Устройство и способ осаждения атомных слоев

Устройство и способ осаждения атомных слоев

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству для осаждения атомных слоев на поверхность подложки. Изобретение дополнительно относится к способу осаждения атомных слоев на поверхность подложки.

Уровень техники

Осаждение атомных слоев известно как метод (многократного) осаждения монослоя целевого материала. Осаждение атомных слоев отличается, например, от химического осаждения из газовой фазы тем, что осаждение атомных слоев происходит по меньшей мере в две технологических стадии. Первая из этих технологических стадий включает нанесение газообразного прекурсора на поверхность подложки. Вторая из этих технологических стадий включает реакцию материала прекурсора для формирования монослоя из целевого материала. Осаждение атомных слоев имеет преимущество в том, что позволяет эффективно регулировать толщину слоя.

Патентный документ WO 2008/085474 раскрывает устройство для осаждения атомных слоев. Устройство представляет эффект аэростатической опоры в том, что подложка находится во взвешенном состоянии над инжекторной головкой. Для листообразных подложек такое взвешенное состояние может оказаться неэффективным подходом для применения газообразного прекурсора, где есть опасность загрязнения, и слои могут осаждаться менее точно.

Сущность изобретения

Соответственно этому, согласно одному аспекту изобретения цель состоит в создании устройства и способа осаждения атомных слоев с улучшенным использованием газообразного прекурсора; в котором обеспечивают точную опору подложки. Согласно одному аспекту, изобретение представляет устройство для осаждения атомных слоев на поверхность листообразной подложки, включающее: инжекторную головку, включающую осадительное пространство, оснащенное впуском для прекурсора и выпуском для прекурсора; причем указанные впуск и выпуск предназначены для создания потока газообразного прекурсора от впуска для прекурсора через осадительное пространство к выпуску для прекурсора; причем осадительное пространство при применении ограничено инжекторной головкой и поверхностью подложки; газовую опору, содержащую инжектор опорного газа, предназначенный для нагнетания опорного газа между инжекторной головкой и поверхностью подложки, причем опорный газ тем самым создает газ-опору; и конвейерную систему, обеспечивающую относительное перемещение подложки и инжекторной головки вдоль плоскости подложки для формирования плоскости транспортирования, вдоль которой перемещают подложку. Напротив инжекторной головки размещают опорную деталь, причем опорная деталь скомпонована для создания газовой опоры с установленным давлением, которое уравновешивает газ-опору инжекторной головки в плоскости транспортирования так, что указанная газовая опора с установленным давлением поддерживает подложку без опоры между инжекторной головкой и опорной деталью. Осадительное пространство может определять высоту D2 осадительного пространства относительно поверхности подложки. Газовая опора определяет, относительно подложки, величину зазора D1, которая является меньшей, чем высота D2 осадительного пространства.

Согласно еще одному аспекту, изобретение представляет способ осаждения атомных слоев на поверхность подложки с использованием устройства, включающего инжекторную головку, причем инжекторная головка включает осадительное пространство, оснащенное впуском для подачи прекурсора и газовой опорой, снабженной инжектором опорного газа, в котором осадительное пространство определяет высоту D2 осадительного пространства относительно поверхности подложки; и в котором газовая опора определяет, относительно подложки, величину зазора D1, которая является меньшей, чем высота D2 осадительного пространства, причем способ включает стадии, в которых: подают газообразный прекурсор из впуска для подачи прекурсора в осадительное пространство для контактирования с поверхностью подложки; нагнетают опорный газ между инжекторной головкой и поверхностью подложки, причем опорный газ тем самым формирует газ-опору; устанавливают относительное перемещение между осадительным пространством и подложкой в плоскости поверхности подложки; и создают газовую опору с установленным давлением, которая уравновешивает газ-опору инжекторной головки в плоскости транспортирования так, что указанная газовая опора с профилем давления поддерживает подложку без опоры между инжекторной головкой и опорной деталью. Такой способ может быть, необязательно, исполнен с использованием устройства согласно изобретению.

При опоре на уравновешивающую воздушную опору можно регулировать поддержание листообразной подложки в плоскости перемещения, без риска механического повреждения подложки. В дополнение, применением аэростатических подушек можно обеспечить независимый контроль давления в осадительном пространстве, создавая тем самым степень свободы для выбора из нескольких материалов и способов для осаждения.

Ограничение газообразного прекурсора пределами осадительного пространства позволяет регулировать давление в осадительном пространстве, например, давление газообразного прекурсора в осадительном пространстве или общее давление в осадительном пространстве. Для этого устройство может включать регулятор давления в осадительном пространстве. Давление в осадительном пространстве можно регулировать так, чтобы оно не зависело от давления снаружи осадительного пространства и/или отличалось от него. Этим путем можно устанавливать предварительно заданное давление в осадительном пространстве, предпочтительно специально предназначенное для оптимизации процесса осаждения атомных слоев.

При применении устройства осадительное пространство ограничено поверхностью подложки. Может быть ясно, что этим путем подложка способствует ограничению газообразного прекурсора. Такое ограничение подложкой может обеспечивать то, что будет по существу предотвращено течение газообразного прекурсора по воображаемой плоскости вдоль поверхности подложки. Однако это не является обязательным, и даже можно поддерживать подложки, которые перфорированы в разнообразной степени, в такой мере, насколько может быть создана несущая поверхность, достаточная для эффективной поддержки опорным газом.

Комбинация относительного перемещения между осадительным пространством и подложкой в плоскости поверхности подложки и ограничение нагнетаемого газообразного прекурсора в пределах осадительного пространства дополнительно обеспечивает вполне эффективное применение газообразного прекурсора. Этим путем объем газообразного прекурсора может быть эффективно распределен по поверхности подложки, тем самым повышая вероятность того, что молекула газообразного прекурсора достигнет поверхности подложки после нагнетания его в осадительное пространство.

Краткое описание чертежей

Теперь изобретение будет описано, неограничивающим путем, с привлечением сопроводительных чертежей, в которых:

Фигура 1 показывает схематический вид сбоку одного варианта осуществления согласно изобретению

Фигура 2 показывает схематический вид сбоку одного варианта осуществления согласно изобретению.

Фигура 3 показывает схематический вид сверху еще одного варианта исполнения

Фигура 4 показывает вариант исполнения инжекторной головки согласно еще одному варианту осуществления изобретения;

Фигура 5 показывает схематический вид сбоку четвертого варианта исполнения.

Фигура 6 показывает схематический вид одной версии четвертого варианта исполнения;

Фигура 7А показывает вид сверху первого транспортного элемента, второго транспортного элемента и рабочей зоны с инжекторной головкой;

Фигура 7В показывает подложку, транспортируемую в начальной зоне;

Фигура 7С показывает подложку, транспортируемую через рабочую зону;

Фигура 7D показывает подложку в момент поворота направления подложки в конечной зоне;

Фигура 7Е показывает подложку в последующий момент поворота направления в начальной зоне;

Фигура 7F показывает подложку, перемещаемую со второго транспортного элемента;

Фигура 8А показывает приемный элемент с деталью в виде стенки в открытом положении;

Фигура 8В показывает приемный элемент с деталью в виде стенки в промежуточном положении;

Фигура 8С показывает приемный элемент с деталью в виде стенки в закрытом положении.

Фигура 9А показывает вид сверху версии устройства в пятом варианте исполнения;

Фигура 9В показывает вид сверху версии устройства в пятом варианте исполнения; и

Фигура 10 показывает схематический вид многочисленных устройств.

Если не оговорено нечто иное, одинаковые кодовые номера позиций обозначают сходные компоненты на всем протяжении чертежей.

Подробное описание изобретения

Фигура 1 показывает схематический вид сбоку варианта осуществления согласно изобретению. В качестве примера, показана инжекторная головка 1, имеющая два осадительных пространства 2, 3, разделенных участком газовой опоры. В то время как для атомного слоя в принципе необходимы по меньшей мере две технологических стадии, только в одной из технологических стадий может потребоваться привлечение осаждения материала. Такое осаждение материала может быть проведено в осадительном пространстве 2, оснащенном впуском 4 для прекурсора. Соответственно этому, в данном варианте исполнения показано, что инжекторная головка включает дополнительное осадительное пространство 3, оснащенное впуском 40 для введения реактанта, причем дополнительное осадительное пространство 3 при применении ограничена газовой опорой 7. Альтернативно или дополнительно, по меньшей мере одно из газообразного реактанта, плазмы, генерированного лазером излучения и ультрафиолетового излучения может быть подведено в реакционную камеру для взаимодействия прекурсора с газообразным реактантом после осаждения газообразного прекурсора по меньшей мере на часть поверхности подложки, чтобы получить атомный слой по меньшей мере на части поверхности подложки. Путем надлежащей продувки пространств 2 и 3 впуски 4 и 40 могут быть переключены во время обработки.

Впуски 4, 40 для прекурсора и реактанта предпочтительно компонуют без значительных ограничений течению, чтобы обеспечить возможность осаждения плазмы. Таким образом, течение плазмы в сторону поверхности 5 подложки является беспрепятственным без каких-нибудь ограничений.

В этом варианте исполнения газообразный прекурсор циркулирует в осадительном пространстве 2, протекая вдоль поверхности 5 подложки. Поток газа подают из впуска 4 для прекурсора через осадительное пространство к выпуску 6 для прекурсора. Границами осадительного пространства 2 при применении являются инжекторная головка 1 и поверхность 5 подложки. Газовые опоры 7 снабжены инжектором 8 опорного газа, размещенным рядом с осадительным пространством, для нагнетания опорного газа между инжекторной головкой 1 и поверхностью 5 подложки, причем опорный газ тем самым формирует газ-опору, в то же время ограничивая введенный газообразный прекурсор внутри осадительного пространства 2. Выпуск 6 для прекурсора может дополнительно функционировать для выведения опорного газа, чтобы предотвратить течение опорного газа в осадительное пространство 2, 3.

В то время как в этом варианте исполнения каждая газовая опора 7 показана имеющей масштаб барьера для потока, в принципе это не является необходимым; например, барьеру для потока, разделяющему осадительное пространство 2, 3, не нужно придавать масштаб газовой опоре в такой мере, насколько обеспечивается эффективный барьер для потока. Как правило, барьер для потока может иметь высоту зазора, которая является большей, чем высота зазора, в котором является эффективной газовая опора. В практических примерах газовая опора действует в диапазонах высоты зазора от 5 мкм - 100 мкм; причем барьер для потока может быть по-прежнему эффективным за пределами таких значений, например, вплоть до 500 мкм. Кроме того, газовые опоры 7 могут действовать как барьеры для потока (или газовая опора в этом качестве) только в присутствии подложки 9; тогда как барьеры для потока могут быть или могут не быть рассчитаны на активное действие независимо от присутствия подложки 9. Важно, чтобы посредством барьеров для потока в любое время предотвращалось течение активных материалов между осадительными пространствами 2, 3 во избежание загрязнения. Эти барьеры для потока могут быть или могут не быть рассчитаны на действие в качестве газовых опор 7.

Хотя фигура 1 не показывает конкретно конвейерную систему (более подробно смотри на фигуре 3), подложка 9 перемещается относительно инжекторной головки 2 для принятия последовательно осажденных материалов из осадительных пространств 2 и 3. Путем возвратно-поступательного движения подложки 9 относительно инжекторной головки 1 можно регулировать число слоев.

Важно, чтобы была предусмотрена опорная деталь 10, которая обеспечивает опору для подложки 9 вдоль плоскости перемещения, которую можно воспринимать как центральную линию подложки 9. Опорная деталь 10 размещена напротив инжекторной головки и предназначена для создания газовой опоры с установленным давлением, которая уравновешивает газ-опору 7 инжекторной головки в плоскости перемещения. Хотя для достижения этого эффекта могут быть пригодными не совсем совершенные симметричные конфигурации, все же предпочтительно, чтобы уравновешивание обеспечивалось созданием конфигурации течения в опорной детали, идентичной такой, какую создает инжекторная головка 1. Таким образом, каждое выпускающее поток сопло опорной детали 10 позиционируют симметрично относительно соответствующего сопла инжекторной головки 1. Этим путем можно поддерживать подложку без опоры, то есть, без механической поддержки, с помощью указанной газовой опоры с установленным давлением между инжекторной головкой 1 и опорной деталью 10. В более общем смысле, вариацию распределения конфигураций потока вдоль плоскости перемещения, создаваемых инжекторной головкой 1 и опорной деталью 10, которая является меньшей, чем 0,5 мм, в особенности меньшей, чем 0,2 мм, все еще можно рассматривать как идентичную конфигурацию потока. При отсутствии любой механической опоры предотвращается опасность загрязнения такой подложки, что является очень эффективным в обеспечении оптимальной рабочей высоты инжекторной головки 1 относительно подложки 9. В дополнение, потребуется меньшая продолжительность простоя для целей очистки. К тому же важно, что при отсутствии механической опоры можно снизить теплоемкость системы, что проявляется в более быстрой реакции подложек на нагревание до технологических температур, чем можно значительно повысить производительность процесса.

В этом отношении осадительное пространство определяет высоту D2 осадительного пространства относительно поверхности подложки; и причем газовая опора 7, действующая как барьер для потока, включает ограничивающую течение поверхность 11, обращенную к поверхности 5 подложки, которая определяет, относительно подложки, величину зазора D1, которая является меньшей, чем высота D2 осадительного пространства. Осадительное пространство оснащают впуском 4 для прекурсора и выпуском 6 для прекурсора. Указанные впуск и выпуск могут быть предназначены для создания течения газообразного прекурсора из впуска для прекурсора через осадительное пространство к выпуску для прекурсора. При применении осадительное пространство ограничено инжекторной головкой 1 и поверхностью подложки. Осадительное пространство может быть сформировано полостью 29, имеющей глубину D2-D1, в которую оканчиваются и/или из которой начинаются впуск и выпуск. Таким образом, в более общем смысле, полость сформирована в осадительной головке 1, и при применении обращена к подложке 9. При наличии полости 29, обращенной к подложке, понятно, что подложка по существу формирует замкнутую полость, так что образуется замкнутая среда для подведения газообразного прекурсора. В дополнение, подложка может быть размещена так, что такую замкнутость могут обеспечивать разнообразные смежные участки подложки или даже соседние подложки или другие участки. Устройство может быть скомпоновано для выведения газообразного прекурсора с помощью выпуска 6 для прекурсора в осадительной головке 1 из полости, чтобы в значительной мере предотвратить утечку газообразного прекурсора из полости. Может быть ясно, что впуск для опорного газа может быть размещен в отдалении от полости. Полость может способствовать созданию в полости технологических условий, которые отличаются от технологических условий в слое газовой опоры. Впуск 4 для прекурсора и/или выпуск 6 для прекурсора предпочтительно размещают в полости.

Глубина D2-D1 полости 29 может быть определена как местное увеличение расстояния между подложкой 9 и выходной лицевой поверхностью инжекторной головки, оснащенной инжектором 8 для опорного газа и впуском для прекурсора. Глубина D2 минус D1 может варьировать в диапазоне от 10 до 500 микрометров, более предпочтительно в диапазоне от 10 до 100 микрометров.

Ограничивающая течение поверхность 11 может быть сформирована выступающими участками 110, включающими инжектор 8 для опорного газа. Слой газа-опоры при применении образуется, например, между поверхностью 5 и ограничивающей течение поверхностью 11. Расстояние С1 между выпусками 30 для прекурсора типично может варьировать в диапазоне от 1 до 10 миллиметров, что также является обычной шириной для осадительного пространства 2, 3. Обычная толщина слоя газа-опоры, обозначенная D1, может быть в диапазоне от 3 до 15 микрометров. Обычная ширина С2 выступающего участка 110 может варьировать в диапазоне от 1 до 30 миллиметров. Типичная толщина D2 осадительного пространства 2 вне плоскости подложки 9 может быть в диапазоне от 3 до 100 микрометров.

Это позволяет выполнять более эффективные технологические настройки. В результате, например, величина объемного расхода потока прекурсора, нагнетаемого из впуска 4 в осадительное пространство 2, может быть выше, чем величина объемного расхода потока опорного газа в слое газа-опоры, тогда как давление, необходимое для нагнетания газообразного прекурсора, может быть меньшим, чем давление для нагнетания опорного газа в слой газа-опоры. Таким образом, будет понятно, что толщина D ₁ слоя 7 газа-опоры в основном может быть меньше, чем толщина D ₂ осадительного пространства 2, по измерению в плоскости вне поверхности подложки.

При обычной величине расхода потока на уровне 5^.10^-4-2^.10^-3 м³/сек на метр ширины канала, и при обычном расстоянии L=5 мм, например, равном расстоянию от впуска для прекурсора до выпуска для прекурсора, толщина D _c канала, например, толщина D ₂ осадительного пространства 2, предпочтительно должна быть более, чем 25-40 мкм. Однако для функционирования газа-опоры предпочтительно требуются гораздо меньшие расстояния от нагнетающей прекурсор инжекторной головки до подложки, обычно порядка 5 мкм, чтобы удовлетворять важным требованиям относительно жесткости и разделения газов, и чтобы сводить к минимуму количество необходимого опорного газа. Однако толщина D ₂ в осадительном пространстве 2, составляющая 5 мкм, при вышеупомянутых технологических условиях, может вести к неприемлемо высоким перепадам давления на уровне ~20 бар (2 МПа). Таким образом, предпочтительно требуется конструкция устройства с различными толщинами для слоя газа-опоры (то есть, толщины D ₁) и осадительного пространства (то есть, толщины D ₂). Для плоских подложек, например, подложечных пластин или подложечных пластин, имеющих большие количества канавок 8 с низким аспектным отношением (то есть, мелких), имеющих аспектное отношение А (глубина канавки, деленная на ширину канавки) ≤10 - скорость проведения процесса зависит от величины расхода потока прекурсора (в кг/сек): чем выше расход потока прекурсора, тем короче время насыщения.

Для подложечных пластин, содержащих большие количества канавок с высоким аспектным отношением (то есть, глубоких и узких) А≥50, скорость проведения процесса может зависеть от величины расхода потока прекурсора и от парциального давления прекурсора. В обоих случаях скорость проведения процесса может быть в значительной мере независимой от общего давления в осадительном пространстве 2. Хотя скорость проведения процесса может (почти) не зависеть от общего давления в осадительном пространстве 2, может быть благоприятным общее давление в осадительном пространстве 2, близкое к атмосферному давлению, по ряду соображений:

1. При давлениях ниже атмосферного желательно повышать скорость v_g газа в осадительном пространстве 2, что приводит к нежелательно высокому падению давления вдоль осадительного пространства 2.

2. При низких давлениях повышение скорости v_g газа ведет к более короткому времени пребывания газа в осадительном пространстве 2, что оказывает негативное влияние на выход.

3. При низких давлениях может быть менее эффективным подавление утечки прекурсора из осадительного пространства 2 через слой газа-опоры.

4. При низких давлениях могут потребоваться дорогостоящие вакуумные насосы.

Нижний предел скорости v_g газа в осадительного пространства 2 может определяться скоростью v_s перемещения подложки: в общем, чтобы предотвратить асимметричный характер течения в осадительном пространстве 2, предпочтительно должно удовлетворяться следующее условие:

V _g>>V _s

Это условие определяет предпочтительный верхний предел толщины D, D₂ реакционной камеры 3. При соответствии по меньшей мере одному, и предпочтительно всем, из вышеупомянутых требований получают систему для осаждения атомных слоев (ALD) для быстрого непрерывного ALD на плоские подложечные пластины, и для подложечных пластин, содержащих большие количества канавок с высоким аспектным отношением.

Соответственно этому, общее давление газа при применении в осадительном пространстве 2 может отличаться от общего давления газа в дополнительном осадительном пространстве 3. Общее давление газа в осадительном пространстве 2 и/или общее давление газа в дополнительной осадительном пространстве 3 могут варьировать в диапазоне от 0,2 до 3 бар (0,02-0,3 МПа), например, 0,5 бар (0,05 МПа) или 2 бар (0,2 МПа), или даже быть настолько низким, как 10 мбар (1 кПа), в частности, в диапазоне от 0,01 бар до 3 бар (от 1 кПа до 0,3 МПа). Такие значения давления могут быть выбраны на основе свойств прекурсора, например, летучести прекурсора. В дополнение, устройство может быть скомпоновано для уравновешивания давления опорного газа и общего давления газа в осадительном пространстве, чтобы свести к минимуму вытекание газообразного прекурсора за пределы осадительного пространства.

Фигура 2 схематически показывает компоновку переключения для ситуации, в которой край 90 подложки проходит мимо ряда сопел в инжекторной головке 1. Согласно предпочтительному варианту исполнения, инжекторная головка 1 включает регулятор 13 давления для переключения любого из впуска 4 для прекурсора; выпуска 6 и/или газового инжектора 8 в зависимости от присутствия подложки 9. Краткости ради, иллюстрировано только несколько каналов переключения. Что касается уровня давления опорного газа, каналы опорного газа для противолежащих инжекторов 8 опорного газа могут быть связаны между собой для выравнивания давления опорного газа. Как схематически показано пометками «Х» на фигуре 2, давление опорного газа в наружных соплах 70 может быть отключено. Как правило, впуск 4 для прекурсора также может быть отключен, когда подложка выходит из осадительного пространства 3. Непосредственно перед отключением впуска 4 для прекурсора предпочтительно отключают выпуск 60, противолежащий выпуску 6 для прекурсора, причем указанный выпуск 60 является переключаемым в зависимости от присутствия подложки 9 в осадительном пространстве, так что, когда край 90 подложки пересекает выпуск для прекурсора, поток прекурсора отводят от поверхности подложки, обращенной к опорной детали.

Регулятор 13 давления может контролировать давление в осадительном пространстве для регулирования давления в осадительном пространстве 2. В дополнение, регулятор 13 управляет давлением слоя газа-опоры в прослойке 7 газа-опоры.

Соответственно этому, показан способ, в котором создают газовый поток 7, предназначенный для создания давления газовой опоры, причем газовый поток может быть переключен в зависимости от присутствия подложки 9 так, что, когда край 90 подложки пересекает выпуск 60, выпуск селективно отключается, чтобы создавать течение вне подложки 9.

Фигура 3 показывает схематический вид сверху еще одного варианта исполнения. Здесь инжекторная головка 1 схематически изображена в виде сверху. Инжекторная головка 1 включает перемежающиеся щели осадительных пространств 2, 3, для прекурсоров и реактантов, соответственно, каждая из которых ограничена газовыми опорами/барьерами 7 для потока. Как видно, подложка переносится в рабочую зону 16, где действует инжекторная головка 1, из начальной зоны 15. Рабочая зона 16 является смежной с начальной зоной 15 и выровнен относительно плоскости перемещения так, что подложку можно легко перемещать между этими зонами 15, 16. Может быть предусмотрена дополнительная конечная зона 17. В зависимости от технологических стадий, начальная и конечная зоны могут быть взаимозаменяемыми или чередующимися. Таким образом, подложка 9 может возвратно-поступательно перемещаться вдоль центральной линии между двумя зонами 15, 17 через рабочую зону 16.

В показанном варианте исполнения создана конвейерная система с парами газовпуск 181 и выпуск 182, обращенных к плоскости перемещения и создающих поток 183 вдоль плоскости перемещения от выпуска 182 в сторону впуска 181. Из соображений ясности, на фигуре обозначена только одна пара. Система регулирования газового потока предназначена для создания давления газовой опоры и потока 183 газа вдоль плоскости перемещения, чтобы обеспечивать перемещение подложки 9 вдоль плоскости транспортирования по центральной линии через рабочую зону 16 путем регулирования течения газа.

Фигура 4 схематически показывает пример волнообразной формы для инжекторной головки 1, если рассматривать в направлении, перпендикулярном поверхности подложки. Как правило, изогнутая форма предотвращает изгибные моды первого порядка подложки. Соответственно этому, можно видеть, что газовую опору 7, если смотреть в направлении, перпендикулярном поверхности подложки, формируют с волнообразными формами для препятствования изгибным модам первого порядка листообразной подложки. В дополнение, как правило, форма осадительных пространств 2, 3 может следовать форме щелей 7 газовой опоры, чтобы получить компактную конструкцию инжекторной головки. Эти вариации позволяют оптимизировать распределение давления на поверхности подложки. Такая оптимизация может быть важной для хрупких или гибких подложек.

Фигура 5 показывает схематический вид сбоку четвертого варианта исполнения. Делается ссылка на предшествующие фигуры. В частности, показана начальная зона 15, рабочая зона 16 и конечная зона 17. Рабочая зона сформирована инжекторной головкой 1 и опорой 10. В начальной и конечной зоне предусмотрены транспортные элементы, или движущие секции 18, для обеспечения перемещения подложки 9 вдоль плоскости транспортирования, обозначенной направлением R. Согласно одному варианту исполнения, начальная зона 15 включает наклонную деталь 19 в виде стенки, обращенную к плоскости перемещения. Альтернативно, часть начальной зоны 15, в которую вводят подложку, дополнительно обозначаемая как приемный элемент, может иметь верхнюю стенку 19, которая является подвижной вдоль направления Q, перпендикулярного плоскости перемещения, для регулирования рабочей высоты, или чтобы упростить введение подложки в инжекторную головку 1. В дополнение, инжекторная головка 1 может быть подвижной вдоль направления Р в сторону к плоскости перемещения и от нее для настройки надлежащей рабочей высоты. Это перемещение может быть обеспечено амортизирующим действием воздушной опоры, то есть, инжекторная головка может поддерживаться плавающей.

Фигура 6 показывает схематический вид устройства для осаждения атомных слоев на поверхность листообразной подложки в версии четвертого варианта исполнения, далее называемой как пятый вариант исполнения. Фигура 6 совпадает с видом сверху четвертого варианта исполнения, изображенного на фигуре 5. Листообразная подложка 9 может быть гибкой или жесткой, например, может представлять собой пленку или подложечную пластину. Устройство может включать инжекторную головку 1 и конвейерную систему для обеспечения относительного перемещения подложки 9 и инжекторной головки 1 вдоль плоскости подложки 9 для формирования плоскости перемещения, вдоль которой транспортируется подложка 9.

Конвейерная система может включать начальную зону 15 и рабочую зону 16, смежную с начальной зоной 16 и выровненную с плоскостью перемещения. Инжекторную головку 1 размещают в рабочей зоне 16. Листообразная подложка (не показанная на фигуре 6, но показанная на фигуре 5 с кодовым номером 9 позиции) может быть вставлена в начальную зону 15. Конечная зона 17 является смежной с рабочей зоной 16. Таким образом, рабочая зона 16 может быть размещена между начальной зоной 15 и конечной зоной 17. В начальной зоне может быть предусмотрен первый транспортный элемент, или движущая секция 18А, и в конечной зоне может быть сформирован второй транспортный элемент, или движущая секция 18В. Первая движущая секция 18А и вторая движущая секция 18В, как далее подробно показано на фигурах 7а-f, могут быть предназначены для возвратно-поступательного перемещения подложки, с помощью регулируемого потока газа, между начальной зоной 15 и конечной зоной 17 через рабочую зону 16. Таким образом, первая движущая секция 18А, рабочая секция 16 и вторая движущая секция 18В могут совместно формировать технологическую зону 31, в которой подложка 9 может возвратно-поступательно перемещаться во время осаждения атомных слоев с помощью регулируемого течения газа в движущих секциях.

Приемный элемент 32 облегчает введение подложки 9 в первый транспортный элемент 18А.

Фигура 7А показывает вид сверху первой движущей секции 18А, второй движущей секции 18В и рабочей зоны 16 с инжекторной головкой 1. Фигура 7В показывает подложку 9, транспортируемую в начальной зоне 15. Фигура 7С показывает подложку 9, транспортируемую через рабочую зону 16. Фигура 7D показывает подложку 9 в момент поворота направления подложки 9 в конечной зоне 17. Фигура 7Е показывает подложку 9 в последующий момент поворота направления в начальной зоне 15. Фигура 7F показывает подложку 9, перемещаемую со второго транспортного элемента 18В. Таким образом, фигуры 7В-7F показывают, как подложка может возвратно-поступательно перемещаться между начальной зоной 15 и конечной зоной 17 через рабочую зону 16. На фигуре 7А-F направление перемещения подложки 9 обозначено стрелкой 31.

Конвейерная система может быть оснащена поочередно размещенными парами газовпусков 181 и газовыпусков 182, находящимися в движущих карманах 34. Карман может иметь выемку с глубиной в диапазоне 50-500 микрон (50-500 мкм), типично 100 микрон (100 мкм). Конвейерная система может дополнительно включать систему регулирования газового потока, предназначенную для создания давления газовой опоры и потока газа вдоль плоскости перемещения, обозначенной направлением R. Регулированием течения газа подложка 9 может быть приведена в движение, обычно с помощью датчиков положения для детектирования или измерения положения, или присутствия, подложки относительно движущих секций 18А, 18В. Таким образом, для реализации перемещения подложки 9 может быть использовано тянущее усилие, прилагаемое посредством газового потока к подложке 9.

На фигурах 7А-F газовпуски 181 и газовыпуски 182 предназначены для возвратно-поступательного перемещения подложки между начальной зоной 15 и конечной зоной 17 через рабочую зону 16. Для этого каждая из первой и второй движущих секций 18А, 18В может быть оснащена многочисленными движущими карманами 34 с газовпусками 181 и газовыпусками 182. Пара движущих карманов, размещенных под и над перемещаемой подложкой, действует как газовая опора. Для перемещения типично могут быть предусмотрены дополнительные недвижущие газовые опоры без направленного течения. Если такая газовая опора создает достаточную жесткость, карманы 34 могут быть размещены несимметрично относительно плоскости подложки, или, в частности, только на одной стороне подложки. В зоне движущей секции 18А, 18В за пределами рабочей зоны 16 движущие карманы 34 ориентированы в сторону рабочей зоны для создания возвратно-поступательного перемещения через рабочую зону. В зоне движущих секций 18А, 18В, смежных с рабочей зоной, предусмотрены попеременно ориентированные карманы различной величины, которые поддерживают скорость движения подложки. В частности, для подложки, выходящей из секции 18А и поступающей в секцию 18В, это будет обеспечиваться центральным более крупным карманом в секции 18А, ориентированным к рабочей зоне, и двумя смещенными от центра меньшими карманами в секции 18В, ориентированными в сторону от рабочей зоны 15, которые размещены рядом с более крупным центральным карманом в секции 18В, который ориентирован в сторону рабочей зоны 16. При применении газовый поток, по меньшей мере частично, может быть направлен из газовыпуска 182 к газовпуску 181. Течение газа происходит из газовыпусков 182 к газовпускам 181. Этим путем может быть определено направление течения газа, указанное стрелками 36, которое создает направленную воздушную опору, то есть, воздушную опору прилагающую направленное поддерживающее усилие в плоскости транспортирования, которое перемещает подложку в плоскости транспортирования. В более общем смысле, газовыпуски 182 могут быть индивидуально оснащены дросселем 185. Такой дроссель 185 может способствовать улучшенному регулированию подачи газа из газовыпусков 182 к газовпускам 181. Например, газовая опора, созданная потоком газа из газовыпусков 182 к газовпускам 181, может иметь повышенную жесткость. Например, поток газа может быть менее чувствительным к возмущениям, обусловленным перемещением подложки 9. Дроссель 185 определяет направление течения газа от выпуска 182, включающего дроссель 185, в сторону впуска 181. Альтернативно, выпуск 182 может быть скомпонован без дросселя, что обеспечивает возможность реверсирования газового потока 36 в кармане. Для этого варианта могут быть предусмотрены дополнительные, ненаправленные, воздушные опоры.

В каждой из первой и второй движущих секций 18А, 18В направление 36 течения газа по меньшей мере первого 34А из многочисленных движущих карманов 34, имеющих газовпуски 181 и газовыпуски 182, может быть ориентировано к рабочей зоне 16. Кроме того, в каждой из первой и второй движущих секций 18А, 18В направление течения газа по меньшей мере второго 34В из многочисленных движущих карманов 34, имеющих газовпуски 181 и газовыпуски 182, может быть ориентировано в сторону от рабочей зоны 16. Таким образом, в этом варианте, в первой движущей секции 18А и во второй движущей секции 18В течение газа движущих карманов 34А направлено к рабочей зоне 16, и течение газа движущих карманов 34В направлено в сторону от рабочей зоны. При наличии противоположных направлений течения газа в карманах 34А, 34В возможно перемещение подложки в сторону от рабочей зоны, а также перемещение подложки к рабочей зоне. Такие противоположные направления перемещения в начальной зоне 15 могут быть эффективными для обеспечения возвратно-поступательного движения подложки 9.

Второй из движущих карманов 34В может быть размещен в первой и второй движущих секциях 18А, 18В, между рабочей зоной 16 и по меньшей мере первым из движущих карманов 34А. Таким образом, в этом варианте, в первой движущей секции 18А и во второй движущей секции 18В, второй 34В из карманов может быть размещен между одним из первых 34А карманов и рабочей зоной 16. Пос