CN103866293A - 原子层沉积装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原子层沉积装置，其包括：腔室，在内部形成封闭的反应空间；第一气体吸排单元，对被供应至所述腔室内部的基板，供给或排出第一气体；以及第二气体吸排单元，对所述基板供给第二气体或排出第二气体；所述基板沿着与所述第一气体吸排单元或者所述第二气体吸排单元中的至少一个气体吸排单元的长度方向交叉的方向进行相对移动。如上所述，通过一个单元即可完成气体的排出和吸入工作，因此无需另行具备排出或吸入气体的单元，能够改善原子层沉积工艺的生产率。

Description

原子层沉积装置

技术领域

本发明涉及原子层沉积装置，更具体地涉及不需要在腔室内部设置其他形成真空的装置，也能够在沉积工艺前和工艺时调节腔室内部的工艺压力的原子层沉积装置。

背景技术

通常，在制造半导体元件或平板显示装置等时需要经过各种制造工艺，其中，在晶片或玻璃等基板上沉积所需薄膜的工艺是必不可少的。

这种薄膜沉积工艺主要采用溅射法(Sputtering)、化学气相沉积法（CVD、Chemical Vapor Deposition）、原子层沉积法（ALD、Atomic Layer Deposition）等。

其中，原子层沉积（Atomic Layer Deposition）法是利用单原子层的化学吸附及解吸的纳米级薄膜沉积技术，单独分离各反应物质而以脉冲形式供给腔室，从而利用反应物质在基板表面的表面饱和（surface saturation）反应进行化学吸附及解吸的新概念的薄膜沉积技术。

现有的原子层沉积技术在沉积工艺过程中需要保持真空状态，因此，需要用于维护、管理该真空状态的辅助设备，但工艺时间变长，从而导致生产率下降。

此外，可以实现真空的空间有限，所以存在不适用于追求大面积、大型化的显示器行业的问题。

不仅如此，现有技术涉及的原子层沉积装置为了调节和控制反应腔室内部的压力，除了需要注入源气体、反应气体的装置还需要其它装置，从而装置变得复杂。

发明内容

本发明提供一种能够在其单个单元中进行气体的排出和吸入的原子层沉积装置。

本发明提供一种利用气体吸排单元能够控制腔室内部的工艺压力和基本压力的原子层沉积装置。

本发明提供一种原子层沉积装置，其无需为了在腔室中形成真空而具备其它的真空排气手段，也能够调节腔室内部的压力或者形成真空。

为了解决所述问题，本发明一实施例涉及的原子层沉积装置，包括：腔室，在内部形成封闭的反应空间；第一气体吸排单元，对被供应至所述腔室内部的基板，供给或排出第一气体；第二气体吸排单元，对于所述基板供给或排出第二气体；所述基板沿着与所述第一气体吸排单元或者所述第二气体吸排单元中的至少一个气体吸排单元的长度方向交叉的方向进行相对移动。

如上所述，通过单个气体吸排单元即可完成气体的排出和吸入工作，从而不需要其他排出或吸入气体的手段，可改善原子层沉积工艺的效率。

原子层沉积装置还包括：第一供气部，连接在所述第一气体吸排单元，供给第一气体；第二供气部，连接在所述第二气体吸排单元，供给第二气体；抽真空部，连接在所述第一气体吸排单元和第二气体吸排单元，在所述腔室内部形成真空。

如上所述，不需要形成单独的真空管路，即可调节腔室内部的工艺压力。

所述第一气体吸排单元和第二气体吸排单元，包括：供气管，在其内部形成有供气流道；排气管，在其内部形成有与所述供气流道连通有压力缓和部；以及吸气管，包围所述排气管外周面的至少一部分，从而在内部形成吸气流道。

所述压力缓和部的内部体积大于所述供气流道的内部体积。

在所述供气管形成至少一个与所述第一供气部或者所述第二供气部连接的供气口。

在所述吸气管能够形成至少一个与所述抽真空部连接的排气口。

所述排气口被形成在所述腔室的吸入气体收集部以封闭方式包围，所述吸入气体收集部与所述抽真空部连接。

此外，根据本发明一实施例涉及的原子层沉积装置，包括：腔室，在其内部形成封闭的反应空间；第一排气管，对位于所述腔室内部的基板供给第一气体；第二排气管，对所述基板供给第二气体；所述基板沿着所述第一排气管、所述第二排气管或者真空排气管中的至少一个长度方向交叉的方向进行相对移动。

所述原子层沉积装置，还包括：第一供气部，连接在所述第一排气管，用于供给第一气体；第二供气部，连接在所述第二排气管，供给第二气体；抽真空部，连接在形成于所述腔室的真空口，用于在所述腔室内部形成真空或者在所述第一排气管和第二排气管之间形成真空。

所述真空口形成在所述腔室内，并位于第一排气管和第二排气管之间。

所述真空口被形成在所述腔室的真空排气收集部封闭或包围。

所述第一排气管和第二排气管包括：供气管，在内部形成供给流道；排气管主体，在内部形成有与所述供气流道连通的压力缓和部；排气部，以与所述供气流道对置的方式形成在所述压力缓和部。

所述压力缓和部的内部体积大于所述供气流道的内部体积。

所述供气管，形成有与所述第一供气部或者第二供气部连通的至少一个供气口。

还包括，连接在所述腔室，用于在所述腔室内部形成真空的腔室干式泵。

如上述说明，本发明的原子层沉积装置可大大提高产量，且易于实现大型化，从而可以适用于显示器领域。

本发明的原子层沉积装置，可以利用常压等离子体、紫外线灯及激光，从而大大提高沉积率，也可实现金属薄膜和氮化膜等的沉积。

本发明的原子层沉积装置，易于控制沉积工艺前或者工艺时的基本压力或者工艺压力，通过气体吸排单元向腔室外部排出沉积工艺后残留的气体来调节工艺压力等，从而防止装置结构的复杂。

本发明的原子层沉积装置，可以利用具备压力缓和部的气体吸排单元或者利用排气管将气体向基板侧喷射，从而能够实现气体均匀的分散，因此提高沉积的质量。

本发明的原子层沉积装置直接设置在腔室内部，因此不需要其他抽真空的装置，既能调节腔室内部的压力，从而能够实现原子层沉积装置结构的简单化，且改善维护的简易化。

本发明的效果并不限于上述效果，未提及的其它效果，本领域的技术人员可以通过下面的记载明确理解。

附图说明

图1是概略示出本发明的一实施例涉及的原子层沉积装置的示意图。

图2是示出图1的原子层沉积装置内部的立体图。

图3是示出适用于图1的原子层沉积装置的气体吸排单元的立体图。

图4是示出图3的气体吸排单元横向和纵向的剖视图。

图5是概略示出本发明的其他一实施例涉及的原子层沉积装置的示意图。

图6是示出适用于图5的原子层沉积装置的排气管的立体图和剖视图。

图7是概略示出本发明的其他一实施例涉及的原子层沉积装置的示意图。

图8是示出连接于图3的气体吸排单元和图6的排气管的气体喷射压力调节单元的剖视图。

图9是示出图1的一原子层沉积装置的变形例的示意图。

附图标记

100、200、300、400：原子层沉积装置

110、210、310、410：基板

120、220、320：基板温度调节部

130、140、330、340：气体吸排单元

131、141、231、241：供气管

132、142：吸气管

133、143：吸气部

134、144、230、240：排气管

135、145、235、245：供气流道

136、146、236、246：供气喷嘴

137、147：排气部

138、148、238、248：压力缓和部

160、170、260、270、360、370：供气部

180、280、380：抽真空部

190：气体喷射压力调节单元

201a、301a：真空口

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明涉及的实施例。然而，本发明并不限于实施例。各附图中所示的相同附图标记表示相同的构件。

图1是概略示出本发明的一实施例涉及的原子层沉积装置的示意图，图2是示出图1的原子层沉积装置内部的立体图，图3是示出适用于图1的原子层沉积装置的气体吸排单元的立体图，图4是示出图3的气体吸排单元横向和纵向的剖视图，图5是概略示出本发明的其他一实施例涉及的原子层沉积装置的示意图，图6是示出图5的原子层沉积装置的排气管的立体图和剖视图，图7是概略示出本发明的其他一实施例涉及的原子层沉积装置的示意图，图8是示出图3的气体吸排单元或者图6的排气管以及与其连接的气体喷射压力调节单元的剖视图，图9是示出图1的原子层沉积装置的变形例的示意图。

参照图1至图4，本发明的一实施例涉及的原子层沉积装置100可以包括腔室101、第一气体吸排单元130和第二气体吸排单元140。该腔室101具备：在其内部形成封闭的反应空间；该第一气体吸排单元130对于所述腔室101内部的基板110供给第一气体或从基板110排出第一气体（例如：源气体）；该第二气体吸排单元140对于所述基板110供给第二气体或从所述基板110排出第二气体（例如：反应气体）。

在此，基板110沿着第一气体吸排单元130或者第二气体吸排单元140中的至少一个长度方向交叉的方向TD进行相对移动。

如上所述，通过单个单元即可完成气体的排出和吸入工作，从而不需要其他排出或吸入气体的手段，即能够改善原子层沉积工艺的生产率。

本发明的一实施例涉及的原子层沉积装置100还可以包括：多个气体吸排单元130、140，为了在基板110的上面或表面沉积原子层（Atomic Layer）而排出（injection）或吸入（suction）源气体（Source Gas）或反应气体（ReactantGas）。在此，第一气体可以是源气体或反应气体中的任一种，第二气体可以是源气体或反应气体中的另一种。在图1和图2中，第一气体吸排单元130可以排出/吸入源气体，第二气体吸排单元140排出/吸入反应气体。

在此，“排气”是指向基板110表面喷射或喷出第一/第二气体，“吸气”是指从基板110表面吸入（suction）未参与反应残余的第一/第二气体而向腔室101外部排出。

根据图1，具有一个第一气体吸排单元130和一个第二气体吸排单元140。在此，第一/第二气体吸排单元的数量还可以增加。此外，第一/第二气体吸排单元的配置形态和数量，随着工艺要求、成品率、产量而产生各种变化。

本发明的一实施例的原子层沉积装置100，被在其内部形成反应空间的腔室101封闭，且在腔室101内部设有基板110和第一/第二气体吸排单元130、140。

在设置于腔室101内部的状态下，在固定多个第一/第二气体吸排单元130、140的状态下移送基板110或者在固定基板110的状态下移送多个第一/第二气体吸排单元130、140或者将基板110和气体吸排单元130、140一起移送。在基板110和气体吸排单元130、140一起移送的情况下向相反方向移动。因此，无论在何种情况都可以让基板110和气体吸排单元130、140互相进行相对移动。如上所述的相对移动方向TD在图1和图2所示。

本发明的原子层沉积装置110，基板110可以相对于第一/第二气体吸排单元130、140向两个方向进行相对移动，因此当处理大面积基板的时候也不需要大的作业空间。以及通过缩短对于第一/第二气体吸排单元130、140的基板110的相对移动距离，则能够缩短轨迹（foot print），易于处理大面积的基板。

原子层沉积装置100还包括连接在第一气体吸排单元130供给第一气体的第一供气部（Source Line）160；连接在第二气体吸排单元供给第二气体的第二供气部（Reactant Line）170；以及连接在第一气体吸排单元和第二气体吸排单元，在腔室内部形成真空的抽真空部（Bar Dry Pump）180。优选，第一/第二供气部160、170和抽真空部180设置在腔室外部，第一/第二供气部160、170分别可通过第一气体供给管道161和第二气体供给管道171与第一气体吸排单元130和第二气体吸排单元140连接。抽真空部181可以通过真空管与第一/第二气体吸排单元130、140连接。

抽真空部180能够通过真空管181与第一气体吸排单元130或者第二气体吸排单元140中的至少一个连接。抽真空部180连接在第一/第二气体吸排单元130、140，并通过第一/第二气体吸排单元130、140吸入（suction）的气体向腔室101外部排出，或者调节腔室101内部的压力，或者在腔室101内部形成真空。从而，气体供给管道161、171和真空管181均可连接在第一/第二气体吸排单元130、140。此时，优选，气体供给管道161、171直接连接在第一/第二气体吸排单元130、140，真空管181直接连接在气体吸排单元130、140或单独的吸入气体收集部169、179。吸入气体收集部169、179是对通过第一/第二气体吸排单元130、140吸入的气体进行初步收集的空间。

如上所述，不需要形成单独的真空管路，也能够调节腔室内部的工艺压力。

另外，如图1所示，原子层沉积装置100还包括连接在腔室101并在腔室101内部形成真空的腔室干式泵102(Chamber Dry Pump)。腔室干式泵102设在腔室101外部，并通过抽气管道103连接在腔室101。此时，抽气管道103可以连接在腔室101，也可以连接在图1所示的基板110所处的一侧。为了能够与抽气管道103连接，可以在基板110底部形成排气口104。

本发明的一实施例的原子层沉积装置110，在沉积工艺开始之前，可以通过腔室干式泵102的动作，在腔室101内部形成真空，且通过腔室干式泵102将腔室101内部抽至基本压力（base pressure，约10^-3torr）的真空或者维持常压。

若沉积工艺开始，则腔室干式泵102停止动作，由通过吹扫管186与腔室101连接的吹扫部（Purge Line）185供给氩气（Ar）或者氮气（N2），沉积工艺可以通过抽真空部180调节腔室101内部的工艺压力（0.1～0.2torr）。此外，通过抽真空部180和腔室干式泵102一起动作，形成腔室101内部的压力差，从而提高通过气体吸排单元130、140排出（喷射）的气体的均匀性（Uniformity），以均匀地喷射气体。

可以去掉腔室干式泵102而由第一/第二气体吸排单元130、140代替腔室干式泵102的功能。即，通过第一/第二气体吸排单元130、140的吸气（吸入，suction）动作，从而可以在其腔室101内部形成基本压力或者压力差。

可以在基板110下部设置基板温度调节部120。基板温度调节部120可以升高或降低供给第一气体（源气体）的基板部位的温度，因其并不是对于基板110整体的温度，而仅改变部分基板的温度，从而能够防止因温度变化引起的热扩散、寿命减少、物理变形等附带问题。基板温度调节部120可以是加热器（heater）或冷却器（cooling pad）等形式。

当基板110沿着相对移动方向TD从右侧至左侧移动并沉积原子层时，第一气体吸排单元130和第二气体吸排单元140可以依次从左向右配置。因此随着先与第一气体（源气体）接触的基板110的表面向左侧移动，依次进行第一气体（源气体）供给、真空排气，第二气体（反应气体）供给及真空排气，并可以在基板表面沉积原子层。

优选为，本发明的一实施例的原子层沉积装置100的气体吸排单元130、140沿着相对移动方向TD，以相同的距离或者保持规定间距配置。考虑到在各反应工艺阶段所需要的时间，而能够调节这些间距。

优选为，第一/第二气体吸排单元130、140的最低端与基板110表面，保持规定间距G。更具体而言，气体吸排单元130、140最低端应该与基板110的表面保持规定间距G。优先所述间距G不超过10～20mm。若间距小于10～20mm，则气体吸排单元130、140的低端与基板110的上表面接触，或因距离太近，源气体或者反应气体可能在充分供给基板之前被吸气管吸入，若大于20mm，则可能降低气体的供给效率。

但并不限定所述间距G不得超过10～20mm。根据原子层沉积装置的构成，可以改变所述间距G，根据原子层沉积装置100的性能要求来决定所述间距G的范围。

所述第一/第二气体吸排单元130、140可以在一个单元进行排气（或者喷射）和吸气（或者吸入），也可以同时进行。下面是参照附图详细说明气体吸排单元130、140。第一气体吸排单元130和第二气体吸排单元140，只是排出或者吸入的气体种类不同，其细节结构则相同。

参照图3和图4，第一气体吸排单元130和第二气体吸排单元140包括：供气管131、141，在内部形成有供气流道135、145；排气管134、144，在其内部形成有与所述供气流道135、145连通的压力缓和部138、148；吸气管132、142，包围所述排气管134、144外周面至少一部分，以在内部形成气体吸入流道139、149。

如上所述，通过一个吸排单元130、140即可完成气体的排出和吸入，从而不需要具有排出或吸入气体的单独的手段即可改善原子层沉积工艺的生产率（throughput）。

来自外部的供气部160、170的气体通过的供气管131、141，从吸气管132、142向外部突出形成。与此相反，排气管134、144可以形成在吸气管132、142内部。如图1所示，供气管131、141可以形成为，向腔室101的外部突出或者位于吸入气体收集部169、179的内部。

以吸气管132、142为基准时，供气管131、141可以形成在排气管134、144的相反一侧。

优选，供气管131、141的截面尺寸（直径或者面积）小于排气管134、144和吸气管132、142的截面尺寸。在供气管131、141的内部可以形成沿着其长度方向连通的供气流道135、145。供气管131、141的顶端可以形成至少一个与第一供气部160或者第二供气部170连接的供气口131a、141a。通过供气口131a、141a，气体供给管道161、171可以与供气流道135、145连通。

向气体供给管道131、141的气体供给，通过供气口131a、141a进行，因此优选气体吸排单元130、140的两端形成堵塞状态。

供气管131、141和排气管134、144之间可以形成连通供气流道135、145和压力缓和部138、148的至少一个供气喷嘴136、146。通过供气喷嘴136、146，能够使供气流道135、145和压力缓和部138、148连通。

供气流道135、145，供气喷嘴136、146和压力缓和部138、148互相连通，但吸气流道139、149不连通。供气流道135、145、供气喷嘴136、146和压力缓和部138、148参加气体排出的部分，而吸气流道139、149参加气体的吸入。因此，不能互相连通。

压力缓和部138、148的内部体积大于供气流道131、141的内部体积。压力缓和部138、148是将通过供气流道135、145和供气喷嘴136、146流入的气体进行流动的流道的一部分，能够足以供经过又窄又细的供气喷嘴136、146的气体停留的具有较大相对体积的部分。气体通过较窄的供气喷嘴136、146时，压力将变大，随着填充体积或者空间较大的压力缓和部138、148时，气体的压力将变小。随着填充压力缓和部138、148而气压变小的气体，向基板110排气（喷射），在此过程中，气体能够在吸排气流道130、140的整个长度上均匀地排放气体。

由于先在压力缓和部138、148聚集气体，然后再把气体排向基板110，从而通过基板110和压力缓和部138、148之间的压力差，能够在吸排气流道130、140的整个长度上均匀地喷射气体。

具体为，压力缓和部138、148是将压力大的气体占时停留以降低压力，从而能够让气体均匀地喷射的流道的一部分。压力缓和部138、148具有截面结构呈扩大或者扩管的形状，其形状并不现定于如图所示的罐状。

在吸气管132、148可形成有与抽真空部180连接的至少一个排气口132a、142a。排气口132a、142a被形成在腔室101的吸入气体收集部169、179以封闭方式包围，吸入气体收集部169、179可以与抽真空部180连接。在吸气管132、142形成的排气口132a、142a是一种将第一气体或者第二气体向腔室101外部排出的端口，其可与抽真空部180连接。经过排气口132a、142a的气体，通过抽真空部180脱离气体吸排单元130、140，填充吸入气体收集部169、179后排出。根据情况不同，可以不经过吸入气体收集部169、179，而由真空管181直接连接在排气口132a、142a，以将吸入的气体向腔室101外排出。

图4（b）和（c）是沿图4（a）的切割线“A-A”的剖视图。图4（a）是根据图3的气体吸排单元130、140长度方向的剖视图。

参照图4（a），形成有多个供气喷嘴136、146，但可以只形成一个供气喷嘴136、146。

如图1和图4所示，优选排气口132a、142a形成在以供气管131、141为基准时的两侧。但排气口132a、142a也可形成在供气管131、141的某一侧。

另外，在排气管134、144沿着其长度方向形成有至少一个排气部137、147。排气部137、147是将填充压力缓和部138、148的气体向气体吸排单元130、140的外部排出的出口。为此，排气部137、147具有连通外部与压力缓和部138、148的形状。

吸气流道139、149可形成为，空间被供气喷嘴136、146分隔。如图4的（b）和（c）所示，在吸气管132、142和排气管134、144之间形成的吸气流道139、149，通过供气喷嘴136、146分为两个空间。此时，优选吸气流道139、149被供气喷嘴136、146分隔成对称。

排气管134、144包括排气引导部137a、147a，该排气引导部137a、147a朝向排气管134、144的外部，从排气部137、147延伸形成。如图3和图4所示，排气引导部134、144朝向基板110所在的向下方向延长形成，可以引导通过排气部137、147的气体尽可能多接触基板110。

排气引导部137a、147a，以对于经过供气喷嘴136、146中心的虚拟直线对称的方式形成在两侧。在两侧形成的排气引导部137a、147a之间的角度越接近底部越大，从而能够引导通过排气引导部137a、147a的气体最大限度地接触基板110。

在此，排气部137、147包括在排气引导部137a、147a之间形成的至少一个孔或者狭缝。

当排气口137、147形成为多个孔时，优选根据在排气流道138、148内的各个位置的压力大小或压力差，在压力小的部位加大孔的尺寸或者减少孔之间的间距。另外，当排气口137、147形成为一个狭缝时，根据在排气流道138、148内的各个位置的压力大小或者压力差，在压力小的部位加大狭缝的宽度。

吸气管132、142圆周方向的一端133a、143a和排气引导部137a、147a的一端之间形成吸气部133、143。吸气部133、143位于，沿着排气管134、144和吸气管132、142的圆周方向与排气部对称的位置。

形成吸气部133、143的吸气管132、142圆周方向的一端133a、143a，具有朝向排气引导部137a、147a弯曲的形状。

以下参照图说明本发明的其他一实施例的原子层沉积装置200。参照图5和图6，涉及本发明的其他一实施例的原子层沉积装置200包含：在内部形成封闭反应空间的腔室201；对于腔室内部的基板210供给第一气体的第一排气管230；及对于基板210提供第二气体的第二排气管240。

基板210能够沿着与第一排气管230或者第二排气管240中的至少一个排气管的长度方向交叉的方向进行相对移动。

与图1所示的原子层沉积装置100不同，图5所示的原子层沉积装置200的第一排气管230和第二排气管240只具备将气体供给至基板的功能，而不具备将第一气体或者第二气体吸入并排出至腔室201外部的功能。

在腔室201内部具有基板210、基板温度调节部220、第一和第二排气管230、240、真空排气管250。其中，优选第一、第二排气管230、240的上端暴露在腔室201的外部。

原子层沉积装置200还可包括：第一供气部260，连接在第一排气管230供给第一气体；第二供气部270，连接于第二排气管240供给第二气体；抽真空部280，连接在形成于腔室的真空口210a，以便在腔室201内部形成真空或者在第一排气管230和第二排气管240之间形成真空。在此，抽真空部280直接连接在腔室210，且不连接在第一、第二排气管230、240。

第一供气部260通过第一气体供给管道261连接到第一排气管230；第二供气部270通过第二气体供给管道271连接到第二排气管240；抽真空部280则通过真空管281连接在腔室201。

第一气体供给管道261和第二气体供给管道271各与第一排气管230和第二排气管240的上端形成的供气口231a、241a链接，从而能够注入或者抽出气体。第一气体供给管道261和第二气体供给管道271直接连接在供气口231a、241a，或者如图5所示，能够连接到包围并封闭供气口231a、241a的吸入气体收集部269、279。

在第一排气管230或者第二排气管240的上端，可以形成至少一个供气口231a、241a。

图6是示出第一/第二排气管230、240的立体图，图6的（b）是示出沿着图6的（a）的切割线“B–B”的剖视图。

如上所述，用于本发明的其他一实施例的原子层沉积装置的第一排气管230和第二排气管240，具有相同的形状。

另外，如上所述，抽真空部280直接连接在腔室201，而不连接在第一/第二排气管230、240。本发明的其他一实施例的原子层沉积装置200，在腔室201内部不设置进行真空排气所需的单独的装置，而是在腔室201直接抽出真空的方式进行动作。为此，在腔室201形成与抽真空部280连接或者连通的真空口201a，真空管281的一端连接在真空口201a，另一端连接在抽真空部280。

真空口201a以位于第一排气管230和第二排气管240之间的方式形成在腔室201。参照图5可知，真空口201a形成在第一排气管230和第二排气管240之间的对应的位置上。如上所示，真空口201a位于第一排气管230和第二排气管240之间，从而可以在第一排气管230和第二排气管240之间抽出真空，或者将不参与反应而残留下来的第一/第二气体向腔室201外排出。

在此，真空口201a形成为被腔室201a的真空排气收集部289封闭或者包围。当真空排气收集部289安装于腔室201时，真空管281连接到真空排气收集部289，通过抽真空部280的动作而向腔室201外面排出的气体在填充真空排气收集部289后再被排出。真空管281也可以直接连接到真空口201a，从而将气体排出腔室201外面，此时无需设置真空排气收集部289。

参照图6，第一排气管230和第二排气管240包含：供气管231、241，内部形成有供气流道235、245；排气管主体234、244，内部形成有与供气流道235、245连通的压力缓和部238、248；排气部237、247，以与供气流道对置的方式形成在压力缓和部238、248。

供气流道235、245与压力缓和部238、248通过供气喷嘴236、246连通，压力缓和部238、248与向基板210开放的排气部237、247连通。排气部237、247可形成在与排气管主体234、244形成一体的排气引导部237a、247a之间。

第一排气管230和第二排气管240的压力缓和部238、248的内部体积大于供气流道235、245的内部体积。第一、第二排气管230、240的压力缓和部238、248与本发明一实施例的原子层沉积装置100的压力缓和部138、148相同，因此不再重复说明。

在第一排气管230和第二排气管240的供气管231、241，可以形成与第一供气部260或者第二供气部270连接的至少一个供气口231a、241a。优选为，供气口231a、241a形成在供气管的最上端，第一气体供给管道261和第二气体供给管道271可以直接连接在供气口231a、241a。

本发明的其他一实施例的原子层沉积装置200，向基板210供给第一气体（源气体）和第二气体（反应气体）由第一/第二排气管230、240进行，吸入第一/第一气体向腔室201外面喷出由真空管281或者真空口201a进行。通过真空管201a，不仅可以将反应后残留的第一/第二气体向腔室201外排出，还可以调节腔室201内的压力，还可以在第一排气管230和第二排气管240之间形成真空。另外，通过将真空口201a设置于第一排气管230和第二排气管240之间，能够阻止第一气体（源气体）和第二气体（反应气体）之间进行反应。

本发明的其他一实施例的原子层沉积装置200，通过抽真空部280（Bar DryPump），能够将腔室201内部的工艺压力控制在0.1～0.2torr。

本发明的其他一实施例的原子层沉积装置200，与如图一所示的原子层沉积装置同样，可进一步包括连接在腔室201以在腔室201内部形成真空的腔室干式泵。

图7表示本发明的其他实施例的原子层沉积装置300。图7所示的原子层沉积装置300，可以腔室301内部设置基板301、基板温度调节部320、第一气体吸排单元330以及第二气体吸排单元340。腔室301上可以形成真空口301a，其位于第一气体吸排单元330和第二气体吸排单元340之间。

设置在腔室301外部的第一供气部360通过第一气体供给管道361连接到第一气体吸排单元330，第二供气部370通过第二气体供给管道371连接到第二气体吸排单元340，抽真空部380通过第一真空管381连接到第一/第二气体吸排单元330、340。第一/第二气体吸排单元330、340的构造、抽真空部380和第一/第二气体吸排单元330、340的连接与图1所示的原子层沉积装置相同。第一/第二气体吸排单元330、340的上端被吸入气体收集部369、379以密封方式包围，第一真空管381连接在吸入气体收集部369、379。

另一方面，在腔室301形成的真空口301a通过第二真空管382与抽真空部380连接。第二真空管382直接连接在真空口301a，或者连接在包围真空口301a的真空排气收集部389。

如图7所示的原子层沉积装置，将图1所示的原子层沉积装置100和图5所示的原子层沉积装置200的方式混合，从而能够在腔室301内形成真空或将气体抽出至腔室301外部。

原子层沉积装置300还包括连接在腔室301并在腔室301内部形成真空的腔室干式泵（Chamber Dry Pump）302。腔室干式泵302可以通过抽排管303连接到腔室301。此时，抽排管303可以连接到腔室301，或者也可以连接到基板310所处的一侧。为了与抽排管303连接，在腔室301或者基板310的底部可以形成排气口304。

图8是示出本发明的一实施例涉及的原子层沉积装置100、300的气体吸排单元130、140、330、340或原子层沉积装置200的气体排出管230、240和与其连接的气体喷射压力调节单元190的剖视图。

气体喷射压力调节单元190可以调节气体的流量和压力，从而在气体吸排单元130、140、330、340或者排气管230、240的整个长度上，能够以相同的压力均匀地向基板110、210、310喷射第一/第二气体。

气体喷射压力调节单元190中，气体流量控制部191、供气开关192及供气分支管193、194、195形成一组。这种组的数量，随着吸排单元130、140的长度边长而变多。虽然未图示，可以根据气体吸排单元130、140的长度而形成多个气体喷射压力调节单元190。例如，可以在气体吸排单元130、140的整个长度上形成三个气体喷射压力调节单元190。沿着气体吸排单元130、140的长度方向，可以在右侧、中间和左侧，各形成一个气体喷射压力调节单元190。在气体吸排单元130、140变长的情况下，设置多个气体喷射压力调节单元190，并通过气体流量控制部191使气体多级分流，可以调节气体吸排单元130、140的整个长度上的压力，从而能够提高均匀度（uniformity）。

气体喷射压力调节单元190连接在供气流道135、145、235、245供给气体，使排气管134、144、230、240排出气体的喷射压力在气体吸排单元130、140、330、340或者排气管230、240的整个长度上均匀。

气体喷射压力调节单元190包括：气体流量控制部191，与供气部160、170、260、270、360、370连接，用于调节在供气部160、170、260、270、360、370供给的气体的流量；供气开关192、连接到气体流量控制部191，能够控制气体的供给的；供气分支管193、194、195，连接到供气开关192和供气流道135、145、235、245之间，向供气流道135、145、235、245供给气体。

气体流量控制部191是通过气体供给管道161、171、261、271连接到供气部160、170、260、270、360、370，可以调节供给气体的流量（Mass Flow）的质量流量控制器（Mass Flow Controller：MFC）。

连接到气体流量控制部191的供气开关192是一种通断开关，用于阻止或者允许供给的气体被注入到气体吸排单元130、140、330、340或者排气管230、240，可以以阀门的形式实现。供气开关192通过调节喷射出气体的分压（partialpressure），从而提高喷射气体的均质度。

供气分支管193、194、195可从供气开关192朝向气体吸排单元130、140、330、340或者排气管230、240形成为多级。图8例表示供气分支管193、194、195分为三级向下分支。如上述所示，越是从上至下，形成越多级的供气分支管193、194、195，从而通过控制一个气体输入点（即气体流量控制部），能够调节气体输出点195（第三供气分支管）的流量和气体压力等，也可通过扩大气体输出点的数量，从而能够在气体吸排单元130、140、330、340或者排气管230、240的整体长度上以均匀的压力喷射气体。

供气分支管193、194、195具备：连接到供气开关192的输入口193a和连接到供气流道135、145、235、245的输出口195a，输入口193a的数量可以小于输出口195a的数量。即，通过将供气分支管193、194、195形成为多级，可以形成多个输出口195a，从而能够在气体吸排单元130、140、330、340或者排气管230、240的整个长度上以均匀的压力喷射气体。

图9示出图1的原子层沉积装置的变形例。图9所示的原子层沉积装置300包含：常压等离子体发生器340、真空排气管350、第一气体（源气体）吸排单元330和卤素灯990。此时，基板310相对于气体吸排单元330从左侧向右侧进行相对移动的同时进行沉积工艺。

图9所示的原子层沉积装置400能够在常压下沉积原子层，因此向基板410供给反应气体时，能够使用常压等离子体发生器440。常压等离子体发生器440具体为低温等离子体喷枪（cold plasma torch）。常压等离子体发生器440供给反应气体，因此使用常压等离子体发生器440时，能够省略第二气体（反应气体）吸排单元140、340。

对基板410的加热，不仅可以利用卤素灯490，还可以利用激光、紫外线灯等。卤素灯490可以包含：热源493；外壳491，在热源493外部包裹该热源493；多个冷却部492，形成在外壳491内部。卤素灯490的冷却部492可以防止基板410表面之外的部分被加热，从而能够防止基板410整体温度的上升。

卤素灯490，位于第一气体（源气体）吸排单元430之前，从而在供给第一气体（源气体）之前加热基板410。附图标记420是冷却器（Cooling pad）。

如上所述，在本发明的一实施例中以具体构成要素等特定事项和特定实施例及附图进行了说明，这仅用于整体上了解本发明，本发明并不限定于所述实施例，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，从这些记载可以进行多种变更和变形。因此，本发明的思想并不限定于描述的实施例，本发明的保护范围不仅以权利要求书，与其等同或等价变形都属于本发明的思想范畴内。

Claims (15)

1.一种原子层沉积装置，其包括：

腔室，在内部形成封闭的反应空间；

第一气体吸排单元，对被供应至所述腔室内部的基板，供给或排出第一气体；以及

第二气体吸排单元，对所述基板供给第二气体或排出第二气体；

所述基板沿着与所述第一气体吸排单元或者所述第二气体吸排单元中的至少一个气体吸排单元的长度方向交叉的方向进行相对移动。

2.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，还包括：

第一供气部，连接在所述第一气体吸排单元，供给第一气体；

第二供气部，连接在所述第二气体吸排单元，供给第二气体；

抽真空部，连接在所述第一气体吸排单元和所述第二气体吸排单元，用于在所述腔室内部形成真空。

3.根据权利要求2所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第一气体吸排单元和第二气体吸排单元包括：

供气管，在内部形成有供气流道；

排气管，在内部形成有与所述供气流道连通的压力缓和部；以及

吸气管，包围所述排气管的外周面的至少一部分，以在内部形成吸气流道。

4.根据权利要求3所述的原子层沉积装置，其特征在于，

所述压力缓和部的内部体积大于所述供气流道的内部体积。

5.根据权利要求3所述的原子层沉积装置，其特征在于，

在所述供气管形成有与所述第一供气部或第二供气部连接的至少一个供气口。

6.如权利要求5所述的原子层沉积装置，其特征在于，

在所述吸气管形成有与所述抽真空部连接的至少一个排气口。

7.如权利要求6所述的原子层沉积装置，其特征在于，

所述排气口被形成在所述腔室的吸入气体收集部以封闭方式包围，

所述吸入气体收集部与所述抽真空部连接。

8.一种原子层沉积装置，其包括：

腔室，在内部形成封闭的反应空间；

第一排气管，对位于所述腔室内部的基板供给第一气体；以及

第二排气管，对所述基板供给第二气体；

所述基板沿着所述第一排气管、所述第二排气管或者真空排气管中的至少一个的长度方向交叉的方向进行相对移动。

9.如权利要求8所述的原子层沉积装置，还包括：

第一供气部，连接在所述第一排气管，供给第一气体；

第二供气部，连接在所述第二排气管，供给第二气体；以及

抽真空部，连接在形成于所述腔室的真空口，用于在所述腔室内部形成真空或者在所述第一排气管和所述第二排气管之间形成真空。

10.如权利要求9所述的原子层沉积装置，其特征在于，

所述真空口以位于所述第一排气管和所述第二排气管之间的方式形成在所述腔室。

11.如权利要求10所述的原子层沉积装置，其特征在于，

所述真空口被形成在所述腔室的真空排气收集部以封闭方式包围。

12.如权利要求9所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第一排气管和所述第二排气管包括：

供气管，在内部形成有供气流道；

排气管主体，在内部形成有与所述供气流道连通的压力缓和部；以及

排气部，以与所述供气流道对置的方式形成在所述压力缓和部。

13.如权利要求12所述的原子层沉积装置，其特征在于，

所述压力缓和部的内部体积大于所述供气流道的内部体积。

14.如权利要求12所述的原子层沉积装置，其特征在于，

在所述供气管形成有与所述第一供气部或所述第二供气部连接的至少一个供气口。

15.如权利要求1至14中任一项所述的原子层沉积装置，其特征在于，还包括；

腔室干式泵，所述腔室干式泵连接在所述腔室，用于在腔室内部形成真空。

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