用于原子层沉积的注入头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在基板的表面上用于原子层沉积的注入头。本发明还涉及包括此类注入头的设备。
【背景技术】
[0002]原子层沉积是一种公知的用于(重复性)沉积单层目标材料的的方法。原子层沉积技术不同于例如化学气相沉积，这是因为原子层沉积进行至少两道工序。原子层沉积具有能够进行较佳的层厚控制的优点。
[0003]这些工序中的第一道工序包括在基板表面上施加前驱气体。为达此目的，公知的注入头设置了具有前驱体供给部的沉积空间。该供给部设置成提供来自前驱体供给部经由沉积空间到达前驱体排放部的前驱气体流。藉此，形成了在使用中由注入头与基板表面所界定出的沉积空间。
[0004]这些工序中的第二道工序包括为形成单层目标材料而进行的前驱体材料的反应。为达到此目的，在注入头中设置了具有反应物供给部的另一个沉积空间。该另一个沉积空间在使用中通过流动阻碍部而与前驱气物体隔离开，并且可设置成提供反应气体、等离子体、激光产生放射物及紫外线放射物中的至少一种，用于在前驱气体沉积在至少一部分基板表面上后使前驱体发生反应。
[0005]为了设置流动阻碍部，阻碍气体流可注入到注入头与基板表面之间。这种公知的注入头还包括连接单元，该连接单元可连接到相应的多个气体供给源和排放收集器上，进而经由所述连接单元而使相应的气体进入相应的前驱体沉积空间、反应物沉积空间和流动阻碍部。
[0006]与本发明具有相同的发明人并通过引用而并入本文的文献W02012/105831描述了一种原子沉积层设备以及一种具体的注入头结构。对于这样的结构而言，由于为提供各种过程气体的均匀气体流所需要的相对高的摩擦系数，它的可制造性是一种挑战。为了实施稳定的原子层沉积处理，这种均匀性是重要的。同时，紧凑式设计也是重要的，这是因为更多数量的注入头可显著地增加系统的产量。
[0007]W0 2008/085474公开了一种用于原子层沉积的设备。通过堆叠的小板层叠而设置的沉积头由于大量的小板和复杂的流动路径而可能存在一定的问题。提供可生产的且可提供过程气体流所必须的均匀性的注入头是一种挑战。
【发明内容】
[0008]因此，根据本发明的一个方面，一个目的在于提供一种具有改善的过程气体均匀性的用于原子层沉积的设备和方法，其中设置了可靠且稳定的狭缝宽度及紧凑式的设计。
[0009]因此，提供了一种用于在基板上沉积原子层的注入头，包括与连接单元相连的多个单块的条状物。所述条状物具有带有间隔区异形部的、分别与邻近的条状物的侧壁相堆叠以形成多个堆叠的条状物的侧壁。所述条状物包括在条状物的整个长度上延伸的狭槽，所述狭槽与集成块上相应的狭槽连通。限定出穿过条状物的具有相对低的摩擦系数的流动路径，以形成相应的前驱体排放部、反应物排放部或阻碍气体排放部。所述间隔区异形部限定出在邻近的条状物之间延伸的狭缝，所述狭缝与所述集成块上相应的狭槽连通。沿着条状物形成另一个具有相对高的摩擦系数的流动路径，以形成相应的前驱气体供给部、反应物气体供给部或流动阻碍部。通过有狭槽的条状物的设计，在通过整体的条状物设计来确保机械完整性的同时可准确地形成狭缝。这显著地增强了可制造性，并且有助于符合设计规范。
【附图说明】
[0010]下面将结合附图以非限制性的方式对本发明进行描述，其中:
[0011]图1显示了根据本发明的一个实施例的侧视示意图；
[0012]图2显示了另一个实施例的示意性平面图；
[0013]图3显示了根据本发明的另一个实施例的注入头的的一个实施例；
[0014]图4显示了根据另一个实施例的用于原子层沉积的设备的结构的示意性布局；
[0015]图5显示了两个具有狭槽的条状物在半组装状态下的构造细节；
[0016]图6显示了具有狭槽的的条状物设计的一个实施例的细节；
[0017]图7显示了具有狭槽的条状物的异形侧壁的另一个平面图；
[0018]图8显示了注入头上的狭槽设计的另一个示意性例子；以及
[0019]图9显示了一个波浪形形状的示意性例子。
[0020]除非另有说明，否则在全部附图中，同一附图标记将指代同样的部件。
【具体实施方式】
[0021]图1显示了根据本发明的一个实施例的示意性侧视图。作为一个例子，注入头1显示成具有由气体承载区分隔开的两个沉积空间2、3。对于原子层而言，理论上需要至少两道工序，仅有一道工序会需要材料沉积的介入。这种材料沉积可在具有前驱体供给部4的沉积空间2中进行。因此，在本实施例中，注入头显示成包括具有反应物供给部40的另一个沉积空间3，该另一个沉积空间3在使用中由气体承载部7界定出。作为备选或附加，为了在前驱气体沉积在至少一部分基板表面上后使前驱体与反应物气体在反应空间进行反应，可在该反应空间中设置反应物气体、等离子体、激光产生辐射体及紫外线辐射体中的至少一种，以便在所述基板的至少部分表面上获得原子层。通过给空间2和3进行适当的清理，供给部4、40可在处理过程中进行转换。当晶片出现在沉积空间的位置处时前驱气体只会流到沉积空间中，以这种方式可准时地实现供给部4、40的这种转换。这样可避免昂贵的前驱气体在晶片位于沉积空间外部的时候流到排放口而没有使用，因此进一步提高了前驱气体的使用效率。
[0022]前驱体及反应物供给部4、40优选地设计成不具有实质性的流动限制件，以允许等离子沉积。因此，等离子可不受任何流动限制地流向基板表面5。
[0023]在本实施例中，前驱气体通过沿着基板表面5的气流而在沉积空间2内循环。该气体流由前驱体供给部4生成，通过沉积空间而到达前驱体排放部6。在使用中，沉积空间2由注入头1和基板表面5界定出。气体承载部7具有邻近沉积空间布置的承载气体注入器8，用于在注入头1和基板表面5之间注入承载气体，承载气体由此在限制所注入的前驱气体到达沉积空间2的同时形成气体承载部。前驱体排放部6可额外地用于排放承载气体，防止承载气体流进入沉积空间2、3中。
[0024]然而在本实施例中，每一气体承载部7均显示成具有如气体承载部那样的尺寸，这在理论上并非为必要的；例如，只要设置有效的流动阻碍部，分隔沉积空间2、3的流动阻碍部就不需要将尺寸设置为气体承载部那样。通常，流动阻碍部可具有比气体承载部在其中发挥作用的缝隙高度更大的缝隙高度。在实际的例子中，气体承载部在5μπι-10μπι的缝隙高度范围内运作；其中流动阻碍部在高于这些值(例如直到500μπι)时可仍然有效。同样，气体承载部7可仅在流动阻碍部(或就此而言的气体承载部)在基板9上出现时才有效;然而流动阻碍部可设计成其生效与基板9的出现不相关或相关。重要的是，流动阻碍部在任何时候都可阻止活性材料在沉积空间2、3之间的流动，以避免污染。这些流动阻碍部可设计为气体承载部7，也可不设计成气体承载部7。
[0025]然而图1并未具体地显示出输送系统(详见图2)，基板9可相对于注入头2移动，以接收来自沉积空间2、3的后续的材料沉积。通过基板9相对于注入头1的