本發(fā)明總體涉及將材料沉積到襯底表面上的沉積技術(shù)。

背景技術(shù)：

本節(jié)說明了有用的背景信息，而不是承認(rèn)本文所描述的任何技術(shù)代表了目前技術(shù)水平。

原子層沉積(ald)是基于將至少兩個(gè)反應(yīng)性前體物種順次引入到反應(yīng)空間中的至少一個(gè)襯底的特殊化學(xué)沉積方法。ald的生長(zhǎng)機(jī)制依賴于化學(xué)的吸附(化學(xué)吸附)與物理的吸附(物理吸附)之間的結(jié)合強(qiáng)度差異。ald在沉積過程期間利用化學(xué)吸附并消除物理吸附。在化學(xué)吸附期間，在固相表面的原子與來自氣相的分子之間形成強(qiáng)化學(xué)鍵。

ald沉積循環(huán)由四個(gè)順次的步驟組成：脈沖a、清潔a、脈沖b和清潔b。脈沖a由金屬前體蒸氣組成并且脈沖b由非金屬前體蒸氣組成。諸如氮?dú)饣驓鍤獾鹊姆腔钚詺怏w和真空泵用于在清潔a和清潔b期間清潔來自反應(yīng)空間的氣態(tài)反應(yīng)副產(chǎn)物和殘余反應(yīng)物分子。沉積序列包括至少一個(gè)沉積循環(huán)。重復(fù)沉積循環(huán)直到沉積序列已產(chǎn)生期望厚度的薄膜。

前體物種通過化學(xué)吸附形成到襯底表面的反應(yīng)部位的化學(xué)鍵。在一個(gè)前體脈沖期間，不超過分子單層的固體材料形成在表面上。生長(zhǎng)過程因此自終止或飽和。例如，第一前體可以包括保持附著至所吸附的物種且使表面飽和的配體，這防止進(jìn)一步的化學(xué)吸附。反應(yīng)空間溫度被維持高于所利用的前體的冷凝溫度且低于熱分解溫度，使得前體分子物種實(shí)質(zhì)上未受損地吸附在襯底上。實(shí)質(zhì)上未受損意味著當(dāng)前體分子物種化學(xué)吸附在表面上時(shí)揮發(fā)性配體可以離開前體分子。表面實(shí)質(zhì)上變得用第一類型的反應(yīng)部位(即第一前體分子的所吸附的物種)飽和。該化學(xué)吸附步驟隨后是第一清潔步驟(清潔a)，其中將過量的第一前體和可能的反應(yīng)副產(chǎn)物從反應(yīng)空間中去除。接著將第二前體蒸氣引入反應(yīng)空間中。第二前體分子與第一前體分子的所吸附的物種起反應(yīng)，由此形成期望的薄膜材料。一旦所吸附的第一前體的全部量已被消耗并且表面已實(shí)質(zhì)上用第二類型的反應(yīng)部位飽和，該生長(zhǎng)就終止。接著通過第二清潔步驟(清潔b)將過量的第二前體蒸氣和可能的反應(yīng)副產(chǎn)物蒸氣去除。接著重復(fù)該循環(huán)直到膜已生長(zhǎng)至期望的厚度。

通過ald生長(zhǎng)的薄膜是致密的、無(wú)針孔且具有均勻的厚度。例如，在實(shí)驗(yàn)中已通過ald從三甲基鋁(ch3)3al(也稱為tma)和水生長(zhǎng)出了氧化鋁，在襯底晶片上面造成僅大約1％的不均勻性。

ald技術(shù)的一個(gè)問題是相當(dāng)慢的生長(zhǎng)速率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供具有相對(duì)快的生長(zhǎng)速率的沉積方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一示例方面，提供了一種沉積方法，包括：

提供穿過沉積設(shè)備的通道，

將前體蒸氣給送到通道中；

在襯底穿過沉積設(shè)備的途中通過使襯底在通道內(nèi)暴露于前體蒸氣以及交替的光子暴露時(shí)段和遮蔽時(shí)段，而將來自前體蒸氣的材料沉積到襯底上。

在某些示例實(shí)施例中，通道限制前體蒸氣在豎直方向上的移動(dòng)。在某些示例實(shí)施例中，反應(yīng)空間由通道頂部部件和襯底限定。在某些示例實(shí)施例中，反應(yīng)空間具有限制前體蒸氣的豎直移動(dòng)的受限的高度。在某些示例實(shí)施例中，反應(yīng)空間的豎直尺寸小于2mm、在某些其他示例實(shí)施例中小于5mm、在某些其他示例實(shí)施例中小于10mm、在某些其他示例實(shí)施例中小于5cm并且在某些其他示例實(shí)施例中小于10cm。

在某些示例實(shí)施例中，前體蒸氣包括第一前體物種和第二前體源氣體，第二前體源氣體充當(dāng)用于第一前體物種的載氣。在某些示例實(shí)施例中，第二前體物種通過光子暴露由第二前體源氣體激活。在某些示例實(shí)施例中，第一前體物種和第二前體源氣體/第二前體物種存在于同一體積中(彼此混合)。在某些示例實(shí)施例中，第一前體物種是金屬前體物種并且第二前體物種是非金屬前體物種。在某些其他實(shí)施例中，兩個(gè)前體物種都是非金屬前體物種。涂層材料的示例是例如金屬、氧化物和氮化物。

在某些示例實(shí)施例中，第一前體物種在遮蔽時(shí)段上與襯底表面上的反應(yīng)部位起反應(yīng)，并且在隨后的光子暴露時(shí)段上，第二前體物種與化學(xué)吸附的第一前體物種起反應(yīng)。

在某些示例實(shí)施例中，方法包括：

通過接收的光子能量在光子暴露時(shí)段上引起反應(yīng)。

在某些示例實(shí)施例中，方法包括：

通過遮蔽襯底表面來限定光子暴露時(shí)段和遮蔽時(shí)段，使得遮蔽的區(qū)域具有遮蔽時(shí)段并且非遮蔽區(qū)域具有光子暴露時(shí)段。

在某些示例實(shí)施例中，在遮蔽時(shí)段期間的反應(yīng)是自飽和的表面反應(yīng)。在某些示例實(shí)施例中，遮蔽時(shí)段終止材料生長(zhǎng)，直到隨后的光子暴露。在某些示例實(shí)施例中，沉積是基于自飽和生長(zhǎng)的，其中當(dāng)用于第一前體的所有反應(yīng)部位已在襯底表面上被消耗時(shí)材料生長(zhǎng)在遮蔽時(shí)段上終止。

在某些示例實(shí)施例中，沉積循環(huán)在不執(zhí)行清潔時(shí)段的情況下執(zhí)行。

沉積循環(huán)可以被認(rèn)為開始于遮蔽時(shí)段或開始于光子暴露時(shí)段。第一沉積循環(huán)可以開始于第一前體與襯底表面起反應(yīng)所在的遮蔽時(shí)段。光子暴露時(shí)段接著緊跟遮蔽時(shí)段。光子暴露時(shí)段產(chǎn)生沉積材料的單層的一半。并且，遮蔽時(shí)段產(chǎn)生沉積材料的單層的一半。光子暴露時(shí)段和遮蔽時(shí)段一起產(chǎn)生沉積材料(涂層材料)的單層。

第一和第二前體物種可以被選擇成使得它們?cè)谡９に嚄l件下(即在沒有激活(激發(fā))的處理溫度處)在氣相中相對(duì)于彼此是惰性的。在某些示例實(shí)施例中，第二前體物種在沒有激活的情況下針對(duì)被吸附的第一前體物種是惰性的，而第一前體物種也在沒有激活的情況下與被吸附至表面的第二前體物種是反應(yīng)性的。

在某些示例實(shí)施例中，光子暴露和遮蔽的時(shí)段交替，其中光子暴露僅在光子暴露時(shí)段期間發(fā)生。光子暴露可以通過由諸如uv燈、led燈、氙燈、x射線源、激光源或紅外源等的光子源發(fā)射的光子來實(shí)施。

在某些示例實(shí)施例中，前體物種的數(shù)目超過兩個(gè)。在這些實(shí)施例中，前體中的一個(gè)可以在沒有激發(fā)的情況下與表面是反應(yīng)性的，另一前體在沒有激發(fā)的情況下針對(duì)表面反應(yīng)是惰性的。

根據(jù)第一示例方面的方法及其實(shí)施例可以用于多個(gè)不同應(yīng)用，例如，用于涂覆任何適用的移動(dòng)襯底。襯底可以是例如板狀物體，諸如硅晶片、玻璃板、金屬箔。襯底可以是襯底網(wǎng)、股或條帶。襯底可以是薄的柔性玻璃襯底。它可以是聚合物。它可以是紙、板材或納米纖維的纖維網(wǎng)。它可以是太陽(yáng)能電池、oled顯示器、印刷電路板部件或總體上是電子器件的部件。該方法可以用于熱敏應(yīng)用的低溫鈍化。

根據(jù)本發(fā)明的第二示例方面，提供了一種沉積設(shè)備，包括：

穿過沉積設(shè)備的通道；

用于將前體蒸氣給送到通道中的至少一個(gè)進(jìn)料線，沉積設(shè)備進(jìn)一步被配置成

在襯底穿過沉積設(shè)備的途中通過使襯底在通道內(nèi)暴露于前體蒸氣以及交替的光子暴露時(shí)段和遮蔽時(shí)段，而將來自前體蒸氣的材料沉積到襯底上。

在某些示例實(shí)施例中，通道被配置成限制前體蒸氣在豎直方向上的移動(dòng)。

在某些示例實(shí)施例中，沉積設(shè)備包括用于將襯底輸入到通道中的輸入狹縫和用于將襯底從通道中輸出的輸出狹縫。

在某些示例實(shí)施例中，前體蒸氣包括第一前體物種和第二前體源氣體，并且設(shè)備被配置成使用第二前體源氣體作為用于第一前體物種的載氣。

在某些示例實(shí)施例中，設(shè)備被配置成引起：

第一前體物種在遮蔽時(shí)段上與襯底表面上的反應(yīng)部位起反應(yīng)，并且在隨后的光子暴露時(shí)段上，第二前體物種與化學(xué)吸附的第一前體物種起反應(yīng)。

在某些示例實(shí)施例中，設(shè)備包括：

光子源，被配置成發(fā)射光子能量以引起光子暴露時(shí)段上的反應(yīng)。

在某些示例實(shí)施例中，設(shè)備包括：

在襯底與光子源之間的遮蔽件，其具有光子可穿透區(qū)域和光子不可穿透區(qū)域以通過遮蔽襯底表面來限定光子暴露時(shí)段和遮蔽時(shí)段，使得遮蔽的區(qū)域具有遮蔽時(shí)段并且非遮蔽區(qū)域具有光子暴露時(shí)段。

在某些示例實(shí)施例中，通道的頂部由平面狀遮蔽件形成，其中遮蔽件的至少下表面是平坦的。

在前面已說明了本發(fā)明的不同的非約束性示例方面和實(shí)施例。以上實(shí)施例僅僅用于解釋可以在本發(fā)明的實(shí)施方式中利用的所選方面或步驟。一些實(shí)施例可以僅參照本發(fā)明的某些示例方面來呈現(xiàn)。應(yīng)領(lǐng)會(huì)的是，對(duì)應(yīng)的實(shí)施例也可以應(yīng)用于其他示例方面。可以形成實(shí)施例的任何適當(dāng)?shù)慕M合。

附圖說明

現(xiàn)在將通過僅示例的方式參照附圖來描述本發(fā)明，其中：

圖1示出根據(jù)示例實(shí)施例的方法的示例定時(shí)圖；

圖2示出用于實(shí)施根據(jù)示例實(shí)施例的方法的示例構(gòu)造；

圖3示出根據(jù)示例實(shí)施例的示例設(shè)備的側(cè)視圖；

圖4示出根據(jù)示例實(shí)施例的設(shè)備的頂視圖；

圖5示出根據(jù)示例實(shí)施例的工藝氣體進(jìn)料；

圖6示出根據(jù)示例實(shí)施例的示例遮蔽件；以及

圖7示出根據(jù)示例實(shí)施例的沉積設(shè)備控制系統(tǒng)的粗略框圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出根據(jù)示例實(shí)施例的方法的示例定時(shí)圖。執(zhí)行包括多個(gè)沉積循環(huán)的沉積序列，其中每個(gè)循環(huán)產(chǎn)生沉積材料的單層。沉積循環(huán)包括將第一前體物種和第二前體物種引入到反應(yīng)空間中的沉積表面。

實(shí)施方法，其包括提供穿過沉積設(shè)備的通道、將前體蒸氣給送到通道中和在襯底穿過沉積設(shè)備的途中通過使襯底在通道內(nèi)暴露于前體蒸氣以及交替的光子暴露時(shí)段和遮蔽時(shí)段而將來自前體蒸氣的材料沉積到襯底上。方法可以表示為光子輔助表面涂層施加(pasca)方法。

在圖1中示出的示例中，光子暴露開著所在的激活時(shí)段(從時(shí)刻t1到t2)和光子暴露關(guān)著所在的再生時(shí)段(從時(shí)刻t2到t3)是交替的。圖1中的激活時(shí)段因此形成方法的光子曝光時(shí)段并且再生時(shí)段形成方法的遮蔽時(shí)段。

在再生時(shí)段期間，第一處理氣體的前體物種(第一前體物種)通過化學(xué)吸附與襯底表面上的反應(yīng)部位起反應(yīng)。在再生時(shí)段結(jié)束時(shí)，襯底表面由粘附于襯底表面的第一前體物種覆蓋。第二處理氣體(第二前體源氣體)在沒有光子暴露的情況下針對(duì)表面是惰性的。相應(yīng)地，當(dāng)用于第一前體物種的所有反應(yīng)部位被消耗時(shí)，材料生長(zhǎng)在再生時(shí)段結(jié)束時(shí)終止。生長(zhǎng)機(jī)制是自飽和的。

在激活時(shí)段期間，第二處理氣體的前體物種(第二前體物種)通過化學(xué)吸附與粘附于襯底表面的第一前體物種起反應(yīng)，導(dǎo)致其中襯底表面變得由粘附于襯底表面的第二前體物種覆蓋的狀況。

激活時(shí)段反應(yīng)發(fā)生在暴露于光子能量的襯底區(qū)域上。光子暴露給予第二處理氣體或者所粘附的第一前體物種發(fā)生表面反應(yīng)所需的附加能量。

在第一替代方案中，由光子能量激發(fā)第二處理氣體以形成自由基。這些自由基(即，第二前體物種)與襯底表面上的粘附的第一前體物種的反應(yīng)部位起反應(yīng)。襯底表面變得由第二前體物種飽和。

在第二替代方案中，由光子能量激發(fā)粘附的第一前體物種。這給予了在粘附于襯底表面的第一前體物種與氣態(tài)第二前體物種之間的反應(yīng)所需的附加能量。作為結(jié)果，襯底表面變得由第二前體物種飽和。

可以通過調(diào)整光子(即，光/輻射)的波長(zhǎng)來選擇期望的替代方案。

重復(fù)由激活時(shí)段和緊跟著的再生時(shí)段(或者在某些實(shí)施例中由再生時(shí)段和緊跟著的激活時(shí)段)形成的沉積循環(huán)以獲得期望厚度的涂層。沉積循環(huán)在沒有清潔時(shí)段的情況下執(zhí)行，因此實(shí)現(xiàn)了與其中使用清潔時(shí)段的自飽和生長(zhǎng)方法相比的較快生長(zhǎng)速率。

在整個(gè)沉積循環(huán)期間維持到反應(yīng)空間的第一處理氣體和第二處理氣流。在某些示例實(shí)施例中，第二處理氣體用作用于第一處理氣體(第一前體物種)的載氣。在那些實(shí)施例中，第一前體和第二前體可以同時(shí)存在于反應(yīng)空間中。

第一前體可以是金屬前體并且第二前體可以是非金屬前體。在某些其他實(shí)施例中，兩個(gè)前體物種都是非金屬前體物種。涂層材料的示例是例如金屬、氧化物和氮化物。前體可以被選擇成使得它們?cè)跉庀嘀嗅槍?duì)彼此是惰性的。在示例實(shí)施例中，使用三甲基鋁(tma，(ch3)3al)作為金屬前體并且使用氧氣(o2)作為第二處理氣體。接著在光子暴露時(shí)段期間，氧氣被激發(fā)成氧自由基o^*，并且在o^*自由基與所吸附的tma之間發(fā)生表面反應(yīng)以形成期望的涂層材料，氧化鋁(al2o3)。

圖2示出用于實(shí)施根據(jù)示例實(shí)施例的所公開的方法的示例構(gòu)造。該構(gòu)造包括在沉積設(shè)備(例如，反應(yīng)器模塊)中穿過沉積設(shè)備的通道。在圖2中示出的示例中，通道由底部部件255和頂部部件250形成，在底部部件255和頂部部件250之間形成通道。通道是具有受限的高度的水平通道。進(jìn)料線通過氣體分配噴嘴211或類似物將前體蒸氣輸送到通道中。頂部和底部部件250、255是板或平面狀部件，或者至少頂部部件250的通道側(cè)是平面的。底部部件的通道側(cè)也可以是平面的。通道可以在側(cè)面是開放的。

使平面襯底201沿著通道移動(dòng)。在替代實(shí)施例中，平面襯底201是支撐在其上行進(jìn)的至少一個(gè)襯底或一組襯底(未示出)的支撐網(wǎng)。

光子源240置于頂部部件250的頂部。光子源240可以是uv燈、氙燈、led燈或者例如x射線源、激光源或紅外源。它通過發(fā)射光子241提供光子暴露。

頂部部件250可以是包括光子不可穿透區(qū)域251和光子可穿透區(qū)域(或窗口)252的遮蔽件，以通過遮蔽在遮蔽件下方的襯底201的表面來限定光子暴露時(shí)段和遮蔽時(shí)段。光子可穿透區(qū)域可以由玻璃或前體蒸氣不能透過的其他材料形成。當(dāng)襯底在遮蔽件的下方傳播的時(shí)候，遮蔽的區(qū)域具有遮蔽時(shí)段并且非遮蔽區(qū)域262具有光子暴露時(shí)段。在示例實(shí)施例中，期望涂層材料的單層的一半在襯底位于遮蔽區(qū)域上時(shí)生長(zhǎng)，并且單層的一半在襯底位于非遮蔽區(qū)域上時(shí)生長(zhǎng)。在這樣的實(shí)施例中，光子不可穿透區(qū)域和可穿透區(qū)域的數(shù)目限定了循環(huán)的數(shù)目并因此限定了期望涂層的所獲得的厚度。

反應(yīng)空間由頂部部件250和襯底201限定。反應(yīng)空間具有限制前體蒸氣的豎直移動(dòng)的受限的高度，使得蒸氣的移動(dòng)的主方向是水平方向。在某些示例實(shí)施例中，反應(yīng)空間的(和通道的)豎直尺寸小于2mm、在某些其他示例實(shí)施例中小于5mm、在某些其他示例實(shí)施例中小于10mm、在某些其他示例實(shí)施例中小于5cm并且在某些其他示例實(shí)施例中小于10cm。

進(jìn)料線將前體蒸氣輸送到反應(yīng)空間中，使得反應(yīng)空間由第一和第二前體物種占據(jù)。進(jìn)料可以來自側(cè)面的一個(gè)或多個(gè)噴嘴，或者如稍后在該描述中所描述的，通過遮蔽件噴嘴來自襯底的頂部。排氣線中的真空泵(圖2中未示出)維持來自反應(yīng)室的輸出流。

前體蒸氣包括第一前體物種和第二前體源氣體，第二前體源氣體充當(dāng)用于第一前體物種的載氣。然而，在某些其他實(shí)施例中，去往反應(yīng)空間中的第一前體物種進(jìn)料可以經(jīng)由相對(duì)于第二前體物種的進(jìn)料(其可以具有其自己的進(jìn)料線)的單獨(dú)的進(jìn)料線而發(fā)生。

圖3示出根據(jù)示例實(shí)施例的示例設(shè)備的側(cè)視圖。設(shè)備可以是作為處理線的一部分的適于連續(xù)沉積的反應(yīng)器或反應(yīng)器模塊。設(shè)備包括由外室220包圍的反應(yīng)室210。外室220與反應(yīng)室210之間的中間空間通過將非活性屏蔽氣體輸送至空間而被加壓，使得與反應(yīng)室210的內(nèi)部相比存在有輕微過壓。

第一傳送室230被附接至外室220的一側(cè)，并且第二傳送室230’被附接至外室220的相反側(cè)。被定位在外室內(nèi)的反應(yīng)室210包括在其第一側(cè)上的輸入端口261和在相反側(cè)上的輸出端口261’。輸入端口261和輸出端口261’可以被形成為在相應(yīng)的反應(yīng)室壁中的狹縫。

待涂覆的襯底網(wǎng)201連續(xù)地被驅(qū)動(dòng)通過第一傳送室230到外室220中，從外室220被驅(qū)動(dòng)通過輸入端口261到反應(yīng)室210中用于沉積，并且從反應(yīng)室210被驅(qū)動(dòng)通過輸出端口261’到外室220的相反部分中，并且被驅(qū)動(dòng)通過第二傳送室230’到處理線的隨后階段。在替代實(shí)施例中，襯底網(wǎng)201是支撐在其上行進(jìn)的一組襯底201’(待涂覆)的網(wǎng)。在又一替代實(shí)施例中，襯底是股或條帶。

設(shè)備包括圖2中示出的構(gòu)造。相應(yīng)地，設(shè)備包括由延伸穿過反應(yīng)室210的頂部和底部部件250、255形成的通道、在頂部部件250的頂部上的光子源240。此外，設(shè)備包括將前體蒸氣(經(jīng)由噴嘴211或類似物)輸送到限定在頂部部件250與襯底201之間的反應(yīng)空間中的進(jìn)料線。

設(shè)備進(jìn)一步包括排氣線212和排氣線中的真空泵213，以維持反應(yīng)室中的真空壓力，如果期望的話，并且維持來自反應(yīng)室的輸出流。

設(shè)備與參照?qǐng)D1和圖2所描述的類似地操作。相應(yīng)地，當(dāng)襯底201或201’向前移動(dòng)時(shí)，襯底的不同區(qū)域看見光子源240。遮蔽的區(qū)域具有遮蔽時(shí)段(再生時(shí)段)并且非遮蔽區(qū)域具有光子暴露時(shí)段(激活時(shí)段)。執(zhí)行在前面參照?qǐng)D1和圖2所描述的沉積循環(huán)。

在遮蔽時(shí)段期間，第一前體物種與由在襯底表面上的粘附的第二前體物種所產(chǎn)生的反應(yīng)部位起反應(yīng)。并且，在光子暴露時(shí)段期間，第二前體物種與粘附于襯底表面的第一前體物種起反應(yīng)。通過使襯底相對(duì)于非遮蔽區(qū)域的寬度的傳播速度維持在使得期望涂層材料的單層的一半在襯底位于遮蔽區(qū)域上時(shí)生長(zhǎng)并且單層的剩余一半在襯底位于非遮蔽區(qū)域上時(shí)生長(zhǎng)的水平，實(shí)現(xiàn)了材料生長(zhǎng)的準(zhǔn)確厚度控制。

某些示例實(shí)施例在不包括用于裝載和/或卸載的任何傳送室的情況下實(shí)施。此外，某些示例實(shí)施例在不包括圍繞反應(yīng)室的外室的情況下實(shí)施。此外，反應(yīng)室形式可以偏離圖中所呈現(xiàn)的示例形式。在某些示例實(shí)施例中，穿過設(shè)備的通道形成反應(yīng)室。相應(yīng)地，除了通道之外沒有單獨(dú)的反應(yīng)室。在某些示例實(shí)施例中，襯底以恒定速度連續(xù)地傳播通過通道。在某些其他實(shí)施例中，襯底被周期性地移動(dòng)(例如，以停停走走的方式)通過通道。

圖4示出根據(jù)示例實(shí)施例的設(shè)備的頂視圖。與圖2和圖3中相同的附圖標(biāo)記用于類似的特征。前體蒸氣的進(jìn)料可以從一側(cè)布置，并且氣體的排氣可以從相反側(cè)布置。在圖4的實(shí)施例中，前體蒸氣進(jìn)料線的一排進(jìn)料噴嘴211在襯底201的第一側(cè)，并且排氣線嘴421在相反側(cè)。

圖5示出根據(jù)其中第二處理氣體用作用于第一處理氣體的載氣的示例實(shí)施例的工藝氣體進(jìn)料。設(shè)備可以是圖3和圖4中所示類型的。設(shè)備包括第一處理氣體源41和第二處理氣體源40。

第二處理氣體源40與載氣和屏蔽氣體線閥50的輸入流體連通。閥50的第一輸出作為屏蔽氣體線512通向設(shè)備的外室220與反應(yīng)室210之間的中間空間。處于非活性屏蔽氣體屬性的第二處理氣體經(jīng)由氣體釋放點(diǎn)212被釋放到中間空間。閥50的第二輸出與載氣輸入閥54的輸入流體連通。閥54的第一輸出與第一處理氣體源41的載氣輸入流體連通。閥54的第二輸出與前體蒸氣進(jìn)料線閥51的第二輸入流體連通。第一處理氣體源41與閥51的第一輸入流體連通。閥51的輸出繼續(xù)作為前體蒸氣進(jìn)料線511朝向反應(yīng)室210。在進(jìn)料線511中流動(dòng)的氣體/蒸氣經(jīng)由氣體釋放點(diǎn)或噴嘴211被釋放到反應(yīng)室211中的所述通道。從第二處理氣體源40到第一處理氣體源41且從第一處理氣體源41到進(jìn)料線511的路線在處理期間被保持打開。

屏蔽氣體線512取決于實(shí)施方式而保持打開或閉合。在某些示例實(shí)施例中，屏蔽氣體線512在整個(gè)沉積循環(huán)/序列期間被保持打開，從而允許處于非活性屏蔽氣體屬性的第二處理氣體經(jīng)由氣體釋放點(diǎn)212進(jìn)入中間空間。

圖6示出根據(jù)示例實(shí)施例的示例遮蔽件。遮蔽件(或遮蔽件噴嘴)850可以既用作遮蔽件又用作前體進(jìn)料噴嘴。它可以用作頂部部件250。遮蔽件850包括遮蔽件框架851和由例如玻璃制成的矩形窗口852，遮蔽件框架851具有發(fā)射的光子不能透過的固體部分，發(fā)射的光子能夠透過(但是前體蒸氣不能透過)矩形窗口852。窗口852的形式取決于實(shí)施方式。前體進(jìn)料線811被附接至遮蔽件850。進(jìn)料線811分支成沿著固體部分遍及遮蔽件框架851延伸的單獨(dú)的橫向流動(dòng)通道871。流動(dòng)通道871在其下表面上具有多個(gè)孔徑(未示出)，以將前體蒸氣向下朝向襯底表面引導(dǎo)。

在圖6的右側(cè)的是遮蔽件850的局部截面。黑色部分示出光子不可穿透區(qū)域并且白色部分示出光子可穿透區(qū)域。流動(dòng)通道871已被嵌入到遮蔽件的框架851中。

在其中遮蔽件850用于將前體蒸氣從襯底的頂側(cè)分配在襯底表面上的某些示例實(shí)施例中，氣體到排氣線中的排氣可以從襯底的兩側(cè)發(fā)生。

根據(jù)某些示例性實(shí)施例，在上文中所描述的設(shè)備的前體蒸氣進(jìn)料線通過所需的管道及其控制元件來實(shí)施。

進(jìn)料線控制元件包括流量和定時(shí)控制元件。在示例實(shí)施例中，前體蒸氣進(jìn)料線中的前體蒸氣進(jìn)料線閥和質(zhì)量(或體積)流量控制器控制前體蒸氣到反應(yīng)室中的定時(shí)和流量。對(duì)應(yīng)地，與第二處理氣體源流體連通的載氣和屏蔽氣體線閥和質(zhì)量(或體積)流量控制器控制載氣和屏蔽氣體的定時(shí)和流量。

在示例實(shí)施例中，進(jìn)料線控制元件形成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一部分。存儲(chǔ)到系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序包括指令，其當(dāng)由系統(tǒng)的至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起涂覆設(shè)備或沉積反應(yīng)器根據(jù)指示操作。指令可以呈計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的形式。圖7示出根據(jù)示例實(shí)施例的沉積設(shè)備控制系統(tǒng)700的粗略框圖。在基本的系統(tǒng)設(shè)置過程中，借助于軟件對(duì)參數(shù)進(jìn)行編程，并且利用人機(jī)接口(hmi)終端706執(zhí)行指令，并經(jīng)由諸如以太網(wǎng)總線或類似物等通信總線704將指令下載到控制箱702(控制單元)。在實(shí)施例中，控制箱702包括通用可編程邏輯控制(plc)單元?？刂葡?02包括用于執(zhí)行包含了存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序代碼的控制箱軟件的至少一個(gè)微處理器、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)存儲(chǔ)器、i/o模塊、a/d和d/a轉(zhuǎn)換器及功率繼電器?？刂葡?02將電功率發(fā)送至適當(dāng)閥的氣動(dòng)控制器，并且控制設(shè)備的質(zhì)量流量控制器。控制箱控制光子源的操作和真空泵。控制箱進(jìn)一步控制使襯底移動(dòng)所需的任何運(yùn)動(dòng)裝置?？刂葡?02接收來自適當(dāng)傳感器的信息，并且總體上控制設(shè)備的總體操作。控制箱702可以測(cè)量來自設(shè)備的探針讀數(shù)并將其中繼至hmi終端706。點(diǎn)劃線716指示了設(shè)備的反應(yīng)器部件與控制箱702之間的接口線。

在不限制專利權(quán)利要求的范圍和解釋的情況下，本文所公開的示例實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)的某些技術(shù)效果列在下面：技術(shù)效果是基于具有較快沉積速率的自飽和生長(zhǎng)的方法。另一技術(shù)效果是歸因于光子暴露的較低的所需的處理溫度。另一技術(shù)效果是通過使用第二處理氣體作為前體和載氣兩者的簡(jiǎn)化了的化學(xué)品使用。另一技術(shù)效果是自飽和生長(zhǎng)，盡管兩個(gè)前體同時(shí)存在于反應(yīng)空間中。

應(yīng)注意的是，在上文中所討論的功能或方法步驟中的一些可以以不同的順序和/或彼此同時(shí)地執(zhí)行。此外，上面描述的功能或方法步驟中的一個(gè)或多個(gè)可以是可選的或可以被組合。

前面的描述已通過本發(fā)明的特定實(shí)施實(shí)施方式和實(shí)施例的非限制性示例的方式提供了由本發(fā)明人當(dāng)前預(yù)期用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式的完整且教導(dǎo)性的描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明不限于上面呈現(xiàn)的實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而是可以在不脫離本發(fā)明的特性的情況下在其他實(shí)施例中使用等效手段來實(shí)施。需注意的是，在某些實(shí)施例中，金屬前體物種已用作用于第一前體物種的示例，并且非金屬前體物種用作用于第二前體物種的示例。然而，這不可認(rèn)為是限制性的。第一前體可以替代地是非金屬前體。兩個(gè)前體可以例如都是非金屬前體等等。前體的選取僅取決于特定實(shí)施方式和/或期望的涂層材料。

此外，本發(fā)明的上面公開的實(shí)施例的特征中的一些可以在沒有其他特征的對(duì)應(yīng)使用的情況下有利地使用。正因?yàn)槿绱?，前面的描述?yīng)該被認(rèn)為僅僅說明了本發(fā)明的原理，并且不是其限制。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附專利權(quán)利要求來限制。