本發(fā)明是關(guān)于原子層沉積(ALD)的領(lǐng)域，更具體說，是關(guān)于原子層沉積裝置。

背景技術(shù)：

已知的原子層沉積裝置，舉例而言，來自WO2009/142487與WO2012/005577。WO2009/142487揭露一種原子層沉積裝置，用于半導(dǎo)體基板的連續(xù)加工，其中基板由氣體軸承支撐。揭露的裝置包括加工隧道，加工隧道在縱向方向延伸且由至少兩壁圍成。壁相互平行且分離，使得可在壁之間平行容納大體上平坦的基板。加工隧道的壁設(shè)置有多個氣體注入通道以提供氣體軸承，氣體軸承可懸浮支撐在加工隧道中的基板。

在第一壁與第二壁至少一個中的氣體注入通道被依次各別連接到第一前驅(qū)體氣體源、沖凈氣體源、第二前驅(qū)體氣體源以及凈化氣體源。在依序連接的氣體注入通道產(chǎn)生原子層沉積區(qū)段，使用時，原子層沉積區(qū)段包括連續(xù)區(qū)域，連續(xù)區(qū)域分別包括：第一前驅(qū)體氣體與沖凈氣體以及第二前驅(qū)體氣體與沖凈氣體。至少兩個此種通道區(qū)段被依次地設(shè)置在輸送方向，如圖1中所示。這些區(qū)段形成原子層沉積裝置，用于依次地施加化學(xué)沉積的前驅(qū)體的反應(yīng)產(chǎn)物的層。為了提供需連續(xù)加工的基板前向移動，裝置設(shè)置有向下傾斜的加工隧道。向下的斜面利用重力以驅(qū)動懸浮支撐的基板通過連續(xù)的區(qū)段，在輸送過程中，在輸送方向經(jīng)由加工隧道，使原子層被沉積在基板上。

這些基板在輸送方向上的移動(向前)，尤其在較高速下，可能會導(dǎo)致用在第一前驅(qū)體區(qū)域的部分前驅(qū)體氣體被壓入或向前拖，因此穿越下游的沖凈氣體區(qū)域進入到第二前驅(qū)體區(qū)域，使來自兩個區(qū)域的前驅(qū)氣體混合。因為前驅(qū)體氣體相互反應(yīng)，此種混合導(dǎo)致在加工隧道中產(chǎn)生多余的化學(xué)氣相沉積。舉例而言，這可導(dǎo)致沉積過程中氣體注入開口、側(cè)向的氣體排出開口以及加工隧道中的沖凈氣體區(qū)域等三者的阻塞。使得需要相對長的保養(yǎng)與清潔時間，以除去在加工隧道區(qū)段的沉積物。這接著又導(dǎo)致裝置的工作時間的負(fù)面影響(顯著的)，因此而降低產(chǎn)量。

前驅(qū)體氣體的穿越有兩個來源。首先，藉由移動的基板，設(shè)置在基板前方的區(qū)段的氣體在輸送方向上被移位。該位移使得由(第一)前驅(qū)體區(qū)域的氣體經(jīng)由沖凈氣體區(qū)域進入加工隧道中的鄰近的、依次的(第二)前驅(qū)體氣體區(qū)域。此種橫越效應(yīng)的例子如圖2所示，圖2顯示水蒸氣(H₂O)作為前驅(qū)體氣體的示意圖。水蒸氣穿越氮氣(N₂)的沖凈氣體區(qū)域(+1N₂、+2N₂、+3N₂)到三甲基鋁(TMA)的前驅(qū)體氣體區(qū)域。

其次，在加工隧道中的基板的存在，相較于加工隧道中的開放區(qū)域的基板之間，在基板上方與下方會產(chǎn)生高壓區(qū)域。在基板的前方與后方，產(chǎn)生的壓力梯度會引起氣流從相對高壓區(qū)域流到相對低壓區(qū)域。因此，來自于基板的存在，可產(chǎn)生進入加工隧道相鄰區(qū)段的氣流。因此，高壓與低壓區(qū)域隨著基板的移動而行進。所產(chǎn)生的氣流，舉例而言，由注入在第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域的前驅(qū)體氣體所組成，可以在壓力梯度的影響下，穿越?jīng)_凈氣體區(qū)域進入到第二前驅(qū)體氣體區(qū)域。其例子如圖3所示。

由于上述原因造成的結(jié)果，是至少一部分的前驅(qū)體氣體可以穿過沖凈氣體區(qū)域，以及隨后與不同的第二前驅(qū)體氣體在第二前驅(qū)體區(qū)域彼此混合。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種原子層沉積裝置，大體上能防止不同的前驅(qū)體氣體彼此混合，同時仍允許基板有相對高的輸送速度。為此，本發(fā)明提供一種原子層沉積裝置，包括：

下壁，其包括多個氣體注入開口；

上壁，平行于該下壁延伸，其包括多個氣體注入開口；

第一側(cè)壁與第二側(cè)壁，大體上相對于該下壁垂直延伸；以及

多個氣體排出開口；

其中，該下壁、該上壁、該第一側(cè)壁以及該第二側(cè)壁組合成一加工隧道，該加工隧道具有在輸送方向延伸的長度，并具有橫向于該輸送方向延伸的寬度，且該加工隧道定義位于該第一側(cè)壁與該第二側(cè)壁中間的垂直中間平面；

該裝置還包括：

第一前驅(qū)體氣體源，連接到多個氣體注入開口的一系列的氣體注入開口，以便產(chǎn)生第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域，其大體上延伸覆蓋該加工隧道的整個該寬度，且在空間中沿著該加工隧道的該輸送方向排列；

沖凈氣體源，連接到多個氣體注入開口的一系列的氣體注入開口，以便產(chǎn)生沖凈氣體注入?yún)^(qū)域，該沖凈氣體注入?yún)^(qū)域大體上延伸覆蓋該加工隧道的整個該寬度，并且在空間中沿該加工隧道的該輸送方向排列；

第二前驅(qū)體氣體源，連接到多個氣體注入開口的一系列的氣體注入開口，以便產(chǎn)生第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域，該第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域延伸覆蓋大體上該加工隧道的整個該寬度，且在空間中沿著該加工隧道的該輸送方向排列；

其中，該第一前驅(qū)體氣體源、該沖凈氣體源以及該第二前驅(qū)體氣體源到各自的氣體注入開口的連接，使得多個連續(xù)加工區(qū)段沿著該輸送方向在該加工隧道內(nèi)被產(chǎn)生，其中，每個加工區(qū)段包括依次的第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域、沖凈氣體區(qū)域、第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域以及沖凈氣體區(qū)域；

該裝置還包括：

其中，

在該下壁與該上壁的氣體注入開口的分布；以及

待加工的基板的厚度以及該下壁與該上壁之間的距離，兩者之間的比例；以及

通過氣體注入開口的氣體供應(yīng)；以及

通過氣體排出開口的氣體排出，使用時，是這樣的：

氣體軸承形成在基板的上方與下方，該基板存在于該加工隧道內(nèi)；以及

在每個第一前驅(qū)體氣體區(qū)域內(nèi)，每個沖凈氣體區(qū)域與每個第二前驅(qū)體氣體區(qū)域，存在兩個相反的橫向氣流，其大體上垂直于該輸送方向，且從該加工隧道的該垂直中間平面各自流向該第一側(cè)壁與該第二側(cè)壁的方向；

其特征在于

第二沖凈氣體源，其壓力比該第一沖凈氣體源更高；

第一系列的高壓氣體注入開口46，位于該上壁與該下壁中的至少一個，其中該第一系列的高壓氣體注入開口定位于每個沖凈氣體區(qū)域內(nèi)，且該第一系列的高壓氣體注入開口大體上覆蓋該加工隧道的整個該寬度，并連接到該第二沖凈氣體源；以及

其中，氣體排出開口包括第一系列的氣體排出開口，該第一系列的氣體排出開口設(shè)置在該上壁與該下壁中的至少一個，且大體上分布覆蓋該加工隧道的整個該寬度并連接到氣體排出通道；

其中，該第一系列的高壓氣體注入開口與該第一系列的氣體排出開口被定位，使得它們一起產(chǎn)生在每個沖凈氣體區(qū)域內(nèi)的第一高壓/吸入?yún)^(qū)域，其中，每個第一高壓/吸入?yún)^(qū)域大體上延伸覆蓋該加工隧道的整個該寬度；以及

其中連接到該第二沖凈氣體源的該氣體注入開口的分布、在每個第一高壓/吸入?yún)^(qū)域內(nèi)的該第一系列的氣體排出開口的氣體排出開口的分布，以及該第二沖凈氣體源的壓力與在氣體排出開口的壓力，是這樣的，在每個第一高壓/吸入?yún)^(qū)域內(nèi)的平均壓力和參考壓力的偏差值小于30％，優(yōu)選小于10％，又優(yōu)選小于5％，該參考壓力為基板不存在時，在該第一前驅(qū)體氣體區(qū)域、該第二前驅(qū)體氣體區(qū)域以及該沖凈氣體區(qū)域內(nèi)的該平均壓力所定義。

根據(jù)本發(fā)明的原子層裝置的一個優(yōu)點，是在每一個沖凈氣體區(qū)域中的高壓/吸入?yún)^(qū)域大體可上防止前驅(qū)體氣體在任一方向穿過沖凈氣體區(qū)域。因此，大體上可防止來自兩個前驅(qū)體氣體區(qū)域的前驅(qū)體氣體的混合，以及防止在該加工隧道內(nèi)的所得不必要的化學(xué)氣相沉積。

在每個沖凈氣體區(qū)域的高壓/吸入?yún)^(qū)域，由該第一系列的高壓氣體注入開口與該第一系列的氣體排出開口的定位所形成，可大體阻絕前驅(qū)體氣體在該輸送方向流過該沖凈氣體區(qū)域。阻絕效果主要由相對高壓引起，相對高壓來自于氣體經(jīng)由高壓氣體注入開口被注入到高壓/吸入?yún)^(qū)域。取代穿越該沖凈氣體區(qū)域，前驅(qū)體氣體的流動橫向于第一系列的氣體排出開口的排出開口。因此，在第一前驅(qū)體氣體進入第二前驅(qū)體氣體區(qū)域之前，來自該第一前驅(qū)體氣體區(qū)域中的前驅(qū)體氣體流將大體上經(jīng)由排出開口由該加工隧道中移除。

仿真顯示根據(jù)本發(fā)明的原子層沉積裝置，前驅(qū)體氣體的量，舉例而言，其可以被表示成前驅(qū)體氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，穿越?jīng)_凈氣體區(qū)域進入到相鄰的前驅(qū)體氣體區(qū)域，與現(xiàn)有技術(shù)中的裝置相比，減少了因子100。

此外，減少的效果，也可以在該加工隧道中的基板的相對高速(即>0.1米/秒)觀察到。這允許基板具有相對高的加工速度，同時還可防止前驅(qū)體氣體的混合。

因為在每個高壓力/吸入?yún)^(qū)域內(nèi)的該平均壓力與參考壓力的偏差小于30％，優(yōu)選小于10％，又優(yōu)選小于5％，該參考壓力為不存在基板時，由第一前驅(qū)體氣體區(qū)域、第二前驅(qū)體氣體區(qū)域以及沖凈氣體區(qū)域內(nèi)的平均壓力所定義，該基板在該輸送方向上的前向運動是沒有，或幾乎沒有被高壓/吸入?yún)^(qū)域的存在而影響。在只由高壓氣體注入開口所組成的高壓/吸入?yún)^(qū)域的狀況中，該區(qū)域會削弱基板在該輸送方向運動。因此，第一系列的高壓氣體注入開口與在高壓/吸入?yún)^(qū)域的第一系列的氣體排出開口的定位，可以是這樣，沿著橫向于該輸送方向，高壓與低壓的交替圖案被產(chǎn)生。

本發(fā)明另外有關(guān)于一種基板加工裝置，其可以是，但不必是一個原子層沉積裝置。

為此目的，本發(fā)明提供一種基板加工裝置，包括：

下壁，其包括多個氣體注入開口；

上壁，平行于該下壁延伸，該上壁包括多個氣體注入開口；

第一側(cè)壁與第二側(cè)壁，大體上相對于該下壁垂直延伸；

其中，該下壁、該上壁、該第一側(cè)壁以及該第二側(cè)壁組合成一加工隧道，該加工隧道具有在一輸送方向延伸的長度，并具有橫向于該輸送之輸送方向延伸的寬度，且定義縱軸，該縱軸在垂直中間平面延伸，該垂直中間平面定位于該復(fù)數(shù)側(cè)壁中間，且該縱軸在水平中間平面延伸，該水平中間平面定位于該下壁與該上壁中間；

該裝置還包括：

連接到氣體注入開口的氣體源；

被排列在該下壁與該上壁的多個氣體排出開口；

排出通道，其與氣體排出開口流體連通；

其中

在該下壁與該上壁的氣體注入開口的分布，

在該下壁與/或該上壁的氣體排出開口的分布，

在待加工的基板的厚度以及下壁與上壁之間的距離，兩者之間的比例，

通過氣體注入開口的氣體供應(yīng)，以及

通過排出開口的排出氣體，

是這樣的，使用時，氣體軸承形成在基板的上方與下方，該基板存在于該加工隧道內(nèi)；以及

其中，在上壁與/或下壁中，所述多個氣體注入開口包括氣體注入開口的子集，其中，每個子集被定位于一直線，該直線具有的長度與厚度，其中，該直線沿一方向延伸，該方向包括與該輸送方向呈一角度α，該角度α介于0°和90°之間，其中，氣體排出開口包括氣體排出開口的子集，其中，對氣體注入開口的每個子集，具有相關(guān)聯(lián)的氣體排出開口的子集，其中，氣體排出開口的該子集被定位于該直線上，相關(guān)聯(lián)的氣體注入開口的該子集的氣體注入開口被定位于該直線上，并且其中該氣體排出開口間歇地定位于氣體注入開口之間，使得，使用時，從氣體注入開口流向該相同子集的相鄰的該氣體排出開口的氣體，在該基板上施加拖力，使得導(dǎo)致該基板的向前移動與/或旋轉(zhuǎn)運動。

根據(jù)此方面的裝置具有一個優(yōu)點，是提供了一個簡單的裝置，當(dāng)基板被加工時，用于在輸送方向輸送基板與/或旋轉(zhuǎn)基板。氣體注入開口的子集與相關(guān)聯(lián)的氣體排出開口的子集，被定位于一線SL上，其可以提供容納在該加工隧道內(nèi)的基板前向運動。

藉由提供氣體注入開口的子集與氣體排出開口在一直線，該直線包括與該輸送方向呈角度α，角度α在0°至90°之間，注入氣體的流位于垂直于該輸送方向有橫向分量，以及在該輸送方向與/或相反于該輸送方向有分量。結(jié)果是，在該輸送方向與/或相反于該輸送方向的拖力被施加在基板上，提供基板一前向/后向運動與/或旋轉(zhuǎn)運動。線可具有一定厚度，以便氣體注入開口的中心與氣體排出開口的中心并不都須是恰好位于數(shù)學(xué)線。線的厚度可在數(shù)厘米的范圍內(nèi)，例如0至4厘米，因此，氣體注入開口與氣體排出開口的中心可以位于相對于彼此稍為錯位，只要它們被定位于該線SL的厚度內(nèi)。提供給基板的移動速度，取決于角度α、取決于用以通過氣體注入開口的子集的注入氣體的注入壓力、取決于在氣體排出開口的壓力以及取決于基板的特征以及其他因素。如此一來，根據(jù)本發(fā)明的裝置可用于輸送與/或旋轉(zhuǎn)基板，以不存在先前技術(shù)中的方式。

此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)點，是具有多種不同形狀的基板可以在裝置中被加工。這不僅與基板的幾何形狀有關(guān)，也與基板的厚度有關(guān)。由本發(fā)明所提供的驅(qū)動作用，可用于各種幾何形狀的基板，其中，驅(qū)動系統(tǒng)可適于特定的幾何形狀。舉例而言，適應(yīng)性可與每個子集被定位的直線的角度有關(guān)，但也可與在在線的氣體注入開口與氣體排出開口的間隙有關(guān)，以及與每條線的長度有關(guān)。除此特征外，本發(fā)明也可用于處理各種厚度的基板。

本發(fā)明還提供一種將層沉積到基板(S)上的方法，該方法包括：

提供根據(jù)權(quán)利要求1-10和15任一項所述的原子層沉積裝置；

提供至少一基板；

通過該氣體注入開口在該加工隧道中注入氣體；

在該加工隧道引入至少一個該基板，其中，氣體軸承形成在該基板的上方與下方；

對該基板的至少一表面施加以原子層處理，藉由：

注入該第一前驅(qū)體氣體到該第一前驅(qū)體氣體區(qū)域，以在該基板上沉積第一層，

注入該第二前驅(qū)體氣體到該第二前驅(qū)體氣體區(qū)域，以在該基板上沉積第二層，

使用一系列的高壓氣體注入開口注入沖凈氣體到每個沖凈氣體區(qū)域，同時通過該第一系列的氣體排出開口由該加工隧道排出氣體，形成第一高壓/吸入?yún)^(qū)域，該第一高壓/吸入?yún)^(qū)域大體上延伸覆該加工隧道的整個寬度，該第一高壓/吸入?yún)^(qū)域大體上防止該第一前驅(qū)體氣體從該第一前驅(qū)體氣體區(qū)域穿過相鄰的該沖凈氣體氣區(qū)域進入到該第二前驅(qū)體氣體區(qū)域，并同時防止該第二前驅(qū)體氣體從該第二前驅(qū)體氣體區(qū)域，穿過該沖凈氣體區(qū)域進入到該第一前驅(qū)體氣體區(qū)域，以及

控制以下的壓力：

該第一前驅(qū)體氣體源，

該沖凈氣體源，

該第二前驅(qū)體氣體源，以及

該第二沖凈氣體源；以及

控制在氣體排出開口的壓力，使得在該第一高壓/吸入?yún)^(qū)域內(nèi)的平均壓力與參考壓力的偏差小于30％，優(yōu)選小于10％，又優(yōu)選小于5％，該參考壓力定義為當(dāng)基板不存在時，在該第一前驅(qū)體氣體區(qū)域、該第二前驅(qū)體氣體區(qū)域以及該沖凈氣體區(qū)域內(nèi)的平均壓力。

根據(jù)本發(fā)明的方法提供了在各種前驅(qū)體氣體區(qū)域之間的前驅(qū)體氣體的改良式分離。改良式分離是由提供高壓/吸入?yún)^(qū)域所達成，其大體上防止第一前驅(qū)體氣體從第一前驅(qū)體氣體區(qū)域穿越相鄰的沖凈氣體區(qū)域進入第二前驅(qū)體氣體區(qū)域，同時防止第二前驅(qū)體氣體從第二前驅(qū)體氣體區(qū)域穿越?jīng)_凈氣體區(qū)域進入第一前驅(qū)體氣體區(qū)域。

本發(fā)明還包括用于在基板加工裝置中加工基板的方法，該方法包括：

提供根據(jù)權(quán)利要求11-15任一項所述的基板加工裝置；

提供至少一基板；

通過氣體注入開口，在該加工隧道中注入氣體；

在該加工隧道中引入至少一基板，其中，氣體軸承成形在該基板的上方與下方；

通過氣體注入開口的子集，在該加工隧道中注入氣體，且同時由相關(guān)聯(lián)的氣體排出開口的子集排出氣體，以在該輸送方向輸送基板與/或旋轉(zhuǎn)基板。

根據(jù)本發(fā)明的方法提供了一種改良的替代方法，用于在加工隧道內(nèi)輸送與/或旋轉(zhuǎn)基板。本方法的一個優(yōu)點，可以是基板在該輸送方向經(jīng)由該加工隧道可被推向前，同時具有旋轉(zhuǎn)，以提供更均勻的表面加工或基板表面的加工。

在從屬項中主張的各種具體實施方式，會參照圖式中的一些例子更進一步說明。實施例可組合或彼此各自應(yīng)用。

附圖簡述

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的原子層沉積裝置的垂直剖面圖。

圖2顯示前驅(qū)體氣體流動的俯視示意圖，前驅(qū)體氣體被向前移動的基板推入輸送方向，該基板存在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的裝置中。

圖3顯示出高壓與低壓區(qū)域的俯視示意圖，高壓與低壓區(qū)域由根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的裝置的加工隧道中基板的存在而產(chǎn)生。

圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的裝置的垂直剖面的示意透視圖，其中上板的一部分被切去。

圖5顯示圖4的裝置的俯視示意圖。

圖6顯示沿圖5的A-A線的剖面。

圖7顯示沿圖5的B-B線的剖面。

圖8顯示沿圖5的C-C線的剖面。

圖9是在一實施例中，顯示前驅(qū)體氣體流在加工隧道內(nèi)右邊的俯視示意圖。

圖10是在每個沖凈區(qū)域具有兩個平行的高壓/吸入?yún)^(qū)域的實施例中，加工隧道內(nèi)右邊的俯視示意圖。

圖11針對加工隧道的整個寬度顯示局部的加工隧道，其中氣體注入開口與氣體排出開口的子集被排列成提供一旋轉(zhuǎn)。

圖12針對加工隧道的整個寬度顯示局部的加工隧道，顯示授予基板的旋轉(zhuǎn)。

圖13針對加工隧道的整個寬度顯示局部的加工隧道，其中氣體注入開口與氣體排出開口的子集被排列成提供前向驅(qū)動力。

具體實施方式

在本申請中，類似或相應(yīng)的特征由相似或相應(yīng)的參考符號標(biāo)示。不同實施例的說明不限于在圖式中所顯示的例子，且在實施方式與申請專利范圍中使用的參考符號不在于限制實施例的說明，而是藉由參照圖式中顯示的例子以說明實施例。

圖4至圖10顯示原子層沉積裝置的各種實施例，其中存在包括本發(fā)明的第一主要方面的各種實施例。

在最一般的條件下，根據(jù)本揭露的第一方面，設(shè)置有原子層沉積裝置，其包括：

具有多個氣體注入開口16的下壁12；

平行下壁12延伸的上壁14，且上壁14包括多個氣體注入開口16；

第一側(cè)壁18與第二側(cè)壁20，大體上相對于下壁12呈垂直延伸；以及

多個氣體排出開口。

下壁12、上壁14、第一側(cè)壁18以及第二側(cè)壁20結(jié)合成加工隧道24，加工隧道24具有在輸送方向T上延伸的長度并具有在輸送方向T橫向延伸的寬度W，加工隧道24定義一位于第一側(cè)壁18與第二側(cè)壁20中央的垂直中間平面。

原子層沉積裝置10還包括：

第一前驅(qū)體氣體源26，連接到多個氣體注入開口16的一系列的氣體注入開口28，從而產(chǎn)生第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域30，第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域30大體上延伸覆蓋加工隧道的整個寬度W，且在空間中沿著加工隧道24的輸送方向T排列；

沖凈氣體源32，連接到多個氣體注入開口16的一系列的氣體注入開口33，從而產(chǎn)生沖凈氣體注入?yún)^(qū)域34，沖凈氣體注入?yún)^(qū)域34大體上延伸覆蓋加工隧道24的整個寬度W，且在空間中沿著加工隧道24的輸送方向T排列；以及

第二前驅(qū)體氣體源36，連接到多個氣體注入開口16的一系列的氣體注入開口35，從而產(chǎn)生第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域38，第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域38大體上延伸覆蓋加工隧道24的整個寬度W，且在空間中沿著加工隧道24的輸送方向T排列。

第一前驅(qū)體氣體源26、沖凈氣體源32以及第二前驅(qū)體氣體源36連接到氣體注入開口16，使得沿著輸送方向T在加工隧道24內(nèi)產(chǎn)生多個連續(xù)的加工區(qū)段40。每個加工區(qū)段40包括依次的第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域30、沖凈氣體區(qū)域34、第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域38以及沖凈氣體區(qū)域34。

在原子層沉積裝置中，

在下壁12與上壁14中的氣體注入開口16的分布；

被加工的基板S的厚度與下壁12和上壁14之間的距離D，厚度與距離D的比例；

經(jīng)由氣體注入開口16的氣體供應(yīng)；以及

經(jīng)由氣體排出開口的排氣；這些因子在使用時的狀態(tài)如下：

氣體軸承形成在基板S的上方與下方，基板S存在加工隧道24內(nèi)；以及

在每個第一前驅(qū)體氣體區(qū)域30內(nèi)，每個沖凈氣體區(qū)域34與每個第二前驅(qū)體氣體區(qū)域38存在兩個相對的橫向氣流，其大體上垂直于輸送方向T且由通道24的垂直中間平面各自向第一側(cè)壁18與第二側(cè)壁20的方向流動；

原子層沉積裝置還包括：

第二沖凈氣體源44，其壓力比第一沖凈氣體源32更高；

在上壁14與下壁12的至少一個中，具有第一系列的高壓氣體注入開口46，其中第一系列的高壓氣體注入開口46定位于每個沖凈氣體區(qū)域34內(nèi)，其大體上覆蓋加工隧道24的整個寬度W且被連接到第二沖凈氣體源44。

原子層沉積裝置的氣體排出開口至少包括：

第一系列的氣體排出開口48，設(shè)置在上壁14與下壁12至少一個，并且大體上分布在加工隧道24的整個寬度W，并連接到一個氣體排出通道49。

第一系列的高壓氣體注入開口46與第一系列的氣體排出開口48被定位，使得它們在每個沖凈氣體區(qū)域34內(nèi)一起產(chǎn)生一個第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50。每個第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50大體上延伸覆蓋加工隧道24的整個寬度W。被連接到第二沖凈氣體源44的氣體注入開口46的分布以及在每個第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50內(nèi)的第一系列氣體排出開口的氣體排出開口48的分布，還有第二沖凈氣體源44的壓力與在氣體排出開口48的壓力為在每個第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50的平均壓力與參考壓力的偏差小于30％，優(yōu)選為小于10％，優(yōu)選為小于5％，參考壓力為當(dāng)不存在基板時由第一前驅(qū)體氣體區(qū)域30、第二前驅(qū)體氣體區(qū)域38以及沖凈氣體區(qū)域34內(nèi)的平均壓力所定義。

此種原子層沉積裝置的各種實施例都是可能的。例如，對每個前驅(qū)體區(qū)域或沖凈氣體區(qū)域的一個或多個氣體注入開口的橫向的列可存在。在圖1中，其代表了現(xiàn)有技術(shù)，顯示對每個前驅(qū)體氣體區(qū)域具有氣體注入開口的五個橫向的列以及對每個沖凈氣體區(qū)域具有氣體注入開口的三個橫向的列。圖2、圖3以及圖9顯示每前驅(qū)氣體區(qū)域具有一列的氣體注入開口與每沖凈氣體區(qū)具有三列的氣體注入開口。在圖9的例子中，沖凈氣體區(qū)域的氣體注入開口的中間列包括被間歇地定位于氣體注入開口之間的氣體排出開口。圖4至圖8顯示每前驅(qū)體氣體區(qū)域具有氣體注入開口的三個橫向的列，以及在沖凈氣體區(qū)域具有氣體注入開口的三個橫向的列，其中，在這三列中間的一個沖凈氣體注入開口中，氣體排出開口是間歇地定位于氣體注入開口之間。圖10顯示了一個例子，其中前驅(qū)體氣體區(qū)域包括單個橫列的氣體注入開口，而沖凈氣體區(qū)域包括四個橫向列的氣體注入開口。這四個橫向列的中間兩個包括那些間歇地定位于該列的氣體注入開口之間的氣體排出開口。

除了氣體排出開口48，它們是至少一個第一系列的氣體排出開口的一部分，可設(shè)置額外的氣體排出開口。例如，氣體排出開口22可設(shè)置在第一側(cè)壁18與第二側(cè)壁20或在上與/或下壁中直接鄰近第一側(cè)壁18與第二側(cè)壁20。

圖4至圖8清楚地顯示了在裝置10的一系列的高壓氣體注入開口46以及一系列氣體排出開口48的分布，兩者共同形成高壓/吸入?yún)^(qū)域50。相對于參考例子，裝置的優(yōu)點已在上述發(fā)明說明的章節(jié)中說明。

更具體的說，圖9描述了高壓/吸入?yún)^(qū)域50的示意圖，高壓/吸入?yún)^(qū)域50大體上可防止在第一前驅(qū)體氣體區(qū)域30的第一前驅(qū)體氣體(H₂O)穿越?jīng)_凈氣體區(qū)域34進入到第二前驅(qū)體氣體區(qū)域38。雖然為了未顯示在此圖中的明顯的理由，高壓/吸入?yún)^(qū)域50大體上也可防止在第二前驅(qū)體氣體區(qū)域38的第二前驅(qū)體氣體(TMA)穿越?jīng)_凈氣體區(qū)域34進入到第一前驅(qū)體氣體區(qū)域30。

在本發(fā)明的一個實施例中，其中的一個例子顯示在圖10，上壁14與/或下壁12可包括第二系列的高壓氣體注入開口52，高壓氣體注入開口52可被定位成平行于第一系列的高壓氣體注入開口46。這第二系列的高壓氣體注入開口52大體上可在每個沖凈氣體區(qū)域34內(nèi)延伸覆蓋加工隧道24的整個寬度，且被連接到第二沖凈氣體源44。在上壁14與下壁12至少一個中，第二系列的排出開口54可平行于第一系列的排出開口48。第二系列的排出開口54大體上可分布覆蓋在加工隧道24的整個寬度，并且可被連接到一個氣體排出通道。第二系列的高壓氣體注入開口52與第二系列的排氣開口54可被定位，使得它們一起在每個沖凈氣體區(qū)域34內(nèi)產(chǎn)生第二高壓/吸入?yún)^(qū)域56。第二高壓/吸入?yún)^(qū)域56可被定位成平行于第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50，并且大體上可延伸覆蓋加工隧道24的整個寬度。加工隧道內(nèi)兩個相鄰且平行的高壓/吸入?yún)^(qū)域50、56的一個例子顯示在圖10中。

平行于第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50的第二高壓/吸入?yún)^(qū)域56的應(yīng)用，是為了提供加工隧道24內(nèi)氣流的改良式分離。如上所述，含前驅(qū)體氣體的氣流可同時存在于輸送方向T與輸送方向T的反向。每個氣流可包括前驅(qū)體氣體與沖凈氣體。然而，氣流可不包含相同的前驅(qū)體氣體。事實上，可以是使第一流大體上包括第一前驅(qū)體氣體與沖凈氣體的混合物，而第二流大體上包括第二前驅(qū)體氣體與沖凈氣體的混合物。在加工隧道24的沖凈氣體區(qū)域34，鄰近第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50設(shè)置第二高壓/吸入?yún)^(qū)域56，大體上為每個氣流(反向流動)設(shè)置高壓/吸入?yún)^(qū)域。這些可允許兩個流由加工隧道24中被移除且彼此分離，即可大幅降低兩前驅(qū)體氣體被混合的可能性。

在一實施例中，連接到第一系列的排出開口48的氣體排出通道49可從連接到第二系列的排出開口54的氣體排出通道分離。這意味著，在使用中，經(jīng)由第一系列的氣體排出開口48排出的氣體大體上可包括沖凈氣體與第一前驅(qū)體氣體的混合物。經(jīng)由第二系列的氣體排出開口54排出的氣體大體上可包括沖凈氣體與第二前驅(qū)體氣體的混合物。

具有兩個分離的排出通道49的構(gòu)型，可提供多個優(yōu)點。首先，前驅(qū)體氣體的改良式分離，不僅可在加工隧道24中實現(xiàn)，并且也可在排出氣體通過排出通道時實現(xiàn)。結(jié)果是，可減少在排出通道49的氣相沉積，這隨后增進了裝置10的可用性。不只如此，這兩個獨立的氣流可分開用于從排出氣體中再制前驅(qū)體與沖凈氣體，因而可增加加工效率。此外，為了提供每個氣體注入?yún)^(qū)域大體上分離的排出系統(tǒng)，可考慮連接排出信道49到注入?yún)^(qū)域30、38的側(cè)壁18、20上的橫向排出通道。每一個這些排出系統(tǒng)大體上移除排出氣體(含有單一前驅(qū)體氣體與沖凈氣體的組合)，其可被再生以為加工提供前驅(qū)體氣體與沖凈氣體。

在實施例中，連接到第二沖凈氣體源44的氣體注入開口46、52的分布，以及在每個高壓/吸入?yún)^(qū)域50、56內(nèi)的氣體排出開口48、54的分布，還有第二沖凈氣體源44的壓力與在氣體排出開口48、54的壓力，可以是，使用時，在每個高壓/吸入?yún)^(qū)域50、56內(nèi)的平均壓力大體上等于參考壓力。

一系列的高壓氣體注入開口46、52可配置為提供沖凈氣體的高壓流到加工隧道24。結(jié)果是，在加工隧道24存在局部增加的壓力，其影響基板S的向前運動。一系列的氣體排出開口48、54可配置為從加工隧道24移除排出氣體，因此在加工隧道24產(chǎn)生局部的低壓區(qū)域。這也影響在輸送方向T的基板S的向前運動。為了維持大體上的平順，基板S不間斷的移動，在高壓/吸入?yún)^(qū)域50的平均壓力大體上等于參考壓力。例如，這可以通過調(diào)整注入氣體的壓力到排出開口的尺寸來實現(xiàn)。這會導(dǎo)致在高壓/吸入?yún)^(qū)域中產(chǎn)生高壓與低壓區(qū)域以均衡成平均壓力，平均壓力等于參考壓力，使得可實現(xiàn)基板的不間斷移動。

在一實施例中，其中的一個例子顯示于圖9，第一系列的高壓氣體注入開口46與在每個第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50內(nèi)的第一系列排氣口48，兩者可定位于一線，該線大體上垂直于輸送方向延伸。

藉由定位高壓氣體注入開口46與氣體排出開口48在垂直于輸送方向上的線，取得橫跨加工隧道24整個寬度的高壓/吸入?yún)^(qū)域50內(nèi)的平衡壓力輪廓，以及設(shè)置有延伸覆蓋加工隧道24整個寬度的某種萃取風(fēng)幕(extraction curtain)。

在一實施例中，如圖10所顯示的一個例子，第二系列的高壓氣體注入開口52與每個第二高壓/吸入?yún)^(qū)域50內(nèi)的第二系列的氣體排出開口54也可定位于沿大體上垂直于輸送方向延伸的線。

藉由提供兩個彼此平行的高壓/吸入?yún)^(qū)域50、56，可獲得前驅(qū)體氣體區(qū)域30與38之間的改良式分離。

在一實施例中，下壁12與上壁14之間的距離H，根據(jù)下列公式，可能與待加工基板(S)的厚度(Ts)有關(guān)：

1.4Ts<H<5.0Ts。

裝置10提供氣體軸承，以浮動支撐加工隧道24內(nèi)的基板S。這些氣體軸承可能只存在于加工隧道24內(nèi)，其中下壁12與上壁14被設(shè)置為相當(dāng)靠近彼此。然而，隨著基板S厚度Ts的變化，裝置可被設(shè)計用于處理不同的厚度Ts時，距離H可取決于基板S的厚度Ts。由于距離H以及基板S與下壁12、上壁14之間的距離不只由氣體軸承的特性決定，也會影響加工隧道24內(nèi)的壓力梯度，厚度Ts與距離H之間的關(guān)系會影響加工隧道24內(nèi)的氣流。根據(jù)本實施例，在一定范圍內(nèi)的高度/厚度的比例，在通道與基板的壁之間的氣體軸承的穩(wěn)定性可得到優(yōu)化。

在一實施例中，第一前驅(qū)體氣體可以是水(H₂O)。

在一實施例中，第二前驅(qū)體氣體可以是三甲基鋁(TMA)。

這些前驅(qū)體氣體可以是，舉例而言，用于生產(chǎn)硅晶片上的光伏電池。當(dāng)然，其他的前驅(qū)體氣體也可使用于沉積原子層。

在一實施例中，沖凈氣體可以是氮氣(N₂)。

本發(fā)明也提供一種基板處理裝置210，可以是，但不限定是原子層沉積裝置。一般而言，裝置210包括下壁212(下壁212包括多個氣體注入開口)與平行下壁212延伸的上壁(上壁包括多個氣體注入開口)。裝置210更包括第一側(cè)壁218與第二側(cè)壁220，延伸至大體上相對于下壁212呈垂直。下壁212、上壁、第一側(cè)壁218以及第二側(cè)壁220形成加工隧道224，加工隧道224具有在輸送方向G上延伸的長度并定義在垂直中間平面延伸的縱軸C，垂直中間平面位于第一側(cè)壁218和第二側(cè)壁220的中間，并且在水平中間平面延伸，水平中間平面位于下壁212和上壁的中間。裝置210還包括連接到氣體注入開口的氣體源、被布置在下壁212與上壁的多個氣體排出開口222以及與氣體排出開口222流體連通的排出通道。使用時：

在下壁212與上壁的氣體注入開口的分布，

在下壁212與/或上壁的氣體排出開口222的分布，

待加工的基板厚度以及下壁212與上壁之間的距離D的比率，

通過氣體注入開口的氣體供應(yīng)，以及

通過排出開口222的氣體排出，

使得氣體軸承形成在基板S_u(存在于加工隧道224內(nèi))的上方與下方。在上壁與/或下壁212的多個氣體注入開口包括氣體注入開口228的子集。每個子集228被定位線SL上，線SL具有長度與厚度。線SL沿著一個方向延伸，該方向包括與輸送方向G呈角度α，角度α介于0°和90°之間。多個氣體排出開口222包括氣體排出開口230的子集。氣體注入開口228的每個子集與氣體排出開口230的子集相關(guān)聯(lián)。氣體排出開口230的子集被定位于線SL上，在線SL的氣體注入開口228的相關(guān)聯(lián)的子集的氣體注入開口228被定位。這些氣體排出開口230間歇地定位于氣體注入開口228之間，使得，使用時，從氣體注入開口流到同一子集的相鄰的氣體排出開口的氣體，在基板上產(chǎn)生拖力，使得基板產(chǎn)生前向運動與/或旋轉(zhuǎn)運動。

裝置210的優(yōu)點已在概述部分中說明，且作為參考。裝置210的例子顯示在圖11至圖13中。多個氣體注入開口228的子集與氣體排出開口230相關(guān)聯(lián)的子集可被放置在各種構(gòu)型中。憑借子集228、230的構(gòu)型，不同效應(yīng)的組合可提供給在加工隧道224中的基板S_u的移動，這是無法使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的裝置而得到。最重要的效應(yīng)是，使所得拖力可從基板沿輸送方向與/或旋轉(zhuǎn)運動賦予晶片移動。以機械裝置而言，例如致動器，沿輸送方向與/或轉(zhuǎn)動的移動可以不接觸晶片而達成。也不需與水平呈一角度定位通道，以產(chǎn)生重力式的動力。特別是，當(dāng)基板重量是相當(dāng)重時，這是在更大尺寸基板的情況下，例如具有一個直徑大于400厘米(mm)、厚度約為800微米(um)的基板，其與水平的夾角必須非常小，以獲得可行的重力驅(qū)動。典型地在小于0.5°的范圍內(nèi)。當(dāng)與水平的夾角更大時，基板的速度會變太快。當(dāng)旋轉(zhuǎn)運動被賦予時，基板通常是圓形的，其是慣用于生產(chǎn)集成電路的晶片。

如前所述，線SL可具有一定厚度，以便氣體注入開口的中心與氣體排出開口的中心并不必須都恰好在數(shù)學(xué)線。線的厚度可在數(shù)厘米的等級，例如0至4厘米。因此，氣體注入開口的中心與氣體排出開口的中心可相對于彼此交錯，只要它們被定位于線SL的厚度內(nèi)即可。

在裝置210的實施例中，角度α符合60°≤α<90°，且優(yōu)選為符合70°≤α≤80°。

當(dāng)角度α在這些范圍內(nèi)時，獲得在輸送方向G或輸送方向G反向的拖力，拖力足夠大以產(chǎn)生足夠速度的一個旋轉(zhuǎn)或向前移動，同時仍保持橫向于輸送方向的流的速度足夠大，以產(chǎn)生橫向延伸的區(qū)段，其中該氣體可以，當(dāng)需要時，大體上可由中間的橫向延伸的區(qū)域使氣體分離。

在一實施例中，在輸送方向G上觀察時，所述線SL大體上可延伸覆蓋在上壁與/或下壁212的整個寬度U，使得產(chǎn)生的拖力傳遞，在使用中，拖力傳遞給基板使旋轉(zhuǎn)，并且使得在垂直于輸送方向的方向上所得到的拖力是零。

一實施例，其一個例子顯示于圖11中，從上方觀察時，提供容納在加工隧道里的基板S_u順時針旋轉(zhuǎn)。從上方觀察，當(dāng)角度α是在垂直中間平面的另一側(cè)時，拖力將提供基板S_u逆時針旋轉(zhuǎn)。兩個例子的組合也是可行的，并顯示于圖12中。這將賦予基板S_u在加工隧道224內(nèi)的不同縱向區(qū)段中兩個相反方向的旋轉(zhuǎn)。

賦予基板旋轉(zhuǎn)運動可能是有利的，以得到基板S_u表面的更均勻的加工。舉例而言，即使氣體濃度在加工隧道的整個寬度不完全相等，由于已賦予基板上的旋轉(zhuǎn)，形成在晶片上的層將具有均勻的結(jié)構(gòu)。退火時，當(dāng)基板旋轉(zhuǎn)時，在加工隧道224的寬度上的非均勻的溫度分布輪廓是不會損害整個基板表面的退火效應(yīng)的質(zhì)量均勻性。鑒于此，能在加工隧道224內(nèi)旋轉(zhuǎn)基板大體上是一個優(yōu)勢。

在一實施例中，在輸送方向G上觀察時，所述線SL從垂直中間平面?zhèn)认蜓由斓降谝粋?cè)壁218與輸送方向G。線SL可以具有在垂直中間平面的第一端點與鄰近第一側(cè)壁218的第二端點。在輸送方向G上觀察時，另一個所述的線SL從垂直中間平面?zhèn)认蜓由斓降诙?cè)壁220與輸送方向G。線SL具有在垂直中間平面的第一端點與鄰近第二側(cè)壁220的第二端點。這樣的構(gòu)型，在使用中，在基板上會產(chǎn)生一個最終拖力，可以賦予基板前向或后向移動。垂直于輸送方向的所得到的拖力將為零。

這個實施例的一個例子顯示于圖13中。該實施例是有利的，因為它可以沿輸送方向G根據(jù)角度α推進基板S_u向前或向后移動。此外，對于加工隧道224的側(cè)壁218、220，基板可以呈現(xiàn)增加的側(cè)向穩(wěn)定性。對稱性可提供注入氣體在兩相對的側(cè)壁218、220的方向上大體上相等的流，而仍然賦予基板S_u上一拖力以在輸送方向G推進基板S_u。再者，通過控制被注入到加工隧道的氣流，所述實施例也可用于提供增加或減少基板S_u在輸送方向G的速度。

一實施例，其中的一個例子顯示于圖14中，所述線SL的長度未跨越相關(guān)聯(lián)的上壁或下壁212的整個寬度?？缭缴媳诨蛳卤诘恼麄€寬度，一組線(SL)彼此相關(guān)聯(lián)。組的一些線包括與垂直中間平面右側(cè)呈角度α，而該組中的至少一個其他線包括與垂直中間平面左側(cè)呈角度α。包括與垂直中間平面右側(cè)的角度α的線的總長度，不同于包括與垂直中間平面左側(cè)的角度α的線的總長度。結(jié)果是，所得的拖力賦予基板一向前或向后移動，以及賦予基板旋轉(zhuǎn)運動。這種構(gòu)型還確保在垂直于輸送方向的方向上所得到的拖力是零。

此種實施例是非常有利的，因為這將同時賦予基板旋轉(zhuǎn)與向前或向后移動。旋轉(zhuǎn)會增加基板處理的均勻性，并可依所需選擇前向或后向移動的速度，而不需要依賴其他機械驅(qū)動裝置(如機械致動器)且不需要放置在通道內(nèi)與水平呈一角度以提供重力驅(qū)動。

在一實施例中，基板加工裝置210可體現(xiàn)為原子層沉積裝置。為此目的，基板處理裝置還包括第一前驅(qū)體氣體源，第一前驅(qū)體氣體源連接到系列的氣體注入開口的多個氣體注入開口。這可產(chǎn)生第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域，其大體上可延伸覆蓋加工隧道的整個寬度U，并且可以沿著加工隧道224的輸送方向G在空間上排列。還可以包括沖凈氣體源，沖凈氣體源連接到系列的氣體注入開口的多個氣體注入開口。這可能會產(chǎn)生沖凈氣體注入?yún)^(qū)域，其大體上可延伸覆蓋加工隧道224的整個寬度U且可沿加工隧道224的輸送方向G在空間中排列。再者，裝置可包括連接多個氣體注入開口的一系列的氣體注入開口的第二前驅(qū)體氣體源。這可能會產(chǎn)生第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域，其大體上可延伸覆蓋加工隧道224的整個寬度U且可沿加工隧道224的輸送方向G在空間中排列。第一前驅(qū)體氣體源、沖凈氣體源以及第二前驅(qū)體氣體源等連接到各自的氣體注入開口，在加工隧道224沿著輸送方向G多個連續(xù)加工區(qū)段被產(chǎn)生。每個加工區(qū)段包括依次的第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域、沖凈氣體區(qū)域、第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域以及沖凈氣體區(qū)域。

加工區(qū)段用在原子層沉積裝置210中是有利的，在基板S_u上沉積依次的原子層?？稍O(shè)置氣體區(qū)域的排列，舉例而言，其依次在第一前驅(qū)體區(qū)域引入三甲基鋁(TMA)，在沖凈氣體區(qū)域引入沖凈氣體的氮氣(N₂)，在第二前驅(qū)體氣體區(qū)域引入水蒸氣(H₂O)，在隨后的沖凈氣體區(qū)域引入氮氣(N₂)。當(dāng)然，這些氣體是作為例子，且可選擇任何其它合適的氣體，也可根據(jù)放置在基板S_u上的所需的層結(jié)構(gòu)選擇氣體。其它合適的氣體可為四氯化鉿(HfCl₄)或四氯化鋯(ZrCl₄)。值得注意的是，可設(shè)置連續(xù)加工區(qū)段，在每個加工區(qū)段設(shè)有不同排列的氣體。這可以允許裝置210量身定做以提供被排列在基板上的特定順序的原子層。連續(xù)的氣體注入?yún)^(qū)域的每個上與/或下壁，在每個加工區(qū)段可設(shè)有氣體注入開口228與氣體排出開口230的一個或多個子集。

一實施例，例子顯示于圖11至圖14中。每個第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域、每個沖凈氣體區(qū)域以及每個第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域可包括：氣體注入開口228的至少一個子集(定位于線SL上)以及氣體排出開口230的至少一個相關(guān)聯(lián)的子集(間歇地定位于氣體注入開口228之間)，使得在使用時，由氣體注入開口到鄰近的相同子集的氣體排出開口的氣流施加在基板上的拖力，造成基板的向前移動與/或旋轉(zhuǎn)運動。

以此種構(gòu)型，拖力不僅發(fā)生在沖凈氣體區(qū)域，也發(fā)生在每個氣體區(qū)域，即，發(fā)生在前驅(qū)體氣體區(qū)域與沖凈氣體區(qū)域。

本發(fā)明還提供了一種在基板S上沉積層的方法。所述方法包括提供根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項所述的原子層裝置，且提供至少一基板S。再者，所述方法更包括在加工隧道24的注入氣體通過氣體注入開口16以及在加工隧道24中至少引入基板S。結(jié)果是，氣體軸承形成在基板S的上方與下方。所述方法更包括在基板S至少一表面施加原子層沉積加工。這種加工包括在第一前驅(qū)體氣體區(qū)域30注入第一前驅(qū)體氣體以在基板S上沉積第一層，并注入第二前驅(qū)體氣體到第二前驅(qū)體氣體區(qū)域38以在基板S上沉積第二層。還包括使用一系列的高壓氣體注入開口46，注入沖凈氣體到每個沖凈氣體區(qū)域34，同時從加工隧道24通過系列的氣體排出開口48而排出氣體，從而形成了第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50。第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50上大體上延伸覆蓋加工隧道24的整個寬度W。第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50大體上防止第一前驅(qū)體氣體從第一前驅(qū)體氣體區(qū)域30穿越相鄰的沖凈氣體區(qū)域34進入第二前驅(qū)體氣體區(qū)域38。同時，第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50防止第二前驅(qū)體氣體從第二前驅(qū)體氣體區(qū)域38穿越?jīng)_凈氣體區(qū)域34進入到第一前驅(qū)體氣體區(qū)域30。所述方法還包括控制第一前驅(qū)體氣體源26、沖凈氣體源32、第二前驅(qū)體氣體源36以及第二沖凈氣體源44等的壓力，以及控制在氣體排出開口48中的壓力。所謂的控制是這樣的：與參考壓力相比，在第一高壓/吸入?yún)^(qū)域50的平均壓力的偏差小于30％，優(yōu)選小于10％，又優(yōu)選小于5％，參考壓力定義為沒有基板存在時，在第一前驅(qū)體氣體區(qū)域30、第二前驅(qū)體氣體區(qū)域38、沖凈氣體區(qū)域34的平均壓力。

正如在概述部分中提到，此方法的一個優(yōu)點是形成高壓/吸入?yún)^(qū)域50，大體上可防止前驅(qū)體氣體從前驅(qū)體區(qū)域穿越?jīng)_凈氣體區(qū)域進入到不同的前驅(qū)體區(qū)域。還可參考圖9，其清楚地顯示高壓/吸入?yún)^(qū)域50對前驅(qū)體氣體流的影響，前驅(qū)體氣體流在沖凈氣體區(qū)域34的流向。

本發(fā)明還提供了在根據(jù)權(quán)利要求11-17任一項所述的基板加工裝置中加工基板的方法。所述方法包括提供根據(jù)本發(fā)明的原子層沉積裝置(210)，并提供至少一個基板S_u。所述方法還包括：在加工隧道224內(nèi)的注入氣體通過氣體注入開口228的子集，同時，排出氣體從氣體排出開口230相關(guān)聯(lián)的子集被排出。另外，所述方法包括在加工隧道224內(nèi)引入至少一基板S_u，藉由在基板S_u上方與下方形成氣體軸承，以及藉由此注入氣體使基板S_u在輸送方向G移動與/或基板S_u的旋轉(zhuǎn)。

參照概述部分，此方法的優(yōu)點是可推動基板S_u在輸送方向G向前且可旋轉(zhuǎn)基板S_u。如此一來，所述方法可用在包含基板S_u的不同加工中。舉例而言，基板S_u進行原子層沉積加工。所述方法也可用于其它合適的目的，舉例而言，用于基板的退火。

上述不同的實施例可彼此獨立且以不同的方式彼此組合而實現(xiàn)。在實施方式與申請專利范圍中使用的參考符號，不會限制實施例的說明，也不會限制申請專利范圍。參考符號僅僅是為了說明更加清楚。

圖例

10：原子層沉積裝置

12：下壁

14：上壁

16：氣體注入開口

18：第一側(cè)壁

20：第二側(cè)壁

22：氣體排出開口

24：加工隧道

26：第一前驅(qū)體氣體源

28：系列的第一前驅(qū)體氣體注入開口

30：第一前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域

32：沖凈氣體源

33：系列的沖凈氣體注入開口

34：沖凈氣體注入?yún)^(qū)域

35：系列的第二前驅(qū)體氣體注入開口

36：第二前驅(qū)體氣體源

38：第二前驅(qū)體氣體注入?yún)^(qū)域

40：加工區(qū)段

44：第二沖凈氣體源

46：第一系列的高壓氣體注入開口

48：第一系列的氣體排出開口

49：氣體排出通道

50：高壓/吸入?yún)^(qū)域

51：氣體排出通道

52：第二系列的高壓氣體注入開口

54：第二系列的氣體排出開口

56：第二高壓/吸入?yún)^(qū)域

D：在下壁與上壁之間的距離

S：基板

T：基板的輸送方向

Ts：基板的厚度

W：加工隧道的寬度

210：原子層沉積裝置

212：下壁

218：第一側(cè)壁

220：第二側(cè)壁

224：加工隧道

228：氣體注入開口的子集

230：氣體排出開口的子集

S_u：基板

U：加工隧道寬度

G：輸送方向

C：加工隧道的縱軸