一种以连续方式沉积膜的原子层沉积设备。本设备包括沿运输方向延伸并且至少由第一和第二壁限定的加工隧道。这些壁相互平行并且允许平的衬底容纳在它们之间。本设备进一步包括运输系统，以使一排衬底或带子形状的连续衬底移动而通过隧道。至少加工隧道的第一壁设置有多个气体注入通道，在运输方向上观看，这多个气体注入通道分别相继连接到第一前驱气体源、净化气体源、第二前驱气体源和净化气体源，从而形成这样的隧道区段，在使用中该隧道区段包括分别装有第一前驱气体、净化气体、第二前驱气体和净化气体的连续区域。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体加工的领域，且更具体地涉及用于膜在半导体衬底上的原子层 沉积的设备和方法。
技术介绍
原子层沉积(ALD)是一种薄膜沉积方法，其允许厚度大约为数纳米的膜以精确受 控的方式沉积。典型地，ALD使用交替地并重复地应用于衬底的两种或两种以上的气态前 体(precursors)。其中衬底的表面暴露于全部前体的一系列连续步骤被称为沉积循环。每 个沉积循环都使膜的单层或单层的一部分生长。这是由于这样的事实，即，在ALD中膜生长 取决于化学吸附过程，借助该过程前体分子通过化学键的形成而附着至衬底的表面，而无 需发生该前体分子的进一步热分解。当可用于与前体化学键接(chemical bonding)的全 部衬底表面部位都已被覆盖时化学吸附自然停止。将衬底暴露于第二前体导致在固体膜形 成的情况下第二前体与化学吸附的第一前体的化学反应，直到全部化学吸附的第一前体都 已反应，并且用化学吸附的第二前体的层以自限制方式覆盖衬底。因此，ALD是一种提供高 保形(conformal)涂覆和优良厚度控制的自限制逐层沉积方法。这些特征使它成为各种工 业，尤其是半导体工业，并且更具体地是太阳能电池工业关注的方法。在太阳能电池工业中，ALD可以用来沉积氧化铝(Al2O3)膜，以用于预先的单Si太 阳能电池的钝化。为此要求5-15nm的典型膜厚度，这可使用传统的单晶片或多晶片ALD系 统实现。当前，最有效的多晶片ALD系统在所述膜厚度下的生产量为大约每小时60个晶片。 然而，为了获得例如在屋顶上使用的太阳能电池板所要处理的表面积的量是相当大的。并 且随着对太阳能电池板的需求的上涨，对以更高生产量为特色的ALD设备的需要也正在增 加。上面描述的ALD应用是示例性的，并且仅是在半导体工业和相关工业(例如太阳 能电池工业或平板显示器工业)内感受到关于提高生产量的连续压力的许多例子中的一 个。因此本专利技术的目的是提供一种原子层沉积的装置和方法，所述装置和方法提供更加改 善的生产能力。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于以连续方式将膜沉积到一排衬底上、或 沉积到带子形状的连续衬底上的原子层沉积设备。本设备包括沿运输方向延伸、并至少由 第一壁和第二壁限定的加工隧道。这些壁相互平行并隔开，以允许与这些壁平行地定向的 基本平的衬底被容纳在这些壁之间。本设备进一步包括运输系统，用于将一排所述衬底或 带子形状的连续衬底从隧道的入口沿运输方向运载并移动到隧道的出口。至少加工隧道的 第一壁设置有多个气体注入通道，这些气体注入通道以隔开的方式沿运输方向布置，并且 在运输方向上观看，这些通道分别相继连接至第一前体气体(precursor gas)源、净化气体 源、第二前体气体源和净化气体源，从而形成这样的隧道区段，即，在使用中，该隧道区段包括分别包含第一前体气体、净化气体、第二前体气体和净化气体的连续区域。两个或两个以 上的这种区段在运输方向上一个接一个地布置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种在衬底上生长薄膜的方法。本方法包括提供 加工隧道，该加工隧道沿运输方向从入口到出口纵向地延伸，并且该加工隧道能够容纳一 个或多个基本平的衬底。本方法还包括将该加工隧道纵向地划分为两个或两个以上的功能 性区段，其中每个区段都包括相继容纳有第一前体气体、净化气体、第二前体气体和净化气 体的至少四个横向延伸的气体区域。本方法进一步包括使衬底移动通过该加工隧道进入运 输方向，以使该衬底连续经历连续气体区域中的气体，并且在衬底经过单个区段的全部至 少四个区域时，原子层沉积被到该衬底上。从以下参照附图对本专利技术的某些实施例的详细描述中，将更彻底地理解本专利技术的 这些和其它特性和优点，这些附图意在举例说明而非限制本专利技术。附图说明图1是示例性公开了原子层沉积设备的图示性横向剖面图，该原子层沉积设备具 有两个平行的隧道壁，它们之间容纳有一衬底；图2示意性地示出了如沿线A-A所观看到的图1所示的加工隧道的一部分的剖面 平面图，示出了区段和区域的布置；图3是根据本专利技术的原子层沉积设备的另一示例性实施例的图示性横向剖面图；图4A是加工隧道的一部分的图示性纵向剖面图，其中，上下隧道壁不对称地构 造；图4B是加工隧道的一部分的图示性纵向剖面图，其中，上下隧道壁对称地构造；图5示意性地示出了加工隧道的一部分的剖面平面图，其中，运输有平行的两排 衬底；图6示意性地示出了加工隧道的一部分的剖面平面图，其中，运输有单排衬底；图7示出了销是如何用于穿过加工隧道而驱动各个衬底的；图8是加工隧道的一部分的图示性纵向剖面图，其中，多个气体注入通道以与垂 直线成一定角度地将气体注入到隧道中，以将衬底驱动到运输方向上；图9是加工隧道的一部分的图示性纵向剖面图，该加工隧道设置有入口部分，该 入口部分在隧道壁之间具有增大的间隙；图IOA示意性地示出了加工隧道的入口部分的横向剖面图；以及图IOB示出了机械衬底处理机的示例性实施例。具体实施例方式本公开提供的设备包括加工隧道，衬底(优选地为一排衬底的一部分)可以线性 方式通过该加工隧道被运输。即，衬底可在隧道的入口处被插入到隧道中，以待传送到出 口。隧道由至少两个基本平行的隧道壁限定。优选地，这些隧道壁既靠近衬底又相互靠近 地设置，从而提供具有最小体积的细长加工空间。在加工隧道的纵向方向上，该加工隧道可 分为一系列区段，每个区段都包括多个(典型地为四个)横向延伸的气体区域。区段中的 连续区域容纳有分别用于第一前体气体、净化气体、第二前体气体和净化气体的气体注入通道。随着衬底通过隧道的运输，它的表面逐步经历与不同气体接触。如果适当地地选择 区域的布置与相应气体，那么通过一个隧道区段运输衬底相当于使它经历一个原子层沉积 循环。由于该隧道可包括所期望的那么多的区段，因此任意厚度的膜都可生长在从隧道入 口传送到出口的衬底上。加工隧道的线性性质允许加工连续的一排衬底，因此给予原子层 沉积设备显著改善的生产能力。注意，在附图中，相同或相似的装置、零件、空间、定向等等可用相同的参考标号表 示。并且，为了清楚的目的，在参考的对象已在一个以上的前述图中识别时，可省去一些图 中的参考标号。图1是示例性公开的适于将膜沉积到衬底108的单侧108a上的ALD设备100的 图示性剖面视图。设备100包括由第一隧道壁104和第二隧道壁106限定的加工隧道。隧 道壁104、106基本平行并且相互隔开，从而允许衬底108(例如半导体晶片)容纳在它们之 间。在所示实施例中，隧道壁104和106在垂直于图1的图的平面的运输方向上纵向地延 伸。实际上，加工隧道的运输方向优选平行于地平线，意思是隧道壁104、106可水平地定向 (如所示的)以限定加工隧道。然而，应认识到，也可采用隧道壁的不同定向，例如水平地倾 斜定向，或垂直定向。隧道壁104配备有多个气体注入通道102、102’等等，这多个气体注入通道的流 出开口可既沿隧道壁的横向方向又沿隧道壁的纵向方向分布在隧道壁的面向晶片的表面 (例如，内表面)上。在图1的视图中，横向隧道剖面包含三个这样的通道。然而，能够设 想，横向隧道剖面可包括更多或更少数量的气体注入通道102。气体注入通道102、102’等等连接到气体源(在图1中没有示出)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种原子层沉积设备，包括：加工隧道，所述加工隧道沿运输方向延伸，并且至少由第一和第二壁限定，所述壁相互平行并且隔开，以允许与所述壁平行地定向的基本平的衬底被容纳在它们之间；运输系统，用于使一排所述衬底或带子形状的连续衬底从所述隧道的入口沿所述运输方向运载并移动到所述隧道的出口；其中，至少所述加工隧道的所述第一壁设置有多个气体注入通道，所述通道以隔开的方式沿所述运输方向布置，并且在所述运输方向上观看，所述通道相继地分别连接到第一前体气体源、净化气体源、第二前体气体源和净化气体源，以形成一隧道区段，在使用中所述隧道区段包括分别容纳有第一前体气体、净化气体、第二前体气体和净化气体的连续区域，并且其中，两个或两个以上这样的区段在所述运输方向上一个接一个地布置。
【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：恩斯特·H·A·格兰内曼，
申请(专利权)人：阿斯莫国际公司，
类型：发明
国别省市：NL
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