用于原子层沉积的设备和方法技术

一种用于原子层沉积ALD的系统和方法，其中，致动器布置被配置为接收一批衬底，并且通过第一装载锁(220)将衬底水平地传送到真空腔室(310)中，并且将真空腔室(310)内的衬底降低到反应腔室(420)中，从而利用盖(410)关闭反应腔室。

Equipment and methods for atomic layer deposition

A system and method for atomic layer deposition of ALD in which actuators are arranged to receive a batch of substrates and horizontally transmit the substrates to the vacuum chamber (310) through the first loading lock (220), and reduce the substrates in the vacuum chamber (310) to the reaction chamber (420), thereby closing the reaction chamber with a cover (410).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于原子层沉积的设备和方法
本专利技术一般涉及原子层沉积(ALD)。更具体地但非唯一地，本专利技术涉及一种用于原子层沉积(ALD)的系统。
技术介绍
该章节说明了有用的背景信息，而不承认本文中所描述的代表现有技术的任何技术。对将要以原子层沉积(ALD)涂覆的衬底进行批量处理最好是利用提供易用性、高质量涂覆和优化产量的系统来执行。现有技术存在原子层沉积系统，该原子层沉积系统试图提供具有高产量的自动化衬底处理的处理。例如，在以下出版物中公开了一些相关系统。US20070295274公开了一种被用于ALD或CVD处理的批量处理平台，其被配置用于高产量和最小占用空间。在一个实施例中，该处理平台包括大气传送区、具有缓冲腔室和分级平台的至少一个批量处理腔室以及被设置在传送区中的传送机器人，其中传送机器人具有包括多个衬底处理刀片的至少一个衬底传送臂。EP2249379公开了一种分批式ALD设备，该分批式ALD设备包括：腔室，该腔室可以被保持在真空状态；衬底支撑构件，被设置在腔室中，以支撑待以预定间距彼此堆叠的多个衬底；衬底移动装置，使衬底支撑构件向上或向下移动；气体喷射装置，该气体喷射装置在与衬底支撑件中堆叠的每个衬底的延伸方向平行的方向上不断喷射气体；以及气体排放装置，被设置在通向气体喷射装置的腔室的相对的一侧，吸入并抽空从气体喷射装置喷射的气体。US4582720公开了一种用于形成非单晶层的设备，该设备包括衬底引入腔室、反应腔室以及衬底移除腔室，该衬底移除腔室在相邻的衬底移除腔室之间被顺序布置有挡板。一个或多个衬底被安装在支架上，其表面位于竖直平面，并且一个接一个地进入衬底引入腔室、反应腔室和衬底移除腔室。US20010013312公开了一种用于通过将衬底暴露于交替重复的气相反应物的表面反应来在衬底的表面上生长薄膜的设备。该设备包括具有可紧密密封结构的至少一个处理腔室、具有适合于适应所述处理腔室内部的结构并且包括至少一个部分是可移动的反应空间的至少一个反应腔室、可连接至所述反应空间以将所述反应物供给到所述反应空间中的进料装载、以及可连接至所述反应空间以从所述反应空间排放过量反应物和反应气体的出料装载、以及适应所述反应空间的至少一个衬底。US20100028122公开了一种设备，其中多个ALD反应器相对于彼此以图案放置，每个ALD反应器能够接收用于ALD处理的一批衬底，并且每个ALD反应器都包括可从顶部接近的反应腔室。利用装载机器人执行多个装载序列。WO2014080067公开了一种设备，该设备用于将多个衬底装载到沉积反应器的装载腔室中的衬底支架中以在所述衬底支架内形成水平定向衬底的竖直堆栈，用于转动衬底支架以形成竖直定向衬底的水平堆栈，并且用于将衬底支架降低到沉积反应器的反应腔室中以进行沉积。本专利技术的实施例的一个目的是提供一种具有高产量批量处理的改进的原子层沉积系统。
技术实现思路
根据本专利技术的第一示例方面，提供了一种用于原子层沉积ALD的系统，包括：-反应腔室元件，包括-真空腔室；-反应腔室，在真空腔室内部；以及-进气布置和前级管线，被配置为在反应腔室中提供水平气流；-致动器布置，包括反应腔室盖，以及-至少一个第一装载锁元件，包括第一装载锁，致动器布置被配置为接收待被处理的衬底或一批衬底并且通过第一装载锁将衬底或一批衬底水平传送到真空腔室中，致动器布置还被配置为将真空腔室内的衬底或一批衬底降低到反应腔室中，从而利用盖关闭反应腔室。衬底或一批衬底包括，例如：晶片、玻璃、硅、金属或聚合物衬底、印刷电路板(PCB)衬底和3D衬底。在某些示例实施例中，提供了一种流通式反应腔室(或错流反应器)，其中反应腔室内的气体沿着衬底表面从进气布置穿过反应腔室行进到前级管线，而(基本上)不与横向结构碰撞。在某些示例实施例中，在反应腔室内的气流方向上定向衬底。在某些示例实施例中，反应腔室内的衬底的表面(待暴露于原子层沉积)与反应腔室内的前体气流方向平行。在某些示例实施例中，水平定向一批衬底中的衬底以形成水平定向衬底的竖直堆栈。在某些示例实施例中，竖直定向一批衬底中的衬底以形成竖直定向衬底的水平堆栈。在某些示例实施例中，进气布置和前级管线被定位于反应腔室的不同侧。在某些示例实施例中，进气布置和前级管线被定位于反应腔室的相对侧。在某些示例实施例中，致动器布置在装载锁元件或装载锁中接收衬底或一批衬底。在某些示例实施例中，该系统还包括装载器，该装载器被配置为将衬底或一批衬底传送到装载锁元件或装载锁中。在某些示例实施例中，致动器布置包括第一装载锁元件中的第一水平致动器和反应腔室元件中的竖直致动器，第一水平致动器被配置为接收衬底或一批衬底并通过第一装载锁将衬底或一批衬底水平传送到真空腔室中，并且竖直致动器被配置为接收来自第一水平致动器的衬底或一批衬底、并且将衬底或一批衬底降低到反应腔室中。在某些示例实施例中，竖直致动器被配置为抬升承载衬底或一批衬底的衬底支架以释放衬底支架上的水平致动器的抓握。在某些示例实施例中，通过除了装载衬底或一批衬底之外的开口卸载衬底或一批衬底。在某些示例实施例中，该系统包括第二装载锁元件，该第二装载锁元件包括第二装载锁。在某些示例实施例中，该系统包括在第一装载锁与真空腔室的装载开口之间的第一装载阀。在某些示例实施例中，该系统包括在第一装载锁与真空腔室的装载开口之间的第一装载阀，以及在第二装载锁与真空腔室的装载开口之间的第二装载阀。在某些示例实施例中，致动器布置包括第二装载锁元件中的第二水平致动器。在某些示例实施例中，第二水平致动器被配置为接收来自竖直致动器的衬底或一批衬底。在某些示例实施例中，第一装载锁形成受限的闭合容积，并且包括致动器布置的一部分。致动器布置可以是在第一装载锁元件和反应腔室元件中(以及在某些实施例中，在第二装载锁元件中)具有部件的致动器设备。在某些示例实施例中，该系统被配置为提供自动化衬底处理。在某些示例实施例中，自动化衬底处理包括将衬底或一批衬底从第一装载锁元件或装载锁自动(没有人工交互)传送到反应腔室元件的反应腔室中。在某些示例实施例中，自动化衬底处理还包括将衬底或一批衬底从反应腔室自动(没有人工交互)传送到第一或第二装载锁元件或装载锁中。在某些示例实施例中，自动化衬底处理包括将衬底或一批衬底从装载模块自动(没有人工交互)传送到第一装载锁元件或装载锁中。在某些示例实施例中，该系统包括装载模块，诸如，设备前端模块和/或被连接至第一装载锁元件的装载机器人。在某些示例实施例中，真空腔室包括至少一个遮蔽元件，该至少一个遮蔽元件被配置为将被移动到真空腔室的至少一个装载开口前面。在某些示例实施例中，至少一个遮蔽元件被配置为与致动器一起移动和/或与装载阀的开启和关闭同步。在某些示例实施例中，该系统包括至少一个残余气体分析器元件，该至少一个残余气体分析器元件包括残余气体分析器RGA、并且被连接至第一装载锁元件和/或第二装载锁元件和/或前级管线。在某些示例实施例中，该系统被配置为基于从RGA所接收到的信息来控制过程定时。例如，过程定时可能指的是衬底或一批衬底在装载锁中的预处理时间或定时前体脉冲的起始点。在某些示例实施例中，RGA被配置为分析来自反应腔室的排出气体，以便让用户调整或自动调整反应腔室中的清洁和/或反应物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于原子层沉积ALD的系统，包括：‑反应腔室元件(160)，包括真空腔室(310)；反应腔室(420)，在所述真空腔室(310)内部；以及进气布置(820)和前级管线(630)，被配置为在所述反应腔室(420)中提供水平气流；‑致动器布置，包括反应腔室盖(410)，以及‑至少一个第一装载锁元件(110)，包括第一装载锁(220)，所述致动器布置被配置为接收待被处理的衬底或一批衬底，并且通过所述第一装载锁(220)将所述衬底或所述一批衬底水平传送到所述真空腔室中，所述致动器布置还被配置为将所述真空腔室内的所述衬底或所述一批衬底降低到所述反应腔室(420)中，从而利用所述盖(410)关闭所述反应腔室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于原子层沉积ALD的系统，包括：-反应腔室元件(160)，包括真空腔室(310)；反应腔室(420)，在所述真空腔室(310)内部；以及进气布置(820)和前级管线(630)，被配置为在所述反应腔室(420)中提供水平气流；-致动器布置，包括反应腔室盖(410)，以及-至少一个第一装载锁元件(110)，包括第一装载锁(220)，所述致动器布置被配置为接收待被处理的衬底或一批衬底，并且通过所述第一装载锁(220)将所述衬底或所述一批衬底水平传送到所述真空腔室中，所述致动器布置还被配置为将所述真空腔室内的所述衬底或所述一批衬底降低到所述反应腔室(420)中，从而利用所述盖(410)关闭所述反应腔室。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动器布置包括在所述第一装载锁元件(110)中的第一水平致动器(210)和在所述反应腔室元件(160)中的竖直致动器(240)，所述第一水平致动器(210)被配置为接收所述衬底或所述一批衬底、并且通过所述第一装载锁(220)将所述衬底或所述一批衬底水平传送到所述真空腔室中，并且所述竖直致动器(240)被配置为接收来自所述第一水平致动器(210)的所述衬底或所述一批衬底、并且将所述衬底或所述一批衬底降低到所述反应腔室(420)中。3.根据权利要求1或2所述的系统，还包括第二装载锁元件(150)，所述第二装载锁元件(150)包括第二装载锁(260)。4.根据权利要求1所述的系统，还包括在所述第一装载锁(220)与所述真空腔室(310)的装载开口之间的第一装载阀(230)。5.根据权利要求3所述的系统，还包括在所述第一装载锁与所述真空腔室(310)的装载开口之间的第一装载阀(230)，以及在所述第二装载锁(260)与所述真空腔室(310)的装载开口之间的第二装载阀(250)。6.根据权利要求3或5所述的系统，其中所述致动器布置包括在所述第二装载锁元件(150)中的第二水平致动器(270)。7.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中所述真空腔室包括至少一个遮蔽元件(440)，所述至少一个遮蔽元件(440)被配置为将被移动到所述真空腔室(310)的至少一个装载开口前面。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述至少一个遮蔽元件(440)被配置为与致动器(320)一起移动和/或与所述装载阀(230、250)的开启和关闭同步。9.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，还包括至少一个残余气体分析器元件(180)，所述至少一个残余气体分析器元件(180)包括残余气体分析器RGA、并且被连接至所述第一装载锁元件(110)和/或所述第二装载锁元件(150)和/或所述前级管线630。10.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中所述前级管线(630)在所述真空腔室(310)内部行进。11.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中所述反应腔室(420)包括至少一个可移除导流元件(520、520’)。12.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，还包括被连接至所述反应腔室元件(160)的被加热的源元件(170)。13.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中所述真空腔室包括在所述真空腔室(310)内部行进的源入口(510)。14.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，还包括用于保持待被处理的所述衬底或所述一批衬底的盒(810)。15.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，包括旋转器(1320)，所述旋转器(1320)被配置为使所述衬底或所述一批衬底在所述反应腔室(420)内旋转。16.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，还包括装载模块(120)，诸如，设备前端模块，和/或被连接至所述第一装载锁元件(110)的装载机器人。17.根据前述权利要求中任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·霍尔姆，J·科斯塔莫，T·马利南，M·普达斯，
申请(专利权)人：皮考逊公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI