TW201400638A - 基體幅板上之沉積技術 - Google Patents

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Abstract

依據本發明之一實施例，係提供一種方法，其包含驅動一基體幅板進入一原子層沈積反應器之一反應空間內，及使該反應空間曝露於時間分開的前身物脈衝等而藉順序的自行飽和表面反應來沈積材料於該基體幅板上。

Description

基體幅板上之沉積技術 發明領域
本發明概有關於沈積反應器。更具言之，本發明係有關原子層沈積反應器，其中材料會被以順序的自行飽和表面反應沈積在表面上。
發明背景
原子層磊晶(ALE)方法係由Dr.Tuomo Suntola在1970年代早期所發明。該方法的另一通用名稱為原子層沈積(ALD)，且其現今係取代ALE來被使用。ALD是一種依據至少兩種反應前身物基根順序引至至少一基體上的特殊化學沈積方法。
以ALD生長的薄膜會密實，無針孔，且有均一的厚度。例如，在一實驗中，氧化鋁曾被以熱ALD法由三甲基鋁(CH3)3Al亦稱為TMA及在250~300℃的水來生長，而只在一基體晶圓上造成僅約1%的不均勻度。
迄今該ALD工業主要係專注在沈積材料於一或多個硬質基體上。但在近年來，一逐增的興趣已經顯示朝向輥至輥式的ALD製程，其中材料係被沈積在一基體幅板上，其在沈積之後會由一第一輥退捲而繞一第二輥捲收。
發明概要
依據本發明之一第一樣例係提供一種方法，包含：驅動一基體幅板進入一原子層沈積反應器之一反應空間內；及曝露該反應空間於時間分開的前身物脈衝等，而藉順序的自行飽和表面反應來沈積材料於該基體幅板上。
在某些實施例中，材料係沈積在一基體幅板上，且該材料生長係藉該幅板的速度來控制。在某些實施例中，該基體輻板會沿一筆直的軌路移動穿過一處理腔室，且一所需的薄脈塗層會被以一時間分割的ALD製程生長在該基體表面上。在某些實施例中，一ALD循環的各種相態會在一處理腔室的同一反應空間內進行。此係對比於例如空間式ALD，其中一沈積循環的不同相態係在不同的反應空間中進行。
在某些實施例中，該整個反應空間可被交替地曝露於前身物脈衝等。緣是，該反應空間的曝露於一第一前身物之前身物脈衝乃可發生在與曝露於一第二(另一種)前身物之前身物脈衝完全相同的空間(或一處理腔室的同一容積)。對比於例如空間式ALD其需要一反應空間被空間地分割者，在該反應空間內的ALD製程係被時間地分割(或時間分開的)。該基體幅板可被連續地移動或週期地移動穿過該反應空間。該材料生長會在當該基體幅板係在該反應空 間內，且被交替地曝露於前身物脈衝等而使順序的自行飽和表面反應發生在該基體幅板表面上時發生。當該基體幅板在該反應器的反應空間外時，基體幅板表面係僅曝露於惰氣，且ALD反應不會發生。
該反應器可包含單一處理腔室會提供該反應空間。在某些實施例中，該基體幅板係被由一基體幅板源，譬如一源輥，驅動進入該處理腔室(或反應空間)內。該基體幅板會被該處理腔室中的ALD反應處理，並驅出該處理腔室外至一基體幅板指定處，譬如一指定輥。當該基體幅板源和指定處係為輥時，一輥至輥式的原子層沈積法會呈現。該基體幅板可被由一第一輥退捲，驅入該處理腔室中，並在沈積之後繞一第二輥捲收。緣是，該基體幅板可被由一第一輥驅送至一第二輥，並在其行程中曝露於ALD反應。該基體幅板可為能撓彎的。該基體幅板亦可為能繞捲的。該基體幅板可為一箔，譬如一金屬箔。
在某些實施例中，該基體幅板會由或經一第一限制空間進入該反應空間。該第一限制空間可為一超過壓力容積。該基體幅板可被由該反應空間驅入一第二限制空間。該第二限制空間可為一超過壓力容積。其係可為與該第一限制空間相同者或另一容積。該等限制空間的目的可僅為阻止前身物蒸汽/反應氣體經由該基體幅板的路徑流至該處理腔室外。於一輥至輥情況下，該等輥可以或不是在該限制空間內。該反應器可形成一生產線的一部份，其除了該ALD反應器(或模組)外具有處理單元等。尤其是該等 輥可設在該等限制空間的外部更遠位於該生產線的適當點處。
在某些實施例中，該方法包含：將該基體幅板由一超過壓力容積經一會在該容積與該反應空間之間維持一壓力差的隙縫輸入於該反應空間內。
該超過壓力於此意指雖在該超過壓力容積內的壓力相對於環境(或室內)壓力是一減低壓力，但相較於該反應空間內的壓力則是一較高壓力。惰氣可被饋入該超過壓力容積中來保持所述的壓力差。緣是，在某些實施例中，該方法包含：將惰氣饋入該超過壓力容積中。
在某些實施例中，該隙縫(輸入隙縫)是很細而使該基體幅板僅剛好能套合通過。該超過壓力容積可為一其中設有該第一(或源)輥的容積。於某些實施例中，該第一和第二輥皆設在該超過壓力容積中。該超過壓力容積可被視為一超過壓力空間或隔間。該隙縫可操作如一流體限制器，可容許惰氣由該超過壓力容積流至該反應空間(或處理腔室)，但會實質上阻止另一方向的任何流體(即由反應空間至該超過壓力容積)。該隙縫可為一節流器。該隙縫可操作如一該惰氣流的限縮部。
在某些實施例中，該反應器包含限縮板等會形成該隙縫。該等限縮板可為二板互相鄰設而使該基板幅板僅能剛好套合通過。該等板可為平行板，因此於該等板之間的空間(隙縫容積)會在該幅板移動方向變成細長的。
該基體幅板可被由該第一輥退捲，並在一提供該反應空間的處理腔室中ALD處理，再捲收於該第二輥上。
該ALD處理後的基材幅板可由一第二隙縫(輸出隙縫)從該反應空間輸出。該第二隙縫的結構和功能可對應於前述的第一隙縫。該第二隙縫可相對於前述的第一隙縫位在該反應空間的另一側。
在某些實施例中，沈積材料的厚度係由該幅板的速度來控制。在某些實施例中，該幅板的速度係以一控制單元來調整。該沈積材料的厚度可被該幅板的速度直接地決定。該幅板可被由該第一輥連續地驅送至該第二輥上。在某些實施例中，該幅板係被以固定速度連續地驅送。在某些實施例中，該幅板係被以一停止再前進的方式驅送。故該幅板可被停止一沈積循環，而在該循環結束時移動，並再停止下個循環，以此類推，緣是，該基體幅板可在預定的時點被間歇地移動。
在某些實施例中，該方法包含：將惰氣送入該第一和第二輥所在的容積內。緣是，在該等容積中的氣體可包含惰氣。該惰氣可被由一周圍容積送入該等容積內。例如，惰氣可被由一真空腔室送入一容納該等輥並包圍實際的處理腔室之反應腔室中，該真空腔室則又會包圍該反應腔室。
在某些實施例中，該反應空間內的前身物蒸汽流動方向係沿該基體幅板的移動方向。該基體幅板包含二表面及二邊緣。該前身物蒸汽可沿該等表面的至少一者流動。
在某些實施例中，該方法包含在該反應空間的基體幅板輸入端將前身物蒸汽饋入該反應空間內，並在該反應空間的基體幅板輸出端安排氣體的排出。一第一和一第二(另一種)前身物的前身物蒸汽可被交替地導入該反應空間的基體幅板輸入端中。
在某些實施例中，該反應空間內的前身物蒸汽流動方向相對於該基體幅板的移動方向是橫向的。該基體幅板包含二表面及二邊緣。該橫向的前身物蒸汽流動方向可為沿該等表面的至少一者。
在某些實施例中，該方法包含：在該反應空間的一側將前身物蒸汽饋入該反應空間內，並在該反應空間之一相反側安排氣體的排出。
在某些實施例中，該方法包含：交替地在該反應空間之一第一側饋入一第一前身物的前身物蒸汽於該反應空間內，及在該反應空間之該第一側或一第二(相反)側饋入一第二(另一種)前身物的前身蒸汽，並在該反應空間的中間區域或在該反應空間的基體幅板輸出端安排氣體的排出。
在某些實施例中，該方法包含：將該第一和第二輥整合於一反應腔室蓋中。
該原子層沈積反應器可為具有套疊腔室的反應器。在某些實施例中，該反應器包含一第一腔室(一真空腔室，或一第一壓力容器)包圍著並容納一第二腔室(一反應腔室，或一第二壓力容器)。該反應腔室會容納該等第一和第二輥， 且該反應腔室內部可被形成一第三腔室(該處理腔室)來提供該反應空間。在某些實施例中，該處理腔室係整合於該反應腔室蓋中。
該反應器可被由該反應器/反應腔室的頂部裝載和卸載。在某些實施例中，該反應腔室蓋(其可為一雙蓋系統亦會對該真空腔室提供一蓋)會升高至一上位以供裝載。該第一輥和第二輥係附接於該蓋。該蓋會降低而使該反應腔室(和真空腔室)關。氣體的饋入該反應空間可由前身物/惰氣源經該反應腔室蓋來進行。
在某些實施例中，該方法包含：驅動該基體幅板筆直穿過該反應空間。
在其它實施例中，該幅板可被安排在該反應空間內沿循一較長的軌路使能有更大的容量。
在某些實施例中，該方法包含：使用一狹窄的處理腔室，其在側向係與該基體幅板一樣寬。
尤其是當該處理腔室並非實質地比該基體幅板更寬時，材料可被沈積在該基體幅板之單一面上，因該基體本身會阻止氣體流至該幅板的另一面上。該基體幅板，該等隙縫，和該處理腔室可全部皆為寬度實質上相等的。基本上，某些實施例其中該基體幅板會靠近於該處理腔室壁(在所需的材料生長方向)運行者極適合於單面沈積，而其中該基體幅板會在該處理腔室/反應空間的中央區域運行的實施例極適合於雙面沈積。
在某些實施例中，該方法包含將惰氣饋入一介於該基體幅板之一背面和處理腔室壁之間的空間內來形成一屏蔽容積。該屏蔽容積係被形成來阻抗沈積於該基體幅板的背面上，即該背面是為該基體幅板不要被塗層的表面。
在某些實施例中，該反應器包含分開的前身物蒸汽饋進開孔等以供用於該基體幅板的兩面。
依據本發明之一第二樣例，係提供一種裝置包含：一驅動單元構製成能驅動一基體幅板進入一原子層沈積反應器之一反應空間內；及一前身物蒸汽饋給部構製成能使該反應空間曝露於時間分開的前身物脈衝以藉順序的自行飽和反應表面來沈積材料於該基體幅板上。
該裝置可為一原子層沈積(ALD)反應器。該ALD反應器可為一獨立的裝置或一生產線的一部份。該驅動單元可構製成能由一第一輥驅動該基體幅板經由該反應空間至一第二輥。該驅動單元可被連接於該第二(指定)輥。在某些實施例中，該驅動單元包含一第一驅動器係連接於該第一(源)輥，及一第二驅動器係連接於該第二(指定)輥。該驅動單元可被構製成能以一所需速度旋轉該等輥。
在某些實施例中，一前身物蒸汽饋給部包含多數個噴灑頭設在該反應空間內來輸送前身物蒸汽進入該反應空間內。在某些實施例中，一反應腔室蓋會形成一前身物蒸汽饋給部。
在某些實施例中，該裝置包含：一輸入隙縫用以由一超過壓力容積將該基體幅板輸入於該反應空間內。
在某些實施例中，該隙縫係可在該容積與該反應空間之間維持一壓力差。在某些實施例中，該裝置包含限縮板等會形成該隙縫。
在某些實施例中，該裝置包含：一通道構製成能輸入惰氣進入該超過壓力容積中。
在某些實施例中，該通道係由一真空腔室經由反應腔室壁或蓋進入該反應腔室內。
在某些實施例中，該裝置包含：一前身物蒸汽饋入開孔在該反應空間的基體幅板輸入端，並在該反應空間的基體幅板輸出端排出。
在某些實施例中，該裝置包含：一或多個前身物蒸汽饋進開孔在該反應空間的一側，並在該反應空間之一相反側排出。
該裝置可在該反應空間的一側具有一或多個前身物蒸汽饋進開孔實質上遍及該反應空間的縱向。
該反應空間的方向可被定義如下：基體幅板移動方向，所需材料生長方向(一垂直於該基體幅板移動方向的方向)，及一橫向(一垂直於該基體幅板移動方向和該所需材料生長方向的方向)。該反應空間的縱向意指一平行於該基體幅板移動方向的方向。
在某些實施例中，該裝置包含： 一反應腔室蓋構製成能承接該第一和第二輥。
在一實施例中，該反應腔室蓋包含輥固持件等整合於它用以承接該第一和第二輥。
在某些實施例中，該反應腔室蓋包含一附件或一附接機構，而該第一和第二輥能被附接於它。該基體幅板的初始部份可在該蓋降低之前被抽引穿過該處理腔室捲繞於該第二輥上。
在某些實施例中，該裝置包含：一狹窄的處理腔室，其在側向係與該輸入隙縫一樣寬。該側向意指該橫向。該裝置可更包含一控制單元構製成能控制該反應器的操作，譬如該等前身物脈衝和清除週期的時間控制。該控制單元亦可控制該驅動單元的操作。在某些實施例中，該控制單元會調整該基體幅板的速度來控制所需材料生長的厚度。
依據本發明之一第三樣例，係提供一種裝置，包含：一裝置用以將一基體幅板驅入一原子層沈積反應器之一反應腔室內；及一裝置用以使該反應空間曝露於時間分開的前身物脈衝等，而藉順序的自行飽和表面反應來沈積材料於該基體幅板上。
本發明之不同的非限制性態樣和實施例等已在前文被說明。上述實施例係僅用來說明可被利用於本發明之實行的選擇態樣或步驟。有些實施例可僅參考本發明的 某些舉例態樣而被呈現。應請瞭解對應的實施例亦可應用於其它的舉例態樣。該等實施例之任何適當的組合可被形成。
101，701‧‧‧真空腔室蓋
102，702‧‧‧反應腔室蓋
103‧‧‧頂凸緣
104‧‧‧上介面凸緣
105，705‧‧‧反應腔室頂凸緣
106，107，145，146‧‧‧附件
110‧‧‧真空腔室
111，711‧‧‧真腔腔室壁
120‧‧‧反應腔室
121，721‧‧‧反應腔室壁
130，730，2030，2230，2330‧‧‧處理腔室
131，931‧‧‧處理腔室壁
135‧‧‧入口
136‧‧‧擴張容積
137‧‧‧流體配發器
201‧‧‧第一開孔
202‧‧‧第二開孔
211，212，221，222，1103，1612，1704‧‧‧惰氣流
215‧‧‧中間空間
141‧‧‧第一驅動器
142‧‧‧第二驅動器
143，643‧‧‧第一輥軸
144‧‧‧第二輥軸
144,146‧‧‧附件
147，148，185‧‧‧固緊物
150，950，1550，1750，1950，2050，2250‧‧‧基體幅板
151‧‧‧第一輥卷
152‧‧‧第二輥卷
160，760，960，1560，1760，2060，2260‧‧‧真空泵
161，1961，1561，1761，2261‧‧‧排氣管線
171，172‧‧‧熱反射器
175‧‧‧加熱器
181‧‧‧密封物
291，292，993，994，1593，1594，1793，1794，1993，1994，2093，2094，2393，2394‧‧‧隙縫
741‧‧‧驅動器
742‧‧‧驅動機構
744‧‧‧端部
746‧‧‧相對劑
771，781，773，783，943，944‧‧‧饋進管線
772，782‧‧‧導孔
791‧‧‧連接部
903，904，1503，1504，1703a，1703b，1704，1903，1904，2003，2004，2505‧‧‧惰氣源
913，1513，1713，1913，2013，2213‧‧‧第一前身物源
914，1514，1714，1914，2014，2214‧‧‧第二前身物源
920a，920b‧‧‧限制空間
923，924，1523，1524，1723，1724，1923，1924，2023，2024，2223，2224‧‧‧脈衝閥
930‧‧‧反應空間
933，934‧‧‧饋進通道
953，1553，1753，2053，2253‧‧‧第一基體幅板卷
954，1554，1754，2054，2254‧‧‧第二基體幅板卷
962，1662，1762‧‧‧收集通道
963‧‧‧第一輥心
964‧‧‧第二輥心
973，974，1873，1874，2074，2173，2174‧‧‧噴灑頭通道
983，984，2084a、b‧‧‧孔隙
1141a，1141b，2041a，2041b‧‧‧門
1104，1611，1703‧‧‧前身物蒸汽流
1105a，1105b‧‧‧輥軸
1301a，1301b，1302a，1302b‧‧‧限縮板
1520a，1520b，1720a，1720b，1920a，1920b，2020a，2020b，2220a，2220b，2320a，2320b‧‧‧限制空間
1530，1730，1930‧‧‧反應空間
1601，1602，2475‧‧‧饋進頭
2331a，2331b‧‧‧外側面
2600‧‧‧沈積反應器控制系統
2604‧‧‧通訊匯流線
2606‧‧‧人機介面端子
2616‧‧‧介面線
a‧‧‧長度
本發明現將參照所附圖式，僅藉由舉例來被描述，其中：圖1示出一依據一實施例之一沈積反應器在一裝載相態的側視圖；圖2示出依據一實施例之圖1的沈積反應器在一清除步驟時的操作；圖3示出依據一實施例之圖1的沈積反應器在一前身物曝露週期時的操作；圖4示出依據一實施例之圖1的沈積反應器之一薄處理腔室的頂視圖及在一輸入隙縫的截面；圖5示出依據一實施例之圖1的沈積反應器在ALD處理已完成後的狀態；圖6示出依據一實施例之一單獨的驅動系統；圖7示出依據一實施例之一沈積反應器在一裝載相態的側視圖；圖8示出依據一實施例之圖7的沈積反應器在一前身物曝露週期時的操作；圖9示出依據一概括實施例之一沈積反應器的側視圖；圖10示出依據一實施例之圖9的沈積反應器在一前身物曝露週期時的操作； 圖11示出依據一實施例之圖9的沈積反應器在圖7的前身物曝露週期時的頂視圖；圖12示出依據一實施例之圖9的沈積反應器在另一前身物曝露週期時的操作；圖13示出依據一實施例之一具有限縮板的沈積反應器；圖14示出依據一實施例沈積材料的厚度在一反應空間內呈移行距離的函數；圖15示出依據一實施例之一沈積反應器在該處理腔室的基體幅板輸入端具有前身物蒸汽饋進源；圖16示出依據一實施例之圖15的該種沈積反應器之頂視圖；圖17示出依據一實施例之一沈積反應器在該處理腔室的側邊具有前身物蒸汽饋進源；圖18示出依據一實施例之圖17的該種沈積反應器之頂視圖；圖19示出依據一實施例之一變化構造；圖20示出依據又另一實施例之一沈積反應器的頂視圖；圖21示出一依據一實施例之同時可用於多個輥之沈積的沈積反應器之頂視圖；圖22示出一依據一實施例的薄反應器結構；圖23示出一依據一實施例之可用於多個輥之沈積的薄反應器結構； 圖24示出依據一實施例的雙面式塗層；圖25示出依據一實施例之用於單面塗層的特定細節；及圖26示出一依據一實施例之沈積反應器控制系統的粗略方塊圖。
較佳實施例之詳細說明
在以下說明中，原子層沈積(ALD)技術係被用作一舉例。一ALD生長機制的基礎係為專業人士所習知。如在本專利申請案的引介部份中所述，ALD是一種依據至少兩種反應性前身物順序地引入至少一基體之特殊的化學沈積方法。該基體，或在本案中之該移動的基體幅板，係位於一反應空間內。該反應空間典型會被加熱。該ALD的基本生長機制有賴於化學吸附(chemisorption)和物理吸附(physisorption)之間的鍵結強度差。ALD在該沈積製程期間會利用化學吸附作用而消除物理吸附作用。當化學吸附時，一強大的化學鍵會形成於一固相表面的原子與一由氣相到達的分子之間。以物理吸附結合會較弱許多，因為只包含凡得瓦爾力。
一ALD反應器的反應空間包含所有典型被加熱的表面，其可被交替且順序地曝露於每一種用以沈積薄膜或塗層的ALD前身物。一基本的ALD沈積循環係由四個順序的步驟所組成：脈衝A、清除A、脈衝B和清除B。脈衝A典型是由金屬前身物蒸汽所構成，而脈衝B為非金屬前身物 蒸汽，尤其是氮或氧前身物蒸汽。惰性氣體，譬如氮或氬，及一真空泵典型會在清除A和清除B時被用來由該反應空間清除氣體反應副產品與殘餘的反應劑分子。一沈積程序包含至少一個沈積循環。沈積循環會重複直到該沈積程序已製成一所需厚度的薄膜或塗層為止。
在一典型的ALD製程中，前身物基根會藉由化學吸附對該等加熱表面的反應部位形成一化學鍵。條件典型係被設為當一前身物脈衝時不多於一分子單層的固體材料會形成於該等表面上。故該生長製程是自行終結或飽和的。例如，該第一前身物可包含配位體，其會保持附接於所吸附基根並飽和該表面。此會阻止進一步的化學吸附。反應空間溫度係保持高於所用的前身物之冷凝溫度並低於其熱分解溫度，而使該等前身物分子基根實質上完整地化學吸附於該基體上。實質上完整意指當該等前身物分子基根化學吸附於該表面上時，揮發性的配位體可能脫離該前身物分子。該表面會變成實質上飽和充滿該第一種的反應部位，即該第一前身物分子的被吸附基根。此化學吸附步驟典型係後接一第一清除步驟(清除A)，其中過多的第一前身物和可能的反應副產品會被由該反應空間移除。第二前身物蒸汽嗣會被引入該反應空間內。第二前身物分子典型會與該第一前身物分子的被吸附基根反應，而形成所需的薄膜材料或塗層。此生長會在當被吸附的第一前身物之全部量已被耗盡，且該表面已實質上飽和充滿該第二種的反應部位時終止。過多的第二前身物蒸汽和可能的反應副產 品嗣會被以一第二清除步驟(清除B)移除。該循環嗣會被重複直到該薄膜或塗層已生長至一所需厚度為止。沈積循環亦可更複雜。例如，該等循環可包含三或更多次被清除步驟分開的反應劑蒸汽脈衝。全部的此等沈積循環會形成一定時的沈積程序，其係被一邏輯單元或一微處理器所控制。
圖1示出一依據一實施例之沈積反應器在一裝載相態的側視圖。該沈積反應器包含真空腔室壁111等用以形成一真空腔室110。該真空腔室110是一壓力容器。其可為一圓筒的形式或任何其它適當形狀。該真空腔室110容納一反應腔室120，其是另一壓力容器。該反應腔室120係呈一圓筒的形式或任何其它適當形狀。該真空腔室110會被一真空腔室蓋101封。在一實施例中，該真空腔室蓋101係整合於一反應腔室蓋102，如圖1中所示，而形成一蓋系統(於此為一雙蓋系統)。一處理腔室130包含處理腔室壁131等會被固緊物185附接於該反應腔室蓋102。在該反應腔室蓋102和真空腔室蓋101之間，該蓋系統包含熱反射器171等。
基體幅板150之一第一(源)輥卷151係附接於一第一輥軸143。該輥軸(或輥卷151)可被一附接於該輥軸143的第一驅動器141旋轉。該驅動器141係設在該真空腔室110外部。其係被一固緊物147附接於該蓋系統。有一導孔在該蓋系統中(於該真空腔室蓋101和該反應腔室蓋102中)，經由它該輥軸143會穿入該反應腔室120中。在該反應腔室120的底部，有一附件145用以將該輥軸143附接於該反應腔室120。該輥卷151可被一適當的附件106附接於該輥軸143。 該輥軸143和該附件106會形成一輥固持器。
一第二(指定輥卷152係附接於一第二輥軸144。該輥軸(或輥卷152)可被一第二驅動器142附接於該輥軸144。該驅動器142係設在該真空腔室110外部。其係被一固緊物148附接於該蓋系統。有一導孔在該蓋系統中(於該真空腔室蓋101和該反應腔室蓋102中)，經由它該輥軸144會穿入該反應腔室120中。在該反應腔室120的底部，有一附件146用以將該輥軸144附接於該反應腔室120。類似地，如同該輥卷151，該輥卷152可被一適當的附件107附接於該輥軸。因此該輥軸144和該附件107會形成另一輥固持器。
在該真空腔室110中圍繞該反應腔室120(或於某些實施例中在該反應腔室120內圍繞該處理腔室130)。該沈積反應器包含一加熱器175用以加熱形成於該處理腔室130內的反應空間。在側邊，於該真空腔室壁111與反應腔室壁121之間，該真空腔室110包含熱反射器172等。
該沈積反應器包含一上介面凸緣104附接於一反應腔室頂凸緣103。一密封物181係設在該真空腔室蓋101與該上介面凸緣104之間來密封該真空腔室110的頂部。該反應腔室120包含一反應腔室頂凸緣105。當降下該蓋系統時，該反應腔室蓋102會定置在該反應腔室頂凸緣105上，而封閉該反應腔室120。
該沈積反應器更包含一真空泵160及一排氣管線161，其在操作時由該處理腔室130至該真空泵160係呈流體導通。
該沈積反應器會在其較上位置載有該蓋系統。具有可撓曲或可繞卷的基體幅板之源輥卷151係附接於該輥軸143中。該基體幅板150之一第一端會被穿過該處理腔室130帶至該指定輥卷152並附接於它。該蓋系統會隨後被降低來封閉該等腔室。在一實施例中，該處理腔室130包含一突出的通道在其底部。該突出的通道會穿過該反應腔室120中之一開孔，並會在該蓋系統已被降下時形成該排氣管線161的起始部，如圖2中所示。
又，圖2示出依據一實施例之圖1的沈積反應器在一清除步驟時的操作。該基體幅板150會經由一設於該處理腔室壁131中的隙縫291進入該處理腔室(反應空間)130內。惰氣會經由反應腔室蓋102流入該處理腔室130中。其會由一入口135流入一擴張容積136內。該氣體會散佈於該擴張容積136內，並經由一流體配發器137(譬如一多孔板或網)流入該處理腔室130的反應空間中。該惰氣會清除該基體幅板表面，並成為一頂向底流體流入該排氣管線161中，且最後流至該真空泵160。該基體幅板150會經由一設於該處理腔室壁131中的隙縫292從該反應空間130被輸出。輸出的基體幅板係繞該指定辊52捲收。
該反應腔室120具有至少一開孔通至該真空腔室110。在圖2的實施例中，一第一開孔201係設於該導孔處，在該處該輥軸143會穿過該反應腔室蓋102。有一惰氣入口通入該真空腔室(在該反應腔室120外部)。該惰氣會由一中間空間215(介於該真空腔室和反應腔室之間)穿過該開孔 201流至該反應腔室120進入該等輥卷151和152所在的限制空間。此流動係以箭號211表示。類似地，一第二開孔202係設在該輥軸144貫穿該反應腔室蓋102的導孔處。惰氣會由該中間空間215流至該反應腔室120進入該等輥卷151和152所在的限制空間。此流動係以箭號212表示。
該等隙縫291和292功能如節流器，而會在該處理腔室130的反應空間與其周圍容積(譬如該等輥卷151和152所在的限制空間)之間維持一壓力差。該限制空間內的壓力係比該反應空間內的壓力更高。如一例中，該反應空間內的壓力可為1mbar，而該限制空間內的壓力係例如為5mbar。該壓力差會形成一阻障來阻止一流體由該反應空間進入該限制空間。但由於該壓力差，由另一方向(即是由該限制空間穿過該等隙縫291和292流至該反應空間)的流動乃是可能的。至於流自該入口135的惰氣(及在前身物蒸汽脈衝週期時的前身物蒸汽)，此流動實際上僅會朝向該真空泵160。在圖2中，由該反應腔室(限制空間)流向該反應空間的流體係以箭號221和222表示。
圖3示出依據一實施例之圖1的沈積反應器在一前身物曝露週期時的操作。一第一前身物的前身物蒸汽會經由反應腔室蓋102流入該處理腔室130中。其會由該入口135流入該擴張容積136中。該氣體會在該擴張容積136內散佈並經由該流體配發器137流入該處理腔室130的反應空間。該前身物蒸汽會依據ALD生長機制來與基體幅板表面上的反應部位反應。
如前所述，該反應空間與該等輥卷151和152所在的限制空間之間的壓力差會形成一阻障來阻止一流體由該反應空間進入該限制空間。因此該前身物蒸汽實質上不會進入該等輥卷151和152所在的空間。但由於該壓力差，由另一方向(即是由該限制空間經由該等隙縫291和292流至該反應空間)的流動乃是可能的。
惰氣，氣體反應副產品(假若有)，及殘餘的反應劑分子(假若有)會流入該排氣管線161中，並最後流至該真空泵160。
一沈積程序係由一或多個連續的沈積循環所形成，每一循環包含至少一第一前身物曝露週期(脈衝A)，後接一第一清除步驟(清除A)，再接一第二前身物曝露週期(脈衝B)，後接一第二清除步驟(清除B)。該生長材料的厚度係由該幅板的速度決定。該基體幅板係被該等驅動器141和142驅動。在單一沈積循環期間該基體幅板會移動一定距離d。若該反應空間的總長度為D，則沈積在該基體幅板上的層數基本上會變成D/d。當該基體幅板的所需長度已被處理過時，該蓋系統會升高，且所沈積的輥卷會被由該反應器卸載。圖5示出在一沈積製程的結束位置，其中該源輥151已變空，且該指定輥152裝滿沈積的塗層。
圖4的較上圖示出一實施例中之處理腔室130的頂視圖。該處理腔室130是一薄處理腔室，而該等隙縫291和292被設於該處理腔室壁131中。該移動的基體幅板150係被由隙縫291輸入該(窄)反應空間內並由隙縫292輸出。該前 身物蒸汽由該反應空間向該反應空間外部的流動會首先被該等隙縫的狹窄，並其次被所保持的壓力差所阻止。
圖4的較下圖示出依據一實施例之該處理腔室130在該輸入隙縫291(點線b)處的截面。在該隙縫的縱向，該基體幅板150係實質上與該隙隙291的長度匹配(該基體幅板150係與該隙縫291的長度同樣寬)。
在某些實施例中，於整個沈積程序期間，該等驅動器141和142會以相同方向轉動該等輥151和152。於此等實施例中，其實際上有一驅動器乃已足夠，即該第二驅動器142。在某些其它實施例中，該等輥151和152的滾轉方向會在該沈積程序的中間改變。於此等實施例中，在該沈積程序結束時，該第一輥151會裝滿，而該第二輥152變空。
圖6示出一依據一實施例之單驅動器系統。該基體幅板係被該驅動器142驅動。該輥軸643(基本上對應於圖1中輥軸143)係附接於該固緊物147。圖6之實施例的其它結構性和功能性特徵可參考圖1~圖5及其說明。
圖7示出依據另一實施例之一沈積反應器在一裝載相態的側視圖，而圖8示出依據一實施例之圖7的沈積反應器在一前身物曝露週期時的操作。至於圖7和圖8的實施例之基本的結構性和功能性特徵可參考於前圖1~圖6所述的實施例和相關的說明。
在圖7和圖8所禦的實施例中，一驅動器741係設在該真空腔室底下。該驅動器741之一驅動機構742會薩一真空和反應腔室導孔穿過一真空腔室壁711及一反應腔室 壁721而伸入該反應腔室內。一端部744或該第二輥軸會套合於該驅動機構742之一相對部746中。
一第一前身物饋進管線771會藉一真空腔室導孔772貫穿該真空腔室壁711。且一第二前身物饋進管線781會藉一真空腔室導孔782貫穿該真空腔室壁711。該真空腔室蓋701係以一連接部791整合於該反應腔室蓋702。該第一和第二前身物饋進管線771和781會穿過該反應腔室頂凸緣705，並繼續伸入該反應腔室蓋702的內部，如標號773和783所示。該等饋進管線771和781開口於該處理腔室730。
在該第二前身物曝露週期時該第二前身物的路徑，如圖8中所示，係經由該第二前身物饋進管線781進入該處理腔室730的反應空間中。由該第一前身物饋進管線771進入該處理腔室中只有一惰進流會被保持。該氣體流出該反應空間的路徑即是至該真空泵760的路徑，因為有該阻障形成於該基體幅板的輸入及輸出隙縫處，如前所述。
圖9示出依據另一實施例的沈積反應器之側視圖。該沈積反應器包含一第一前身物源913，其係例如為一三甲基鋁(TMA)源，及一第二前身物源914，其係例如為一水(H2O)源。在本及其它實施例中，該水源可被一臭氧源取代。一第一脈衝閥923會控制該第一前身物的前身物蒸汽流入一第一前身物饋進管線943。一第二脈衝閥924會控制該第二前身物的前身物蒸汽流入一第二前身物饋進管線944。
該沈積反應器更包含一第一惰氣源903。例如氮氣N2在許多實施例中可被用作該惰氣。該第一惰氣源903 係與該第一前身物饋進管線943呈流體導通。該第一惰氣源903亦與一限制空間920a呈流體導通，其包含一第一輥心963具有可撓彎的基體幅板繞捲於上來形成一第一(源)基體幅板卷953。
該沈積反應器更包含一第二惰氣源904。但，在某些實施例中，該等惰氣源903和904可被實施為單一饋源。該第二惰氣源904係與該第二前身物饋進管線944呈流體導通。該第二惰氣源904亦與一限制容間920b呈流體導通，其包含一第二輥心964會有可撓彎的基體幅板被繞捲於上來形成一第二(指定)基體幅板卷954。
該沈積反應器更包含一處理腔室會提供一反應空間930具有a的長度。該等饋進管線943和944會進入該處理腔室並繼續在該處理腔室中分別成為噴灑頭通道973和974。在圖9的實施例中，該等噴灑頭通道973和974是水平通道。該等噴灑頭通道973和974會由該處理腔室(或反應空間)的一端達到另一端。該等噴灑頭通道973和974分別在其長度具有孔隙983和984等，其功能如同用以饋進氣體(譬如前身物蒸汽及/或惰氣)的噴灑頭。
該沈積反應器更包含一真空泵960及一排氣管線961，其在操作時會由該反應空間930導通流體至該真空泵960。
又，圖9示出依據一實施例之該沈積反應器在一清除步驟時的操作。該基體幅板950會經由一設在該限制空間920a與該反應空間930之間的隙縫或狹窄通道993進入該 處理腔室(反應空間930)中。該等脈衝閥923與924會關閉。惰氣會由饋進管線943和944流入該處理腔室中，並由孔隙983和984流入該反應空間930內。該惰氣會清除該基體幅板950表面，並成一水平流流入該排氣管線961，且最後流至該真空泵960。該基體幅板950會被由一設在該限制空間920b與該反應空間930之間的隙縫或狹窄通道994從該反應空間930輸出。輸出的基體幅板會被繞該第二輥心964捲收來形成該指定輥卷954。
該等隙縫993和994功能如節流器，而會在該反應空間930與該等輥卷953和954所在的限制空間之間保持一壓力差。惰氣會分別經由限制空間饋進通道933和934流入該等限制空間920a和920b中。在限制空間920a和920b內的壓力係比該反應空間930內的壓力更高。如一例中，該反應空間930內的壓力可為1mbar，而該等限制空間920a和920b內的壓力係例如為5mbar。該壓力差會形成一阻障來阻止一流體由該反應空間930進入該等限定空間920a和920b中。但，由於該壓力差，從另一方向(即是，由該等限制空間920a和920b經該等隙縫993和994至該反應空間930)的流動是可能的。至於流經噴灑頭983和984的惰氣(及在前身物蒸汽脈衝週期時的前身物蒸汽)，該等流體實際上僅會朝向該真空泵960。
該基體幅板950的軌路可被設成接近於一處理腔室壁931。若該基體幅板在側向係實質上如同該反應空間或處理腔室930一樣寬，且該基體幅板對所使用的前身物是不 能滲透的，則依實施狀況而定，其乃可能沈積材料於該基體幅板之一單面(下側)上。
圖10示出依據一實施例之圖9的沈積反應器在一前身物曝露週期時的操作。該脈衝閥924會開啟。H2O前身物的前身物蒸汽會由該饋進管線944流入該處理腔室中，並由孔隙984等流入該反應空間930內。該前身物蒸汽會充滿該反應空間930，並依據ALD生長機制來與基體幅板表面上的反應部位反應。由於該脈衝閥923是關閉的。故只有惰氣會經由孔隙983流入該反應空間內。惰氣、氣體反應副產品(假若有)及殘餘的反應劑分子(假若有)會成一水平流流入該排氣管線961中，並最後流至該真空泵960。
如前所述，該反應空間930與該等輥卷953和954所在的限制空間920a和920b之間的壓力差會在隙縫993和994處形成一阻障。以此方式，該前身物蒸汽流會被阻止由該反應空間930流入該等限制空間920a和920b中。但由於該壓力差，從另一方向(即是由該等限制空間920a和920b經該等隙縫993和994至該反應空間)的流動是可能的。惰氣會分別被由饋進通道933和934饋入該等限制空間920a和920b中。該壓力差會被該等隙縫993和994造成的節流功能所保持。
圖11示出依據一實施例之圖9和圖10的沈積反應器在該H2O前身物曝露週期時的頂視圖。在圖11中可見有門1141a和1141b，該源輥卷953和指定輥卷954可分別經由它們被裝入於該沈積反應器及由之卸載。亦可見到各別輥卷 953和954的輥軸1105a和1105b。該沈積反應器包含一或多個驅動器(未示於圖11中)連接於該輥軸1105a及/或1105b來轉動該等輥卷953和954。該箭號1104表示前身物蒸汽由該噴灑頭通道974流至一收集通道962。該收集通道的形成和位置乃視實施例狀況而定。在圖11所示的實施例中，該收集通道係位在該反應空間的側邊。在圖11中該收集通道962會實質上延伸遍及該反應空間的總長度a。該收集通道係與導至該真空泵960的排氣管線961流體導通。該箭號1103表示惰氣由該噴灑頭通道973流至該收集通道962，再由之流至該排氣管線961。
圖12示出依據一實施例之圖9~圖11的沈積反應器在另一前身物之曝露週期時的操作。該脈衝閥923會開啟。TMA前身物的前身物蒸汽會饋進管線943流入該處理腔室，並由孔隙983等流入該反應空間930中。該前身物蒸汽會充滿該反應空間930，並依據ALD生長機制與基材幅板表面上的反應部位反應。因該脈衝閥924是關閉的，故只有惰氣會由孔隙984流入該反應空間。惰氣，氣體反應副產品(假若有)及殘餘的反應劑分子(假若有)會成一水平流流入該排氣管線961中，且最後流至該真空泵960。
一沈積程序係由一或多個連續的沈積循環所組成，每一循環包含至少一第一前身物曝露週期(脈衝A)，後接一第一清除步驟(清除A)，再後接一第二前身物曝露週期(脈衝B)，後接一第二清除步驟(清除B)。其中，例如若氧化鋁Al2O3是該沈積材料，則該TMA前身物可為該第一前身物 (脈衝A)，而該水前身物可為該第二前身物(脈衝B)。
該生長材料的厚度係由該幅板的速度來決定。如一例中，該反應空間930的長度a可為100cm。該沈積循環可由一0.1秒的TMA脈衝，0.3秒的N2清除，0.1秒的H2O脈衝，及0.5秒的N2清除所組成。因此該循環的全部週期為1秒。估計一單層的Al2O3係大約0.1nm，如下狀況會適用： 若該幅板的速度為1cm/循環，將會有100次循環；此將費時1.66分鐘，且一10nm的Al2O3塗層將會被沈積。
若該幅板的速度為0.5cm/循環，將會有200次循環；此將費時3.33分鐘，且一20nm的Al2O3塗層將會被沈積。
若該幅板的速度為0.1cm/循環，將會有1000次循環；此將費時16.66分鐘，且一100nm的Al2O3塗層將會被沈積。
圖9~圖12係為簡化圖，因此它們沒有示出例如該沈積反應器可能包含的任何加熱器及其它典型的部件和元件等，且其使用係為已知者。
圖13示出依據一實施例之圖9~圖12的沈積反應器具有限縮板等。如前所述，該基體幅板係被由隙縫輸入該反應空間內再從該反應空間輸出。圖13的實施例示出形成該等隙縫的限縮板。在圖13的實施例中，有二個限縮板1301a和1301b互相靠近設在該限制空間920a與反應空間930之間的介面處。該基體幅板950僅剛好能套合穿過該等板之間。類似地，在該反應空間930和限制空間920a的介面處，有另一對的限縮板1302a和1302b。該等限縮板可為平行板，因此該等板之間的空間(隙縫容積)於該幅板移動方向 會變成細長的。
至於圖13的實施例之其它結構性和功能性特徵可參考於前參照圖9~12所描述的實施例及相關說明。
圖14粗略地示出依據一實施例沈積材料的厚度呈在一反應空間內移行距離的函數。於此例中，該基體幅板會由類似圖13的實施例所示之限縮板1301a、b等形成的輸入隙縫進入該反應空間。沈積材料的厚度會在該基體幅板朝向該等限縮板1302a、b形成的輸出隙縫移行時逐漸地成長，如圖13中的曲線和不同顏色所示。若該幅板的平均速度為1cm/循環，且該反應空間的長度為100cm，則在本例中末端的厚度是10nm。圖13中生長曲線表示該基體幅板在每10次循環中已移動10cm。但是，在其它實施例中，亦可能在每次循環之後來移動該基體幅板。或該基體幅板的移動可為連續移動。
前身物蒸汽的饋進該反應空間內可由該反應空間的一或兩側利用或不用噴灑頭通道進入。在變化實施例中，前身物蒸汽的饋進可藉饋進頭等，由該反應空間的基體幅板輸入端進入，或變化地由該反應空間的基體幅板輸入端和輸出端進入。取決於實施狀況，該排氣管線及一可能的收集通道能被設在該反應空間不同於饋進的另一側，或在該反應空間的基體幅板輸出端，或在該反應空間的中間區域。
圖15示出一依據一實施例的沈積反應器在該處理腔室的基體幅板輸入端具有前身物蒸汽饋進源。該反應 器包含一處理腔室會提供一反應空間1530。一源輥卷1553位在一第一限制空間1520a內，及一指定輥卷1554在一第二限制空間1520b內。
一第一脈衝閥1523會控制一第一前身物的前身物蒸汽由一第一前身物源1513的流出，及一第二脈衝閥1524會控制一第二前身物的前身物蒸汽由一第二前身物源1514的流出。一第一惰氣源1503會與一裝有一第一(源)基體幅板卷1553的限制空間1520a呈流體導通。一第二惰氣源1504會與一裝有一第二(指定)基體幅板卷1554的限制空間1520b呈流體道通。但是，在某些實施例中，該等惰氣源1503和1504可被實施為單一饋源，且它們亦可與前身物蒸汽饋進管線呈流體導通。
一基體幅板1550會在該反應空間1530的基體幅板輸入端被經由一輸入隙縫1593從該源輥卷1553驅送進入該反應空間1530中。該體幅板的軌路會依循該處理腔室的上壁。但是，其它路徑和構造是可能的。ALD沈積會發生於該反應空間1530內。該基體幅板會在該反應空間1530的基體幅板輸出端被經由一輸出隙縫1594從該反應空間1530驅送至該指定輥卷1554上。
該第一和第二限制空間1520a、b相比於該反應空間1530中的壓力係為超過壓力容積。該超過壓力係藉由該等隙縫1593、1594，及藉由該等惰氣源1503和1504饋進惰氣於該等超過壓力容積中而來保持。
於該第二前身物曝露週期時，該第二前身物的前 身物蒸汽會在該基體幅板輸入端被饋進該反應空間內，如圖15中所示。該前身物蒸汽係被以一饋進頭1601來饋送，較好如圖16中所示，該圖16示出依據一實施例之圖15的該種沈積反應器在該第二前身物蒸汽曝露週期時的頂視圖。該饋進頭1601可延伸實質上遍及該反應空間1530的整個寬度。在一第一前身物曝露週期時，該第一前身物的前身物蒸汽係藉一在該基體幅板輸入端之對應的饋進頭1602來饋送。但是，在該第二前身物曝露週期時，只有惰氣會被由該饋進頭1602導入該反應空間1530中。在該第二前身物曝露週期時，該第二前身物的前身物蒸汽(如箭1611所示)會以該基體幅板移動方向沿該基體幅板表面流入一在該反應空間1530之基體幅板輸出端的排氣管線1561中。同樣地，來自饋進頭1602的惰氣會沿該基體幅板移動方向(如箭號1612所示)流入在該反應空間1530的基體幅板輸出端之該排氣管線1561中。在某些實施例中，該沈積反應器包含一收集通道1662在該反應空間1530的基體幅板輸出端處。圖16中的收集通道1662實質上延伸遍及該反應空間1530的整個寬度。該收集通道1662係與導至該真空泵1560的排氣管線1561呈流體導通，且其會收集由該反應空間1530抽出的氣體，並將它們導入該排氣管線1561中，且最後導至該真空泵1560。
圖16亦示出門1141a和1141b在該沈積反應器的相反端處，經由它們該等源輥卷1553和指定輥卷1554可被裝入和卸載。
圖17示出一依據一實施例的沈積反應器在該處理腔室之側處具有前身物蒸汽饋進源。該反應器包含一處理腔室會提供一反應空間1730。一源輥卷1753位在一第一限制空間1720a內，及一指定輥卷1754在一第二限制空間1720b內。
一第一脈衝閥1723會控制一第一前身物的前身物蒸汽由一第一前身物源1713的流出，及一第二脈衝閥1724會控制一第二前身物之前身物蒸汽由一第二前身物源1714的流出。一第一惰氣源1703a係流體導通一裝有一第一(源)基體幅板卷1753的限制空間1720a，並導通一來自該第一前身物源1713的饋進管線。一第二惰氣源1703b係流體導通該限制空間1720a，並導通一來自該第二前身物源1714的饋進管線。一第三惰氣源1704係流體導通一限制空間1720b，其會容裝一第二(指定)基體幅板卷1754。但是，該等惰氣源1703a和b，或1703a和b及1704在某些實施例中亦可被實施為單一饋源。
一基體幅板1750會被由一在該反應空間1730之基體幅板輸入端的輸入隙縫1793從該源輥卷1753驅送進入該反應空間1730中。該基體幅板的軌路會依循該處理腔室的下壁。但是，其它的路徑和構造是可能的。ALD沈積會發生於該反應空間1730中。該基體幅板會被經由一在該反應空間1730之基體幅板輸出端的輸出隙縫1794從該反應空間1730驅送至該指定輥卷1754上。
該第一和第二限制空間1720a、b相較於該反應空 間1730內的壓力係為超過壓力容積。該超過壓力係藉由該等隙縫1793和1794，及藉由該等惰氣源1703a、b和1704饋進惰氣於該等超過壓力空間內來維持。
該第一前身的前身物蒸汽係被由該反應空間1730的一側饋入該反應空間1730中。該前身物蒸汽係由一噴灑頭通道1873饋進，較好如圖18所示，該圖18示出一依據一實施例之圖17的該種沈積反應器在第一前身物蒸汽曝露週期時的頂示圖。該噴灑頭1873可實質上延伸遍及該反應空間1730的整個長度。在一第二前身曝露週期時，該第二前身物的前身物蒸汽係被以一對應的噴灑頭通道1874由該反應空間1730的相反側饋進。但是，當該第一前身物曝露週期時，只有惰氣會被由該噴灑頭通道1874導入該反應空間1730中。於該第一前身物曝露週期時，該第一前身物的前身物蒸汽(如箭號1703所示)會沿該基體幅板表面流動，首先以一橫向，但稍後的流向會因被該真空泵1760抽吸而轉向該在反應空間1730之基體幅板輸出端的收集通道1762。類似地，來自噴灑頭通道1874的惰氣(如箭號1704所示)會沿該基體幅板表面流動，首先以一橫向，但稍後的流向會轉向該收集通道1762。圖18中收集通道1762實質上延伸遍及該反應空間1730的整個寬度。該收集通道1762係與導至該真空泵1760的排氣管線1761呈流體導通，且其會收集由該反應空間1730抽出的氣體，而將它們導入該排氣管線1761中，並最後導至該真空泵1760。
圖18亦示出門1141a和1141b在該沈積反應器的 相反端，經由它們該等源輥卷1753和指定輥卷1754可被裝入及卸載。
如前所述，該沈積反應器可為一獨立裝置，或其可形成一生產線的一部份。圖19示出該沈積反應器為一生產線的一部份。
該沈積反應器之一第一脈衝閥1923會控制一第一前身物的前身物蒸汽由一第一前身物源1913的流出，及一第二脈衝阀1924會控制一第二前身物的前身物蒸汽由一第二前身物源1914的流出。一第一惰氣源1903係與一限制空間1920a呈流體導通。一第二惰氣源1904係與一限制空間1920b呈流體導通。但是，在某些實施例中，該等惰氣源1903和1904可被實施為單一饋源，且它們亦可與前身物蒸汽饋進管線呈流體導通。
一基體幅板1950會從前一處理階段，經該第一限制空間1920a，並由一在該反應器之基體幅板輸入側的輸入隙縫1993進入該沈積反應器的處理腔室1930。ALD沈積會發生於該反應空間1930中。該基體幅板會被由一輸出隙縫1994，並經一在該反應器之基體幅板輸出側的第二限制空間1920b，從該反應空間1530導致該生產線的下一處理階段。
該第一和第二限制空間1920a、b相較於該反應空間1930中的壓力係為超過壓力容積。該超過壓力係藉由該等隙縫1993、1994，及藉由該等惰氣源1903和1904饋進惰氣於該等超過壓力容積中來維持。
將前身物蒸汽饋進於該反應空間1930中，及由該反應空間1930經一排氣管線1961將氣體抽吸至一真空泵1960，乃可如有關圖15和圖16所示實施例中所述及相關的說明來類似地發生。
在又另一實施例中，該等超過壓力容積可被略除。該基體幅板1950可進入該處理腔室1930而不用通過任何第一限制空間1920a。假使生產製程需要，於此實施例中，一至該處理腔室的入口及由該處理腔室的出口只要具有適當的尺寸或密封應即已足夠緊密。
圖20示出一依據又另一實施例的沈積反應器之頂視圖。該沈積反應器包含第一和第二惰氣源2003和2004，及第一和第二前身物源2013和2014，以及第一和第二脈衝閥2023和2024。該等惰氣源2003和2004係與該等輥卷2053和2054所在的限制空間(超過壓力容積)2020a和2020b呈流體導通。該等輥卷可被經由門2041a和2041b來裝入和卸載。該基體幅板2050係被由輥至輥地驅送，而經該處理腔室2030及隙縫2093和2094(於此具有限縮板等)，並會在該處理腔室2030內時被ALD處理。至於圖20的實施例之基本的結構性和功能性特徵可參考以上所述的各先前實施例。與先前實施例之一差別係該等噴灑頭通道(前身物蒸汽饋進會經由其來發生)是在該反應空間內。一第一噴灑頭通道構製成會以所需的材料生長方向運行於該處理腔室2030內來饋給該第一前身物的前身物蒸汽。該第一噴灑頭通道於該基體幅板的兩面各具有至少一孔隙(在所需的材料生 長方向)。類似地，一第二噴灑頭通道2074構製成會以所需的材料生長方向運行於該處理腔室2030內來饋給該第二前身物的前身物蒸汽。該第二噴灑頭通道2074於該基體幅板的兩面各具有至少一孔隙2084a、b。至該真空泵2060的排氣管線係在該處理腔室(或反應空間)2030的中間區域，於該處理腔室的底部。
圖21示出依據一實施例之一用以同時沈積多個輥卷的沈積反應器之頂視圖。在一輥卷皆有其各自分開的入口來進入該處理腔室中。該第一和第二噴灑頭通道2173和2174會以所需的材料生長方向運行於該處理腔室內。該等噴灑頭於該各基體幅板的兩面上皆有至少一孔隙。此外，至於圖21的實施例之基本的結構性和功能性特徵係可參考圖20及相關說明中所呈現者。
圖22示出一依據一實施例的薄反應器結構。該沈積反應器包含第一和第二惰氣源(未示出)，及第一和第二前身物源2213和2214，以及第一和第二脈衝閥2223和2224。該等惰氣源係與該等輥卷2253和2254所在的限制空間(超過壓力容積)2220a和2220b呈流體導通(未示出)。該基體幅板2250會被由輥至輥驅送通過一處理腔室2230，並在該處理腔室2230中時被ALD處理。前身物蒸汽饋進是在該處理腔室2230的基體幅板輸入端。一導向一真空泵2260的排氣管線2261位在該處理腔室2230的基體幅板輸出端。至於圖22的實施例之基本的結構性和功能性特徵係可參考於上所述的先前實施例。與先前實施例之一差別係在該處理腔室 2230。於本實施例中，一隙縫會由該第一限制空間2220a延伸全部路程至該第二限制空間2220b。因此該隙縫會形成該薄處理腔室2230。
圖23示出一依據一實施例之用以沈積多個輥卷的薄反應器結構。每一輥卷皆具有其各自進入該處理腔室2330的輸入隙縫2393，以及其各自由該處理腔室2330輸出的輸出隙縫2394。該等源輥卷位在一第一限制空間(超過壓力容積)2820a中，而該等指定輥卷在一第二限制空間(超過壓力容積)2320b中。在圖23的實施例中，該等隙縫2393和2394的外側會形成該薄處理腔室壁的外側面2331a、2331b。此外，至於圖23的實施例之基本的結構性和功能性特徵係可參考在圖22及相關說明中所呈現者。
以上的實施例，其中該基體幅板會接近該處理腔室壁(以所需的材料生長方向)移行者，很適合於單面沈積，而基體幅板會在該處理腔室/反應空間的中央區域移行者很適合於雙面沈積。
圖24示出依據一實施例的雙面塗層。圖24中所示的沈積反應器基本上對應於圖15中的沈積反應器。至於圖24的特徵已由圖15得知，可參考圖15和相關的說明。有異於圖15的實施例，其中該基體幅板會接近於該處理腔室的上壁移行。圖24的實施例中之基體幅板會沿該處理腔室/反應空間1530的中央區域移行。該沈積反應器包含各前身物的前身物蒸汽饋進頭2475在該基體幅板表面的兩面上可供雙面沈積。
於某些實施例中，該基體幅板在該處理腔室或反應空間內的軌路是可調整的。該軌路的配置係可依據需要來調整。例如其可藉調整該等輸入和輸出隙縫相對於該處理腔室(或反應空間)的位置來被調整。如所述，於雙面沈積時，該基體幅板可在該處理腔室的中央區域移行，而於單面沈積時該基體幅板可靠近於該處理腔室壁移行。圖25示出一沈積反應器及一用於單面沈積的特定細節。圖25的沈積反應器基本上對應於圖5的沈積反應器。該基體幅板1550會靠近於該處理腔室之一第一壁(於此為上壁)移行。惰氣係由一惰氣源2505(其可為與該饋源1503及/或1504相同或不同的饋源)饋入該基體幅板的背面(即不是要被塗層的一面或表面)與該第一壁之間的空間內。該惰氣會充滿該基體幅板的背面與該第一壁之間的空間。故該惰氣會形成一屏蔽容積。該基體幅板的另一表面會被順序的自行飽和表面反應塗層。實際的反應空間係形成於該要被塗層的表面與該處理腔室之一第二壁(相反於該第一壁)之間的容積中。反應氣體實質上不會進入該屏蔽容積。此乃部份係由於該惰氣流入該屏蔽容積內，且又部份係因為該基體幅板本身會阻止反應氣體由該基體幅板的另一面流至其背面。
在一實施例中，於此所述的沈積反應器係為一電腦控制的系統。一儲存於該系統之一記憶體中的電腦程式包含指令等，其在被該系統之至少一處理器執行時會使該沈積反應器依指示操作。該等指令可呈電腦可讀的程式碼之形式。圖26示出一沈積反應器控制系統2600之一粗略方 塊圖。在一基本系統設定時，處理參數會被藉助於軟體來程式化，且指令會被以一人機介面(HMI)端子2606來執行，並經由一通訊匯流線2604，譬如Ethernet匯流線或類似者，下載至一控制箱2602(控制單元)。在一實施例中，該控制箱2602包含一通用的可程式化邏輯控制(PLC)單元。該控制箱2602包含至少一微處理器用以執行含有儲存在一記憶體中之程式碼的控制箱軟體，動態和靜態記憶體等，I/O模組，A/D和D/A轉換器及功率繼電器等。該控制箱2602會發送電力至該沈積反應器之適當閥的氣動控制器。該控制箱會控制該等驅動器的操作，該真空泵，和任何的加熱器。該控制箱2602會由適當的感測器接收資訊，並統括地控制該沈積反應器的整體操作。該控制箱2602會控制驅動在一原子層沈積反應器內之一基體幅板由一第一輥卷經一反應空間至一第二輥卷。藉著調整該幅板的速度，該控制箱會控制沈積材料的生長，即材料厚度。該控制箱2602亦會控制曝露該反應空間於時間分開的前身物脈衝，以藉順序的自行飽和表面反應來沈積材料於該基體幅板上。該控制箱2602可由該沈積反應器測量並傳送探針讀數至該HMI端子2606。一點線2616表示該沈積反應器部件與該制箱2602間之一介面線。
並非限制專利申請項的範圍和詮釋，於此所揭之一或多個實施例的某些技術效能乃列示如下：一技術效能係相較於空間輥至輥ALD反應器有一較簡單的結構。另一技術效能係沈積材料的厚度是直接由該幅板的速度來決 定。另一技術效能係由於一薄處理腔室結構而有最佳化的前身物消耗。
以上說明係藉由本發明之特定實施例的非限制來提供發明人等目前所知的最佳模式之一完整且資訊性的描述以供實現本發明。但精習於該技術者應會瞭解，本發明並不受限於上述實施例的細節，而是能在其它實施例中使用同等手段來被實行，但不逸出本發明的特徵。
又，本發明之上揭實施例的某些特徵可被有利地使用而不對應地使用其它特徵。因此，以上描述應被視為僅是本發明之原理的說明，而非其限制。故，本發明的範圍乃僅由所附申請專利範圍來界限。
920a，920b‧‧‧限制空間
930‧‧‧反應空間
950‧‧‧基體幅板
953‧‧‧第一基體幅板卷
954‧‧‧第二基體幅板卷
1301a，1301b，1302a，1302b‧‧‧限縮板

Claims (19)

  1. 一種方法，包含：驅動一基體幅板進入一原子層沈積反應器之一反應空間內；及曝露該反應空間於時間分開的前身物脈衝等，而藉順序的自行飽和表面反應來沈積材料於該基體幅板上。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，包含：將該基體幅板從一超過壓力容積經由一會在該容積與該反應空間之間維持一壓力差的隙縫輸入於該反應空間中。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該反應器包含形成該隙縫的限縮板等。
  4. 如以上申請專利範圍之任一項項之方法，其中沈積材料的厚度係由該幅板的速度來控制。
  5. 如申請專利範圍第2至4項之任一項的方法，包含：饋進惰氣於該超過壓力容積中。
  6. 如以上申請專利範圍之任一項項之方法，其中該反應空間內的前身物蒸汽流動方向係沿該基體幅板的移動方向。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，包含：在該反應空間的基體幅板輸入端將前身物蒸汽饋入該反應空間中，並在該反應空間的基體幅板輸出端安排氣體的排出。
  8. 如以上申請專利範圍之任一項的方法，其中該前身物蒸汽在該反應空間內的流體方向相較於該基體幅板的移動方向是橫向的。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，包含：在該反應空間的一側將前身物蒸汽饋入該反應空間中，並在該反應空間之一相反側安排氣體的排出。
  10. 如以上申請專利範圍之任一項的方法，包含：將該第一和第二輥整合於一反應腔室蓋中。
  11. 如以上申請專利範圍之任一項的方法，包含：驅動該基體幅板筆直穿過該反應空間。
  12. 一種裝置，包含：一驅動單元構製成能驅動一基體幅板進入一原子層沈積反應器之一反應空間內；及一前身物蒸汽饋給部構製成能曝露該反應空間於時間分開的前身物脈衝等，而藉順序的自行飽和表面反應來沈積材料於該基體幅板上。
  13. 如申請專利範圍第12項之裝置，包含：一輸入隙縫用以將該基體幅板由一超過壓力容積輸入於該反應空間內。
  14. 如申請專利範圍第13項之裝置，包含形成該隙縫的限縮板等。
  15. 如申請專利範圍第12至14項之任一項的裝置，包含：一通道構製成能輸送惰氣進入該超過壓力容積中。
  16. 如申請專利範圍第12至15項之任一項的裝置，包含： 一前身物蒸汽饋進開孔在該反應空間的基體幅板輸入端，及排氣管在該反應空間的基體幅板輸出端。
  17. 如申請專利範圍第12至16項之任一項的裝置，包含：一前身物蒸汽饋進開孔在該反應空間的一側，及排氣管在該反應空間之一相反側。
  18. 如申請專利範圍第12至17項之任一項的裝置，包含：一反應腔室蓋構製成能承接該第一和第二輥。
  19. 一種裝置，包含：一裝置用以驅動一基體幅板進入一原子層沈積反應器之一反應空間內；及一裝置用以曝露該反應空間於時間分開的前身物脈衝等，而藉順序的自行飽和表面反應來沈積材料於該基體幅板上。
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