涂覆前体喷嘴和喷嘴头制造技术

本发明专利技术涉及用于使基材(5)的表面经受涂覆前体的涂覆前体喷嘴(15)。所述喷嘴(15)具有喷嘴输出面(10a)、第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)以及第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)。所述涂覆前体喷嘴(15)包括前体供应通道(16)、第一排出通道(17a)、第一横向吹扫气体通道(18a)、第二横向吹扫气体通道(18b)、第一边缘吹扫气体通道(19a)和至少一个第一辅助吹扫气体通道(20)。本发明专利技术还涉及喷嘴头(1)。

Coating front nozzle and nozzle head

The present invention relates to a pre coated nozzle (15) for coating the surface of a substrate (5). The nozzle (15) has a nozzle output surface (10a), a side edge of the first nozzle and a side edge of the second nozzle (31, 32), and the edge of the first nozzle end and the edge of the second nozzle (33, 34). The coated precursor nozzle (15) includes a precursor supply channel (16), a first discharge channel (17a), a first transverse purge gas channel (18a), a second transverse blows gas channel (18B), a first edge blows gas channel (19a), and at least one first auxiliary purge gas channel (20). The invention also relates to the nozzle head (1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂覆前体喷嘴和喷嘴头
本专利技术涉及用于使基材表面经受涂覆前体的涂覆前体喷嘴，并且更具体地涉及如独立权利要求1所限定的涂覆前体喷嘴。本专利技术还涉及一种用于使基材表面经受至少第一前体和第二前体的连续表面反应的喷嘴头，并且更具体地涉及如独立权利要求13所限定的喷嘴头。
技术介绍
在现有技术中，根据原子层沉积方法(ALD)的原理，使用几种类型的装置、喷嘴头和喷嘴使基材的表面经受至少第一前体和第二前体的连续表面反应。在ALD应用中，通常在单独的阶段将两种气态前体引入ALD反应器中。气态前体有效地与基材表面反应，产生最大厚度仅为一个单层的生长层的沉积(其可以是原子层或分子层)。通常在前体阶段之后是惰性气体吹扫阶段，或者由惰性气体吹扫阶段分离前体阶段，该惰性气体吹扫阶段在单独引入另一前体之前从基材表面消除多余前体。因此，ALD工艺需要交替变换前体通入基材表面的顺序。交替的表面反应和之间吹扫阶段的这种重复顺序是典型的ALD沉积循环。通过重复这些循环，可以获得非常保形和无针孔的膜，并且可以通过沉积循环的次数来控制膜的厚度。对于更复杂的层，可以使用更多前体例如第三前体和第四前体。用于连续操作ALD的现有技术装置通常包括喷嘴头，该喷嘴头具有：一个或多个第一前体喷嘴，用于使基材的表面经受第一前体；一个或多个第二前体喷嘴，用于使基材的表面经受第二前体；一个或多个吹扫气体通道和一个或多个排出通道，所述一个或多个排出通道用于排出按一定顺序布置的两种前体和吹扫气体。喷嘴优选地相对于基材移动以产生多个生长层。连续ALD(也称空间ALD)中的前体进料在空间上分开。在现有技术装置中，喷嘴头布置成使基材的表面经受前体，使得该表面被沉积材料的生长层涂覆。空间ALD装置中的喷嘴头形成在基材的纵向方向上均匀的生长层。均匀性在基材的横向方向上同样良好。然而，在由多个生长层形成的涂层的边缘区域中，生长层中通常存在不希望的变化，使得涂层的厚度不同。这是因为由于前体和惰性吹扫气体的非理想流动，边缘区域在前体和吹扫(惰性)气体中的暴露并不总是一致的。除了在基材边缘或涂层边缘出现不均匀涂层外，基材边缘区域的厚度变化还会造成其他问题。另一个问题在于，前体可能会从待涂覆的区域逸散到喷嘴头的周围区域，污染该区域、喷嘴头本身、或气体通道和导管、真空室和喷嘴操作的涂覆工具的其他部分。这被认为是由于边缘区域中氮气分流引起的结果，这可导致湍流并因此削弱流动的屏障效果。类似地，由于运动或其他因素的影响，在喷嘴头扰动流的边缘区域出现压力波动和湍流。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供涂覆前体喷嘴和喷嘴头以克服上述问题。通过涂覆前体喷嘴和喷嘴头实现本专利技术的目的，其特征在于独立权利要求中陈述的内容。本专利技术的优选实施方案在从属权利要求中公开。本专利技术的构思是向待涂覆区域的边缘区域提供辅助吹扫气体，使得在辅助吹扫气体的帮助下，实际生长层可以进一步从对流动具有挑战性的边缘区域移动。根据本专利技术，用于使基材的表面经受涂覆前体的涂覆前体喷嘴具有喷嘴输出面、第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘以及第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘。涂覆前体喷嘴包括：前体供应通道，该前体供应通道具有第一前体供应通道端部和第二前体供应通道端部，用于经由喷嘴输出面使基材的表面经受前体，所述前体供应通道在第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘之间纵向延伸；第一排出通道，该第一排出通道向喷嘴输出面打开，用于排出从前体供应通道供应的前体的至少一部分，所述第一排出通道在第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘之间纵向延伸；第二排出通道，该第二排出通道向喷嘴输出面打开，用于排出从前体供应通道供应的前体的至少一部分，所述第二排出通道在第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘之间纵向延伸；所述前体供应通道布置在第一排出通道和第二排出通道之间；用于供应吹扫气体的第一横向吹扫气体通道，所述第一横向吹扫气体通道在第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘之间纵向延伸；用于供应吹扫气体的第二横向吹扫气体通道，所述第二横向吹扫气体通道在第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘之间纵向延伸；所述第一排出通道和第二排出通道和所述前体供应通道布置在第一横向吹扫气体通道和第二横向吹扫气体通道之间；设置在第一喷嘴端部边缘和第一前体供应通道端部之间的第一边缘吹扫气体通道，所述第一边缘吹扫气体通道在第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘之间纵向延伸；以及至少一个第一辅助吹扫气体通道，该第一辅助吹扫气体通道布置在第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘之间，以及第一边缘吹扫气体通道和经由第一前体供应通道端部从第一喷嘴侧部边缘延伸到第二喷嘴侧部边缘的线之间的区域中。根据本专利技术，用于使基材的表面经受至少第一前体和第二前体的连续表面反应的喷嘴头具有输出面、平行的第一端部边缘和第二端部边缘以及平行的第一侧部边缘和第二侧部边缘；喷嘴头包括多个根据前面提出内容的涂覆前体喷嘴，其中喷嘴彼此相邻布置并且在输出面上的第一侧部边缘和第二侧部边缘之间纵向延伸。令人惊讶地发现，在现有技术的解决方案中，前体可以不可控的方式从前体供应通道朝向基材的边缘横动，从而产生随机流动，所述随机流动也在基材的边缘区域中随机地使基材表面经受前体。随后，在所述边缘区域产生不均匀且厚度不受控的层生长。另外，由于前体的排出未受到良好控制，前体也可能从边缘泄漏到涂覆工具的其他部分，并且因此会在涂覆工具的各个部分中产生不希望的污染或残留物生长，从而增加装置的维护需求。喷嘴的主要问题在于受喷嘴几何因素影响，喷嘴端部的流动与喷嘴中部的流动不同。克服这个问题的一种方法是产生分支流，以防止喷嘴和周围区域的相互作用。这导致在大多数情况下不能接合的交叉的流动通道，例如两个供应通道或吸入和供应。在这些种类的不连续区域中，很难防止湍流。因此，前体供应通道布置成在喷嘴中的理想点处终止，并且前体供应通道的延伸区域设置有吹扫气体。因此，涂层在前体供应通道终止点处具有清晰的端部边界线，并且由几何结构引起的所有湍流都位于吹扫供应区。换句话说，辅助吹扫气体通道提供吹扫气体的区域必须足够宽以至于湍流不会到达前体供应区域的边缘。本专利技术的涂覆前体喷嘴和喷嘴头的优点在于，在该工艺期间，要用涂覆前体喷嘴产生的涂层边缘区域受到控制，并且不会由于边缘区域的前体泄漏而污染喷嘴头。附图说明下面将参照附图借助于优选实施方案更详细地描述本专利技术，其中：图1示出了根据本专利技术的喷嘴头的一个实施方案；图2示出了根据本专利技术的喷嘴的一部分；图3示出了根据本专利技术的喷嘴的另一部分；图4示出了根据本专利技术的喷嘴的一个实施方案；图5示出了根据本专利技术的喷嘴的另一个实施方案；并且图6示意性地示出了根据本专利技术的喷嘴头。具体实施方式图1示意性地示出了根据本专利技术的喷嘴头1的一个实施方案。喷嘴头1包括输出面10，气态前体经由该输出面供应，所述输出面10由多个喷嘴输出面10a形成。喷嘴头的主体包括平行的第一端部边缘11和第二端部边缘12以及平行的第一侧部边缘13和第二侧部边缘14。喷嘴头1包括多个彼此相邻布置并且在输出面10上的第一侧部边缘13和第二侧部边缘14之间纵向延伸的涂覆前体喷嘴15。在图1的实施方案中，喷嘴头输出面10是平面的，但是在替代实施方案中，该输出面也可以是非平面的、弯曲的、圆柱形的或具有任何其他合适的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使基材(5)的表面经受涂覆前体的涂覆前体喷嘴(15)，所述喷嘴(15)具有喷嘴输出面(10a)、第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)以及第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)；所述涂覆前体喷嘴(15)包括：前体供应通道(16)，所述前体供应通道具有第一前体供应通道端部(16a)和第二前体供应通道端部(16b)，用于经由所述喷嘴输出面(10a)使所述基材(5)的所述表面经受所述前体，所述前体供应通道(16)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；第一排出通道(17a)，所述第一排出通道向所述喷嘴输出面(10a)打开，用于排出从所述前体供应通道(16)供应的所述前体的至少一部分，所述第一排出通道(17a)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；第二排出通道(17b)，所述第二排出通道向所述喷嘴输出面(10a)打开，用于排出从所述前体供应通道(16)供应的所述前体的至少一部分，所述第二排出通道(17b)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；所述前体供应通道(16)布置在所述第一排出通道和所述第二排出通道(17a、17b)之间；用于供应吹扫气体的第一横向吹扫气体通道(18a)，所述第一横向吹扫气体通道(18a)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；用于供应吹扫气体的第二横向吹扫气体通道(18b)，所述第二横向吹扫气体通道(18b)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；所述第一排出通道和所述第二排出通道(17a、17b)和所述前体供应通道(16)布置在所述第一横向吹扫气体通道和所述第二横向吹扫气体通道(18a、18b)之间；用于供应吹扫气体的第一边缘吹扫气体通道(19a)，所述第一边缘吹扫气体通道设置在所述第一喷嘴端部边缘(33)和所述第一前体供应通道端部(16a)之间，所述第一边缘吹扫气体通道(19a)在所述第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)之间纵向延伸；其特征在于，所述涂覆前体喷嘴(15)还包括：至少一个用于供应吹扫气体的第一辅助吹扫气体通道(20)，所述第一辅助吹扫气体通道布置在所述第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)之间，以及所述第一边缘吹扫气体通道(19a)和经由所述第一前体供应通道端部(16a)从所述第一喷嘴侧部边缘(31)延伸到所述第二喷嘴侧部边缘(32)的线(40)之间的区域中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 FI 201559621.一种用于使基材(5)的表面经受涂覆前体的涂覆前体喷嘴(15)，所述喷嘴(15)具有喷嘴输出面(10a)、第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)以及第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)；所述涂覆前体喷嘴(15)包括：前体供应通道(16)，所述前体供应通道具有第一前体供应通道端部(16a)和第二前体供应通道端部(16b)，用于经由所述喷嘴输出面(10a)使所述基材(5)的所述表面经受所述前体，所述前体供应通道(16)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；第一排出通道(17a)，所述第一排出通道向所述喷嘴输出面(10a)打开，用于排出从所述前体供应通道(16)供应的所述前体的至少一部分，所述第一排出通道(17a)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；第二排出通道(17b)，所述第二排出通道向所述喷嘴输出面(10a)打开，用于排出从所述前体供应通道(16)供应的所述前体的至少一部分，所述第二排出通道(17b)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；所述前体供应通道(16)布置在所述第一排出通道和所述第二排出通道(17a、17b)之间；用于供应吹扫气体的第一横向吹扫气体通道(18a)，所述第一横向吹扫气体通道(18a)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；用于供应吹扫气体的第二横向吹扫气体通道(18b)，所述第二横向吹扫气体通道(18b)在所述第一喷嘴端部边缘和第二喷嘴端部边缘(33、34)之间纵向延伸；所述第一排出通道和所述第二排出通道(17a、17b)和所述前体供应通道(16)布置在所述第一横向吹扫气体通道和所述第二横向吹扫气体通道(18a、18b)之间；用于供应吹扫气体的第一边缘吹扫气体通道(19a)，所述第一边缘吹扫气体通道设置在所述第一喷嘴端部边缘(33)和所述第一前体供应通道端部(16a)之间，所述第一边缘吹扫气体通道(19a)在所述第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)之间纵向延伸；其特征在于，所述涂覆前体喷嘴(15)还包括：至少一个用于供应吹扫气体的第一辅助吹扫气体通道(20)，所述第一辅助吹扫气体通道布置在所述第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)之间，以及所述第一边缘吹扫气体通道(19a)和经由所述第一前体供应通道端部(16a)从所述第一喷嘴侧部边缘(31)延伸到所述第二喷嘴侧部边缘(32)的线(40)之间的区域中。2.根据权利要求1所述的涂覆前体喷嘴(15)，其特征在于所述喷嘴(15)还包括：设置在所述第二喷嘴端部边缘(34)和所述第二前体供应通道端部(16b)之间的第二边缘吹扫气体通道(19b)，所述第二边缘吹扫气体通道(19b)在所述第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)之间纵向延伸；以及至少一个第二辅助吹扫气体通道(21)，所述第二辅助吹扫气体通道设置在所述第一喷嘴侧部边缘和第二喷嘴侧部边缘(31、32)之间，以及第二边缘吹扫气体通道(19b)和经由所述第二前体供应通道端部(16b)从所述第一喷嘴侧部边缘(31)延伸到所述第二喷嘴侧部边缘(32)的线(40)之间的区域中。3.根据权利要求1或2所述的涂覆前体喷嘴(15)，其特征在于所述第一横向吹扫气体通道(18a)和所述第二横向吹扫气体通道(18b)布置成比所述前体供应通道(16)更靠近所述第一喷嘴端部边缘(33)延伸，并且所述至少一个第一辅助吹扫气体通道(20)至少部分地设置在所述第一横向吹扫气体通道(18a)和所述第二横向吹扫气体通道(18b)之间；或者所述第一横向吹扫气体通道(18a)和所述第二横向吹扫气体通道(18b)比所述前体供应通道(16)更靠近所述第二喷嘴端部边缘(34)延伸，并且所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·T·索伊尼宁，
申请(专利权)人：倍耐克有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI