往復移動,層數(shù)可得以控制。然而,本發(fā)明并不限制于該實施例,如下文中進一步公開的注入頭的設計亦可設置在具有頭部的機器上,該頭部相對于固定在支撐臺上的基板往復運動;所述基板設置在往復運動的支撐臺上等。同樣,非往復運動的實施例亦是可行的。
[0026]支撐部10可設置成沿著輸送平面為基板9提供承載部而非支撐件,所述輸送平面可視為基板9的中心線。支撐部10設置在注入頭的對面,并且構造成提供用于平衡處于輸送平面內的注入頭氣體承載部7的氣體承載壓力布置。盡管不完美對稱的裝置對于實現(xiàn)這種效果來說也是可行,但這種平衡優(yōu)選地由與注入頭1所提供的流動布置相同的在支撐部中所具有的流動布置來產(chǎn)生。因此,優(yōu)選地,支撐部10的每個流體射出噴嘴對著注入頭1的對應的噴嘴對稱地放置。這樣一來,通過注入頭1和支撐部10之間的所述氣體承載部壓力布置就可使基板不用支撐件(也就是沒有機械式支撐件)而停留住。一般而言,注入頭1中的流動布置及支撐部10中的流動布置沿著輸送平面小于0.5mm、特別是小于0.2mm的位置移動仍可視為是相同的流動布置。在這個例子中,由于沒有任何的機械式支撐件,由此避免了此類支撐件所帶來的污染的風險,在將注入頭1相對于基板9固定到最優(yōu)的工作高度時這種污染風險是非常高的。此外,系統(tǒng)出于清潔的目的而需要的停機時間也更少。另外,重要的是,通過不使用機械式支撐件,會減小系統(tǒng)的熱容,使得基板對生產(chǎn)溫度具有更快的熱響應,這會顯著地提高產(chǎn)量并減小能量損耗。
[0027]在此情況下,沉積空間限定出相對于基板表面的沉積空間高度D2;并且其中作為流動阻礙部使用的氣體承載部7包括面對基板表面5的流動限制表面11,該表面相對于基板限定出縫隙距離D1,該縫隙距離D1小于沉積空間高度D2。該沉積空間具有前驅體供給部4及前驅體排放部6。所述供給部及排放部可設置成提供來自前驅體供給部經(jīng)由沉積空間而到達前驅體排放部的前驅氣體流。在使用中,沉積空間由注入頭1和基板表面界定出。沉積空間可由具有深度D2-D1的腔29形成,在腔29中,供給部和排放部終止和/或開始。因此,一般而言,該腔會限定在沉積頭1中,并且在使用中面對基板9。通過使腔29面對基板,能夠理解的是,基板實質上形成了對腔的封閉,使得形成了用于供給前驅氣體的封閉環(huán)境。此外,該基板可設置成使得基板的多個鄰近部件或甚至是鄰近的基板或其他部件可形成這樣的封閉。該設備可設置成通過沉積頭1的前驅體排放部6排放來自所述腔的前驅氣體,以充分地阻止前驅氣體從腔中逸出。能夠清楚的是,承載供給部可設置在距離腔一定距離的位置處。該腔使得能夠在腔中施加與氣體承載層中的加工條件不同的加工條件。優(yōu)選地,前驅體供給部4和/或前驅體排放部6設置在該腔中。
[0028]腔29的深度D2-D1可定義為基板9和設置有承載氣體注入器8和前驅體供給部的注入頭的輸出面之間的距離的局部增大。深度D2減去D1的范圍可處于10到500微米的范圍內,優(yōu)選地處于10到100微米的范圍內。
[0029]流動限制表面11可由包括承載氣體注入器8的突出部分110形成。在使用中,氣體承載層例如形成在表面5和流動限制表面11之間。前驅體排放部30之間的距離C1通常可處于1到10毫米的范圍內,這同時也是沉積空間2、3通常的寬度。氣體承載層通常的厚度(由D1表示)可處于3到15微米的范圍內。然而,為了迎合不同表面的平坦度質量,承載間隙可大于15微米,例如延伸到更大的尺寸,例如高達70微米。突出部分110通常的寬度C2可處于1到30毫米的范圍內。沉積空間2距離基板9的平面的通常的厚度D2可處于3到300微米的范圍內。
[0030]這能夠得到更高效的工藝調整。結果,例如從供給部4注入到沉積空間2內的前驅體容積流率可高于氣體承載層中的承載氣體的容積流率,而注入前驅氣體所需的壓力可小于注入氣體承載層中的承載氣體所需的壓力。因此,容易理解的是,在從基板表面所在的平面進行測量時,氣體承載層7的厚度D1大體上可小于沉積空間2的厚度D2。
[0031]在5.10—4-2.10—3m3/s每米通道寬度的典型流動速率及L = 5mm(例如等于從前驅體供給部到前驅體排放部的距離)的典型距離下,通道厚度Dc、例如沉積空間2的厚度D2應當優(yōu)選地大于25-40μπι。然而,氣體承載功能性優(yōu)選地需要遠小于從前驅體注入頭到基板的距離(通常為5μπι大小),以滿足關于剛度和氣體隔離的重要需求,并且為了使所需要的承載氣體的量降低到最小。然而,在上面所提到的處理條件下,沉積空間2中的厚度D2為5μπι可能會導致不能接受的、?20bar的高壓力降。因此,優(yōu)選地需要設計具有不同的氣體承載層厚度(即厚度D1)和沉積空間厚度(即厚度D2)的設備。對于平坦的基板、例如晶片或包含大量的具有縱橫比A(槽深度除以槽寬度)< 10的低縱橫比(即淺)的槽8的晶片而言,處理速度取決于前驅體流速(kg/s):前驅體流速越高,飽和時間越短。
[0032]對于含有大量的A2 50的高縱橫比(即深且窄)的槽而言,處理速度取決于前驅體流速並前驅體分壓力。在兩種情況中,處理速度可大體上不受沉積空間2內的總壓力的影響。盡管處理速度可(幾乎)不受沉積空間2內的總壓力的影響,沉積空間2內的總壓力接近大氣壓力是有益的,理由如下:
[0033]ο在亞大氣壓下,期望沉積空間2內的氣體流速Vg增大,導致沿著沉積空間2產(chǎn)生不期望的高壓降。
[0034]ο在低壓時,氣體流速¥8增大導致在沉積空間2內較短的氣體停留時間,這對產(chǎn)量具有不良的影響。
[0035]ο在低壓時,通過氣體承載層抑制前驅體從沉積空間2的泄漏可能不太有效。
[0036]ο在低壓時,可能需要昂貴的真空栗。
[0037]通常對于沉積空間2中的氣體速度Vg的較低限制可由基板的進給速度Vs來決定,以防止沉積空間內的非對稱流動的現(xiàn)象。
[0038]這種條件為厚度D(反應空間3的厚度D2)提供了優(yōu)選的上限。通過滿足上面所提到的要求中的至少一個(優(yōu)選地為滿足全部),得到了用于在平坦的晶片上進行快速連續(xù)的ALD的ALD沉積系統(tǒng)或用于包含大量的高縱橫比的槽的晶片的ALD沉積系統(tǒng)。
[0039]因此,在使用時,沉積空間2中的總氣壓可不同于另一個沉積空間3中的總氣壓。沉積空間2中的總氣壓和/或另一個沉積空間3中的總氣壓可處于0.2-3bar的范圍內,例如
0.5bar或2bar或甚至低至lOmBar,尤其是處于0.01-3bar的范圍內。這種壓力值可基于前驅體的性質、例如前驅體的揮發(fā)性來選擇。此外,設備可設置成用于平衡沉積空間內的承載氣體壓力和總氣壓,以便使流出沉積空間的前驅氣體流降低到最小。
[0040]圖2顯示了以平面視角描繪的注入頭1的示意性平面圖。注入頭1包括沉積空間2、3的交替的狹縫,分別對應前驅體及反應物,分別由氣體承載部/流動阻礙部7界定出。所看到的基板將要從引入?yún)^(qū)15被運送到注入頭1啟動的工作區(qū)16中。工作區(qū)16鄰近引入?yún)^(qū)15,并且相對于輸送平面對齊,使得基板可在這兩個區(qū)域15、16之間容易的輸送??稍O置額外的引出區(qū)17。取決于處理工序,引入和引出可交換或交替。因此,基板9可沿著兩個區(qū)域15、17之間的中心