包含结合板的流体分布歧管的制作方法

专利名称：包含结合板的流体分布歧管的制作方法
技术领域：
本发明一般来说涉及扩散气态或液体材料流，尤其在沉积薄膜材料期间，且更特定来说，涉及用于使用同时将若干气体流引导到衬底上的分布或递送头部的到所述衬底上原子层沉积的设备。
背景技术：
广泛用于薄膜沉积的技术有化学气相沉积(CVD)，其使用在反应室中反应以在衬底上沉积所要膜的化学反应性分子。可用于CVD应用的分子前驱物包括待沉积的膜的元素 (原子)成分且通常还包含额外元素。CVD前驱物为易失性分子，所述易失性分子是以气相递送到室以在所述衬底处反应，从而在其上形成薄膜。所述化学反应沉积具有所要膜厚度的薄膜。大多数CVD技术所共有的是需要将一种或一种以上分子前驱物的良好受控流量施加到CVD反应器中。将衬底保持在良好受控温度下受控压力条件下以促进这些分子前驱物之间的化学反应，同时有效移除副产物。获得最佳CVD性能需要在整个所述工艺中实现及持续气体流、温度及压力的稳定状态条件的能力及最小化或消除瞬态的能力。尤其在半导体、集成电路及其它电子装置的领域中，存在对超过常规CVD技术的可实现极限的薄膜(尤其是具有较好保形涂布性质的较高品质、较致密膜)的需求，尤其是可在较低温度下制造的薄膜。原子层沉积(“ALD”)是与其CVD前身相比较可提供改进的厚度分辨率及保形能力的替代膜沉积技术。所述ALD工艺将常规CVD的常规薄膜沉积工艺分割成单个原子层沉积步骤。有利地，ALD步骤是自终止的且当进行到达或超过自终止暴露时间时可沉积一个原子层。原子层通常在从约0. 1个到约0. 5个单分子层的范围，其中典型尺寸约为不大于数埃。在ALD中，原子层的沉积是反应性分子前驱物与衬底之间的化学反应的结果。在每一单独ALD反应沉积步骤中，净反应沉积所要原子层且实质上消除最初包含在分子前驱物中的“额外”原子。在其最纯净的形式中，ALD涉及所述前驱物中的每一者在不存在其它前驱物或所述反应之前驱物的情况下的吸收及反应。实际上，在任何系统中难以避免导致少量化学气相沉积反应的不同前驱物的某一直接反应。主张执行ALD的任何系统的目标是获得与ALD系统相当的装置性能及属性同时认识到可容忍少量CVD反应。在ALD应用中，通常在单独阶段中将两种分子前驱物引入到所述ALD反应器中。举例来说，金属前驱物分子MLx包括键结到原子或分子配体L的金属元素M。举例来说，M可为 (但将不限于)Al、W、Ta、Si、ai等。当衬底表面经制备以直接与所述分子前驱物反应时，所述金属前驱物与所述衬底反应。举例来说，所述衬底表面通常经制备以包含与所述金属前驱物反应的含氢配体，AH或类似物。硫(S)、氧(0)及氮(N)是一些典型A物质。所述气态金属前驱物分子与所述衬底表面上的所有配体有效地反应，从而导致沉积所述金属的单个原子层衬底-AH+MLX—衬底-AMLn+HL
(1)其中HL为反应副产物。在所述反应期间，初始表面配体AH被消耗，且所述表面变为覆盖有L配体，所述L配体不能进一步与金属前驱物MLx反应。因此，当所述表面上的所有初始AH配体被AMLjri物质替代时，所述反应自终止。所述反应阶段通常后跟单独引入第二反应物气态前驱物材料之前的从所述室中消除过量金属前驱物的惰性气体净化阶段。接着使用所述第二分子前驱物恢复所述衬底朝向所述金属前驱物的表面反应性。 举例来说，此是通过移除L配体及再沉积AH配体来实行。在此情况下，所述第二前驱物通常包括所要(通常非金属)元素A(即，0、N、S)及氢(即，H20、NH3、H2S)。下一反应如下
衬底-A-ML+AHY —衬底-A-M-AH+HL (2)此将所述表面转换回为其AH覆盖的状态。(此处，为简单起见，未使化学反应达到平衡。)将所要额外元素A并入到所述膜中且将不要的配体L作为易失性副产物消除。再次，所述反应消耗反应性部位(此次，为L终止部位)且当所述衬底上的所述反应性部位完全耗尽时自终止。接着，通过在第二净化阶段中使惰性净化气体流动从所述沉积室移除所述第二分子前驱物。总的来说，接着，基本ALD工艺需要按顺序交替到所述衬底的化学品流量。如上文所讨论，代表性ALD工艺是具有四个不同操作阶段的循环1. MLx反应；2. MLx净化；3. AHy反应；及4. AHy净化，且接着返回到阶段1。此重复的交替表面反应及前驱物移除(将所述衬底表面恢复到其初始反应性状态)的序列(其中插入净化操作)为典型ALD沉积循环。ALD操作的关键特征为所述衬底到其初始表面化学条件的恢复。使用此组重复步骤，可将膜以若干等计量的层分层形成到所述衬底上，所述若干等计量的层在化学动力学、每循环的沉积、组合物及厚度方面均完全相似。ALD可用作用于形成若干类型的薄膜电子装置的制作步骤，包含半导体装置及支持电子组件，例如电阻器及电容器、绝缘体、总线线路及其它导电结构。ALD尤其适合于形成电子装置的组件中的金属氧化物薄层。可借助ALD沉积的一般类别的功能材料包含导体、 电介质或绝缘体及半导体。导体可为任何可用导电材料。举例来说，所述导体可包括透明材料，例如，氧化铟锡(ITO)、经掺杂氧化锌&10、31102或^1203。所述导体的厚度可变化，且根据特定实例，其可介于从约50nm到约IOOOnm的范围内。可用半导体材料的实例为化合物半导体，例如砷化镓、氮化镓、硫化镉、本质氧化锌及硫化锌。电介质材料电绝缘经图案化电路的各种部分。电介质层还可称为绝缘体或绝缘层。可用作电介质的材料的特定实例包含锶酸盐、钽酸盐、钛酸盐、锆酸盐、氧化铝、氧化硅、 氧化钽、氧化铪、氧化钛、硒化锌及硫化锌。另外，可使用这些实例的合金、组合及多层作为电介质。在这些材料中，氧化铝为优选的。电介质结构层可包括具有不同介电常数的两个或两个以上层。此类绝缘体讨论于借此以引用方式并入本文中的第5，981，970号美国专利中及借此以引用方式并入本文中的第2006/02141M号共同待决美国公开案中。电介质材料通常展现大于约5eV的带隙。可用电介质层的厚度可变化，且根据特定实例，其可介于从约IOnm到约300nm的范围内。若干装置结构可经制作具有上文所描述的功能层。可通过选择具有适度到不良导电性的导电材料制作电阻器。可通过在两个导体之间放置电介质来制作电容器。可通过在两个导电电极之间放置两个互补载子型半导体来制作二极管。还可在互补载子型半导体之间安置半导体区(其为本质的)，此指示所述区具有低数目个自由电荷载子。还可通过在两个导体之间放置单个半导体构造二极管，其中导体/半导体界面中的一者产生在一个方向上强烈阻抗电流流动的肖特基(Schottky)势磊。可通过在导体(栅极)上放置绝缘层后跟半导体层来制作晶体管。如果与顶部半导体层接触间隔开放置两个或两个以上额外导体电极(源极及漏极)，那么可形成晶体管。只要形成必要界面，即可以各种配置形成以上装置中的任一者。在薄膜晶体管的典型应用中，需要可控制穿过装置的电流流动的开关。如此，期望当所述开关接通时，高电流可流过所述装置。电流的程度与半导体电荷载子迁移率有关。当所述装置关断时，可期望所述电流流动为极小。此与电荷载子浓度有关。此外，通常优选的是可见光对薄膜晶体管响应具有很小或不具有影响。为使此成为现实，所述半导体带隙必须充分大(> 3eV)，以使得暴露于可见光不引起带间跃迁。能够产生高迁移率、低载子浓度及高带隙的材料为&10。此外，对于到移动腹板上的大规模制造，高度期望所述工艺中所用的化学品既便宜又是低毒性，此可通过使用ZnO及其大多数前驱物来满足。势磊层表示ALD沉积工艺极适合的另一应用。势磊层通常是减少、延迟或甚至防止污染物通往另一材料的材料的若干薄层。典型污染物包含空气、氧气及水。尽管势磊层可包含减少、延迟或防止污染物经过的任何材料，但特别适合此应用的材料包含绝缘体(例如氧化铝)及包含各种各样的氧化物的分层结构。自饱和表面反应由于工程设计容限及流动系统的限制或与表面形貌相关的限制 (也就是说，沉积成三维、高纵横比结构)使ALD对运送不均勻性相对不敏感，否则所述运送不均勻性可削弱表面均勻性。作为一般规则，反应性工艺中的不均勻化学品流量通常导致表面区域的不同部分上的不同完成时间。然而，借助ALD，允许在整个衬底表面上完成反应中的每一者。因此，完成动力学的差异不使均勻性承担惩罚。这是因为首选完成反应的区域自终止所述反应；其它区域能够继续直到全部受处理表面经历既定反应为止。通常，ALD工艺在单个ALD循环中沉积约0. Inm到0. 2nm的膜(其中一个循环具有如前文所列出的编号步骤1到4)。必须实现可用及经济上可行的循环时间以为许多或大多数半导体应用提供在从约3nm到30nm的范围中的均勻膜厚度，且为其它应用提供甚至更厚的膜。根据工业吞吐量标准，优选地在2分钟到3分钟内处理衬底，此意指ALD循环时间必须在从约0. 6秒到约6秒的范围中。ALD提供关于提供受控级别的高度均勻薄膜沉积的可观保证。然而，尽管其固有技术能力及优点，但仍存在若干技术障碍。一个重要考虑事项涉及所需要的循环数目。由于其重复的反应物及净化循环，因此ALD的有效使用需要能够将化学品的流量突然从MLx改变为AHy连同迅速地执行净化循环的设备。常规ALD系统经设计以所需序列快速地将不同气态物质循环送到衬底上。然而，难以获得用于以所需速度且在没有一些有害混合的情况下将所需系列气态调配物引入到室中的可靠方案。此外，ALD设备必须能够针对许多循环有效且可靠地执行此快速排序以允许对许多衬底的成本有效涂布。
在努力最小化在任何给定反应温度下ALD反应需要实现自终止的时间中，一个方法一直是使用所谓“脉冲式”系统最大化流入所述ALD反应器中的化学品的流量。为最大化到所述ALD反应器中的化学品的流量，有利的是在最小惰性气体稀释下及高压力下将分子前驱物引入到所述ALD反应器中。然而，这些措施不利于对实现短循环时间的需要及从所述ALD反应器快速移除这些分子前驱物。快速移除又决定应最小化所述ALD反应器中的气体滞留时间。气体滞留时间τ与反应器的容积V、ALD反应器中的压力P成正比且与流量Q成反比，也就是说τ = Vp/Q(3)在典型ALD室中，容积(V)及压力⑵由机械及抽送局限独立决定，此导致难以将滞留时间准确地控制为低值。因此，降低所述ALD反应器中的压力(P)促进低的气体滞留时间且增加从所述ALD反应器移除(净化)化学前驱物的速度。相反，最小化ALD反应时间需要通过在所述ALD反应器内使用高压力来最大化化学前驱物到所述ALD反应器的流量。 另外，气体滞留时间及化学使用效率两者与流量成反比。因此，尽管降低流量可增加效率， 但其还增加气体滞留时间。现有ALD方法已妥协于对以改进化学利用效率来缩短反应时间的需要与另一方面对最小化净化气体滞留及化学移除时间的需要之间的折衷。克服气态材料的“脉冲式”递送的固有限制的一个方法是连续提供每一反应物气体及使所述衬底移动相继经过每一气体。举例来说，颁发给^dovsky的标题为“用于循环层沉积的气体分布系统 (GASDISTRIBUTION SYSTEM FOR CYCLICAL LAYER DEPOSITION) ” 的第 6，821，563 号美国专利描述在真空中的处理室，其具有用于前驱物及净化气体的单独气体端口，其与每一气体端口之间的真空泵端口交替。每一气体端口垂直向下朝向衬底引导其气体流。单独气体流被壁或分割区分离，其中在每一气体流的两侧上具有用于排空气体的真空泵。每一分割区的下部分延伸接近所述衬底，举例来说，距衬底表面约0. 5mm或0. 5mm以上。以此方式，所述分割区的所述下部分与所述衬底表面分离足够允许所述气体流在所述气体流与所述衬底表面反应之后围绕所述下部分朝向所述真空端口流动的距离。提供旋转转台或其它运送装置以用于固持一个或一个以上衬底晶片。在此布置下，所述衬底在不同气体流下面穿梭，借此实现ALD沉积。在一个实施例中，所述衬底沿线性路径移动穿过室，其中所述衬底来回经过若干次。使用连续气体流的另一方法展示于颁发给Simtola等人、标题为“用于执行化合物薄膜的生长的方法(METHOD FOR PERFORMING GROWTH OF COMPOUND THINFILMS) ” 的第 4，413，022号美国专利中。气体流阵列具有交替的源气体开口、载气开口及真空排放开口。 所述衬底在所述阵列上方的往复式运动再次在不需要脉冲式操作的情况下实现ALD沉积。 在图13及14的实施例中，特定来说，通过衬底在固定源开口阵列上方的往复式运动实现所述衬底表面与反应性蒸汽之间的顺序相互作用。扩散势磊通过在排放开口之间具有载气开口而形成。Simtola等人陈述此实施例的操作甚至在大气压下也是可能的，但提供较少或几乎未提供所述工艺的细节或实例。尽管例如‘563Yudovsky及‘022Suntola等人的专利中描述的那些系统的系统可避免脉冲式气体方法所固有的困难中的一些困难，但这些系统具有其它缺点。‘563YudOVsky专利的气体流递送单元及‘022Simtola等人的专利的气体流阵列均不可用于比0.5mm更接近所述衬底处。举例来说，‘563^doVsky及‘022Suntola等人的专利中所揭示的气体流递送设备中的每一者经布置均不可能用于移动腹板表面，例如可用作用于形成电子电路、光传感器或显示器的挠性衬底。‘563YudOVsky专利的气体流递送单元及 ‘022SimtOla等人的专利的气体流阵列两者(其每一者提供气体流及真空两者)的复杂布置使得这些解决方案难以实施、按比例缩放的成本昂贵且限制其可能的沉积应用到移动的有限尺寸衬底上的使用性。此外，将极其难以在阵列中的不同点处维持均勻真空及维持同步的气体流及真空于互补压力下，因此妥协提供给衬底表面的气体流量的均勻性。Selitser的第US 2005/0084610号美国专利申请公开案揭示一种大气压原子层化学气相沉积工艺。klitser陈述通过将操作压力改变到大气压获得反应速率的非凡增力口，此将涉及反应物浓度的若干量级的增加，随后是表面反应物速率增强。klitser的实施例涉及针对所述工艺的每一阶段的单独室，但第US 2005/0084610号美国专利申请公开案中的图10展示其中移除室壁的实施例。一系列分离的注射器围绕旋转圆形衬底固持件轨道间隔开。每一注射器并入有独立操作的反应物、净化及排放气体歧管且针对每一衬底当在所述工艺中于其下方经过时控制及充当一个完整单层沉积及反应物净化循环。虽然 Selitser描述所述气体注射器或歧管的极少特定细节或几乎没有描述所述特定细节，但其陈述所述注射器之间隔经选择以使得通过并入于每一注射器中的净化气体流及排放歧管来防止来自邻近注射器的交叉污染。提供相互反应性ALD气体的隔离的特别有用方法是Levy在2008年7月10日公开的第US 2008/0166880号美国专利申请公开案中描述的气体轴承ALD装置。此装置的效率起因于以下事实在沉积头部与所述衬底之间的空隙中产生相对高压力，此迫使气体在从源区域到排放区的良好界定的路径中，同时接近经历沉积的衬底。由于ALD沉积工艺适合用于针对各种各样的应用的各种工业中，因此一直努力改进ALD沉积工艺、系统及装置，尤其是在通常称为空间相依ALD的ALD领域中。

发明内容
根据本发明的一个方面，一种流体分布歧管包含第一板及第二板。至少所述第一板及所述第二板的至少一部分界定浮凸图案。将金属结合剂安置在所述第一板与所述第二板之间以使得所述第一板及所述第二板形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案。根据本发明的另一方面，一种组装流体分布头部的方法包含提供第一板；提供第二板，至少所述第一板及所述第二板的至少一部分界定浮凸图案；提供安置于所述第一板与所述第二板之间的金属结合剂；及通过使用所述金属结合剂将所述第一板与所述第二板结合在一起形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案。根据本发明的另一方面，一种将薄膜材料沉积于衬底上的方法包含提供衬底； 提供流体分布歧管，所述流体分布歧管包含第一板；第二板，至少所述第一板及所述第二板的至少一部分界定浮凸图案；及安置在所述第一板与所述第二板之间以使得所述第一板及所述第二板形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案的金属结合剂；及在致使气态材料流过由所述浮凸图案界定的所述流体流引导图案之后，致使所述气态材料从所述流体分布歧管朝向所述衬底流动。


在下文呈现的本发明实例性实施例的详细描述中，参考随附图式，其中图IA到ID展示组装含有浮凸图案的板以形成微通道扩散元件的图解性绘图；图2展示数个例示性扩散器浮凸图案及可变浮凸图案的可能性；图3是根据本发明用于原子层沉积的递送装置的一个实施例的剖面侧视图；图4是递送装置的一个实施例的剖面侧视图，其展示提供到经受薄膜沉积的衬底的气态材料的一个例示性布置；图5A及5B是递送装置的一个实施例的剖面侧视图，其示意性地展示伴随沉积操作；图6是根据一个实施例的沉积系统中的递送装置的透视分解图，其包含可选扩散器单元。图7A是图6的递送装置的连接板的透视图；图7B是图6的递送装置的气体室板的平面图；图7C是图6的递送装置的气体引导板的平面图；图7D是图6的递送装置的基底板的平面图；图8是从单片材料机器加工的递送装置的一个实施例的供应部分的透视图，在其上可直接附接本发明的扩散器元件；图9是一个实施例中用于递送装置的两个板扩散器组合件的透视图；图IOA及IOB展示水平板扩散器组合件的一个实施例中的两个板中的一者的平面图及透视剖面图；图IlA及IlB展示在水平板扩散器组合件中的关于图9的另一板的平面图及透视剖面图；图12A及12B分别展示经组装的两个板扩散器组合件的剖面图及放大剖面图；图13是根据一个实施例的沉积系统中的递送装置的透视分解图，其采用垂直于所得输出面的板；图14展示供在垂直板定向设计中使用的不含有浮凸图案的间隔件板的平面图；图15A到15C分别展示供在垂直板定向设计中使用的含有浮凸图案的源板的平面图、透视图及透视剖面图；图16A到16C分别展示供在垂直板定向设计中使用的含有粗制浮凸图案的源板的平面图、透视图及透视剖面图；图17A及17B展示具有密封板的含有浮凸的板，所述密封板含有偏斜以防止离开扩散器的气体直接撞击在衬底上；图18展示用于组装本发明的递送装置的方法的流程图；图19是展示相关距离尺寸及力方向的递送头部的侧视图；图20是展示与衬底运送系统一起使用的分布头部的透视图；图21是展示使用本发明的递送头部的沉积系统的透视图；图22是展示应用于移动腹板的沉积系统的一个实施例的透视图；图23是展示应用于移动腹板的沉积系统的另一实施例的透视图M是带有具有曲率的输出面的递送头部的一个实施例的剖面侧视图；图25是使用气体垫来分离所述递送头部与所述衬底的实施例的透视图；图沈是展示包括供与移动衬底一起使用的气体流体轴承的沉积系统的实施例的侧视图；图27是根据一个实施例的气体扩散器单元的分解视图；图2名k是图27的气体扩散器单元的喷嘴板的平面图；图28B是图27的气体扩散器单元的气体扩散器板的平面图；图^C是图27的气体扩散器单元的面板的平面图；图28D是图27的气体扩散器单元内的气体混合的透视图；图28E是使用图27的气体扩散器单元的气体排出路径的透视图；图^A是经组装的两个板扩散器组合件的透视剖面图；图29B是经组装的两个板扩散器组合件的透视剖面图；图29C是经组装的两个板气态流体流通道的透视剖面图；图30是经组装的两个板扩散器组合件的透视剖面分解图，其展示其中可存在镜似表面饰面的一个或一个以上位置；图31A到31C是包含流体连通地连接到次级流体源的初级室的流体分布歧管的剖面图；图32A到32D是流体分布歧管的输出面的实例性实施例的示意性俯视图，其展示源狭缝及排放狭缝配置；图33A到33C是包含非扁平输出面的流体分布歧管的实例性实施例的示意性侧视图；图34是给所涂布的衬底的两个侧提供力的流体输送系统的实例性实施例的示意侧视图；图35是根据本发明制作的包含气体参数感测能力的流体输送系统的实例性实施例的透视图；图36是包含固定衬底运送子系统的流体输送系统的实例性实施例的示意性侧视图；图37是包含可移动衬底运送子系统的流体输送系统的实例性实施例的示意性侧视图；且图38是包含具有非平面外形的衬底运送子系统的流体输送系统的实例性实施例的示意性侧视图。
具体实施例方式本说明特定来说将涉及形成根据本发明的设备的部分或与根据本发明的设备更直接协作的元件。应了解未特定展示或描述的元件可呈现所属领域的技术人员所熟知的各种形式。在以下描述及图式中，在可能处已使用相同参考符号来指示相同元件。本发明的实例性实施例为示意性地图解说明且为清晰起见未按比例绘制。所提供的图打算展示本发明的实例性实施例的总体功能及结构布置。所属领域的技术人员将能够容易地确定本发明的实例性实施例的元件的特定大小及互连。
对于随后的描述，在广泛意义上使用术语“气体”或“气态材料”来囊括汽化或气态元素、化合物或材料的范围中的任一者。本文所使用的其它术语(例如反应物、前驱物、 真空及惰性气体)均具有如材料沉积技术领域的技术人员将充分了解的常规意义。叠置具有其常规意义，其中以使得一个元件的部分与另一元件的对应部分对准且其外围大体重合的方式将元件彼此上下或彼此抵靠着放置。术语“上游”及“下游”具有关于气体流的方向的常规意义。本发明特定来说适用于ALD形式(通常称为空间相依ALD)，其采用经改进分布装置将气态材料递送到衬底表面、适于在较大及基于腹板的衬底上沉积且能够以经改进吞吐量速度实现高度均勻薄膜沉积。本发明的设备及方法采用连续(与脉冲式相比)气态材料分布。本发明的设备允许在大气或接近大气压下以及在真空中操作且能够在非密封或室外环境中操作。参考图3，其展示根据本发明用于到衬底20上的原子层沉积的递送头部10的一个实施例的剖面侧视图。此通常称为“浮动头部”设计，这是因为所述递送头部与所述衬底之间的相对分离是使用由从所述递送头部到所述衬底的一种或一种以上气体的流产生的气体压力来实现及维持。此类型的递送头部已在Levy于2009年5月21日公开的第US 2009/0130858A1号共同让与美国专利申请公开案中进行更加详细地描述。递送头部10具有连接到管道14用于接受第一气态材料的气体入口端口、连接到管道16用于接受第二气态材料的气体入口端口及连接到管道18用于接受第三气态材料的气体入口端口。这些气体在输出面36处经由输出通道12发射，所述输出通道具有随后所描述的结构布置。图3及后续图4到5B中的虚线箭头指代气体从递送头部10到衬底20 的递送。在图3中，点线箭头X还指示用于气体排放的路径(在此图中展示为朝上)及与连接到管道M的排放端口连通的排放通道22。为简化描述，在图4到5B中未指示气体排放。由于排放气体可仍含有大量未反应前驱物，因此可不期望允许主要含有一种反应性物质的排放流与主要含有另一种物质的一个排放流混合。如此，认识到递送头部10可包含数个独立排放端口。在一个实施例中，气体入口管道14及16适于接受在所述衬底表面上顺序地反应以实现ALD沉积的第一及第二气体，且气体入口管道18接收相对于所述第一及第二气体为惰性的净化气体。递送头部10与可提供于如随后更详细地描述的衬底支撑件上的衬底20 间隔距离D。可通过衬底20的移动、通过递送头部10的移动或者通过衬底20及递送头部 10两者的移动来在衬底20与递送头部10之间提供往复式运动。在图3中所示的特定实施例中，衬底20是通过衬底支撑件96以往复方式跨越输出面36移动，如箭头A及图3中的衬底20左右两边的幻影略图所指示。应注意，往复式运动对于使用递送头部10的薄膜沉积并不总是必要的。还可提供衬底20与递送头部10之间的其它类型的相对运动，例如衬底20或者递送头部10在一个或一个以上方向上的移动，如随后更加详细地描述。图4的剖面图展示在递送头部10的输出面36的一部分上方发射的气体流(如前文所陈述省略排放路径)。在此特定布置中，每一输出通道12与如图3中所示的气体入口管道14、16或18中的一者气态流连通。每一输出通道12通常递送第一反应物气态材料0 或第二反应物气态材料M或第三惰性气态材料I。图4展示相对基本或简单气体布置。可在薄膜单次沉积中在各种端口处顺序地递送非金属沉积前驱物(如材料0)的多个流或含有金属之前驱物材料(如材料M)的多个流。另一选择为，当制作(例如)具有交替金属层或具有较少量的混合于金属氧化物材料中的掺杂剂的复杂薄膜材料时，可在单个输出通道处施加反应物气体的混合物，举例来说， 金属前驱物材料的混合物或金属及非金属前驱物的混合物。显著地，惰性气体的标记为I 的间流(还称为净化气体)分离其中所述气体可能彼此反应的任何反应物通道。第一反应物气态材料0及第二反应物气态材料M彼此反应以实现ALD沉积，但反应物气态材料0或 M均不与惰性气态材料I反应。图4中及以下所使用的命名法建议一些典型类型的反应物气体。举例来说，第一反应物气态材料0可为氧化气态材料；第二反应物气态材料M可为含有金属的化合物，例如含有锌的材料。惰性气态材料I可为氮、氩、氦或通常用作ALD系统中的净化气体的其它气体。惰性气态材料I相对于第一反应物气态材料0或第二反应物气态材料M是惰性的。在一个实施例中，第一与第二反应物气态材料之间的反应形成半导体中所使用的金属氧化物或其它二元化合物，例如氧化锌ZnO或SiS。两种以上反应物气态材料之间的反应可形成三元化合物，举例来说ZnAW。图5A及5B的剖面图以简化示意性形式展示在递送反应物气态材料0及M的情况下衬底20沿递送头部10的输出面36经过时所执行的ALD涂布操作。在图5A中，衬底20 的表面首先接收从指派为递送第一反应物气态材料0的输出通道12连续发射的氧化材料。 所述衬底的表面现在含有材料0的部分反应形式，其易于与材料M反应。接着，当衬底20进入第二反应物气态材料M的金属化合物的路径中时，发生与M的反应，从而形成金属氧化物或可由两种反应物气态材料形成的一些其它薄膜材料。不同于常规解决方案，图5A及5B中所示的沉积序列在针对给定衬底或其所规定区域的沉积期间是连续的，而非脉冲式的。也就是说，当衬底20跨越递送头部10的表面经过时，或相反地当递送头部10沿衬底20的表面经过时，连续发射材料0及M。如图5A及5B展示，在每隔一个输出通道12中于第一反应物气态材料0及第二反应物气态材料M的流之间提供惰性气态材料I。显著地，如图3中所示，存在排放通道22。 仅需要排放通道22来排出从递送头部10发射且在处理中使用过的废气体，所述排放通道提供少量抽吸。在一个实施例中，如在共同未决、共同让与的第US 2009/0130858号美国专利申请公开案中更加详细地描述，提供抵抗衬底20的气体压力，以使得通过所施加压力的力至少部分地维持分离距离D。通过在输出面36与衬底20的表面之间维持一定量的气体压力， 本发明的设备可为递送头部10本身或另一选择为衬底20提供至少某一部分的空气轴承或更恰当地气体流体轴承。此布置有助于简化递送头部10的运送机制。允许递送装置接近所述衬底以使得其由气体压力支撑的效果有助于在气体流之间提供隔离。通过允许所述头部浮动在这些流上，在反应性及净化流区域中产生压力场，其致使所述气体在极小或没有其它气体流的混杂的情况下从入口被引导到排放口。在一个此实施例中，由于分离距离D 相对小，因此甚至距离D的小改变(举例来说，甚至100微米)也可使流率且因此提供分离距离D的气体压力的显著改变成为必要。举例来说，在一个实施例中，使分离距离D成双倍 (涉及小于Imm的改变)可使双倍以上(优选地四倍以上)于提供分离距离D的气体的流率成为必要。另一选择为，尽管可使用空气轴承效果来至少部分地分离递送头部10与衬底 20的表面，但也可使用本发明的设备来自递送头部10的输出表面36提升或升起衬底20。
然而，本发明不需要浮动头部系统，且所述递送装置及所述衬底可如常规系统中处于固定距离D处。举例来说，所述递送装置及所述衬底可机械地固定在彼此分离距离处， 其中所述头部不响应于流率的改变而可相关于所述衬底垂直移动且其中所述衬底在垂直固定衬底支撑件上。另一选择为，可使用其它类型的衬底固持件，包含(举例来说)压台。在本发明的一个实施例中，所述递送装置具有提供用于到衬底上的薄膜材料沉积的气态材料的输出面。所述递送装置包含多个入口端口(举例来说，至少第一、第二及第三入口端口)，其能够分别接收对第一、第二及第三气态材料的共用供应。所述递送头部还包含第一多个细长发射通道、第二多个细长发射通道及第三多个细长发射通道，所述第一、第二及第三细长发射通道中的每一者允许与对应第一、第二及第三入口端口中的一者的气态流体连通。所述递送装置形成为多个有孔板，其相对于输出面实质上平行安置且经叠置以界定用于将所述第一、第二及第三气态材料中的每一者从其对应入口端口选路到其对应多个细长发射通道的互连供应室及引导通道的网络。所述第一、第二及第三多个细长发射通道中的每一者在长度方向上延伸且实质上平行。每一第一细长发射通道在其每一细长侧上与最接近的第二细长发射通道由第三细长发射通道分离。每一第一细长发射通道及每一第二细长发射通道位于第三细长发射通道之间。所述第一、第二及第三多个细长发射通道中的至少一个复数中的细长发射通道中的每一者能够相对于所述递送装置的输出面实质上垂直地分别引导所述第一、第二及第三气态材料中的至少一者的流。所述气态材料流能够从所述至少一个复数中的所述细长发射通道中的每一者直接或间接地实质上垂直于所述衬底的所述表面提供。图6的分解图展示(在一个此实施例中针对整个组合件的小部分)递送头部10 可如何由一组有孔板构造且展示所述气体中的一者的仅一个部分的例示性气体流路径。用于递送头部10的连接板100具有一系列用于连接到气体供应的输入口端口 104，所述气体供应在递送头部10的上游且未在图6中展示。每一输入口端口 104与引导室102连通，所述引导室将所接收气体向下游引导到气体室板110。气体室板110具有供应室112，其与气体引导板120上的个别引导通道122气体流连通。从引导通道122，所述气体流继续进行到基底板130上的特定细长排放通道134。气体扩散器单元140在其输出面36处提供对输入气体的扩散及最后递送。扩散器系统对于上文所描述的浮动头部系统尤其有利，这是因为其可在所述递送装置内提供促进所述头部的浮动的背压。例示性气体流Fl追踪穿过递送头部10的组件组合件中的每一者。如图6的实例中所示，递送头部10的递送组合件150形成为经叠置有孔板的布置连接板100、气体室板110、气体引导板120及基底板130。在此“水平”实施例中，这些板实质上是平行于输出面36安置。气体扩散器单元140是由经叠置有孔板形成，如随后所描述。可了解图6中所示板中的任一者可由经叠置板堆叠制作。举例来说，从适宜地耦合在一起的四个或五个经堆叠有孔板形成连接板100可为有利的。此类型的布置可比用于形成引导室102及输入端口 104的机器加工或模制方法简单。图7A到7D展示可组合在一起以形成图6的实施例中的递送头部10的主要组件中的每一者。图7A是连接板100的透视图，其展示多个引导室102及输入端口 104。图7B是气体室板110的平面图。在一个实施例中，供应室113用于递送头部10的净化或惰性气体(涉及在稳定状态操作期间相同分子物质之间的基于分子的混合)。在一个实施例中，供应室115提供用于前驱物气体(0)的混合；排放室116提供用于此反应性气体的排放路径。 类似地，供应室112提供其它所需反应性气体，第二反应物气态材料(M)；排放室114提供用于此气体的排放路径。图7C是用于此实施例中的递送头部10的气体引导板120的平面图。多个提供第二反应物气态材料(M)的引导通道122布置成用于连接适当供应室112(此视图中未展示) 与基底板130的图案。对应排放引导通道123定位在引导通道122附近。引导通道90提供所述第一反应物气态材料(0)。引导通道92提供净化气体(I)。图7D是展示由水平板形成的基底板130的平面图。视情况，基底板130可包含输入端口 104(在图7D中未展示)。图7D的平面图展示基底板130的从输出侧观看且具有细长发射通道132及细长排放通道134的外部表面。参考图6，图7D的视图是从面向气体扩散器单元140的侧取得。再次，应强调图6及7A到7D展示一个说明性实施例；许多其它实施例也是可能的。图27的分解图展示用于形成图6的实施例中及随后所描述的其它实施例中所使用的可选气体扩散器单元140的一个实施例的组件的基本布置。这些组件包含喷嘴板142， 其展示于图28A的平面图中。如图6、27及28A的视图中所示，喷嘴板142抵靠基底板130 安装且从细长发射通道132获得其气体流。在所示实施例中，气体管道143提供所需气态材料。顺序第一排放狭缝180提供于排放路径中，如随后所描述。参考图^B，气体扩散器板146抵靠喷嘴板142安装，所述气体扩散器板与板142 及148(图27中所展示)协作进行扩散。喷嘴板142、气体扩散器板146及输出面板148上的各种通路的布置经最佳化以提供所需的气体流扩散量且同时有效地远离衬底20的表面区域引导排放气体。狭缝182提供排放端口。在所示实施例中，形成输出通路147的气体供应狭缝与排放狭缝182在气体扩散器板146中交替。如图28C中所示，输出面板148面向衬底20。对于此实施例，用于提供气体的输出通路149与排放狭缝184再次交替。输出通路149通常称为细长发射狭缝，这是因为当包含扩散器单元140时其充当递送头部10的输出通道12。图28D关注经过气体扩散器单元140的气体递送路径，而图^E以对应方式展示气体排放路径。参考图观0，其针对一组代表性气体端口展示在一个实施例中用于针对输出流F2的反应物气体的彻底扩散的整体布置。来自基底板130(图6)的气体经提供经过喷嘴板142上的气体管道143。所述气体向下游前进到气体扩散器板146上的输出通路147。 如图^D中所示，在一个实施例中在管道143与通路147之间可存在垂直偏移(也就是说， 使用图27中所示的水平板布置，垂直是相对于所述水平板的平面为法向)，此有助于产生背压且因此促进更均勻流。所述气体接着进一步向下游前进到输出面板148上的用以提供输出通道12的输出通路149。管道143及输出通路147及149可不仅在空间上偏移，而且还可具有不同几何形状以最佳化混合。在缺少可选扩散器单元的情况下，基底板中的细长发射通道132可代替输出通路 149充当递送头部10的输出通道12。通路149通常称为细长发射狭缝，这是因为在包含扩散器单元140时其充当递送头部10的输出通道12。
图28E象征性地追踪类似实施例中提供用于排出气体的排放路径，其中下游方向与供应气体的方向相反。流F3指示经排出气体分别经过顺序第三排放狭缝184、第二排放狭缝182及第一排放狭缝180的路径。不同于用于气体供应的流F2的更曲折的混合路径， 图^E中所示的排出布置打算用于从所述表面快速移动废气体。因此，流F3是相对直接的， 从而排出气体远离所述衬底表面。返回参考图6，可将展示为连接板100、气体室板110、气体引导板120及基底板 130的组件的组合分组以提供递送组合件150。还可存在用于递送组合件150的替代实施例，包含下文所描述使用图6的坐标布置及视图由垂直而非水平有孔板形成的一个实施例。图6的实施例的递送头部的元件是由数个上覆板构成以实现必要气体流路径从而将正确位置中的气体递送到所述扩散器。此方法是有用的，这是因为可通过有孔板的简单叠置来产生极其复杂的内部路线。另一选择为，可借助当前机器加工或快速原型化方法来将单个材料块机器加工成含有足够内部路线以与所述扩散器介接。举例来说，图8展示单个经机器加工块300的实施例。在此块中，供应线路305由穿过所述块的镗孔通道形成。 这些线路可如所示在两个端上引出或在一个端上加帽或密封。在操作中，这些通道可通过两个端馈送或充当到安装在总系统中之后续块的馈送槽。从这些供应线路，小通道310延伸到扩散器板组合件140以馈送通往细长输出面开口的各种通道。期望在递送头部的其它区域中形成受控背压。参考图1A，如果两个完美平板200 组装在一起，那么这些板将彼此密封以形成经组装板单元215。如果试图使气体在垂直于所述图式的方向上流动，那么所述经组装板单元215将不允许气体经过。另一选择为，所述板中的一者或两者可具有带有小的或微小的高度变化的区，其中最大高度与所述板的主高度或初始高度齐平。高度变化的区可称为浮凸图案。当板组合件是使用具有浮凸图案的板制作时，形成微通道，此导致流限制，从而有助于在递送头部的其它区域中形成受控背压。举例来说，在图IB中，单个平板200可配接到在其表面的一部分中含有浮凸图案的板220。当这两个板经组合以形成经组装板单元225时，通过所述板的接触形成限制开口。图IC及ID分别展示两个含有浮凸图案的板200或在两侧上具有浮凸图案的板230且经组装以产生各种扩散器图案，例如经组装板单元235及M5。广泛地描述，所述浮凸图案包含当组装时提供所要流限制的任何结构。一个实例包含简单粗糙化板的选定区域。这些选定区域可通过非定向粗糙化方法来产生，例如砂磨、 喷砂或经设计以产生粗糙饰面的蚀刻工艺。另一选择为，所述微通道的区域可通过产生良好界定或预先界定的特征的工艺来产生。此类工艺包含通过浮雕或冲压进行图案化。一种优选图案化方法涉及光蚀刻其中可施加光致抗蚀剂图案的部分且接着蚀刻其中不存在所述光致抗蚀剂的区域中的金属。可在单个部分上进行数次此工艺以提供不同深度的图案以及从较大金属片单体化所述部分。所述部分还可通过将材料沉积到衬底上来制作。在此组成中，开始扁平衬底板可由任何适合材料制成。接着可通过经图案化材料沉积在此板上建立图案。所述材料沉积可借助光学图案化来进行，例如通过施加光学上敏感的材料(如光致抗蚀剂)的均勻涂层且接着使用基于光的方法以显影方式图案化所述材料。用于浮凸的材料还可通过加性印刷方法来施加，例如喷墨、凹版或丝网印刷。还可实现对所述部分的直接模制。此技术特别适合聚合材料，其中可制作所要板的模具且接着使用充分了解的用于聚合物模制的方法中的任一者来产生部分。通常，所述板为实质上扁平结构，厚度从约0. 001英寸到0. 5英寸变化，其中浮凸图案存在于所述板中的一个或两个侧中。当浮凸图案(或多个图案)形成通道(或多个通道)时，所述通道应具有可用于流的极小敞开剖面以形成流限制，所述流限制在线性区上方提供均勻流背压以适宜地扩散气体流。为提供适合背压，用于流的所述敞开剖面通常包含小于100，000 μ m2，优选地小于10，000 μ m2。在图2中展示呈透视图形式的典型板结构，连同如所述图中所指示的轴方向。所述金属板的所述表面在ζ方向上具有最高区域250。在气体从所述扩散器离开的情况下，所述气体将以某一方式到达相对深的凹部255中，其允许所述气体在Y方向上穿过扩散器区 260之前在X方向上横向流动。出于实例目的，在扩散器区域沈0中展示数个不同图案，包含圆柱沈5、方形柱270及任意形状275。特征265、270或275在Z方向上的高度通常应为使得其顶部表面与板表面250的相对扁平区域的顶表面相同，使得当将平板叠加在图2的板上时，在所述柱结构的顶部上实现接触，从而迫使所述气体仅在所述柱结构之间剩余的区中行进。图案沈5、270及275为例示性且可选取任何提供必要背压的适合图案。图2展示单个板结构上的数个不同扩散器图案。可期望在单个扩散器通道上具有数个不同结构以产生特定气体离开图案。另一选择为，如果单个图案产生所要均勻流，那么可期望仅具有所述单个图案。此外，可使用单个图案，其中所述特征的大小或密度取决于在扩散器组合件中的位置而变化。图9到12B详细说明水平安置的气体扩散器板组合件140的构造。扩散器板组合件140优选地由两个板315及320构成，如图9中以透视分解图所示。此组合件的顶部板315更加详细展示于图IOA(平面图)及IOB(透视图)中。将所述透视图认为是点线 10B-10B上的剖面。展示扩散器图案325的区域。此组合件的底部板320更加详细地展示于图IlA(平面图)及IlB(透视图)中。将所述透视图认为是点线11B-11B上的剖面。在图12A及12B中展示这些板的组合操作，所述图分别展示经组装结构及所述通道中的一者的放大。在经组装板结构中，气体供应330进入所述板，且被迫使流过扩散器区 325，所述扩散器区现在是由因板315与板320的组装形成的精细通道构成。在穿过所述扩散器之后，经扩散气体335离开前往输出面。返回参考图6，可将展示为连接板100、气体室板110、气体引导板120及基底板 130的组件的组合分组以提供递送组合件150。还可存在用于递送组合件150的替代实施例，包含使用图6的坐标布置由垂直而非水平有孔板形成的一个实施例。参考图13，其从仰视图(也就是说，从气体发射侧观看)展示此替代实施例。此替代布置可用于使用经叠置有孔板堆叠的递送组合件，所述经叠置有孔板相对于所述递送头部的输出面垂直安置。在图14中展示不具有扩散器区的典型板略图365。当叠置一系列板时，供应孔360 形成供应通道。返回参考图13，两个可选端板350坐落于此结构的端部处。此例示性结构的特定元件是板370，其经由扩散器将供应线路#2连接到输出面；板375，其经由扩散器将供应线路#5连接到输出面；板380，其经由扩散器将供应线路#4连接到输出面；板385，其经由扩散器将供应线路#10连接到输出面；板390，其经由扩散器将供应线路#7连接到输出面； 及板395，其经由扩散器将供应线路#8连接到输出面。应了解，通过变化板类型及其在序列中的次序，可实现到输出面位置的输入通道的任何组合及次序。在图13的特定实施例中，所述板具有仅在单个侧上蚀刻的图案且背侧(未看到) 是平滑的，除了供应线路及组装或紧固需要所需要的孔(螺丝孔、对准孔)之外。考虑到序列中的任何两个板，ζ方向上的下一板的背部既抵靠前一板充当扁平密封板又在其在ζ方向上面朝前的侧上充当输出面中下一细长开口的通道及扩散器。另一选择为，可具有在两侧上蚀刻有图案的板，且接着在其之间使用扁平间隔件板以提供密封机构。图15A到15C展示垂直板组合件中所使用的典型板的详细视图，在此情况中为将第八个供应孔连接到输出面扩散器区域的板。图15A展示平面图，图15B展示透视图，且图 15C展示在图15B的点线15C-15C处切割的透视截面图。在图15C中，所述板的放大展示递送通道405，所述递送通道从指定供应线路360 获取气体且将其馈送到扩散器区域410，所述扩散器区域具有如(例如)在前文图2中所描述的浮凸图案(未展示)。图16A到16C中展示具有扩散器通道的板的替代类型。在此实施例中，所述板通过离散扩散器图案将第五供应通道连接到输出区域，所述离散扩散器图案主要由凸起区域 420与离散凹部430构成，从而形成浮凸图案，通过所述浮凸图案气体可在经组装结构中经过。在此情况中，当所述板经组装面向另一平板时凸起区域420阻挡所述流，且所述气体应在所述离散凹部中流过，所述凹部以使得扩散通道的个别进入区域不互连的方式来图案化。在其它实施例中，实质上连续流路径网络形成于如图2中所示的扩散通道沈0中，其中柱或其它突出物或微阻挡区域分离允许气态材料流动的微通道。此扩散器的ALD沉积设备应用包含输出面上的邻近细长开口，其中的一些开口将气体供应到所述输出面而其它开口收回气体。所述扩散器在两个方向上起作用，差异是将所述气体迫使到所述输出面还是拉离所述输出面。所述扩散器通道的输出可与输出面的平面视线接触。另一选择为，可需要进一步扩散从扩散器离开的气体，所述扩散器是通过密封板与具有浮凸图案的板的接触而形成。 图17A及17B展示此设计，其中含有浮凸图案的板450与密封板455接触，所述密封板具有额外特征460，所述额外特征致使离开扩散器区域465的气体在到达输出面36之前偏斜。返回到图13，组合件350展示板的任意次序。为简单起见，可给予每一类型有孔板字母名称净化P，反应物R及排放E。用于典型ALD沉积的提供两种反应性气体连同必要净化气体及排放通道的最小递送组合件350可使用全缩写序列来表示P-E1-R1-E1-P-E2-R2-E2-P-E1-R1-E1-P-E2-R2-E2-P-E1-R1-E1-P，其中Rl及R2表示在不同定向中的用于所使用的两种不同反应物气体的反应物板，且El及E2对应地表示在不同定向中的排放板。现在返回参考图3，细长排放通道巧4在常规意义上不需要为真空端口，但可仅经提供以从其对应输出通道12抽吸所述流，因此促进所述通道内的均勻流图案。负抽吸(仅稍微小于相邻细长发射通道处的气体压力的反压力)可有助于促进有次序流动。举例来说，所述负抽吸可借助源处介于0. 2个与0. 1个大气压之间的抽吸压力操作，而典型真空是(例如)低于0.1个大气压。使用由递送头部10提供的流图案相对于将气体个别地脉冲式供应到沉积室的常规方法(例如，前文在背景技术章节中所陈述的那些方法)提供若干优点。沉积设备的移动性改进且本发明的装置适于其中衬底尺寸超过沉积头部的大小的大规模沉积应用。流动力学还经改进而优于前文方法。本发明中所使用的流布置允许递送头部10与衬底20之间的极小距离D，如图3中所示，优选地低于1mm。输出面36可经定位极接近于衬底表面的约1密耳(大约0. 025mm) 内。通过比较，前文方法(例如前文所引述颁发给Yudovsky的第6，821，563号美国专利中所描述的方法)限于距所述衬底表面的0. 5mm或更大距离，而本发明的实施例的惯例可为小于0. 5mm,举例来说，小于0. 450mm。事实上，将递送头部10定位得更接近衬底表面在本发明中是优选的。在特别优选的实施例中，距所述衬底的表面的距离D可为0. 20mm或更小， 优选地小于100 μ m。在一个实施例中，可通过使用浮动系统将本发明的递送头部10维持在其输出面 36与衬底20的表面之间的适合分离距离D (图3)。来自一个或一个以上输出通道12的经发射气体的压力产生力。为使此力为递送头部10提供有用缓冲或“空气”轴承(气体流体轴承)效果，应存在充分着陆区域，也就是说，沿输出面36的可与所述衬底紧密接触的固体表面区域。着陆区域的百分比对应于输出面36的允许在其下建立气体压力的固体区域的相对量。最简单来说，可将所述着陆区域计算为输出面36的总区域减去输出通道12及排放通道22的总表面区域。此意指应尽可能地最大化总表面区域(排除具有宽度wl的输出通道12或具有宽度w2的排放通道22的气体流区域)。在一个实施例中，提供95%的着陆区域。举例来说，其它实施例可使用较小着陆区域值，例如85%或75%。还可使用对气体流率的调节以变更分离或缓冲力，且因此相应地改变距离D。应了解，提供气体流体轴承以使得将递送头部10实质上维持在衬底20上面距离D 处是有利的。此允许使用任何适合类型运送机构的递送头部10的基本上无摩擦运动。接着可致使递送头部10在材料沉积期间在通道中来回运动从而跨越衬底20的表面扫过时在衬底20的表面上面“盘旋”。所述沉积头部包含一系列在工艺中组装的板。所述板可水平安置、垂直安置或包含其组合。组装工艺的一个实例展示于图18中。基本上，组装用于到衬底上的薄膜材料沉积的递送头部的工艺包含制作一系列板(图18的步骤500)，其至少一部分含有用于形成扩散器元件的浮凸图案，及将所述板按序列附接到彼此以形成连接到一个或一个以上扩散器元件的供应线路的网络。此工艺视情况涉及放置不含有浮凸图案的间隔件板，所述间隔件板被放置在至少一对各自含有浮凸图案的板之间。在一个实施例中，组装次序产生多个流路径，其中所述输出面中所述第一气态材料的所述多个细长输出开口中的每一者通过所述输出面中所述第三气态材料的所述多个细长输出开口中的至少一者而与所述输出面中所述第二气态材料的所述多个细长输出开口中的至少一者分离。在另一实施例中，组装次序产生多个流路径，其中所述输出面中所述第一气态材料的所述多个细长输出开口中的每一者通过所述输出面中至少一个细长排放开口与所述输出面中所述第二气态材料的所述多个细长输出开口中的至少一者分离，所述细长排放开口连接到排放端口，以在沉积期间将气态材料拉离所述输出面的所述区。所述板首先可通过适合方法制作，涉及(但不限于)冲压、浮雕、模制、蚀刻、光蚀刻或磨蚀的工艺。可将密封剂或粘合剂材料施加到所述板的表面以将其附接在一起(图18的步骤 502)。由于这些板可含有精细图案化区域，因此粘合剂施加不施加过量粘合剂是关键的， 过量粘合剂可在组装期间阻挡所述头部的关键区域。另一选择为，所述粘合剂可以图案化形式施加以不干扰内部结构的关键区域，同时仍提供充分粘性以允许机械稳定性。所述粘合剂也可为所述工艺步骤中的一者的副产物，例如蚀刻工艺之后板表面上的残余光致抗蚀剂。所述粘合剂或密封剂可选自许多已知的所述类别材料，例如环氧基粘合剂、硅酮基粘合剂、丙烯酸酯基粘合剂或油脂。可将所述经图案化板布置成适当序列以产生入口到输出面细长开口的所要相关联。通常将所述板组装在某一类对准结构上(步骤504)。此对准结构可为任何受控表面或一组表面，所述板的某一表面抵靠其上，以使得如组装的板将已经处在极佳对准状态中。优选对准结构是具有带有对准销的基底部分，所述销打算与所有板上存在于特殊位置中的孔介接。优选地，存在两个对准销。优选地，这些对准孔中的一者为圆形而另一者为狭缝以在组装期间不过渡限制所述部分。一旦将所有部分及其粘合剂组装在所述对准结构上，便将压力板施加到所述结构且施加压力及或热以固化所述结构(步骤506)。尽管从上文所提及的销的对准已经提供所述结构的极佳对准，但所述板的制造工艺中的变化可导致所述输出面的表面对于适当应用不是充分扁平。在此情况中，将所述输出面研磨及抛光为完成单元以获得所要表面饰面可为有用的(步骤508)。最后，可期望清洁步骤以准许所述沉积头部在不导致污染的情况下的操作(步骤600)。如所属领域的技术人员将了解，流扩散器(例如本文所描述的一者(一者以上)) 可用在用于将气态流体分布到衬底上的各种各样的装置中。通常，所述流扩散器包含第一板及第二板，所述第一板及所述第二板中的至少一者包含浮凸图案部分。所述第一板及所述第二板经组装以形成具有由所述浮凸图案部分界定的流扩散部分的细长输出开口，其中流扩散部分能够扩散气态(或液体)材料的流。气态(或液体)材料的流的扩散是通过使所述气态(或液体)材料经过通过组装所述第一板及所述第二板形成的由所述浮凸图案部分界定的流扩散部分来实现。所述浮凸图案部分通常位于面对的板之间且连接细长入口与细长出口或输出开口用于所述气态(或液体)材料的流。尽管使用经堆叠有孔板的方法为构造所述递送头部的特别有用方式，但存在可在替代实施例中使用的用于构建此类结构的若干其它方法。举例来说，所述设备可通过直接机器加工金属块或粘合在一起的数个金属块来构造。此外，可采用涉及内部模具特征的模制技术，如所属领域的技术人员将了解。所述设备还可使用若干立体光刻技术中的任一者来构造。由本发明的递送头部10提供的一个优点涉及维持其输出面36与衬底20的表面之间的适合分离距离D(图3中所示)。图19展示使用从递送头部10发射的气体流的压力维持距离D的一些关键考虑事项。在图19中，展示代表性数目个输出通道12及排放通道22。来自输出通道12中的一者或一者以上的所发射气体的压力产生力，如此图中由向下箭头所指示。为使此力为递送头部10提供可用缓冲或“空气”轴承(气体流体轴承)效果，应存在充分着陆区域，也就是说，沿输出面36的可与所述衬底紧密接触的固体表面区域。着陆区域的百分比对应于输出面36的允许在其下建立气体压力的固体区域的相对量。最简单来说，可将所述着陆区域计算为输出面36的总区域减去输出通道12及排放通道22的总表面区域。此意指应尽可能地最大化总表面区域(排除具有宽度wl的输出通道12或具有宽度w2的排放通道22的气体流区域)。在一个实施例中提供95%的着陆区域。举例来说，其它实施例可使用较小着陆区域值，例如85%或75%。还可使用对气体流率的调节以变更分离或缓冲力且因此相应地改变距离D。应了解，提供气体流体轴承以使得递送头部10实质上维持在衬底20上面距离D 处是有利的。此允许使用任何适合类型运送机构的递送头部10的基本上无摩擦运动。接着可致使递送头部10在材料沉积期间在通道中来回运动从而跨越衬底20的表面扫过时在衬底20的表面上面“盘旋”。如图19中所示，递送头部10可能太沉重，以使得向下气体力对于维持所需分离是不充分的。在此情况中，辅助提升组件(例如，弹簧170、磁铁或其它装置)可用于补充提升力。在其它情况下，气体流可为足够高以引起相反问题，以使得可迫使递送头部10与衬底 20的表面分离太大的距离，除非施加额外力。在此情况中，弹簧170可为压缩弹簧，以提供额外所需力来维持距离D(相对于图19的布置为向下)。另一选择为，弹簧170可为磁铁、 弹性体弹簧或某一其它补充所述向下力的装置。另一选择为，递送头部10可相对于衬底20定位于某一其它定向中。举例来说，衬底20可由与重力相反的空气轴承效果支撑，以使得衬底20可在沉积期间沿递送头部10移动。在图25中展示使用空气轴承效果用于到衬底20上的沉积的一个实施例，其中衬底20 缓冲于递送头部10上面。衬底20跨越递送头部10的输出面36的移动是在沿所示双箭头的方向上。图沈的替代实施例展示衬底支撑件74 (例如腹板支撑件或辊轮)上的衬底20在递送头部10与气体流体轴承98之间在方向K上移动。在此实施例中，递送头部10具有空气轴承或更适当来说气体流体轴承效果且与气体流体轴承98协作以维持输出面36与衬底 20之间的所要距离D。气体流体轴承98可使用惰性气体或空气或一些其它气态材料的流 F4来弓I导压力。应注意，在本沉积系统中，衬底支撑件或固持件可在沉积期间与所述衬底接触，所述衬底支撑件可为用于输送所述衬底的部件(例如，辊轮)。因此，所述衬底在经受处理时的热隔离不是本系统的要求。如参考图5A及5B所特定描述，递送头部10并入有相对于衬底20的表面的移动以执行其沉积功能。此相对移动可以若干方式获得，包含递送头部10及衬底20中的任一者或两者的移动，例如通过提供衬底支撑件的设备的移动。移动可为振荡式或往复式或可为连续移动，此取决于需要多少个沉积循环。还可使用衬底的旋转，特别是在分批工艺中， 但连续工艺是优选的。致动器可耦合到递送头部的主体，例如机械连接。可替代地使用交替力，例如变化的磁力场。
通常，ALD涉及多个沉积循环，每一循环建立受控膜深度。使用前文所给出的对于气态材料类型的命名法，单个循环可(例如在简单设计中)提供第一反应物气态材料0的一次施加及第二反应物气态材料M的一次施加。用于0及M反应物气态材料的输出通道之间的距离确定用于完成每一循环的往复式移动的所需距离。举例来说，图6的递送头部10可在反应物气体通道出口与邻近净化通道出口之间在宽度上为0.1英寸0.54mm)的标称通道宽度。因此，对于允许同一表面的所有区域经历完全ALD循环的往复式运动(如本文所使用沿y轴)，至少0. 4英寸(10. 2mm) 的冲程可为必要的。对于此实例，衬底20的区域可在于此距离范围中移动的情况下暴露于第一反应物气态材料0及第二反应物气态材料M两者。另一选择为，递送头部针对其冲程可移动更大距离，甚至从衬底的一端移动到另一端。在此情况中，生长膜可在其生长周期期间暴露于周围条件，此在许多使用环境下不导致不良效果。在一些情况中，出于对均勻性的考虑，可能每一循环中的往复式运动的量必须要有一定程度上的随意性，(例如)以减小边缘效应或沿往复行进的极端的建立。递送头部10可仅具有足够用以提供单个循环的输出通道12。另一选择为，递送头部10可具有多个循环的布置，从而使其能够覆盖较大沉积区域或能够实现其在某一距离范围中的往复式运动，所述距离在所述往复式运动距离的一个往返运动中允许两个或两个以上沉积循环。举例来说，在一个特定应用中，发现每一 O-M循环在受处理表面的约1/4范围中形成单原子直径层。因此，在此情况中，需要四个循环来在所述受处理表面范围中形成均勻单原子直径层。类似地，在此情况中，为形成均勻10个原子直径层，则可需要40个循环。用于本发明的递送头部10的往复式运动的优点在于其允许沉积到区域超过输出面36的区域的衬底20上。图20示意性地展示可如何使用如箭头A所示沿y轴的往复式运动及此外相对于χ轴的垂直或横跨所述往复式运动的移动来实现此更宽广区域覆盖率。 再次，应强调如图20中所示在χ或y方向上的运动可通过递送头部10的移动或通过具有提供移动的衬底支撑件74的衬底20的移动或通过递送头部10及衬底20两者的移动来实现。在图20中，递送头部及衬底的相对运动方向彼此垂直。还可使此相对运动平行。 在此情况中，所述相对运动需要具有表示振荡的非零频率分量及表示所述衬底的位移的零频率分量。此组合可通过以下各项来实现组合有所述递送头部在固定衬底上方的位移的振荡；组合有所述衬底相对于固定衬底递送头部的位移的振荡；或其中所述振荡及固定运动是由递送头部及衬底两者的移动提供的任何组合。有利地，可以小于许多类型的沉积头部的可能大小的大小制作递送头部10。举例来说，在一个实施例中，输出通道12具有约0.005英寸(0.127mm)的宽度wl且在长度上延伸到约3英寸(75mm)。在优选实施例中，可在大气压或接近大气压下及在广泛范围的周围及衬底温度中 (优选地在低于300°C的温度下)执行ALD。优选地，需要相对清洁环境以最小化污染的可能性；然而，完全“清洁室”条件或充满惰性气体的罩壳为不必的以在使用本发明设备的优选实施例时获得可接受性能。图21展示原子层沉积(ALD)系统60，其具有用于提供相对良好受控及无污染物环境的室50。气体供应^a、28b及28c通过供应线路32将第一、第二及第三气态材料提供到递送头部10。挠性供应线路32的可选使用促进递送头部10的移动的容易性。为简单起见，在图21中未展示可选真空蒸汽回收设备及其它支撑组件，但也可使用上述设备及组件。运送子系统M提供衬底支撑件，其沿递送头部10的输出面36输送衬底20，使用本发明中所采用坐标轴系统提供在χ方向上的移动。举例来说，可通过控制逻辑处理器56(例如计算机或专用微处理器组合件)提供运动控制以及对阀及其它支撑组件的总体控制。在图21的布置中，控制逻辑处理器56控制用于向递送头部10提供往复式运动的致动器30 且还控制运送子系统M的运送电机52。致动器30可为适合致使递送头部10沿移动衬底 20 (或另一选择为，沿固定衬底20)来回运动的若干装置中的任一者。图21展示用于到腹板衬底66上的薄膜沉积的原子层沉积(ALD)系统70的替代实施例，沿充当衬底支撑件的腹板输送机62输送腹板衬底经过递送头部10。所述腹板本身可为衬底或可提供对额外衬底的支撑。递送头部运送机64在横跨腹板行进方向的方向上跨越腹板衬底66的表面输送递送头部10。在一个实施例中，借助由气体压力提供的完全分离力跨越腹板衬底66的表面来回推动递送头部10。在另一实施例中，递送头部运送机64 使用横跨腹板衬底66的宽度的导螺杆或类似机构。在另一实施例中，在沿腹板62的适合位置处使用多个递送头部10。图23展示呈腹板布置、使用固定递送头部10的另一原子层沉积(ALD)系统70，所述固定递送头部10中流图案是垂直于图22的配置而定向。在此布置中，腹板输送机62本身的运动提供ALD沉积所需的移动。在此环境中还可使用往复式运动。参考图对，其展示递送头部10的一部分的实施例，其中输出面36具有一定量的曲率，此对于一些腹板涂布应用可能是有利的。可提供凸曲率或凹曲率。在可特别适用于腹板制作的另一实施例中，ALD系统70可具有多个递送头部10或双递送头部10，其中在衬底66的每一侧上安置一个。可替代地提供挠性递送头部10。此提供展示与沉积表面的至少一定顺应的沉积设备。在另一实施例中，递送头部10的一个或一个以上输出通道12可使用揭示于第 US2007/0228470号美国专利申请公开案中的横向气体流布置。在此实施例中，举例来说，支撑递送头部10与衬底20之间的分离的气体压力可通过某一数目个输出通道12来维持，例如通过发射净化气体的那些通道(图4到5B中标识为I的通道)。接着可使用横向流用于发射反应物气体的一个或一个以上输出通道12(图4到5B中标识为0或M的通道)。本发明在其在广泛范围的温度(在一些实施例中包含室温及接近室温)及沉积环境中执行到各种各样的不同类型衬底上的沉积的能力方面是有利的。本发明可在真空环境中操作，但特别适合在大气压或接近大气压下操作。可在低温工艺中在大气压条件下采用本发明，所述工艺可在未密封环境(向周围大气敞开)中实践。本发明还适于在腹板或其它移动衬底上沉积，包含沉积到较大区域衬底上。举例来说，具有根据本方法制作的半导体膜的薄膜晶体管可展示场效应电子迁移率，其大于0.01cm2/Vs，优选地至少0. lcm7Vs，更优地大于0.2cm2/Vs。另外，具有根据本发明制作的半导体膜的η通道薄膜晶体管能够提供至少104(有利地至少IO5)的接通/关断比。将所述接通/关断比测量为当栅极电压从代表可在显示器的栅极线路上使用的相关电压的一个值扫掠到另一值时漏极电流的最大值/最小值。一组典型值将为-IOV到40V，其中漏极电压维持在30V。参考图29A及29B且返回参考图6到18，其展示经组装的两个板扩散器组合件的透视剖面图。图29C展示以与图29々及^B中所示两个板扩散器组合件相同的方式制作的经组装的两个板气态流体流通道的透视剖面图。递送头部10 (还称为流体分布歧管)包含第一板315及第二板320。至少第一板 315及第二板320的至少一部分界定浮凸图案，如上文参考至少图IA到2所描述。金属结合剂318安置在第一板315与第二板320之间以使得第一板315及第二板320在将第一板 315及第二板320结合在一起之后形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案。金属结合剂318可为主要由金属构成的任何材料，其在加热或压力条件下充当所述第一板与所述第二板(通常，为两个金属衬底)之间的结合剂。涉及金属结合的典型工艺为软焊及钎焊。在两种工艺中，两种金属通过熔化或在待接合的金属部分之间提供熔化填充剂金属来接合。软焊与钎焊的任意区分在于软焊填充剂金属在较低温度(常常低于 400° F)下熔化而钎焊金属在较高温度(常常高于400° F)下熔化。常见低温或软焊结合金属为纯净材料或含有铅、锡、铜、锌、银、铟或锑的合金。常见较高温度或钎焊结合金属为纯净材料或含有铝、硅、铜、磷、锌、金、银或镍的合金。一般来说，能够在可接受温度下熔化且能够润湿待接合的部分的表面的任何纯净金属或金属组合均是可接受的。对于金属结合剂318常常可提供额外组分以确保结合金属良好地粘合到被结合的表面。一种此组分是焊剂，其是结合金属结合剂施加用于清洁及制备待结合的表面的任何材料。还可能需要将各种替代金属薄层施加于所述金属部分的表面以促进填充剂金属的粘合。一个实例将为将镍薄层施加于不锈钢上以促进银的粘合。可以产生结合工艺期间所要数量结合金属的任何方式施加结合金属。所述结合金属可施加为放置在所述部分之间的单独薄金属片。可以施加到待结合的部分的溶液或膏的形式提供所述结合金属。此溶液或膏常常含有粘结剂、溶剂或粘结剂及可在金属结合工艺之前或期间移除的溶剂媒介的组合。另一选择为，金属结合剂318可通过到所述部分上的正式沉积方法供应。此类沉积方法的实例为溅射、蒸发及电镀。所述沉积方法可施加纯净金属、金属合金或包含各种金属的分层结构。所述结合工艺涉及组装待结合的部分，后跟施加至少热或压力或热及压力的组合。可通过电阻、电感、对流、辐射或火焰加热来施加热。常常期望控制结合工艺的气氛以减少金属组分的氧化。工艺可发生在介于从大于大气压工艺到高真空工艺的范围内的任何压力下。与待结合的材料接触的气体的组合物应较大程度地避免氧，且可有利地含有氮、氢、 氩或其它惰性气体或还原气体。所述流引导图案可由保持无金属结合剂的浮凸图案界定。尽管金属结合剂318 可均勻地施加于待接合的金属板，但其导致结合剂存在于经组装分布歧管的所有内部表面上，从而可导致化学兼容性的问题。此外，在组装操作期间存在过量结合金属可导致当结合剂在高温组装工艺期间流动时堵塞分布歧管中的内部通路。在组装之前，金属结合剂318可优选地仅存在于将被结合的表面上，而不存在于所述浮凸图案中。此可通过使用已经图案化以反映所述板的结合表面的单独结合金属片来实现。另一选择为，如果所述金属结合剂作为液体前驱物施加，那么所述施加可采用例如辊筒印刷的技术，其中所述印刷辊筒的图案或所述板的浮凸中的任一者或两者允许仅将结合剂施加在期望处。当所述浮凸图案是通过蚀刻工艺形成时，特别优选的方法是在所述蚀刻工艺之间将结合剂318作为膜施加在所述金属板上。在将所述结合剂施加到板315或320之后，在所述金属结合剂上方提供适合掩模。举例来说，适合蚀刻剂接着在单个蚀刻工艺中蚀刻所述金属板及经叠加结合材料两者。因此，可在与蚀刻所述金属板浮凸图案相同的工艺步骤中获得极准确结合材料图案。另一选择为，金属结合剂318及所述金属结合剂已施加到其的板可使用同一掩模在单独工艺步骤中进行蚀刻。此也产生极准确结合材料图案。第一板315及第二板320的相对位置及形状可取决于所预期的特定应用而变化。 举例来说，所述第二板可包含与所述第一板的浮凸部分相对安置的浮凸部分，图29々及^C 中所示。在此情况中，通过板315、320中的每一者中的浮凸图案的组合及在其边缘处使用结合金属318密封所述浮凸图案的效果形成流体流引导图案。另一选择为，所述第二板可包含从所述第一板的所述浮凸部分偏移安置的浮凸部分，图^B中所示。如图^B中所示，第一板315中的浮凸图案中的一些浮凸图案与第二板 320中的非浮凸区段相对。即使在所述第二板320中不存在浮凸图案，第一板315及第二板 320两者中的任一者的没有结合剂的区域也不形成完全密封且可提供有时期望的针对流动的极高阻力。因此，流体流引导图案322可通过不具有浮凸图案但具有结合金属图案的所述(一个或一个以上)板形成。在此情况中，所述结合金属可通过以上方法中的任一者来图案化。另外，所述结合金属可通过蚀刻工艺借助蚀刻剂来图案化，所述蚀刻剂攻击所述结合金属但不攻击下伏板材料。在组装递送头部10(还称为流体分布歧管)期间，位于含有浮凸的板之间的结合金属应密封浮凸特征之间的区域。应施加充分结合金属以密封所述特征，同时过量结合金属可不期望地流动到所述歧管的其它部分，从而引起堵塞或缺少表面反应性。此外，所述流体分布歧管的输出面应充分扁平，优选地在构造所述流体分布歧管之后进行轻微研磨或不进行研磨。参考图30，为促进充分密封及输出面扁平度，所述流体分布歧管包含第一板315 及第二板320，其中至少第一板315及第二板320中的至少一部分界定浮凸图案。第一板 315及第二板320中的至少一者包含镜似表面饰面(使用参考符号327来指示)。结合剂安置在所述第一板与所述第二板之间以使得所述第一板及所述第二板形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案。如本文中所使用，术语镜似表面饰面为包含在装置组装之前或之后需要最小程度抛光的表面饰面的表面。表面饰面可通过在ASME B46. 1-2002中定义为“估计轮廓的算术平均偏差(Arithmetic Average Deviation of the Assessed Profile) ”及在 ISO 4287-1997 中所定义的Ra来描述。表面的Ra是通过测量表面的微观轮廓而获得。依据所述轮廓，且确定平均表面高度。所述Ra为来自所述平均表面高度的平均绝对偏差。所述流体分布歧管含有内部或外部镜似表面饰面，其包含优选地小于16微英寸 Ra、更优地小于或等于8微英寸Ra及最优地小于或等于4微英寸Ra的表面饰面。尽管4 微英寸的表面饰面是最优的，但端视所预期的特定应用，常常使用8微英寸或16微英寸的表面饰面，这是因为其可以合理成本提供足够性能。所述流体分布歧管可具有包含输出面的板315或320，其中所述输出面包含所述镜似表面饰面。所述输出面的扁平度是重要的，这是因为衬底的浮动高度随着扁平度减小而减小，且如果存在保留沉积工艺中所使用的化学品或者形成用于气体混合的通道的粗糙度或刮痕，那么不要的气体混合可增加。扁平度可按惯例通过在组装之后研磨所述输出面来实现。遗憾的是，此导致成本增加，且对于具有薄顶部板的大歧管来说是困难的，这是因为所述研磨工艺可薄化这些板到其在结构上失效的程度。如果流体分布歧管组装有已经含有具有镜面饰面的表示所述输出面的表面的板315或320时，可避免所有组装后研磨中的大部分。在包含经结合浮凸板的流体分布歧管的组装中，板320与315之间的接触区3 为在组装期间触到或通过结合剂连接的板之间的区域。期望具有最小量的结合金属。为使用较少结合金属，期望具有超过上文所描述最小阈值的表面饰面品质以避免板之间的间隙以及所述板上的粗糙度特征两者，此两者将以不受控制方式消耗过量结合金属，从而使一贯地施加最小量的结合金属成为困难。因此，流体分布歧管可具有包含其中安置结合剂的接触区3 的第一板315及第二板320，其中第一板315及第二板320中的至少一者在接触区328中包含镜似表面饰面327。另一选择为，所述流体分布歧管可包含数个经结合板。所述镜似表面饰面可存在于接触区或输出面中的任一者上。在两个板之间的接触区的情况中，所述镜面表面饰面可存在于接触表面中的一者或两者上。参考图31A到31D且返回参考图1到 E，递送头部10(还称为流体分布歧管)跨越递送头部10的输出面处的细长狭缝(还称为输出通路149)均勻地供应流体(例如，气体)。均勻地供应流体的典型方式为使细长输出面狭缝(还称为输出通路149)与单独初级室610(例如，细长发射通道132或引导通道凹部25 流体连通。初级室610通常延伸大约狭缝149的长度。初级室610通过流限制通道(例如，扩散器140)连接到狭缝149，且同时沿其长度具有低流限制。结果是流体在初级室610中流动直到其压力沿所述室是接近恒定为止且接着以均勻方式通过流限制离开进入狭缝149中。一般来说，对初级室610内横向流的限制随其剖面形状及面积变化。通常，不期望在初级室610中存在横向流限制，这是因为其可导致通过狭缝149离开的不均勻流。流体分布歧管构造的局限常常限制初级室的剖面尺寸，此将又限制初级室可在其上供应输出面狭缝149的长度。为最小化此效果，用于薄膜材料沉积的流体输送装置(还称为ALD系统60)包含流体分布歧管(还称为递送头部10)，其包含流体连通地连接到初级室610的输出面36。次级流体源620通过多个输送端口 630流体连通地连接到初级室 610。次级流体源620(举例来说，次级室62 以与初级室610类似的方式操作，从而准许流体沿次级室622的低阻力横向流动同时向初级室610供应均勻流体流。此用以移除上文所描述来自初级室610的横向流限制的限制效果。如此，输送端口 630可为任何允许在次级室622与初级室610之间转移的流体管道。输送端口 630可为任何剖面，或任何剖面组合。尽管输送端口 630通常应具有针对流动的低阻力，但将输送端口 630设计成具有针对流动的特定阻力以调整从次级流体源620到初级室610的流动可为有用的。如图31A到31C中所示，初级室610可包含为次级流体源620的多个输送端口 630中的至少一些输送端口所共有的室。在这些实施例中，所述流体分布歧管含有通过一个以上入口从次级室622馈送的相对较长初级室610。如此，即使供应狭缝149的整个长度初级室610不提供充分低流动阻力，所述充分低流动阻力也可从次级室622局部供应。另外，如果沿初级室610存在残余压力差，那么初级室610的连续性允许一些流体流动来平衡初级室610中的压力。参考图31B，另一选择为，初级室610可包含多个离散初级室612。多个离散初级室610中的每一者与次级流体源620的多个输送端口 630中的至少一者流体连通。次级流体源620可包含附加到所述流体分布歧管(递送头部10)的单体式流体室。当所述流体分布歧管具有接近矩形剖面时，次级室620可为剖面上类似的元件且直接安装在分布歧管的非输出面的任何表面上。次级室620可具有匹配所述流体分布歧管中的开口的开口，且可使用常规密封技术永久地或临时地附接到递送头部10。举例来说，密封件可由橡胶、油、蜡、可固化化合物或结合金属制作。另外，次级室可为单体式且与所述流体分布歧管整体地形成，如图31A及31B中所示。因此，当所述分布歧管包含经浮凸图案化板的组合件时，所述次级室是由添加到所述分布歧管的一个或一个以上浮凸板形成的一个或一个以上流体引导通道构成。这些浮凸板可以与形成初级室及输出面的浮凸板相同的方式制作及组装。另一选择为，由于当彼此相比较时所述次级室与所述初级室的尺寸不同，因此可使用不同组装方法。还可存在额外机械或成本原因以用不同方式组装所述次级室及所述初级室。参考图31C，另一选择为，次级流体源620可包含通过多个离散输送通道630流体连通地连接到流体分布歧管10的流体室624。离散输送通道630可为任何适合在此环境中递送流体的流体管道。举例来说，这些管道可为任何可用剖面大小及形状的管，其经组装以用入口临时地(可拆卸)或永久地连接到所述分布歧管。可拆卸连接器包含常规配件及凸缘。永久连接包含焊接、钎焊、粘合或按压装配。次级室的管道的一部分还可经由铸造或机器加工大块材料来构造。参考图31D，输送端口 630中的至少一者可包含装置640，其经配置以控制经过相关联输送端口 630的流体流动。当所述流体分布歧管包含与一个以上初级室612流体连通的次级室624时，相对于在初级室612中的一者中的流动调整流体到另一初级室中的流动可为有用的。还可期望相对于提供到初级室612中的一者的组合物向另一初级室供应不同流体组合物。因此实现以下系统能力(1)如果给定分布歧管打算涂布数个不同宽度的衬底，那么可关闭所述分布歧管中的若干部分以使得仅当前衬底的宽度接收活性流体；(2) 如果较大衬底的若干部分不需要涂布，那么可针对不期望沉积的区域关闭所述分布歧管的若干部分；C3)如果衬底的若干部分打算接收不同于其它部分的替代沉积化学品，那么所述分布歧管的若干部分可向所述衬底提供另一流体化学品。为调整到初级室612中的一者或一者以上的流动，可使用位于次级室620与初级室610之间的阀系统640。阀640可为任何用以调整流体流动的标准类型阀。当次级室620 与分布歧管形成整体时，阀640可为所述歧管的组成部分且可通过利用包含在所述歧管的构造中的可移动元件来形成。阀640可手动或通过远程致动器控制，举例来说，包含气动致动器、电动致动器或电动气动致动器。参考图32A到32D且返回参考图1到^E，在上文所描述实例性实施例中，分布歧管10的输出面36 ； 148的布局包含细长源狭缝149且细长排放狭缝184通常以其中大多数狭缝垂直于所述衬底的移动以实现沉积的配置存在。另外，狭缝可存在于输出面36 ；148的边缘处且平行于衬底运送以提供移动衬底的横向边缘附近气体的隔离。参考图32A到32D，用于薄膜材料沉积的流体输送装置(ALD沉积系统60)可包含致使衬底20 ；66在一方向上行进的衬底运送机构M ；62。流体分布歧管10包含输出面36 ； 148，其包含多个细长狭缝，举例来说，狭缝149、184或其组合。细长狭缝149、184或其组合中的至少一者包含相对于衬底20 ；66行进的方向为非垂直及非平行的一部分。举例来说，返回参考图21，当衬底20 ；66在方向χ上移动时，垂直于所述衬底移动的细长狭缝相对于X成90度角，而平行于所述衬底移动的细长狭缝相对于X成0度角。然而，在任何机械系统中，关于系统中的角，通常存在某一量的可变性。因此，非垂直可定义为相对于所述衬底移动χ的小于85度的任何角，而非平行可定义为相对于衬底移动χ的大于 5度的任何方向。因此，当狭缝149、184或其组合为线性时，所述狭缝安置在与衬底运动方向成大于5度且小于85度的角度处。当存在充分曲率时，非线性狭缝也满足此条件。当借助本发明的分布歧管涂布挠性衬底时，与在排放狭缝上方相比，当在源狭缝上方时存在由所述流体施加的不同力。此是流体压力经安置以从源狭缝到排放狭缝驱动流体的事实的自然结果。所产生的对所述衬底的效果是在所述源狭缝上方比在所述排放狭缝上方将较高程度地迫使所述衬底远离所述头部。此又可导致所述衬底的变形，此是不期望的，这是因为其导致不均勻浮动高度，且因此存在流体混合及衬底与输出面之间接触的可能性。挠性衬底当在线性形状上方弯曲时(也就是说，当弯曲轴仅发生在一个维度上时)可最容易弯曲。因此，对于一系列线性平行狭缝，仅所述衬底的本质梁强度抵抗狭缝之间的力差，且因此产生所述衬底的显著变形。另一选择为，当试图在非线性形状上方弯曲衬底时，也就是说在两个维度上延伸的形状，较大地增加所述衬底的有效梁强度。这是因为为了实现二维度弯曲，不仅必须直接在非线性弯曲形状上方弯曲所述衬底，而且致使非线性弯曲的试图导致所述衬底的邻近区中的压缩及张力。由于所述衬底对压缩或拉力可为相当有抵抗力，因此结果是极大地增加有效梁强度。因此，使用非线性狭缝可允许在没有不期望气体混合或与输出面的衬底接触的情况下处置较高挠性的衬底。因此，在其长度范围中是非线性的狭缝149、184或其组合可特别期望用于所述分布歧管中。如此，输送系统60的流体分布歧管10可具有包含曲率半径的一个细长狭缝的至少一部分，如图32A中所示。任何程度的非线性可用于实现有效梁强度的增加。所述曲率半径可高达10米以产生有益效果。如果穿过输出面36的中心绘制中心线650，其在衬底运动方向χ上延伸，那么此线上的正位置可定义为从输出面36在衬底行进方向χ上前进的位置，而负位置可定义为从输出面36在衬底行进χ的相反方向上前进的位置。半径可具有中心点，所述中心点相对于输出面36的中心定位在负或正位置处。所述中心点还可在不同于衬底行进χ的方向的方向上偏移，以使得细长狭缝不对称地定位在输出面36上。对于需要有效梁强度的较大增加的更具挠性衬底，可期望较小曲率半径。在一些较低半径限制下，所述狭缝可在相对于所述衬底的角度方面经历太多改变，因此需要所述曲率半径沿其长度是可变的。如此，输送系统60的流体分布歧管10可含有包含多个方向(或路径)改变的一个细长狭缝的至少一个部分。此可呈现沿所述槽的任意方向改变图案的形式，或具有周期性曲率半径变化的槽的形式。周期性图案可包含或可为正弦波(图 32B)、锯齿(图32C)或方波周期(图32D)的组合。由于输出面36包含许多狭缝149、184 或其组合，因此所述狭缝形状可为以上特征的任何组合，包含使用对称或是相邻狭缝的镜像图像的狭缝。端视其作为源狭缝149或排放狭缝184的功能或基于其供应的气体组合物的类型，狭缝也可具有不同形状。所述细长狭缝的非垂直、非平行部分可包含相对于衬底行进方向的最大角，其大于或等于35度。当狭缝149或184相对于衬底运动位于对角线上时，可借助某一程度的与所述衬底运动的非垂直性获得有益效果。然而，由于所述狭缝平行于所述衬底运动接近， 因此对于给定长度的歧管及给定狭缝间隔，所述衬底在其于沉积歧管上方移动时所经历的 ALD循环的数目降低。因此，当狭缝149、184沿对角线定位时，期望以相对于衬底运动方向大于35度的角度且更优地以大于或等于45度的角度定位所述狭缝。参考图33A到33C，且返回参考图6到18，在一些实例性实施例中，期望具有非扁平的输出面。如图6中所示，输出面36在χ及y方向上延伸且在ζ方向上不具有变化。在图6中，χ方向垂直于衬底运动而y方向平行于衬底运动。在图33A到33C中所示的实例性实施例中，输出面36包含ζ方向上的变化。使用弯曲输出面36可允许在没有不期望气体混合或与输出面的衬底接触的情况下涂布较高挠性的衬底。输出面36的曲率可在χ方向、y方向或此两个方向上延伸。当借助本发明的分布歧管涂布挠性衬底时，与在排放狭缝上方相比，当在源狭缝上方时存在由所述流体施加的不同力。此是流体压力经安置以从源狭缝到排放狭缝驱动流体的事实的自然结果。所产生的对所述衬底的效果是在所述源狭缝上方比在所述排放狭缝上方将较高程度地迫使所述衬底远离所述头部。此又可导致所述衬底的变形，此是不期望的，这是因为其导致不均勻浮动高度，且因此存在流体混合及衬底与输出面之间接触的可能性。挠性衬底当在线性形状上方弯曲时(也就是说，当弯曲轴仅发生在一个维度上时)可最容易弯曲。因此，对于一系列线性平行狭缝，仅所述衬底的本质梁强度抵抗狭缝之间的力差，且因此产生所述衬底的显著变形。输出面36沿χ方向的曲率允许正被涂布的衬底20在两个维度(宽度及高度)上弯曲，且因此增加衬底20的有效梁强度。为在衬底20中形成两维度弯曲，直接在输出面36 的非线性弯曲形状上方弯曲所述衬底，此引起衬底20的邻近区中的压缩及张力。由于衬底 20对压缩或拉力可为相当有抵抗性，因此此结果是极大地增加衬底20中的有效梁强度。输出面36沿y方向的曲率允许更容易控制衬底20对分布歧管10的输出面36的向下力。当曲率在输出面36的y方向上延伸时，衬底20的张力可用于控制衬底20相对于输出面36的向下力。相反，当输出面36在ζ方向上不具有变化时，衬底20的向下力可仅使用衬底的重量或提供作用于衬底20上的力的额外元件来控制。使输出面36弯曲的一种常规方式为机器加工分布歧管10的所述板以使得其在ζ 方向上包含变化。然而，此使得歧管板应针对任何所建议的高度变化轮廓进行设计及构造成为必须，从而导致分布歧管制造成本的增加。当分布歧管10包含经图案化浮凸板的组合件时，如果这些板在ζ方向上的厚度为使得所述板可在组装工艺期间变形为所要轮廓，那么可减少或甚至避免所述增加的成本。 在此方法中，可使用一组类似浮凸板仅通过将其组装在适当模具元件中产生ζ方向上的数个分布歧管高度轮廓。
再次参考图33A到33C，流体分布歧管10包含第一板315及第二板320。第一板 315包含在y方向上延伸的长度尺寸及在χ方向上延伸的宽度尺寸。第一板315还包含厚度660，其允许第一板315可在于第一板315的y方向上延伸的长度尺寸及于其χ方向上延伸的宽度尺寸中的至少一者上方变形(还称为顺从)。另外，第二板320包含在y方向上延伸的长度尺寸及在χ方向上延伸的宽度尺寸。所述第二板还包含厚度670，其允许第二板320可在于第二板320的y方向上延伸的长度尺寸及于其χ方向上延伸的宽度尺寸中的至少一者上方变形(顺从)。至少第一板315及第二板320中的至少一部分界定浮凸图案 (举例来说，参考图12Α及12Β所示及所描述的浮凸图案)，所述浮凸图案界定流体流引导路径。第一板315及第二板320结合在一起以沿板315、320的长度尺寸及宽度尺寸中的至少一者形成在于ζ方向上延伸的高度尺寸上的非平面形状。
适合于允许所述板顺从的厚度取决于针对特定实施例所预期的构造材料及曲率半径。通常，可使用任何厚度，只要组装工艺(举例来说，板结合方法)不在板中的任一者或两者中产生不可接受的扭曲或结构失效即可。举例来说，当板315、320由金属(包含钢、 不锈钢、铝、铜、黄铜、镍或钛)构造时，通常期望小于0. 5英寸且更优地小于0. 2英寸的板厚度。对于有机材料(例如，塑料或橡胶)，期望小于1英寸且更优地小于0. 5英寸的板厚度。
板315、320的非平面形状可包含曲率半径680。所述曲率可具有线轴，此指示曲率追踪圆柱体的表面的一部分。所述轴可在X或y方向上或在为X及y方向的组合的方向上。所述轴还可具有在ζ方向上的某一方向，以使得弯曲表面的最大高度沿所述输出面不是恒定的。所述曲率半径可高达10米且仍产生有益效果。所述轴可高于或低于所述输出面，从而产生分别是凸起或凹陷的曲率。
另一选择为，所述曲率可具有点轴，其产生追踪球体的表面的一部分的曲率。所述点轴可在高于或低于输出面的任何位置处，从而产生分别是凸起或凹陷的曲率。曲率半径可高达10米且仍产生有益效果。
分布歧管的输出面36可包含高度上的周期性变化。此可呈现任意方向改变图案的形式或ζ方向上曲率半径的周期性变化的形式。周期性图案可为正弦波或能够产生任何周期性变化的正弦波的组合。曲率半径的变化可同时发生在χ及y方向两者上，从而导致输出面36上的凸块或波形。
分布歧管10可通过使用在第一板315及第二板320的高度尺寸(ζ方向)上产生非平面形状的夹具将第一板315与第二板320结合在一起来制造。举例来说，第一板315 及第二板320可使用包含将第一板315及第二板320保持在模具690中的夹具来结合在一起。在此夹具配置中，模具690包含第一模具半体690a及第二模具半体690b，所述两个模具半体在其轮廓中包含高度变化，其中第二模具半体具有实质上是第一模具半体的反面的变化。
将一系列扁平浮凸板315、320放置在所述模具半体之间。使所述模具半体闭合， 从而施加充分压力以致使所述浮凸板顺从所述模具半体的形状，如图3 中所示。接着，施加固定要素以致使所述板的结合。举例来说，所述固定要素可包含热、压力、声能或活化先前安置在所述板之间的粘合剂或结合剂的任何其它力中的一者或组合。结合动作还可来自所述浮凸板的本质性质。举例来说，如果将板按压在模具中，接着使电流经过所述板组合件，那么局部加热可产生所述板之间的焊接而不需要外来结合剂。
还可使用致使所述第一板及所述第二板移动经过一组辊轮的夹具来实现所述第一板与所述第二板的结合。举例来说，沿非线性路径安置的一系列辊轮可致使所述浮凸板组合件在所述板组合件经过所述辊轮时选用特定曲率。所述辊轮可经配置以同时提供热、 压力、声能或致使所述板结合在一起的另一固定力。所述辊轮可在头部组装期间通过手动、 远程或计算机控制的装置移动以使得产生曲率半径的所要变化。所述辊轮还可具有经图案化表面轮廓，其在完成的分布歧管中产生周期性高度变化图案。
如上文所描述，所述结合工艺涉及组装待结合的所述板，接着施加至少热或压力或热及压力的组合。热可通过电阻、电感、对流、辐射或火焰加热来施加。常常期望控制所述结合工艺的气氛以减少金属组分的氧化。工艺可发生在介于从大于大气压工艺到高真空工艺的范围内的任何压力下。与待结合的材料接触的气体的组合物应较大程度地避免氧， 且可有利地含有氮、氢、氩或其它惰性气体或还原气体。
无论分布歧管是以何种方式制造，本发明的此实例性实施例的一个优点是尽管个别板可具有充分挠性以使用此技术组装，但一旦经结合，分布歧管的总强度便由于所述板之间的协作而增加。
参考图36到38，且返回参考图3及6到18，如上文所描述，当借助本发明的分布歧管涂布挠性衬底时，与在排放狭缝上方相比，在源狭缝上方存在由所述流体施加的不同力。 此是流体压力经安置以从源狭缝到排放狭缝驱动流体的事实的自然结果。所产生的对所述衬底的效果是可迫使所述衬底远离头部(在所述源狭缝上方比在所述排放狭缝上方程度较高)或与递送头部的输出面接触(在所述排放狭缝上方比在所述源狭缝上方程度较高)。 此又可导致所述衬底的变形，其是不期望的，这是因为其导致不均勻浮动高度，且因此存在流体混合及所述衬底与所述输出面之间的接触的可能性。
减轻此不均勻力对所述衬底的效果的一个有用方式是给所述衬底的相对侧(所述衬底不面向所述递送头部的侧)提供支撑。支撑所述衬底提供足够力以使得所述衬底的本质梁强度可减少衬底显著改变形状的可能性或甚至防止所述衬底显著改变形状，尤其在 ζ方向(高度)上，所述显著改变形状可导致不良气体隔离、气体交叉污染或混合或所述衬底与所述分布歧管的输出面的可能接触。
在本发明的此实例性实施例中，流体输送系统60包含流体分布歧管10及衬底运送机构700。如上文所描述，流体分布歧管10包含输出面36，所述输出面包含多个细长狭缝149、184。流体分布歧管10的输出面36经定位与衬底20的第一表面42相对以使得细长狭缝149、184面向衬底20的第一表面42且经定位接近衬底20的第一表面42。衬底运送机构700致使衬底20在一方向(举例来说，y方向)上行进。衬底运送机构700包含挠性支撑件704(如图36中所示)或706(如图37及38中所示)。挠性支撑件704、706在接近流体分布歧管10的输出面36的区中接触衬底20的第二表面44。
如图36中所示，挠性支撑件704是固定且附加到一组常规支撑底座714。如图37 及38中所示，挠性支撑件706是可移动的。当挠性支撑件706是可移动的时，挠性支撑件706可为围绕一组辊轮702被驱动的环形带，所述辊轮中的至少一者可使用运送电机52来驱动。
挠性支撑件706也是保形的以使得其可造型成非平面形状(图38中所示)以适应经造型递送头部10。由于支撑件704也是挠性的，因此也可对支撑件704造型。挠性支撑件704可由任何提供所要挠性量的适合材料(举例来说，金属或塑料)制成。挠性支撑件706通常是由适合带状材料制成，举例来说，聚酰亚胺材料、金属材料或涂布有帮助所述衬底维持与挠性支撑件704、706的表面720的接触的粘性材料。
衬底20可为腹板或薄片。除了形成且维持递送头部10的输出面36与衬底10之间的间隔之外，衬底运送机构700可在相对于递送头部10的上游方向、下游方向或所述两个方向上延伸且给ALD系统60提供额外衬底运送功能。
视情况，挠性支撑件704、706还可给衬底20的第二表面44提供机械压力。举例来说，流体压力源730可经定位以通过管道18将受压力的流体提供到挠性支撑件704、706 的作用于衬底20的第二表面44上的区。所述流体的压力可为正716或负718，只要压力 716,718为足够相对于流体分布歧管10的输出面36定位衬底20即可。当通过挠性支撑件 704、706提供压力716、718时，挠性支撑件704、706可包含提供(或施加)正压力716或负压力718到衬底20的第二表面44的孔(还称为穿孔)。准许其它配置。举例来说，可围绕挠性支撑件704、706提供压力716、718。
当流体压力源所提供的压力为正压力716时，其朝向流体分布歧管10的输出面36 推动衬底20。当流体压力源所提供的压力为负压力718时，其远离流体分布歧管10的输出面36且朝向挠性支撑件704、706拉动(还称为抽吸)衬底20。在任一配置中，可实现且维持衬底20与分布歧管10之间的相对恒定间隔。
如上文所描述，多个细长狭缝149、184中的每一者流体连通地连接到与递送头部 10相关联的对应流体源。与递送头部10相关联的第一对应流体源提供在足够致使气体移动经过细长狭缝149且进入输出面36与衬底20的第一表面42之间的区域中的压力下的气体。与递送头部10相关联的第二对应流体源可提供在足够允许气体远离输出面36与衬底20的第一表面42之间的区域且朝向细长狭缝184流动的正背压下的流体。当流体压力源730所提供的压力为正压力716时，压力716的量值通常大于与递送头部10相关联的第二对应流体源所提供的正背压的量值。
可由挠性支撑件704、706提供到衬底20的第二表面44的机械压力可包含其它类型的机械压力。举例来说，所述机械压力可通过使用挠性支撑件704、706提供到衬底20的第二表面44，挠性支撑件704、706是使用加载装置机构712通过支撑装置708弹簧加载。 加载装置机构712可包含弹簧及加载分布机构以将机械力均勻地施加到挠性支撑件704、 706或施加充分梁强度或增加挠性支撑件704、706的梁强度。另一选择为，挠性支撑件704、 706可放置在受局限位置中以使得挠性支撑件704、706自身对衬底20的第二表面44施加弹簧加载力以产生衬底20中用以形成且维持相对于递送头部10的输出面36的恒定间隔所必须的梁强度。
可由挠性支撑件704、706提供到衬底20的第二表面44的机械压力可包含其它类型的机械压力。举例来说，运送机构700可包含在挠性支撑件704、706与衬底20之间产生静电荷差动的机构，所述静电荷差动包含远离流体分布歧管10的输出面36且朝向挠性支撑件704、706抽吸衬底20的静电力。支撑装置708还可经加热以给挠性支撑件704、706提供热，所述热最终加热衬底 20。加热衬底20有助于维持ALD沉积期间衬底20的第二侧44上或作为一整体的衬底20 的所要温度。另一选择为，加热支撑装置708可有助于维持ALD沉积期间围绕衬底20的区域中的所要温度。参考图34，且返回参考图3及6到18，如上文所描述，当借助本发明的分布歧管涂布挠性衬底时，与在排放狭缝上方相比，当在源狭缝上方时存在由所述流体施加的不同力。 此是流体压力经安置以从源狭缝到排放狭缝驱动流体的事实的自然结果。所产生的对所述衬底的效果是在所述源狭缝上方比在所述排放狭缝上方将较高程度地迫使所述衬底远离所述头部。此又可导致所述衬底的变形，其是不期望的，这是因为其导致不均勻浮动高度， 且因此存在流体混合及所述衬底与所述输出面之间的接触的可能性。减轻此不均勻力对所述衬底的效果的一种有用方式是在所述衬底的相对侧上施加类似不均勻力。所述相反不均勻力在量值及空间位置上应类似于流体分布歧管所提供的力，以使得仅存在作用于所述衬底的特定区域上的小剩余净局部力。此剩余力是足够小以使得所述衬底的本质梁强度可减少所述衬底显著改变形状的可能性或防止所述衬底显著改变形状，尤其在ζ方向(高度)上，所述显著改变形状可导致不良气体隔离及所述衬底与分布歧管的输出面的可能接触。再次参考图34，本发明的此方面的一个实例性实施例包含用于薄膜材料沉积的流体输送系统60，其包含第一流体分布歧管10及第二流体分布歧管11。分布歧管10包含输出面36，所述输出面包含多个细长狭缝149、184。多个细长狭缝149、184包含源狭缝149 及排放狭缝184。为产生上文所描述在量值及方向上类似的相反力，第二流体分布歧管11包含输出面37，所述输出面类似于输出面36。输出面37包含多个开口 38、40。所述多个开口 38、 40包含源开口 38及排放开口 40。第二流体分布歧管11经定位与第一流体分布歧管10间隔开且与其相对以使得第二流体分布歧管11的输出面37的源开口 38映出第一流体分布歧管149的输出面36的源狭缝149。另外，第二流体分布歧管11的输出面37的排放开口 40映出第一流体分布歧管10的输出面36的排放狭缝184。在操作中，衬底20的第一侧42与第一分布歧管10的输出面36最接近，而衬底 20的第二侧44与第二分布歧管11的输出面37最接近。如上文所描述，输出面36的狭缝 149、184及输出面37的开口 38、40可提供源功能或排放功能。任何输出面的提供源功能的狭缝或开口将流体插入到所述输出面与对应衬底侧之间的区中。任何输出面的提供排放功能的狭缝或开口从所述输出面与对应衬底侧之间的区收回流体。歧管10及歧管11的镜像定位帮助确保第二分布歧管11的输出面37上的给定开口位于大约法向于位于第一分布歧管10的第一输出面36上的狭缝的方向上。在操作中， 输出面37及输出面36通常彼此平行且法向方向在ζ方向上。另外，相同给定开口提供与位于第一输出面36上与给定开口相对的开口的功能相同的功能(源功能或排放功能)如果输出面上的邻近狭缝之间的距离是d，那么第一及第二分布歧管上的开口之间的对准容限应小于d的50 %，优选地小于d的25 %。流体输送系统60可包含衬底运送机构，举例来说，子系统M，其致使衬底20在第
3一流体分布歧管10与第二流体分布歧管11之间沿一方向行进。所述衬底运送机构经配置以在大约平行于流体分布歧管10、11的输出面36、37的方向上移动衬底20。所述移动可为恒定或变化速率或可涉及方向的变化以产生往复移动。可使用(举例来说)机动辊轮52 来实现移动。
衬底20与第一流体分布歧管10之间的距离Dl通常实质上与衬底20与第二流体分布歧管11之间的距离D2相同。在此意义上，距离Dl及D2实质上在所述距离彼此在2 倍内或更优地在1. 5倍内时相同。
第二流体分布歧管11的多个开口 38、40可包含各种形状，举例来说，狭缝或孔。第一分布歧管10可能具有细长狭缝用于其输出面上的开口，这是因为此提供来往于输出面 36的最均勻流体递送。第二分布头部11中的对应开口还可具有对应于源及排放区的狭缝特征。另一选择为，第二分布头部11中的开口可为任何适合形状的孔特征。由于在所述衬底的第二侧上提供匹配力的条件并非精确条件，因此所述匹配力仅需要足够防止所述衬底的有害变形即可。因此，举例来说，在第二分布头部11中的在第一分布头部10中的狭缝对面对准的一系列孔可为足够适度地匹配衬底20上的力同时允许第二分布头部11更简单且以更低成本制作。
如上文所描述，第一分布歧管10的输出面36上的细长狭缝可为线性的或弯曲的。 这些狭缝可含有各种各样的形状，包含周期性变化，例如正弦图案、锯齿图案或方波图案。 第二分布头部11上的开口可视情况具有与第一分布歧管10上的对应狭缝类似的形状。
在本发明的此实例性实施例中，输送系统60的第一流体分布歧管10及第二流体分布歧管11可均为ALD流体歧管。在其中第二分布歧管11经操作以提供非反应性气体或采用非反应性气体的实例性实施例中，此配置确保源自第二流体分布歧管11的力将充分匹配由第一流体分布歧管10提供的那些力。在其它实例性实施例中，第二流体分布歧管11 可经配置以提供能够产生ALD沉积的一组反应性气体。在此配置中，衬底20的两个侧42、 44可同时涂布有相同或不同组合物的膜。
参考图35，且返回参考图1到^E，在本发明的一些实例性实施例中，期望监测递送到衬底20或从衬底20移除的气体中的一种或一种以上。在本发明的此方面的一个实例性实施例中，用于薄膜材料沉积的流体输送系统60包含流体分布歧管10、气体源(举例来说气体供应28)及气体接收室29a或^b。如上文所描述，流体分布歧管10包含输出面 36，所述输出面包含多个细长狭缝149、184。所述多个细长狭缝包含源狭缝149及排放狭缝184。气体源观与源狭缝149流体连通且经配置以将气体提供到分布歧管10的输出面 36。气体接收室29a或29b与排放狭缝184流体连通且经配置以通过排放狭缝184收集提供到分布歧管10的输出面36的气体。传感器46经定位以感测从气体源观行进到气体接收室四的气体的参数。控制器56与传感器46电连通地连接且经配置以基于从传感器46 接收的资料修改输送系统60的操作参数。
离开气体源28的气体在通过源狭缝149到达输出面36处之前行进经过外部管道 32且接着经过流体分布歧管内的内部管道(上文所描述)。离开输出面36的气体在到达气体接收室四之前行进经过排放狭缝184、经过流体分布歧管内的内部管道且经过外部管道34。气体源观可为处在高于管道的压力的压力下的任何气体源以将气体供应到输出面 36。气体接收室四可为处在低于管道的压力的压力下的任何气体室以从输出面36移除所述气体。传感器46可定位在系统60的各种位置处。举例来说，传感器46可定位在排放狭缝184与气体接收室四之间，如图35中位置Ll所例示。在此实施例中，传感器46可包含在分布歧管10、管道系统34、气体接收室四中或这些位置中的一者以上中。传感器46可定位在源狭缝149与气体源28之间，如图35中由位置L2所例示。在此实施例中，传感器46可包含在分布歧管10、管道系统32、气体供应室观中或这些位置中的一者以上中。传感器46还可定位在分布歧管10的输出面36处，如由图3中所示的位置L3所例示。在此配置中，传感器46优选地定位在源狭缝149与排放狭缝184之间。传感器46可为测量气体的压力、流率、化学性质及光学性质中的至少一者的类型的传感器。当传感器46测量压力时，所述压力可使用用于压力测量的任何技术来测量。这些技术包含(举例来说)电容、电磁、压电、光学、电位、谐振或热压力感测装置。流率还可使用任何常规技术来测量，举例来说，在Bela G. Liptdk的“流动测量 (FlowMeasurement) ” (CRC 出版社，1993ISBN 080198386X,9780801983863)中所描述的技术。可测量化学性质以识别反应性前驱物、反应性产物或所述系统中的污染物。可使用用于感测化学身份及性质的任何常规传感器。感测操作的实例包含从给定源气体通道离开进入相隔源气体通道的排放之前驱物的识别，其指示反应物在输出面处的过多混合； 在排放通道中离开的两种不同源气体的反应产物的识别，其指示反应物在输出面处的过多混合；及在排放通道中存在过多污染物(举例来说，氧或二氧化碳)，其可指示输出面附近的空气夹带。可使用气体的光学性质，这是因为光学测量可为极快速、实施起来相对容易且提供长传感器寿命。光学性质(例如光散射或衰减)可用于识别指示输出面处过多的组分混合的粒子的形成。另一选择为，可使用光谱性质来识别流动流中的化学元素。这些元素可以紫外、可见或红外波长感测。如上文所描述，传感器46连接到控制器56。控制器56测量工艺值(其中的至少一者为传感器输出)且依据工艺值控制操作参数。所述控制器可为电子或机械控制器。操作参数通常是到流体输送系统60的任何可控制输入，其打算对系统60的操作具有影响。举例来说，所述操作参数可包含可由控制器56修改的输入气体流。对传感器输入的响应可为直接的或相反的。举例来说，指示有故障系统性能的压力读数可导致气体流的降低或关闭以防止反应性气体的发射或排出。另一选择为，其可导致气体流的增加以试图使系统回到受控状态。如上文所描述，所述系统可包含衬底运送机构(举例来说，子系统54)，其致使衬底20相对于流体分布歧管10在一方向上行进。控制器56可通过响应于传感器读数而调节衬底运送机构M的操作参数来修改衬底20的移动。通常，这些类型的操作参数包含衬底速度、衬底张力及衬底相对于输出面的角度。控制器56还可通过调节系统的操作参数来修改衬底运送机构M与分布歧管10 的相对位置。在此实施例中，衬底运送机构M及流体分布歧管10中的至少一者可包含允许在于Z方向上实质上法向于输出面36的方向上移动的机构。此机构可通过电动、气动或电动气动致动装置来操作。必要时，衬底20与流体分布歧管10的相对位置的修改可伴随有任何其它系统参数改变。
部件列表
10递送头部、流体分配歧管
11流体分配歧管
12输出通道
14、16、18进气管道
20衬底
22排放通道
24排放端口管道
28a>28b>28c气体供应
29a>29b气体接收室
30致动器
32供应线路
34管道
36输出面
38、40开口
42第一侧
44第二侧
46传感器
50室
52运送电机
54运送子系统
56控制逻辑处理器
60系统
62腹板输送机
64递送头部运送机
66腹板衬底
70系统
74衬底支撑件
90用于前驱物材料的引导通道
92用于净化气体的引导通道
96衬底支撑件
98气体流体轴承
100连接板
102引导室
104输入口
110气体室板
112、113、115供应室
114,116排放室
120气体引导板
122用于前驱物材料的引导通道
123排放引导通道
130基底板
132细长发射通道
134细长排放通道
140气体扩散器板组合件
142喷嘴板
143气体管道
146气体扩散器板
147输出通路
148输出面板
149输出通路
150递送组合件
154细长排放通道
170弹簧
180顺序第一排放狭缝
182狭缝
184排放狭缝
200扁平原型板
230在两个侧上含有浮凸图案的原型板
215、225、235、245经组装板单元
220含有浮凸的原型板
250板的凸起扁平区域
255引导通道凹坑
260板上的扩散器区
265圆柱
270方形柱
275任意形状柱
300经机器加工块
305经机器加工块中的供应线路
310通道
315水平扩散器组合件的第一板
318金属接合剂
320水平扩散器组合件的第二板
322流体流方向
325水平板上的扩散器区域
330气体供应
335经扩散气体
327镜似表面饰面
328接触区
350垂直板组合件端板
360供应孔
365典型板略图
370用以将供应线路#2连接到输出面的垂J[板
375用以将供应线路#5连接到输出面的垂J[板
380用以将供应线路#4连接到输出面的垂J[板
385用以将供应线路#10连接到输出面的垂:直板
390用以将供应线路#7连接到输出面的垂J[板
395用以将供应线路#8连接到输出面的垂J[板
405板上用于递送通道的凹坑
410板上的扩散器区域
420扩散器离散通道中的凸起区域
430扩散器离散通道中的狭缝
450双侧浮凸板
455具有盖的密封板
460密封板上的盖
465扩散器区域
500制造板的步骤
502将粘合剂材料施加到配接表面
504将板安装在对准结构上
506施加压力及热以固化
508研磨及抛光活性表面
600清洁
610初级室
612离散初级室
620次级流体源
622次级室
624流体室
630输送端口
640阀
650中心线
660,670厚度
680曲率
690模具
700衬底运送机构
702衬底支撑辊轮
704经固定的挠性支撑件706可移动的挠性支撑件708支撑装置710支撑机构712装置加载机构714支撑底座716正压力718负压力720表面A箭头D足巨离E排放板F1、F2、F3、F4气体流I第三惰性气态材料M第二反应物气态材料0第一反应物气态材料P净化板R反应物板S分离板X箭头L1、L2、L3位置
权利要求
1.一种流体分布歧管，其包括 第一板；第二板，至少所述第一板及所述第二板的至少一部分界定浮凸图案；及金属结合剂，其安置在所述第一板与所述第二板之间以使得所述第一板及所述第二板形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案。
2.根据权利要求1所述的歧管，其中所述第二板包含与所述第一板的所述浮凸部分相对安置的浮凸部分。
3.根据权利要求1所述的歧管，其中所述第二板包含从所述第一板的所述浮凸部分偏移安置的浮凸部分。
4.根据权利要求1所述的歧管，其中所述流引导图案由保持无所述金属结合剂的所述浮凸图案界定。
5.根据权利要求1所述的歧管，所述第一板包含输出面，所述输出面包含在结合到所述第二板之前抛光的饰面。
6.一种组装流体分布头部的方法，其包括 提供第一板；提供第二板，至少所述第一板及所述第二板的至少一部分界定浮凸图案； 提供安置在所述第一板与所述第二板之间的金属结合剂；及通过使用所述金属结合剂将所述第一板与所述第二板结合在一起来形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在提供安置在所述第一板与所述第二板之间的金属结合剂中包括在所述第一板及所述第二板中的一者上提供金属结合剂层； 在所述金属结合剂层上方施加掩模；及使用同一掩模蚀刻所述金属结合剂层及所述第一板或所述第二板。
8.根据权利要求7所述的方法，其中使用所述同一掩模蚀刻所述金属结合剂层及所述第一板或所述第二板包含在同一工艺步骤中蚀刻所述金属结合剂层及所述第一板或所述第二板。
9.根据权利要求7所述的方法，其中使用所述同一掩模蚀刻所述金属结合剂层及所述第一板或所述第二板包含在单独工艺步骤中蚀刻所述金属结合剂层及所述第一板或所述第二板。
10.一种将薄膜材料沉积于衬底上的方法，其包括 提供衬底；提供流体分布歧管，所述流体分布歧管包含 第一板；第二板，至少所述第一板及所述第二板的至少一部分界定浮凸图案；及金属结合剂，其安置在所述第一板与所述第二板之间以使得所述第一板及所述第二板形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案；及在致使气态材料流过由所述浮凸图案界定的所述流体流引导图案之后，致使所述气态材料从所述流体分布歧管朝向所述衬底流动。
全文摘要
本发明涉及一种流体分布歧管，其包含第一板及第二板。至少所述第一板及所述第二板的至少一部分界定浮凸图案。金属结合剂安置在所述第一板与所述第二板之间以使得所述第一板及所述第二板形成由所述浮凸图案界定的流体流引导图案。
文档编号C23C16/455GK102549193SQ201080045675
公开日2012年7月4日 申请日期2010年10月26日 优先权日2009年10月27日
发明者戴维·霍华德·莱维, 罗杰·斯坦利·克尔 申请人:柯达公司