TWI555874B - 批量處理技術 - Google Patents
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Description
本發明概括而言有關於沈積反應器。更具體但非排他地，本發明有關於藉由順序自飽和表面反應使材料沈積於表面上的這一類沈積反應器。
原子層外延(ALE)方法是Tuomo Suntola在1970年代初發明的。該方法的另一通用名稱是原子層沈積(ALD)，現在用它來替代ALE。ALD是一特殊的化學沈積方法，其基於依序將至少兩個反應前驅物引入到一基體上。該基體位於反應空間內。該反應空間是被加熱的。ALD的基本成長機制依賴於化學吸附和物理吸附間的鍵强度差異。在沈積過程中，ALD利用化學吸附，且消除物理吸附。在化學吸附過程中，固相表面的一(些)原子和來自氣相表面的一分子之間形成一牢固的化學鍵。因為只有范德華力，物理吸附產生的鍵就弱得多。局部溫度在分子的冷凝溫度以上時，熱能會容易斷開物理吸附產生的鍵。
一ALD反應器的反應空間包括能間隔且依序地向用於沈積薄膜之每一ALD前驅物暴露的所有加熱表面。一基本的ALD沈積週期包括四個連續的步驟：脈衝A，沖洗A，脈衝B和沖洗B。脈衝A通常由金屬前驅物蒸汽組成，脈衝B由非金屬前驅物蒸汽組成，尤其是氮氣或者氧氣前驅物
蒸汽。在沖洗A和沖洗B過程中，使用惰性氣體，如氮氣或者氬氣，和一真空泵沖洗反應空間的氣態反應副產品和殘餘反應物分子。一沈積順序包括至少一沈積週期。重複沈積週期，直到沈積順序產生一所需厚度的薄膜。
前驅物經由化學吸附於加熱表面的可反應位置形成一化學鍵。通常條件被安排成：在一前驅物脈衝過程中，表面上只形成一固體材料的單分子層膜。從而，成長過程是自終止的或者飽和的。例如，第一前驅物可以包括一些與吸附物質保持連接且使表面飽和的配位子以防止進一步的化學吸附。反應空間的溫度維持在冷凝溫度之上且在使用的前驅物的熱分解溫度之下，使得化學吸附於基體上的前驅物分子物種本質上是完整的。本質上完整意味著在前驅物分子物種化學吸附於表面時，揮發性配位子能從前驅物分子上脫落。該表面實質上變為該第一類型反應部位，即該第一前驅物分子的吸收物種飽和。此化學吸附步驟之後通常是第一沖洗步驟(沖洗A)，其中，過量的第一前驅物和可能的反應副產物就從反應空間裏除去。然後，第二前驅物蒸汽被引入反應空間。第二前驅物分子通常會和吸附於第一前驅物分子的吸附物種發生反應，從而形成所需要的薄膜材料。一旦被吸附的第一前驅物的全量被耗盡，這種成長就會終止，而表面已經第二類型反應部位基本飽和。然後過量的第二前驅物蒸汽和可能的反應副產物就由第二沖洗步驟(沖洗B)消除。然後重複該循環直到膜成長到一所需的厚度。沈積循環也可以是更複雜的。例如，
該循環可以包括三個或者更多被沖洗步驟分隔開的反應物蒸汽脈衝。所有這些沈積循環形成由一邏輯單元或者一微處理器控制的一定時沈積順序。
由ALD成長的薄膜緻密，無針孔且厚度一致。例如，在一實驗中，藉由熱ALD，由三甲基鋁((CH3)3Al)，也被稱之為TMA，和水在250-300℃下於一基體晶片上成長而成的氧化鋁只有大約1%的非均勻性。
在Riikka Puurunen博士的評論文章“Surface chemistry of atomic layer deposition：a case study for the trimethylaluminum/water process”,Journal of Applied Physics,vol.97,121301(2005)中能找到有關ALD薄膜製程及適用於ALD薄膜製程的前驅物的一般性知識，所述的評論文章併入本文作為參考。
最近，能够增加沈積量的批量ALD反應器受到的關注增加。
根據本發明的第一個實施例，提供了一種方法，其包括：提供原子層沈積反應器的一反應室模組以藉由一原子層沈積過程來處理一批量基體；及在處理前將該批基體經由一不同於該批基體處理後被卸載的路徑裝載至反應室模組中。
在某些實施例中，基體包括矽晶片、玻璃板、金
屬板或者聚合物板。
在某些實施例中，該批量基體(一般至少一批基體)從反應室模組不同於該至少一批基體從反應室模組卸載的一側被裝載。裝載和卸載可在反應器模組或者反應器的兩相對側上進行。裝載和卸載可以水平地進行。
在某些實施例中，該方法包括：在原子層沈積反應器的預處理模組中，預處理該批量基體；在反應器的反應室模組中，藉由原子層沈積過程來處理前述預處理過的批量基體；及在反應器的後處理模組中，後處理該處理過的該批量基體，其中，該預處理模組、該反應室模組，和該後處理模組設置成一排。
在某些實施例中，該等模組已經被整合為一單獨的設備。在某些實施例中，有一通過該等模組的連續路徑。在某些實施例中，每一模組的外形是相同的。
在某些實施例中，該藉由原子層沈積過程的處理包括由順序自飽和表面反應在批量基體上沈積材料。
在某些實施例中，該預處理模組是一預熱模組，且該預處理包括預熱批量基體。
在某些實施例中，該後處理模組是一冷卻模組，且該後處理包括冷却批量基體。
在某些實施例中，該方法包括在一通過整個生產線的方向上輸送批量基體，加工生產線包括預處理、反應
室和後處理模組。
在某些實施例中，模組是在一水平列上。通過模組的傳輸機構是單向通過每一模組。
在某些實施例中，預處理過的基體是從模組的一側被裝載至反應室模組中，且ALD處理過的基體是從模組的對側卸載。在一實施例中，該反應室模組的形狀是細長形。
在某些實施例中，預處理模組是一第一負載閉鎖室，且該方法包括在第一負載閉鎖室內於一升高壓力下藉由使用熱輸送預熱批量基體。
升高的壓力指一會高於真空壓力的壓力，如室內壓力。熱輸送包括熱傳導、對流和電磁輻射。在低壓下，熱大部分是藉由電磁輻射輸送通過氣體空間，此即典型的紅外輻射。升高壓力下，熱輸送是藉由氣體的熱傳導和氣體的對流來增强。對流可以是溫差引起的自然對流，或者可以是藉由一氣體泵或者風扇完成的强制對流。批量基體可由藉助於惰性氣體，如氮氣或者類似氣體的熱輸送加熱。在某些實施例中，惰性氣體被導入預處理模組中且該惰性氣體用至少一個加熱器來加熱。
在某些實施例中，後處理模組是一第二負載閉鎖室，且該方法包括在第二負載閉鎖室內，於一高於真空壓力的升高壓力下，藉由使用熱輸送冷却批量基體。
在某些實施例中，該方法包括將批量基體分成基體子集，且在反應室模組中同時處理每一子集，每一子集
具有專用的氣體流入口和氣體流出口。
在某些實施例中，每一子集是在內部分隔壁形成的一局限空間內被處理。
在某些實施例中，該方法包括在太陽能電池結構上沈積氧化鋁。
在某些實施例中，該方法包括在太陽能電池結構上沈積Zn1-xMgxO或者ZnO1-XSX緩衝層。
根據本發明的第二個範例層面，提供了一種裝置，其包括：一原子層沈積反應器的反應室模組，配置為藉由原子層沈積過程處理一批量基體；及一裝載和卸載設備，允許將該批量基體在處理前經由一不同於該批基體在處理後被卸載的路徑裝載至反應室模組中。
該裝置可以是一原子層沈積反應器，一ALD反應器。
在某些實施例中，該裝置包括：一原子層沈積反應器的預處理模組，配置為預處理該批量基體；反應器的反應室模組配置為藉由原子層沈澱過程處理該預處理過的批量基體；及該反應器的後處理模組，配置為用於後處理該處理過的批量基體，其中，該預處理模組、該反應室模組，和該後處理模組設置成一排。
在某些實施例中，該藉由原子層沈積過程進行的處理包括藉順序自飽和表面反應在批量基體上沈積材料。
在某些實施例中，該預處理模組是一預熱模組，配置為將批量基體的溫度預熱到高於室溫。
在某些實施例中，所述後處理模組是一冷卻模組，配置為將批量基體的溫度冷却到低於ALD過程的溫度。
在某些實施例中，該裝置配置為在一通過整個生產線的方向上輸送批量基體，該生產線包括預處理、反應室和後處理模組。
在某些實施例中，預處理模組是一第一負載閉鎖室，配置為在一升高壓力下藉由使用熱輸送預熱批量基體。
在某些實施例中，後處理模組是一第二負載閉鎖室，配置為在一升高壓力下藉由使用熱輸送冷却批量基體。
在某些實施例中，反應室模組包括分隔壁，或者被配置成容納將批量基體分成基體子集的分隔壁，每一子集具有專用的氣體流入口和氣體流出口。
根據本發明的第三個實施例，提供了一種裝置，其包括：一原子層沈積反應器的反應室模組，配置為藉由原子層沈積過程來處理批量基體；及在處理前將批量基體經由一不同於該批基體在處理後卸載的路徑裝載至反應室模組中的裝置。
本發明的實施例不同的不具約束力範例層面及實施例已經在前面描述。使用上述實施例僅僅是為了解釋
一些可應用於實現本發明的特定層面或者步驟。一些實施例可能僅是參照本發明的某些示範例被提出。應當意識到，相應的實施例也可以適用於其它範例層面。實施例的任何適當組合可以被形成。
110‧‧‧反應室模組
111、211‧‧‧閘門
112、212‧‧‧閘門
115、960、1260、1415‧‧‧托架
117‧‧‧車輪
120‧‧‧批量基體
121‧‧‧導流板
122‧‧‧板
125‧‧‧導軌
127‧‧‧凹部
132‧‧‧形成連接的空間
135、135a、135b、835、1035、1335‧‧‧進給管路
136、936、1236‧‧‧排氣通道
137‧‧‧真空泵
145‧‧‧箭頭
251‧‧‧預處理模組
252‧‧‧後處理模組
260、1461‧‧‧加熱器
660‧‧‧基體座
675、1275‧‧‧網格
975‧‧‧垂直網格
980‧‧‧側壁
1462‧‧‧熱絕緣層
本發明現在將僅藉由舉例方式參照附圖描述。
圖1A-1J是依據一示範性實施例，在一沈積反應器內的批量處理技術；圖2所示為依據一示範性實施例的沈積反應器；圖3所示為另一示範性實施例中的托架；圖4所示為依據一示範性實施例，基體在一批量中的放置；圖5A-5B所示為依據一示範性實施例的氣流方向；圖6所示為依據一示範性實施例的曲邊矩形管式爐；圖7所示為依據另一示範性實施例的曲邊矩形管式爐；圖8所示為依據又一示範性實施例的曲邊矩形管式爐；圖9所示為依據一示範性實施例的矩形管式爐；圖10所示為依據另一示範性實施例的矩形管式爐；圖11所示為依據又一示範性實施例的矩形管式爐；圖12所示為依據一示範性實施例的圓形管式爐；圖13所示為依據另一示範性實施例的圓形管式爐；及圖14A-14D所示為依據一示範性實施例，在一沈積反應器中的一單批處理方法。
在下面的描述中，原子層沈積(ALD)技術被使用作一個例子。除非所附的申請專利範圍裏有特別限制，本發明的實施例未嚴格限於該技術及其相等的技術，但某些實施例在利用另一項或多項原子尺度沈積技術的方法和裝置中也可應用。
ALD的基本成長機制是本領域技術人員習知的。ALD方法的詳情也已記述在本專利申請的導言部分。這些細節在此處不再重複，但是這方面會引用導言部分。
圖1A-1J繪示依據一示範性實施例在沈積反應器中的批量處理方法。沈積反應器包括一水平的反應室模組110、一管式爐，其可能具有矩形截面、曲邊矩形截面，或者圓形截面，更詳細的參照圖6-13所示。其它實施例中，截面也可以是適合目的的其他形狀。
反應室模組110包括在模組110各個端部用於裝載和卸載一托架115的閘門111和閘門112，托架115承載各自承載一批量基體120的基體座。閘門111和閘門112可以打開，如圖1A和1H所示。在替代選擇的實施例中，閘門可以是閘閥，或者打開和關閉時需要非常小空間的類似物。在那些實施例中，例如，一固定或者可移動的預處理模組可在閘門111的一端被附加到模組110上。同樣地，在替代選擇的實施例中，一固定或者可移動的後處理模組可在閘門112的一端被附加到模組110上。稍後，在與圖2有關的描述中對此有更詳細的描述。
每一批量基體可以在它自有的由導流裝置或者導流板121形成的半局限空間內，該導流板121環繞每一批量基體的諸側面。因此，每一半局限空間形成一至少頂側和底側能部分開放的盒體，使盒體裏的基體得以暴露於過程氣體，且過程氣體得以從盒體排出。導流板121可以形成托架115的一永久性結構。在處理之前，承載一批量基體的基體座可藉一裝載自動機器或者類似物傳送到此一盒體中。或者，導流板121可以整合到基體座上。在那些實施例和其它實施例中，一自動機器或者類似物可以將一批量基體從一普通的塑料晶片載體盒或者基體座上移入一能耐受ALD的處理溫度和前驅物的基體座(例如由鋁，不銹鋼或者碳化矽製成的)中。這些可具有形成盒體壁之導流板121的基體座然後被裝載至托架115中。
基體120可以是如圖1A所示的圓形基體晶片，或者矩形晶片，尤其是正方形晶片，將在本說明書下文中結合圖3-14D更詳細地說明。每一批量可由彼此相鄰放置而形成一晶片間有開放氣隙的水平堆疊的晶片所組成，在本說明書下文中結合圖4-5B有更詳細說明。
圖1A-1J所示的反應室模組110包括模組上部的前驅物蒸汽進給管路135。每一前驅物蒸汽可以有一進給管路。在圖1A-1J所示的實施例中有兩個水平方向上相鄰的進給管路。在其它實施例中，進給管路可以是在垂直方向上相鄰。圖6-13中已經繪示進給管路配置的一些例子。前驅物蒸汽至少從一點送入進給管路。在其它實施例中，在大
反應器中，進給管路可能很長而得以有利地具有一個以上對進給管路的前驅物蒸汽進氣點，例如在進給管路的兩端。
進給管路上可能有進氣口使氣體和蒸汽得以離開進給管路和進入反應室。因此，在一個實施例中，進給管路是帶穿孔的管道。進氣口的位置依實施例而定。例如，他們可能是在進給管路的上部及/或下部及/或側表面。進給管路進入反應室的供應線在實施上有不同方式。一可能的實施方式是，每一進給管路至少有一穿過反應室頂板的供應線。另一可能的實現方式是，每一進給管路至少有一穿過反應室側壁的供應線。
反應室模組110包括支撑面下方的沿模組110的整個長度的排氣通道136。在處理過程中，反應副產物和過剩的反應物分子經由排氣通道136，被沖洗和/或者泵送到真空泵137。
在一實施例中，反應室模組110包括至少一加熱反應室內部，亦即實際上的反應空間的加熱器。一種可行的加熱設備在本說明書下文中結合圖14A-14D來說明。至少一加熱器在除了指向反應空間的方向之外的方向上由一熱絕緣層覆蓋。
托架115包括輪子117、或者其他能使該托架115沿著軌道或者導軌125或者沿其它支撑面移動或者滑入模組110和在模組110內部滑動的移動裝置。支撑面包括凹部127、或者其他用於將托架115鎖定到一合適的位置以進行處理的收容裝置。在圖1B和圖1C所示的實施例中，輪子117
下降至凹部127中。在每一配合置入與支撐面銜接或在支撐面下方所形成的空間132的盒體區域中，托架115可具有下導流裝置或導流板122。
在圖1D中，托架115位於模組110內部的一處理位置。進給管路135通過每一個容納批量基體的盒體與排氣通道136和真空泵137流體連通。
最初，反應室中是室內壓力。反應室已裝載了批量基體120後，在裝載期間打開的裝載口或者閘門111被關閉。然後，通過真空泵137將反應室抽成真空。加載的批量基體可以是已經預處理過的，舉例而言，在一固定或者可移動的預處理模組中預熱到處理溫度範圍(即實際的處理溫度或者至少接近處理溫度)內。或者，他們可以在反應室中加熱。
惰性沖洗(載體)氣體，如氮氣或者類似物，按箭頭145所示從進給管路135流進每一盒體裏。惰性沖洗(載體)氣體流進反應室的流速與氣體泵送出反應室的泵送速度之間的平衡能够使反應室的壓力典型地保持在約0.1-10百帕，較佳地，在沈積過程中約為0.5-2百帕。
沈積過程包括一個或者多個連續的沈積週期。每一個沈積週期(ALD週期)包括一第一前驅物脈衝(或者脈衝週期)，繼而是一第一沖洗步驟(或者週期)，之後是一第二前驅物脈衝(或者脈衝週期)，接著是一第二沖洗步驟(或者週期)。
圖1E所示為第一前驅物脈衝週期，在此期間，
基體暴露於第一前驅物蒸汽。氣流的路線是從進給管路135到收容批量基體的盒體裏，且經由排氣通道136進入真空泵137。
圖1F所示為隨後的第一沖洗週期，在此期間，惰性氣體流經反應室，並將氣態反應副產物和多餘的前驅物蒸汽推入排氣通道136，且進一步推入真空泵137。
圖1G所示為第二前驅物脈衝週期，在此期間，基體暴露於第二前驅物蒸汽。氣流的路線再度是從進給管路135到收容批量基體的盒體裏，且經由排氣通道136進入真空泵137。
在一第二沖洗週期之後，根據在基片120上成長出所需厚度材料層的需要重複該沈積週期多次。
在ALD沈積過程的一個實例中，氧化鋁Al2O3是使用三甲基鋁TMA作為第一前，驅物，水H2O作為第二前驅物成長在批量基體120上。在一個示例性實施例中，基體120包括氧化鋁成長於其上的太陽能電池結構。在一個示例性實施例中，處理溫度約為200℃。
在處理後，反應室模組110恢復到室內壓力。如圖1H所示，托架115從凹部127中上升。且托架115經由打開的閘門112從反應室模組110中移出，如圖1J所示。
在圖1A-1J所示的實施例中，說明了一種ALD批量處理的方法，其中(多個)批量基體在處理之前經由一不同於該(多個)批量基體在處理後從反應室卸載的路徑被裝載到反應室模組中。
在一替代選擇的實施例中，支撑面(標號125，圖1A)可以省略。取而代之地，在托架中的諸盒體的下方可以有一沿每一盒體區域延伸的網格，多孔板或者類似的結構元件，從而在托架下方形成排氣通道。在本實施例中，舉例而言，托架能够直接在反應室模組的地板上移動。此一實施例在下文中結合圖6-8更詳細地說明。
在另一替代選擇的實施例中，網格可以附加到支撑面部分。在本實施例中，托架可在支撑面上移動，但托架典型地將不具有導流裝置或者導流板。
實現存在網狀結構的實施例可以不需要形成任何盒體。取而代之的是網格可被設計成使反應空間中的氣流盡可能均勻地分布，基體的每一個表面上就能得到均勻成長。例如，網格中的開口大小可以是不同的，其取决於從供應線到真空泵的距離。
圖2所示為依據另一實施例的沈積反應器。然而，已經在前文中結合圖1A-1F所描述者在預設情況下也適用於圖2中描述的實施例。
圖2所示為一反應室、一管式爐，三個模組機械地彼此耦合。反應室模組110基本上與前面的實施例中所示類似。在反應室模組110的第一側，反應器包括一預處理模組251。它可能是一個負載閉鎖室，由閘門111或者類似物機械耦合到該反應室模組110。在至少一個批量的基體經由裝載口或者閘門211或者類似物裝載至預處理模組251中之後，該至少一個批量的基體可以在預處理模組251中預處
理。例如，該至少一個批量的基體可在預處理模組251中通過熱輸送預熱至處理溫度範圍內。在一個實施例中，惰性氣體，如氮氣或者類似物，是從惰性氣體源導入到預處理模組251中。預處理模組251中的惰性氣體是由位於預處理模組251內或外部的加熱器260加熱。預處理模組251中的至少一個批量的基體藉由加熱的惰性氣體通過熱輸送被加熱。
預處理之後，預處理模組251被抽成真空，閘門111被打開且托架或者承載預處理過的至少一個批量之基體的基體座被移動到反應室模組110內以進行ALD處理。
在反應室模組110的第二(相反)側，反應器包括一後處理模組252。它可能是一個負載閉鎖室，由閘門112或者類似物機械耦合到該反應室模組110。處理之後，閘門112被打開且托架或者承載ALD處理過的至少一個批量之基體的基體座被移動到後處理模組252內以進行後續處理。例如，處理過的至少一個批量的基體可在後處理模組252中藉由熱輸送被冷卻。在一實施例中，惰性氣體，如氮氣或者類似物從惰性氣體源導入到後處理模組252。可以增加後處理模組252中的壓力(例如增加到室內壓力)，且後處理模組252中的至少一個批量的基體是藉由該至少一個批量之基體的熱輸送，包括惰性氣體的自然及/或强制對流，而被冷却。後處理模組的壁例如可以被水冷管路冷却。加溫的惰性氣體被導入到一外部熱輸送單元，在外部熱輸送單元中冷却，並通過泵送到後處理模組252而被送回。
在後處理之後，裝載口或者閘門212被打開，且
承載後續處理過的至少一個批量的基體的托架或者基體座被移出後處理模組252。
圖2所示的實施例說明了一個模組化的沈積反應器。在一替代選擇的實施例中，預處理與後處理模組中的一者被省略。因此，在一替代選擇的實施例中，實現了一種大體上由一前處理模組和一反應室模組組成的沈積反應器。而且，在又一替代選擇的實施例中，實現了一種大體上由一反應室模組和一後處理模組組成的沈積反應器。
圖3繪示根據另一示例性實施例，在圖1A-1J中所示的用於承載批量基體的一托架的型式。圖3中的托架115是用來承載方形晶片，而不是承載批量圓形晶片。如圖4的放大圖所示，基體可形成水平和垂直方向上擺放成彼此相鄰的堆疊。在圖3和圖4所示的實例中，每一批量基體都具有一個3×3的水平堆疊結構，其中三個水平堆疊已經被彼此疊放且三個這樣的縱行水平地彼此相鄰。前驅物蒸汽和沖洗氣體從頂部到底部垂直流經每一個基體的表面，如圖5A所示。在例如圖9-11所示的實施例中，根據圖5B的視角，流動主要是沿著每一基體的表面從左至右或者從右至左流的水平流動。
圖6-11繪示根據某些實施例的沈積反應器和沈積反應器模組的不同設計選擇方案。
圖6-7繪示曲邊矩形管式爐的側視圖。在圖6所示的實施例中，反應室模組110包括在水平方向上相鄰的前驅物蒸汽的進給管路135a，135b，而在圖7所示的實施例中，
水平的進給管路135a，135b是在垂直方向上相鄰。由於ALD前驅物彼此之間通常是起反應的，較佳地，每一個前驅物蒸汽沿其專用的進給管路流入反應室，以防止在進給管路內部沈積薄膜。托架115中的基體座660承載一批量方形基體120，其中的一個繪示在圖6和圖7中。進給管路135a，135b的上表面具有開口，前驅物蒸汽和沖洗氣體經由開口通過彎曲的頂板而偏轉，從而產生一沿著基體表面的均勻的從頂部至底部的流動。托架115具有附屬的網格(標號675)，其功能已在上文討論過。
在圖8所示的實施例中，反應室模組110包括位於模組110的頂角的額外惰性氣體進給管路835，用以增強反應室的沖洗。在沈積過程中，流經額外的惰性氣體進給管路835的惰性氣體流速可以變化。例如，在前驅物脈衝期間，惰性氣體進給管路835裏的流速低以减少基體上角的惰性氣體屏蔽，而在前驅物脈衝之間的沖洗期間，惰性氣體進給管路835裏的流速高以增强反應室的沖洗。在大多數情况下，氮氣或者氬氣可以作為惰性氣體使用。進給管路835可以是上表面具有開口的穿孔管道，以使惰性氣體最初是以圖8中所示的方向流動。
圖9-10繪示管式爐的側視圖。可在反應室模組110內水平移動的基體座或者托架960承載一批量方形基體120，其中一個繪示於圖9和圖10中。在圖9所示的實施例中，反應室模組110包括水平方向上相鄰的前驅物蒸汽進給管路135a，135b，以便沿基體表面產生水平的前驅物蒸汽
流。在進給管路135a，135b的側表面上有開口，前驅物蒸汽和沖洗氣體經由模組110的側壁980偏轉。用這種方式，能產生一沿基體表面的均勻的水平(從左到右)流動。最終氣流經由垂直網格975進到排氣通道936內。
在圖10所示的實施例中，反應室模組110包括位於側壁980角部的額外的惰性氣體進給管路1035，以提高反應室的沖洗。進給管路1035可以是表面具有開口的穿孔管道，以使惰性氣體最初是以如圖11中所示的方向即朝角部流動。
圖12-13繪示圓形的管式爐的剖視圖。能在反應室模組110裏水平移動的基體座或者托架1260承載一批量方形基體120。在圖12所示的實施例中，反應室模組110包括在垂直方向上相鄰的水平的前驅物蒸汽進給管路135a，135b。進給管路135a，135b的上表面具有開口，經由開口，前驅物蒸汽和沖洗氣體通過弧形的天花板偏轉，從而產生一沿基體表面的均勻的從頂部至底部的流動。模組110底部具有網格(標號1275)。網格1275下面的容積形成一個排氣通道1236。
在圖13所示的實施例中，反應室模組110包括接近模組110之頂板的額外的惰性氣體進給管路1335，以提高反應室的沖洗。
圖14A-14D繪示依據另一示例性實施例在一沈積反應器中的批量處理方法。圖14A-14D中所示的方法基本上對應於在前文中參照圖1A-1J說明的方法。不同的是，在
本實施例中，一次僅處理單個批量基體，而不是多個批量基體。然而，在側向上，托架1415上的批料可以很長以使得數百甚至上千基體能夠同時被處理。如圖14(及前述的圖3和圖4)所示，處理容量可藉由用行和列的形式安放水平堆疊的基體來提高。也可看見的是，至少一加熱反應室模組110之反應空間的加熱器(標號1461)，以及在除了朝向反應空間方向之外的方向上覆蓋至少一加熱器1461的熱絕緣層(標號1462)。
在其他方面，圖14A-14D中的參考編號和操作對應於圖1A-1J所使用的參考編號和操作。圖14A所示為托架1415經由閘門111裝載到反應室模組110中。圖14B和14C所示為托架117的輪子下降到凹部127中，以及在處理期間氣體流入收容基體的局限盒體中。圖14D所示為托架1415上的處理過的批量基體經由閘門112卸載。
前文中的描述已通過特定實施的非限制性實例和本發明的實施例，提供目前由發明人設想用來實施發明的最佳模式的一完整及教示性的描述。然而對於本領域技術人員明瞭的是本發明並不限於以上提出的實施例的細節，本發明在其它實施例中可在不脫離本發明的特徵之下使用等效手段實現。
此外，上述揭露的本發明實施例的一些功能，在未相應使用其他功能時，也可以被有利地使用。因此，前面的描述僅僅視為本發明的原則的說明，而不是限制本發明。因此，本發明的範圍僅受所附的申請專利範圍的限制。
110‧‧‧反應室模組
111‧‧‧閘門
112‧‧‧閘門
115‧‧‧托架
117‧‧‧車輪
120‧‧‧一批基體
121‧‧‧導流板
122‧‧‧板
125‧‧‧導軌
127‧‧‧凹部
132‧‧‧形成連接的空間
135‧‧‧馈线
136‧‧‧排氣通道
137‧‧‧真空泵
Claims (11)
- 一種方法，其包括：在原子層沈積反應器的預處理模組中，預處理該批量基體；提供該原子層沈積反應器的一反應室模組俾以藉由一原子層沈積過程來處理由一拖架所承載的一批量基體；在處理前將承載著該批量基體的該托架經由一不同於該批基體處理後被卸載的路徑裝載至反應室模組中；及在反應器的反應室模組中，藉由原子層沈積過程來處理該預處理過的由拖架所承載的該批量基體；其中該藉由原子層沈積過程的處理包含藉由順序自飽和表面反應在由拖架所承載的該批量基體上沈積材料；及其中該預處理模組是一預熱模組，且該預處理包括預熱該批量基體。
- 如請求項1之方法，其中前驅物蒸汽及沖洗氣體係水平地流動。
- 如請求項1之方法，包括在一通過整個生產線的方向上輸送該批基體，生產線包括預處理、反應室和後處理模組。
- 如請求項1之方法，其中該預處理模組是一第一負載閉鎖室，且該方法包括在第一負載閉鎖室內於升高壓力下 藉由熱輸送來預熱該批量基體。
- 如請求項1至4中任一項之方法，包括將該批量基體分成基體子集，且在反應室模組中同時處理每一子集，每一子集具有專用的氣體流入口和氣體流出口。
- 如請求項5之方法，包括在太陽能電池結構上沈積氧化鋁。
- 一種裝置，其包括：一原子層沈積反應器的反應室模組，配置為藉由一原子層沈積過程來處理由一拖架所承載的一批量基體；一裝載和卸載設備，允許將承載著該批量基體的該托架在處理前經由一不同於該批基體在處理後被卸載的路徑裝載至反應室模組中；及一原子層沈積反應器的預處理模組，配置為預處理由拖架所承載的該批量基體；其中該反應器的反應室模組係配置為藉由順序自飽和表面反應在來處理該預處理過的由拖架所承載的該批量基體；及其中該預處理模組是一預熱模組，且該預處理包括預熱由拖架所承載的該批量基體。
- 如請求項7之裝置，其中該反應室模組包含用來水平地分配前驅物蒸汽及沖洗氣體的分配元件。
- 如請求項7之裝置，其中該裝置配置為在一通過整個生產線的方向上輸送該批量基體，該生產線包括預處理、反應室和後處理模組。
- 如請求項7之裝置，其中該預處理模組是一第一負載閉鎖室，配置為在升高壓力下藉由熱輸送預熱該批量基體。
- 如請求項7至10中任一項之裝置，其中該反應室模組包括分隔壁，或者被配置為容納將該批基體區分成基體子集的分隔壁，每一子集具有專用的氣體流入口和氣體流出口。
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