TWI548771B - 使用掃描反應器在大型基板上進行原子層沉積 - Google Patents

使用掃描反應器在大型基板上進行原子層沉積 Download PDF

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Description

使用掃描反應器在大型基板上進行原子層沉積 相關申請案之交叉參考
本申請案依據35 U.S.C.§ 119(e)主張於2013年6月14日提出申請之同在申請中之美國臨時專利申請案第61/835,436號之優先權，該專利申請案以全文引用之方式併入本文中。
本申請案與於2009年8月11日提出申請之美國專利申請案第12/539,477號(現在頒佈為美國專利第8,470,718號)有關，該美國專利申請案以全文引用之方式併入本文中。
本發明係關於使用將材料注入至一基板上之一或多個掃描模組進行原子層沈積(ALD)。
一原子層沈積(ALD)係用於在一基板上沈積一或多個材料層之一薄膜沈積技術。ALD使用兩種類型之化學品，一種係一源前驅物且另一種係一反應物前驅物。一般而言，ALD包含四個階段：(i)注入一源前驅物，(ii)移除源前驅物之一物理吸附層，(iii)注入一反應物前驅物，及(iv)移除反應物前驅物之一物理吸附層。
ALD可係在可獲得一所要厚度層之前可花費延長時間量或採用諸多重複之一緩慢程序。由此，為加快該程序，如在美國專利申請公開案第2009/0165715號中闡述之具有一單元模組(所謂的一線性注入器)之一汽相沈積反應器或其他類似裝置可用於加快ALD程序。該單元模 組包含用於一源材料之一注入單元及一排氣單元(一源模組)，以及用於一反應物之一注入單元及一排氣單元(一反應物模組)。
實施例係關於一種用於藉由使用注入一第一前驅物之一固定注入器及將一第二前驅物注入至該基板上之一掃描模組而在一基板上沈積材料之設備。該掃描模組經組態以移動跨越該固定注入器與該基板之間之空間以將該第二前驅物注入至一或多個基板上。提供一外殼以封圍基座及該掃描模組。
在一實施例中，提供至少另一掃描模組以移動跨越該固定注入器與該一或多個基板之間之該空間以將一第三前驅物注入至該一或多個基板上。
在一實施例中，該掃描模組形成有一第一排氣裝置、一氣體注入器及一第二排氣裝置。該第一排氣裝置排放存在於該掃描模組與該基板之間之該第一前驅物。該氣體注入器將該第二前驅物注入至該基板上。該第二排氣裝置排放在將該第二前驅物注入至該基板上之後餘留之過量第二前驅物。
在一實施例中，該掃描模組進一步形成有一吹掃氣體注入器以注入吹掃氣體以自該基板移除經物理吸附之第二前驅物。
在一實施例中，該吹掃氣體進一步防止該第二前驅物與該第一前驅物在除該基板上之外的區中之接觸。
在一實施例中，該第一前驅物係用於進行原子層沈積之反應物前驅物，且該第二前驅物係用於進行該原子層沈積之源前驅物。
在一實施例中，提供連接至該固定注入器之一自由基產生器。該自由基產生器產生氣體自由基作為反應物前驅物。
在一實施例中，該掃描模組進一步包含至少在一前緣或一後緣處之一或多個中和器以使該等氣體自由基成為非活性的。
在一實施例中，該掃描模組包含形成有一氣體注入器以將氣體注入至該基板上之複數個主體。該等主體藉由橋部分連接。該等橋部分中之每一者形成有一開口以將該基板曝露於該第一前驅物。
在一實施例中，該等主體中之每一者形成有朝向該開口傾斜以排放透過該開口進入之該第一前驅物之一第一前驅物排氣裝置。
在一實施例中，該等主體中之每一者之一上面朝向毗鄰於該開口之一邊緣處的該主體之一底面彎曲。
在一實施例中，該基板在注入該第一前驅物或該第二前驅物期間保持固定。
在一實施例中，該基座在兩端處形成有路徑以排放藉由該掃描模組注入至該基座上之該第二前驅物。
在一實施例中，提供一或多個軌使得該等掃描模組可跨越該基板滑動。
在一實施例中，該基座係在該固定注入器下面載送該基板之一輸送帶。
實施例亦係關於一種用於在一撓性基板上沈積材料之設備。該設備包含一組滑輪、一固定注入器、一掃描模組及一外殼。該組滑輪捲繞或展開該撓性基板。該固定注入器將一第一前驅物注入至該撓性基板上。該掃描模組移動跨越該固定注入器與該基板之間之空間以將一第二前驅物注入至該基板上。該外殼封圍撓性基板基座及該掃描模組。
100‧‧‧掃描沈積裝置
110‧‧‧室壁
114‧‧‧室
118‧‧‧支柱
120‧‧‧基板
128‧‧‧基座
136‧‧‧反應物注入器
138‧‧‧自由基產生器/電漿源
140A‧‧‧掃描模組
140B‧‧‧掃描模組
140C‧‧‧掃描模組
140D‧‧‧掃描模組
144‧‧‧開口
150‧‧‧路徑
154‧‧‧排放埠
156‧‧‧箭頭
210‧‧‧軌
214‧‧‧線性馬達
216‧‧‧主體
314‧‧‧中和器
318A‧‧‧吹掃氣體注入器
318B‧‧‧吹掃氣體注入器
320A‧‧‧反應氣體排氣裝置/反應物排氣裝置
320B‧‧‧反應氣體排氣裝置/反應物排氣裝置
322A‧‧‧分離吹掃氣體注入器
322B‧‧‧分離吹掃氣體注入器
324A‧‧‧源排氣裝置
324B‧‧‧源排氣裝置
330‧‧‧源注入器
400‧‧‧電漿源
442‧‧‧同軸電極
450‧‧‧擴散共面表面障壁放電(DCSBD)電漿源
452‧‧‧進口
454‧‧‧出口
460‧‧‧介電質區塊
462‧‧‧電極
464‧‧‧電極
472‧‧‧電漿
520‧‧‧反應物前驅物
600‧‧‧整體式掃描模組/掃描模組
610‧‧‧撓性管
614‧‧‧開口
616‧‧‧開口
618‧‧‧開口
622‧‧‧主體
623‧‧‧橋部分
624‧‧‧主體
626‧‧‧主體
627‧‧‧橋部分
628‧‧‧主體
629‧‧‧橋部分
632A‧‧‧反應氣體排氣裝置/反應物排氣裝置
632B‧‧‧反應氣體排氣裝置/反應物排氣裝置
633A‧‧‧進口
633B‧‧‧進口
636A‧‧‧吹掃氣體注入器
636B‧‧‧吹掃氣體注入器
640A‧‧‧源排氣裝置
640B‧‧‧源排氣裝置
642‧‧‧源注入器
700‧‧‧整體式掃描模組/掃描模組
714‧‧‧角位移波紋管/波紋管
714A‧‧‧單獨管道
714B‧‧‧單獨管道
718A‧‧‧上部充氣結構
718B‧‧‧上部充氣結構
722A‧‧‧下部充氣結構
722B‧‧‧下部充氣結構
726‧‧‧導管
728‧‧‧導管
910‧‧‧排氣管道
914‧‧‧壓縮波紋管/排氣管道/波紋管
1010‧‧‧帶
1014‧‧‧箭頭
1016‧‧‧箭頭
1020‧‧‧膜/室
1036‧‧‧反應物注入器
1040‧‧‧滑輪
1044‧‧‧滑輪
1060‧‧‧掃描模組
1114‧‧‧箭頭
1120‧‧‧室/膜
1138‧‧‧撓性膜/膜
1140‧‧‧滑輪
1144‧‧‧滑輪
1160‧‧‧掃描模組
A-B‧‧‧線
C-D‧‧‧線
Ed1‧‧‧前緣/邊緣
Ed2‧‧‧後緣/邊緣
GH‧‧‧間隙
Hi‧‧‧高度
Wi‧‧‧寬度
WOP‧‧‧開口之寬度
α‧‧‧角度
圖1係根據一實施例之一掃描沈積裝置之一剖面圖。
圖2係根據一實施例之圖1之掃描沈積裝置之一透視圖。
圖3係根據一實施例圖解說明一掃描模組之一剖面圖。
圖4A係根據一實施例圖解說明使用同軸線之一電漿源之一概念 圖。
圖4B係根據一實施例圖解說明擴散共面表面障壁放電(DCSBD)電漿源之一概念圖。
圖5A至圖5E係根據一實施例圖解說明掃描模組跨越基板之依序移動之圖式。
圖6A係根據一實施例之一整體式掃描模組之一透視圖。
圖6B係根據一實施例之圖6A之整體式掃描模組之一剖面圖。
圖6C係根據一實施例之圖6A之整體式掃描模組之一區段之一詳細視圖。
圖7係根據一實施例安裝於充氣結構上之整體式掃描模組之一透視圖。
圖8A至圖8C係根據一實施例圖解說明整體式掃描模組跨越一基板之移動之圖式。
圖9係根據一實施例圖解說明用於排放源前驅物之組件之一圖式。
圖10A及圖10B係根據一實施例圖解說明用於處理多個基板之一輸送帶系統之圖式。
圖11係根據一實施例圖解說明在一膜上進行一原子層沈積(ALD)程序之一圖式。
本文中參考隨附圖式闡述實施例。然而，可以諸多不同形式來體現本文中所揭示之原理且不應將該等原理解釋為限於本文中所闡明之實施例。在闡述中，可省略眾所周知之特徵及技術之細節以避免不必要地使實施例之特徵模糊。
在圖式中，圖式中之相似元件符號表示相似元件。為清晰起見，可擴大圖式之形狀、大小及區域以及諸如此類。
實施例係關於用於使用移動跨越填充有反應物前驅物之一室中之一基板之掃描模組在該基板上沈積一或多個材料層之一沈積裝置。該基板在沈積該一或多個材料層之程序期間保持固定。該室封圍該基板及該等掃描模組。該室填充有反應物前驅物以將該基板曝露於該反應物前驅物。在該等掃描模組移動跨越該基板時，該等掃描模組移除在其路徑中之反應物前驅物且/或將該反應物前驅物恢復至一非活性狀態。該等掃描模組亦在該等掃描模組移動跨越該基板時將源前驅物注入至該基板上以藉由一原子層沈積(ALD)程序在該基板上形成一材料層。
圖1係根據一實施例之一掃描沈積裝置100之一剖面圖。掃描沈積裝置100藉由進行原子層沈積(ALD)程序而在一基板120上沈積一或多個材料層。掃描沈積裝置100可包含形成一室114之一室壁110、一反應物注入器136、一排放埠154及連接至反應物注入器136之一自由基產生器138，以及其他組件。室114封圍基座128及掃描模組140A至140D(在下文中統稱為「掃描模組140」)。掃描沈積裝置100亦可包含未在圖1中圖解說明之額外組件，諸如用於透過開口144提升並移動基板120之機構。
反應物注入器136將反應物前驅物注入至室114中。在一實施例中，反應物注入器136可體現為跨越整個基板120以一相對一致方式將反應物前驅物注入於基板120上面之一噴淋頭。如在圖1中所圖解說明，反應物注入器136可放置於基板120上面，使得反應物前驅物沿著掃描模組140移動跨越基板120之路徑以較高濃度存在於基板120上方。反應物前驅物係(舉例而言)在自由基產生器138中產生之自由基，如下文參考圖4A及圖4B詳細地闡述。注入至室114中之反應物前驅物可沿由箭頭156展示之方向經由排放埠154排放。
基座128接收基板120並由提供支撐之一支柱118支撐。支柱118可 包含管道及其他組件(未展示)以將源前驅物提供至掃描模組140並將過量源前驅物及/或吹掃氣體輸送至掃描模組140。基座128可進一步包含加熱器或冷卻器(未展示)以控制基板120之溫度。基座128可在掃描模組140可閒置坐落的左端及右端處形成有路徑150。路徑150可經由排放埠154或經由一單獨埠(未展示)部分地排放由掃描模組140注入之源前驅物或吹掃氣體。
開口144使得能夠使用(舉例而言)一機器人手臂或其他致動器將基板120移動進或移動出室114。可在沈積程序期間關閉開口144，使得氣體以一所要壓力保持在室114內。
圖2係根據一實施例之一掃描沈積裝置100之一透視圖。掃描模組140在兩側處安裝於軌210上。掃描模組140中之每一者包含使掃描模組140沿著軌210移動之一線性馬達214。出於此目的，可透過電纜(未展示)將電力提供至線性馬達214。
掃描模組140之一主體216在兩個線性馬達214之間延伸。主體216形成有用於注入源前驅物及吹掃氣體之注入器，以及用於排放過量氣體之排氣腔，如下文參考圖3詳細地闡述。主體216亦連接至用於載送來自掃描沈積裝置100外部之源之前驅物、吹掃氣體及放電氣體之管道。該等管道可係撓性的使得該等管道保持與掃描模組之接觸，如下文參考圖9詳細地闡述。
圖3係根據一實施例沿著圖2之線A-B截取之一掃描模組140A之一剖面圖。掃描模組140A可包含主體216及中和器314，以及其他組件。當反應物前驅物係自由基(例如，O*自由基及/或(OH)*自由基)時，中和器314起作用以使進行接觸之反應物成為非活性。在由與基板120接觸之電漿產生之帶正電荷離子撞擊基板時，基板120帶正電荷。為中和離子之電荷，提供中和器314。中和器314帶具有與該等離子相反之極性之電荷(例如，帶負電荷)，使得基板表面附近之帶電荷 前驅物被中和。以此方式，可防止基板表面上之靜電電荷之積聚。
在圖3之實施例中，主體216之下部部分依序形成有一吹掃氣體注入器318A、一反應氣體排氣裝置320A、一分離吹掃氣體注入器322A、一源排氣裝置324A、一源注入器330、一源排氣裝置324B、一分離吹掃氣體注入器322B、一反應物排氣裝置320B及一吹掃氣體注入器318B。吹掃氣體注入器318A、318B將吹掃氣體(例如，氬氣)注入至基板120上以移除可能保持於基板120上之過量源前驅物或反應物前驅物。過量前驅物可係物理吸附於基板120上之前驅物。
反應氣體排氣裝置320A、320B排放進入主體216下面之反應物前驅物。分離吹掃氣體注入器322A、322B注入吹掃氣體以防止反應物前驅物與由源注入器330注入之源前驅物進行接觸並移除藉由源前驅物與反應物前驅物(例如，基板120上之經物理吸附材料)之間之反應形成之任何過量材料。源注入器330將源前驅物注入至基板120上。吹掃氣體注入器318A、318B、反應氣體排氣裝置320A、320B、分離吹掃氣體注入器322A、322B、源排氣裝置324A、324B及源注入器330可連接至將氣體載送至掃描沈積裝置100外側之組件或載送來自掃描沈積裝置100外側之組件之氣體之通道或管道。
透過基板120與掃描模組140A之間之一間隙進入之反應物前驅物首先被中和器314中和，且然後經由反應物排氣裝置320A、320B排放。
當室114填充有反應物前驅物時，基板120首先吸附有反應物前驅物。然後，掃描模組140A在基板上方移動，從而藉由吹掃氣體注入器318A、318B注入之吹掃氣體移除過量反應物前驅物。掃描模組140A之源注入器330隨後注入源前驅物，該源前驅物與化學吸附於基板120上之反應物前驅物進行接觸以在基板120上形成一材料層。藉由分離吹掃氣體注入器322A、322B注入之吹掃氣體移除由於反應物前 驅物與源前驅物之間之反應而形成之過量材料。
在一替代實施例中，吹掃氣體注入器318A、318B之位置與反應氣體排氣裝置320A、320B之位置交換。亦即，反應氣體排氣裝置320A、320B可形成於主體216之最外面之底部部分處。
主體216可具有係空氣動力之一平輪廓(plat profile)。主體216之此空氣動力輪廓係有利的，除了其他原因，此亦由於(i)填充室114之反應物前驅物之攪動或湍流可減小，以及(ii)具有短壽命之氮或氫自由基可有效地用於沈積(舉例而言)氮化物膜或金屬膜。
圖4A係根據一實施例圖解說明使用同軸電極442之一電漿源400之一概念圖。電漿源400可用作自由基產生器138以產生自由基作為反應物前驅物。同軸電極442跨越電漿源400之長度或寬度延伸。當經由一進口452將氣體注入至電漿源400中且將電信號施加至同軸電極442時，產生氣體之自由基。所產生之自由基可經由出口454提供至反應物注入器136。反應物注入器136然後將自由基分配於基板120上方。
圖4B係根據一實施例圖解說明擴散共面表面障壁放電(DCSBD)電漿源450之一概念圖。DCSBD電漿源450包含具有放置於其中之電極462、464之一介電質區塊460。電極462連接至一高供應電壓，且電極464連接至低供應電壓。電漿472形成於電極462、464之間的介電質區塊460之表面上，此產生圍繞介電質區塊460之氣體自由基。所產生之自由基可用作經由反應物注入器136注入之反應物前驅物。
上文參考圖4A及圖4B所闡述之電漿源僅係說明性的。亦可採用其他類型之電漿源來產生供在掃描沈積裝置100中使用之自由基。另一選擇係，可根本不使用電漿源。用於掃描沈積裝置100中之反應物前驅物可係不涉及任何電漿源之使用之一氣體。
圖5A至圖5E係根據一實施例圖解說明掃描模組140跨越基板120之依序移動之圖式。反應物前驅物520注入於基板120及基座128上 方。因此，該反應物前驅物被吸附至基板120上。如在圖5A及圖5B中所展示，掃描模組140A在基板120上方自右向左移動，同時排放掃描模組140A下面之反應物前驅物並將源前驅物注入至基板120上。另一方面，基板120在基座128上保持於一固定位置中。由於移動掃描模組140A，因此藉由一ALD程序在基板120上形成一材料層。
在一實施例中，在掃描模組140A正在基板120上方通過時，掃描模組140B開始朝左移動，如在圖5B中所展示。掃描模組140A及140B兩者皆可正在基板120之不同部分上方通過，如在圖5C中所展示。掃描模組140C、140D亦依序向左移動，如在圖5D及圖5E中所展示。在其他實施例中，在一先前掃描模組完成橫越基板120之後，掃描模組可開始朝左移動。
掃描模組140A至140D中之每一者可將相同或不同源前驅物注入於基板上。舉例而言，所有掃描模組140A至140D可將三甲基鋁(TMA)注入至基板120上。在一不同實例中，掃描模組140A注入TMA，掃描模組140B注入三二甲基氨基矽烷(3DMASi)，掃描模組140C注入四乙基甲基氨基鈦(TEMATi)，且掃描模組140D注入四乙基甲基氨基鋯(TEMAZr)，作為源前驅物。在四個掃描模組140A至140D在基板120上方通過之後，Al2O3/SiO2/TiO2/ZrO2之原子層形成於基板120上。
在一實施例中，在掃描模組140B在基板120上方通過「j」次之前，掃描模組140A在基板120上方通過「i」次。然後，掃描模組140C在基板120上方通過「k」次，且掃描模組140D在基板120上方通過「l」次。以此方式，可在基板120上形成包含「i」個Al2O3層、「j」個SiO2層、「k」個TiO2層及「l」個ZrO2層之一複合層。
掃描模組140中之一或多者可間歇地注入源前驅物以將一或多個層僅沈積於基板120之特定區域上。此外，掃描模組140可包含僅在基 板120之特定位置處注入源前驅物之遮板(shutter)(未展示)。藉由間歇地注入源前驅物及/或操作遮板，基板120之選擇性區域可沈積有一或多個材料層或在基板120之不同區域處沈積有不同厚度之材料。此外，掃描模組140可在基板120之一選定區域上方往復運動以增加選定區域上之經沈積材料或經選擇性沈積材料之厚度。可在不使用一陰影遮罩或蝕刻之情況下藉由掃描沈積裝置100來進行材料之此選擇性沈積。因而，掃描沈積裝置100達成材料在可不適於蝕刻程序之基板(例如，由生物活性物質製成之基板)上之圖案化。
在一或多項實施例中，掃描模組140在於基板120上方通過時注入源前驅物，但在掃描模組140通過至基座128之未安裝基板120之部分之後，掃描模組140停止注入源前驅物。在掃描模組140停止移動(如在圖5E中所展示)之後，可關斷電漿源138，且亦可關斷吹掃氣體之注入。然後，可經由開口144自室114移除基板120。
圖6A係根據一實施例之一整體式掃描模組600之一透視圖。整體式掃描模組600可包含藉由橋部分623、627、629連接之多個主體622、624、626、628。主體622、624、626、628中之每一者(舉例而言)在如下文參考圖6C詳細地闡述之配置中包含吹掃氣體注入器、反應氣體排氣裝置、源排氣裝置及一源注入器。主體622、624、626、628及橋部分623、627、629一起在基座或基板120上方移動。
橋部分623、627、629中之每一者形成有開口614、616、618以將基板120曝露於反應物前驅物。假定一開口之寬度係WOP且整體式掃描模組600之速度係VM，則基板120曝露於反應物前驅物達時間WOP/VM。
在整體式掃描模組600移動跨越基板120時，該基板反覆地曝露於反應物前驅物及源前驅物。掃描模組600之每一主體622、624、626、628可注入相同或不同源前驅物以將不同材料沈積於基板120 上。
主體622、624、626、628中之每一者可經由撓性管610連接以接收或排放氣體。鐵磁流體旋轉密封可提供於主體622、624、626、628與撓性管610之間以防止經由撓性管610輸送之氣體之洩漏。
圖6B係根據一實施例沿著圖6A之線C-D截取之整體式掃描模組600之一剖面圖。掃描模組600移動跨越基板120同時維持一間隙GH。
圖6C係根據一實施例之圖6A之整體式掃描模組之主體622之一詳細視圖。主體622形成有反應氣體排氣裝置632A、632B、吹掃氣體注入器636A、636B、源排氣裝置640A、640B，以及一源注入器642。此等注入器及排氣裝置之功能及結構與上文參考圖3所闡述的實質上相同，惟反應物排氣裝置632A、632B除外。
主體622、624、626、628之前緣Ed1或後緣Ed2可具有彎曲上面，如在圖6B及圖6C中所展示。邊緣Ed1、Ed2之彎曲輪廓可為一喇叭形狀。此形狀有利地促進反應物前驅物透過開口614、616、618進入。當使用自由基作為反應物前驅物時，整個整體式掃描模組600之頂面或邊緣Ed1、Ed2之頂面可塗佈有介電材料(例如，Al2O3)或石英以防止自由基接觸頂面且恢復至一非活性狀態。
反應氣體排氣裝置632A、632B具有相對於基板120之頂面以α之一角度傾斜之進口633A、633B。此外，進口633A、633B具有一寬度Wi且具有高度Hi之水平升高部分。藉由調整寬度Wi、高度Hi及角度α，可調諧反應氣體之排放。
毗鄰於開口之反應氣體排氣裝置(例如，反應氣體排氣裝置632B)亦可促進開口614下方之基板之一部分之曝露。亦即，反應氣體排氣裝置632B可促進反應物前驅物氣體跨越開口614之長度之相對一致流動，使得材料以一均勻方式沈積於基板120上。在一實施例中，主體622、624、626、628中之每一者可具有寬度Wi、高度Hi及角度α之不 同組態，此取決於由主體622、624、626、628注入之源前驅物或該等主體在整體式掃描模組600內之位置。
雖然未在圖6B及圖6C中圖解說明，但主體622、624、626、628可進一步形成有一或多個分離吹掃氣體注入器以防止反應物前驅物與源前驅物在除基板120之頂面上之外的區中混合。
圖7係根據一實施例安裝於充氣結構718、722上之整體式掃描模組700之一透視圖。與圖6A之掃描模組600相比，掃描模組700包含更多個主體及橋部分。主體之反應物排氣裝置藉由一端處之導管(例如，導管726)連接至上部充氣結構718。源排氣裝置藉由不同導管(例如，導管728)連接至下部充氣結構722。上部充氣結構718B及下部充氣結構722B分別連接至單獨管道714A、714B。以此方式，經由不同路線自掃描沈積裝置100排放源前驅物及反應物前驅物。藉由防止源前驅物與反應物前驅物在排放期間混合，可能較少粒子會由於源前驅物與反應物前驅物之反應而形成。
雖然未在圖7中圖解說明，但導管(未展示)將上部充氣結構718A及下部充氣結構722A連接至掃描模組700之另一端，使得可跨越主體更均勻地排放源前驅物及反應物前驅物。
充氣結構718、722可安裝有支撐整體式掃描模組700跨越基板120及基座滑動之軌。
圖8A至圖8C係根據一實施例圖解說明整體式掃描模組600跨越基板120之移動之圖式。在此實例中，整體式掃描模組600開始自右端之移動(參見圖8A)，移動跨越基板120(參見圖8B)且在移動至左端之後結束移動(參見圖8C)。在由整體式掃描模組600之主體注入源前驅物時，材料層沈積於基板120上。
整體式掃描模組600可重複左右移動以將材料沈積至所要厚度。此外，在基板120上之特定位置處接通源前驅物之注入來以一預定圖 案沈積材料。
圖9係根據一實施例圖解說明用於排放源前驅物之掃描沈積裝置100之組件之一圖式。形成於掃描模組600中之源排氣裝置經由一角位移波紋管714及一壓縮波紋管914連接至一排氣管道910。角位移波紋管714經結構化以撓曲至不同角度以提供壓縮波紋管914與掃描模組600之間之連接。壓縮波紋管914經結構化以改變其長度。角位移波紋管714及壓縮波紋管914提供自掃描模組600至排氣管道910之路徑，而不管掃描模組600在基座上之不同位置。
鐵磁流體旋轉密封可提供於排氣管道910與壓縮波紋管914之間，使得在即使在壓縮波紋管914繞排氣管道910旋轉時亦不洩漏之情況下將源前驅物輸送至排氣管道914。可提供各種其他結構以自掃描沈積裝置100排放源前驅物。此外，雖然在圖9中圖解說明用於僅載送源前驅物之波紋管714、914，但可提供另一組波紋管以排放反應物前驅物。
圖10A及圖10B係根據一實施例圖解說明用於處理多個基板120之一輸送帶系統之圖式。滑輪1040、1044放置於填充有由反應物注入器1036注入之反應物前驅物之一室1020內。一帶1010懸置於滑輪1040、1044之間。複數個基板120固定至帶1010。在滑輪1040、1044旋轉時，帶1010與基板120一起自左至右移動，如由箭頭1014所展示。圖10A及圖10B分別圖解說明在右端及左端處之掃描模組1060。
一掃描模組1060自右至左移動，如由箭頭1016所展示。基板120曝露於由反應物注入器1036注入之反應物前驅物且然後曝露於由掃描模組1060注入之源前驅物。帶1010之線性速度比掃描模組1060之速度慢，使得在基板120正在反應物注入器1036下方通過時，掃描模組1060可在基板120上方通過。掃描模組1060可在基板120在反應物注入器1036下面時在基板120上方移動一次以上以將一較厚膜沈積於基板 上。
雖然圖10A及圖10B中之掃描模組1060圖解說明為具有多個主體之一整體式掃描模組，但亦可使用如上文參考圖3詳細地闡述之具有一單個主體之掃描模組。
在一基板到達右端之後，可自輸送帶系統移除該基板且可將一額外基板放置於左端上以使其經歷沈積程序。
圖11係根據一實施例圖解說明用於在一撓性膜1138上進行一原子層沈積(ALD)程序之一連續處理系統之一圖式。在膜1020自一滑輪1140展開及捲繞至一室1120內之一滑輪1144上時，撓性膜1138沿如由箭頭1114所指示之方向移動。在反應物注入器1036將反應物前驅物注入於膜1138上時，掃描模組1160在膜1138上方移動。沈積有該材料之膜1120之部分捲繞至滑輪1144上。
本說明書中所使用之語言原則上係出於易讀性及指導性目的而選擇，且其可並非為描述或限制發明標的物而選擇。因此，本文中所闡述之實施例意欲係說明性的，而不限制發明標的物。
120‧‧‧基板
128‧‧‧基座
140A‧‧‧掃描模組
140B‧‧‧掃描模組
140C‧‧‧掃描模組
140D‧‧‧掃描模組
150‧‧‧路徑
210‧‧‧軌
214‧‧‧線性馬達
216‧‧‧主體
A-B‧‧‧線

Claims (20)

  1. 一種用於在一基板上沈積材料之設備，其包括：一基座，其經組態以固定一或多個基板；一固定注入器，其經組態以將一第一前驅物注入至該一或多個基板上；一掃描模組，其經組態以移動跨越該固定注入器與該一或多個基板之間之空間以將一第二前驅物注入至該一或多個基板上；及一外殼，其經組態以封圍該基座及該掃描模組。
  2. 如請求項1之設備，其進一步包括經組態以移動跨越該固定注入器與該一或多個基板之間之該空間以將一第三前驅物注入至該一或多個基板上之至少另一掃描模組。
  3. 如請求項1之設備，其中該掃描模組形成有：一第一排氣裝置，其經組態以排放該掃描模組與該一或多個基板之間之該第一前驅物；一氣體注入器，其經組態以將該第二前驅物注入至該一或多個基板上；及一第二排氣裝置，其經組態以排放在該一或多個基板上注入之後餘留之過量第二前驅物。
  4. 如請求項3之設備，其中該掃描模組進一步形成有經組態以注入吹掃氣體以自該一或多個基板移除經物理吸附之第二前驅物之一吹掃氣體注入器。
  5. 如請求項4之設備，其中該吹掃氣體進一步防止該第二前驅物與該第一前驅物在除該一或多個基板上之外的區中之接觸。
  6. 如請求項1之設備，其中該第一前驅物係用於進行原子層沈積之 反應物前驅物，且該第二前驅物係用於進行該原子層沈積之源前驅物。
  7. 如請求項1之設備，其進一步包括連接至該固定注入器以產生氣體自由基作為反應物前驅物之一自由基產生器。
  8. 如請求項7之設備，其中該掃描模組進一步包括至少在一前緣或一後緣處之一或多個中和器以使該等氣體自由基成為非活性的。
  9. 如請求項1之設備，其中該掃描模組包括形成有一氣體注入器以將氣體注入至該一或多個基板上之複數個主體，該等主體藉由橋部分連接，該等橋部分中之每一者形成有開口以將該一或多個基板曝露於該第一前驅物。
  10. 如請求項9之設備，其中該等主體中之每一者形成有朝向該開口傾斜以排放透過該開口進入之該第一前驅物之一第一前驅物排氣裝置。
  11. 如請求項9之設備，其中該等主體中之每一者之一上面朝向毗鄰於該開口之一邊緣處的該主體之一底面彎曲。
  12. 如請求項9之設備，其中該等主體中之每一者形成有：一第一排氣裝置，其經組態以排放該掃描模組與該一或多個基板之間之該第一前驅物；一氣體注入器，其經組態以將該第二前驅物注入至該一或多個基板上；及一第二排氣裝置，其經組態以排放在該一或多個基板上注入之後餘留之過量第二前驅物。
  13. 如請求項1之設備，其中該一或多個基板在注入該第一前驅物或該第二前驅物期間保持固定。
  14. 如請求項1之設備，其中該基座在兩端處形成有路徑以排放藉由 該掃描模組注入至該基座上之該第二前驅物。
  15. 如請求項1之設備，其進一步包括一或多個軌，該等掃描模組在該一或多個軌上跨越該一或多個基板滑動。
  16. 如請求項1之設備，其中該基座係經組態以跨越該固定注入器載送該基板之一輸送帶。
  17. 一種用於在一撓性基板上沈積材料之設備，其包括：一組滑輪，其經組態以捲繞或展開該撓性基板；一固定注入器，其經組態以將一第一前驅物注入至該撓性基板上；一掃描模組，其經組態以移動跨越該固定注入器與該基板之間之空間以將一第二前驅物注入至該基板上；及一外殼，其經組態以封圍撓性基板基座及該掃描模組。
  18. 如請求項17之設備，其中該掃描模組形成有：一第一排氣裝置，其經組態以排放該掃描模組與該一或多個基板之間之該第一前驅物；一氣體注入器，其經組態以將該第二前驅物注入至該一或多個基板上；及一第二排氣裝置，其經組態以排放在該一或多個基板上注入之後餘留之過量第二前驅物。
  19. 如請求項18之設備，其中該掃描模組進一步組態有一吹掃氣體注入器，該吹掃氣體注入器經組態以注入吹掃氣體以自該一或多個基板移除經物理吸附之第二前驅物。
  20. 如請求項17之設備，其中該第一前驅物係用於進行原子層沈積之反應物前驅物，且該第二前驅物係用於進行該原子層沈積之源前驅物。
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