[发明专利]用于原子层沉积的装置和方法

权利要求书

1.用于在衬底的表面上进行原子层沉积的装置，该装置包括前驱体注入头，所述前驱体注入头包括前驱体供给源以及在使用中由前驱体注入头和衬底表面来界定的沉积空间，其中所述前驱体注入头设置为将前驱体气体从前驱体供给源注入到沉积空间中以与衬底表面接触，所述装置设置为能在沉积空间和衬底之间在衬底表面的平面中提供相对运动，并且所述装置具有设置为将所注入的前驱体气体限制在与衬底表面相邻的沉积空间中的限制结构。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还设置为能在前驱体注入头和衬底之间在衬底表面之外的平面中提供相对运动，所述前驱体注入头还包括用于在前驱体注入头和衬底表面之间注入气体的气体注入器，所述气体因而形成了气体支承层，其中所述气体注入器由用于形成气体支承层的支承气体注入器形成，所述支承气体注入器与前驱体供给源相分离。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置设置为在所述前驱体注入头上施加指向衬底表面的预应力，其中所述气体注入器设置为通过控制气体支承层中的压力来抵消所述预应力。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述限制结构由沿着外部流动路径的前驱体气体的流动障碍形成，所述外部流动路径设置成在使用中处于前驱体注入头和衬底表面之间且通向外部环境，以便与所注入的前驱体气体的体积流速相比显著地阻止前驱体气体沿所述外部流动路径的体积流速。

5.根据权利要求2和4所述的装置，其特征在于，所述气体支承层形成了所述流动障碍。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述流动障碍由所述外部流动路径中的限制气体幕和/或限制气体压力形成。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述流动障碍由前驱体注入头和衬底表面之间的、和/或前驱体注入头和从衬底表面中沿衬底表面的平面延伸出的表面之间的流动间隙形成，其中所述流动间隙沿外部流动路径的厚度和长度适于与所注入的前驱体气体的体积流速相比显著地阻止前驱体气体沿着外部流动路径的体积流速。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述前驱体注入头具有凸起部分，其中在使用中所述气体支承层形成在凸起部分和衬底和/或衬底架的衬底支撑面之间。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，当沿衬底表面之外的平面进行测量时，气体支承层的厚度小于沉积空间的厚度。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，气体支承层的厚度在3到15微米的范围，和/或沉积空间在衬底平面之外的厚度在3到100微米的范围中。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，前驱体供给源由具有波浪状的缝隙形成。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置设置为在前驱体气体沉积在衬底表面的至少一部分上之后在反应空间中提供等离子体，以使前驱体与反应剂气体发生反应、例如氧化，从而在衬底表面的该至少一部分上获得原子层。

13.一种使用包括前驱体注入头的装置在衬底表面上进行原子层沉积的方法，所述前驱体注入头包括前驱体供给源和沉积空间，其中所述沉积空间在使用中由前驱体注入头和衬底表面来界定，该方法包括以下步骤：

a)将前驱体气体从前驱体供给源注入到沉积空间中以与衬底表面接触；

b)在沉积空间和衬底之间在衬底表面的平中建立相对运动；和

c)将所注入的前驱体气体限制在与衬底表面相邻的沉积空间中，以提供在使用中由前驱体注入头和衬底表面来界定的沉积空间。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述装置包括反应空间，所述方法包括以下步骤：

d)在前驱体气体沉积在衬底表面的至少一部分上之后在反应空间中提供反应剂气体、等离子体、激光致辐射和紫外辐射中的至少一个，用于使前驱体与反应剂气体反应，以在衬底表面的该至少一部分上获得原子层。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，包括在前驱体注入头和衬底表面之间的间隙中提供气体支承层。