專利名稱：用于加工基底的源和布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使用一種或多種氣態(tài)前體加工基底的源，并且更精確地，涉及根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分所述的源，所述源用于將一種或多種氣態(tài)前體供給到基底表面上以通過使正被加工的基底表面經(jīng)受所述前體的交替重復(fù)的表面反應(yīng)來(lái)加工基底，所述源包括用于將一種或多種前體供給到所述基底表面上的氣體供給裝置。另外，本發(fā)明涉及用于使用一種或多種前體加工基底的布置，并且更精確地，涉及根據(jù)權(quán)利要求26的前序部分所述的布置，所述布置通過使正被加工的基底表面經(jīng)受所述前體的交替重復(fù)的表面反應(yīng)來(lái)加工基底。
背景技術(shù)：
在諸如原子層沉積法(ALD法)或其中基底表面經(jīng)受前體的交替重復(fù)的表面反應(yīng)的類似方法之類的沉積方法中，沉積層的生長(zhǎng)速率通常較慢。為了在沉積過程中獲得所期望 的層厚度，基底表面必須經(jīng)受多個(gè)連續(xù)時(shí)間的前體脈沖。常規(guī)地，原子層沉積法已經(jīng)通過使基底在反應(yīng)腔中經(jīng)受交替表面反應(yīng)(借助于以脈沖方式將前體連續(xù)地供給給反應(yīng)腔并且在前體脈沖之間將沖洗介質(zhì)脈沖地注入反應(yīng)腔內(nèi))而實(shí)施。在這種常規(guī)原子層沉積法中，包括在前體脈沖供給與沖洗脈沖之間的一個(gè)沉積過程周期需要大約0. 5秒。通過原子層沉積法能夠獲得的層厚度生長(zhǎng)為大約I埃/沉積周期，從而最大生長(zhǎng)速率將為12nm/min?，F(xiàn)有技術(shù)的布置的一個(gè)問題在于，在很多工業(yè)應(yīng)用中，上述生長(zhǎng)速率過于緩慢且不適于以足夠的效率執(zhí)行在基底上的沉積。條狀、平面或平坦的基底常常需要幾納米或更高的層厚度。此處IOnm的薄膜厚度將需要大約Imin來(lái)生產(chǎn)。為了在工業(yè)設(shè)備中獲得大約100m/min的基底輸送速度，原子層沉積系統(tǒng)的反應(yīng)腔的長(zhǎng)度需要為大約IOOm以用于將所沉積的層生長(zhǎng)到足夠的厚度。但是，這種長(zhǎng)度的反應(yīng)腔的使用在實(shí)踐中是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供用于在通過使基底表面經(jīng)受前體的交替反復(fù)的表面反應(yīng)而以克服上述缺點(diǎn)的方式加工基底時(shí)將一種或多種氣態(tài)前體供給到基底的表面上的源和布置。本發(fā)明的目的通過根據(jù)權(quán)利要求I的特征部分所述的源實(shí)現(xiàn)，所述源的特征在于，所述氣體供給構(gòu)件為圓筒形部件，所述圓筒形部件包括平行于第一旋轉(zhuǎn)軸延伸的一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)氣體供給通道以便沿基本橫向于所述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向供給一種或多種前體。本發(fā)明的另外的目的還通過根據(jù)權(quán)利要求12的特征部分所述的布置實(shí)現(xiàn)，所述布置的特征在于使所述第一旋轉(zhuǎn)軸基本平行于所述基底的所述表面布置。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中公開。本發(fā)明基于提供一種旋轉(zhuǎn)源，所述旋轉(zhuǎn)源用于將前體供給到基底的表面上以用于通過原子層沉積法或相似的過程而以使正被加工的基底表面經(jīng)受前體的交替重復(fù)表面反應(yīng)的方式加工基底。所述源包括繞第一旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)布置且布置為相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸橫向供給一種或多種前體的圓筒形氣體供給構(gòu)件。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣體供給構(gòu)件適于沿基本正交于或徑向于所述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向供給一種或多種前體。所述氣體供給構(gòu)件可以另外地適于供給沖洗介質(zhì)且同時(shí)抽吸前體和沖洗介質(zhì)以排放所述前體和所述沖洗介質(zhì)。所述氣體供給構(gòu)件也有利地實(shí)施為使得其能夠?qū)崿F(xiàn)沿橫向于所述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向、有利地沿垂直于或徑向于所述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向供給所述沖洗介質(zhì)和排放所述前體及所述沖洗介質(zhì)。本發(fā)明還基于提供一種布置的概念，所述布置通過用于以原子層沉積法將前體供給到基底的表面上來(lái)加工基底或借助于旋轉(zhuǎn)源將前體供給到基底表面上的相似方法而使所述基底表面經(jīng)受前體的交替重復(fù)的表面反應(yīng)來(lái)加工所述基底表面。所述布置包括如所上述的圓筒形源，所述源適配于所述基底的鄰近區(qū)域，使得所述第一旋轉(zhuǎn)軸布置為基本平行于所述基底表面。在所述氣體供給構(gòu)件繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸在所述基底表面的鄰近區(qū)域中旋轉(zhuǎn)期間，所述前體能夠被交替地供給到所述基底表面上以使所述基底在相對(duì)于所述源移動(dòng) 的同時(shí)交替地經(jīng)受所述前體的表面反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的源和布置的益處在于，其有利于通過使基底表面經(jīng)受前體的交替表面反應(yīng)而高效且極快地加工基底，特別是具有平坦表面的那些基底。換言之，當(dāng)旋轉(zhuǎn)源的旋轉(zhuǎn)速度升高到每秒10轉(zhuǎn)或甚至高達(dá)每秒100轉(zhuǎn)、可能甚至更高時(shí)，旋轉(zhuǎn)源的使用容許與例如基底的生產(chǎn)線或卷對(duì)卷工藝相結(jié)合地快速沉積所需厚度的涂層。另外，旋轉(zhuǎn)源的使用使得能夠在板狀、條狀或相似的平坦基底的整個(gè)寬度上以均勻的方式一次性地加工所述基
。


以下通過參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，其中圖I以側(cè)視圖示意性示出了在圖I的附圖中描繪的源；圖2以示意性截面圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例；圖3以示意性截面圖示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例；以及圖4以示意性截面圖示出了本發(fā)明的又一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，其中以示意性側(cè)視圖示出了作為本發(fā)明的示例性實(shí)施例的源1，源I用于將一種或多種氣態(tài)前體供給到基底4的表面6上以通過使正被加工的基底表面經(jīng)受前體的交替表面反應(yīng)來(lái)加工基底4。源I包括用于將至少一種或多種前體6供給到基底4的表面6上的氣體供給構(gòu)件3，以及氣體供給構(gòu)件3可繞其旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)軸2。氣體供給構(gòu)件3有利地定形為具有基本圓形截面的圓筒形或輥狀構(gòu)件，并且具有沿第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向的第一端部16和第二端部18?？蛇x地，氣體供給構(gòu)件3可以具有另一種截面形狀，例如，橢圓形、三角形、正方形或一些其他多邊形形狀。氣體供給構(gòu)件3的沿第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向的長(zhǎng)度能夠根據(jù)實(shí)際實(shí)施方式的需求而變化，并且其能夠例如適于基本滿足正被加工的基底的寬度。本發(fā)明的基本特征在于氣體供給構(gòu)件3并不限于任意特定的形狀，相反，氣體供給構(gòu)件3能夠?qū)嵤槿我馄谕男螤睢５?，有利地，氣體供給構(gòu)件形成為關(guān)于第一旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。另外，第一旋轉(zhuǎn)軸2有利地沿著氣體供給構(gòu)件3的中心軸線設(shè)置。源I還可以包括用于使第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的電源裝置(未示出)。電源裝置能夠?yàn)槔珉姍C(jī)，該電機(jī)可以作為源I的一部分結(jié)合到源I中，或者可選地，作為源I可連接的單獨(dú)部分。氣體供給構(gòu)件3適于沿基本橫向于第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向供給一種或多種前體。如圖I中所示，氣體供給構(gòu)件3設(shè)有適于供給一種或多種前體或沖洗介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)氣體供給通道8。另外，氣體供給構(gòu)件3能夠設(shè)有用于抽出和移除前體或沖洗介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)抽吸通道12。根據(jù)圖1，氣體供給通道8和抽吸通道12適于沿基本平行于第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向在氣體供給構(gòu)件3的第一端部16與第二端部18之間延伸。換言之，氣體供給通道8和抽吸通道12為在氣體供給構(gòu)件3的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸的細(xì)長(zhǎng)通道。因此，如圖I中所示，氣體供給通道具有第一端部28和第二端部26。可選地，氣體供給通道8和抽吸通道12可以具有較短長(zhǎng)度，從而僅僅在氣體供給構(gòu)件3的一部分長(zhǎng)度上延伸。另外，可能設(shè)有沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向依次對(duì)齊的兩個(gè)或更多個(gè)氣體供給通道8和抽吸通道12。氣體供給通道8和抽吸通道12或它們中的至少一些實(shí)施為從氣體供給構(gòu)件3的外表面向內(nèi)延伸的凹部或溝槽。 在可選實(shí)施例中，氣體供給通道8和抽吸通道12或它們中的至少一些實(shí)施為從氣體供給構(gòu)件3的外表面向外延伸的峰頂、脊或類似的突出部。氣體供給通道8包括用于供給氣態(tài)前體或沖洗介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)供給開口 20、
22。供給開口 20、22可以沿第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向等距地設(shè)置在氣體供給通道8的整個(gè)長(zhǎng)度上，或者可選地，氣體供給通道8可以包括在氣體供給通道8的整個(gè)長(zhǎng)度或其僅僅一部分上延伸的單個(gè)細(xì)長(zhǎng)供給開口，從而容許沿著氣體供給通道8的整個(gè)長(zhǎng)度的氣體供給。氣體供給開口 20、22可以為具有圓形、正方形或其他類型的多邊形截面形狀的針孔狀開口?？蛇x地，供給開口 20、22沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向設(shè)置在氣體供給通道8的端部處、設(shè)置在其第一和第二端部28、26處、或者設(shè)置在其鄰近區(qū)域中。一個(gè)或多個(gè)供給開口 20、22也可以僅僅設(shè)置在氣體供給通道的第一或第二端部28、26處。供給開口 20、22也可以基本沿第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向設(shè)置在氣體供給通道8的中心處。氣體供給通道8也能夠設(shè)有一個(gè)或多個(gè)排放開口 24以用于移除或抽出前體或沖洗介質(zhì)或誘導(dǎo)沖洗介質(zhì)連同其供給一起流動(dòng)。在圖I中所示的實(shí)施例中，一個(gè)和多個(gè)排放開口 24基本沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向設(shè)置在氣體供給通道8的沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向的中心處，而供給開口 20、22設(shè)置到氣體供給通道8的端部26、28上或者設(shè)置在端部的鄰近區(qū)域中。在可選實(shí)施例中，排放開口 24能夠沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向設(shè)置在氣體供給通道的端部26、28處或者設(shè)置在其鄰近區(qū)域中，而供給開口 20、22基本設(shè)置在氣體供給通道8的中心處。在又一實(shí)施例中，排放開口 24能夠沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向基本設(shè)置在氣體供給通道8的第一端部28處或者設(shè)置在其鄰近區(qū)域中，而供給開口設(shè)置在氣體供給通道8的另一端部26處或者設(shè)置在其鄰近區(qū)域中。如上述，能夠經(jīng)由氣體供給通道8從氣體供給構(gòu)件基本沿相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸2的橫向、正交或徑向的方向供給可為前體或沖洗介質(zhì)的氣體。但是，由于供給開口 20、22和排放開口 24的位置，氣體可以部分地在氣體供給通道8中或在其外側(cè)也沿第一旋轉(zhuǎn)軸的方向流動(dòng)。換言之，供給開口 20、22和排放開口 24的位置的改變使從氣體供給構(gòu)件釋放的氣體能夠沿第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向分布在氣體供給構(gòu)件3的整個(gè)長(zhǎng)度上。以上討論涉及可以用作用于供給一種或多種前體的前體流入通道或用作用于供給一種或多種沖洗介質(zhì)的沖洗介質(zhì)供給通道的氣體供給通道8。抽吸通道12可以以與上述氣體供給通道8相同的方式在氣體供給構(gòu)件3中實(shí)施，并且它們可以包括與供給開口 20、22相似地設(shè)置在例如上述位置中的任一個(gè)中的抽吸開口(未示出)。借助于抽吸通道12，前體或沖洗介質(zhì)或這兩者能夠從基底4的表面6或其鄰近區(qū)域中移除。有利地，抽吸通道12設(shè)置為以基本橫向于、垂直于或徑向于氣體供給構(gòu)件3的第一旋轉(zhuǎn)軸2的方式將前體或沖洗介質(zhì)從基底4的表面6或其鄰近區(qū)域中移除。在實(shí)施例中，氣體供給通道8和抽吸通道12完全設(shè)置在氣體供給構(gòu)件3的內(nèi)部中，而氣體供給構(gòu)件的表面僅僅具有供給開口 20、22，排放開口或抽吸開口，或者同時(shí)具有供給開口 20、22，排放開口和抽吸開口。氣體供給構(gòu)件3能夠設(shè)有一個(gè)或多個(gè)容器、燒瓶或等效箱罐(未示出)以用于在氣體供給通道8中存儲(chǔ)和供給一種或多種前體或沖洗介質(zhì)或兩者、或者分別用于存儲(chǔ)和回收經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)抽吸通道12抽吸或移除的前體或沖洗介質(zhì)或這兩者。本文中結(jié)合到氣體供給構(gòu)件3中的容器隨氣體供給構(gòu)件3 —起繞第一旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)。在可選實(shí)施例中，氣體 供給構(gòu)件3包括用于將前體或沖洗介質(zhì)從氣體供給構(gòu)件3的外側(cè)供給到氣體供給構(gòu)件3中的流管(未示出)。由此，流管能夠例如在第一旋轉(zhuǎn)軸2的內(nèi)部中實(shí)現(xiàn)，從而使其能夠經(jīng)由第一旋轉(zhuǎn)軸2將前體和沖洗介質(zhì)供給到氣體供給通道8內(nèi)。以相似的方式，經(jīng)由抽吸通道12移除的氣體能夠被從氣體供給構(gòu)件3移除。由此，用于待移除的前體和氣體的容器能夠設(shè)置在源I的外側(cè)。在圖2中示出了圖I中圖示的源的示意性截面圖，該源包括適于繞第一旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)的氣體供給構(gòu)件3。氣體供給構(gòu)件包括用于供給第一前體A的前體供給通道8和用于供給第二前體B的第二前體流入通道10。盡管第一和第二前體流入通道8、10示出為設(shè)置在氣體供給構(gòu)件3的相對(duì)兩側(cè)上，但是它們也可以以一些其他方式沿著氣體供給構(gòu)件3的周緣彼此間隔開地設(shè)置。還必須注意的是，氣體供給構(gòu)件3可以包括兩個(gè)或更多個(gè)第一前體供給通道8和第二前體流入通道10。如在圖2的截面圖中所示，第一和第二前體供給通道8、10有利地沿著氣體供給構(gòu)件3的周緣交替設(shè)置。還進(jìn)一步地，必須注意的是，氣體供給構(gòu)件3也可以包括用于供給第三前體的一個(gè)或多個(gè)氣體供給通道(未示出)。由此，一個(gè)ALD周期包括三種依次供給的前體。氣體供給構(gòu)件3還包括用于供給沖洗介質(zhì)C的一個(gè)或多個(gè)沖洗介質(zhì)供給通道14。如圖2中所示，沖洗介質(zhì)供給通道14設(shè)置在前體流入通道8、10之間。因此，在圖2的實(shí)施例中，氣體供給構(gòu)件3包括兩個(gè)沖洗介質(zhì)供給通道14。另外，氣體供給構(gòu)件3包括適于抽吸和排放氣體(例如已被供給到基底4的表面上或出現(xiàn)在其鄰近區(qū)域中的前體A、B和沖洗介質(zhì)C)的一個(gè)或多個(gè)抽吸通道14。抽吸通道14也可以設(shè)置在前體供給通道8、10之間，并且有利地如圖2中所示也設(shè)置在沖洗介質(zhì)供給通道14與前體供給通道8、10之間。在所有這些布置中，前體A、B能夠如此供給或借助于載體氣體供給。載體氣體能夠與前體A、B 一起供給，使得載體氣體將前體輸送到基底4的表面6上。載體氣體有利地為一些惰性氣體例如不會(huì)與前體A、B反應(yīng)的氮?dú)狻Ｈ缬蓤D2中的箭頭表示的，氣體供給構(gòu)件3適于沿基本垂直于或徑向于第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向供給前體A、B。有利地，氣體供給構(gòu)件3適于沿基本垂直于第一旋轉(zhuǎn)軸2的方向供給前體A、B。必須注意的是，本發(fā)明的基本特征包括用于供給一種或多種前體A、B的氣體供給構(gòu)件3的布置，由此其能夠包括用于供給一種或多種前體A、B的一個(gè)或多個(gè)前體供給通道8、10。換言之，在本發(fā)明的最簡(jiǎn)單實(shí)施例中，氣體供給構(gòu)件3具有用于供給一種或多種前體A、B的僅一個(gè)前體供給通道8。如在不同應(yīng)用中必要的，源能夠?qū)嵤槭沟闷浒ㄋ杞M的前體供給通道8、10、沖洗介質(zhì)供給通道14和抽吸通道12。在圖2的實(shí)施例中，氣體供給構(gòu)件3包括用于將第一前體A供給到基底4的表面6上的一個(gè)第一前體供給通道8和用于將第二前體B供給到基底4的表面6上的一個(gè)第二前體供給通道10以用于當(dāng)氣體供給構(gòu)件3繞第一旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)時(shí)使表面交替地經(jīng)受第一前體A和第二前體B的表面反應(yīng)。在圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的源I的另一實(shí)施例。圖3的源I包括氣體供給構(gòu)件3和第一旋轉(zhuǎn)軸2。包封可繞第一旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)的氣體供給構(gòu)件3適于沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向延伸、有利地以共軸方式延伸的殼體結(jié)構(gòu)。在圖3的實(shí)施例中，殼體結(jié)構(gòu)包括以距彼此的給定徑向間距預(yù)組裝的在彼此之內(nèi)的三個(gè)殼體30、34、38。但是，必須注意的是，源I可以可·選地包括僅一個(gè)殼體30，或多個(gè)殼體30，例如高達(dá)五個(gè)或更多個(gè)共軸殼體。殼體30、34、38適于供給或排放氣體A、B、C或用于既供給又排放氣體A、B、C。如圖3中所示，殼體30、34、38包括沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向延伸的流動(dòng)開口 50以便容許氣體A、B、C流入殼體30、34、38內(nèi)或從殼體30、34、38中流出。流動(dòng)開口有利地布置為沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向部分或完全地在氣體供給構(gòu)件3的第一與第二端部16、18之間延伸?？蛇x地，流動(dòng)開口 50的數(shù)量可以為沿旋轉(zhuǎn)軸2的方向依次布置的兩個(gè)或更多個(gè)。殼體30、34、38中的每一個(gè)可以配置為用作形成抽吸腔(經(jīng)由其抽吸和移除氣體A、B、C)的抽吸殼體、或者用作形成進(jìn)給腔(經(jīng)由其能夠引入惰性沖洗介質(zhì)C或前體A、B)的供給殼體。在圖3的實(shí)施例中，源包括第一殼體30，其適于在氣體供給構(gòu)件3與第一殼體30之間形成用于移除氣體A、B、C的第一抽吸腔32 ;第二殼體34，其適于在第一殼體30與第二殼體34之間形成用于供給前體A、B或沖洗介質(zhì)C的第一供給腔36 ；以及第三殼體38，其適于在第二殼體34與第三殼體38之間形成用于移除氣體A、B、C的第三抽吸腔40。換言之，這種殼體結(jié)構(gòu)能夠用于通過經(jīng)由殼體結(jié)構(gòu)的供給殼體34供給前體A、B來(lái)加工基底?？蛇x地，殼體結(jié)構(gòu)能夠用于通過實(shí)施僅僅一個(gè)或多個(gè)抽吸殼體30、38或?qū)嵤┯糜诠┙o沖洗介質(zhì)C的一個(gè)或多個(gè)供給殼體36而使氣體供給構(gòu)件3與周圍環(huán)境隔離。另外，供給腔36能夠配置為形成繞氣體供給構(gòu)件3的等離子區(qū)或臭氧區(qū)。如從上述明顯的，繞氣體供給構(gòu)件的殼體結(jié)構(gòu)可以包括一個(gè)或多個(gè)分離殼體30、34、38，其類型和功能能夠選取為滿足給定應(yīng)用的需求。抽吸殼體30、38還可以配備有通過其發(fā)生氣體的抽吸和移除的抽吸噴嘴42。相應(yīng)地，供給殼體34可以配備有經(jīng)由其引入氣體A、B、C的供給噴嘴44。具有其抽吸噴嘴42的抽吸殼體30、38向基底施加抽吸力，該力旨在將源和基底朝向彼此拉動(dòng)。如果基底4為輕的和柔性的，則包括在氣體供給構(gòu)件3中的抽吸殼體30、38或抽吸通道12可以將基底4朝向氣體供給構(gòu)件3抽吸。為了抵消這種情況，抽吸裝置(未示出)可以裝配在基底4的與面向氣體供給構(gòu)件3這側(cè)相反的側(cè)上，從而抽吸裝置將基底4遠(yuǎn)離于氣體供給構(gòu)件3拉動(dòng)，由此補(bǔ)償由氣體供給構(gòu)件3施加在基底4上的力并且由此提供反壓力。抽吸裝置能夠?yàn)樵碔的一體部件。源I適于通過使基底4的表面6經(jīng)受前體的交替表面反應(yīng)(例如如在原子層沉積法中發(fā)生的)來(lái)加工基底4?；譏具體地設(shè)計(jì)用于加工板狀、條狀或具有平坦表面的類似基底4。根據(jù)本發(fā)明，布置設(shè)置為包括上述用于加工基底4的一個(gè)或多個(gè)源。源布置為進(jìn)行操作，使得第一旋轉(zhuǎn)軸2適于在距基底4的表面6的給定距離處(例如圖3中所示)基本平行于基底I的表面6延伸。由此，氣體供給構(gòu)件3繞旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)實(shí)施前體A、B和可能的沖洗介質(zhì)向基底4的表面6的交替或反復(fù)的供給。氣體供給構(gòu)件3繞第一旋轉(zhuǎn)軸2以例如每分鐘I轉(zhuǎn)或更快、每分鐘10轉(zhuǎn)-100轉(zhuǎn)或每秒I轉(zhuǎn)-100轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，或者甚至快到每秒超過100轉(zhuǎn)或可選地小于每秒10轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。在每轉(zhuǎn)期間，基底的表面6經(jīng)受與系統(tǒng)中的氣體供給通道8、10的數(shù)量相同次數(shù)的一種或多種前體A、B。在圖3中圖示的布置中，一個(gè)生長(zhǎng)周期對(duì)應(yīng)于氣體供給構(gòu)件3的一轉(zhuǎn)，從而將氣體供給構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)為每秒5轉(zhuǎn)，例如，基底4的表面6上的生長(zhǎng)速率為每秒5層。該系統(tǒng)有利地布置為使得源I適于相對(duì)于基底4沿平行于基底4的表面6的方向移動(dòng)。換言之，源I可以在基底的表面6上移動(dòng)而氣體供給構(gòu)件3同時(shí)繞第一旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，或者可選地，源能夠?yàn)楣潭ǖ亩滓苿?dòng)并且氣體供給構(gòu)件3同時(shí)繞第一旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)。在又一實(shí)施例中，基底4和源I適于移動(dòng)。在優(yōu)選示例性實(shí)施例中實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的布置，其中源與平坦基底4的加工線相結(jié)合地操作，從而源I布置在加工線上，使得基底4 在適于加工基底4的表面6的距離處經(jīng)過源I。在某些實(shí)施例中，源I或氣體供給構(gòu)件3能夠適于繞第二旋轉(zhuǎn)軸(未不出)旋轉(zhuǎn)，第二旋轉(zhuǎn)軸基本正交于第一旋轉(zhuǎn)軸2和基底4的表面6對(duì)齊。源也可以適于在基底4的表面6上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。隨后，第二旋轉(zhuǎn)軸能夠例如設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)軸2的長(zhǎng)度的中心點(diǎn)處或其一個(gè)端部處，使得當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)軸正交于基底4的表面6對(duì)齊時(shí)源I和氣體供給構(gòu)件3變?yōu)槟軌蜓厮椒较蛟诨?的表面6上旋轉(zhuǎn)。源I布置為使得氣體供給構(gòu)件3與基底4的表面6隔開一段距離，從而基底4的表面6經(jīng)由氣體供給構(gòu)件3經(jīng)受氣體A、B、C的供給。有利地，源I布置為使得氣體供給構(gòu)件3距基底4的表面6的距離為不大于5cm，優(yōu)選地不大于3cm并且最優(yōu)選地小于1cm。在某些實(shí)施例中,氣體供給構(gòu)件3距基底4的表面6的距離也可以小于1mm。如圖3中所示，源I還布置為使得一個(gè)或多個(gè)殼體30、34、38的壁的開口部分面對(duì)基底4的表面6。在某些實(shí)施例中，源I也可以設(shè)置為使得其能夠在兩個(gè)基底4裝配為靠近圖示基底(例如位于源I的相對(duì)兩側(cè)處)移動(dòng)時(shí)能夠同時(shí)加工兩個(gè)基底4。前體A、B或沖洗介質(zhì)C的供給可以為連續(xù)的，從而將它們以給定的流動(dòng)速率穩(wěn)定地引入?？蛇x地，前體A、B或沖洗介質(zhì)C的供給，或者可選地，前體A、B和沖洗介質(zhì)C的供給能夠?yàn)槊}沖的，使得當(dāng)相應(yīng)的前體流入通道8、10或沖洗介質(zhì)供給通道14在氣體供給構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)期間成為與基底4的表面6基本重合時(shí)將它們例如作為計(jì)量等分試樣僅間歇性地引入。當(dāng)使用前體A、B的稀疏或非飽和劑量或供給時(shí)，由于所有供給前體A、B與基底4的表面6反應(yīng)而能夠從源的構(gòu)造中省略抽吸通道12或抽吸腔32或者甚至可能這兩者。在圖4中示出了包括用作抽吸殼體30的僅僅一個(gè)殼體的源的可選實(shí)施例。抽吸殼體30形成在其中具有抽吸開口 42的抽吸腔32。抽吸殼體30還包括基本沿氣體供給構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)軸2的方向延伸且容許將前體和可能的沖洗介質(zhì)C通過其引入到基底4的表面6上并且由此從基底4的表面6中移除的流動(dòng)開口 50。當(dāng)與氣體供給構(gòu)件3的直徑相比時(shí)，流動(dòng)開口 50形成為相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸2的正交方向?yàn)檎?，以防止所引入的氣體A、B、C擴(kuò)散到較大的區(qū)域上。另外，抽吸開口 30設(shè)有第一和第二凸緣52、54，如圖4中所示，第一和第二凸緣52、54從流動(dòng)開口 50的邊緣基本平行于基底4的表面6延伸且從流動(dòng)開口 50向外延伸且具有與氣體供給構(gòu)件3的第一旋轉(zhuǎn)軸2的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。凸緣52、54用作擴(kuò)散阻擋部以防止氣體從流動(dòng)開口 50排放到環(huán)境中并且相反地防止氣體從環(huán)境排放到流動(dòng)開口中，從而有利于通過前體A、B有效地覆蓋在流動(dòng)開口 50下方的基底4的表面6。在某些實(shí)施例中，凸緣52和54也可以包括容許將氣體從流動(dòng)開口 50的鄰近區(qū)域中移除的抽吸開口。圖4中所示的凸緣52、54也能夠被包括在圖3中圖示的源中、并且包括在其圍繞氣體供給構(gòu)件3的殼體或任意其他殼體中。還必須注意的是，在某些實(shí)施例中，凸緣可以已經(jīng)僅僅布置到流動(dòng)開口 50的一側(cè)上。而且其他類型的擴(kuò)散阻擋部可以用來(lái)替代凸緣52、54或它們中的一個(gè)。另外，源I能夠設(shè)置在單獨(dú)的沉積加工腔(未示出)中。加工腔的構(gòu)造可以為使得一個(gè)或多個(gè)基底能夠通過腔傳輸。加工腔能夠在真空或加壓或常規(guī)大氣壓(NTP ； lbar, O0C)下進(jìn)行操作?？蛇x地，源I不包括單獨(dú)的沉積加工腔，相反，源I直接在室內(nèi)空間、加工空間或者與一些其他設(shè)備或腔相結(jié)合地操作。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，明顯的是本發(fā)明的精神可以以多種不同方式連同本 領(lǐng)域的進(jìn)步一起實(shí)施。因此，本發(fā)明和其實(shí)施方式不限于上述示例性實(shí)施例，而是可以在本發(fā)明的所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)改變。
權(quán)利要求
1.一種源(1)，所述源用于將一種或多種氣態(tài)前體供給到基底(4)的表面(6)上以通過使正被加工的所述基底(4)的所述表面(6)經(jīng)受所述前體(A、B)的交替反復(fù)的表面反應(yīng)來(lái)加工所述基底(4)，所述源(I)包括用于將至少一種或多種前體(A、B)供給到所述基底(4)的所述表面(6)上的氣體供給構(gòu)件(3)，所述氣體供給構(gòu)件(3)適于繞第一旋轉(zhuǎn)軸(2)旋轉(zhuǎn)并且所述氣體供給構(gòu)件(3)適于沿基本橫向于所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向供給一種或多種前體(A、B)，其特征在于，所述氣體供給構(gòu)件(3)為圓筒形部件，所述圓筒形部件包括沿所述第一旋轉(zhuǎn)軸方向延伸以用于沿基本橫向于所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向供給一種或多種前體(A、B)的一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)氣體供給通道(8、10、14)。
2.如權(quán)利要求I所述的源(1)，其特征在于，所述氣體供給構(gòu)件(3)適于基本徑向地或沿基本垂直于所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向供給一種或多種前體(A、B)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的源(1)，其特征在于，所述氣體供給構(gòu)件(3)包括用于供給一種或多種前體(A、B)的一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)前體供給通道(8、10)。
4.如權(quán)利要求3所述的源(I)，其特征在于，所述氣體供給構(gòu)件(3)包括用于供給第一前體(A)的一個(gè)或多個(gè)第一前體供給通道(8)和用于供給第二前體(B)的一個(gè)或多個(gè)第二前體供給通道(10)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的源(1)，其特征在于，所述氣體供給構(gòu)件(3)包括用于供給沖洗介質(zhì)(C)的一個(gè)或多個(gè)沖洗介質(zhì)供給通道(14)。
6.如權(quán)利要求5所述的源(I)，其特征在于，所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)適于基本橫向于、垂直于或徑向于所述氣體供給構(gòu)件(3)的所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)供給沖洗介質(zhì)(C)。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的源(1)，其特征在于，所述氣體供給構(gòu)件(3)包括用于將所述前體(A、B)或沖洗介質(zhì)氣體(C)從所述基底(4)的所述表面(6)中排放的一個(gè)或多個(gè)抽吸通道(12)。
8.如權(quán)利要求7所述的源(1)，其特征在于，所述抽吸通道(12)適于基本橫向于、垂直于或徑向于所述氣體供給構(gòu)件(3)的所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)將所述前體(A、B)或沖洗介質(zhì)氣體(C)從所述基底(4)的所述表面(6)中排放。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的源(1)，其特征在于，所述前體供給通道(8、10)、所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)和所述抽吸通道(12)中的一個(gè)或多個(gè)作為從其外表面向內(nèi)延伸的凹部或作為從其外表面向外延伸的突出部設(shè)置在所述氣體供給構(gòu)件(3)中。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的源(I)，其特征在于，所述圓筒形氣體供給構(gòu)件(3)具有基本圓形截面以及沿所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2 )的方向的第一端部(16 )和第二端部(18 )。
11.如權(quán)利要求10所述的源(1)，其特征在于，所述前體供給通道(8、10)、所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)或所述抽吸通道(12)沿基本平行于所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向在所述氣體供給構(gòu)件(3)的所述第一端部(16)與所述第二端部(18)之間延伸。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的源(1)，其特征在于，所述前體供給通道(8、10)和所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)中的一個(gè)或多個(gè)包括用于供給前體(A、B)或沖洗氣體(C)的一個(gè)或多個(gè)供給開口(20、22)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的源(I)，其特征在于，所述供給開口(20、22)是沿所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向沿著所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的長(zhǎng)度設(shè)置的，以用于能夠基本沿著所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的整個(gè)長(zhǎng)度供給所述前體(A、B)或所述沖洗介質(zhì)；或者所述供給開口(20、22)是沿所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向設(shè)置在所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的端部(26,28)處或設(shè)置在其鄰近區(qū)域中；或者所述供給開口基本沿所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向設(shè)置在所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的長(zhǎng)度的中間處。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的源(1)，其特征在于，所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)包括用于移除所述前體(A、B)或所述沖洗氣體(C)的一個(gè)或多個(gè)排放開口(24)。
15.如權(quán)利要求13或14所述的源(I)，其特征在于，所述排放開口(24)基本沿所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向設(shè)置在所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的長(zhǎng)度的中間處，而所述供給開口(20、22)設(shè)置在所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的端部(26、28)處或者設(shè)置在其鄰近區(qū)域中；或者所述排放開口(24)沿所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向設(shè)置在所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的所述端部(26、28)處或者設(shè)置在其鄰近區(qū)域中，而所述供給開口(20、22)基本設(shè)置在所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的長(zhǎng)度的中間處。
16.如權(quán)利要求12和14所述的源(I)，其特征在于，所述排放開口(24)基本沿所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向設(shè)置在所述前體供給通道(8、10)或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14)的所述第一端部(28)處或設(shè)置在所述第一端部(28)的鄰近區(qū)域中，而所述供給開口(20、22)設(shè)置在所述前體供給通道(8、10 )或所述沖洗介質(zhì)供給通道(14 )的另一端部(26 )處或者設(shè)置在所述另一端部(26)的鄰近區(qū)域中。
17.如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的源(1)，其特征在于，所述氣體供給構(gòu)件(3)包括用于所述前體(A、B)或沖洗介質(zhì)(C)的一個(gè)或多個(gè)容器。
18.如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的源(1)，其特征在于，所述氣體供給構(gòu)件(3)包括用于將所述前體(A、B)或沖洗介質(zhì)(C)從所述氣體供給構(gòu)件的外側(cè)供給到所述氣體供給構(gòu)件(3)內(nèi)的流管。
19.如權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的源(1)，其特征在于，所述源(I)包括圍繞所述氣體供給構(gòu)件(3)設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)殼體(30、34、38)以用于供給或排出氣體(A、B、C)。
20.如權(quán)利要求19所述的源(I)，其特征在于，所述源(I)包括圍繞所述前體供給構(gòu)件(3)設(shè)置在彼此之內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)殼體(30、34、38)以用于供給或移除氣體(A、B、C)。
21.如權(quán)利要求19或20所述的源(1)，其特征在于，所述殼體(30、34、38)包括沿所述旋轉(zhuǎn)軸(2)的方向延伸的流動(dòng)開口(50)以用于將氣體(A、B、C)供給到所述基體(4)的所述表面(6)上。
22.如權(quán)利要求21所述的源(1)，其特征在于，所述殼體(30、34、38)中的至少一個(gè)設(shè)有用于防止在環(huán)境與流動(dòng)開口(50)之間的氣體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散阻擋部。
23.如權(quán)利要求19-22中任一項(xiàng)所述的源(I)，其特征在于，所述源(I)包括第一殼體(30)，所述第一殼體設(shè)置為形成用于排放氣體(A、B、C)的第一抽吸腔(32)。
24.如權(quán)利要求19-23中任一項(xiàng)所述的源(I)，其特征在于，所述源(I)包括第二殼體(34)，所述第二殼體設(shè)置為形成用于供給前體(A、B)或沖洗介質(zhì)(C)的第一供給腔(36)。
25.如權(quán)利要求19-24中任一項(xiàng)所述的源(I)，其特征在于，所述源(I)包括第三殼體(38)，所述第三殼體設(shè)置為形成用于排放氣體(A、B、C)的第三腔(40)。
26.—種布置，所述布置用于通過使正被加工的基底(4)的表面(6)經(jīng)受前體(A、B)的交替重復(fù)的表面反應(yīng)來(lái)加工基體，所述布置包括用于將一種或多種氣態(tài)前體供給到基底(4)的表面(6)上的一個(gè)或多個(gè)源(I)以通過使所述基底(4)的所述表面(6)經(jīng)受前體(A、B)的交替反復(fù)表面反應(yīng)來(lái)加工所述基底(4)，所述源(I)包括用于將至少一種或多種前體(A、B)供給到所述基底(4)的所述表面(6)上的氣體供給構(gòu)件(3)，所述氣體供給構(gòu)件適于繞第一旋轉(zhuǎn)軸(2 )旋轉(zhuǎn)且適于沿基本橫向于所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2 )的方向供給一種或多種前體(A、B)，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)適于基本平行于所述基底(I)的所述表面(6)延伸。
27.如權(quán)利要求26所述的布置，其特征在于，所述源(I)為根據(jù)權(quán)利要求1-25之一的源(I)。
28.如權(quán)利要求26或27所述的布置，其特征在于，所述源(I)設(shè)置為能夠沿平行于所述基底(4)的所述表面(6)的方向相對(duì)于所述基底(4)移動(dòng)。
29.如權(quán)利要求26-28中任一項(xiàng)所述的布置，其特征在于，所述源(I)適于能夠繞基本垂直于所述第一旋轉(zhuǎn)軸(2)和所述基底(4)的所述表面(6)對(duì)齊的第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
30.如權(quán)利要求26-29中任一項(xiàng)所述的布置，其特征在于，所述源(I)設(shè)置在距所述基底(4)的所述表面(6)的一定距離處。
31.如權(quán)利要求30所述的布置，其特征在于，所述源(I)設(shè)置在距所述基底(4)的所述表面(6)不大于Icm的距離處。
32.如權(quán)利要求27所述的布置，其特征在于，所述源(I)對(duì)齊為使得一個(gè)或多個(gè)殼體(30、34、38)的壁的開口部分面對(duì)所述基底(4)的所述表面(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將一種或多種氣態(tài)前體供給到基底(4)的表面(6)上的源(1)以及用于通過使所述基底(4)的所述表面(6)經(jīng)受所述前體(A、B)的交替反復(fù)的表面反應(yīng)加工所述基底(4)的布置，所述源(1)包括用于將至少一種或多種前體(A、B)供給到所述基底(4)的所述表面(6)上的氣體供給構(gòu)件(3)。根據(jù)本發(fā)明，所述氣體供給構(gòu)件(3)適于繞旋轉(zhuǎn)軸(2)旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸(2)布置為基本平行于所述基底(4)的所述表面(6)延伸。
文檔編號(hào)C23C16/455GK102869809SQ201180021683
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
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