，為了產(chǎn)生大小和方向相似的相反力，第二流體分配歧管11包括與輸出面36相似的輸出面37。輸出面37包括多個開口 38、40。多個開口 38、40包括源開口 38 和排出開口 40。第二流體分配歧管11被設(shè)置成與第一流體分配歧管10間隔開并且與其相對，以便第二流體分配歧管11的輸出面37的源開口 38與第一流體分配歧管10的輸出面 36的源開口 149構(gòu)成鏡像(mirror)。此外，第二流體分配歧管11的輸出面37的排出開口 40與第一流體分配歧管10的輸出面36的排出開口 184構(gòu)成鏡像。在操作中，基體20的第一面42最接近第一分配歧管10的輸出面36，而基體20的第二面44最接近第二分配歧管11的輸出面37。如上所述，輸出面36的槽149、184和輸出面37的開口 38、40可以提供源或排出功能。提供源功能的任何輸出面的槽或開口將流體插入輸出面和相應(yīng)基體面之間的區(qū)域。提供排出功能的任何輸出面的槽或開口將流體從輸出面和相應(yīng)基體面之間的區(qū)域抽回/收回。歧管10和11的鏡向定位幫助確保第二分配歧管11的輸出面37的給定開口被設(shè)置在近似垂直于位于第一分配歧管10的輸出面36的槽的方向上。在操作中，輸出面37和輸出面36通常相互平行并且法線反向是z方向。此外，相同的給定開口提供與設(shè)置在與給定開口相對的輸出面36上的槽的功能相同的功能(源或排出)。如果輸出面上的相鄰槽之間的距離是d，則第一分配歧管和第二分配歧管上的開口之間對齊的容差應(yīng)該小于d的 50%，優(yōu)選小于d的25%。流體輸送系統(tǒng)60可以包括基體傳輸機(jī)構(gòu),例如,子系統(tǒng)54,其使得基體20在第一流體分配歧管10第二流體分配歧管11之間的方向上移動?；w傳輸機(jī)構(gòu)被配置成在近似與流體分配歧管10、11的輸出面36、37平行的方向上移動基體20。移動可以是以恒定的速度或變化的速度，或可以在方向上改變以產(chǎn)生往復(fù)移動。移動可以使用例如電動輥被完成?；w20和第一流體分配歧管10之間的距離Dl —般基本與基體20和第二流體分配歧管11之間的距離D2相同。在這一點上，當(dāng)所述距離在彼此的2倍之內(nèi)(優(yōu)選在I. 5 倍內(nèi))時，距離Dl和D2基本相同。第二流體分配歧管11的多個開口 38、40可以包括多種形狀，例如槽或孔。第一分配歧管10可能具有用于其輸出面上的開口的細(xì)長槽，因為這提供到輸出面36或來自輸出面36的最均勻輸送流體。第二分配頭11中的相應(yīng)開口也可以具有對應(yīng)于源和排出區(qū)域的槽結(jié)構(gòu)。可替換地，第二分配頭11中的開口可以是任何合適形狀的孔結(jié)構(gòu)。因為在基體的第二面上提供匹配力的條件不是精確條件，所以匹配力僅需要足以阻止基體的有害變形。 因此，例如，在第二分配頭11中的與第一分配頭10中的槽交叉對齊(aligned across)的一系列孔可以足以合理地匹配基體20上的力，同時允許第二分配頭11更簡單并且以較低成本制造。如上所述，第一分配歧管10的輸出面36上的細(xì)長槽可以是線性的或彎曲的。這些槽可以包括包含周期變化的多種形狀，諸如正弦樣型、鋸齒樣型或方波樣型。第二分配頭 11上的開口可以可選地具有與第一分配歧管10上的相應(yīng)槽相似的形狀。在本發(fā)明的示例實施例中，輸送系統(tǒng)60的第一流體分配歧管10和第二流體分配歧管11都可以是ALD流體歧管。在示例實施例中，第二分配歧管11可操作以提供或運(yùn)行非活性氣體，該結(jié)構(gòu)確保起源于第二流體分配歧管11的力將足以匹配第一流體分配歧管 10提供的力。在其他示例實施例中，第二流體分配歧管11可以被配置成提供一組能夠產(chǎn)生ALD沉積的活性氣體/反應(yīng)氣體。在該結(jié)構(gòu)中，基體20的兩面42、44可以同時地被涂敷相同或不同成分的膜。參考圖35，并且重新參考圖1-28E，在本發(fā)明的一些示例實施例中，期望監(jiān)視一種或多于一種被輸送到基體20或從基體20移除的氣體。在本發(fā)明的該方面的一個示例中， 用于薄膜材料沉積的流體輸送系統(tǒng)60包括流體分配歧管10、氣體源(例如氣體供給28)和氣體接收腔室29a或29b。如上所述，流體分配歧管10包括輸出面36，該輸出面36包括多個細(xì)長槽149、184。多個細(xì)長槽包括源槽149和排出槽184。氣體源28與源槽149流體連通，并且被配置成提供氣體到分配歧管10的輸出面36。氣體接收腔室29a或29b與排出槽 184流體連通并且被配置成收集通過排出槽184提供給分配歧管10的輸出面36的氣體。 傳感器46被設(shè)置成感測從氣體源28移動到氣體接收腔室29的氣體的參數(shù)。控制器56與傳感器46電通信連接并且被配置成基于從傳感器46接收的數(shù)據(jù)修改輸送系統(tǒng)60的操作參數(shù)。離開氣體源28的氣體在通過源槽149到達(dá)輸出面36之前，移動通過外部管道32 然后通過流體分配歧管內(nèi)的內(nèi)部管道(如上所述)。離開輸出面36的氣體在到達(dá)氣體接收腔室29之前，移動通過排出槽184、流體分配歧管內(nèi)的內(nèi)部管道和外部管道34。氣體源28 可以是壓力比管道壓力高的任何氣體源，以便供給氣體到輸出面36。氣體接收腔室29可以是壓力比管道壓力低的任何氣體腔室，以便從輸出面36移除氣體。傳感器46可以被設(shè)置在系統(tǒng)60的多個位置。例如，傳感器46可以被設(shè)置在排出槽184和氣體接收腔室29之間，如圖35中的位置LI所例示。在該實施例中，傳感器46可以被包括在分配歧管10、管道系統(tǒng)34、氣體接收腔室29、或這些位置的不止一個中。傳感器46可以被設(shè)置在源槽149和氣體源28之間，如圖35中的位置L2所例示。 在該實施例中，傳感器46可以被包括在分配歧管10、管道系統(tǒng)32、氣體供給腔室28、或這些位置的不止一個中。傳感器46也可以被設(shè)置在分配歧管10的輸出面36上，如圖3中的位置L3所例示。在該結(jié)構(gòu)中，傳感器46優(yōu)選被設(shè)置在源槽149和排出槽184之間。傳感器46可以是能夠測量氣體的壓力、流速、化學(xué)屬性和光屬性中的至少一個的類型。當(dāng)傳感器46測量壓力時，該壓力可以使用用于壓力測量的任何技術(shù)被測量。這包括例如電容、電磁、壓電、光學(xué)、電勢、共振或熱壓感測裝置。流速也可以使用任何傳統(tǒng)技術(shù)被測量，例如 B6la G. Liptdk 的“Flow Measurement”(CRC Press, 1993ISBN080198386X, 9780801983863)中描述的技術(shù)?；瘜W(xué)屬性可以被測量以識別系統(tǒng)中活性前體、反應(yīng)產(chǎn)物或污染物?？梢允褂酶袦y化學(xué)特性和屬性的任何傳統(tǒng)傳感器。感測操作的示例包括識別從給定源氣體通道退出到可替換源氣體通道的排氣中的氣體，指示輸出面上的反應(yīng)物的過度混合；識別退出到排出通道的兩種不同源氣體的反應(yīng)產(chǎn)物，指示在輸出面上的反應(yīng)物過度混合；以及在排出通道中存在過量污染物，例如氧氣或二氧化碳，其可以指示輸出面附近的夾雜空氣(air entrainment)。氣體的光學(xué)屬性可以被使用，因為光學(xué)測量非常迅速，相對易于執(zhí)行，并且提供長的傳感器壽命。光學(xué)屬性諸如光散射或衰減可以被用于識別顆粒的變形，其指示過量的組分在輸出面混合?？商鎿Q地，光譜屬性可以被用于識別流中的化學(xué)元素。這些可以以紫外、可見或紅外波長被感測。如上所述，傳感器46被連接到控制器56?？刂破?6測量過程值，其至少一個是傳感器輸出，并且控制運(yùn)行參數(shù)作為過程值的函數(shù)。控制器可以是電子控制器或機(jī)械控制器。 運(yùn)行參數(shù)通常是到流體輸送系統(tǒng)60的任何可控輸入，用于影響系統(tǒng)60的運(yùn)行。例如，運(yùn)行參數(shù)可以包括通過控制器56可以修改的輸入氣體流。對傳感器輸入的響應(yīng)可以是正向或反方向的。例如，指示錯誤系統(tǒng)性能的壓力讀取可能導(dǎo)致氣流的減小或關(guān)閉以便阻止反應(yīng)氣體的噴射或排放?？商鎿Q地，其可能導(dǎo)致氣流的增大以便試圖將系統(tǒng)帶回到控制。如上所述，系統(tǒng)可以包括基體傳輸機(jī)構(gòu)，例如子系統(tǒng)54，其使得基體20相對流體分配歧管10在一個方向上移動?？刂破?6可以通過響應(yīng)傳感器讀數(shù)調(diào)節(jié)基體傳輸機(jī)構(gòu)54 的運(yùn)行參數(shù)改變基體20的移動。典型地，這些類型的運(yùn)行參數(shù)包括基體速度、基體張力和基體相對輸出面的角度?？刂破?6也可以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)改變基體傳輸機(jī)構(gòu)54和分配歧管10 的相對位置。在該實施例中，基體傳輸機(jī)構(gòu)54和流體分配歧管10的至少一個可以包括允許在基本垂直于z方向上的輸出面36的方向上移動的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)可以通過電子、氣動或電氣動致動裝置運(yùn)行/操作。如果期望，則基體20和流體分配歧管10的相對位置的改變可以伴隨任何其他系統(tǒng)參數(shù)改變。本發(fā)明已經(jīng)參考其某些示例實施例被詳細(xì)描述，但是應(yīng)該理解在上述以及附屬權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以進(jìn)行變化和修改，而不偏離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于薄膜材料沉積的流體輸送系統(tǒng)，其包括流體分配歧管，其包括輸出面，該輸出面包括多個細(xì)長槽，所述流體分配歧管的輸出面被定位成與基體的第一表面相對，以便所述細(xì)長槽面向所述基體的所述第一表面并且被定位成靠近所述基體的所述第一表面；以及基體傳輸機(jī)構(gòu)，其使得基體沿一方向移動，所述基體傳輸機(jī)構(gòu)包括柔性機(jī)構(gòu)，該柔性機(jī)構(gòu)在靠近所述流體分配歧管的所述輸出面的區(qū)域中接觸所述基體的第二表面，該柔性機(jī)構(gòu)還提供機(jī)械壓力到所述基體的所述第二表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括流體壓力源，其被定位成提供處于壓力之下的流體到所述柔性機(jī)構(gòu)作用在所述基體的所述第二表面上的區(qū)域，所述流體的壓力足以相對于所述流體分配歧管的所述輸出面定位所述基體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述流體壓力源提供的壓力是正壓力，該正壓力朝向所述流體分配歧管的所述輸出面推所述基體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，所述多個細(xì)長槽中的每個被流體連通地連接到相應(yīng)流體源，第一相應(yīng)流體源以一壓力提供氣體，該壓力足以使得所述氣體移動通過所述細(xì)長槽并且進(jìn)入所述輸出面和所述基體的所述第一表面之間的區(qū)域，第二相應(yīng)流體源以一正背壓提供流體，該正背壓足以使得氣體流動離開所述輸出面和所述基體的所述第一表面之間的所述區(qū)域并且流向所述細(xì)長槽，所述流體壓力源提供的正壓力大于所述第二相應(yīng)流體源提供的所述正背壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述流體壓力源提供的所述壓力是負(fù)壓力，其牽引所述基體離開所述流體分配歧管的所述輸出面并且朝向所述柔性機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述柔性機(jī)構(gòu)包括多個穿孔，來自所述流體壓力源的壓力通過所述多個穿孔被施加到所述基體的第二表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述柔性機(jī)構(gòu)包括環(huán)形帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述柔性機(jī)構(gòu)包括環(huán)形帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述柔性機(jī)構(gòu)包括多個穿孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述柔性機(jī)構(gòu)被彈簧加載以提供所述柔性機(jī)構(gòu)的機(jī)械壓力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述柔性機(jī)構(gòu)通過負(fù)載分配機(jī)構(gòu)被附連到彈簧。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述柔性機(jī)構(gòu)被設(shè)置在受限位置以便所述柔性機(jī)構(gòu)本身施加彈簧加載力。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在所述柔性機(jī)構(gòu)和所述基體之間產(chǎn)生靜電荷差的機(jī)構(gòu)，該靜電荷差感應(yīng)靜電力，該靜電力牽引所述基體遠(yuǎn)離所述流體分配歧管的所述輸出面并且朝向所述柔性機(jī)構(gòu)。
14.一種用于薄膜材料沉積的流體輸送系統(tǒng)，其包括流體分配歧管，其包括輸出面，該輸出面包括多個細(xì)長槽，所述流體分配歧管的所述輸出面被定位成與基體的第一表面相對以便所述細(xì)長槽面向所述基體的所述第一表面并且被定位成靠近所述基體的所述第一表面；以及基體傳輸機(jī)構(gòu)，其使得基體沿一方向移動，所述基體傳輸機(jī)構(gòu)包括柔性機(jī)構(gòu)，該柔性機(jī)構(gòu)在靠近所述流體分配歧管的所述輸出面的區(qū)域中接觸所述基體的第二表面。
15.一種在基體上沉積薄膜材料的方法，其包括提供基體；提供流體輸送裝置，該流體輸送裝置包括流體分配歧管，其包括輸出面，該輸出面包括多個細(xì)長槽，所述流體分配歧管的所述輸出面被定位成與所述基體的第一表面相對以便所述細(xì)長槽面向所述基體的所述第一表面并且被定位成靠近所述基體的所述第一表面；以及基體傳輸機(jī)構(gòu)，其使得基體沿一方向移動，所述基體傳輸機(jī)構(gòu)包括柔性機(jī)構(gòu)，該柔性機(jī)構(gòu)在靠近所述流體分配歧管的所述輸出面的區(qū)域中接觸所述基體的第二表面；以及使得氣態(tài)材料從所述流體分配歧管的所述輸出面的所述多個細(xì)長槽流向所述基體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述柔性機(jī)構(gòu)還對所述基體的第二表面提供機(jī)械壓力。
全文摘要
一種用于薄膜材料沉積的流體輸送系統(tǒng)，其包括流體分配歧管和基體傳輸機(jī)構(gòu)。流體分配歧管包括輸出面，該輸出面包括多個細(xì)長槽。流體分配歧管的輸出面被設(shè)置成與基體的第一表面相對，以便細(xì)長槽面向基體的第一表面并且被設(shè)置成靠近基體的第一表面?；w傳輸機(jī)構(gòu)使得基體在一個方向上移動并且包括柔性機(jī)構(gòu)，該柔性機(jī)構(gòu)在靠近流體分配歧管的輸出面的區(qū)域中接觸基體的第二表面。
文檔編號C23C16/54GK102597313SQ201080048674
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者D·H·利維, J·E·薩頓, R·S·凱爾 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司