原子層沉積裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的原子層沉積裝置，包括：腔室，在內(nèi)部形成有密閉的反應空間；第一氣體吸排單元，向設置于所述腔室內(nèi)部的基板吸入或排出第一氣體；第二氣體吸排單元，向所述基板吸入或排出第二氣體；以及真空排氣管，設置于所述第一氣體吸排單元和所述第二氣體吸排單元之間，用于在所述第一氣體吸排單元和所述第二氣體吸排單元之間形成真空；所述基板沿著與所述第一氣體吸排單元、所述第二氣體吸排單元或所述真空排氣管中至少一個的長度方向交叉的方向進行相對運動。通過單個單元進行氣體的排出和吸入，因此不必具備用于排出或吸入氣體的單獨的單元，能夠改善原子層沉積工藝的生產(chǎn)能力。
【專利說明】原子層沉積裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及原子層沉積裝置，更具體地，涉及能夠調(diào)節(jié)沉積工藝前、工藝時的腔室內(nèi)部的工藝壓力，且為此具有真空管路(vacuum line)的原子層沉積裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，制造半導體元件或平板顯示裝置等時需要經(jīng)過各種制造工藝，其中，在晶片或玻璃等基板上沉積所需薄膜的工藝是必不可少的。
[0003]這種薄膜沉積工藝主要采用濺射法(Sputtering)、化學氣相沉積法(CVD,Chemical Vapor Deposition)、原子層沉積法(ALD、Atomic Layer Deposition)等。
[0004]其中，原子層沉積(Atomic Layer Deposition)法是利用單原子層的化學吸附及解吸的納米級薄膜沉積技術(shù)，單獨分離各反應物質(zhì)而以脈沖形式供給腔室，從而利用反應物質(zhì)在基板表面的表面飽和(surface saturation)反應進行化學吸附及解吸的新概念的薄膜沉積技術(shù)。
[0005]現(xiàn)有的原子層沉積技術(shù)在沉積工藝過程中需要保持真空狀態(tài)，因此，需要用于維護、管理該真空狀態(tài)的輔助設備，但工藝時間變長，從而導致生產(chǎn)率下降。
[0006]此外，可以實現(xiàn)真空的空間有限，所以存在不適用于追求大面積、大型化的顯示器行業(yè)的問題。
[0007]不僅如此，現(xiàn)有技術(shù)涉及的原子層沉積裝置，為了調(diào)節(jié)或控制反應室內(nèi)部的壓力，除了用于注入源氣體、反應氣體的裝置之外，還另行需要裝置，因此存在裝置變復雜的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種可以在單個單元中進行氣體排出和吸入的原子層沉積裝置。
[0009]本發(fā)明提供一種利用氣體吸排單元能夠控制腔室內(nèi)部的工藝壓力、基準壓力等的原子層沉積裝置。
[0010]為了解決所述問題，本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置可以包括:腔室，在內(nèi)部形成有密閉的反應空間；第一氣體吸排單元，向位于所述腔室內(nèi)部的基板吸入或排出第一氣體；第二氣體吸排單元，向所述基板吸入或排出第二氣體；以及真空排氣管，設置于所述第一氣體吸排單元和所述第二氣體吸排單元之間，用于在所述第一氣體吸排單元和所述第二氣體吸排單元之間形成真空；所述基板可以沿著與所述第一氣體吸排單元、所述第二氣體吸排單元或所述真空排氣管中至少一個的長度方向交叉的方向進行相對運動。
[0011]由于如上所述構(gòu)成，所以可以通過單個氣體吸排單元進行氣體的排出和吸入，因此不必具備用于排出或 吸入氣體的單獨的單元，能夠改善原子層沉積工藝的生產(chǎn)能力。
[0012]原子層沉積裝置還可以包括:第一供氣部，連接于所述第一氣體吸排單元，以供給第一氣體；第二供氣部，連接于所述第二氣體吸排單元，以供給第二氣體；以及抽真空部，連接于所述真空排氣管，用于在所述腔室內(nèi)部形成真空；其中，所述抽真空部也可以與所述第一氣體吸排單元或所述第二氣體吸排單元中的至少一個連接。
[0013]所述第一氣體吸排單元和所述第二氣體吸排單元可以包括:供氣管，在內(nèi)部形成有供氣流道；排氣管，在內(nèi)部形成有與所述供氣流道連通的壓力緩和部；以及吸氣管，包圍所述排氣管外周面的至少一部分，以在內(nèi)部形成吸氣流道。
[0014]所述壓力緩和部的內(nèi)部體積可以大于所述供氣流道的內(nèi)部體積。
[0015]在所述供氣管可以形成有至少一個供氣接口，該供氣接口與所述第一供氣部或所述第二供氣部連接。
[0016]在所述吸氣管可以形成有至少一個排氣接口，該排氣接口與所述抽真空部連接。
[0017]所述排氣接口可以被形成于所述腔室的吸入氣體收集部以密閉方式包圍，所述吸入氣體收集部與所述抽真空部連接。
[0018]所述真空排氣管可以包括:抽氣管，在內(nèi)部形成有與所述抽真空部連接的抽氣流道；吸氣引導部，在內(nèi)部形成有與所述抽氣流道連通的吸氣接口。
[0019]所述真空排氣管還可以包括:抽氣管，在內(nèi)部具有連通所述抽氣流道和所述抽氣接口之間的壓力緩和部。
[0020]另一方面，本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置可以包括:腔室，在內(nèi)部形成有密閉的反應空間；第一排氣管，向位于所述腔室內(nèi)部的基板排出第一氣體；第二排氣管，向所述基板排出第二氣體；以及真空排氣管，設置于所述第一排氣管和所述第二排氣管之間，用于在所述第一排氣管和所述第二排氣管之間形成真空；所述基板可沿著與所述第一排氣管、所述第二排氣管或所述真空排氣管中至少一個的長度方向交叉的方向進行相對運動。
[0021]原子層沉積裝置還 可以包括:第一供氣部，連接于所述第一排氣管，以供給第一氣體；第二供氣部，連接于所述第二排氣管，以供給第二氣體；以及抽真空部，連接于所述真空排氣管，以在所述腔室內(nèi)部形成真空。
[0022]所述第一排氣管和所述第二排氣管可以包括:供氣管，在內(nèi)部形成有供氣流道；排氣管本體，在內(nèi)部形成有與所述供氣流道連通的壓力緩和部；以及排氣部，以與所述供氣流道對置的方式形成于所述壓力緩和部。
[0023]所述壓力緩和部的內(nèi)部體積可以大于所述供氣流道的內(nèi)部體積。
[0024]在所述供氣管可以形成有至少一個供氣接口，該供氣接口與所述第一供氣部或所述第二供氣部連接。
[0025]所述真空排氣管可以與所述第一排氣管或所述第二排氣管相同的形狀形成。
[0026]還可以包括腔室干式泵，其連接于所述腔室，用于在所述腔室內(nèi)部形成真空。
[0027]發(fā)明效果
[0028]如上所述，本發(fā)明涉及的原子層沉積裝置，可以期待提高生產(chǎn)率，容易實現(xiàn)大型化，從而能夠適用于顯示器領(lǐng)域。
[0029]本發(fā)明涉及的原子層沉積裝置，可以利用常壓等離子體、紫外線燈和激光等增加沉積速度，也可以沉積金屬薄膜和氮化膜等。
[0030]本發(fā)明涉及的原子層沉積裝置，可以容易控制沉積工藝前或工藝時的基準壓力或工藝壓力，通過氣體吸排單元向腔室外部排出沉積工藝后殘留的氣體來調(diào)節(jié)工藝壓力等，從而能夠防止裝置結(jié)構(gòu)變復雜。[0031]本發(fā)明涉及的原子層沉積裝置，可以利用具有壓力緩和部的氣體吸排單元或排氣管向基板側(cè)噴射氣體，從而能夠均勻地噴射氣體，因此能夠提高沉積質(zhì)量。
[0032]但是，本發(fā)明的效果并不限定于以上提及的效果，未提及的其它效果可以通過下面的記載使本領(lǐng)域的技術(shù)人員明確理解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是概略示出本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置的示意圖。
[0034]圖2是示出圖1所示的原子層沉積裝置的內(nèi)部的立體圖。
[0035]圖3是示出圖1的原子層沉積裝置中所使用的氣體吸排單元的立體圖。
[0036]圖4是示出圖3所示的氣體吸排單元的橫向和縱向剖視圖。
[0037]圖5是概略示出本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置的示意圖。
[0038]圖6是示出圖5所示的原子層沉積裝置的內(nèi)部的立體圖。
[0039]圖7是示出圖5的原子層沉積裝置中所使用的排氣管的立體圖和剖視圖。
[0040]圖8是示出圖3的氣體吸排單元或圖7的排氣管和與其連接的氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元的剖視圖。
[0041]圖9是示出圖1所 示的原子層沉積裝置的變形例的示意圖。
[0042]附圖標記:
[0043]100、200、300:原子層沉積裝置
[0044]110、210、310:基板
[0045]120,220:基板溫度調(diào)節(jié)部
[0046]130、140:氣體吸排單元
[0047]131、141、231、241:供氣管
[0048]132、142:吸氣管
[0049]133、143:吸氣部
[0050]1:34、144、230、240:排氣管
[0051]135、145、235、245:供氣流道
[0052]136、146、236、246:供氣噴嘴
[0053]137、147:排氣部
[0054]138、148、238、248:壓力緩和部
[0055]150,250:真空排氣管
[0056]160、170、260、270:供氣部
[0057]180,280:抽真空部
[0058]190:氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元
【具體實施方式】
[0059]下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明涉及的實施例。但是，實施例并不限制或限定本發(fā)明。各附圖中所示的相同附圖標記表示相同的構(gòu)件。
[0060]圖1是概略示出本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置的示意圖，圖2是示出圖1所示的原子層沉積裝置的內(nèi)部的立體圖，圖3是示出在圖1所示的原子層沉積裝置中所使用的氣體吸排單元的立體圖，圖4是示出圖3所示的氣體吸排單元的橫向和縱向剖視圖，圖5是概略示出本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置的示意圖，圖6是示出圖5所示的原子層沉積裝置的內(nèi)部的立體圖，圖7是示出在圖5所示的原子層沉積裝置中所使用的排氣管的立體圖和剖視圖，圖8是示出圖3所示的氣體吸排單元或圖7所示的排氣管和與其連接的氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元的剖視圖，圖9是示出圖1所示的原子層沉積裝置的變形例的示意圖。
[0061]參照圖1至圖4，本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置100可以包括:腔室101，在其內(nèi)部形成密閉的反應空間；第一氣體吸排單元130，對設置于腔室101內(nèi)部的基板110吸入或排出第一氣體(例如源氣體)；第二氣體吸排單元140，對基板110吸入或排出第二氣體(例如反應氣體)；以及真空排氣管150，設置于第一氣體吸排單元130與第二氣體吸排單元140之間，在第一氣體吸排單元130和第二氣體吸排單元140之間形成真空。
[0062]在此，基板110可以沿著與第一氣體吸排單元130、第二氣體吸排單元140或真空排氣管150中至少一個的長度方向交叉的方向TD進行相對運動。
[0063]通過上述構(gòu)成，可以通過單個氣體吸排單元進行氣體的排出和吸入，因此不必具備用于排出或吸入氣體的單獨的單元，從而能夠改善原子層沉積工藝的生產(chǎn)能力(throughput)。
[0064]本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置100還可以包括:多個氣體吸排單元130、140,為了在基板110的上面或表面沉積原子層(Atomic Layer)而排出(injection)或吸入(suction)源氣體(Source Gas)或反應氣體(Reactant Gas)。在此,第一氣體可以是源氣體或反應氣體中的任一種，第二氣體可以是源氣體或反應氣體中的另一種。在圖1和圖2中，第一氣體吸排單元130可以排出/吸入源氣體，第二氣體吸排單元140排出/吸入反應氣體。
·[0065]在此，“排氣”是指向基板110表面噴射或噴出第一 /第二氣體，“吸氣”是指從基板Iio表面吸入(suction)未參與反應殘余的第一 /第二氣體而向腔室101外部排出。
[0066]根據(jù)圖1，第一氣體吸排單元130為一個，第二氣體吸排單元140為兩個，真空排氣管150為三個。在此，第一 /第二氣體吸排單元130、140和真空排氣管150的數(shù)量還可以增加。此外，以第二氣體吸排單元140、真空排氣管150、第一氣體吸排單元130、真空排氣管150、第二氣體吸排單元140和真空排氣管150的形式配置才能進行一個周期的原子層沉積工藝，但是，這種配置形式可以根據(jù)工藝要求、產(chǎn)量、生產(chǎn)能力等進行各種變形。
[0067]另一方面，為了便于說明，在圖2中分別示出一個第一 /第二氣體吸排單元130、140和兩個真空排氣管150。
[0068]本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置100，由在內(nèi)部形成反應空間的腔室101密閉，在腔室101內(nèi)部設有基板110、第一 /第二氣體吸排單元130、140和真空排氣管150。
[0069]在設置于腔室101內(nèi)部的狀態(tài)下，多個第一 /第二氣體吸排單元130、140以固定的狀態(tài)下，移送基板110 ;或以固定基板110的狀態(tài)下，移送多個第一 /第二氣體吸排單元130、140 ;或一同移送基板110和第一 /第二氣體吸排單兀130、140。當一同移送基板110和第一 /第二氣體吸排單元130、140時，彼此向相反方向移動。因此，在任一情況下，基板110和第一 /第二氣體吸排單元130、140彼此相對移動，在圖1和圖2中示出了這種相對運動方向TD。
[0070]本發(fā)明涉及的原子層沉積裝置100，基板110相對于第一 /第二氣體吸排單元130,140向兩個方向進行相對運動，因此處理大面積基板時不需要大的作業(yè)空間。此外，若縮短基板Iio相對于第一 /第二氣體吸排單元130、140的相對移動距離，則能夠縮短軌跡(foot print),從而易于處理大面積基板。
[0071]原子層沉積裝置100還可以包括:第一供氣部160 (Source Line)，連接于第一氣體吸排單元130,以供給第一氣體；第二供氣部170(Reactant Line),連接于第二氣體吸排單元140,以供給第二氣體；以及抽真空部180 (Bar Dry Pump),連接于真空排氣管150,以在腔室101內(nèi)部形成真空。優(yōu)選，第一 /第二供氣部160、170和抽真空部180設置在腔室101外部，第一 /第二供氣部160、170可分別通過第一氣體供給管道161和第二氣體供給管道171與第一氣體吸排單元130和第二氣體吸排單元140連接。
[0072]抽真空部180不僅可以與真空排氣管150連接，也可以與第一氣體吸排單元130或第二氣體吸排單元140中的至少一個連接。抽真空部180可以與第一 /第二氣體吸排單元130、140連接,并將通過第一 /第二氣體吸排單元130、140吸入(suction)的氣體向腔室101外部排出，或調(diào)節(jié)腔室101內(nèi)部的壓力，或使腔室101內(nèi)部成為真空狀態(tài)。因此，可以在第一 /第二氣體吸排單元130、140連接有氣體供給管道161、171和第二真空管道182。此時，優(yōu)選，氣體供給管道161、171可以直接連接于第一 /第二氣體吸排單元130、140，第二真空管道182直接連接于第一 /第二氣體吸排單元130、140，或也可以連接于單獨的吸入氣體收集部169、179。吸入氣體收集部169、179是用于初步收集通過第一 /第二氣體吸排單元130、140吸入的氣體的空間。
[0073]另一方面，如圖1所示，原子層沉積裝置100還可以包括腔室干式泵102(ChamberDry Pump)，其連接于腔室101，用于在腔室101內(nèi)部形成真空。腔室干式泵102可以設置在腔室101的外部，通過抽氣管道103連接于腔室101。此時，抽氣管道103也可以連接于腔室101，或者也可以如圖1所示地連接于基板110所處的一側(cè)。為了與抽氣管道103連接，可以在腔室101或者基板110的下部側(cè)形成有排氣口 104。
[0074]本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置100，沉積工藝開始之前，可以通過操作腔室干式泵102在腔室101內(nèi)部形成真空狀態(tài)，可以通過腔室干式泵102將腔室101內(nèi)部抽至基準壓力(base pressure,約10 — 3torr)的真空,也可以將腔室101內(nèi)部保持于常壓。
[0075]若沉積工藝開始，則腔室干式泵102停止動作，沉積工藝可以通過抽真空部180來調(diào)節(jié)腔室101內(nèi)部的工藝壓力(0.1~0.2torr)。此外，也可以通過一同操作抽真空部180和腔室干式泵102在腔室101內(nèi)部形成壓力差，從而通過這種壓力差來提高從氣體吸排單元130、140排出(噴射)的氣體均勻度(Uniformity),以均勻地噴射。
[0076]也可以去掉腔室干式泵102，以第一 /第二氣體吸排單元130、140來代替腔室干式泵102的功能。即，也可以根據(jù)第一 /第二氣體吸排單元130、140的吸氣(吸入，suction)動作，在腔室內(nèi)部形成基準壓力，或形成壓差。
[0077]在基板110的下部可以設有基板溫度調(diào)節(jié)部120?；鍦囟日{(diào)節(jié)部120可以提高或降低供給第一氣體(源氣體)的基板部位的溫度，但并不是改變整個基板110溫度，而僅改變部分基板的溫度，從而能夠防止溫度變化引起的熱擴散、壽命縮短、物理變形等附帶問題?；鍦囟日{(diào)節(jié)部120可以是加熱器(heater)或散熱器(cooling pad)等形式。[0078]由于本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置100的真空排氣管180設置于第一氣體吸排單元130與第二氣體吸排單元140之間，從而能夠在第一氣體吸排單元130和第二氣體吸排單元140之間形成真空。
[0079]當基板110沿著相對運動方向TD從右側(cè)向左側(cè)移送的同時沉積原子層時，可以從左側(cè)至右側(cè)依次配置第一氣體吸排單元130、真空排氣管150、第二氣體吸排單元140和真空排氣管150。因此，基板110表面第一次與第一氣體(源氣體)接觸，并向左側(cè)行進，依次進行第一氣體(源氣體)供給、真空排氣、第二氣體(反應氣體)供給和真空排氣，從而在基板110表面沉積原子層。
[0080]優(yōu)選為，本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置100的氣體吸排單元130、140，沿著相對運動方向TD以相同或隔著一定距離配置。但是，這些距離可以考慮各反應工藝步驟所需的時間來調(diào)節(jié)。
[0081]優(yōu)選為，第一 /第二氣體吸排單元130、140和真空排氣管150的最下端部與基板110表面保持一定間距G。更具體地說，氣體吸排單元130、140的最下端部應與基板110表面保持一定間距G。優(yōu)選為，所述間距G不超過10~20mm。若間距G小于10~20mm，則氣體吸排單元130、140的下端部與基板110上表面接觸或太近,導致源氣體或反應氣體有可能在充分供給至基板110之前被吸入，若大于10~20mm，則有可能降低供氣效率。
[0082]但是，所述間距G并不限定在不超過10~20mm的范圍。根據(jù)原子層沉積裝置100的結(jié)構(gòu)，也可以變更所述間距G，所述間距G的范圍可以考慮原子層沉積裝置100的性能要求來決定。
[0083]所述第一 /第二氣體吸排單元130、140，可以在單個單元中執(zhí)行或同時執(zhí)行排氣(或噴射)和吸氣(或吸入)。下面，參照附圖進一步詳細說明氣體吸排單元130、140。第一氣體吸排單元130和第二氣體吸排單元140，只有排出/吸入的氣體種類不同，其細部結(jié)構(gòu)相同。
[0084]參照圖3和圖4，第一氣體吸排單元130和第二氣體吸排單元140可以包括:供氣管131、141，在其內(nèi)部形成有供氣流道135、145 ;排氣管134、144，在其內(nèi)部形成有與供氣流道135、145連通的壓力緩和部138、148 ;以及吸氣管132、142，包圍排氣管134、144外周面的至少一部分，從而在其內(nèi)部形成吸氣流道139、149。
[0085]如上所述的可以通過單個氣體吸排單元130、140進行氣體排出和吸入，因此不需要用于氣體排出或吸入的單獨的裝置，從而能夠改善原子層沉積工藝的生產(chǎn)能力(throughput)。
[0086]使從外部的供氣部160、170供給的氣體通過的供氣管131、141，從吸氣管132、142向外部突出地形成，與此相反，排氣管134、144可以形成在吸氣管132、142的內(nèi)部。如圖1所示，供氣管131、141可以形成為，向腔室101外部突出或位于吸入氣體收集部169、179的內(nèi)部。
[0087]以吸氣管132、142為基準，供氣管131、141可以形成在排氣管134、144的相反側(cè)。
[0088]優(yōu)選為，供氣管131、141的截面尺寸(直徑或面積)小于排氣管134、144和吸氣管132,142的截面尺寸。在供氣管131、141的內(nèi)部可以形成有沿其長度方向連通的供氣流道135、145。在 氣管131、141的最上端可以形成有至少一個供氣接口 131a、141a，該供氣接口 131a、141a與第一供氣部160或第二供氣部170連接。氣體供給管道161、171可以通過供氣接口 131a、141a與供氣流道135、145連通。
[0089]向供氣管131、141的供氣通過供氣接口 131a、141a來實現(xiàn)，因此，優(yōu)選氣體吸排單元130、140的兩端形成為堵塞狀態(tài)。
[0090]在供氣管131、141和排氣管134、144之間可以形成有至少一個供氣噴嘴136、146，該供氣噴嘴136、146使供氣流道135、145和壓力緩和部138、148連通。供氣流道135、145和壓力緩和部138、148可以通過供氣噴嘴136、146連通。
[0091]供氣流道135、145、供氣噴嘴136、146和壓力緩和部138、148彼此連通，但吸氣流道139、149并不連通。供氣流道135、145、供氣噴嘴136、146和壓力緩和部138、148是參與排氣的部分，吸氣流道139、149是參與吸氣的部分，因此彼此不連通。
[0092]壓力緩和部138、148的內(nèi)部體積可以大于供氣流道135、145的內(nèi)部體積。壓力緩和部138、148是通過供氣流道135、145和供氣噴嘴136、146流入的氣體流動的流道的一部分，使得經(jīng)過狹小供氣噴嘴136、146的氣體能夠充分停留的具有相對較大體積的部分。氣體經(jīng)過窄的供氣噴嘴136、146之后氣體壓力變高，而隨著填充于相對體積或空間較大的壓力緩和部138、148的同時氣體壓力可以下降。隨著填充于壓力緩和部138、148而壓力下降的氣體向基板110排出(噴射)，在這個過程中，可以在氣體吸排單元130、140的整個長度上以均勻壓力排出氣體。
[0093]由于先在壓力緩和部138、148收集氣體之后向基板110側(cè)排出，因此可以通過基板Iio與壓力緩和部138、148之間的壓力差而在氣體吸排單元130、140的整個長度上均勻地噴射氣體。
[0094]換言之，壓力緩和部138、148是流道的一部分，使壓力高的氣體臨時停留而降低壓力，以便均勻地噴射氣體。壓力緩和部138、148只要具有截面結(jié)構(gòu)擴大或擴展的形狀即可，其形狀并不限定于如圖所述·的罐狀等。
[0095]在吸氣管132、142可以形成有至少一個與抽真空部180連接的排氣接口 132a、142a。排氣接口 132a、142a被形成于腔室101的吸入氣體收集部169、179以密閉的方式包圍，吸入氣體收集部169、179可以與抽真空部180連接。形成于吸氣管132、142上的排氣接口 132a、142a是用于向腔室101外部排出第一氣體或第二氣體的接口，可以與抽真空部180連接。經(jīng)由排氣接口 132a、142a的氣體可以通過抽真空部180脫離氣體吸排單元130、140而填充于吸入氣體收集部169、179之后排出。然而，根據(jù)情況，真空管道181可以不經(jīng)由吸入氣體收集部169、179而直接連接于排氣接口 132a、142a，以向腔室101外排出吸入的氣體。
[0096]圖4 (b)和(C)是沿圖4的(a)的剖切線“A_A”的剖視圖。圖4的(a)是根據(jù)圖3的氣體吸排單元130、140的長度方向剖視圖。
[0097]參照圖4的(a)，形成有多個供氣噴嘴136、146，但也可以僅形成有一個供氣噴嘴136,146ο
[0098]如圖1和圖4所示，優(yōu)選為，排氣接口 132a、142a以供氣管131、141為基準形成于兩側(cè)，但排氣接口 132a、142a也可以以供氣管131、141為基準形成于某一側(cè)。
[0099]另一方面，在排氣管134、144，在其長度方向可以形成有至少一個排氣部137、147。排氣部137、147是用于向氣體吸排單元130、140外部排出填充于壓力緩和部138、148的氣體的出口。為此，排氣部137、147具有連通外部和壓力緩和部138、148的形狀。[0100]吸氣流道139、149可以形成為，其空間被供氣噴嘴136、146分隔。如圖4的(b)和(c)所示，形成于吸氣管132、142和排氣管134、144之間的吸氣流道139、149，被供氣噴嘴136、146分隔成兩個空間。此時，優(yōu)選，吸氣流道139、149被供氣噴嘴136、146分隔成對稱。
[0101]排氣管134、144可以包括排氣引導部137a、147a，該排氣引導部137a、147a在排氣部137、147向排氣管134、144的外部延伸形成。如圖3和圖4所示，排氣引導部137a、147a可以向基板110所位于的下側(cè)延伸形成，從而進行引導使經(jīng)由排氣部137、147的氣體盡可能多的與基板110接觸。
[0102]排氣引導部137a、147a可相對于通過供氣噴嘴136、146中心的虛擬直線對稱地形成于兩側(cè)，使形成于兩側(cè)的排氣引導部137a、147a之間的角度隨著朝向下側(cè)逐漸變大，從而能夠引導經(jīng)由排氣引導部137a、147a的氣體擴散的同時與基板110接觸。
[0103]在此，排氣部137、147可以包括至少一個形成于排氣引導部137a、147a之間的孔或狹縫。
[0104]當排氣部137、147由多個孔形成時，可以根據(jù)排氣流道138、148內(nèi)各個位置的壓力大小或壓差，優(yōu)選在壓力小的部分，增大孔的尺寸或減小孔之間的間距。此外，當排氣部137,147由單個狹縫形成時，可以根據(jù)排氣流道138、148內(nèi)各位置的壓力大小或壓差，優(yōu)選在壓力小的部分，加大狹縫寬度。
[0105]在吸氣管132、142的圓周方向一端133a、143a與排氣引導部137a、147a的一端之間，可以形成有吸氣部133、143，吸氣部133、143可以沿著排氣管134、144或吸氣管132、142的圓周方向相對于排氣部137、147對稱。
[0106]形成吸氣部133、143的吸氣管132、142圓周方向一端133a、143a，可以具有朝排氣引導部137a、147a彎曲的形狀。
[0107]真空排氣管150具有不同于第一 /第二氣體吸排單元130、140的形狀。在此，真空排氣管150具有與后述的如圖7所示的真空排氣管250相同的結(jié)構(gòu)。為了便于說明，參照圖7說明真空排氣管。
[0108]真空排氣管250 (參照圖7)可以包括:抽氣管251，在其內(nèi)部形成有與抽真空部180連接的抽氣流道255 ；以及吸氣引導部257a，在其內(nèi)部形成有與抽氣流道255連通的吸氣接口 257。
[0109]真空排氣管250還可以包括抽氣管254，所述抽氣管254在其內(nèi)部具有使抽氣流道255與吸氣接口 257之間連通的壓力緩和部258。與第一 /第二氣體吸排單元130、140的壓力緩和部138、148不同，真空排氣管250的壓力緩和部258的體積不必大于抽氣流道255。因為，真空排氣管250不需要對真空吸入的氣體臨時收集再排出。
[0110]當?shù)谝?/第二氣體吸排單元130、140向基板110噴射第一氣體(源氣體)和第二氣體(反應氣體)時 ，在氣體吸排單元130、140的整個長度上以均勻壓力噴射才能均勻地進行原子層沉積反應，因此，壓力緩和部138、148具有較大體積，與此相反，真空排氣管250的壓力緩和部258是用于收集向外部排出的氣體的空間，因此，不必降低壓力以均勻地排出。
[0111]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置200。參照圖5至圖7，本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置200可以包括:腔室201，在其內(nèi)部形成密閉的反應空間；第一排氣管230，向設置于腔室201內(nèi)部的基板210排出第一氣體；第二排氣管240，向基板210排出第二氣體；真空排氣管250，設置于第一排氣管230與第二排氣管240之間，用于在第一排氣管230和第二排氣管240之間形成真空。
[0112]基板210可以沿著與第一排氣管230、第二排氣管240或真空排氣管250中至少一個的長度方向交叉的方向進行相對運動。
[0113]與圖1所示的原子層沉積裝置100不同，圖5所示的原子層沉積裝置200中，第一排氣管230和第二排氣管240只具有向基板210供給氣體的功能，不具有吸入第一 /第二氣體而向腔室201外部排出的功能。此外，第一 /第二排氣管230、240與真空排氣管250具有相同形狀。
[0114]優(yōu)選，在腔室201內(nèi)部設置基板210、基板溫度調(diào)節(jié)部220、第一 /第二排氣管230、240、真空排氣管250，而第一 /第二排氣管230、240和真空排氣管250的上端向腔室201外
部露出。
[0115]原子層沉積裝置200還可以包括:第一供氣部260，連接于第一排氣管230，供給第一氣體(源氣體)；第二供氣部270，連接于第二排氣管240，供給第二氣體(反應氣體)；以及抽真空部280，連接于真空排氣管250，在腔室201內(nèi)部形成真空。在此，抽真空部280僅與真空排氣管250連接，而不與第一 /第二排氣管230、240連接。[0116]第一供氣部260通過第一氣體供給管道261與第一排氣管230連接，第二供氣部270通過第二氣體供給管道271與第二排氣管240連接，抽真空部280通過真空管道281與真空排氣管250連接。
[0117]第一氣體供給管道261、第二氣體供給管道271和真空管道281可以分別與形成于第一排氣管230、第二排氣管240和真空排氣管250上端的供氣接口 231a、241a、251a連接，以注入或排出氣體。第一氣體供給管道261、第二氣體供給管道271和真空管道281可以直接連接于供氣接口 231a、241a、251a，或如圖5所示，可以連接于包圍供氣接口 231a、241a、251a進行密閉的吸入氣體收集部269、279、289。
[0118]形成于第一排氣管230、第二排氣管240或真空排氣管250上端的供氣接口 231a、241a、25 la,可以形成至少一個。
[0119]圖7的(a)示出了排氣管230、240或真空排氣管250的立體圖，圖7的(b)示出了沿圖7的(a)的剖切線“B-B”的截面。
[0120]如上所述，在本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置200中所使用的第一排氣管230、第二排氣管240和真空排氣管250可以具有相同形狀。然而，根據(jù)情況，真空排氣管250也可以具有不同形狀。
[0121 ] 參照圖7，第一排氣管230和第二排氣管240可以包括:供氣管231、241，在其內(nèi)部形成有供氣流道235、245 ;排氣管本體234、244，在其內(nèi)部形成有與供氣流道235、245連通的壓力緩和部238、248 ；以及排氣部237、247，與供氣流道235、245對置的方式形成于壓力緩和部238、248。
[0122]供氣流道235、245和壓力緩和部238、248通過供氣噴嘴236、246連通，壓力緩和部238、248與朝基板210開放的排氣部237、247連通。排氣部237、247可形成在與排氣管本體234、244 —體形成的排氣引導部237a、247a之間。
[0123]第一排氣管230和第二排氣管240的壓力緩和部238、248的內(nèi)部體積可以大于供氣流道235、245的內(nèi)部體積。第一 /第二排氣管230、240的壓力緩和部238、248與本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置100的壓力緩和部138、148相同，故省略重復相同說明。
[0124]本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置200，通過第一 /第二排氣管230、240向基板210供給第一氣體(源氣體)和第二氣體(反應氣體)，通過真空排氣管250吸入第一/第二氣體而向腔室201外排出。真空排氣管250不僅可以向腔室201外排出反應后殘留的第一 /第二氣體，也可以調(diào)節(jié)腔室201內(nèi)的壓力，也可以使第一排氣管230和第二排氣管240之間形成真空。此外，通過將真空排氣管250放置在第一排氣管230與第二排氣管240之間，也可以阻止第一氣體(源氣體)和第二氣體(反應氣體)之間反應。
[0125]本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置200，可以通過抽真空部280(Bar DryPump)將腔室201內(nèi)部的工藝壓力調(diào)節(jié)為0.1~0.2torr左右。
[0126]本發(fā)明的另一實施例涉及的原子層沉積裝置200，與圖1所示的原子層沉積裝置100相同的，還可以包括腔室干式泵，該腔室干式泵連接于腔室201，使得腔室201內(nèi)部形成真空。
[0127]圖8是示出本發(fā)明的一實施例涉及的原子層沉積裝置100的氣體吸排單元130、140或本發(fā)明的另一 實施例涉及的原子層沉積裝置200的排氣管230、240和與其連接的氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元190的剖視圖。
[0128]氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元190可以調(diào)節(jié)氣體流量或壓力，以便在氣體吸排單元130、140或排氣管230、240的整個長度上以均勻壓力向基板110、120均勻地噴射第一 /第二氣體。
[0129]氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元190可以由氣體流量控制部191、供氣開關(guān)192和供氣分流管193、194、195形成一組。氣體吸排單元130、140越長，這種組的數(shù)量可增加。雖然未圖示，氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元190可以根據(jù)氣體吸排單元130、140的長度形成有多個。例如，可以在氣體吸排單元130、140的整個長度上形成有三個氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元192?？梢栽跉怏w吸排單元130、140的整個長度的右側(cè)部分、中間部分以及左側(cè)部分分別形成一個氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元192。這樣的，當氣體吸排單元130、140變長時，可以設置多個氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元190，并分別通過氣體流量控制部191使氣體多級分流，從而能夠調(diào)節(jié)氣體吸排單元130、140整個長度的壓力，可以提高均勻度(uniformity)。
[0130]氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元190可以連接于供氣流道135、145、235、245以供給氣體，使從排氣管134、144、230、240排出的氣體噴射壓在氣體吸排單元130、140或排氣管230、240的整個長度上均勻。
[0131]氣體噴射壓調(diào)節(jié)單元190可以包括:氣體流量控制部191，其與供氣部160、170、260,270連接，以調(diào)節(jié)從供氣部160、170、260、270供給的氣體流量；供氣開關(guān)192，連接于氣體流量控制部191，以控制氣體供給；以及供氣分流管193、194、195，連接于供氣開關(guān)192和供氣流道135、145、235、245之間，以向供氣流道135、145、235、245供給氣體。
[0132]氣體流量控制部191通過氣體供給管道161、171、261、271連接于供氣部160、170、260、270，是用于調(diào)節(jié)供給的氣體流量(Mass Flow)的質(zhì)量流量控制器(MFC、Mass FlowController)。
[0133]連接于氣體流量控制部91的供氣開關(guān)192是一種通斷開關(guān)(On/Off Switch),用于阻止或允許被供給的氣體注入到氣體吸排單元130、140或排氣管230、240的開關(guān)，可以以閥門的形式實現(xiàn)。供氣開關(guān)192調(diào)節(jié)噴射氣體的分壓(partial pressure),從而能夠提高噴射氣體的均勻度(uniformity)。
[0134]供氣分流管193、194、195可以從供氣開關(guān)192向氣體吸排單元130、140或排氣管230、240形成為多級。圖8例示出供氣分流管193、194、195按三級向下分流的形式。這樣的，供氣分流管193、194、195隨著從上方向下方下來形成多級，可以通過控制一個氣體輸入點(即氣體流量控制部)來調(diào)節(jié)多個氣體輸出點195 (第三氣體供給分流管)的流量、氣體壓力等，可以通過增加氣體輸出點的數(shù)量來在氣體吸排單元130、140或排氣管230、240的整個長度上以均勻壓力噴射氣體。
[0135]供氣分流管193、194、195具備:輸入接口 193a，連接于供氣開關(guān)192 ;輸出接口195a，連接于供氣流道135、145、235、245 ;其中，輸入接口 193a的數(shù)量可以少于輸出接口195a的數(shù)量。即，供氣分流管193、194、195形成為多級，從而能夠形成更多個輸出接口195a，因此能夠在氣體吸排單元130、140或排氣管230、240的整個長度上以均勻壓力噴射氣體。
[0136]圖9示出了圖1所示的原子層沉積裝置的變形例。圖9所示的原子層沉積裝置300可以包括常壓等離子體生成部340、真空排氣管350、第一氣體(源氣體)吸排單元330和鹵素燈990。此時，基板310可相對于氣體吸排單元330從左側(cè)向右側(cè)相對運動的同時進行沉積工藝。
[0137]圖9所示的原子層沉積裝置300可以在常壓下沉積原子層，因此向基板310供給反應氣體時可以使用常壓等離子體生成部340。常壓等離子體生成部340是將冷等離子體炬(cold plasma torch)進行形象化的。常壓等離子體生成部340供給反應氣體,所以使用常壓等離子體生成部340時，可以省略第二氣體(反應氣體)吸排單元140。
[0138]加熱基板310不僅可以利用鹵素燈390，也可以利用激光、紫外線燈等。鹵素燈390可以包括:熱源393 ;外殼39·1，在熱源393外部包圍該熱源393 ；以及多個散熱部392，形成在外殼391的內(nèi)部。鹵素燈390的散熱部392防止基板310表面之外的部分被加熱，從而能夠阻止整個基板310溫度上升。
[0139]鹵素燈390在第一氣體(源氣體)吸排單元330供給第一氣體(源氣體)之前加熱基板310。附圖標記320是表示散熱器(Cooling pad)。
[0140]如上所述，在本發(fā)明的一實施例中以具體構(gòu)成要素等特定事項和特定實施例及附圖進行了說明，這只是有助于整體上了解本發(fā)明而提供的，本發(fā)明并不限定于所述實施例，對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，從這些記載可以進行多種變更和變形。因此，本發(fā)明的思想并不限定于描述的實施例，本發(fā)明的保護范圍不僅以權(quán)利要求書，與其均等或等價變形都屬于本發(fā)明的思想范疇內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種原子層沉積裝置，包括: 腔室，在內(nèi)部形成有密閉的反應空間； 第一氣體吸排單元，向位于所述腔室內(nèi)部的基板吸入或排出第一氣體； 第二氣體吸排單元，向所述基板吸入或排出第二氣體；以及 真空排氣管，設置于所述第一氣體吸排單元和所述第二氣體吸排單元之間，用于在所述第一氣體吸排單元和所述第二氣體吸排單元之間形成真空； 所述基板沿著與所述第一氣體吸排單元、所述第二氣體吸排單元或所述真空排氣管中至少一個的長度方向交叉的方向進行相對運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原子層沉積裝置，其特征在于，還包括: 第一供氣部，連接于所述第一氣體吸排單元，以供給第一氣體； 第二供氣部，連接于所述第二氣體吸排單元，以供給第二氣體；以及 抽真空部，連接于所述真空排氣管，用于在所述腔室內(nèi)部形成真空； 所述抽真空部還與所述第一氣體吸排單元或所述第二氣體吸排單元中的至少一個連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原子層沉積裝置，其特征在于，所述第一氣體吸排單元和所述第二氣體吸排單元包括: 供氣管，在內(nèi)部形成有供氣`流道； 排氣管，在內(nèi)部形成有與所述供氣流道連通的壓力緩和部；以及 吸氣管，包圍所述排氣管外周面的至少一部分，以在內(nèi)部形成吸氣流道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原子層沉積裝置，其特征在于， 所述壓力緩和部的內(nèi)部體積大于所述供氣流道的內(nèi)部體積。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原子層沉積裝置，其特征在于， 在所述供氣管形成有與所述第一供氣部或所述第二供氣部連接的至少一個供氣接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的原子層沉積裝置，其特征在于， 在所述吸氣管形成有與所述抽真空部連接的至少一個排氣接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的原子層沉積裝置，其特征在于， 所述排氣接口被形成于所述腔室的吸入氣體收集部以密閉方式包圍， 所述吸入氣體收集部與所述抽真空部連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原子層沉積裝置，其特征在于，所述真空排氣管包括: 抽氣管，在內(nèi)部形成有與所述抽真空部連接的抽氣流道； 吸氣引導部，在內(nèi)部形成有與所述抽氣流道連通的吸氣接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的原子層沉積裝置，其特征在于， 所述真空排氣管還包括抽氣管，所述抽氣管在內(nèi)部具有連通所述抽氣流道和所述抽氣接口之間的壓力緩和部。
10.一種原子層沉積裝置，包括: 腔室，在內(nèi)部形成有密閉的反應空間； 第一排氣管，向位于所述腔室內(nèi)部的基板排出第一氣體； 第二排氣管，向所述基板排出第二氣體；以及 真空排氣管，設置于所述第一排氣管和所述第二排氣管之間，用于在所述第一排氣管和所述第二排氣管之間形成真空； 所述基板沿著與所述第一排氣管、所述第二排氣管或所述真空排氣管中至少一個的長度方向交叉的方向進行相對運動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原子層沉積裝置，其特征在于，還包括: 第一供氣部，連接于所述第一排氣管，以供給第一氣體； 第二供氣部，連接于所述第二排氣管，以供給第二氣體；以及 抽真空部，連接于所述真空排氣管，用于在所述腔室內(nèi)部形成真空。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的原子層沉積裝置，其特征在于，所述第一排氣管和所述第二排氣管包括: 供氣管，在內(nèi)部形成有供氣流道； 排氣管本體，在內(nèi)部形成有與所述供氣流道連通的壓力緩和部；以及 排氣部，以與所述供氣流道對置的方式形成于所述壓力緩和部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的原子層沉積裝置，其特征在于， 所述壓力緩和部的內(nèi)部體積大于所述供氣流道的內(nèi)部體積。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的原子層沉積裝置，其特征在于， 在所述供氣管形成有與所述第一供氣部或所述第二供氣部連接的至少一個供氣接口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所`述的原子層沉積裝置，其特征在于， 所述真空排氣管形成為與所述第一排氣管或所述第二排氣管相同的形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的原子層沉積裝置，其特征在于，還包括: 腔室干式泵，所述腔室干式泵連接于所述腔室，用于在所述腔室內(nèi)部形成真空。
【文檔編號】C23C16/44GK103866287SQ201310681160
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月13日
【發(fā)明者】全鎣卓, 崔鶴永 申請人:麗佳達普株式會社