CN116926505A - 原子层沉积装置和原子层沉积方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原子层沉积装置和原子层沉积方法，原子层沉积装置包括第一反应床主体、第二反应床主体、一对第一高压装置、一对第二高压装置和一对工作装置，第一反应床主体和第二反应床主体沿第一方向相对间隔设置，待加工件可操作地位于第一反应床主体和第二反应床主体之间，且可操作地沿第二方向移动；第一高压装置和第二高压装置分别具有第一出气口和第二出气口，各第一出气口和各第二出气口沿第一方向相对设置；工作装置具有目标气体出口，一对工作装置的两个目标气体出口沿第一方向相对间隔设置。通过第一高压装置和第二高压装置所喷射出的气体能够沿夹持住待加工件，因此第一高压装置和第二高压装置不用与待加工件直接接触污染待加工件。

Description

原子层沉积装置和原子层沉积方法

技术领域

本发明实施例涉及原子层沉积领域，特别涉及原子层沉积装置和原子层沉积方法。

背景技术

自1970年代被发明以来，原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)已被广泛地应用于现代信息、能源及生物医药产业。ALD独特的自限制生长机理(Self-limitedGrowth Mechanism)使其具有十分优异的低温生长性能，在100℃以内甚至室温条件下，可以保证优异的膜生长均匀性、保形性以及精确到纳米量级的膜厚度控制性。ALD所展现出来的独特优势，也使其在近年来快速发展的有机电子、印刷电子以及柔性电子领域展现出极具优势的广阔的应用前景。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在现有的原子层沉积中，一般是将待加工件放置在一密封容器内，密封容器会与待加工件直接接触，污染待加工件。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种原子层沉积装置和原子层沉积方法，能够有效降低原子层沉积加工的难度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种原子层沉积装置，包括：

第一反应床主体和第二反应床主体，所述第一反应床主体和所述第二反应床主体沿第一方向相对间隔设置，待加工件可操作地位于所述第一反应床主体和第二反应床主体之间，且可操作地沿第二方向移动，所述第二方向垂直于所述第一方向；

一对第一高压装置，所述第一高压装置具有第一出气口，且所述一对第一高压装置的两个所述第一出气口沿所述第一方向相对设置，且分别位于第一反应床主体和所述第二反应床主体相对的内侧；所述一对第一高压装置可操作地朝所述待加工件喷射高压保护气体，夹持所述待加工件；

一对第二高压装置，所述第二高压装置具有第二出气口，且所述一对第二高压装置的两个所述第二出气口沿所述第一方向相对设置，且分别位于第一反应床主体和所述第二反应床主体相对的内侧；所述一对第二高压装置可操作地朝所述待加工件喷射高压保护气体，夹持所述待加工件；所述第一出气口和所述第二出气口沿所述第二方向间隔设置；

一对工作装置，所述工作装置具有目标气体出口，所述一对工作装置的两个目标气体出口沿第一方向相对间隔设置，且所述一对目标气体出口分别位于第一反应床主体和所述第二反应床主体相对的内侧，且所述目标气体出口位于所述第一出气口和所述第二出气口之间。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于通过第一高压装置和第二高压装置所喷射出的气体能够沿夹持住待加工件，因此第一高压装置和第二高压装置不用与待加工件直接接触污染待加工件。

在一实施例中，所述一对第二高压装置所喷射出的保护气体在所述第一反应床主体和所述第二反应床主体之间形成第二保护区；

所述一对第一高压装置所喷射出的保护气体在所述第一反应床主体和所述第二反应床主体之间形成第一保护区；

所述一对工作装置均朝所述待加工件喷射目标气体，并在所述第一反应床主体和所述第二反应床主体之间形成反应区；

所述第一保护区、所述第二保护区和所述反应区沿第二方向相互连接。

在一实施例中，所述第一保护区、所述第二保护区和所述反应区沿第三方向的宽度小于所述待加工件沿所述第三方向的宽度；

其中，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

在一实施例中，所述原子层沉积装置还包括：

一对第一抽气装置，所述第一抽气装置具有第一吸气口，所述一对第一抽气装置的两个第一吸气口沿第一方向相对间隔设置，且所述一对第一吸气口分别位于第一反应床主体和第二反应床主体相对的内侧；

一对第二抽气装置，所述第二抽气装置具有第二吸气口，所述一对第二抽气装置的两个第二吸气口沿第一方向相对间隔设置，且所述一对第二吸气口分别位于第一反应床主体和第二反应床主体相对的内侧，且所述第一吸气口和所述第二吸气口沿所述第二方向相对设置于所述目标气体出口两侧；

其中，一对第一抽气装置和所述一对第二抽气装置可操作地抽取所述目标气体和所述保护气体。

在一实施例中，所述第一高压装置和\或第二高压装置包括：

增压机构，所述增压机构与外部起源连通；

第一高压腔体，所述第一高压腔体与所述增压机构连通；

第二高压腔体，所述第一高压腔体和所述第二高压腔体之间通过限制管道连通；

其中，所述第二高压腔体朝向所述待加工件一侧开设多个微孔，各所述微孔构成所述第一出气口或所述第二出气口。

在一实施例中，所述微孔的孔径小于等于0.2mm。

在一实施例中，所述第二高压腔体沿第一方向的高度大于等于3cm。

在一实施例中，所述第一出气口或所述第二出气口距离所述待加工件的距离小于等于0.3mm。

在一实施例中，所述第二高压腔体朝向所述待加工件一侧的侧板为出气板，所述出气板沿所述第二方向延伸，各所述微孔均布于所述出气板上。

在一实施例中，所述第二高压腔体朝向所述待加工件一侧的侧板为透气板，所述透气板由多孔材料制成。

在一实施例中，所述第一反应床主体朝向所述第二反应床主体一侧，有部分朝远离所述第二反应床主体方向凹陷形成第一反应区；

所述第二反应床主体朝向所述第一反应床主体一侧，有部分朝远离所述第一反应床主体方向凹陷形成第二反应区；

所述第一反应区和所述第二反应区沿所述第一方向相对设置，且共同形成反应区，所述目标气体出口位于所述反应区内，所述第一出气口和所述第二出气口沿第二方向相对设置在所述反应区两侧。

在一实施例中，所述第一抽气装置位于所述第一反应区朝向所述第一出气口一侧；

和\或，所述第二抽气装置位于所述第二反应区朝向所述第二出气口一侧。

在一实施例中，所述原子层沉积装置还包括主控系统，所述主控系统与各所述第一高压装置和各第二高压装置通讯连接，控制各所述第一高压装置和各所述第二高压装置所喷射出气体的压力；

所述主控系统可操作地控制各所述第一高压装置所喷射出气体的压力高于各所述第二高压装置所喷射出气体的压力，以驱动所述待加工件从所述第一出气口至所述第二出气口方向移动；

或，所述主控系统可操作地控制各所述第二高压装置所喷射出气体的压力高于各所述第一高压装置所喷射出气体的压力，以驱动所述待加工件从所述第二出气口至所述第一出气口方向移动。

在一实施例中，所述主控系统与各所述工作装置通讯连接，控制各所述工作装置所喷射目标气体的压力或排量。

在一实施例中，一对第一高压装置、一对第二高压装置和一对工作装置组合成一组反应组，所述原子层沉积装置包括多组所述反应组；

其中，各组所述反应组沿第二方向依次排列且相互连通。

在一实施例中，所述目标气体为反应气体或吹扫气体。

本发明还提供了一种原子层沉积方法，所述原子层沉积方法包括如下步骤：

沿第一方向朝待加工件的两端喷射高压保护气体，夹持所述待加工件，并形成第一保护区；

沿第一方向朝待加工件的两端喷射高压保护气体，夹持所述待加工件，并形成第二保护区；所述第一保护区和所述第二保护区沿第二方向相互间隔设置，所述第二方向为所述待加工件的移动方向，所述第一方向垂直于所述第二方向；

沿所述第一方向朝所述待加工件喷射目标气体，并形成反应区，所述反应区位于所述第一保护区和第二保护区之间，且第一保护区和第二保护区沿第三方向密封所述反应区，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

在一实施例中，所述原子层沉积方法还包括如下步骤：

所述第一保护区内所述待加工件所承受来自所述高压保护气体的压力，大于所述第二保护区内所述待加工件所承受来自所述高压保护气体的压力，以驱动所述待加工件沿所述第二方向从所述第一保护区方向往所述第二保护区方向移动；

所述第二保护区内所述待加工件所承受来自所述高压保护气体的压力，大于所述第一保护区内所述待加工件所承受来自所述高压保护气体的压力，以驱动所述待加工件沿所述第二方向从所述第二保护区方向往所述第一保护区方向移动。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施例中原子层沉积装置的结构示意图；

图2是本发明第一实施例中第一高压装置、第二高压装置和工作装置的结构示意图；

图3是本发明第一实施例中第一高压装置、第二高压装置和工作装置中包含透气板时的结构示意图；

图4是本发明第一实施例中待加工件两侧均被第一高压装置夹持时的结构示意图；

图5是本发明第一实施例中一对第一高压装置所喷射气体压力大于一对第二高压装置所喷射气体压力时的结构示意图；

图6是本发明第一实施例中两个反应组串联时的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一反应床主体；11、第一反应区；12、反应区；13、第一保护区；14、第二保护区；2、第二反应床主体；21、第二反应区；3、第一高压装置；31、第一出气口；4、第二高压装置；41、第二出气口；5、工作装置；51、目标气体出口；61、待加工件；62、第一卷；63、第二卷；a、第一方向；b、第二方向；c、第三方向；7、第一抽气装置；8、第二抽气装置；9、反应组；101、第一高压腔体；102、第二高压腔体；103、限制管道；1021、微孔；1022、出气板；1023、透气板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

下文参照附图描述本发明的第一实施例原子层沉积装置，如图1所示，该原子层沉积装置包括：第一反应床主体1、第二反应床主体2、一对第一高压装置3、一对第二高压装置4和一对工作装置5，如图1所示，第一反应床主体1和第二反应床主体2沿第一方向a相对间隔设置，待加工件61位于第一反应床主体1和第二反应床主体2之间，并且该待加工件61能够沿第二方向b移动，该第二方向b垂直于第一方向a。具体的，如图1所示，待加工件61为一个卷对卷设置的柔性材料件，第一方向a为待加工件61的厚度方向，第二方向b为待加工件61的移动方向。

如图1所示，第一高压装置3具有第一出气口31，并且一对第一高压装置3的两个第一出气口31沿第一方向a相对设置，并且两个第一出气口31分别位于第一反应床主体1和第二反应床主体2相对的内侧，也就是两个第一出气口31是均对着待加工件61喷保护气体。一对第一高压装置3能够朝待加工件61喷高压保护气体，将待加工件61夹持住，并且一对第一高压装置3所喷射出的保护气体在第一反应床主体1和第二反应床主体2之间能够形成第一保护区13。

具体的，两个第一出气口31可以分别设置在第一反应床主体1和第二反应床主体2上，当然也可以不固定在第一反应床主体1和第二反应床主体2上，例如可以延伸出第一反应床主体1和第二反应床主体2外。

如图1所示，第二高压装置4具有第二出气口41，并且一对第二高压装置4的两个第二出气口41沿第一方向a相对设置，并且两个第二出气口41分别位于第一反应床主体1和第二反应床主体2相对的内侧。一对第二高压装置4能够朝待加工件61喷射高压保护气体，夹持住待加工件61。第一出气口31和第二出气口41沿第二方向b间隔设置，并且一对第二高压装置4所喷射出的保护气体在第一反应床主体1和第二反应床主体2之间能够形成第二保护区14。

另外，如图1所示，工作装置5具有目标气体出口51，一对工作装置5的两个目标气体出口51沿第一方向a相对间隔设置，并且一对目标气体出口51分别位于第一反应床主体1和第二反应床主体2相对的内侧。目标气体出口51位于第一出气口31和第二出气口41之间。一对工作装置5均能够朝待加工件61喷射目标气体，并在第一反应床主体1和第二反应床主体2之间形成反应区12。

由于通过第一高压装置和第二高压装置所喷射出的气体能够沿夹持住待加工件，因此第一高压装置和第二高压装置不用与待加工件直接接触污染待加工件。

进一步优选的，所述第一保护区13、所述第二保护区14和所述反应区12沿第二方向相互连接。因此通过第一保护区13和第二保护区14就能够密封反应区12，使得反应区12处于一个完全隔离的状态。

当然，再进一步优选的，所述第一保护区13、所述第二保护区14和所述反应区12沿第三方向c的宽度小于待加工件6沿第三方向c的宽度。如图1所示，第三方向c为待加工件61的宽度方向。

在实际生产过程中，通过一对第一高压装置3和一对第二高压装置4可实现对被待加工件61的无物理接触悬浮。在此过程中可以避免较硬的支撑件支撑住待加工件61，损坏待机工件或者污染待加工件61。

待加工件61的具体加工步骤如下：先采用一对第一高压装置3和一对第二高压装置4无物理接触地将待加工件61夹持住，然后再通过一对工作装置5朝待加工件61喷射吹扫气体，待反应区12内杂质被吹扫干净后，再通过一对工作装置5朝待加工件61喷射反应气体，此时即可完成原子层沉积反应。当然，在有些实施例中，一对工作装置5也可以不喷射吹扫气体，而是直接喷射反应气体，采用反应气体进行吹扫。

具体的，如图1所示，进一步的，原子层沉积装置还包括：一对第一抽气装置7和一对第二抽气装置8，第一抽气装置7具有第一吸气口，一对第一抽气装置7的两个第一吸气口沿第一方向a相对间隔设置，并且一对第一吸气口分别位于第一反应床主体1和第二反应床主体2相对的内侧。

同时，如图1所示，第二抽气装置8具有第二吸气口，一对第二抽气装置8的两个第二吸气口沿第一方向a相对间隔设置，并且一对第二吸气口分别位于第一反应床主体1和第二反应床主体2相对的内侧，第一吸气口和第二吸气口沿第二方向b相对设置于目标气体出口51两侧。

一对第一抽气装置7和一对第二抽气装置8能够抽取目标气体和保护气体。具体的，如图1所示，当一对第一高压装置3、一对第二高压装置4和工作装置5均朝待加工件61喷射气体时，通过一对第一抽气装置7和一对第二抽气装置8将第一保护区13和反应区12内，以及第二保护区14和反应区12内的气体抽走，能够防止第一保护区13和第二保护区14内的气体进入保护区内干扰反应区12内反应气体的沉积。

具体的，第一抽气装置7和第二抽气装置8均具有抽气管和抽气泵，抽气泵和抽气管连接，抽气管的吸气口为第一吸气口或第二吸气口，通过抽气泵就能够抽取保护气体或目标气体。

具体的，抽气管可以盘旋布置在第一保护区13和第二保护区内，抽气管上沿抽气管的长度方向开设多个相互间隔的抽气孔。

另外，需要说明的是，上述目标气体可以是吹扫气体或者反应气体，具体的，保护气体和吹扫气体可以是氮气等高纯度惰性气体。而反应气体根据不同的反应需要可以进行调整。

另外，具体的，如图2至4所示，第一高压装置3和第二高压装置4均包括：增压机构、第一高压腔体101和第二高压腔体102，增压机构与外部气源连通，第一高压腔体101与增压机构连通，而第二高压腔体102和第二高压腔体102之间通过限制管道103连通。同时，如图2和图3所示，第二高压腔体102朝向待加工件61一侧开设多个微孔1021，各微孔1021构成上述所说的第一出气口31或第二出气口41。具体的，该增压机构可以是增压泵或者其他风机等。

在有些实施例中，如图1和图2所示，第二高压腔体102朝向待加工件61一侧的侧板为出气板1022，该出气板1022沿第二方向b延伸，各微孔1021均布在该出气板1022上。具体的，上述微孔1021的孔径是小于等于0.2mm。所述第二高压腔体沿第一方向的高度大于等于3cm。

具体的，如图2至4所示，第一出气口31和第二出气口41距离待加工件61的距离小于等于0.3mm。

当然，在有些实施例中，如图3所示，第二高压腔体102朝向待加工件61一侧的侧板为透气板1023，该透气板1023由多孔材料制成。优选的，该多孔材料的孔径可以小于等于500微米。

当然，在有些实施例中，可以是仅仅第一高压装置3包含第一高压腔体101和第二高压腔体102，或者，仅仅第二高压装置4包含第一高压腔体101和第二高压腔体102。当第一高压装置3或第二高压装置4不包含上述的第一高压腔体101和第二高压腔体102时，则第一高压装置3或第二高压装置4可以仅仅包含一个管道和设置在管道上的增压泵，管道与保护气体源连通，管道的出口为上述的第一出气口31或第二出气口41。

具体的，在本实施例中，如图1和图5和图6所示，第二高压腔体102设置在第一反应床主体1或第二反应床主体2上，如图1所示，第二高压腔体102朝向待加工件61一侧的侧板为上述出气板1022或者透气板1023，在本实施例中，各第一高压装置3和各第二高压装置4均包含上述第一高压腔体101和第二高压腔体102。

在本实施例中，由于第一高压装置3或第二高压装置4均包含了第一高压腔体101和第二高压腔体102，并且第一高压腔体101和第二高压腔体102之间采用限制管道103连通。因此当气体从高压力区域(第一高压装置3)流向低压力区域(第二高压装置4)时，通过流体动力学结构设计，可以将气体在高压力区到低压力区过渡时形成清晰的边界而且该边界可以被控制成一个气体薄层，其厚度在微米量级，一般为100微米以内。控制方法核心是限制高压气体的流出量，使高压气体在一定的空间内保持有效压力，而气体的流出量主要是通过上述开设在第二高压腔体上的微孔的内径进行控制的，当微孔的孔径小于等于0.2mm，同时，所述第二高压腔体沿第一方向的高度大于等于3cm时，第二高压腔内的压力基本等于第一高压腔内的压力。

在本实施例中，第二高压腔体102为一个缓冲区域，通过将第二高压腔体102的气体出口限制，使得第二高压腔体102内的气体无法被顺利排出，以达到一定压力的保持。当第二高压腔体102的出气口被进一步限制，可以使第二高压腔体102内的压力近似等于第一高压腔体101内的压力。第二高压腔体102的限流措施可以通过上述出气板1022和透气板1023来实施，如图2至图4所示。从第二高压腔体102内流出的气体被进一步限制在一个狭小的薄层空间内，即第一出气口31或第二出气口41与待加工件61之间，如图2至图4所示，第一出气口31或第二出气口41与待加工件61之间将会形成一个狭小的高压气体薄层L1，该高压气体薄层1的压力等于第二高压腔体102内的压力，且同时等于第一高压腔体101内的压力。当高压气体薄层L1的厚度小于等于0.3mm时达到最佳状态。

另外，由于出气板1022上均布多个微孔1021，或者透气板1023采用多孔材料制成，因此该高压气体薄层L1的压力均匀一致。因此该高压气体薄层L1有100％的密封性能，也就是该高压气体薄层可以100％隔绝其接触的两个空间，即能够完全密封反应区12。传统真空镀膜技术(包括原子层沉积ALD，化学气相沉积PVD，物理气相沉积PVD等)是通过真空腔将外界与反应空间隔离，抽真空并不完全是工艺所必须的条件，例如ALD，CVD等。与传统抽真空隔绝相比，本实施例中的高压气体薄层L1由于有100％的密封性能，故而可以用于取代传统真空腔体的设计局限，使得反应区12与外界环境没有物理隔绝。这种设计思路将带来很多优势，包括大幅度简化系统设计，而其中最大的优势在于大面积连续卷对卷工艺实施中的简单及低成本。

上述高压气体薄层L1有100％的压力均匀性。该均匀气体层可实现对被处理样品的无物理接触悬浮，同时由于压力的高度均匀性，可以保证被处理样品本身的平整度不受到影响，特别适用于柔性材料的处理。如图4所示，待加工件61上下两个高压气体薄层L1可以将样品无接触悬浮，悬浮的同时可以通过高压气体薄层L1的均匀高压将被处理样品无接触夹住，其整个受力面受力均匀。

高压气体薄层L1所实现的上述悬浮夹持，进一步会在被处理样品运动时起到关键的运动辅助作用。例如，当柔性膜材料处于卷对卷运动状态时，由于张力的作用，会使柔性材料产生形变，特别是涟漪状形变，这种形变是目前所有柔性材料(特别是大面积)卷对卷表面处理时所面临的问题，且对表面处理的质量产生了很大的不利影响。高压气体薄层L1的100％高均匀高压力无接触悬浮夹持可以完美解决上述问题，且不会影响柔性材料卷对卷运动。

另外，具体的，如图1、图5和图6所示，第一反应床主体1朝向第二反应床主体2一侧，有部分朝远离第二反应床主体2方向凹陷形成第一反应区1211。同时，第二反应床主体2朝向第一反应床主体1一侧，有部分朝远离第一反应床主体1方向凹陷形成第二反应区2112。第一反应区1211和第二反应区2112沿第一方向a相对设置，且共同形成上述反应区12。上述目标气体出口51位于反应区12内，并且第一出气口31和第二出气口41沿第二方向b相对设置在反应区12两侧。由于第一反应区1211和第二反应区2112均为凹陷区域，因此能够更好地密封反应区12。

另外，原子层沉积装置包括主控系统，该主控系统与各第一高压装置3和各第二高压装置4通讯连接，控制各第一高压装置3和各第二高压装置4所喷射出气体的压力。

主控系统可操作地控制各第一高压装置3所喷射出气体的压力高于各第二高压装置4所喷射出气体的压力，以驱动待加工件61从第一出气口31至第二出气口41方向移动；或者主控系统可操作地控制各第二高压装置4所喷射出气体的压力高于各第一高压装置3所喷射出气体的压力，以驱动待加工件61从第二出气口41至第一出气口31方向移动。

具体的，主控系统与增压机构通讯连接，通过控制增压机构所输出气体压力的大小来控制第一高压装置3和第二高压装置4所喷射出气体压力的大小。当然，如果第一高压装置3和第二高压装置4只包含增压泵时，则主控系统只与增压泵通讯连接。

在实际情况中，如图5所示，当需要驱动待加工件61沿第二方向b从第一出气口31至第二出气口41方向移动时，则增大各第一高压装置3所喷射气体的压力，通过该压力的驱动，使得待加工件61沿第二方向b从第一出气口31至第二出气口41方向移动。反之，当需要驱动待加工件61沿第二方向b从第二出气口41至第一出气口31方向移动时，则增大各第二高压装置4所喷射气体的压力，通过该压力的驱动，使得待加工件61沿第二方向b从第二出气口41至第一出气口31方向移动。

另外，具体的，工作装置5的结构可以与上述第一高压装置3和第二高压装置4的结构相同，区别在于，工作装置5与反应气体源连通，或者与吹扫气体源连通。因此主控系统与各工作装置5通讯连接，控制各工作装置5所喷射目标气体的压力和排量。具体的，主控系统与增压机构或者增压泵通讯连接。

另外，在有些实施例中，如图6所示，一对第一高压装置3、一对第二高压装置4和一对工作装置5组合成一组反应组9，原子层沉积装置包括多组反应组9；其中，各组反应组9沿第二方向b依次排列，且相邻两个反应组9之间相互靠近的第一保护区13和第二保护区14相互紧挨或相互重叠。

通过上述方式，当串联多组反应组9后，将会构建工作空间的连续分布，实现连续运动中的原子层沉积工艺。

本实施例的工艺步骤如下：第一卷62和第二卷63沿第一方向a设置，待加工件61卷绕在第一卷62和第二卷63上，沿第一方向a朝待加工件61的两端喷射高压保护气体，夹持所述待加工件61，并形成第一保护区13；沿第一方向a朝待加工件61的两端喷射高压保护气体，夹持所述待加工件61，并形成第二保护区14；所述第一保护区13和所述第二保护区14沿第二方向b相互间隔设置，所述第二方向b为所述待加工件61的移动方向，所述第一方向a垂直于所述第二方向b；

沿所述第一方向a朝所述待加工件61喷射吹扫气体，并形成吹扫区，所述吹扫区位于所述第一保护区13和第二保护区14之间，且第一保护区13和第二保护区14沿第三方向c密封所述吹扫区，所述第三方向c垂直于所述第一方向a和所述第二方向b；通过吹扫，能够将反应区12内的杂质吹走。

停止喷射吹扫气体，沿所述第一方向a朝所述待加工件61喷射反应气体，并形成反应区12，所述反应区12与所述吹扫区相同。

另外，优选的，在待加工件61的反应过程中，第一保护区13内待加工件61所承受来自高压保护气体的压力，大于第二保护区14内待加工件61所承受来自高压保护气体的压力，以驱动待加工件61沿第二方向b从第一保护区13方向往第二保护区14方向移动；

第二保护区14内待加工件61所承受来自高压保护气体的压力，大于第一保护区13内待加工件61所承受来自高压保护气体的压力，以驱动待加工件61沿第二方向b从第二保护区14方向往第一保护区13方向移动。

需要说明的是，上述两个步骤顺序不分先后。当然，除了采用上述方式外，还可以通过驱动第一卷62和第二卷63沿各自的轴线方向旋转的方式使得待加工件61移动。

本发明还提供了一种原子层沉积方法，原子层沉积方法包括如下步骤：

沿第一方向a朝待加工件61的两端喷射高压保护气体，夹持待加工件61，并形成第一保护区13；

沿第一方向a朝待加工件61的两端喷射高压保护气体，夹持待加工件61，并形成第二保护区14；第一保护区13和第二保护区14沿第二方向b相互间隔设置，第二方向b为待加工件61的移动方向，第一方向a垂直于第二方向b；

沿第一方向a朝待加工件61喷射目标气体，并形成反应区，反应区位于第一保护区13和第二保护区14之间，且第一保护区13和第二保护区14沿第二方向b密封反应区。

上述原子层沉积方法可以采用上述第一实施例中的原子层沉积装置来实施，具体的实施方式在第一实施例中已经详细阐明，因此在此就不一一赘述。

需要说明的是，上述目标气体可以直接是反应气体，也可以先喷射吹扫气体，再喷射目标气体。

另外，原子层沉积方法还包括如下步骤：

第一保护区13内待加工件61所承受来自高压保护气体的压力，大于第二保护区14内待加工件61所承受来自高压保护气体的压力，以驱动待加工件61沿第二方向b从第一保护区13方向往第二保护区14方向移动；

第二保护区14内待加工件61所承受来自高压保护气体的压力，大于第一保护区13内待加工件61所承受来自高压保护气体的压力，以驱动待加工件61沿第二方向b从第二保护区14方向往第一保护区13方向移动。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：

第一反应床主体和第二反应床主体，所述第一反应床主体和所述第二反应床主体沿第一方向相对间隔设置，待加工件可操作地位于所述第一反应床主体和第二反应床主体之间，且可操作地沿第二方向移动，所述第二方向垂直于所述第一方向；

一对第一高压装置，所述第一高压装置具有第一出气口，且所述一对第一高压装置的两个所述第一出气口沿所述第一方向相对设置，且分别位于第一反应床主体和所述第二反应床主体相对的内侧；所述一对第一高压装置可操作地朝所述待加工件喷射高压保护气体，夹持所述待加工件；

一对第二高压装置，所述第二高压装置具有第二出气口，且所述一对第二高压装置的两个所述第二出气口沿所述第一方向相对设置，且分别位于第一反应床主体和所述第二反应床主体相对的内侧；所述一对第二高压装置可操作地朝所述待加工件喷射高压保护气体，夹持所述待加工件；所述第一出气口和所述第二出气口沿所述第二方向间隔设置；

一对工作装置，所述工作装置具有目标气体出口，所述一对工作装置的两个目标气体出口沿第一方向相对间隔设置，且所述一对目标气体出口分别位于第一反应床主体和所述第二反应床主体相对的内侧，且所述目标气体出口位于所述第一出气口和所述第二出气口之间。

2.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述一对第二高压装置所喷射出的保护气体在所述第一反应床主体和所述第二反应床主体之间形成第二保护区；

所述一对第一高压装置所喷射出的保护气体在所述第一反应床主体和所述第二反应床主体之间形成第一保护区；

所述一对工作装置均朝所述待加工件喷射目标气体，并在所述第一反应床主体和所述第二反应床主体之间形成反应区；

所述第一保护区、所述第二保护区和所述反应区沿第二方向相互连接。

3.根据权利要求2所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第一保护区、所述第二保护区和所述反应区沿第三方向的宽度小于所述待加工件沿所述第三方向的宽度；

其中，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

4.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述原子层沉积装置还包括：

一对第一抽气装置，所述第一抽气装置具有第一吸气口，所述一对第一抽气装置的两个第一吸气口沿第一方向相对间隔设置，且所述一对第一吸气口分别位于第一反应床主体和第二反应床主体相对的内侧；

一对第二抽气装置，所述第二抽气装置具有第二吸气口，所述一对第二抽气装置的两个第二吸气口沿第一方向相对间隔设置，且所述一对第二吸气口分别位于第一反应床主体和第二反应床主体相对的内侧，所述第一吸气口和所述第二吸气口沿所述第二方向相对设置于所述目标气体出口两侧；

其中，一对第一抽气装置和所述一对第二抽气装置可操作地抽取所述目标气体和所述保护气体。

5.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第一高压装置和\或第二高压装置包括：

增压机构，所述增压机构与外部起源连通；

第一高压腔体，所述第一高压腔体与所述增压机构连通；

第二高压腔体，所述第一高压腔体和所述第二高压腔体之间通过限制管道连通；

其中，所述第二高压腔体朝向所述待加工件一侧开设多个微孔，各所述微孔构成所述第一出气口或所述第二出气口。

6.根据权利要求5所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述微孔的孔径小于等于0.2mm。

7.根据权利要求6所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第二高压腔体沿第一方向的高度大于等于3cm。

8.根据权利要求6所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第一出气口或所述第二出气口距离所述待加工件的距离小于等于0.3mm。

9.根据权利要求6所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第二高压腔体朝向所述待加工件一侧的侧板为出气板，所述出气板沿所述第二方向延伸，各所述微孔均布于所述出气板上。

10.根据权利要求6所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第二高压腔体朝向所述待加工件一侧的侧板为透气板，所述透气板由多孔材料制成。

11.根据权利要求4所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第一反应床主体朝向所述第二反应床主体一侧，有部分朝远离所述第二反应床主体方向凹陷形成第一反应区；

所述第二反应床主体朝向所述第一反应床主体一侧，有部分朝远离所述第一反应床主体方向凹陷形成第二反应区；

所述第一反应区和所述第二反应区沿所述第一方向相对设置，且共同形成反应区，所述目标气体出口位于所述反应区内，所述第一出气口和所述第二出气口沿第二方向相对设置在所述反应区两侧。

12.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述原子层沉积装置还包括主控系统，所述主控系统与各所述第一高压装置和各第二高压装置通讯连接，控制各所述第一高压装置和各所述第二高压装置所喷射出气体的压力；

所述主控系统可操作地控制各所述第一高压装置所喷射出气体的压力高于各所述第二高压装置所喷射出气体的压力，以驱动所述待加工件从所述第一出气口至所述第二出气口方向移动；

或，所述主控系统可操作地控制各所述第二高压装置所喷射出气体的压力高于各所述第一高压装置所喷射出气体的压力，以驱动所述待加工件从所述第二出气口至所述第一出气口方向移动。

13.根据权利要求12所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述主控系统与各所述工作装置通讯连接，控制各所述工作装置所喷射目标气体的压力或排量。

14.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，一对第一高压装置、一对第二高压装置和一对工作装置组合成一组反应组，所述原子层沉积装置包括多组所述反应组；

其中，各组所述反应组沿第二方向依次排列且相互连通。

15.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述目标气体为反应气体或吹扫气体。

16.一种原子层沉积方法，其特征在于，所述原子层沉积方法包括如下步骤：

沿第一方向朝待加工件的两端喷射高压保护气体，夹持所述待加工件，并形成第一保护区；

沿第一方向朝待加工件的两端喷射高压保护气体，夹持所述待加工件，并形成第二保护区；所述第一保护区和所述第二保护区沿第二方向相互间隔设置，所述第二方向为所述待加工件的移动方向，所述第一方向垂直于所述第二方向；

沿所述第一方向朝所述待加工件喷射目标气体，并形成反应区，所述反应区位于所述第一保护区和第二保护区之间，且第一保护区和第二保护区沿所述第二方向密封所述反应区。

17.根据权利要求16所述的原子层沉积方法，其特征在于，所述原子层沉积方法还包括如下步骤：

所述第一保护区内所述待加工件所承受来自所述高压保护气体的压力，大于所述第二保护区内所述待加工件所承受来自所述高压保护气体的压力，以驱动所述待加工件沿所述第二方向从所述第一保护区方向往所述第二保护区方向移动；

所述第二保护区内所述待加工件所承受来自所述高压保护气体的压力，大于所述第一保护区内所述待加工件所承受来自所述高压保护气体的压力，以驱动所述待加工件沿所述第二方向从所述第二保护区方向往所述第一保护区方向移动。