CN102851648A - 原子层沉积设备、密封方法和用于沉积的喷嘴组 - Google Patents

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Abstract

公开了一种原子层沉积设备、一种使用该原子层沉积设备密封有机发光装置的方法以及一种用于沉积的喷嘴组。在一个实施例中，该原子层沉积设备改进了吹扫气体注射喷嘴的结构，从而提高原子层沉积工艺中的吹扫气体的排出效率，这提高了吹扫工艺的速度。因此，当通过使用该原子层沉积设备来实施用于密封有机发光装置的密封工艺时，可以提高沉积速度和密封膜的质量。

Description

原子层沉积设备、密封方法和用于沉积的喷嘴组
技术领域
描述的技术大体上涉及一种用于原子层沉积的设备。
背景技术
通常，在制造半导体装置或平板显示器的过程中使用在基底上沉积薄膜的工艺。为了在基底上沉积具有预定厚度的薄膜，经常使用某些沉积方法，例如利用颗粒的物理碰撞的物理气相沉积(PVD)或利用化学反应的化学气相沉积(CVD)等。
发明内容
本发明的一方面在于一种通过改进布置在原子层沉积设备的喷头中的气体注射喷嘴的结构来提高气体的注射效率和排出效率的原子层沉积设备。
另一方面在于一种使用该原子层沉积设备密封有机发光装置的密封方法。
另一方面在于一种原子层沉积设备中的吹扫气体注射喷嘴部分的结构，以用来提高沉积工艺中的沉积速度和膜质量。
另一方面在于一种吹扫气体注射喷嘴部分的结构得到改进的原子层沉积设备。
另一方面在于一种原子层沉积设备，该原子层沉积设备包括：反应室；基底支撑件，安装在反应室的内部以支撑基底；以及喷头，包括可将第一源气体、第二源气体和吹扫气体注射到基底上的一个或多个喷嘴组，喷头设置在基底支撑件的上方。
这里，基底支撑件和喷头中的至少一个以其可以沿第一方向移动的方式安装。此外，所述一个或多个喷嘴组中的每个包括用于沉积第一源气体的第一部分喷嘴组和用于沉积第二源气体的第二部分喷嘴组。第一部分喷嘴组包括第一源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，第二部分喷嘴组包括第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔。
第一源气体注射喷嘴、第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔中的每个沿着与第一方向垂直的第二方向延伸，吹扫气体注射喷嘴具有向吹扫气体排出孔倾斜的斜坡。
在一个实施例中，第一源气体注射喷嘴、第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔中的每个按照沿着与第一方向垂直的第二方向延伸的缝隙形状形成。在这种情况下，具有缝隙形状的吹扫气体注射喷嘴的端部可具有斜坡。
在一个实施例中，形成在吹扫气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与第一方向垂直的第二方向具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。根据需要，本领域技术人员可以在上述范围内选择合适的倾斜角。例如，考虑到吹扫气体的注射速度和注射压力，倾斜角θ在大约15°至大约60°的范围内。
在一个实施例中，第一源气体注射喷嘴和第二源气体注射喷嘴中的至少一个具有向吹扫气体注射喷嘴倾斜的斜坡。这里，所述斜坡相对于与第一方向垂直的第二方向具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。根据需要，本领域技术人员可以在上述范围内选择合适的倾斜角。例如，考虑到源气体注射速度和沉积速度，倾斜角θ在大约15°至大约60°的范围内。
根据实施例，第一源气体注射喷嘴、第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔中的每个的长度大于基底的与第一方向垂直的宽度，或等于基底的与第一方向垂直的宽度。
在一个实施例中，喷头包括沿着第一方向顺序地布置的多个喷嘴组。
在一个实施例中，喷头包括其数量可与将要被沉积在基底上的膜的厚度对应的多个喷嘴组。
在一个实施例中，喷头还包括被布置在喷头中的第一源气体供应线、第二源气体供应线和吹扫气体供应线，第一源气体供应线用于将第一源气体供应到第一源气体注射喷嘴，第二源气体供应线用于将第二源气体供应到第二源气体注射喷嘴，吹扫气体供应线用于将吹扫气体供应到吹扫气体注射喷嘴。
在一个实施例中，第一源气体供应线、第二源气体供应线和吹扫气体供应线彼此分开。
在一个实施例中，第一源气体供应线包括连接到位于反应室外部的第一源气体储存罐的第一源气体主线以及从第一源气体主线分支以连接到每个第一源气体注射喷嘴的一个或多个第一源气体支线，第二源气体供应线包括连接到位于反应室外部的第二源气体储存罐的第二源气体主线以及从第二源气体主线分支以连接到每个第二源气体注射喷嘴的一个或多个第二源气体支线。此外，吹扫气体供应线包括连接到位于反应室外部的吹扫气体储存罐的吹扫气体主线以及从吹扫气体主线分支以连接到每个吹扫气体注射喷嘴的一个或多个吹扫气体支线。
在一个实施例中，喷头被固定地安装，基底支撑件按照基底支撑件可以沿第一方向D往复的方式安装。根据另一实施例，基底支撑件被固定地安装，喷头按照喷头可以沿第一方向D往复的方式安装。
另一方面在于一种使用该原子层沉积设备密封有机发光装置的方法。该密封有机发光装置的方法包括下述步骤：在原子层沉积设备的基底支撑件上放置将要被密封的有机发光装置；沿着第一方向移动基底支撑件和喷头中的至少一个；以及在沿着第一方向移动基底支撑件和喷头中的所述至少一个的过程中，通过经由喷头注射第一源气体、第二源气体和吹扫气体而在将要被密封的有机发光装置上沉积一个或多个第一原子层和一个或多个第二原子层。这里，沉积一个或多个第一原子层和一个或多个第二原子层的步骤包括：第一步，注射第一源气体，以在将要被密封的有机发光装置上沉积第一原子层；第二步，在进行第一步的同时或第一步之后，注射吹扫气体，以去除残余的第一源气体；第三步，注射第二源气体，以在第一原子层上沉积第二原子层；以及第四步，在进行第三步的同时或第三步之后，注射吹扫气体，以去除残余的第二源气体。
在一个实施例中，从将要被密封的有机发光装置的一端到另一端进行沉积一个或多个第一原子层和一个或多个第二原子层的步骤。
在一个实施例中，多次进行第一步至第四步，而沿着第一方向移动基底支撑件和喷头中的所述至少一个的步骤进行一次。
在一个实施例中，该密封方法还包括：在沉积一个或多个第一原子层和一个或多个第二原子层之后，使将要被密封的有机发光装置和喷头中的至少一个返回至初始位置。
在一个实施例中，重复地执行沿着第一方向移动基底支撑件和喷头中的所述至少一个的步骤、沉积一个或多个第一原子层和一个或多个第二原子层的步骤和使将要被密封的有机发光装置和喷头中的所述至少一个返回至初始位置的步骤。通过重复执行，可以获得具有期望厚度的沉积膜。
在一个实施例中，在执行沉积的同时，将喷头固定，并沿着第一方向D移动对其执行原子层沉积的基底。
另一方面在于一种用于沉积的喷嘴组，该喷嘴组包括：第一部分喷嘴组，用于沉积第一源气体；以及第二部分喷嘴组，用于沉积第二源气体，其中，第一部分喷嘴组包括第一源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，第二部分喷嘴组包括第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，吹扫气体注射喷嘴具有向吹扫气体排出孔倾斜的斜坡。
第一源气体注射喷嘴、第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔按照沿着与第一方向垂直的第二方向延伸的缝隙形状形成。在这种情况下，具有缝隙形状的吹扫气体注射喷嘴的端部可具有斜坡。
在一个实施例中，形成在吹扫气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与第一源气体和第二源气体将被沉积到的基底或喷嘴组的移动方向垂直的方向具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。根据需要，本领域技术人员可以在上述范围内选择合适的倾斜角。例如，考虑到吹扫气体的注射速度和注射压力，倾斜角θ在大约15°至大约60°的范围内。
在一个实施例中，第一源气体注射喷嘴和第二源气体注射喷嘴中的至少一个具有向吹扫气体注射喷嘴倾斜的斜坡。这里，所述斜坡相对于与第一源气体和第二源气体将被沉积到的基底或喷嘴组的移动方向垂直的方向具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。根据需要，本领域技术人员可以在上述范围内选择合适的倾斜角。例如，考虑到源气体注射速度和沉积速度，倾斜角θ在大约15°至大约60°的范围内。
该用于沉积的喷嘴组可以有效地应用于原子层沉积。
另一方面在于一种原子层沉积设备，该原子层沉积设备包括：反应室；基底支撑件，安装在反应室的内部以支撑基底；以及喷头，包括可将源气体和吹扫气体注射到基底上的一个或多个喷嘴组，喷头设置在基底支撑件的上方。在该原子层沉积设备中，基底支撑件和喷头中的至少一个以其可以沿第一方向D移动的方式安装。此外，喷嘴组包括源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔中的每个沿着与第一方向垂直的第二方向延伸，吹扫气体注射喷嘴具有向吹扫气体排出孔倾斜的斜坡。
在一个实施例中，源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔按照沿着与第一方向垂直的第二方向延伸的缝隙形状形成。在这种情况下，具有缝隙形状的吹扫气体注射喷嘴的端部可具有斜坡。
根据实施例，形成在吹扫气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与第一方向垂直的第二方向具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。根据需要，本领域技术人员可以在上述范围内选择合适的倾斜角。例如，考虑到吹扫气体的注射速度和注射压力，倾斜角θ在大约15°至大约60°的范围内。
在一个实施例中，源气体注射喷嘴也可具有向吹扫气体注射喷嘴倾斜的斜坡。这里，所述斜坡相对于与第一方向垂直的第二方向可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。例如，考虑到源气体注射速度和沉积速度，倾斜角θ在大约15°至大约60°的范围内。
另一方面在于一种使用该原子层沉积设备密封有机发光装置的方法。该密封有机发光装置的方法包括下述步骤：在原子层沉积设备的基底支撑件上放置将要被密封的有机发光装置；沿着第一方向移动原子层沉积设备的基底支撑件和喷头中的至少一个；在移动基底支撑件和喷头中的所述至少一个的过程中，通过经由喷头注射源气体而在将要被密封的有机发光装置上沉积原子层；以及在将要被密封的有机发光装置上沉积原子层的过程中，通过注射吹扫气体来去除残余的源气体。
另一方面在于一种用于沉积的喷嘴组，该喷嘴组包括源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔。在该喷嘴组中，源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔顺序地布置，吹扫气体注射喷嘴具有向吹扫气体排出孔倾斜的斜坡。
在一个实施例中，源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔按照沿着与第一方向垂直的第二方向延伸的缝隙形状形成。在这种情况下，具有缝隙形状的吹扫气体注射喷嘴的端部可具有斜坡。
在一个实施例中，形成在吹扫气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与源气体将被沉积到的基底或喷嘴组的移动方向垂直的方向具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。根据需要，本领域技术人员可以在上述范围内选择合适的倾斜角。例如，考虑到吹扫气体的注射速度和注射压力，倾斜角θ在大约15°至大约60°的范围内。
在一个实施例中，源气体注射喷嘴可具有向吹扫气体注射喷嘴倾斜的斜坡。这里，所述斜坡相对于与源气体将被沉积到的基底或喷嘴组的移动方向垂直的方向可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。例如，考虑到源气体注射速度和源气体的沉积速度，倾斜角θ被进一步限制在大约15°至大约60°的范围内。
该用于沉积的喷嘴组可以有效地应用于原子层沉积。
附图说明
图1示出了原子层沉积设备；
图2是示意性地示出原子层沉积设备的喷头和布置在喷头中的喷嘴组的示例的透视图。
图3是示出插入在模块型原子层沉积设备的喷头中的喷嘴组的示例的剖视图。
图4是示意性地示出在根据图3的喷嘴组中通过吹扫气体注射喷嘴将吹扫气体注射到基底上以去除残余的源气体的视图。
图5是示出布置在原子层沉积设备的喷头中的喷嘴组和将喷嘴组与气罐连接的气体供应线的视图。
图6是示出插入在原子层沉积设备的喷头中的模块型喷嘴组的示例的外部透视图；
图7是示出插入在原子层沉积设备的喷头中的模块型喷嘴组的另一示例的外部透视图；
图8是示意性地示出应用于根据实施例的原子层沉积设备的喷嘴组的示例的剖视图。
图9是示意性地示出应用于根据实施例的原子层沉积设备的喷嘴组的另一示例的剖视图。
图10是示意性地示出应用于根据实施例的原子层沉积设备的喷嘴组的另一示例的剖视图。
图11示出了在沿着一个方向移动基底的同时通过使用根据实施例的原子层沉积设备在基底上形成膜的工艺。
具体实施方式
近来，随着半导体装置或显示装置具有更精细的结构，需要具有精细图案的薄膜。因此，当前的趋势是，可以非常均匀地沉积具有原子层级别的厚度的精细图案的原子层沉积(ALD)方法的应用正在发展。
通过以下步骤来执行ALD方法：将一种源气体注射到处理室中以使其物理吸附到基底，吹扫残余气体以将其去除，然后将另一种气体注射到处理室中。ALD方法用来防止两种不同的气体发生不必要的化学反应。
例如，在使用两种源气体沉积原子层的工艺中，将第一源气体注射到反应室中以通过第一源气体在基底上沉积原子层，将吹扫气体注射到反应室中以将未沉积的第一源气体从反应室中去除，将第二源气体注射到反应室中以通过第二源气体沉积原子层，然后将吹扫气体注射到反应室中以将未沉积的第二源气体从反应室中去除，从而将通过注射第一源气体而形成的原子层与通过注射第二源气体而形成的原子层组合，即形成了具有期望特性的薄膜。如上所述，在原子层沉积方法中，注射第一源气体并吹扫以及注射第二源气体并吹扫形成一个循环。通过重复该循环，在基底上形成具有期望厚度和特性的膜。
同时，有机发光装置易受潮气和氧的影响，因此在制造有机发光装置之后必须形成保护膜或保护层，以防止潮气和氧导致的损坏。当前，使用由玻璃形成的保护层，但是为了密封效率和薄型化，需要开发一种新型的密封方法。
可以应用模块型原子层沉积方法来密封有机发光装置。原子层沉积设备具有图1中示出的结构。
参照图1，原子层沉积设备包括：反应室600；基底支撑件500，安装在反应室600中以支撑基底400；以及喷头100，设置在基底支撑件500上方，以将第一源气体、第二源气体和吹扫气体注射到基底400上。反应室600的内部保持真空状态。
基底支撑件500设置在反应室600的内部的下部，以支撑将被处理的基底400。基底支撑件500和喷头100中的至少一个以其可以沿扫描方向往复的方式安装。喷头100包括可以将第一源气体、第二源气体和吹扫气体同时注射到基底400上的一个或多个喷嘴组。
图2示出了布置在喷头中的喷嘴组110的示例。在图2中，喷嘴组110包括沿着与基底支撑件500的移动方向基本垂直的方向彼此平行地延伸的四个喷嘴211、301、221和301。这四个喷嘴以预定的间隔彼此分开。第一源气体注射喷嘴211、用于去除残余的第一源气体的吹扫气体注射喷嘴301、第二源气体注射喷嘴221和用于去除残余的第二源气体的吹扫气体注射喷嘴301顺序地布置。这里，第一源气体注射喷嘴211和用于去除残余的第一源气体的吹扫气体注射喷嘴301形成第一部分喷嘴组111，第二源气体注射喷嘴221和用于去除残余的第二源气体的吹扫气体注射喷嘴301形成第二部分喷嘴组112。
图3是插入在喷头100中的喷嘴组的另一示例的剖视图，其中，示出了用于排出吹扫气体的吹扫气体排出孔311。图4示意性地示出了通过吹扫气体注射喷嘴301将吹扫气体(Fi)注射到基底上以去除残余的源气体。此外，图4还示出了，在通过吹扫气体支线306和吹扫气体注射喷嘴301将吹扫气体(Fi)注射到基底上之后，将吹扫气体(Fo)与残余气体一起排出。
在原子层沉积中，顺序地执行第一源气体供应、吹扫气体供应、第二源气体供应和吹扫气体供应。为了提高沉积速度和膜质量，吹扫时间应当短，且应通过吹扫来充分地去除残余气体。然而，如图3和图4中所示，吹扫气体注射喷嘴301的下部垂直地形成，因此吹扫气体的流动不顺畅。结果，当吹扫气体局部形成漩涡时，吹扫效率降低，这使得吹扫时间变长或者吹扫具有缺陷。当吹扫具有缺陷时，因为残余的源气体800，所以会发生膜质量的降低。
在下文中，将参照附图描述实施例。在下面的描述和附图中，相同的附图标记用来表示相同的或相似的组件。
图1是示意性地示出普通的原子层沉积设备的剖视图。根据实施例的原子层沉积设备具有如图1中所示的基本结构。
参照图1，原子层沉积设备包括：反应室600；基底支撑件500，安装在反应室600中以支撑基底400；以及喷头100，设置在基底支撑件500的上方，以将第一源气体、第二源气体和吹扫气体注射到基底400上。
反应室600的内部保持真空状态。为了该真空状态，排气孔610形成在反应室600的壁上，且排气孔610连接到真空泵700。排气孔610还可用于排出第一源气体、第二源气体和吹扫气体。
基底支撑件500设置在反应室600的内部的下部，以支撑将被处理的基底400。虽然没有在附图中示出，但是基底支撑件500可以包括用于将基底400加热到预定温度的加热装置。
基底支撑件500和喷头100中的至少一个以其可以沿扫描方向往复的方式安装。具体地讲，基底支撑件500和喷头100中的至少一个被安装成其可以沿着箭头所示的第一方向D移动。
在下文中，将基于如下结构来描述实施例：固定地安装喷头100，并按照基底支撑件500可以沿第一方向D往复的方式安装基底支撑件500。
根据实施例，可以提供基底支撑件500固定而喷头100可以移动的构造或者基底支撑件500和喷头100都可以移动的构造。然而，在下面的描述中，为了使描述简单，将讨论仅有基底支撑件500移动的结构。
图5示出了设置在原子层沉积设备的喷头100中的喷嘴组和将喷嘴组与气罐连接的气体供应线。此外，图6示出了插入在喷头中的模块型喷嘴组的示例。
具体地讲，喷头100设置在基底支撑件500的上方，并包括可将第一源气体、第二源气体和吹扫气体注射到基底400上的一个或多个喷嘴组(110、120等)。
一个或多个喷嘴组110和120中的每个包括用于沉积第一源气体的第一部分喷嘴组111(或121)和用于沉积第二源气体的第二部分喷嘴组112(或122)。这里，第一源气体注射喷嘴211和用于去除残余的第一源气体的吹扫气体注射喷嘴301设置在第一部分喷嘴组111中，第二源气体注射喷嘴221和用于去除残余的第二源气体的吹扫气体注射喷嘴301设置在第二部分喷嘴组112中。
具体地讲，第一部分喷嘴组111包括第一源气体注射喷嘴211、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311，第二部分喷嘴组112包括第二源气体注射喷嘴221、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311。
参照图5和图6，喷头可包括沿着第一方向D顺序地布置的多个喷嘴组(110、120等)。也就是说，根据需要，喷嘴组的数量可以是一个或多个。
喷头可以包括与将被沉积在基底上的沉积膜的厚度对应数量的喷嘴组。因此，当将被沉积的膜的厚度厚时，喷嘴组的数量增多。然而，厚膜不总是需要大量的喷嘴组。当将被沉积的膜厚时，可以在使基底支撑件500按照所需的次数多次往复的同时来重复沉积。
参照图5，用于将第一源气体供应到第一源气体注射喷嘴的第一源气体供应线、用于将第二源气体供应到第二源气体注射喷嘴的第二源气体供应线和用于将吹扫气体供应到吹扫气体注射喷嘴的吹扫气体供应线被布置在喷头中。
第一源气体供应线、第二源气体供应线和吹扫气体供应线彼此分开。
具体地讲，第一源气体供应线包括连接到第一源气体储存罐210的第一源气体主线215以及从第一源气体主线215分支从而连接到每个第一源气体注射喷嘴211的一个或多个第一源气体支线216。
此外，第二源气体供应线包括连接到第二源气体储存罐220的第二源气体主线225以及从第二源气体主线225分支从而连接到每个第二源气体注射喷嘴221的一个或多个第二源气体支线226。
此外，吹扫气体供应线包括连接到吹扫气体储存罐300的吹扫气体主线305以及从吹扫气体主线305分支从而连接到每个吹扫气体注射喷嘴301的一个或多个吹扫气体支线306。
吹扫气体排出线没有在图5中示出。
参照图6，可通过布置在喷嘴组中的吹扫气体排出喷嘴310将吹扫气体排出到喷嘴组的外部。这里，吹扫气体排出喷嘴310连接到吹扫气体排出孔311。可通过安装在反应室600外部的真空泵700将通过吹扫气体排出喷嘴310排出到喷嘴组外部的吹扫气体排出到反应室600的外部。
参照图6，第一源气体支线216、第二源气体支线226和吹扫气体支线306通过喷嘴组的前侧连接到喷嘴组的内部，吹扫气体排出喷嘴310通过喷嘴组的上部连接到喷嘴组的外部。
图7示出了模块型喷嘴组的另一示例。这里，第一源气体支线216、第二源气体支线226和吹扫气体支线306通过喷嘴组的上部连接到喷嘴组的内部，吹扫气体排出喷嘴310也通过喷嘴组的上部连接到喷嘴组的外部。
参照图8至图10，第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311中的每个沿着与第一方向D和D2基本垂直的第二方向Y1延伸。图8、图9和图10示出了均具有缝隙形状的第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311的示例。
图8和图9是沿着宽度方向截取图7中示出的喷嘴组110所得的剖视图。这里，第一部分喷嘴组111和第二部分喷嘴组112彼此分开。
参照图6，长度L方向对应于与第一方向D基本垂直的方向，宽度W1和W2方向对应于与第一方向D平行的方向。L表示喷嘴组的长度，W1表示第一部分喷嘴组111的宽度，W2表示第二部分喷嘴组112的宽度。
同样，喷嘴组110和120的第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221和吹扫气体注射喷嘴301中的每个的纵向方向基本垂直于移动方向D，并与喷嘴组的长度L方向相同。包括在喷嘴组110和120中的第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221和吹扫气体注射喷嘴301中的每个的横向方向平行于移动方向D，并与喷嘴组的宽度方向相同。
第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221和吹扫气体注射喷嘴301中的每个的长度与喷嘴组的长度相等或小于喷嘴组的长度，第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221和吹扫气体注射喷嘴301中的每个的宽度小于喷嘴组的宽度。
基底400设置在基底支撑件500上。基底400可以沿着第一方向D移动，更具体地讲，基底400可以沿着左方向D1或右方向D2移动。
基底沿着作为基底400的纵向方向的第一方向D移动，使得基底400沿着纵向方向被连续地沉积。基底的横向方向基本垂直于第一方向D，并对应于喷嘴组的长度L方向。
根据实施例，第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311中的每个的长度可以比基底的基本垂直于第一方向的宽度大，或与该宽度相等。
参照图8和图9，喷嘴组110和120的第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311具有沿着与基底支撑件500的移动方向D基本垂直的第二方向平行地延伸的缝隙形状，并且以预定的间隔彼此分开。参照图2可以容易地理解所述缝隙形状。然而，根据实施例的喷嘴的结构不总是与图2中示出的结构相同。
在应用于根据实施例的原子层沉积设备的喷嘴组中，如图8中所示，吹扫气体注射喷嘴301具有向吹扫气体排出孔311倾斜的斜坡。具体地讲，图8示出了形成在吹扫气体注射喷嘴301的端部的斜坡。
传统的吹扫气体注射喷嘴仅沿着基本垂直于第一方向的方向形成，使得在已经将吹扫气体注射到基底上之后排出吹扫气体时吹扫气体的流动不顺畅。因此，吹扫气体局部形成漩涡，这使得吹扫效率降低(参照图4)。
根据实施例的吹扫气体注射喷嘴301具有向吹扫气体排出孔311倾斜的斜坡。在这种情况下，沿着斜向将吹扫气体注射到基底上，使得吹扫气体的流动顺畅，具体地讲，吹扫气体顺畅地移动到吹扫气体排出孔，这使得吹扫气体的排出效率优良。当如上所述，吹扫气体的排出效率提高时，缩短了吹扫时间，并可以防止源气体残留。因此，缩短了总处理时间，并且沉积的膜的质量变得优良。
形成在吹扫气体注射喷嘴上的斜坡相对于与第一方向D基本垂直的第二方向(图10中的Y1方向)具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。根据需要，本领域技术人员可以在上述范围内选择合适的倾斜角。例如，考虑到吹扫气体的注射速度和注射压力，可将倾斜角θ的范围进一步限制在大约15°至大约60°内。在该范围的倾斜角内将吹扫气体注射到基底上之后，通过排出孔顺畅地排出吹扫气体。
根据实施例，第一源气体注射喷嘴211和第二源气体注射喷嘴221中的至少一个具有向吹扫气体注射喷嘴301倾斜的斜坡。图8和图9示出了均具有缝隙形状的第一源气体注射喷嘴211和第二源气体注射喷嘴221。在这种情况下，所述斜坡可以形成在所述缝隙的端部。
所述斜坡相对于与第一方向D基本垂直的第二方向(Y1方向)可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。当然，可将倾斜角θ的范围进一步限制在大约15°至大约60°内。
图9示出了均具有斜坡的第一源气体注射喷嘴211和第二源气体注射喷嘴221的示例。
所公开的实施例中的至少一个提供了一种通过使用上述原子层沉积设备来密封有机发光装置的密封方法。
图11示出了在沿着一个方向D1移动基底400的同时通过使用上述原子层沉积设备在基底上形成膜的工艺。这里，将要被密封的有机发光装置对应于基底400。
根据实施例的有机发光装置的密封方法包括：在原子层沉积设备的基底支撑件500上放置将要被密封的有机发光装置的步骤；移动步骤，即，沿着第一方向移动原子层沉积设备的基底支撑件500和喷头100中的至少一个；以及沉积步骤，即，在移动基底支撑件500和喷头100中的至少一个的步骤期间，通过经由喷头100注射第一源气体、第二源气体和吹扫气体而在将要被密封的有机发光装置上沉积一个或多个第一原子层701和一个或多个第二原子层702。
如上所述沉积的第一原子层701和第二原子层702彼此反应，从而形成具有期望厚度和特性的膜。
根据实施例，在移动将要被密封的有机发光装置的同时执行膜的沉积，使得从将要被密封的有机发光装置的一端到另一端进行膜的沉积。在移动步骤中，例如，如上所述，可以沿着第一方向的左方向D1移动用于支撑将要被密封的有机发光装置(即，基底400)的基底支撑件500。
沉积步骤包括下面的步骤1至步骤4。首先，在沿着第一方向D1移动将要被密封的有机发光装置的同时，通过布置在喷头100的第一喷嘴组110中的第一源气体注射喷嘴211注射第一源气体，从而在将要被密封的有机发光装置上沉积第一原子层701(步骤1)。
接着，在进行步骤1的同时，通过布置在第一喷嘴组110中的吹扫气体注射喷嘴301注射吹扫气体，从而去除残余的第一源气体(步骤2)。
然后，在进行步骤1和步骤2的同时，通过布置在第一喷嘴组110中的第二源气体注射喷嘴221注射第二源气体，从而在第一原子层701上沉积第二原子层702(步骤3)。
然后，在进行步骤1、步骤2和步骤3的同时，通过布置在第一喷嘴组110中的吹扫气体注射喷嘴301注射吹扫气体，从而去除残余的第二源气体(步骤4)。
喷头100可以仅包括一个喷嘴组110。在这种情况下，当完成包括步骤1至步骤4的沉积步骤时，包括一个第一原子层701和一个第二原子层702的薄膜可以形成在将要被密封的有机发光装置上。
如上所述，可以使用根据实施例的原子层沉积方法来密封并包封有机发光装置。
同时，在沉积步骤之后，执行使基底支撑件500和喷头100中的至少一个返回，例如，使其上设置有将要被密封的有机发光装置的基底支撑件500返回至初始位置的返回步骤。然后，可以再次执行移动步骤和沉积步骤。也就是说，可以重复地执行移动步骤、沉积步骤和返回步骤。在这种情况下，可以形成更厚的膜。
此外，如图6中所看到的，喷头100可包括多个喷嘴组(110、120等)。在这种情况下，在将要被密封的有机发光装置的移动步骤被执行一次的同时，即，在将要被密封的有机发光装置沿着第一方向D移动一次的同时，可以连续地执行包括步骤1至步骤4的沉积步骤若干次。
具体地讲，如上所述，通过第一喷嘴组110的喷嘴211、301和221喷射气体，从而在将要被密封的有机发光装置上沉积第一原子层701和第二原子层702。
然后，通过第二喷嘴组120的喷嘴211、301和221喷射气体，从而再次在第二原子层702上沉积第一原子层703并在第一原子层703上沉积第二原子层704。可以同时执行通过第一喷嘴组110沉积第一原子层701和第二原子层702的步骤以及通过第二喷嘴组120沉积第一原子层703和第二原子层704的步骤。
当然，可以通过使用另外配备的喷嘴组连续地执行第一原子层和第二原子层的沉积。
如上所述，可以通过在将要被密封的有机发光装置上交替地沉积多个第一原子层和多个第二原子层来沉积厚度厚的膜。
在这种情况下，此外，在沉积步骤之后，执行使其上设置有将要被密封的有机发光装置的基底支撑件500返回至初始位置的返回步骤。然后，可以再次执行移动步骤和沉积步骤。也就是说，可以通过重复地执行移动步骤、沉积步骤和返回步骤来形成更厚的膜。当将根据实施例的原子层沉积方法应用于有机发光装置的密封工艺时，可以形成厚度为数千
Figure BDA0000157611540000141
的密封膜。
至少一个实施例还提供了一种用于沉积的喷嘴组。
如图8中所示，根据实施例的喷嘴组包括用于沉积第一源气体的第一部分喷嘴组111和用于沉积第二源气体的第二部分喷嘴组112，其中，第一部分喷嘴组111包括第一源气体注射喷嘴211、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311，第二部分喷嘴组112包括第二源气体注射喷嘴221、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311。这里，吹扫气体注射喷嘴301具有向吹扫气体排出孔311倾斜的斜坡。在图8中，具体地讲，第一源气体注射喷嘴211、第二源气体注射喷嘴221、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311具有缝隙形状，吹扫气体注射喷嘴301的端部具有斜坡。
根据实施例，形成在吹扫气体注射喷嘴上的斜坡相对于与第一方向D基本垂直的第二方向(Y1方向)可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。考虑到吹扫气体的注射速度和注射压力，可将倾斜角θ的范围进一步限制在大约15°至大约60°内。
根据实施例，第一源气体注射喷嘴211和第二源气体注射喷嘴221中的至少一个可具有向吹扫气体注射喷嘴301倾斜的斜坡。图9示出了包括均具有斜坡的第一源气体注射喷嘴211和第二源气体注射喷嘴221的喷嘴组。在这种情况下，所述斜坡相对于与第一方向D基本垂直的第二方向(Y1方向)可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。同时，考虑到源气体的注射速度、注射压力等，可将倾斜角θ的范围进一步限制在大约15°至大约60°内。
至少一个实施例提供了一种包括如图10中所示的单个喷嘴组的原子层沉积设备。该原子层沉积设备包括：反应室600；基底支撑件500，安装在反应室的内部以支撑基底400；以及喷头100，设置在基底支撑件的上侧上方，并包括一个或多个喷嘴组111，以将源气体和吹扫气体注射在基底上。在该原子层沉积设备中，基底支撑件和喷头中的至少一个以其可以沿第一方向D移动的方式安装，一个或多个喷嘴组111中的每个包括源气体注射喷嘴211、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311，源气体注射喷嘴211、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311中的每个沿着基本垂直于第一方向的第二方向延伸，其中，吹扫气体注射喷嘴301具有向吹扫气体排出孔311倾斜的斜坡。
图10示出了具有缝隙形状的源气体注射喷嘴211、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311。在这种情况下，喷嘴的端部可具有斜坡。
这里，形成在吹扫气体注射喷嘴上的斜坡相对于与第一方向D基本垂直的第二方向(图10中的Y1方向)可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。考虑到吹扫气体的注射速度、注射压力等，可将倾斜角θ的范围进一步限制在大约15°至大约60°内。
根据实施例，源气体注射喷嘴211可具有向吹扫气体注射喷嘴301倾斜的斜坡。这里，所述斜坡相对于与第一方向D基本垂直的第二方向可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。考虑到源气体的注射速度、注射压力等，可将倾斜角θ的范围进一步限制在大约15°至大约60°内。
至少一个实施例提供了一种通过使用原子层沉积设备来包封有机发光装置的密封有机发光装置的方法。根据实施例的密封有机发光装置的方法包括：在原子层沉积设备的基底支撑件500上放置将要被密封的有机发光装置的步骤；移动步骤，即，沿着第一方向移动原子层沉积设备的基底支撑件500和喷头中的至少一个；沉积步骤，即，在进行移动步骤的同时，通过经由喷头注射源气体而在将要被密封的有机发光装置上沉积原子层；以及吹扫步骤，即，在进行沉积步骤的同时，通过注射吹扫气体来去除残余的源气体。
如图10中所示，一个实施例提供了一种用于沉积的喷嘴组，该喷嘴组包括顺序地布置的第一源气体注射喷嘴211、吹扫气体注射喷嘴301和吹扫气体排出孔311，其中，吹扫气体注射喷嘴301具有向吹扫气体排出孔311倾斜的斜坡。
这里，形成在吹扫气体注射喷嘴上的斜坡相对于与第一方向D基本垂直的第二方向(图10中的Y1方向)可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。根据需要，本领域技术人员可以在该范围内选择合适的倾斜角。例如，考虑到吹扫气体的注射速度、注射压力等，可将倾斜角θ的范围进一步限制在大约15°至大约60°内。
根据实施例，源气体注射喷嘴211可具有向吹扫气体注射喷嘴301倾斜的斜坡。在这种情况下，所述斜坡相对于与第一方向D基本垂直的第二方向可具有大于大约0°且小于大约90°的倾斜角θ。在某些情况下，可将倾斜角θ的范围进一步限制在大约15°至大约60°内。
根据实施例的原子层沉积设备改进了吹扫气体注射喷嘴部分的结构，以提高原子层沉积工艺中的吹扫气体的排出效率，从而可以提高吹扫工艺的速度。因此，当根据实施例使用该原子层沉积设备时，可以提高沉积速度和膜质量。
虽然已经关于附图描述了实施例，但是本领域技术人员应理解，在不脱离权利要求书的范围和精神的情况下，可以做出各种修改、增加和替换。

Claims (38)

1.一种原子层沉积设备，所述原子层沉积设备包括：
反应室；
基底支撑件，安装在反应室的内部以支撑基底；以及
喷头，包括被构造成将第一源气体、第二源气体和吹扫气体注射到基底上的一个或多个喷嘴组，其中，喷头设置在基底支撑件的上方，
其中，基底支撑件和喷头中的至少一个被安装成沿第一方向移动，
所述一个或多个喷嘴组中的每个包括被构造成沉积第一源气体的第一部分喷嘴组和被构造成沉积第二源气体的第二部分喷嘴组，
第一部分喷嘴组包括第一源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，
第二部分喷嘴组包括第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，
第一源气体注射喷嘴、第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔中的每个沿着与第一方向基本垂直的第二方向延伸，其中，吹扫气体注射喷嘴具有向吹扫气体排出孔倾斜的斜坡。
2.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其中，形成在吹扫气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与第一方向基本垂直的第二方向具有大于0°且小于90°的倾斜角θ。
3.根据权利要求2所述的原子层沉积设备，其中，倾斜角θ在15°至60°的范围内。
4.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其中，第一源气体注射喷嘴和第二源气体注射喷嘴中的至少一个具有向吹扫气体注射喷嘴倾斜的斜坡。
5.根据权利要求4所述的原子层沉积设备，其中，形成在第一源气体注射喷嘴和第二源气体注射喷嘴中的所述至少一个上的所述斜坡相对于与第一方向基本垂直的第二方向具有大于0°且小于90°的倾斜角θ。
6.根据权利要求5所述的原子层沉积设备，其中，倾斜角θ在15°至60°的范围内。
7.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其中，第一源气体注射喷嘴、第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔中的每个的长度大于基底的与第一方向基本垂直的宽度，或基本等于基底的与第一方向基本垂直的宽度。
8.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其中，喷头包括沿着第一方向基本上顺序地布置的多个喷嘴组。
9.根据权利要求8所述的原子层沉积设备，其中，喷头包括其数量与将要被沉积在基底上的膜的厚度对应的多个喷嘴组。
10.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其中，喷头还包括被布置在喷头中的第一源气体供应线、第二源气体供应线和吹扫气体供应线，第一源气体供应线被构造成将第一源气体供应到第一源气体注射喷嘴，第二源气体供应线被构造成将第二源气体供应到第二源气体注射喷嘴，吹扫气体供应线被构造成将吹扫气体供应到吹扫气体注射喷嘴。
11.根据权利要求10所述的原子层沉积设备，其中，第一源气体供应线、第二源气体供应线和吹扫气体供应线彼此分开。
12.根据权利要求10所述的原子层沉积设备，其中，第一源气体供应线包括连接到位于反应室外部的第一源气体储存罐的第一源气体主线，一个或多个第一源气体支线从第一源气体主线分支以连接到每个第一源气体注射喷嘴，第二源气体供应线包括连接到位于反应室外部的第二源气体储存罐的第二源气体主线，一个或多个第二源气体支线从第二源气体主线分支以连接到每个第二源气体注射喷嘴，吹扫气体供应线包括连接到位于反应室外部的吹扫气体储存罐的吹扫气体主线，一个或多个吹扫气体支线从吹扫气体主线分支以连接到每个吹扫气体注射喷嘴。
13.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其中，喷头被固定地安装，基底支撑件被安装成沿着第一方向移动。
14.一种有机发光装置的密封方法，所述密封方法包括下述步骤：
在根据权利要求1所述的原子层沉积设备的基底支撑件上放置将要被密封的有机发光装置；
沿着第一方向移动基底支撑件和喷头中的至少一个；以及
在沿着第一方向移动基底支撑件和喷头中的所述至少一个的过程中，通过经由喷头注射第一源气体、第二源气体和吹扫气体而在将要被密封的有机发光装置上沉积一个或多个第一原子层和一个或多个第二原子层，
其中，沉积所述一个或多个第一原子层和所述一个或多个第二原子层的步骤包括：
第一步，注射第一源气体，以在将要被密封的有机发光装置上沉积第一原子层；
第二步，在进行第一步的同时或第一步之后，注射吹扫气体，以去除残余的第一源气体；
第三步，注射第二源气体，以在第一原子层上沉积第二原子层；以及
第四步，在进行第三步的同时或第三步之后，注射吹扫气体，以去除残余的第二源气体。
15.根据权利要求14所述的有机发光装置的密封方法，其中，从有机发光装置的一端到另一端执行沉积所述一个或多个第一原子层和所述一个或多个第二原子层的步骤。
16.根据权利要求14所述的有机发光装置的密封方法，其中，多次执行第一步、第二步、第三步和第四步，执行沿着第一方向移动基底支撑件和喷头中的所述至少一个的步骤一次。
17.根据权利要求14所述的有机发光装置的密封方法，其中，所述密封方法还包括：在沉积所述一个或多个第一原子层和所述一个或多个第二原子层之后，使有机发光装置和喷头中的至少一个返回至初始位置。
18.根据权利要求17所述的有机发光装置的密封方法，其中，重复地执行沿着第一方向移动基底支撑件和喷头中的所述至少一个的步骤、沉积所述一个或多个第一原子层和所述一个或多个第二原子层的步骤和使有机发光装置和喷头中的所述至少一个返回至初始位置的步骤。
19.根据权利要求14所述的有机发光装置的密封方法，其中，将喷头固定，并沿着第一方向移动其上放置有有机发光装置的基底支撑件。
20.一种用于沉积的喷嘴组，所述喷嘴组包括：
第一部分喷嘴组，被构造成沉积第一源气体；以及
第二部分喷嘴组，被构造成沉积第二源气体，
其中，第一部分喷嘴组包括第一源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，
第二部分喷嘴组包括第二源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，
吹扫气体注射喷嘴具有向吹扫气体排出孔倾斜的斜坡。
21.根据权利要求20所述的喷嘴组，其中，形成在吹扫气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与第一源气体和第二源气体将被沉积到的基底或喷嘴组的移动方向基本垂直的方向具有大于0°且小于90°的倾斜角θ。
22.根据权利要求21所述的喷嘴组，其中，倾斜角θ在15°至60°的范围内。
23.根据权利要求20所述的喷嘴组，其中，第一源气体注射喷嘴和第二源气体注射喷嘴中的至少一个具有向吹扫气体注射喷嘴倾斜的斜坡。
24.根据权利要求23所述的喷嘴组，其中，形成在第一源气体注射喷嘴和第二源气体注射喷嘴中的所述至少一个上的所述斜坡相对于与第一源气体和第二源气体将被沉积到的基底或喷嘴组的移动方向基本垂直的方向具有大于0°且小于90°的倾斜角θ。
25.根据权利要求24所述的喷嘴组，其中，倾斜角θ在15°至60°的范围内。
26.一种原子层沉积设备，所述原子层沉积设备包括：
反应室；
基底支撑件，安装在反应室的内部以支撑基底；以及
喷头，包括被构造成将源气体和吹扫气体注射到基底上的一个或多个喷嘴组，其中，喷头设置在基底支撑件的上方，
其中，基底支撑件和喷头中的至少一个被安装成沿第一方向移动，
喷嘴组包括源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，
源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔中的每个沿着与第一方向基本垂直的第二方向延伸，
吹扫气体注射喷嘴具有向吹扫气体排出孔倾斜的斜坡。
27.根据权利要求26所述的原子层沉积设备，其中，形成在吹扫气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与第一方向基本垂直的第二方向具有大于0°且小于90°的倾斜角θ。
28.根据权利要求27所述的原子层沉积设备，其中，倾斜角θ在15°至60°的范围内。
29.根据权利要求26所述的原子层沉积设备，其中，源气体注射喷嘴具有向吹扫气体注射喷嘴倾斜的斜坡。
30.根据权利要求29所述的原子层沉积设备，其中，形成在源气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与第一方向基本垂直的第二方向具有大于0°且小于90°的倾斜角θ。
31.根据权利要求30所述的原子层沉积设备，其中，倾斜角θ在15°至60°的范围内。
32.一种有机发光装置的密封方法，所述密封方法包括下述步骤：
在根据权利要求26所述的原子层沉积设备的基底支撑件上放置将要被密封的有机发光装置；
沿着第一方向移动所述原子层沉积设备的基底支撑件和喷头中的至少一个；
在移动基底支撑件和喷头中的所述至少一个的过程中，通过经由喷头注射源气体而在将要被密封的有机发光装置上沉积原子层；以及
在将要被密封的有机发光装置上沉积原子层的过程中，通过注射吹扫气体来去除残余的源气体。
33.一种用于沉积的喷嘴组，所述喷嘴组包括源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔，
其中，源气体注射喷嘴、吹扫气体注射喷嘴和吹扫气体排出孔基本上顺序地布置，
吹扫气体注射喷嘴具有向吹扫气体排出孔倾斜的斜坡。
34.根据权利要求33所述的喷嘴组，其中，形成在吹扫气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与源气体将被沉积到的基底或喷嘴组的移动方向基本垂直的方向具有大于0°且小于90°的倾斜角θ。
35.根据权利要求34所述的喷嘴组，其中，倾斜角θ在15°至60°的范围内。
36.根据权利要求33所述的喷嘴组，其中，源气体注射喷嘴具有向吹扫气体注射喷嘴倾斜的斜坡。
37.根据权利要求36所述的喷嘴组，其中，形成在源气体注射喷嘴上的所述斜坡相对于与源气体将被沉积到的基底或喷嘴组的移动方向基本垂直的方向具有大于0°且小于90°的倾斜角θ。
38.根据权利要求37所述的喷嘴组，其中，倾斜角θ在15°至60°的范围内。
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