原子层沉积装置的喷头往复移动装置使喷头往复移动，供气控制装置是将通过喷头同时喷射源前体和吹扫用气体的阶段以及同时喷射反应物前体和吹扫用气体的阶段反复实施，进而在基板上交替涂覆第一反应层和第二反应层。喷射的前体和吹扫用气体则通过喷头被喷射即排出。本发明专利技术因不同时进行源前体喷射和反应物前体喷射而防止源前体和反应物前体混在一起，且同时进行前体喷射、吹扫用气体喷射和排气而提高产能率，并最大限度减少喷头往复移动距离而适用于大型基板的同时可缩小装备的大小。而且，本发明专利技术可只在基板上的特定部位选择性地沉积原子层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】原子层沉积装置的喷头往复移动装置使喷头往复移动，供气控制装置是将通过喷头同时喷射源前体和吹扫用气体的阶段以及同时喷射反应物前体和吹扫用气体的阶段反复实施，进而在基板上交替涂覆第一反应层和第二反应层。喷射的前体和吹扫用气体则通过喷头被喷射即排出。本专利技术因不同时进行源前体喷射和反应物前体喷射而防止源前体和反应物前体混在一起，且同时进行前体喷射、吹扫用气体喷射和排气而提高产能率，并最大限度减少喷头往复移动距离而适用于大型基板的同时可缩小装备的大小。而且，本专利技术可只在基板上的特定部位选择性地沉积原子层。【专利说明】原子层沉积装置
本申请专利得益于2012年6月20日申请的韩国专利申请编号10-2012-0065954、2012年6月25日申请的韩国专利申请编号10-2012-0068196、2012年7月9日申请的韩国专利申请编号10-2012-0074317和2012年7月23日申请的韩国专利申请编号10-2012-0080232，并在此集中说明，供参考。 本专利技术涉及镀膜装备。具体是，在半导体基板上沉积原子层的原子层沉积装置及其方法。
技术介绍
原子层沉积作为将薄膜镀在半导体晶片上的方法，其应用范围比较广泛，可进一步应用于CIGS太阳能电池基板、Si太阳能电池基板及OLED显示基板等方面的镀膜方法。普通的原子层沉积过程是其一周期由如下四个阶段组成。 第一阶段在基板上喷射源前体，如TMA (trimethyΙ-aluminum)。源前体与基板的表面产生反应，在基板表面涂覆第一反应层。 第二阶段即吹扫用气体喷射阶段，向基板喷射氮气等惰性气体，清除基板表面被物理吸附的源前体。 第三阶段对基板喷射反应物前体(reactant precursor)如H20。反应物前体与第一反应层产生反应而在基板表面上涂覆第二反应层。 第四阶段即吹扫用气体喷射阶段，对基板喷射惰性气体，清除基板表面被物理吸附的反应物前体。经过这些周期后，在基板上沉积由第一反应层和第二反应层组成的单层薄膜，如A1203薄膜。而且反复进行所述周期即可获得所需厚度的薄膜。 利用原子层沉积方法的薄膜沉积速度取决于由上述四个阶段组成的周期所需时间，但源前体、吹扫用气体、反应物前体及吹扫用气体的供应须顺次进行，因此造成薄膜沉积速度慢。 下面结合图1和图2说明又另一个原子层沉积方法的空间分割方式。图1和图2是利用空间分割方式的原子层沉积装置的侧视图和平面图。 根据空间分割方式，如图1所示，具备由反应物前体喷射口(21)、排气口(22)、吹扫用气体喷射口(23)、排气口(24)、源前体喷射口(25)、排气口(26)、吹扫用气体喷射口 (27)、排气口(28)、反应物前体喷射口(29)组成的喷头(20)，使基板(50)通过所述喷头底部而在基板(50)上按顺次涂覆第二反应层、第一反应层和第二反应层。 由源前体喷射口(25)喷射的源前体是通过邻接的多个排气口(24)、(26)排气，由反应物前体喷射口(21)、(29)喷射的反应物前体是分别通过排气口(22)和排气口(28)实施排气。由吹扫用气体喷射口(23)喷射的吹扫用气体是通过邻接的多个排气口(22)、(24)排出，由吹扫用气体喷射口(27)喷射的吹扫用气体是通过邻接的多个排气口(26)、(28)排出。 根据此方法，如图2所示，基板(50)完全贯通喷头(20)底部，才能使基板边缘(50a)和中心部(50b)的膜厚度均匀，由此造成基板或喷头的移动距离变长，且装备大小也变大的问题。 而且为了快速沉积所需厚度的薄膜，必须把基板按基板宽度(50W)加上喷头宽度(20W)的距离高速度往复移动(52)。 而且基板的宽度(50W)或喷头的宽度(20W)越大，所述问题越突出。例如，CIGS太阳能电池基板的宽1200mm，高600mm，因此基板的最小移动距离达600mm以上。如又另一例，5.5代OLDE显示基板的宽1500mm，高为1300mm，因此基板的最小移动距离达1300mm以上。 而且在尚速移动中源肖U体和反应物肖U体混在一起，容易广生颗粒，因此基板的移动速度会受到阻碍，从喷头(20)的设计上也会受到限制。 若想防止源前体和反应物前体混在一起，则需要使喷头(20)尽量接近基板，例如喷头(20)须在与基板(50)的间隔达1_以内的范围配置。 如果只能选择基板上的特定部位沉积原子层，则按照现有的原子层沉积方法会使用遮罩(shadow mask)。将遮罩紧贴基板装配之后进行原子层沉积而使原子层只沉积于未被遮罩遮住的部位。但，原子层沉积过程中遮罩上也会产生沉积，因此须定期地更换遮罩。而且每次更换基板时需先把遮罩从基板表面卸下以后再装入新基板，然后把遮罩在基板上紧贴安装。 如上所述，从原子层沉积方面来说，需要开发一种周期时间短，基板或喷头的移动距离小，且源前体和反应物前体不相互混在一起，也不会产生颗粒的原子层沉积装置及方法。 而且从原子层沉积上还需要一种不需遮罩也可以在基板上的特定部位选择性地进行原子层沉积的装置及方法。
技术实现思路
技术问题 本专利技术要解决的技术问题是提供一种可减少周期时间、基板或喷头的移动距离小，可抑制装备的大小增加，源前体和反应物前体不混在一起，可防止产生颗粒的原子层装置及方法。 本专利技术要解决的技术问题是提供一种不需使用遮罩，也可以在基板上的特定部位选择性地进行原子层沉积的原子层沉积装置及方法。 技术方案 本专利技术的特征在于，反复实施将喷头或基板移动同时由所述喷头的多个喷射单元向整个基板表面喷射源前体后，使所述喷头或所述基板向反方向转动移动同时对所述基板的整个表面喷射反应物前体的动作。根据本专利技术，向基板上喷射源前体和反应物前体的时间有差异，由此防止源前体和反应物前体被混合在一起。 本专利技术的特征在于，向所述基板上喷射所述源前体或所述反应物前体时，吹扫用气体也通过所述喷头同时喷射，而且喷射后通过所述喷头将喷射的所述吹扫用气体和所述源前体或所述反应物前体立即直接排出，由此减少周期时间。 本专利技术的特征在于，所述喷头或所述基板的移动距离和所述多个喷射单元的配置间隔(pitch)短，例如只有30mm到10mm的程度。因此本专利技术可提高产能率(throughput)的同时减少装配的大小。 本专利技术通过调节所述喷头或所述基板的移动距离，不需使用遮罩也可以在基板上的特定部位选择性地沉积原子层。 根据本专利技术一个实施例的原子层沉积装置基组成包括:具备第一物质喷射口、第二物质喷射口、吹扫用气体喷射口和排气口，且包括在所述基板上邻接配置地喷射口面的喷头；可以使所述基板支架或所述喷头沿第一方向在第一和第二位置之间往复移动地组成的移动装置；以及可对通过所述第一物质喷射口向所述基板上喷射的第一物质、通过所述第二物质喷射口向所述基板上喷射的第二物质、通过所述吹扫用气体喷射口向所述基板上喷射的吹扫用气体、通过所述排气口向所述基板上提供的排气的供应与阻断实施控制地组成的控制装置；所述控制装置是不可将所述第一物质和所述第二物质向所述基板上同时供应地组成，但通过所述第一物质喷射口向所述基板上供应所述第一物质或者通过所述第二物质喷射口向所述基板上供应所述第二物质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：具备第一物质喷射口、第二物质喷射口、吹扫用气体喷射口和排气口且包含在基板上邻接配置的喷射口面的喷头；能够使基板支架或所述喷头沿第一方向在第一位置与第二位置之间往复移动的移动装置；以及能对通过所述第一物质喷射口向所述基板上喷射的第一物质、通过所述第二物质喷射口向所述基板上喷射的第二物质、通过所述吹扫用气体喷射口向所述基板上喷射的吹扫用气体、通过所述排气口向所述基板上提供的排气的供应与阻断实施控制的控制装置；所述控制装置设置成不能将所述第一物质和所述第二物质向所述基板上同时供应，但通过所述第一物质喷射口向所述基板上供应所述第一物质或者通过所述第二物质喷射口向所述基板上供应所述第二物质的期间能将所述吹扫用气体和所述排气向所述基板上同时供应。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁寅权，
申请(专利权)人：MTS纳米科技株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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