CN114341400A - 前驱体源布置和原子层沉积设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于原子层沉积设备的前驱体源布置，该前驱体源布置用于接纳用于液体前驱体的液体前驱体容器(56、56’、57、57’)。本发明还涉及原子层沉积设备。前驱体源布置包括前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)，该前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)布置成将液体前驱体容器(56、56’、57、57’)保持在相对于竖向方向(V)的倾斜位置中。

Description

前驱体源布置和原子层沉积设备

技术领域

本发明涉及前驱体源布置，并且更具体地，涉及根据权利要求1的前序部分的前驱体源布置。本发明进一步涉及原子层沉积设备，并且更具体地，涉及根据权利要求15的前序部分的原子层沉积设备。

背景技术

在原子层沉积中，液体物质通常用作前驱体。液体物质以气相供应到反应室。液体前驱体储存在液体前驱体容器中，并通过前驱体供应通道连接到反应室。前驱体供应通道设置有前驱体供应阀。通过将供应阀打开预定时间使得预定剂量的气体前驱体从液体前驱体容器供应到反应室，前驱体被供应到反应室。剂量的大小取决于液体前驱体容器中的液体前驱体的蒸汽压。蒸汽压进一步取决于前驱体的温度。

原子层沉积设备以及其反应室通常在高温下操作。反应室或其他周围热源的高温可能对液体前驱体容器的温度有影响。因此，常规上液体前驱体容器被冷却，以调整前驱体的温度并将其保持在期望值。通过将液体前驱体和液体前驱体容器冷却到低于周围温度，液体前驱体容器的温度被保持为是期望的，使得周围温度不影响前驱体的温度并且不会进一步影响剂量的大小。

现有技术的缺点之一是，由于液体前驱体容器周围的温度相当高，因此难以控制剂量的大小。此外，由于前驱体的蒸汽压相当低，因此投加至反应室或将剂量供应至反应室较慢。在使用小型液体前驱体容器的情况下，投加或供应变得更慢并且难以控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种前驱体源布置和一种原子层沉积设备，以解决或至少减轻现有技术的缺点。

本发明的目的通过其特征在于独立权利要求1中所述内容的前驱体源布置来实现。本发明的目的还通过其特征在于独立权利要求15中所述内容的原子层沉积设备来实现。

本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。

本发明基于以下想法：提供用于原子层沉积设备的前驱体源布置，该前驱体源布置用于接纳用于液体前驱体的液体前驱体容器。前驱体源布置包括前驱体容器支撑布置，该前驱体容器支撑布置成将液体前驱体容器保持在相对于竖向方向的固定倾斜位置中。

相对于竖向位置的倾斜位置是指竖向方向与水平方向之间的位置。液体前驱体容器包括出口开口以及与出口开口相对的底部或底壁。液体前驱体容器进一步包括在出口开口与底部之间延伸的容器轴线。因此，当液体前驱体容器安装到前驱体源布置并支撑到前驱体容器支撑布置时，当容器轴线以倾斜位置延伸时，液体前驱体容器处于相对于竖向方向的固定倾斜位置。

液体前驱体的汽化取决于液体物质的表面积和液体物质的温度。将液体前驱体容器布置到倾斜位置使得能够增加液体前驱体容器内部的液体的表面积。因此，在通过打开供应阀将前驱体投加或供应到反应室期间的一时间单元中，可以汽化并供应更多的液体前驱体。

在一个实施例中，前驱体容器支撑布置包括容器支撑构件，该容器支撑构件限定相对于竖向方向倾斜的倾斜支撑平面，用于将液体前驱体容器支撑在倾斜位置中。

在这个实施例中，液体前驱体容器支撑在倾斜支撑板上，使得液体前驱体容器可以抵靠倾斜支撑平面。倾斜支撑平面为液体前驱体容器提供良好支撑。

在一个实施例中，容器支撑构件包括支撑表面，液体前驱体容器布置成抵靠该支撑表面而被支撑，支撑表面形成前驱体容器支撑布置的支撑元件，并提供用于支撑液体前驱体容器的、相对于竖向方向倾斜的倾斜支撑平面。

支撑表面使得能够增加支撑平面与液体前驱体容器之间的接触面积。支撑表面也可以沿着液体前驱体容器提供良好支撑。

在另一实施例中，容器支撑构件包括两个或更多个独立支撑元件，该两个或更多个独立支撑元件分别具有独立支撑表面，两个或更多个独立支撑元件的独立支撑表面共同限定用于支撑液体前驱体容器的、相对于竖向方向倾斜的倾斜支撑平面。

两个或更多个独立支撑元件可以为前驱体容器支撑布置提供轻型结构。此外，两个或更多个独立支撑元件可以提供适合于具有不同尺寸的液体前驱体容器的前驱体容器支撑布置。

在一个实施例中，容器支撑构件是支撑板，该支撑板具有布置成接纳和支撑液体前驱体容器的支撑表面。支撑板可以是平面板，其沿着液体前驱体容器提供适合于具有接触区域的不同液体前驱体容器的支撑。

在另一实施例中，容器支撑构件是支撑板，该支撑板具有纵向凹部，该纵向凹部沿着支撑表面延伸，布置成接纳和支撑液体前驱体容器。在这个实施例中，纵向凹部或任何其他种类的凹部布置成接纳液体前驱体容器。凹部限定或形成支撑表面，或者凹部的内表面限定或形成支撑表面。因此，凹部可以形成凹形的支撑表面。因此，凹部或支撑表面将液体前驱体容器至少部分地包围或封闭在凹部或孔内部。因此，凹部使得液体前驱体容器与支撑表面之间的接触面积增加。

在另一实施例中，容器支撑构件设置为套环，该套环包括支撑表面和纵向凹部，该纵向凹部沿着支撑表面延伸，布置成接纳和支撑液体前驱体容器。在这个实施例中，支撑表面由套环的内表面形成。套环是管状构件，具有布置成接纳液体前驱体容器的管状孔。在这个实施例中，液体前驱体容器与支撑表面之间的接触面积进一步增加，使得支撑表面包围液体前驱体容器。

在一个实施例中，倾斜支撑平面或倾斜支撑表面相对于竖向方向倾斜一倾角，倾角为5度到75度，优选地，10度到60度，并且更优选地20度到50度。

增加液体前驱体容器的倾角也增加液体前驱体容器内部的液体的表面积。然而，类似地，增加液体前驱体容器的倾角也增加液体前驱体容器和/或容器支撑构件的占用空间。因此，相对于竖向方向成20度到50度的倾角是期望的。

在本申请的上下文中，前驱体容器支撑布置被布置成将前驱体容器支撑在相对于竖向方向的固定倾斜位置中。固定倾斜位置是指以固定方式支撑前驱体容器，使得前驱体容器以固定方式放置。因此，前驱体容器支撑布置被布置成支撑前驱体容器并保持前驱体容器静止。因此，前驱体容器内部的液体前驱体物质保持静止，从而也保持液体前驱体的液体表面静止。因此，可以很好地控制液体前驱体的汽化。

在一个实施例中，前驱体容器支撑布置包括用于加热液体前驱体容器的容器加热元件。

容器加热元件布置成加热前驱体物质，以增加前驱体的蒸汽压，并因此与液体前驱体的表面积增加一起增加供应的剂量或速度的大小。

在另一实施例中，前驱体容器支撑布置包括容器加热元件，该容器加热元件设置成与容器支撑构件传热连接，用于加热液体前驱体。

因此，容器加热元件布置成加热容器支撑构件，使得容器支撑构件进一步将热量或热能传递到液体前驱体容器并进一步传递到液体前驱体。容器支撑构件因此提供传热元件。

在一个实施例中，容器加热元件连接到容器支撑构件，并布置成加热容器支撑构件，以加热液体前驱体容器。

因此，容器加热元件布置成通过传导将热量或热能传递到容器支撑构件。

在另一实施例中，容器加热元件设置到容器支撑构件，并布置成加热容器支撑构件，以加热液体前驱体容器。

在一个实施例中，容器支撑构件由铝或使得能够有效地将热量传递到液体前驱体容器的其他良好传热材料制成。

在另一实施例中，容器加热元件连接到容器支撑构件，使得容器支撑构件从容器加热元件向上延伸。容器加热元件布置成加热容器支撑构件，以加热液体前驱体容器。

当容器支撑构件从容器加热元件向上延伸时，可以将液体前驱体容器的出口开口放置到液体前驱体容器的上端部，前驱体从该上端部从液体前驱体容器供应。因此，由于自然对流，前驱体在热梯度增加的方向上离开液体前驱体容器。

在一个实施例中，前驱体源布置包括两个相邻或相继地布置的容器支撑构件，该容器支撑构件布置成将液体前驱体容器保持在相对于竖向方向的不同倾斜位置中。

这个配置使得能够以紧凑的方式将容器支撑构件以及进一步的液体前驱体容器布置到前驱体源布置。此外，应注意到，液体前驱体容器的倾斜位置使安装、卸载和更换液体前驱体容器更容易，因为在倾斜位置中也可以使用手动使用的必要工具进行安装和卸载。此外，对于不同的液体前驱体物质可以选择不同的倾角。

在另一实施例中，前驱体源布置包括两个相邻或相继地布置的容器支撑构件，该容器支撑构件包括限定倾斜支撑平面的容器支撑构件，该倾斜支撑平面以相对于竖向方向的不同角度倾斜，用于将液体前驱体容器支撑在倾斜位置中。

因此，容器支撑构件可以包括支撑平面或容器支撑表面，该支撑平面或容器支撑表面具有不同的倾角，用于将液体前驱体容器布置至相对于竖向方向的不同倾角。

在一个实施例中，前驱体源布置包括基板以及第一容器支撑构件和第二容器支撑构件，该第一容器支撑构件和第二容器支撑构件连接在基板上，并且彼此相邻或相继地布置，并且以相对于竖向方向的倾斜位置从基板延伸。第二容器支撑构件在第一容器支撑构件下方连接在基板上。

因此，第一容器支撑构件和第二容器支撑构件通过利用倾斜位置以紧凑方式布置到前驱体源布置。减少了容器支撑构件的占用空间。

在另一实施例中，前驱体源布置包括加热元件以及第一容器支撑构件和第二容器支撑构件，该第一容器支撑构件和第二容器支撑构件连接在加热元件上，并彼此相邻或相继地布置，并且以相对于竖向方向的倾斜位置从加热元件延伸。第二容器支撑构件在第一容器支撑构件下方连接在加热元件上。

这提供了紧凑的结构，其中第一容器支撑构件和第二容器支撑构件利用相同的加热元件进行加热。

在一个实施例中，两个或更多个容器支撑构件连接到同一容器加热元件。

因此，一个加热元件布置为加热两个或更多个容器支撑构件，并且容器支撑构件设置为用于加热液体前驱体容器的传热元件。

在另一实施例中，前驱体容器支撑布置包括两个或更多个容器加热元件，并且一个或多个容器支撑构件连接到容器加热元件中的每一个。

因此，可以针对不同的液体前驱体使用不同的温度。

在一个实施例中，前驱体源布置包括阀支撑构件，一个或多个前驱体供应阀支撑到阀支撑构件。

液体前驱体容器的出口开口通过容器出口通道连接到供应阀。因此，阀支撑构件与容器支撑构件独立地设置。

在另一实施例中，前驱体源布置包括两个或更多个阀支撑构件，并且一个或多个前驱体供应阀支撑到阀支撑构件中的每一个。

因此，一个或多个供应阀可以彼此独立地被支撑。

在一个实施例中，阀支撑构件包括设置到阀支撑构件的阀加热元件，用于加热一个或多个前驱体供应阀。

因此，供应阀的温度可以与容器支撑构件独立地控制，并因此可以实现温度梯度增加。

在另一实施例中，前驱体源布置包括连接到阀支撑构件的阀加热元件，用于加热一个或多个前驱体供应阀。

在又一实施例中，前驱体源布置包括阀加热元件，该阀加热元件设置成与阀支撑构件传热连接，用于加热一个或多个前驱体供应阀。

因此，阀支撑构件可以包括加热元件，或者加热元件可以布置成与阀支撑构件传热连接。

在一个实施例中，阀支撑构件在竖向方向上布置在前驱体容器支撑布置上方。

在另一实施例中，阀支撑构件在竖向方向上布置在容器支撑构件上方。

这使得能够利用前驱体源布置中由自然对流引起的温度梯度增加。

在一个实施例中，前驱体源布置包括具有隔间空间的前驱体源隔间。前驱体隔间包括分隔壁，该分隔壁布置成将隔间空间分成上部隔间空间和设置在上部隔间空间下方的下部隔间空间。在一个实施例中，前驱体容器支撑布置设置到下部隔间空间，并且阀支撑构件设置到上部隔间空间。

在另一实施例中，容器支撑构件设置到下部隔间空间，并且阀支撑构件设置到上部隔间空间。

分隔壁减少了隔间的上部分与下部分之间的热传递。上部隔间空间和下部隔间空间可以保持在不同的温度下，并且可以实现从下部隔间空间到上部隔间空间沿着前驱体的供应路径增加的温度梯度。

本发明进一步涉及一种原子层沉积设备，用于根据原子层沉积法的原理处理基材。设备包括真空室、真空室内部的反应室以及布置在真空室内部用于加热真空室内部的反应室的过程加热器。设备进一步包括用于一个或多个液体前驱体容器的前驱体源布置、设置到真空室并从真空室在真空室与前驱体源布置之间延伸的导通连接件、以及从前驱体源布置经由导通连接件延伸到真空室内部的一个或多个前驱体供应通道。一个或多个前驱体供应通道设置有用于供应前驱体的一个或多个前驱体供应阀。

根据本发明，前驱体源布置包括容器支撑构件和阀支撑构件，该容器支撑构件限定相对于竖向方向倾斜的倾斜支撑平面，用于将液体前驱体容器支撑在相对于竖向方向的固定倾斜位置中，一个或多个前驱体供应阀布置到阀支撑构件。阀支撑构件连接到导通连接件，以提供从真空室到阀支撑构件的热传递。

因此，倾斜支撑平面使得能够增加液体前驱体容器内部的液体前驱体的表面积，以加快前驱体的投加或供应速度，并且此外，来自真空室的热传递使得能够朝向反应室增加温度梯度。

在一个实施例中，前驱体源布置包括具有隔间空间的前驱体源隔间，前驱体隔间包括分隔壁，该分隔壁布置成将隔间空间分成上部隔间空间和设置在上部隔间空间下方的下部隔间空间。容器支撑构件设置到下部隔间空间，并且导通连接件和阀支撑构件设置到上部隔间空间。

分隔壁减少了隔间的上部分与下部分之间的热传递。上部隔间空间和下部隔间空间可以保持在不同的温度下，并且可以实现从下部隔间空间到上部隔间空间沿着前驱体的供应路径并且进一步朝向真空室和反应室增加的温度梯度。

前驱体源布置可以是以上所描述的任何前驱体源布置。

本发明的以上公开实施例可以以任何方式组合。

液体前驱体的汽化取决于液体物质的表面积和液体物质的温度。将液体前驱体容器布置到倾斜位置使得能够增加液体前驱体容器内部的液体的表面积。因此，在通过打开供应阀将前驱体投加或供应到反应室期间的一时间单元中，可以汽化并供应更多的液体前驱体。容器支撑构件和液体前驱体容器的倾斜位置使得能够实现紧凑布置，并且使得能够容易地以紧凑布置安装液体前驱体容器以及将紧凑布置中的液体前驱体容器卸载。此外，本发明使得能够提供朝向真空室和反应室增加的温度梯度，使得可以避免前驱体的冷凝。

附图说明

参考附图，借助于具体实施例详细描述本发明，在附图中

图1示出了原子层沉积设备的一个实施例的示意图；

图2示出了根据本发明的前驱体源布置的一个实施例的示意图；

图3示出了液体前驱体容器的示意图；

图4示出了根据本发明的前驱体源布置的另一实施例的示意图；

图5A、图5B、图5C和图5D示出了不同容器支撑构件的示意图；

图6示出了根据本发明的前驱体源布置的又一实施例的示意图；

图7A、图7B和图7C示出了使液体前驱体容器倾斜的原理；以及

图8至图12示出了根据本发明的前驱体源布置的不同实施例的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于根据原子层沉积法的原理处理基材的原子层沉积设备1的示意图。设备1包括真空室8和真空室8内部的反应室9。基材在反应室内部进行处理。在一些实施例中，真空室8和反应室9可以形成一个单个腔室。

真空室8和反应室9布置在围绕真空室8的反应器隔间或反应器壳体10的反应器隔间空间11内部。

设备进一步包括过程加热器4，过程加热器4布置在真空室8内部，用于加热真空室8内部的反应室9。过程加热器4设置在反应室9的外部，用于在处理期间对反应室9和基材进行辐射加热。过程加热器4将反应室9加热到过程温度，该过程温度可以是例如150℃到400℃。

设备包括入口通道92，该入口通道92从真空室8外部延伸到真空室8中并延伸到反应室9，用于将前驱体供应到反应室9中。入口通道92连接到供应单元95，供应单元95包括过程阀和气体连接件，用于将载气、净化气或其他气态物质供应到反应室9。设备进一步包括出口通道94，该出口通道94从真空室8内部的反应室9延伸到真空室8的外部，用于从反应室9排放前驱体和其他气体。过滤器单元96设置到出口通道94，用于过滤从反应室9排放的气体。

入口通道92和出口通道94在竖向方向上从真空室8和反应室9下方延伸到真空室8和反应室9。

供应单元95和过滤器单元96布置到仪器隔间40，并布置在仪器隔间40的仪器空间41内部。仪器隔间40在竖向方向上设置在反应器隔间10下方。入口通道92和出口通道94从仪器隔间40延伸到反应器隔间10。

设备还包括前驱体源布置2，用于接纳一个或多个前驱体容器并用于将前驱体物质供应到反应室9。

设备包括第一导通连接件54，第一导通连接件54设置到真空室8并从真空室8在真空室8与前驱体源布置2之间延伸。因此，导通连接件54在真空室8与前驱体源布置2之间延伸。如图1所示，一个或多个前驱体供应导管52、53布置成经由导通连接件54从前驱体源布置2延伸到真空室8内部。

导通连接件54在前驱体源布置2中设置有第一前驱体供应连接件55。前驱体供应导管52、53连接到前驱体源布置2中的第一前驱体供应连接件55。前驱体供应连接件55可以是凸缘或板或类似物，前驱体供应导管52、53可以连接或附接到该凸缘或该板或该类似物。

前驱体供应导管52、53进一步连接到真空室8内部的入口通道92，用于将前驱体物质供应到反应室9中。

前驱体源布置2包括一个或多个前驱体容器支撑构件50、51，一个或多个前驱体容器支撑构件50、51用于接纳和支撑前驱体容器，以将前驱体容器接纳并保持在前驱体源布置2中。前驱体供应导管52、53在前驱体容器和真空室8内部的入口通道92之间延伸并延伸到真空室8内部的入口通道92。因此，前驱体供应导管52、53从前驱体源布置2延伸，并经由第一导通连接件54和第一前驱体供应连接件55从前驱体容器延伸到真空室8内部的入口通道92。前驱体沿着前驱体供应导管52、53供应到反应室9。

前驱体源布置2进一步包括前驱体供应阀，该前驱体供应阀布置成控制从前驱体容器到入口通道92并进一步到反应室9的前驱体供应。前驱体供应阀设置到前驱体供应导管52、53。因此，前驱体供应导管52、53中的每一者包括至少一个前驱体供应阀。通过打开和关闭前驱体供应阀，进行前驱体到反应室9的投加或供应。

前驱体源布置2进一步包括前驱体源壳体20或前驱体源隔间，前驱体源壳体20或前驱体源隔间围绕一个或多个前驱体容器支撑构件50、51，并进一步围绕前驱体供应阀。前驱体容器支撑构件50、51和前驱体供应阀在前驱体源壳体空间21中布置在前驱体源壳体20内部。

前驱体源布置2设置为用于液体前驱体和液体前驱体容器。

设备1还可以包括第二前驱体源布置3，第二前驱体源布置3用于接纳一个或多个第二前驱体容器并用于将前驱体物质供应到反应室9。

设备包括第二导通连接件33，第二导通连接件33设置到真空室8并从真空室8在真空室8和第二前驱体源布置3之间延伸。因此，第二导通连接件33在真空室8与第二前驱体源布置3之间延伸。如图1所示，一个或多个第二前驱体供应导管32布置成经由第二导通连接件33从第二前驱体源布置3延伸到真空室8内部。

第二导通连接件33在第二前驱体源布置3中设置有第二前驱体供应连接件34。第二前驱体供应导管32连接到第二前驱体源布置3中的第二前驱体供应连接件34。第二前驱体供应连接件34可以是凸缘或板或类似物，第二前驱体供应导管32可以连接或附接到该凸缘或该板或该类似物。

第二前驱体供应导管32进一步连接到真空室8内部的入口通道92，用于将前驱体物质供应到反应室9中。

第二前驱体源布置3包括一个或多个前驱体源35，一个或多个前驱体源35用于接纳和支撑一个或多个前驱体容器，以将前驱体容器接纳和保持在第二前驱体源布置3中。第二前驱体供应导管32在前驱体源35与真空室8内部的入口通道92之间延伸并延伸到真空室8内部的入口通道92。因此，第二前驱体供应导管32从第二前驱体源布置3和前驱体源35经由第二导通连接件33和第二前驱体供应连接件34延伸到真空室8内部的入口通道92。前驱体沿着第二前驱体供应导管32供应到反应室9。

第二前驱体源布置3进一步包括围绕一个或多个前驱体源35的第二前驱体源壳体30或第二前驱体源隔间。前驱体源35在第二前驱体源壳体空间31中布置在第二前驱体源壳体30内部。

前驱体源布置2设置为用于固体前驱体或低蒸气压前驱体。

图2示意性地示出了根据本发明的用于液体前驱体的前驱体源布置2的一个实施例。

前驱体源布置2包括前驱体源隔间20，前驱体源隔间20具有由前驱体源隔间壁20限定的隔间空间21。前驱体源隔间20进一步包括分隔壁26，分隔壁26布置成将隔间空间21分成上部隔间空间23和设置在上部隔间空间23下方的下部隔间空间22。分隔壁26水平地或基本上水平地或横向于竖向方向延伸，使得隔间空间21分成上部隔间空间23和下部隔间空间22。分隔壁26设置在前驱体源隔间20的顶壁25与底壁24之间。

前驱体源布置2包括前驱体容器支撑布置，前驱体容器支撑布置被布置成将液体前驱体容器56保持在相对于竖向方向V的倾斜位置中。

前驱体容器支撑布置包括基板27，基板27布置到前驱体源隔间20内部的下部隔间空间22。基板27在下部隔间空间22内部设置在前驱体源隔间20的底壁24上。

基板27设置为容器加热元件。因此，基板可以由铝或具有高导热性的一些其他材料制成。容器加热元件或基板27设置有第一加热器28。第一加热器28可以是电加热器或电阻式加热器。第一加热器28可以与基板或容器加热元件27连接、嵌入到基板或容器加热元件27或与基板或容器加热元件27传热接触。在图2的实施例中，第一加热器28嵌入容器加热元件27内部。在图8的实施例中，第一加热器28设置在容器加热元件27上，与容器加热元件27接触或传热接触，用于加热容器加热元件27。

前驱体容器支撑布置进一步包括容器支撑构件50，容器支撑构件50限定相对于竖向方向V倾斜的倾斜支撑平面，用于将液体前驱体容器56支撑在倾斜位置中。

液体前驱体容器56包括上端部68，上端部68设置有出口连接件58、60、62，经由出口连接件58、60、62前驱体可以被供应离开前驱体容器56。液体前驱体容器56进一步包括与上端部68相对的下端部69或底部。在实施例中，液体前驱体容器56布置在倾斜位置中，使得液体前驱体容器56的上端部68在下端部69上方。

图3更详细地示出了液体前驱体容器。液体前驱体容器56包括具有出口开口或出口连接件58、60、62的上端部68以及与出口连接件相对的底部或底壁69。出口连接件包括出口导管58和用于打开和关闭液体前驱体容器56的容器阀60。液体前驱体容器56进一步包括在出口连接件58、60或上端部68与底部69之间延伸的容器轴线C。因此，当液体前驱体容器56安装到前驱体源布置3并支撑到前驱体容器支撑布置时，当容器轴线C以倾斜位置延伸时，液体前驱体容器56处于相对于竖向方向V的倾斜位置。

具有其支撑平面或支撑表面的容器支撑构件50也以相对于水平方向成角度T的倾斜位置延伸，如图2所示。因此，具有其支撑平面或支撑表面的容器支撑构件50以水平方向与竖向方向之间的倾斜位置延伸。

容器支撑构件50布置成接纳液体前驱体容器56并支撑液体前驱体容器56。优选地，液体前驱体容器56布置成抵靠容器支撑构件50或容器支撑构件50的支撑平面或支撑表面而被接纳并支撑。

容器支撑构件50连接或附接到容器加热元件27。容器加热元件27布置成加热容器支撑构件50，以加热液体前驱体容器56。此外，容器加热元件27连接到容器支撑构件50，或者容器支撑构件50连接到容器加热元件27，使得容器支撑构件50从容器加热元件27向上延伸。容器加热元件27布置成加热容器支撑构件50，以加热液体前驱体容器56。

因此，基板或容器加热元件27布置成从下方加热前驱体容器支撑件50。在一个实施例中，容器支撑构件由铝或使得能够有效地将热量传递到液体前驱体容器的其他良好传热材料制成。

如图2所示，前驱体容器支撑布置设置到下部隔间空间22。此外，容器支撑构件50设置到下部隔间空间22。另外，容器加热元件27或基板设置到下部隔间空间22。

前驱体源布置2进一步包括设置到前驱体供应线52的前驱体供应阀64。前驱体源布置包括阀支撑构件66。供应阀64支撑到阀支撑构件66。

阀支撑构件66包括阀加热元件或加热器67，阀加热元件或加热器67设置到阀支撑构件66，用于加热一个或多个前驱体供应阀64。阀加热器67可以是电加热器或电阻式加热器。阀加热器67可以与阀支撑构件66连接、嵌入到阀支撑构件66或与阀支撑构件66传热接触。在图2的实施例中，阀加热器67嵌入阀支撑构件66内部。

阀支撑构件66可以由铝或具有高导热性的一些其他材料制成，用于加热供应阀64并将热能传递到供应阀64。

阀支撑构件66布置成在水平方向或基本上水平方向上或横向于竖向方向延伸。

如图2所示，阀支撑构件66在竖向方向上布置在前驱体容器支撑布置上方，并在竖向方向上布置在容器支撑构件50上方。

此外，阀支撑构件66设置到上部隔间空间23。因此，供应阀64和阀支撑构件66设置到分隔壁26上方的上部隔间空间23。

阀支撑构件66进一步连接到第一导通连接件54的第一前驱体供应连接件55。液体前驱体容器56的出口连接件或出口导管58、60、62连接到供应阀64。供应阀64支撑到阀支撑构件66，使得供应阀64和前驱体可以被加热。阀支撑构件66可以通过第一导通连接件54和第一前驱体连接件55被进一步加热。第一导通连接件54将热能从加热的真空室8提供到阀支撑构件66。因此，在一些实施例中，也可以省略阀加热元件67。

如图2所示，前驱体容器支撑布置和容器支撑构件50布置到下部隔间空间22，并且阀支撑构件66和前驱体供应阀64在竖向方向上布置在容器支撑构件50上方，位于上部隔间空间23中。液体前驱体容器56的出口连接件或出口导管58、60、62布置成通过分隔壁26从下部隔间空间22延伸到上部隔间空间23。分隔壁26包括用于出口连接件或出口导管58、60、62的分隔壁开口，并且出口连接件或出口导管58、60、62延伸穿过分隔壁开口。出口连接件或出口导管58、60、62从液体前驱体容器56延伸到供应阀64。

图4示意性地示出了前驱体容器支撑布置，该前驱体容器支撑布置具有容器加热元件或基板27和容器支撑构件50以及液体前驱体容器56。

容器支撑构件50包括支撑表面70，液体前驱体容器56布置成抵靠支撑表面而被支撑。支撑表面70形成前驱体容器支撑布置的支撑元件，并提供用于支撑液体前驱体容器56的、相对于竖向方向V倾斜的倾斜支撑平面。因此，支撑表面70限定液体前驱体容器56的倾斜位置或针对液体前驱体容器56的倾斜位置。

应当理解，液体前驱体容器56的倾斜位置由容器支撑构件50以及容器支撑构件50的支撑表面70提供，如图4所示。液体前驱体容器56被支撑在支撑表面70上并抵靠支撑表面70。

图5A、图5B、图5C和图5D示出了不同种类的容器支撑构件50和支撑表面70。

图5A示出了容器支撑构件50，该容器支撑构件50是具有支撑表面70或平面支撑表面70的支撑板，该支撑表面70或平面支撑表面70布置成接纳和支撑液体前驱体容器56。

图5B和图5C示出了容器支撑构件50，该容器支撑构件50是具有纵向凹部75或凹槽的构件，该纵向凹部75或凹槽沿着支撑表面70延伸，并布置成接纳和支撑液体前驱体容器56。液体前驱体容器56被放置在凹部75中并抵靠形成支撑表面70的内凹部表面70。因此，增加了液体前驱体容器56与支撑表面70之间的接触面积。

图5D示出了另一容器支撑构件50，该容器支撑构件50设置为包括支撑表面70的套环。套环包括纵向孔76，该纵向孔76具有形成支撑表面70的内表面70。孔76布置成接纳液体前驱体容器56并围绕以及支撑液体前驱体容器56。

图6示出了替代实施例，其中容器支撑构件50包括两个或更多个独立支撑元件71、73，该两个或更多个独立支撑元件71、73分别具有独立支撑表面72、74。两个或更多个独立支撑元件71、73的独立支撑表面72、74共同限定相对于竖向方向V倾斜的倾斜支撑平面D，用于将液体前驱体容器56支撑在倾斜位置中。也可以仅存在具有独立支撑表面72的一个独立支撑元件71、73。因此，在这个实施例中，前驱体容器56利用一个或多个独立支撑元件71、73以局部点状方式支撑。

图7A、图7B和图7C示意性地示出了将前驱体容器56布置在倾斜位置中的原理。容器轴线C、支撑平面D和/或支撑表面70布置在相对于竖向方向V的倾斜位置中。基板27或容器加热元件27在水平方向H上延伸。因此，容器轴线C、支撑平面D和/或支撑表面70布置成在水平方向与竖向方向V之间以倾斜位置从基板27延伸。

如图7A所示，容器轴线C、支撑平面D和/或支撑表面70布置在相对于竖向方向V成倾角R的倾斜位置中。倾角R为5度到75度，或者优选地10度到60度，或者更优选地20度到50度。

图7B示出了液体前驱体容器56中的液体表面积80，该液体前驱体容器56处于直立位置，意味着相对于竖向方向V的倾角R为零。图7C示出了根据本发明的液体前驱体容器56中增加的液体表面积81，该液体前驱体容器56处于倾斜位置，相对于竖向方向V的倾角R不为零。如可见的，当液体前驱体容器56倾斜时，液体表面积增加。因此，用于汽化的液体表面积81也增加。

图8示出了一实施例，其中第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件51连接在基板27上，并且彼此相邻或相继地布置。第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件51以相对于竖向方向V的倾斜位置从基板27延伸。在这个实施例中，第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件51布置成以相对于基板27的相同倾角延伸。

第二容器支撑构件51支撑第二液体前驱体容器57。阀支撑构件66包括第二前驱体供应阀65。第二液体前驱体容器57的出口连接件或出口导管59、61、63连接到第二供应阀65。供应阀64作为第一前驱体供应阀64支撑到相同的阀支撑构件66，使得第一供应阀64和第二供应阀65以及前驱体可以被加热。

如图2所示，第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件51布置到下部隔间空间22，并且阀支撑构件66以及第一前驱体供应阀64和第二前驱体供应阀65在竖向方向上布置在第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件51上方，位于上部隔间空间23中。第一液体前驱体容器56和第二液体前驱体容器57的出口连接件或出口导管58、60、62、59、61、63布置成通过分隔壁26从下部隔间空间22延伸到上部隔间空间23。分隔壁26包括用于出口连接件或出口导管58、60、62、59、61、63的分隔壁开口，并且出口连接件或出口导管58、60、62、59、61、63延伸穿过分隔壁开口。

第一供应阀64和第二供应阀65在竖向方向V上相对于阀支撑构件66布置在不同高度处，如图9所示。因此，第一前驱体供应阀64连接到第一前驱体供应通道52，并且第二前驱体供应阀65连接到第二前驱体供应通道53。将第一供应阀64和第二供应阀65布置为在竖向方向V上相对于阀支撑构件66处于不同高度处使得能够将第一前驱体供应通道52和第二前驱体供应通道53设置为沿着阀支撑构件66到第一前驱体供应连接件55的直形通道。

阀支撑构件66连接到第一前驱体供应连接件55。因此，阀支撑构件66从第一前驱体供应连接件55延伸到上部隔间空间23中。

图10示出了替代实施例，其中存在两个第一导通连接件54、54’和两个第一前驱体供应连接件55、55’。因此，还存在两个阀支撑构件66、66’、67、67’，这两个阀支撑构件66、66’、67、67’分别连接到两个第一前驱体供应连接件55。此外，存在两个类似的前驱体容器支撑布置50、50’、51、51’、60、60’、61、61’。容器支撑布置50、50’、51、51’布置成将第一液体前驱体容器56、56’和第二液体前驱体容器57’、57’支撑在倾斜位置中。

图11对应于图11的实施例，但存在两个独立基板27、27’、28、28’或容器加热元件。针对两个阀支撑构件66、66’中的每一个和两个第一前驱体供应连接件55、55’中的每一个存在一个容器加热元件27、27’。因此，供应阀64、65和供应阀64’、65’可以独立地用独立阀支撑构件66、66’加热到可能的不同的温度。类似地，容器支撑件50、51和容器支撑件50’、51’可以独立地用独立容器加热元件27、27’加热到可能的不同的温度。

图12示出了一个实施例，其中前驱体容器支撑布置包括第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件50’，该第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件50’连接在容器加热元件27、28上，并且彼此相邻或相继地布置，并且以相对于竖向方向V的倾斜位置从加热元件27、28延伸。第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件50’限定倾斜支撑平面D或倾斜支撑表面70，该倾斜支撑平面D或倾斜支撑表面70相对于竖向方向V以不同的倾角倾斜，用于将液体前驱体容器56和56’支撑在倾斜位置。

不同的倾角可以在本发明的任何实施例中使用。

此外，在图12中，第二容器支撑构件50’在倾斜的第一容器支撑构件50下方或以下连接在基板27上。这意味着第二容器支撑构件50’在第一容器支撑构件50的倾斜部分下方连接在基板27上。因此，第一容器支撑构件50以倾斜位置从基板27延伸，并且第二容器支撑构件50’在第一容器支撑构件50与基板27之间的区域中连接到基板27。

如图12所示，第一容器支撑构件50和第二容器支撑构件50’其具有的支撑表面70从基板27以不同的倾角延伸，即使第一容器支撑件和第二容器支撑件的倾角相同，第二容器支撑构件50’也可以在倾斜的第一容器支撑构件50下方或以下连接在基板27上。

上面已经参考附图中示出的示例描述了本发明。然而，本发明不以任何方式限于以上示例，而是可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (17)

1.一种用于原子层沉积设备的前驱体源布置，所述前驱体源布置用于接纳用于液体前驱体的液体前驱体容器(56、56’、57、57’)，其特征在于，所述前驱体源布置包括前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)，所述前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)被布置成将所述液体前驱体容器(56、56’、57’、57’)保持在相对于竖向方向(V)的固定倾斜位置中。

2.根据权利要求1所述的前驱体源布置，其特征在于，所述前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)包括容器支撑构件(50、50’、51、51’)，所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)限定相对于竖向方向(V)倾斜的倾斜支撑平面(70、D)，用于将所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)支撑在所述固定倾斜位置中。

3.根据权利要求2所述的前驱体源布置，其特征在于，所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)包括：

-支撑表面(70)，所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)布置成抵靠所述支撑表面(70)而被支撑，所述支撑表面(70)形成所述前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)的支撑元件，并提供用于支撑所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)的、相对于竖向方向(V)倾斜的所述倾斜支撑平面；或者

-两个或更多个独立支撑元件(71、73)，所述两个或更多个独立支撑元件(71、73)分别具有独立支撑表面(72、74)，所述两个或更多个独立支撑元件(71、73)的独立支撑表面(72、74)共同限定用于支撑所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)的、相对于竖向方向(V)倾斜的所述倾斜支撑平面(D)。

4.根据权利要求3所述的前驱体源布置，其特征在于：

-所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)是具有所述支撑表面(70)的支撑板，所述支撑表面(70)布置成接纳和支撑所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)；或者

-所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)是具有纵向凹部(75)的支撑板，所述纵向凹部(75)沿着所述支撑表面(70)延伸，布置成接纳和支撑所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)；或者

-所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)设置为套环，所述套环包括所述支撑表面(70)和纵向凹部(76)，所述纵向凹部(76)沿着所述支撑表面(70)延伸，布置成接纳和支撑所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的前驱体源布置，其特征在于，所述倾斜支撑平面(70、D)相对于竖向方向(V)以倾角(R)倾斜，所述倾角(R)为：

-5度到75度；或者

-10度到60度；或者

-20度到50度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的前驱体源布置，其特征在于，所述前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)包括：

-容器加热元件(27、28)，所述容器加热元件(27、28)用于加热所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)；或者

-容器加热元件(27、28)，所述容器加热元件(27、28)设置成与所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)传热连接，用于加热所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)。

7.根据权利要求6所述的前驱体源布置，其特征在于：

-所述容器加热元件(27、28)连接到所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)，并布置成加热所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)，以加热所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)；或者

-所述容器加热元件(27、28)连接到所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)，使得所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)从所述容器加热元件(27、28)向上延伸，所述容器加热元件(27、28)布置成加热所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)，用于加热所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)；或者

-所述容器加热元件(27、28)设置到所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)，并布置成加热所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)，以加热所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的前驱体源布置，其特征在于，所述前驱体源布置包括：

-两个相邻或相继地布置的容器支撑构件(50、50’、51、51’)，所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)布置成将所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)保持在相对于竖向方向(V)的不同倾斜位置中；或者

-两个相邻或相继地布置的容器支撑构件(50、50’、51、51’)，所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)包括限定倾斜支撑平面(70、D)的容器支撑构件(50、50’、51、51’)，所述倾斜支撑平面(70、D)相对于竖向方向(V)以不同角度倾斜，用于将所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)支撑在倾斜位置中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的前驱体源布置，其特征在于，所述前驱体源布置包括：

-基板(27)，并且第一容器支撑构件和第二容器支撑构件(50、50’、51、51’)连接在所述基板(27)上，并彼此相邻或相继地布置，并以相对于竖向方向(V)的倾斜位置从所述基板(27)延伸，所述第二容器支撑构件(50、50’、51、51’)在所述第一容器支撑构件(50、50’、51、51’)下方连接在所述基板(27)上；或者

-加热元件(27、28)，并且第一容器支撑构件和第二容器支撑构件(50、50’、51、51’)连接在所述加热元件(27、28)上，并彼此相邻或相继地布置，并以相对于竖向方向(V)的倾斜位置从所述加热元件(27、28)延伸，所述第二容器支撑构件(50、50’、51、51’)在所述第一容器支撑构件(50、50’、51、51’)下方连接在所述加热元件(27、28)上。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的前驱体源布置，其特征在于：

-两个或更多个容器支撑构件(50、50’、51、51’)连接到同一容器加热元件(27、28)；或者

-所述前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)包括两个或更多个容器加热元件(27、27’、28、28’)，并且一个或多个容器支撑构件(50、50’、51、51’)连接到所述容器加热元件(27、28)中的每一个。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的前驱体源布置，其特征在于：

-所述前驱体源布置包括阀支撑构件(66)，一个或多个前驱体供应阀(64、64、65、65’)支撑到所述阀支撑构件(66)；或者

-所述前驱体源布置包括两个或更多个阀支撑构件(66、66’)，一个或多个前驱体供应阀(64、64、65、65’)支撑到所述阀支撑构件(66)中的每一个。

12.根据权利要求11所述的前驱体源布置，其特征在于：

-所述阀支撑构件(66)包括阀加热元件(67)，所述阀加热元件(67)设置到所述阀支撑构件(66)，用于加热所述一个或多个前驱体供应阀(64、64、65、65’)；或者

-所述前驱体源布置包括阀加热元件(67)，所述阀加热元件(67)连接到所述阀支撑构件(66)，用于加热所述一个或多个前驱体供应阀(64、64、65、65’)；或者

-所述前驱体源布置包括阀加热元件(67)，所述阀加热元件(67)设置成与所述阀支撑构件(66)传热连接，用于加热所述一个或多个前驱体供应阀(64、64、65、65’)。

13.根据权利要求11或12所述的前驱体源布置，其特征在于：

-所述阀支撑构件(66)在竖向方向上布置在所述前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)上方；或者

-所述阀支撑构件(66)在竖向方向上布置在所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)上方。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的前驱体源布置，其特征在于，所述前驱体源布置包括具有隔间空间(21)的前驱体源隔间(20)，所述前驱体隔间(20)包括分隔壁(26)，所述分隔壁(26)布置成将所述隔间空间(21)分成上部隔间空间(23)和设置在所述上部隔间空间(23)下方的下部隔间空间(22)，并且其特征在于：

-所述前驱体容器支撑布置(27、27’、28、28’、50、50’、51、51’、70、71、72、73、74)设置到所述下部隔间空间(22)，并且所述阀支撑构件(66)设置到所述上部隔间空间(23)；或者

-所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)设置到所述下部隔间空间(22)，并且所述阀支撑构件(66)设置到所述上部隔间空间(23)。

15.一种原子层沉积设备(2)，用于根据原子层沉积法的原理处理基材，所述设备(2)包括：

-真空室(8)；

-反应室(9)，所述反应室(9)在所述真空室(8)内部；

-过程加热器(4)，所述过程加热器(4)布置在所述真空室(8)内部，用于加热所述真空室(8)内部的反应室(9)；

-前驱体源布置，所述前驱体源布置用于一个或多个液体前驱体容器(56、56’、57、57’)；

-导通连接件(54)，所述导通连接件(54)设置到所述真空室(8)并从所述真空室(8)在所述真空室(8)与所述前驱体源布置之间延伸；以及

-一个或多个前驱体供应通道(52、53)，所述一个或多个前驱体供应通道(52、53)从所述前驱体源布置经由所述导通连接件(54)延伸到所述真空室(8)内部，所述一个或多个前驱体供应通道(52、53)设置有用于供应前驱体的一个或多个前驱体供应阀(63、63’、64、64’)，

其特征在于，所述前驱体源布置包括：

-容器支撑构件(50、50’、51、51’)，所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)限定相对于竖向方向(V)倾斜的倾斜支撑平面(70、D)，用于将所述液体前驱体容器(56、56’、57、57’)支撑在相对于竖向方向的固定倾斜位置中；以及

-阀支撑构件(66)，所述一个或多个前驱体供应阀(63、63’、64、64’)布置到所述阀支撑构件(66)，

并且其特征在于，所述阀支撑构件(66)连接到所述导通连接件(54)，以提供从所述真空室(8)到所述阀支撑构件(66)的热传递。

16.根据权利要求15所述的设备(2)，其特征在于，所述前驱体源布置包括具有隔间空间(21)的前驱体源隔间(20)，所述前驱体隔间(20)包括分隔壁(26)，所述分隔壁(26)布置成将所述隔间空间(21)分成上部隔间空间(23)和设置在所述上部隔间空间(23)下方的下部隔间空间(22)，并且其特征在于：

-所述容器支撑构件(50、50’、51、51’)设置到所述下部隔间空间(22)；并且

-导通连接件(54)和所述阀支撑构件(66)设置到所述上部隔间空间(23)。

17.根据权利要求15或16所述的设备(2)，其特征在于，所述前驱体源布置是根据权利要求1至14中任一项所述的前驱体源布置。

Images