[发明专利]装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过使基体的表面与起始材料交替发生表面反应而处理基体的表面的装置和方法。具体而言，本发明涉及根据权利要求1的前序部分的装置，其用于根据原子层沉积方法的原理通过使基体的表面与至少第一起始材料和第二起始材料交替地发生表面反应而处理基体的表面。具体而言，本发明涉及根据权利要求20的前序部分的方法，其用于根据原子层沉积方法的原理通过使基体的表面与至少第一起始材料和第二起始材料交替地发生表面反应而处理基体的表面。

背景技术

原子层沉积（atomic layer deposition,ALD）方法基于通过表面控制沉积，其中，起始材料在ALD反应器内被一个接一个地不同时且相互分开的方式引导至基体的表面上。通常，足量的起始材料被传送至基体的表面上，使得能够使用表面的所有可用结合部位。在起始材料的每次脉冲输送之后，通过惰性气体冲洗基体，以移除过量的起始材料蒸汽，从而避免在气相发生沉积。因而，一种起始材料的反应产物的化学吸附单层将保持在表面上。这个层与下一个起始材料反应，从而形成期望材料的局部单层。在完全充分发生反应之后，利用惰性气体冲洗过量的第二起始材料蒸汽，所以沉积基于饱和表面反应，即表面控制沉积。根据已知技术，上述ALD方法将在ALD反应器中进行，其中，待处理的基体定位在ALD反应器中。

根据上述现有技术的布置的一个问题在于，对于ALD反应器而言，无法处理太大而无法安装在ALD反应器中部件。这显著地限制了ALD方法在许多应用中的使用。另一个问题在于，根据已知技术，ALD方法在真空条件下使用。举例而言，当沉积容器的内表面时，容器自身可以形成具有真空的ALD反应器。然而，这些容器的壁厚通常是不足的，并且容器可能无法抵抗必需的真空而产生塌陷。此外，接连地将起始材料供给至大型腔室是相当困难且耗时的，这是因为大型腔室的填充和清空是相当缓慢的。此外，放置在腔室中的基体的所有表面将发生表面反应，由此，在不在基体表面上安装覆盖基体部分表面的遮蔽物的情况下，无法仅使基体的表面的一部分发生表面反应。然而，遮蔽物的放置通常比较慢且较为复杂。

发明内容

因此，本发明的目的在于开发用于解决上述问题的装置和方法。通过根据权利要求1的特征部分的装置实现本发明的目的，其特征在于，该装置包括用于将第一起始材料局部供给至基体的表面上的一个或多个源，并且源定位在包括第二起始材料的气氛中。还通过根据权利要求20的特征部分的方法实现本发明的目的，其特征在于，该方法包括：通过相对于基体移动源，使用源将第一起始材料局部供给至基体的表面；以及，使经过第一起始材料处理的基体的表面暴露于源周围的气氛中的第二起始材料。

从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。

本发明提供一种装置，其包括用于将第一起始材料局部供给至基体的表面的一个或多个源。举例而言，源可以是适于将第一起始材料供给至基体的表面的喷嘴、喷嘴头或类似物。第一起始材料与基体的表面发生反应，从而在基体的表面上形成单层。源设置成相对于基体的表面能够移动，使得利用源，通过使基体的这个表面在扫掠的作用下暴露于第一起始材料，能够扫掠基体的表面或表面的一部分。源和基体的相对运动可以通过单独地移动源或通过单独地移动基体或通过使基体和源两者相对于彼此运动来实现。根据本发明，基体和源定位在包括第二起始材料的气氛中。换言之，本发明的装置包括用于将第二起始材料供给至源周围的气氛中的供给部件。因此，当通过源将基体的表面局部地暴露于第一起始材料时，在被源的扫掠之后，基体的表面将暴露于基体周围的气氛中的第二起始材料。第二起始材料与第一起始材料反应，从而在基体的表面上形成单层。由第二起始材料形成的这个单层又与下次扫掠时从源供给的第一起始材料发生反应。因此，当表面反应单独地在基体的表面上的被源扫掠以便使基体的表面暴露于第一起始材料的部位发生时，通过源能够局部地处理基体的表面。

如上所述，由于每次扫掠会在基体的表面上形成第一起始材料、第二起始材料的一个单层，所以源所执行的扫掠次数可决定期望的沉积层数量，从而决定例如期望的沉积厚度。在本申请中，处理表面通常指沉积表面、合金化表面层和/或用于处理表面或表面层的某些其它的对应程序。在本文中，基体的表面质多孔基体的外表面和内表面，该多孔基体通过多孔结构提供。