CN103649368A - 气体喷注装置、原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法 - Google Patents
气体喷注装置、原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103649368A CN103649368A CN201280016242.9A CN201280016242A CN103649368A CN 103649368 A CN103649368 A CN 103649368A CN 201280016242 A CN201280016242 A CN 201280016242A CN 103649368 A CN103649368 A CN 103649368A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- substrate
- supply
- atomic layer
- layer deposition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及一种气体喷注装置、原子层沉积装置以及使用该装置的原子层沉积方法。所述气体喷注装置被配置成单管形状。气体通过所述气体喷注装置的中心部分被供应到衬底上。同时,通过在沿着供气管的外表面的特定部分中所形成的进气孔所供应的气体被吸入。因此,当所述气体喷注装置被设置在靠近所述衬底处时,气体的供应和吸入可以同时进行。此处,由于沉积工艺是在常压下进行,所以不需要提供额外的装置及设置额外的时间来建立真空。并且,因为能够实施连续的工艺,所以工艺前步骤或工艺后步骤可以同时一起进行。此外,可以提供多个来源气喷注装置来形成多组分化合物。在这种情况下,可以针对每一种来源气分解温度来单独地调整热源的种类和所供应的热量。
Description
技术领域
本发明总体上涉及原子层沉积装置,并且更具体地讲,涉及一种能在常压条件下进行原子层沉积过程的气体喷注装置、具有该气体喷注装置的原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法。
背景技术
一般来讲,进行不同种类的制造方法来生产半导体设备或平板显示器。特别地,必然需要一种在例如晶圆或玻璃的衬底上沉积薄膜的方法。在这种薄膜沉积方法中主要使用溅射方法、化学气相沉积(CVD)方法和原子层沉积(ALD)方法等。
原子层沉积方法是一种纳米级薄膜沉积技术,该技术使用了针对单原子层的化学吸附和解吸。具体地讲,原子层沉积方法是一种新的薄膜沉积技术,该技术按照种类分离反应物质,将它们以脉冲形式单独地供应到反应室中,并且通过在衬底的表面上使反应物质表面饱和来使用化学吸附和解吸。
在常规的原子层沉积技术中,在沉积过程中需要真空状态。因此,需要建立真空的额外设备以及维护和维修这些额外设备,这增加了处理时间,因此降低了生产率。此外,因为建立真空所需的空间有限,所以常规技术适用于追求生产大面积或大尺寸显示器的显示器行业。
发明内容
技术问题
因此,本发明已经考虑到现有技术中存在的上述问题,并且本发明的目的是提供一种能在常压条件下进行原子层沉积过程的气体喷注装置、具有该气体喷注装置的原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法。
技术方案
为了实现上述目的,在一方面,本发明提供了一种气体喷注装置,包括:供气管,所述供气管具有第一圆周表面和导槽,所述第一圆周表面围住气体供应所通过的孔,所述导槽从所述第一圆周表面的开口部分起延伸,所述导槽限定出用作排气孔的空间;以及吸气管,所述吸气管具有第二圆周表面和吸气孔,所述第二圆周表面连接至所述导槽,所述第二圆周表面围住所述第一圆周表面的外表面,所述吸气孔形成在所述第二圆周表面的一部分中。
另一方面,本发明提供了一种原子层沉积装置,包括能够同时进行气体供应和气体吸取的至少两个气体喷注单元,各个所述气体喷注单元包括:供气管,所述供气管具有第一圆周表面和导槽,所述第一圆周表面引导气体的供应,所述导槽限定出排气孔以用于将气体排放到衬底上;以及吸气管,所述吸气管具有第二圆周表面和吸气孔,所述第二圆周表面连接至所述导槽,所述第二圆周表面围住所述第一圆周表面的外表面,所述吸气孔形成在所述第二圆周表面的一部分中。
又一方面,本发明提供了一种原子层沉积方法,包括:通过第一气体喷注单元将来源气供应到衬底上并且使用所述第一气体喷注单元来吸取所述来源气;通过与所述第一气体喷注单元间隔第一距离的第二气体喷注单元将吹扫气供应到所述衬底上并且使用所述第二气体喷注单元来吸取所述吹扫气;并且通过与所述第二气体喷注单元间隔第二距离的第三气体喷注单元将反应气供应到所述衬底上并且使用所述第三气体喷注单元来吸取所述反应气。
有益效果
根据本发明,因为沉积方法可以在常压条件下进行,不需要建立真空所需的单独的装置或时间。因此,可以实现生产率的增加。另外,由于增大装置的大小变得容易,所以本发明可以容易地被调适到显示器生产领域。
例如卤素灯、灯泡或激光器的不同种类的热源可以用于加热衬底的表面。在这种情况下,热源仅临时性地加热衬底中需供应沉积源的那一部分,而不是对整个衬底进行加热,由此防止由于温度增加所导致的附带问题,例如热扩散,使用寿命的减小或衬底的物理变形。此外,本发明通过使用常压等离子体设备、紫外线灯、激光器等可以增大沉积速率。此外,本发明还可以沉积金属薄膜、氮化物薄膜等。
此外,整个过程可以连续地进行,由此可以在单一的工艺生产线上进行预处理和后处理。在设置几个来源气喷注装置的情况下,能够形成多组分化合物。在这种情况下,热源的种类和热能可以根据各来源气的分解温度来单独地加以调整。如果气体喷注装置被交替地设置在衬底的上方和下方,则能够进行双面沉积。参照气体喷注装置的构造,供气孔沿纵向形成在供气管中,而吸气孔形成在供气孔的那一侧。因此,可以从衬底去除与被供应到衬底上的气体量成正比的气体量,由此可以增加沉积效率。气体供应速率可以通过气阀管进行调节。
本发明的效果不限于上述效果,并且本领域的技术人员从附图会清楚地认识到其他未提及的效果。
附图说明
图1是图示了根据本发明的实施例的气体喷注装置的透视图;
图2是沿着图1的I-I’线截取的截面图;
图3是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图;
图4是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图;
图5是示出了当衬底表面的一部分被卤素灯加热时,衬底表面上的位置与其温度之间的关系的曲线图;
图6是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图;
图7是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图;
图8是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图;以及
图9是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图。
具体实施方式
在能够对本发明进行各种修改的前提下,将会在本说明书中说明本发明的优选实施例。然而,这些实施例并非旨在将本发明限制于特殊形式。相反,落入本发明的边界或边界的等同形式内的所有修改都应当被理解为包含在本发明内。现在应当参照附图,其中在所有这些附图使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
除非另有说明,包括本文中使用的技术术语和科技术语的所有术语具有与本发明所属的技术领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还应当理解的是,术语,例如常用的字典中定义的术语,应当被理解为具有与相关领域和本发明的上下文中的意思相一致的意思,并且不应当以理想化或过于正式意义上的方式来进行理解,除非本文中特别作出了如此定义。
以下,将参照附图来更加详细地描述本发明的优选实施例。
术语“常压”指的是不特别增加或减小且通常指约1个大气压的压力,这里的“1个大气压”与标准大气压相同。
实施例
图1是图示了根据本发明的实施例的气体喷注装置100的透视图。
参照图1,气体喷注装置100包括供气管和吸气管。该供气管具有第一圆周表面111和导槽112,该第一圆周表面围住气体供应所通过的孔110,并且该导槽从第一圆周表面111的开口部分起延伸。由导槽112所限定的空间被用作排气孔113。吸气管具有第二圆周表面120和吸气孔121,该第二圆周表面连接到导槽112上并且围住第一圆周表面111的外表面,并且该吸气孔形成在第二圆周表面120的一部分中。
在气体喷注装置100的吸气孔121与排气孔113相对于中心轴的角度在5°至90°的范围内。如果在气体喷注装置100的吸气孔121与排气孔113相对于中心轴的角度小于5°,则由沉积的气体量与供应的气体量的比值所定义的气体供应效率会降低,因为通过气体喷注装置100的排气孔113而被供应到衬底上的一些气体被吸入到吸气孔121中。如果气体喷注装置100的吸气孔121与排气孔113相对于中心轴的角度大于90°,则关于衬底周围的气体被吸入到吸气孔121中的吸气效率会降低。
吸气孔121包括多个吸气孔121,这些吸气孔形成在关于排气孔113的对称位置处。由于这些吸气孔121被布置在排气孔113的相对两侧,所以气体喷注装置100可以通过吸气孔121吸取在预操作过程之后留在衬底上的气体,通过排气孔113在主操作过程中将气体供应到衬底上,然后在完成反应之后再次吸取留在衬底上的气体。为此,优选的是吸气孔121被布置在关于排气孔113的对称位置处。本发明不限于此结构。例如,吸气孔121可以仅布置在排气孔113的某一侧。
因为气体喷注装置100同时进行供气和吸气,所以不需要建立真空状态,可以在常压条件下工作。
气体喷注装置100还包括安装在供气管中的气阀管130以调节气体流速。气阀管130被设置成绕着供气管的中心轴旋转。气阀管130具有在气阀管130的纵向上延伸的开口131。
气阀管130的开口131可以包括在气阀管130的纵向上的气阀管130中形成的单个一体式槽,或者在纵向上以规则的间距彼此间隔的位置处形成在气阀管130中的多个孔。在需要调整排气方法的前提下,可以根据气阀管130的开口131的形状而在线排气模式与点排气模式之间调整排气方式。
此外,为了以线排气模式或点排气模式提供气体,排气孔113被定向在吸气管的纵向上,并且可以包括以规则的间距彼此间隔的多个孔,或者具有一体式槽形状。
图2是沿着图1的I-I’线截取的截面图。
参照图2,根据气阀管130的开口131的取向,(a)图示了供气被中断的状态,并且(b)图示了进行供气的状态。例如,为了完成沉积过程,必须中断气体供应。为此,气阀管130封闭供气管。以此方式,可以中断气体供应。
此外,因为可以根据气阀管的工作条件来部分地封闭排气孔113,所以还能够调整气体的流速。
图3是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图。
参照图3,衬底200被布置在加热器210上,并且原子层沉积装置被布置在衬底200的上方。原子层沉积装置包括:第一气体喷注单元140;第二气体喷注单元150,与第一气体喷注单元140间隔第一距离e;以及第三气体喷注单元160,与第二气体喷注单元150间隔第二距离f。第一距离e和第二距离f可以通过考虑进行各反应过程所需的时间来加以调整。
衬底200在箭头所指定的方向上从右向左移动,并且第一至第三气体喷注单元140至160是静止的。在这种状态下,可以同时进行来源气的供应/吸取、吹扫气的供应/吸取以及反应气的供应/吸取。
可替代地,衬底200可以是静止的,并且在同时进行来源气的供应/吸取、吹扫气的供应/吸取以及反应气的供应/吸取时,第一至第三气体喷注单元140至160可以移动。作为另一种替代方式,第一至第三气体喷注单元140至160与衬底200可以在彼此相反的方向上移动,或者它们可以在彼此相反的方向上重复地往返移动。如果衬底和气体喷注单元同时移动,则可以获得运动距离减小的效果。
另外,本发明不限于这些结构。
从第一气体喷注单元140将来源气供应到衬底200上,并且从第二气体喷注单元150将吹扫气供应到衬底200上。随后,从第三气体喷注单元160将反应气供应到衬底200上。因此,原子层沉积在衬底200上。
例如,为了通过沉积方法在衬底上形成硅树脂薄膜,含硅树脂的硅烷(SiH4)气体、乙硅烷(Si2H6)气体和四氟化硅(SiF4)气体中的一种可以用作来源气,并且氧气(O2)或臭氧(O3)气体可以用作反应气。氩气(Ar)、氮气(N2)和氦气(He)中的一种,或这些气体中的至少两种物质的混合物中的一种,可以用作吹扫气。此外,本发明不限于此,并且可以以各种方式来改变来源气、吹扫气或反应气的成分的数量和种类。
优选地,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c在几个毫米的范围内。更优选地,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c在0.1mm至5mm的范围内。如果各气体喷注单元与衬底200之间的距离c小于0.1mm,则气体喷注单元可能与衬底200接触。如果各气体喷注单元与衬底200之间的距离c大于5mm,则存在的问题是来源气等无法稳定地供应到衬底200上。
图4是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图。
参照图4,衬底200位于冷却垫220上,并且卤素灯230位于衬底200的上方。此外,在衬底200的上方布置第一气体喷注单元140、与第一气体喷注单元140间隔第一距离e的第二气体喷注单元150以及与第二气体喷注单元150间隔第二距离f的第三气体喷注单元160。在给定各反应过程所需的进行时间的前提下,可以调整第一距离e和第二距离f。
衬底200在箭头所指代的方向上移动,即,从右到左。本发明不限于此。例如,在衬底200静止的情况下,气体喷注单元可以移动。另外,气体喷注单元与衬底200可以在彼此相反的方向上移动,或者它们可以在彼此相反的方向上重复地往返移动。如果衬底和气体喷注单元同时移动,则可以获得运动距离减小的效果。
在这种情况下,优选的是,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c在几毫米的范围内。更优选地,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c在0.1mm至5mm的范围内。
在供应来源气以及通过吸气来去除来源气的操作之前,衬底200的上表面被卤素灯230加热。衬底200的下表面通过冷却垫220连续冷却以便防止衬底200的整体的温度由于卤素灯230而增加。在衬底200上供应和吸取来源气的预定部分上进行衬底200的加热。
此外,从第一气体喷注单元140将来源气供应到衬底200上的被加热的预定部分上,并且从第二气体喷注单元150将吹扫气供应到衬底200上。随后,从第三气体喷注单元160将反应气供应到衬底200上。因此,原子层沉积在衬底200上。
在衬底上,来源气的供应/吸取、吹扫气的供应/吸取以及反应气的供应/吸取在常压下进行。原因在于,因为供应和吸取气体同时进行,所以不需要真空状态。
在卤素灯230上设置冷却单元231以防止衬底200中除衬底200的上表面之外的部分被加热,因而防止衬底200的整体的温度增加。
图5是示出了当衬底200上表面的一部分被卤素灯230加热时,衬底200的上表面上的位置与其温度之间的关系的曲线图,其中冷却垫220安装在衬底200的下表面的下方,并且作为加热构件的卤素灯230被布置在衬底200的上方。从图中可以看出,可以仅对衬底200中被供应来源气和吸取来源气的预定部分进行加热。
借助于这种表面加热方法,在使用若干种来源气的多组分化合物的情况中,可以根据各来源气来单独地控制温度。
图6是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图。
参照图6,衬底200被放置在冷却垫220上,并且加热构件240被放置在衬底200的上方。加热构件240可以包括卤素灯、紫外线灯或激光器。加热构件240不限于这些,并且任何装置都可以用作加热构件240,只要它们可以加热衬底200的上表面。此外,在衬底200的上方布置第一气体喷注单元140、与第一气体喷注单元140间隔第一距离e的第二气体喷注单元150以及与第二气体喷注单元150间隔第二距离f的第三气体喷注单元160。在给定各反应过程所需的进行时间的前提下,可以调整第一距离e和第二距离f。
衬底200在箭头所指代的方向上移动,即,从右到左。本发明不限于此。例如,在衬底200静止的情况下,该等气体喷注单元可以移动。另外,该等气体喷注单元与衬底200可以在彼此相反的方向上移动,或者它们可以在彼此相反的方向上重复地往返移动。
在这种情况下,优选的是,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c可以在几毫米的范围内。更优选地,各气体喷注单元体与衬底200之间的距离c在0.1mm至5mm的范围内。
图7是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图。
参照图7,衬底200位于冷却垫220上,并且卤素灯230位于衬底200的上方。在卤素灯230旁边,在衬底200的上方布置有第一气体喷注单元140、与第一气体喷注单元140间隔第一距离e的第二气体喷注单元150以及与第二气体喷注单元150间隔第二距离f的常压等离子体发生器170。在给定各反应过程所需的进行时间的前提下,可以调整第一距离e和第二距离f。因为原子层可以在常压下沉积,所以在反应气被供应到衬底200上时可以使用常压等离子体发生器170。常压等离子体发生器170实施为低温等离子体炬。
衬底200在箭头所指代的方向上移动,即,从右到左。本发明不限于此。例如,在衬底200静止的情况下,该等气体喷注单元可以移动。另外,该等气体喷注单元与衬底200可以在彼此相反的方向上移动,或者它们可以在彼此相反的方向上重复地往返移动。
在这种情况下,优选的是,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c在几毫米的范围内。更优选地,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c在0.1mm至5mm的范围内。
图8是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图。
参照图8,衬底200位于冷却垫220上,并且卤素灯230位于衬底200的上方。在卤素灯230旁边,在衬底200的上方布置有第一气体喷注单元140、与第一气体喷注单元140间隔第一距离e的第二气体喷注单元150以及与第二气体喷注单元150间隔第二距离f的第三气体喷注单元160。在给定各反应过程所需的进行时间的前提下,可以调整第一距离e和第二距离f。此外,布置紫外线灯250以引起在第三气体喷注单元160所进行的操作接下来的操作中留下的来源气的反应。本发明不限于这种结构。此外,在卤素灯250上设置冷却单元251以防止衬底200中除衬底200的上表面之外的部分被加热,因此防止衬底200的整体的温度增加。
在常规技术中,如果在沉积方法中使用紫外线灯,则在沉积过程期间一些气体会沉积在灯玻璃的表面上,因此降低了沉积效率。然而,在本发明中,紫外线灯250与来源气间隔适当的距离。另外,气体被令人满意地吸入到气体喷注单元中,并且仅有经过热沉积的来源气留在衬底200的表面上。因此,可以防止灯受到污染。
衬底200在箭头所指代的方向上移动,即,从右到左。本发明不限于此。例如,在衬底200静止的情况下,该等气体喷注单元可以移动。另外,该等气体喷注单元与衬底200可以在彼此相反的方向上移动,或者它们可以在彼此相反的方向上重复地往返移动。
在这种情况下,优选的是,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c在几毫米的范围内。更优选地,各气体喷注单元与衬底200之间的距离c在0.1mm至5mm的范围内。
图9是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图。
参照图9,衬底200位于冷却垫220上。通过将气体喷注单元、常压等离子体发生器和加热构件整合为尺寸缩小的单一模块而形成的原子层沉积装置模块300,被布置在衬底200的上方。如图9所示,该原子层沉积装置模块加热衬底的上表面,相继地供应来源气303、吹扫气304和等离子体气体302,然后通过吸气来去除这些气体。被吸入到模块中的气体305通过预定的通道被排出模块。原子层沉积装置模块300的冷却单元301防止衬底200中除衬底200的上表面之外的部分被加热,从而防止衬底200的整体的温度增加。
因此,构成原子层沉积装置的元件可以形成该一体式模块。多个一体式模块可以被布置成在衬底或模块的单次运动过程中,可以进行几个周期的原子层沉积。
在这种情况下,优选的是,原子层沉积装置模块300与衬底之间的距离d在几个毫米的范围内。更优选地,原子层沉积装置模块300与衬底之间的距离d在0.1mm至2mm的范围内。如果原子层沉积装置模块与衬底之间的距离d小于0.1mm,则该等气体喷注单元可能与衬底接触。如果原子层沉积装置与衬底之间的距离d大于2mm,则存在的问题是原子层沉积装置模块300的沉积效率会减小。
<图中文字的说明>
100:气体喷注装置110:孔
111:第一圆周表面112:导槽
113:排气孔120:第二圆周表面
121:吸气孔130:气阀管
131:开口140:第一气体喷注单元
150:第二气体喷注单元160:第三气体喷注单元
170:常压等离子体发生器200:衬底
210:加热器220:冷却垫
230:卤素灯231:冷却单元
240:加热构件250:紫外线灯
251:冷却单元
300:原子层沉积装置模块
301:冷却单元302:等离子体气体
303:来源气304:吹扫气
305:吸取的气体
Claims (19)
1.一种气体喷注装置,包括:
供气管,所述供气管具有第一圆周表面和导槽,所述第一圆周表面围住气体供应所通过的孔,所述导槽从所述第一圆周表面的开口部分起延伸,所述导槽限定用作排气孔的空间;以及
吸气管,所述吸气管具有第二圆周表面和吸气孔,所述第二圆周表面连接至所述导槽,所述第二圆周表面围住所述第一圆周表面的外表面,所述吸气孔形成在所述第二圆周表面的一部分中。
2.如权利要求1所述的气体喷注装置,进一步包括气阀管,所述气阀管安装在所述供气管中以调节气体的流速,所述气阀管被设置成可绕着所述供气管的中心轴旋转,所述气阀管在所述气阀管的纵向上形成有开口。
3.如权利要求2所述的气体喷注装置,其中所述气阀管的所述开口包括在所述气阀管的纵向上形成在所述气阀管中的单个一体式开口,或在纵向上以规则的间距彼此间隔的位置处形成在所述气阀管中的多个开口。
4.如权利要求1所述的气体喷注装置,其中所述吸气孔包括在关于所述排气孔的对称位置处形成的多个吸气孔。
5.如权利要求1所述的气体喷注装置,其中所述吸气孔与所述排气孔相对于所述气体喷注装置的中心的角度在5°至90°的范围内。
6.如权利要求1所述的气体喷注装置,其中所述排气孔被定向成所述吸气管的纵向,并且包括以规则的间距彼此间隔开的多个孔,或一个一体式槽。
7.如权利要求1所述的气体喷注装置,其中气体供应和气体吸取是在常压下进行的。
8.一种原子层沉积装置,包括能够同时进行气体供应和气体吸取的至少两个气体喷注单元,各所述气体喷注单元包括:
供气管,所述供气管具有第一圆周表面和导槽,所述第一圆周表面引导气体的供应,所述导槽限定用于将气体排出到衬底上的排气孔;以及
吸气管,所述吸气管具有第二圆周表面和吸气孔,所述第二圆周表面连接至所述导槽,所述第二圆周表面围住所述第一圆周表面的外表面,所述吸气孔形成在所述第二圆周表面的一部分中。
9.如权利要求8所述的原子层沉积装置,其中各所述气体喷注单元与所述衬底之间的距离在0.1mm至5mm的范围内。
10.如权利要求8所述的原子层沉积装置,进一步包括用于加热所述衬底的表面的加热构件,所述加热构件用于在将气体供应到所述衬底上的操作进行之前加热所述衬底。
11.如权利要求10所述的原子层沉积装置,其中所述加热构件包括卤素灯或激光器。
12.如权利要求10所述的原子层沉积装置,其中所述加热构件被布置成在所述衬底的预定部分被所述加热构件加热之后,进行将气体供应到所述衬底的被加热部分上的操作。
13.一种原子层沉积方法,包括:
通过第一气体喷注单元将来源气供应到衬底上并且使用所述第一气体喷注单元来吸取所述来源气;
通过与所述第一气体喷注单元间隔第一距离的第二气体喷注单元将吹扫气供应到所述衬底上并且使用所述第二气体喷注单元来吸取所述吹扫气;以及
通过与所述第二气体喷注单元间隔第二距离的第三气体喷注单元将反应气供应到所述衬底上并且使用所述第三气体喷注单元来吸取所述反应气。
14.如权利要求13所述的原子层沉积方法,进一步包括:在供应所述来源气之前,
使用加热构件加热所述衬底。
15.如权利要求14所述的原子层沉积方法,其中对所述衬底的加热是在进行所述来源气的供应和吸取的预定部分上进行的。
16.如权利要求13所述的原子层沉积方法,其中在所述衬底上,所述来源气的供应/吸取、所述吹扫气的供应/吸取以及所述反应气的供应/吸取是在常压下进行的。
17.如权利要求13所述的原子层沉积方法,其中在所述衬底移动且所述第一至第三气体喷注单元静止的情况下,所述来源气的供应/吸取、所述吹扫气的供应/吸取以及所述反应气的供应/吸取是同时进行的。
18.如权利要求13所述的原子层沉积方法,其中在所述衬底静止且所述第一至第三气体喷注单元移动的情况下,所述来源气的供应/吸取、所述吹扫气的供应/吸取以及所述反应气的供应/吸取是同时进行的。
19.如权利要求13所述的原子层沉积方法,其中在所述第一至第三气体喷注单元与所述衬底在彼此相反的方向上移动或在彼此相反的方向上重复地往返移动的情况下,所述来源气的供应/吸取、所述吹扫气的供应/吸取以及所述反应气的供应/吸取是同时进行的。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2011-0029416 | 2011-03-31 | ||
KR1020110029416A KR101311983B1 (ko) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | 가스 주입 장치, 원자층 증착장치 및 이 장치를 이용한 원자층 증착방법 |
PCT/KR2012/001659 WO2012134070A2 (ko) | 2011-03-31 | 2012-03-07 | 가스 주입 장치, 원자층 증착장치 및 이 장치를 이용한 원자층 증착방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103649368A true CN103649368A (zh) | 2014-03-19 |
CN103649368B CN103649368B (zh) | 2016-03-02 |
Family
ID=46932043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280016242.9A Expired - Fee Related CN103649368B (zh) | 2011-03-31 | 2012-03-07 | 气体喷注装置、原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101311983B1 (zh) |
CN (1) | CN103649368B (zh) |
WO (1) | WO2012134070A2 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101541155B1 (ko) * | 2012-12-13 | 2015-08-06 | 엘아이지인베니아 주식회사 | 원자층 증착장치 |
KR101541154B1 (ko) * | 2012-12-13 | 2015-08-03 | 엘아이지인베니아 주식회사 | 원자층 증착장치 |
KR101538372B1 (ko) * | 2012-12-13 | 2015-07-22 | 엘아이지인베니아 주식회사 | 원자층 증착장치 |
KR101407068B1 (ko) * | 2013-01-14 | 2014-06-13 | 한양대학교 산학협력단 | 고속 원거리 플라즈마 원자층 증착장치 |
KR101557483B1 (ko) * | 2014-02-10 | 2015-10-07 | 엘아이지인베니아 주식회사 | 원자층 증착장치 |
KR20160072630A (ko) | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 인베니아 주식회사 | 원자층 증착장치 |
KR102007866B1 (ko) * | 2015-05-07 | 2019-08-06 | 에이피시스템 주식회사 | 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 원자층 증착 방법 |
KR101715223B1 (ko) * | 2015-05-15 | 2017-03-14 | 고려대학교 산학협력단 | 국부 원자층 선택 박막 증착 장치 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0927482A (ja) * | 1995-07-11 | 1997-01-28 | Speedfam Co Ltd | プラズマエッチング装置 |
US6022414A (en) * | 1994-07-18 | 2000-02-08 | Semiconductor Equipment Group, Llc | Single body injector and method for delivering gases to a surface |
JP2001230211A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Sharp Corp | 成膜装置 |
US20040035358A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-26 | Cem Basceri | Reactors having gas distributors and methods for depositing materials onto micro-device workpieces |
CN1643179A (zh) * | 2002-01-17 | 2005-07-20 | 松德沃技术公司 | Ald装置和方法 |
KR100805345B1 (ko) * | 2006-11-10 | 2008-02-20 | 주식회사 비아트론 | 상압 금속도핑장치 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5403212B2 (ja) | 2008-10-06 | 2014-01-29 | 株式会社Ihi | 白色ledの製造装置と方法 |
-
2011
- 2011-03-31 KR KR1020110029416A patent/KR101311983B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-03-07 CN CN201280016242.9A patent/CN103649368B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-07 WO PCT/KR2012/001659 patent/WO2012134070A2/ko active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6022414A (en) * | 1994-07-18 | 2000-02-08 | Semiconductor Equipment Group, Llc | Single body injector and method for delivering gases to a surface |
JPH0927482A (ja) * | 1995-07-11 | 1997-01-28 | Speedfam Co Ltd | プラズマエッチング装置 |
JP2001230211A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Sharp Corp | 成膜装置 |
CN1643179A (zh) * | 2002-01-17 | 2005-07-20 | 松德沃技术公司 | Ald装置和方法 |
US20040035358A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-26 | Cem Basceri | Reactors having gas distributors and methods for depositing materials onto micro-device workpieces |
KR100805345B1 (ko) * | 2006-11-10 | 2008-02-20 | 주식회사 비아트론 | 상압 금속도핑장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103649368B (zh) | 2016-03-02 |
KR20120111108A (ko) | 2012-10-10 |
KR101311983B1 (ko) | 2013-09-30 |
WO2012134070A2 (ko) | 2012-10-04 |
WO2012134070A3 (ko) | 2012-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103649368B (zh) | 气体喷注装置、原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法 | |
JP5735304B2 (ja) | 基板処理装置、基板の製造方法、半導体デバイスの製造方法およびガス供給管 | |
TWI564429B (zh) | 真空成膜裝置 | |
CN105925953B (zh) | 用于将材料沉积在基板上的设备 | |
US10224185B2 (en) | Substrate processing apparatus | |
JP5702657B2 (ja) | 熱処理装置 | |
KR20080105617A (ko) | 화학기상증착장치 및 플라즈마강화 화학기상증착장치 | |
CN101118841A (zh) | 半导体处理用的热处理装置 | |
US20060127068A1 (en) | Method and apparatus for silicon oxide deposition on large area substrates | |
CN102543831A (zh) | 用于半导体制造中的可流动沉积的系统和装置 | |
KR20130029011A (ko) | 배기 트랩 | |
TW201222630A (en) | Film deposition system and method and gas supplying apparatus being used therein | |
CN103993293A (zh) | 带温度控制的多室喷头 | |
JP2012178492A (ja) | 基板処理装置およびガスノズルならびに基板若しくは半導体デバイスの製造方法 | |
CN103866293A (zh) | 原子层沉积装置 | |
WO2012120991A1 (ja) | 基板処理装置、及び、基板の製造方法 | |
US20150337460A1 (en) | Substrate-processing device | |
CN101760728A (zh) | 化学气相沉积系统 | |
KR101668868B1 (ko) | 원자층 증착장치 | |
JP5810357B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
JP2011216848A (ja) | 半導体装置の製造方法及び基板の製造方法及び基板処理装置 | |
CN209816328U (zh) | 用于外延生长系统的气体注射装置 | |
TW202041698A (zh) | 用以清洗一真空腔室之方法、用以清洗一真空系統之方法、用於一基板之真空處理之方法、及用於一基板之真空處理的設備 | |
KR101409977B1 (ko) | 원자층 증착장치 | |
JP2009277958A (ja) | 成膜装置及び成膜方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160302 Termination date: 20170307 |