CN102687261A - 具有横向稳定机构的浮动式晶片轨道 - Google Patents

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Abstract

一种装置(100)，包括：处理隧道(102)，包括下隧道壁(120)、上隧道壁(130)、以及两个横向隧道壁(108)，其中所述隧道壁一起界定在传输方向(T)中延伸的处理隧道空间(104)；在上和下隧道壁中均提供的多个气体注入通道(122、132)，其中下隧道壁中的气体注入通道被设置为提供下气体轴承(124)，而上隧道壁中的气体注入通道被设置为提供上气体轴承(134)，所述气体轴承被设置为浮动地支承并容纳所述衬底位于其之间；且提供在两个所述横向隧道壁(108)中的多个排气通道(110)，其中每一个横向壁中的排气通道在传输方向中是被间隔的。

Description

具有横向稳定机构的浮动式晶片轨道
技术领域
本发明涉及半导体处理领域，且更具体地涉及被设置为浮动地支承并处理一列基本矩形的晶片的装置。
背景技术
在半导体器件制造过程中，半导体衬底或晶片可经受各种不同加工，诸如例如沉积和退火。用于执行这些加工的装置可被设置为在连续顺序中处理衬底，相对于可选的分批式系统，其可提供改进的生产速率。相应地，所述装置的特征可在于有在衬底被处理时衬底可被沿其传输的线性轨道或路径。
为了简化这样的装置的设计、且为了减少对于定期维护的需要，优选地衬底可由“非接触式”方法沿轨道被传输，即，该方法不采用物理地接触衬底的物理组件从而在所期望的方向中推进衬底。一个这样的方法可涉及使用两个气体轴承，一上一下，当衬底被传输和处理的同时，衬底可被浮动地容纳于这两个气体轴承之间。如此被支承的衬底所具有的问题在于，由于维持气体轴承所必须的气流，衬底可能变得不稳定。因此，衬底可能开始偏离它们预确定的轨道而偏向气体轴承的边缘，和/或经历角位移。在这个方面，相关的是，诸如例如空间原子层沉积装置之类的一些处理装置可特别适合于处理矩形衬底。由于它们不变的宽度(沿它们长度所视)，相比例如圆形晶片，矩形衬底可更好地利用装置的处理能力。然而，矩形衬底不具有圆形对称性。沿着横向壁所界定的窄轨道(就经济的气流管理的理由而言窄轨道本身可能是有利的)，缺乏圆形对称性可导致不稳定的衬底碰撞所述侧壁并卡在所述侧壁之间。一般而言，衬底-壁接触最好是被避免的，因为它们必然导致各自通常是易碎的衬底的破裂和/或轨道的拥塞。因此期望的是能在操作性的双气体轴承中校正位置偏差(诸如特别是角偏移)的横向稳定装置。
本发明的目的是提供具有诸如横向稳定系统的装置。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了衬底处理装置。该装置可包括处理隧道，其包含下隧道壁、上隧道壁、以及两个横向隧道壁。这些隧道壁一起可界定处理隧道空间，该空间在处理隧道的传输方向上延伸，且该空间可被设置为容纳取向平行于上和下隧道壁的至少一个基本平面的衬底。该装置可进一步包括被提供在下和上隧道壁二者中的多个气体注入通道。下隧道壁中的气体注入通道可被设置为提供下气体轴承，而上隧道壁中的气体注入通道可被设置为提供上气体轴承。所述气体轴承可被设置为浮动地支承并容纳位于其中的衬底。每一个侧隧道壁还可包括多个排气通道，其中所述排气通道可在传输方向上间隔地放置。
可采用根据本发明的装置来辅助各种半导体加工。在一个实施例中，例如，该装置可被设置作为空间原子层沉积装置，其特征在于至少一个沉积气体轴承，该轴承可包括数个空间地分离的反应物质或前体。为此目的，在下壁和上壁中的至少一个中的气体注入通道，从传输方向看，可相继地连接至第一前体气源、净化气源、第二前体气源以及净化气源，从而创建处理隧道段，该处理隧道段-在使用中-包括连续的区域，其各自包含第一前体气体、净化气体、第二前体气体以及净化气体。在另一个实施例中，该装置可被设置为退火工位。为此目的，至少在衬底可被沿其传输的一部分轨道上，可将气体轴承的气流加热至合适的退火温度。在又一个实施例中，该装置可仅为衬底提供安全的传输环境。
从下文中对于本发明的特定实施例的详细描述，结合相应附图，将完全地理解本发明的这些和其他特征与优势，描述和附图意在解释而非限制本发明。
附图简述
图1是根据本发明的原子层沉积装置的示例性实施例的一部分的图示纵向横截面图；
图2是图1中所示的原子层沉积装置的实施例的图示横向横截面图；
图3示出放置在处理隧道的两个横向隧道壁之间的衬底的图示俯视图，且示意性地示出在衬底通过图1和2中所示装置的处理隧道过程中，衬底可表现出的两种运动/位置偏差：平移偏差(左)和旋转偏差(右)；
图4和5是示出在平移偏心的衬底的情况下，两对相对的相邻排气通道之间压强分布的差异的图；
图6-8是示出单个纵向气体通道中两个相邻排气通道之间的压强分布与通道宽度之间的依赖性，其中各图中相邻排气通道之间的中心-到-中心距离分别为10mm、20mm和50mm；
图9是三个物理情况的俯视图，对应于处理隧道中正方形衬底的不同角位置，三个位置的数据在图10和11的图表中被比较；
图10是对于图9中所示的每一个情况，图表示出，沿衬底整个左侧的纵向气体通道中的压强分布；
图11是对于图9中所示的每一个情况，图表示出，沿衬底长度的不同压强分布；且
图12是示出沿着被放置在根据本发明的衬底处理装置的实施例中的衬底的纵向气体通道中的三个压强分布的图表，该衬底处理装置类似于图1-2中所示的装置，不过在上和下隧道壁中提供了附加定位气体注入通道。
详细描述
将在下文以通用术语描述根据本发明的装置的构造。在这样做的时候，将参考图1和2中所示的示例性实施例，其被设置为空间原子层沉积(ALD)装置。图1是其中处理隧道的上和下壁被设置为不对称的示例性ALD装置的一部分的图示纵向横截面图。图2是图1中所示的示例性原子层沉积装置的图示横向横截面图。
所公开的根据本发明的装置100可包括处理隧道102，通过该隧道衬底140(如，硅晶片，优选地作为一列衬底的一部分)可被以线性方式传送。即，在处理隧道102的入口，衬底140可被插入处理隧道102，以被单向地传送至出口。可选地，处理隧道102可具有闭端，且衬底140可经受从处理通道入口向着闭端的单向运动，且回到入口。如果期望具有相对小的覆盖区域的装置，这样的可选的双向系统可能是优选的。尽管处理隧道102本身可以是直线的，并不是必然需要如此。
处理隧道102可包括四个壁：上壁130、下壁120、以及两个横向或侧壁108。上壁130和下壁120可被水平地取向，互相平行且略微间隔，如0.5-1mm，这样基本平坦或平面的衬底140，具有例如0.1-0.3mm厚度且取向平行于上和下壁130、120，可在不接触上下壁的情况下被容纳于上下壁之间。横向壁108，可被基本垂直地取向且互相平行，可在上壁130和下壁120横向侧处互相连接上下壁。横向壁108可被间隔距离略微大于将要被处理的衬底140的宽度，如，衬底宽度加上0.5-3mm。相应地，处理隧道102的壁108、120、130可定义并界定具有相对较小的每单位隧道长度体积的细长隧道空间104，且能容纳被连续放置在隧道纵向方向中的一个或多个衬底140。
上隧道壁130和下隧道壁120都可被提供有多个气体注入通道132、122。在每一个壁130、120中的气体注入通道132、122可被按照期望设置，只要它们中的至少一些被散布在跨隧道102的长度上。气体注入通道132、122可，例如，被设置在假想矩形格(如，25mm×25mm格)的角落上，这样气体注入通道被有规律地散布在相应壁的纵向和横向方向的整个内表面上。
气体注入通道132、122可被连接至气源，优选地在相同隧道壁120、130中且位于其相同纵向位置处的气体注入通道连接至相同气体或气体混合物的气源。出于ALD目的，在下壁120和上壁130中的至少一个中的气体注入通道122、132，从传输方向T看，可相继地连接至第一前体气源、净化气源、第二前体气源以及净化气源，从而创建处理隧道段114，该处理隧道段-在使用中-包括连续的(隧道宽度的)气体区域，分别包含第一前体气体、净化气体、第二前体气体以及净化气体。可理解的是，一个这样的隧道段114对应于单个ALD周期。相应地，多个隧道段114可被连续地设置在传输方向T中从而确保具有期望厚度的膜的沉积。处理隧道102中的不同段114可，不过不需要，包括相同的前体组合。例如可采用不同地组成的段114以确保混合膜的沉积。
分享处理隧道的同一纵向位置但位于相对的隧道壁120、130中的相对的气体注入通道122、132是否被连接至相同气体组分的气源可取决于装置100的所期望的设置。在期望双侧沉积的情况下(即，通行穿过处理隧道102的衬底140的上表面140b和下表面140a都进行ALD处理)，相对的气体注入通道122、132可被连接至相同的气源。可选地，在仅期望单侧沉积的情况下(即，仅对要处理的衬底140的上表面140b和下表面140a中的一个进行ALD处理)，面对要处理的衬底表面的隧道壁120、130中气体注入通道122、132可被交替地连接至反应和惰性气源，而其他隧道壁中的气体注入通道可全部连接至惰性气源。
在图1和2的示例性实施例中，上壁130中的气体注入通道132被连续连接至三甲基铝(Al2(CH3)2，TMA)源、氮气(N2)源、水(H2O)源、以及氮气源，从而形成适于执行氧化铝(Al2O3)原子层沉积周期的一系列相同的隧道段114。下隧道壁120中的气体注入通道122，反之，可全部连接至氮气源。相应地，示例性装置100被设置为维持上沉积流体轴承134和下非沉积流体轴承124，一起被设置为执行在正通过的、被浮动地支承的衬底140的顶部表面140b上的单侧沉积。
处理隧道102的横向壁108的每一个可，沿其整个长度或其一部分，被提供有多个排气通道110。排气通道110可被间隔地放置-优选地等分布地-在处理隧道的纵向方向中。同一横向壁108中的两个相邻或相继排气通道110之间的间距可相关于将要被处理的衬底140的长度。在本文中，矩形衬底140的“长度”将被构建为大体在处理隧道120的纵向方向中延伸的衬底的尺寸。为了以下将阐明的理由，衬底140的横向壁方向长度可优选地始终包括大约5到20个之间、且更优选地在8到15个之间，排气通道110。两个相继排气通道110之间的中心-到-中心距离可在大约10-30mm范围内。两个相邻排气通道10的边缘之间的纵向距离可优选地为所述中心-到-中心距离的至少约75％，这就是说，排气通道相比其中心-到-中心分离距离而言是相对“短”的。排气通道110可以是任何合适的形状或尺寸。在所述横向壁108中的排气通道110可进一步是彼此相同的，但这并不是需要的。在装置100的一个实施例中，例如，所有排气通道110可具有横截面面积约1×0.5mm2的矩形横截面。1mm可对应于处理隧道102的纵向方向中的尺寸，而0.5mm可对应于处理隧道102的高度方向中的尺寸。在其他实施例中，排气通道110可，当然，具有不同形状和尺寸。
排气通道110可被连接至被提供在处理隧道102外部的排气隧道112并排气到排气隧道112。在装置100被设置为执行ALD的情况下，排出的气体可含有很多未反应的前体。相应地，不期望的是将与互相不同的反应气体区域相关联的排气通道110连接至同一个排气隧道112(这可非意在地导致化学气相沉积)。因此可为不同前体提供不同排气隧道112。
可如下描述装置100的一般操作。在使用中，上壁130和下壁120中的气体注入通道132、122将气体注射到处理隧道空间104中。每一个气体注入通道122、132可注入通道所连接的气源提供的气体。由于装置100能在大气压和非大气压处操作，气体注入可发生在任何合适的压强下。然而，为了呈现真空泵余量，且为了防止任何污染气体从处理隧道环境流入隧道空间104(特别是在衬底入口和出口部分)中，隧道空间可优选地保持在略高于上述大气压下。相应地，气体注入可发生在略高于大气压的压强下，例如，在1·103Pa的数量级的过压下。在排气管道112中维持较低压强的情况下，例如大气压，注入隧道空间104的气体将自然地侧向流动，横穿处理隧道的纵向方向且流向提供通道至排气管道112的侧壁108中的排气通道110。
在衬底140出现在上和下壁130、120之间的情况下，通过上壁130中的气体注入通道132、122诸如隧道空间104的气体(多种)可在上壁和衬底的顶部表面之间侧向流动。这些穿过衬底140的顶部表面140b的横向气体流有效地提供了上流体轴承134。类似地，通过下壁120中的气体注入通道122注入隧道空间104的气体(多种)将在下壁和衬底140的下表面140a之间侧向流动。这些穿过衬底140的底部表面140a的横向气体有效地提供了下流体轴承124。上和下流体轴承124、134可一起围绕并浮动地支承衬底140。
为了在衬底140上沉积膜，衬底可在传输方向T中被移动通过处理隧道102。衬底140的移动可以任何合适的方法实现，通过接触式和非接触式方法均可。非接触式方法是优选的，除了其他理由之外，这是由于用于驱动衬底的耐磨的机械部件一般可能使得装置的设计复杂化并增加维护的需要。推进衬底140的非接触式方法可包括：由通过气体注入通道122、132实现的定向气流的推进，气体注入通道122、132被放置为相对传输方向T有一角度，从而所注入的气流在传输方向上具有切向分量；通过电力和/或磁力的推进；通过重力的推进(这可通过将整个处理隧道120相对于水平倾斜而实现)，以及其他任何合适的方法。
不论选择了什么驱动衬底140的方法，必须注意要确保实现合适的衬底传输速度。在图1和2中的ALD-装置中，衬底140的传输速度优选地是，当穿过特定前体气体区域时，衬底表面区域的一个片区被暴露给前体足够长时间以确保其被完全地浸透。较长的前体区域一般允许较高的传输速度，反之亦然。然而，注意，浸透时间可取决于所使用的前体的本质、以及位于相应区域中的前体的浓度。
当衬底140移动通过图1的处理隧道102时，其上表面140b是逐条地(strip-wise)经受出现在相继设置且穿过的气体区域中的每一个中的气体。假设区域的设置和相应气体是被合适地选择的，横穿一个隧道段114可等同于使衬底140经受一个原子层沉积周期。由于隧道102可包括如所期望的很多段114，在衬底140穿过隧道的过程中，可在衬底140上生长具有任意厚度的膜。处理隧道102的线性本质进一步确保所要处理的衬底140的连续流，因此带来具有可观的吞吐量的传递原子层沉积装置100。
现在，已经讨论了根据本发明的装置的一般操作，现在请注意结合到其设计中的横向稳定机构。
横向稳定机构用于校正可能被行进通过处理隧道102的衬底140所获得的两种运动/位置偏差：平移和旋转偏差。平移偏差是指整个衬底140向着处理隧道102的其中一个横向壁108并远离另一个横向壁的不期望的侧向移动；见图3中的左侧附图。旋转偏差是指衬底140的不期望的旋转，导致矩形衬底的纵向边缘偏离与侧壁108的对齐；见图3中的右侧附图。
这些偏差的问题在于它们可导致移动衬底140和静态侧壁108之间的接触。由于碰撞的影响，衬底140可能破裂。这破裂可导致可能与后续衬底相接触的碎片，且可能导致衬底的堆积以及处理隧道的拥塞。矩形衬底140具有额外的问题(源自其不具备圆形对称性)，即旋转可改变其有效宽度。因此，旋转地不稳定的矩形衬底可能卡在或塞在处理隧道102的两个侧壁108之间。再次，可能的结果是衬底堆积撞到彼此。不管哪一种情况，装置100可能被关闭来维护从而使得处理隧道102得以被清理。明显地，破裂的衬底、装置的停工期、以及花费在维护上的工时代表了经济损失，该经济损失最好能通过避免衬底140和隧道壁108之间的任何接触而予以避免。
为了矫正平移和旋转偏差，横向稳定装置可提供根据图3中所示出的箭头的校正力。即，通过施加在衬底140上且将其推向右的合力可矫正左侧平移偏差，而通过施加用于将衬底顺时针方向旋转的力偶可校正衬底的逆时针旋转。通过当前所公开的横向稳定机构可实现这样的校正。从构造上而言，这个横向稳定机构可被说成包括两个主要“组件”：沿每一个侧壁108的纵向气体通道106、以及在任一个侧壁108中提供的多个排气通道110。
如上所述，处理隧道102可优选地略宽于衬底140。作为结果，可在居中心的衬底140的任一横向侧呈现(窄的)纵向气体通道106，其位于衬底的横向边缘和处理隧道102的对应侧壁108之间。纵向气体通道106在处理隧道102的纵向方向具有良好的传导力(conductance)，且可以说是在将在越过(across)衬底表面140a、140b的侧向流动的气体分布到各自相邻的侧壁108中的纵向间隔的排气通道110之前收集这些气体。隧道102的横向壁中的排气通道110可用作流动限制，抑制自由气流从处理隧道空间104流入排气隧道112。相应地，可在相邻排气通道110之间构建压强，同时在排气通道处或排气通道附近可发生相对低的压强。
现在，当衬底140不稳定且向隧道102的侧壁108移动时-或者完全由于平移或者部分由于旋转-其可“侵入”原来沿着侧壁呈现的纵向气体通道106。纵向气体通道106的宽度可藉此被局部地减少，这进而可能局部地阻塞从隧道空间104向排气隧道112的排气。因此，可能在相继排气通道110之间构建压强，同时在纵向气体通道106被压缩(pinched off)最甚处的点，压强可以是最大的。当压强的构建沿着衬底的纵向边缘而发生时，所述边缘经受(分布式的)校正力。实际上，校正力在最接近的位置处可能是最大的。
在图3所示的平移偏差的情况下(左侧附图)，沿着所接近的左侧壁108的纵向气体通道106被压缩，同时沿着相对的右侧壁的纵向气体通道被拓宽。相应地，在晶片的左侧可能增大压强，同时在右侧的压强可能减少，这两个效果导致施加在衬底上的合力校正力推动衬底向右。在图3所示的旋转偏差的情况下(右侧附图)，沿衬底的横向边缘所产生的压强在纵向方向中变化，取决于所述边缘上的点如何接近对应侧壁108：越是接近，在所述点处的压强越大。作为此设置的对称性的结果-此对称性包括两个侧壁基本相同且对称地彼此相对-沿着衬底140的两个相对边缘的压强分布导致矫正性的顺时针力偶。
当纵向气体通道106由衬底140所压缩时可产生的压强分布可，除了气体通道的局部宽度，还取决于多个其他参数，其中有相继排气通道110之间的中心-到-中心距离。因此将详细描述图3中所示的两种情况。首先将参考图4-5和图6-8而说明平移偏差，且接着将参考图9-11而说明旋转偏差。这些附图中所示的图表是通过流体动态模拟而获得的。它们主要用于说明横向稳定机构的定性行为。
图4和5示出沿平移地偏离中心的衬底140的纵向气体通道106的(均匀)宽度上的压强分布的依赖性。两个附图均涉及其中相邻排气通道之间的中心-到-中心距离为20mm的情况。所示出的图表的水平轴因此覆盖了从排气通道的中心(在0.000m)到所述排气通道与其相邻通道中间点(在0.010m)的纵向距离。对应于各自附图所适合的实际情况被图示在其右边插入图中。
在图4的情况下，在衬底140的左侧的纵向气体通道106的宽度被压缩至0.5mm，而在右侧的纵向气体通道被拓宽至1.5mm；衬底140的居中心位置因此对应于距离衬底的两边有1mm间隙。图示出这样的事实，在位于衬底140左边的变窄的纵向气体通道106中，压强在一排气通道110位置开始为低，不过在相邻排气通道的方向上急剧增加。另一方面，在衬底140右边的宽(变宽)的纵向气体通道106中的压强分布非常不显著。图表中的线在约0.002m处的纵向位置彼此相交。这意味着在0.000-0.002m的距离范围，即在相对地设置的排气通道110的纵向位置处或紧邻其之处，在衬底140上存在着将其进一步推向左的差动力。然而，在0.002-0.010m的距离范围，即在相邻排气通道110之间延伸的被相对地设置的侧壁部分的纵向位置处，在衬底上存在将其推向右的差动力。结果，在衬底140的长度范围上的所引起的差动力的结合，导致作用在衬底上的矫正合力将其推向右。
在图5的情况中，衬底被更进一步移动向左，导致相对衬底的左边和右边分别有0.1和1.9mm的间隙。在左边，变窄的纵向气体通道106，靠近排气通道110处的压强相对图4图表所示下降了，而相邻排气通道110之间的压强上升(注意图4和5的图表之间的压强比例差异)。另一方面，在右边，变宽的纵向气体通道106，压强分布进一步变平。在衬底140的长度范围上的所引起的差动力的结合导致的结果是：作用在衬底上的校正合力将其推向右，且校正合力大于图4中所示情况的合力。相应地，衬底140越是接近隧道102的侧壁108，其所经受的恢复力越大。
图6-8示出在沿衬底140的纵向气体通道106中相邻排气通道110之间的压强分布对于所述通道的(均匀)宽度的依赖性。图6-8涉及其中相邻排气通道之间的中心-到-中心距离分别为10mm、20mm和50mm的情况。每一个附图包括纵向通道或间隙宽度为1.000mm、0.500mm、0.250mm、0.125mm以及0.063mm的数据。所示出的图表的水平轴还是覆盖了从排气通道的中心(在0.000m)到所述排气通道与其最相邻通道中间点的纵向距离。
个别地，图6-8都显示了相同的整体关系：纵向气体通道106越窄，在排气通道110处或紧邻其处的位置与在两个相邻排气通道之间或中间处的位置之间的压强差异越大。结合起来看，图6-8还示出了这样的事实，两个相邻排气通道之间渐增的中心-到-中心距离，进一步增加了发生在通道之间的最大压强。这个事实由试验确证了，试验表明相邻排气通道110之间的中心-到-中心距离可甚至变得非常大以致在通道之间可增大的压强可变得过大以使得移动的衬底无法克服。即，衬底140可能会停下来。此外，紧邻排气通道110处发生的压强槽随着增加的通道间隔而加深，且可导致衬底被吸向横向壁108。对于160mm×160mm的衬底，已经发现，排气通道中心-到-中心间隔距离位于约10到30mm之间一般提供所期望的效果，即，压强构建足够提供恢复力以及压强构建不足够阻止衬底140通过。这些间隔距离转化为在衬底140长度范围上约5-20个排气通道110。
图9-11涉及旋转偏差。图9示出三种物理情况，其数据在图10和11中被比较。这些物理情况对应于正方形160mm×160mm的衬底140在处理隧道102中的不同角位置。在第一种情况下(顶部附图)，衬底140的纵向边缘与隧道的侧壁108对齐或与之平行，且衬底作为整体被对称地放置在其中。在第二种情况下(中间附图)，衬底140被旋转至其中其相对角距离处理隧道102的侧壁108分别为0.5和1.5mm的位置。且在第三种情况下(底部附图)，衬底140被进一步旋转至其中相对角距离侧壁108分别为0.1和1.9mm的位置处理隧道102的侧壁108中的相邻排气通道110之间的中心-到-中心距离测得为20mm，从而衬底140的边缘的长度上的侧壁部分包括8(即，160/20)个排气通道。
图10示出沿图9中所示的每一个衬底140的整个左侧的纵向气体通道106中的压强分布。该压强分布展示出位于相邻排气孔110之间的一系列“压强泵”。在纵向气体通道106被压缩最甚处压强泵“最大”，而在纵向气体通道106最宽处压强泵最小。从正的纵向方向(图9中标记为“z”)看，泵的高度对每下一对排气通道110而减少。对于图9中所示的第一种情况(即，未被旋转的情况)，所有的压强泵具有一样的高度。
图10中所示的左侧的压强分布当然还呈现在衬底140的右侧，虽然在右侧上，压强分布是在反方向上发展的。从图10中所示的分布中减去这些反向分布，得到图11中所示的差分压强分布。由于压强分布相对衬底中心是对称的，所获得的效果对应于顺时针恢复力偶。对于图9的第三种情况(底部)的衬底140而言，该力偶最大，而对于所示附图中所示第二种(中间)情况的衬底较小，且对于第一种(顶部)情况(实际上，完全没有被旋转)的衬底而言没有力偶。
相对的侧壁108提供恢复力偶的能力取决于沿衬底140的长度而分布的排气通道110的数量。排气通道110太少，则压强分布不够精密(fine)来实现在沿处理轨道每一处纵向位置处的温和的恢复力偶。太多排气通道100，则在它们之间的高压泵的构建是不充分的。如前所示，试验已经展示了，排气通道密度，即，沿纵向衬底边缘长度的横向壁108中的排气通道110的数量，在5-20个范围内是起作用的，而在8-15个范围内的排气通道密度是优选的。
作为增强衬底横向稳定性的一般措施，且更具体地为了增加施加在衬底上的任何校正力的大小，参考特定图1和2而前述的衬底处理装置100可附加地被提供有多个气体注入通道123、133。在优选实施例中，这些气体注入通道123、133的位置可被设置在下隧道壁120和/或上隧道壁130中，优选地基本沿着处理隧道的整个长度，且位于：
(i)从俯视图看：居中心的衬底140的横向边缘和处理隧道120的相应横向壁108之间的间隙中(这样定位气体注入通道123、133正好注入沿居中心的晶片两旁的纵向延伸的气体通道106(见图2))，且
(ii)从隧道120的纵向方向看：位于相继的排气通道110之间。
图12的右上角的插入图示意地示出了俯视图中定位气体注入通道123、133的位置，这些位置被标记为点。定位气体注入通道123、133可仅被提供在下隧道壁120中、仅提供在上隧道壁130中、或者在两个壁120、130中。在后一种情况下，定位气体注入通道123、133可优选地成对设置，其中成一对的两个定位气体注入通道123、133被彼此相对地设置。在装置100的可选实施例中，定位气体注入通道可不在下和/或上隧道壁120、130中被提供，而是在装置100的横向壁108中提供，位于其中提供的排气通道110之间。还可预期在横向壁108和下和/或上隧道壁120、130的组合中提供定位气体注入通道的实施例。
定位气体注入通道123、133可被连接至惰性定位气体的气源，诸如例如氮气，且优选地可无关于气体注入通道122、132而被控制。即，定位气体注入通道123、133的气体注入速率可优选地无关于气体注入通道122、132的气体注入速率而被控制。可选地，定位气体注入通道123、133的气体注入速率可相关于气体注入通道122、132的气体注入速率而被固定，其自身是可控制的。在注入速率之间这样的固定关系的情况下，定位气体注入通道123、133的气体注入速率可优选地被设置为大于气体注入通道122、132的气体注入速率。在气体注入通道122、132的至少一些被设置为注入还被用作定位气体的惰性处理气体的情况下(例如，在ALD设置中的(清洁)气体注入通道122、132的情况下)，这些气体注入通道122、132和定位气体注入通道123、133的流动速率之间的固定关系可以经济的方式实现，例如，通过将通道的各自的组连接至单个(主要)惰性气体提供管道，管道具有反应所期望的注入流速比的不同直径。
图12示出在右上角插入图中所示出的居中心的正方向衬底140的横向侧的纵向气体通道中可发生的三种不同的压强分布。这些压强分布相关联于定位气体的不同注入流动速率：分别为0sccm，47.5sccm，和95sccm(sccm＝每分钟标准立方厘米)。从该图表可明确：增加的定位气体注入流速对应于排气通道110(在这个示例中为间隔15mm)之间更高的“压强泵”。由于在衬底140从其理想位置或取向偏离的情况下，更高的压强泵导致衬底140上更大的校正力，所以定位气体的注入增强了横向稳定机构的操作。
尽管部分地参考相应附图已经描述了本发明的说明性实施例，可理解的是本发明并不受限于这些实施例。通过对附图、公开内容以及所附权利要求的研究，本领域普通技术人员在实施所要求保护的发明时可理解和实现所公开实施例的变型。贯穿本说明书，对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇中的多个位置中短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定全部指的是同一实施例。进一步，要注意的是，一个或多个实施例的特定特征、结构或特性，可被以任何合适的方式组合来形成新的、没有被明确地描述的实施例。
部件列表
100原子层沉积装置
102处理隧道
104处理隧道空间
106纵向气体通道相邻侧壁
108处理隧道的横向壁
110排气通道
112排气管
114包括四个横向地延伸的气体区域的隧道段
120下隧道壁
122下隧道壁中的气体注入通道
123下隧道壁中的定位气体注入通道
124下气体轴承
130上隧道壁
132上隧道壁中的气体注入通道
133上隧道壁中的定位气体注入通道
134上气体轴承
140衬底
140a，b衬底的下表面(a)或上表面(b)
T处理隧道的传输方向

Claims (15)

1.一种衬底处理装置(100)，包括：
-处理隧道(102)，所述处理隧道包括下隧道壁(120)、上隧道壁(130)、以及两个横向隧道壁(108)，其中所述隧道壁一起界定在传输方向(T)中延伸的处理隧道空间(104)且所述隧道壁被设置为容纳被取向为与所述上和下隧道壁平行的至少一个基本平面的衬底(140)；
-在所述上和下隧道壁中都提供的多个气体注入通道(122、132)，其中所述下隧道壁中的气体注入通道被设置为提供下气体轴承(124)，而上所述隧道壁中的气体注入通道被设置为提供上气体轴承(134)，所述气体轴承被设置为浮动地支承并容纳所述衬底位于其之间；且
-提供在两个所述横向隧道壁(108)中的多个排气通道(110)，其中每一个横向壁中的排气通道在传输方向中是被间隔的。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，被设置为处理矩形衬底(140)，其中在每隧道长度单元内的所述横向隧道壁(108)中的多个排气通道(110)涉及所述矩形衬底的长度。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述隧道长度单元等于所述装置被设置为进行处理的所述衬底(140)的长度，且其中排气通道密度，即，在每隧道长度单元内的所述横向隧道壁(108)中的排气通道(110)的数量，为5-20个范围内。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，在两个所述横向隧道壁中的排气通道密度沿横向壁长度的至少一部分为8-15个范围内。
5.如权利要求1-4中任一个所述的装置，其特征在于，提供在所述横向隧道壁(108)中的多个排气通道中的任意两个相邻排气通道(110)间隔为所述通道的中心-到-中心距离的至少75％。
6.如权利要求1-5中任一个所述的装置，其特征在于，所述横向隧道壁(108)中的排气通道(100)是等距地间隔的。
7.如权利要求1-6中任一个所述的装置，其特征在于，所述横向隧道壁(108)中的排气通道(110)是相对向地设置的，这样在所述横向隧道壁的其中一个中所提供的多个排气通道的每一个排气通道面对着提供在所述横向隧道壁的另一个中的多个排气通道中的对应排气通道。
8.如权利要求1-7中任一个所述的装置，其特征在于，在所述横向隧道壁(108)中的两个相邻排气通道(110)之间的中心-到-中心间距为10-30mm范围内。
9.如权利要求1-8中任一个所述的装置，其特征在于，所述排气通道(100)具有在0.25-2mm2范围内的有效横截面积。
10.如权利要求1-9中任一个所述的装置，其特征在于，所述处理隧道空间(104)相比其中所要处理的所述衬底(140)宽0.5-3mm。
11.如权利要求1-10中任一个所述的装置，其特征在于，其中在所述下壁(120)和所述上壁(130)中的至少一个中的气体注入通道(122、132)，在传输方向(T)中观察时，相继地连接至第一前体气源、净化气源、第二前体气源以及净化气源，从而创建处理隧道段(114)，所述处理隧道段-在使用中时-包括连续区域，其分别包含第一前体气体、净化气体、第二前体气体以及净化气体，且其中至少两个这样的隧道段被连续设置在所述传输方向中。
12.如权利要求1-11中任一个所述的装置，其特征在于，还包括加热装置，其被设置为在气体由在所述上(130)或下(120)隧道壁中提供的所述气体注入通道(132、122)注入所述隧道空间(104)之前，将所述气体加热至合适的温度。
13.如权利要求1-12中任一个所述的装置，其特征在于，还包括多个定位气体注入通道(123、133)，其被提供于上和/或下隧道壁(120、130)中，且被设置为：
(i)从具有居中心的衬底的装置的俯视图观察：位于所述衬底(140)的横向边缘和所述处理隧道(102)的对应横向壁(108)之间的间隙中，且
(ii)从隧道120的纵向方向观察：位于相继的排气通道110之间，
其中所述定位气体注入通道被设置为注入惰性定位气体，诸如氮气。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述定位气体注入通道(123、133)，从所述装置(100)的俯视图观察，位于距离相应横向壁(108)1.5mm以内处。
15.如权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述定位气体注入通道(123、133)被设置为以大于气体被设置为从所述气体注入通道(122、132)注入的流速的流速来注入定位气体。
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