半导体晶片处理装置的制作方法

现有技术的空间ald工具通常利用喷头和相对于喷头旋转的基座来操作，该喷头具有固定尺寸的处理区域，每个处理区域注入一定的处理气体或清洗气体。具有喷头的ald工具的示例在us-6,821,563的图2中示出。旋转速度与处理区域的尺寸的结合导致在处理区域中注入的处理气体由于基板相对于喷头移动而具有一定的暴露时间。在us-6,821,563中，处理区域的尺寸是固定的。

技术实现要素：

每个这些区域的最佳尺寸分配取决于所使用的处理气体的所需的暴露时间，因为一种处理气体可能需要与另一种处理气体不同的暴露时间以实现完全饱和。具有固定尺寸的处理区域的喷头可以为处理气体的某种组合产生最佳产量。然而，当将相同的喷头用于处理气体的另一种组合时，产量可能不是最佳的和/或处理气体可能由于暴露时间长于达到饱和所需的时间而被浪费掉。

本发明的目的是提供一种喷头，该喷头具有在使用中可调节尺寸的处理区域。

为此，本发明提供了一种空间原子层沉积(spatialatomiclayerdeposition，sald)装置，包括：

基座，该基座具有基板支撑表面，基板可以放置在该基板支撑表面上；和

喷头，该喷头具有喷头侧部，喷头侧部基本上平行于基板支撑表面延伸，以在基板支撑表面和喷头侧部之间形成间隙；

其中，基座和喷头可围绕旋转轴线相对于彼此旋转，该旋转轴线与喷头的中心相交并且基本上垂直于基板支撑表面延伸；

其中，喷头包括多个气体通道，其中，每个气体通道与喷头中的至少一个喷头开口流体连接，该至少一个喷头开口通入到间隙中，以用于将气体供应到间隙中和/或将气体从间隙排出，其中，每个气体通道与流体连接到所述气体通道的至少一个开口限定出喷头部段，使得喷头包括多个喷头部段；

其中，sald装置包括多个多通阀组件，每个多通阀组件流体连接到喷头的多个气体通道中的一个气体通道，其中，每个多通阀组件可切换以使流体连接到多通阀组件的相应的气体通道与供应不同类型气体的多个不同气体源中的选定的一个气体源流体连接。

根据本发明的sald装置的优点在于，与多通阀组件流体连接的每个气体通道可以选择性地连接到不同的气体源，以用于经由该气体通道和相关联的喷头部段将不同类型的气体供应到间隙。这可以通过简单地切换属于相应喷头部段的多通阀组件来实现。因此可以形成处理区域，每个处理区域包括一个可切换的喷头部段或多个可切换的喷头部段。通过多通阀组件的适当切换来改变连接到相同气体源的可切换部段的数量，可以容易地改变处理区域的尺寸。因此，可以针对每种处理气体来优化暴露时间，并且因此通过选择连接到某种气体源的相邻可切换喷头部段的数量来调整处理区域的尺寸，可以优化每个基板的产量和/或气体使用量。

在一个实施例中，每个多通阀组件可以是可切换的，以将流体连接到相应多通阀组件的相应气体通道与排气装置流体连接。因此，可切换喷头部段的功能可以从气体供应部段改变为排气部段。这提供了更加自由地改变处理区域之间的尺寸和间隔的可能性。

在从属权利要求中要求保护各种实施例，这些实施例将参考附图中所示的一些示例进一步阐明。所述实施例可以组合或者可以彼此分开地应用。

附图说明

图1示出了略微俯视的sald装置的分解透视图；

图2示出了略微仰视的图1的sald装置的分解透视图。

图3示出了图1和图2的sald装置的第一示例的轴的透视图。

图4示出了图3的轴的俯视图；

图5示出了沿着图4的线v-v的剖视图；

图6是图1和图2的sald装置的第一示例的喷头的气体供应板的仰视图；

图7表示图6的线vii-vii的剖视图；

图8示出了图1和图2的示例的喷头的气体分配板的透视图；

图9是sald装置在闭合状态下的(sald装置)的第一示例的透视图；

图10示出了图1和图2的sald装置的第一示例在打开状态下的透视图；

图11示出了图10所示的sald装置的俯视图；

图12示出了沿着图11中的线xii-xii的剖视图；

图13示出了与图12所示的类似的剖视图，但现在sald装置处于闭合状态；

图14示出了sald装置的第二示例的略微俯视的透视图；

图15示出了第二示例的略微仰视的分解透视图；

图16示出了第二示例的略微俯视的透视图；

图17示出了第二示例的略微仰视的透视图；

图18示出了第二示例的俯视图；

图19示出了在打开状态下沿图18中的线ixx-ixx的剖视图；

图20示出了在闭合状态下沿图18中的线ixx-ixx的剖视图；

图21示出了喷头的第一示例的示意图，该喷头具有用于垂直向下流动的扇形可切换部段，该扇形可切换部段的尺寸均相等并且由排气可切换部段隔开；

图22示出了当基座相对于图21的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换部段的通过顺序；

图23示出了喷头的第二示例的示意图，该喷头具有用于垂直向下流动的扇形可切换部段，该扇形可切换部段的尺寸均相等并且由排气可切换部段隔开；

图24示出了当基座相对于图23的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换部段的通过顺序；

图25示出了喷头的第三示例的示意图，该喷头具有用于垂直向下流动的扇形可切换部段，该扇形可切换部段的尺寸均相等并且由排气可切换部段隔开；

图26示出了当基座相对于图25的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换部段的通过顺序；

图27示出了喷头的第四示例的示意图，该喷头具有相同尺寸的扇形可切换部段，该扇形可切换部段具有径向气流构造；

图28示出了当基座相对于图27的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换部段的通过顺序；

图29示出了喷头的第五示例的示意图，该喷头具有相同尺寸的扇形可切换部段，该扇形可切换部段具有径向气流构造；

图30示出了当基座相对于图29的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换部段的通过顺序；

图31示出了喷头的第六示例的示意图，该喷头具有相同尺寸的扇形气体喷射可切换部段，该扇形气体喷射可切换部段具有径向气流构造；以及

图32示出了当基座相对于图31的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换部段的通过顺序。

具体实施方式

在本申请中，类似或相应的特征由相似或相应的附图标记表示。各种实施例的描述不限于附图中所示的示例，并且在具体实施方式和权利要求中使用的附图标记不旨在限制实施例的描述。包括附图标记以通过参考附图中所示的示例来说明实施例。

图1至图13涉及空间原子层沉积装置(下文称为sald(spatialatomiclayerdeposition)装置)的第一示例。图14至图20涉及sald装置的第二示例。两个示例都包括各种实施例，并且包括本发明的主要方面。图21至图32示出了喷头10的不同气体供应构造的示例，所述不同气体供应构造可以通过将喷头16的各个部段s1-s12连接到各种可用的气体源28-34或者连接到排气装置36(例如前驱气体a、前驱气体b、前驱气体c、清洗气体p和排气装置e)来买现。

图1至图20示出了本发明所涉及的sald装置10的两个示例。通常，sald装置包括具有基板支撑表面14的基座14，待处理的基板可放置在该基板支撑表面上。sald装置另外包括具有喷头侧部18的喷头16，该喷头侧部面向基板支撑表面14并且基本上平行于基板支撑表面14延伸，以在基板支撑表面14a和喷头侧部18之间形成间隙20，参见图12、图13以及图19、图20。基座12和喷头16可围绕旋转轴线a相对于彼此旋转，该旋转轴线与喷头16的中心相交并且基本上垂直于基板支撑表面14延伸，参见图7、图10。在图1至图13所示的第一示例的实施例中，喷头16可旋转，并且基座12沿旋转方向固定或仅能间歇地旋转，例如，以用于在基座12上装载和卸载基板。在图14至图20中所示的第二示例是替代实施例中的示例，喷头16可以在旋转方向上固定并且基座12可以是能旋转的。

如图7、图9、图19和图20清楚所示地，喷头16包括多个气体通道64、68、96’。每个气体通道与喷头16中的、通入到间隙20中的至少一个喷头开口22流体连接，以用于将气体供应到间隙20中和/或将气体从间隙20排出。具有与气体通道流体连接的至少一个开口22的每个气体通道限定出喷头部段s1-s12，使得喷头16包括多个喷头部段s1-s12。在图1至图20所示的两个示例中，喷头部段s1-s8的数量是八个。在图21至图32所示的示例中，可切换喷头部段s1-s12的数量是十二个。应注意的是，任何数量的喷头部段s1-s12都是可行的，因为更多的数量提供了关于可以产生的气体区域组合的改进的灵活性。通常，六个气体部段将是最少的。每个喷头部段s1-s12确定出间隙部段，该间隙部段从与喷头侧部18的中心邻近的中心区域大致径向地延伸到喷头侧部18的圆周区域。通常，部段开口22将设置在如图2、图12、图8、图15、图17、图19所示的喷头侧部18中。然而，替代地，部段开口22也可以设置在围绕间隙20的、邻近喷头侧部18的径向内边缘或径向外边缘的圆周壁中。

根据本发明，sald装置10包括多个多通阀组件24。每个多通阀组件24流体连接到喷头16的多个气体通道中的一个气体通道64、68或96’。每个多通阀组件24可切换以将流体连接到多通阀组件24的相应气体通道64、68或96’与供应不同类型气体的多个不同气体源28、30、32、34中选定的一个气流源流体连接。

在图1至图20所示的示例中，喷头16包括气体供应板16a和气体分配板16b。在替代实施例中，喷头16可以由单个部件组成。特别地，当喷头16可旋转地固定时，这是容易实现的。

根据本发明的sald装置的优点已在发明内容中描述，可参考该发明内容。

喷头10的各种实施例是可能的。每个可切换部段s1-s12可以例如设置有单排的部段开口22，所述部段开口在径向方向上从中心区域延伸到圆周区域。然而，部段开口22也可以设置成三角形或楔形图案，以形成如图1至图13的第一示例所示的可切换的喷头部段s1-s12。另外，部段开口22的尺寸可以在可切换的喷头部段s1-s8内或之间变化。此外，部段开口22的流出方向除了垂直于喷头侧部18之外还可以是非垂直的，即成角度的。通过在喷头侧部18中的可切换喷头部段s1-s8中的一部段内的不同位置处使用不同尺寸的部段开口22和/或不同角度的部段开口22，经由部段开口22供应的气流的量和方向会受到影响。在一个实施例中，各个部段s1-s8可以具有相互不同的部段开口图案、相互不同的部段开口尺寸或相互不同的部段开口角度。

在下文中，将描述图1至图20中所示的第一示例和第二示例。随后，将参考图21至图32讨论一些可编程性示例。最后，将参考附图讨论从属权利要求中要求保护的本发明的各种实施例。

如图1至图13中所示的第一示例包括，如图1和图2清楚所示的喷头16，该喷头包括气体供应板16a和气体分配板16b，它们彼此连接并且可旋转地安装在固定轴44上。基座12也安装在轴44上并且可以在轴44上上下移动。可选地，基座12可以间歇地旋转，例如以用于通过基板处理机器人将基板放置在其基板支撑表面14上，基板处理机器人可位于sald装置10的旁边。在图1至图13的示例中，基板支撑表面14具有四个圆形空腔14a，圆形基板可以位于所述圆形空腔中。在使用中，即在ald处理期间，喷头16将旋转，而基座12将是静止的。基座12将在sald装置的闭合位置向上移动，在闭合位置，在基座12的基板支撑表面14和朝向基板支撑表面14的喷头侧部18之间存在小间隙20。图9和图13示出处于闭合状态的sald装置10的第一示例。图10和图12示出了处于打开状态的sald装置10的第一示例。

图3至图5更详细地示出了轴44。轴是静止的并且包括多个轴向通道46，所述多个轴向通道平行于所述轴的轴线延伸。轴向通道46可通过气体管线连接到气体源28-34和/或连接到排气装置36。在轴的多个轴向水平面上设置有环形槽48。至少一个横向通道50通入到每个槽48中。横向通道50将轴向通道46和与该轴向通道46相关联的环形槽48流体连接。气体可通过横向通道50和轴向通道46供应到环形槽48或从环形槽48排出。

图6和图7更详细地示出了气体供应板16a。图6示出了气体供应板16a的仰视图，图7示出了沿图6中的线vii-vii的剖视图。

图8示出了喷头16的气体分配板16b的透视图。如已经提到的，气体供应板16a和气体分配板16b在使用中彼此固定连接并且一起形成喷头16。在第一示例中，喷头16可旋转地安装在轴44上。气体分配板16的上侧的结构在图8中清晰可见，并且面向基座12的相对侧的结构(这将在本文中称作喷头侧部18)基本相同。

如图6清楚所示地，气体供应板16a的底部包括相对较小半径的四个开口52。这些开口52通入到气体分配板16b的环形腔室54(见图8)中，环形腔室54中设置有内环形开口42。气体供应板16a的底部还包括相对较大半径的四个开口56。这些开口56通入到气体分配板16b的环形腔室58(见图8)中，环形腔室58中设置有外环形开口40。代替小半径的四个开口52和相对大半径的四个开口56，可以提供足以供应或排出足够气流的任何数量的开口。如图7清楚可见地，开口52和56通过径向延伸的通道60连接。径向通道60通入到气体供应板16a的中心开口74中。中心开口74容纳轴44，所述轴延伸穿过中心开口74。气体供应板16a包括毂66，中心开口74延伸穿过所述毂。径向通道60与轴44上的环形槽48中的一个流体连接。因此，例如清洗气体可以通过轴44中的轴向通道46经由横向通道50供应到轴44的环形槽48。清洗气体可以从该环形槽48供应到径向通道60，并经由径向通道60和开口52和56供应到具有相对小半径的环形腔室54以及具有相对大半径的环形腔室58。清洗气体将经由外环形开口40和内环形开口42穿过气体分配板16b，以便流入到喷头侧部18和基板支撑表面14之间的间隙20中，从而在间隙20内形成供应清洗气体的内环形部段si和外环形部段so(见图21、图23、图25)。代替供应清洗气体，也可以使用相同的路径从内环形部段si和外环形部段so排出气体。

气体分配板16b的底部还包括八个开口62，它们由在气体供应板16a的毂66内轴向延伸的气体通道64形成。毂66中的每个轴向气体通道64连接到毂66中的横向气体通道68，所述横向气体通道延伸到中心开口74。毂66中的每个横向气体通道68与轴上的环形槽48中的一个相关联。气体供应板16b底部的每个开口62与气体分配板16b顶侧上的部段腔室70相关联。部段腔室70通过径向肋72彼此隔开。在图8中，肋72非常宽，具有与部段腔室70相似的尺寸，但是肋也可以相对较薄，比部段腔室70在横向方向上的尺寸小得多。在每个部段腔室70中设置有部段开口22，所述部段开口从气体分配板16b的顶侧延伸到形成喷头侧部18的底侧。因此间隙20内存在可切换喷头部段s1-s8，气体可以供应到可切换喷头部段或者可以从可切换喷头部段排出气体。向可切换喷头部段s1-s8供应气体可以通过使气体经由轴44中的轴向延伸的气体通道46和横向气体通道50供应到轴44上的环形槽48来实现。随后，供应到环形槽的气体将进入毂66中的横向气体通道68以及毂66内的轴向气体通道64中的一个。气体将经由相关联的部段腔室70中的气体供应板16b的底侧中的开口62流动。气体将容易地分布在部段腔室70内，并且随后穿过部段腔室70内的部段开口22进入间隙20并填充间隙20内的径向延伸部段。替代地，可以使用相同的路线通过将轴44内的轴向延伸的气体通道46中的一个与排气装置(例如真空泵)连接而从间隙20内的径向延伸部段20排出气体。

图9示出了处于闭合状态的第一示例。气体供应板16a已经制成透明的，使得在其中延伸的气体通道以及气体分配板16b的顶侧是可见的。从该图9可以清楚地看出，在气体供应板16a的底侧中的各个开口52、56、62是如何连接到气体分配板16b的顶侧上的各个腔室54、58、70。图9示意性地示出了气体管道98连接到轴44中的轴向延伸的通道46。该气体管道98连接到多通阀组件24，轴向延伸的气体通道46可通过所述多通阀组件连接到所选择的气体源28、30、32、34或排气装置36。每个轴向延伸的气体通道46以类似的方式连接到相关联的气体管道98和相关联的多通阀组件24，以便可连接到气体源28、30、32、34中选定的一个气体源或连接到排气开口。

应注意，第一示例仅包括八个气体部段s1-s8。在实践中，气体部段的数量通常会更多。

图10示出了处于打开状态的第一示例的透视图。在这种打开状态下，可以在基座12放置基板和/或从基座移除基板。这可以通过取放型机器人手动或自动地实现。

图11示出了sald装置的第一示例的俯视图，并且示出了剖面线xii-xii，该剖面线xii-xii表示图12和图13中所示的剖视图的剖面线。在图12中，sald装置10处于打开状态，在图13中，sald装置处于闭合状态。

图14至图20示出了根据本发明的sald装置10的第二示例。在图14和图15中提供的分解视图清楚地示出了第二示例的装置10的各个部分。在第二示例中，在ald处理期间，喷头16是静止的，基座12旋转。另外，代替每个部段内的自上而下的气流，每个部段内的流动的主要方向是径向向内的。

图14和图15清楚地示出了sald装置的第二示例的各个部分。喷头16包括气体供应板16a和气体分配板16b，它们在使用中彼此固定连接。基座12连接到中心轴76，所述中心轴可以通过电机78旋转。中心轴76也可以上下移动。这可以通过同一电机78实现。在替代实施例中，可以存在第二驱动器以执行基座12的上下移动。例如，电机78可以安装在可上下移动的支撑件上。在第二示例中，电机78容纳在壳体80中，更具体地容纳在壳体的底部腔室82中(参见图19和图20)。壳体80的侧壁84向上延伸，并且喷头16固定地安装在侧壁84的上边缘上。基座容纳在壳体80的顶部腔室86中。顶部腔室86和底部腔室82通过具有中心开口90的分隔壁88基本上彼此隔开，中心轴76延伸穿过所述中心开口。侧壁84包括开口92，基板可以经由开口92移动到基座12以及从基座12移走。开口92可以设置有封闭件(未示出)，使得在打开位置，基板能够被移入和移出腔室86，以及在闭合位置，腔室86能气密地密封。移动基板可以手动完成，或者替代地，通过取放单元(未示出)自动完成。当将基板放置在基座12上或将基板从基座12移除时，基座12将移动到向下位置，使得sald装置处于打开状态。该打开状态如图16、图17和图19所示。在ald处理期间，基座12向上移动，以便在基座12的基板支撑表面14和喷头16的喷头侧部18之间留下小间隙20。该间隙20如图19所示。

如图14清楚所示地，气体分配板16b的顶侧包括多个环形区段形腔室94。在该示例中，环形区段形腔室94位于气体分配板16b的径向向外位置。气体供应板16a具有多个连接接头96，各个气体管道98可以连接到该连接接头。一个气体管道98在图16中示意性地示出。每个连接接头96包括气体通道96’(参见图19)，该气体通道96’通入到相关的环形区段形腔室94中。在每个环形区段形腔室94中设置有开口22，所述开口通过气体分配板16b延伸到气体分配板的底侧，所述底侧在本文中表示为喷头侧部18。如图15清楚所示地，喷头侧部18包括多个径向延伸的部段形腔室，这些部段形腔室通过径向延伸肋100彼此隔开。每个径向延伸的部段形腔室在间隙20内限定出气体部段s1-s8。喷头侧部18上的每个部段形腔室经由中心排气开口26(见图19、图20)通入到气体分配板16b中的中心排气通道102中。中心排气通道102也在气体供应板16a中延伸，使得喷头16包括中心排气通道102。替代地，中心排气通道102可以延伸穿过基座12并且至少部分地延伸穿过轴76。

在使用第二示例时，气体可以经由连接接头96的气体通道96’被供应到环形区段形腔室94。在这些环形区段形腔室94中，气体可以均匀分布，使得与该环形区段形腔室94连接的每个部段开口22将被供应基本相同量的气体。气体离开部段开口22并到达喷头侧部18和基座12的基板支撑表面14之间的间隙20中。喷头16的中心排气通道102连接到排气装置36，例如，真空源。因此，气体将在间隙20内的每个部段s1-s8内径向向内流动。气体将沿着具有最小流动阻力的路径流动，因此仅非常小量的气体可以穿过与基座12具有较小间距(相比肋100之间的区域)的径向延伸肋100中的一个。气体的主要部分将保留在径向延伸的部段腔室中，该径向延伸的部段腔室在间隙20内限定出径向延伸的部段s1-s8并且从径向向外区域流动到中心排气通道102。连接接头96中的一些也可以连接到排气装置36。

如图16清楚所示，气体管道98包括多通阀组件24，气体管道98可经由该多通阀组件24选择性地连接到各个气体源28-34，以供应不同类型的气体。替代地，多通阀组件24还可以将气体管道98连接到排气装置36。通过切换多通阀组件24，可以向相关的可切换喷头部段s1-s8供应所需的气体，或者在一个实施例中，相关的可切换喷头部段s1-s8可以转换成排气部段。因此，可以在间隙20内产生各种气体区域z。可以通过切换各种多通阀组件24来简单地改变各种气体区域z的顺序和长度。

现在转到图21、图23、图25中所示的示例。这些示例基于图1至图13中所示的第一示例，可切换喷头部段s1-s12的数量是十二个而不是八个。在这些附图中，示意性地示出了通常朝下的喷头侧部18。条纹圆圈表示待处理的基板w的位置并且所述基板位于基座12上。喷头16包括十二个可切换的喷头部段s1-s12，它们各自由排气部段e隔开。外环形部段so和内环形部段si也被描绘出。阴影表示供应每个部段s1-s12的气体类型。

在图21所示的示例中，向部段s1、s5、s9供应前驱气体a。向部段s3、s7和s11供应前驱气体b。向部段s2、s4、s6、s8、s10和s12供应清洗气体，以便在前驱气体a和b之间产生良好的气体隔离。向外环形部段so和内环形部段si供应清洗气体。替代地，外环形部段so和内环形部段si可以连接到排气装置36。

图22示出了当基座相对于图21的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换喷头部段的通过顺序。图22清楚地示出了哪种类型的气体或基板的排气部段被顺序地暴露。在该示例中，基板的每个部分的暴露顺序将是前驱气体a、排出气体e、清洗气体、排出气体e、前驱气体b、排出气体e、清洗气体、排出气体e，然后将重复相同的暴露顺序。应当理解，基板的不同部分将以相同的气体顺序依次暴露，但是所述顺序可以随时间转移，使得在一个时刻基板的不同部分可以暴露于不同的气体。

在图23所示的示例中，向部段s1和s7供应前驱气体a。向部段s3、s4、s5、s9、s10、s11供应前驱气体b。向部段s2、s6、s8和s12供应清洗气体，以便在前驱气体a和b之间产生良好的气体隔离。同样，外环形部段so和内环形部段si被供应有清洗气体。在该示例中，产生了两个相对较大的区域，每个区域由三个连续部段形成。部段s3、s4、s5用于第一大区域，部段s9、s10、s11用于被供应有前驱气体b的第二大区域。在这两个大区域之间延伸出两个小区域，每个小区域由单个部段形成，并且所述单个部段中供应有前驱气体a。这些区域由清洗气体区域隔开，清洗气体区域都具有一个部段的尺寸，即，部段s2、s6、s8和s12。

图24示出了当基座相对于图23的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换喷头部段的通过顺序。图24清楚地示出了哪种类型的气体或基板的排气部段被顺序地暴露。在该示例中，基板的一部分的暴露顺序将是前驱气体a、排出气体e、清洗气体、排出气体e、前驱气体b、排出气体e、前驱气体b、排出气体e、前驱气体、排出气体e、清洗气体、排出气体e，然后再次进行相同的暴露顺序。

在图25所示的示例中，向部段s1供应前驱气体a以形成第一区域。向部段s3、s4供应前驱气体b以形成第二区域。向部段s6和s7供应前驱气体c以形成第三区域，最后，向部段s9、s10和s11供应前驱气体d以形成第四区域。

图26示出了当基座相对于图25的喷头旋转时基板通过喷头的相应的可切换喷头部段的通过顺序。图26清楚地示出了哪种类型的气体或基板的排气部段被顺序地暴露。在该示例中，基板的一部分的暴露顺序将是前驱气体a、清洗气体、前驱气体b、前驱气体b、清洗气体、前驱气体c、前驱气体c、清洗气体、前驱气体d、前驱气体d、前驱气体d。在每次暴露于前驱气体和/或清洗气体之间，所述基板的所述部分通过排气部段e。

图27、图29、图31中所示的示例是基于图14至图20中所示的第二示例，因为可切换喷头气体部段s1-s12的数量是十二个而不是八个。在图27、图29、图31的示例中，在气体部段s1-s12内存在径向向内指向的流动。如参考图14至图20的第二示例所解释地，间隙20的外周环形区域中供应有气体。在图27、图29、图31中可清楚地看到，环形区域的阴影线在不同部段之间变化，并指示在某一部段中供应哪种类型的气体。同样，条纹圆圈表示待处理的基板相对于喷头16的位置。中心排气通道102也在图中清楚地示出。

在图27的示例中，向气体部段s1、s5和s9供应前驱气体a，以便形成供应有前驱气体a的三个区域。向气体部段s3、s7和s11供应前驱气体b，以产生供应有前驱气体b的三个区域。前驱气体a和b的区域分别由清洗气体区域隔开，清洗气体区域由气体部段s2、s4、s6、s8、s10和s12形成。从图28中可以明显看出，基板的一部分随后将暴露于前驱气体a、清洗气体、前驱气体b、清洗气体，然后再次以相同的顺序暴露。

在图29的示例中，前驱气体a的第一区域由部段s1、s2和s3产生。前驱气体a的第二区域由部段s7、s8和s9产生。这两个区域之间是两个前驱气体b的区域，它们由气体部段s5和s11形成。各个前驱气体区域由清洗气体区域隔开，清洗气体区域由部段s4、s6、s10和s12形成。从图30中可以清楚地看出，基板的部分随后将暴露于前驱气体a的大区域、小的清洗气体区域、前驱气体b的小区域、清洗气体区域，然后再次以相同的暴露顺序暴露。

在图31的示例中，由部段s1产生前驱气体a的小的第一区域。部段s2产生清洗气体区域。部段s3和s4形成前驱气体b的区域。部段s5产生清洗气体区域。部段s6和s7产生前驱气体c的区域。部段s8产生清洗气体区域。部段s9、s10和s11产生前驱气体d的区域，并且最后，部段s12产生清洗气体区域。从图32中可以清楚地看出，基板的部分将依次暴露于前驱气体a的小区域、清洗气体、前驱气体b的较大区域、清洗气体、前驱气体c的较大区域、清洗气体、前驱气体d的大区域、最后是清洗气体。

通过切换各个多通阀组件24可以容易地获得所有这些变化和更多变化，每个可切换喷头部段s1-s12与各个多通阀组件24流体连接。

在下文中，各种实施例将被描述，这些实施例也是从属权利要求的主题。

在一个实施例中，该实施例的示例在图9和图16中示出，每个多通阀组件24可切换以使流体连接到各个多通阀组件24的相应气体通道64、68、96’与排气装置36流体连接。因此，可切换喷头部段不仅可以具有供应前驱气体或清洗气体的功能，而且还可以用作排气区域。中间排气区域e可以有利于获得各种类型的前驱气体a、b、c、d的改进的隔离。在图21、图23和图25的示例中，排气区域e是固定且不可切换的以供应不同类型的气体。这意味着由部段s3、s4和s5形成的、全部喷射相同的前驱气体b的气体区域被排气区域e中断。虽然这占用空间，但它降低了气体区域中反应副产物的浓度，这可对化学反应的完成具有积极的影响。然而，如果这些排气区域e也是可切换的，则可被产生的前体区域a、b以及被可选地产生的前体区域c和d不会被排气区域e中断。这将提高喷头16的效率，因为在某种类型的气体区域内，气体不必在该区域内消耗完。因此，在这样的系统中，气体消耗将更少。

在一个实施例中，其中，图1至图13中所示的第一示例是所述该实施例的一个示例，并且图21、图23和图25中所示的喷头是该实施例的多个示例，所述喷头部段s1-s12的至少一个喷头开口22包括分布在喷头侧部18的表面区域上的多个喷头开口22，该喷头侧部18的表面区域对应于从喷头侧部18的中心区域径向延伸到喷头侧部18的圆周区域的部段区域。这具有在使用中，基本上可切换的喷头部段s1-s12的整个部段区域被供应有来自气体源的气体的效果，相应的可切换喷头部段s1-s12的多个部段开口22经由相关联的多通阀组件24流体连接到所述气体源。因此，可以在间隙20的整个部段区域上产生向下指向的流，该流由所述可切换的喷头部段s1-s12供应气体。

在一个替代实施例中，其中，附图未示出该替代实施例的示例，所述喷头部段的至少一个喷头开口22通入到喷头侧部18的中心区域中。在该实施例中，每个喷头部段s1-s12包括至少一个排气开口，所述至少一个排气开口通入到喷头侧部18的圆周区域中，使得在使用中，间隙20内的径向向外指向的气流与每个喷头部段s1-s12相关联。

径向向外的流可以提供对基板区域的良好覆盖。

在又一替代实施例中，其中，图14至图20的第二示例是该替代实施例的一个示例，并且图27、图29和图31中所示的喷头也是该替代实施例的多个示例，所述部段s1-s12的至少一个喷头开口22通入到喷头侧部18的圆周区域中，其中，每个部段s1-s12包括至少一个排气开口26，所述至少一个排气开口通入到喷头侧部18的中心区域中，使得，在使用中，在间隙20内的径向向内指向的气流与每个喷头部段s1-s12相关联。

径向向内的气流甚至可以提供对基板区域的更好的覆盖。

在可切换喷头部段内具有径向向内指向的气流的实施例中，该实施例的示例在图14至图20和图27、图29、图31中示出，可设置中心排气通道102，中心排气通道102沿着旋转轴线a在喷头16和基座12中的至少一个中延伸，中心排气通道102的一端通入所述间隙20中并且另一端连接到排气装置36。在这样的实施例中，每个部段s1-s12的至少一个中心排气开口26可以由间隙部段的、与中心排气通道102直接连通的径向内侧形成。

这样的实施例具有以下优点：结构相对简单，因为所有前驱气体和清洗气体都被集中地排出。这具有可以抑制中间排气区域的有益效果，因为通过简单地将前体区域与清洗气体区域隔开可以获得前驱气体的充分分隔。在间隙20内，所使用的前驱气体将被集中地排出。

在一个实施例中，其中，未示出该实施例的示例，喷头16可包括周向壁，该周向壁基本上封闭间隙20的径向向外边界。可选地，所述喷头部段s1-s12的至少一个喷头开口22可以容置在圆周壁中。特别是在间隙20内的气流为径向向内的变型中，从结构的观点来看，这种结构可以是有益的。

在一个实施例中，其中图1至图13中所示的第一示例是该实施例的示例，喷头16可围绕中心轴线a可旋转地安装，以在处理基板期间实现喷头16和基座12之间的相对旋转。

考虑到向喷头16供应气体，这种结构相对复杂。然而，优点是基板在被处理时是静止的，并且不受由基座旋转引起的离心力的影响。

在替代实施例中，其中图14至图20中所示的第二示例是该替代实施例的示例，基座12可围绕中心轴线a可旋转地安装，以在处理基板期间实现喷头16和基座12之间的相对旋转，并且在处理基板期间，喷头10被不可旋转地安装。

这样的实施例可以具有稍微简单的结构。然而，基板在处理期间旋转将是不期望的。

最后这两个实施例之间的选择可取决于必须处理的基板的类型。

在使用中，通过将相应喷头部段s1-s12的多通阀组件24切换到期望位置，以便将每个可切换喷头部段s1-s12与期望的气体源28-34连接或者与排气装置36连接，从而在间隙20中形成区域。当在围绕中心轴线a的切线方向上观察时，每个区域包括一个或多个连续的可切换的喷头部段s1-s12。

这些部段的可切换性对于可供应的气体类型以及可以用相同的sald装置产生的暴露时间提供了非常高的灵活性，使得在一个sald装置中，可以进行具有不同前体和化学反应的多个ald处理，同时通过为每个前体选择基座的部段宽度和旋转速度相对于喷头的最佳组合来优化每个前体的暴露时间。

在一个实施例中，其中，在图21中示出的是该实施例的示例，在间隙20中可以存在多个不同的区域，当在围绕中心轴线a的切线方向上观察时，所述多个不同的区域可以随后包括第一前驱气体区域、排气区域、清洗气体区域、排气区域、第二前驱气体区域、排气区域、清洗气体区域和排气区域。

这种配置可能足以进行简单的sald沉积过程。

在一个实施例中，该实施例的示例在图9和图16示出，每个可切换喷头部段s1-s12的多通阀24至少具有主连接部并且可以具有至少三个分支连接部。主连接部连接到气体管道98，所述气体管道流体连接到喷头16的多个气体通道中的一个气体通道64、68或96’。三个分支连接部可以分别流体连接到第一前驱气体源28、第二前驱气体源30、和清洗气体源34。

在前面实施例的详细说明中，每个多通阀24可以具有至少一个附加的分支连接部。第四分支连接部可以与排气装置36流体连接。

在进一步的详细说明中，每个多通阀24可以具有至少两个附加的、第五和第六分支连接部。第五分支连接部可以流体连接到第三前驱气体源34。第六分支连接部可以流体连接到第四前驱气体源d。

在一个实施例中，该实施例的示例在图21、图23和图25中示出，喷头侧部18可包括多个第二部段开口，所述多个第二部段开口永久地连接到单个气体源28-34或排气装置36，以便限定出从中心区域基本上径向延伸到圆周区域的不可切换的喷头部段。每个不可切换的喷头部段可以位于与所述多通阀组件24相关联的两个可切换的喷头部段s1-s12之间。在图21、图23和图25所示的示例中，用e表示的部段是不可切换的喷头排气部段。

在一个实施例中，图1至图20中所示的第一示例和第二示例是该实施例的示例，喷头16和基座12中的至少一个可上下移动，使得间隙20的高度是可调节的。因此，基座12和喷头16之间的间隙20可以增加，例如以用于从基座12移除基板或将基板放置在基座12上。

在又一实施例中，其中，图1至图13中所示的第一示例以及图21、图23和图25的示例是该实施例的示例，在喷头开口22的径向外侧，喷头可设置有外环形开口40，所述外环形开口在喷头侧部18中在邻近喷头侧部18的径向外边缘处限定出沿着喷头16的整个圆周延伸的外环形部段so。外环形开口40可以流体连接到排气装置36和/或清洗气体源34。这样的外环形部段so可以防止前驱气体泄漏到环境中的潜在危险。

在另一个未示出的实施例中，喷头可设置有第一外环形开口和第二外环形开口，所述第一外环形开口和第二外环形开口在喷头侧部中在邻近喷头侧部的外边缘处分别限定出沿着喷头的整个圆周延伸的第一外环形部段和第二外环形部段。一个外环形部段可以相对于另一个环形部段相邻并径向向外定位，并且一个外形环部段可以流体连接到排气开口，另一个外环形部段流体连接到清洗气体源。

在又一实施例中，其中，图1至图13中所示的第一示例和图21、图23和图25的示例是该实施例的示例，在部段开口22的径向向内处，喷头16可设置有内环形开口42，所述内环形开口在喷头侧部18中在邻近喷头侧部18的径向内边缘处限定出沿着喷头16的整个圆周延伸的内环形部段si。内环形开口42可流体连接到排气装置36或清洗气体源34。因此，也防止了前驱气体径向向内泄漏的潜在危险。此外，替代地，还可以设置两组内环形开口，所述两组内环形开口限定出两个内环形部段，所述两个内环形部段沿着喷头侧部18的相邻内边缘在喷头侧部18的整个圆周上延伸。第一内环形部段可以连接到排气装置36，第二内环形部段可以连接到清洗气体源34。

应当理解，本发明可以以不同于所描述的方式实施。以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所陈述的权利要求的范围的情况下，可以对如前所述的本发明进行修改。各种实施例可以组合应用或者可以彼此独立地应用。在以上详细描述中使用的附图标记不旨在将对实施例的描述限制为附图中示出的示例。附图仅代表示例，并且实施例可以以除了附图的示例中示出的特定方式之外的其他方式实施。

说明

10空间原子沉积装置

12基座

14基板支撑表面

16喷头

16a气体供应板

16b气体分配板

18喷头侧部

20间隙

22部段开口

24多通阀组件

26中心排气开口

28气体源

30气体源

32气体源

34气体源

36排气装置

40外环形开口

42内环形开口

44轴

46轴中的轴向通道

48轴上的环形槽

50轴中的横向通道

52小半径的开口

54气体分配板中的具有小半径的环形腔室

56大半径的开口

58气体分配板中的具有大半径的环形腔室

60径向于气体分配板的通道

62气体供应板中的与部段相关联的开口

64在气体供应板的毂内轴向延伸的气体通道

66气体供应板的毂

68毂中的横向气体通道

70气体分配板顶侧上的部段腔室

72气体分配板顶侧上的径向肋

74气体供应板的、延伸穿过毂的中心开口

76中心轴

78电机

80壳体

82壳体的底部腔室

84侧壁

86壳体的顶部腔室

88壳体的分隔壁

90分隔壁中的中心开口

92侧壁中的开口

94环形区段形腔室

96连接接头

96’连接接头中的气体通道

98气体管道

100径向延伸的肋100

102在喷头16中延伸的中心排气通道

s1-s12可切换喷头部段

si内环形部段

s0外环形部段

a旋转轴线