本發(fā)明有關(guān)一種化學(xué)氣相反應(yīng)的反應(yīng)槽系統(tǒng)，尤指一種應(yīng)用原子層沉積(Atomic layer deposition,ALD)技術(shù)的具導(dǎo)流板的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工業(yè)上為了提升化學(xué)反應(yīng)速率，經(jīng)常于生產(chǎn)過(guò)程中加入觸媒材料，以促進(jìn)反應(yīng)速率來(lái)提高產(chǎn)量。在一反應(yīng)過(guò)程中，與化學(xué)反應(yīng)速率有正相關(guān)的條件為觸媒與反應(yīng)物的接觸面積，因此現(xiàn)今所使用觸媒的顆粒尺寸多為納米等級(jí)，以增加反應(yīng)面積。

另外，在原子層沉積(ALD)的技術(shù)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)式ALD系統(tǒng)可依氣體流向分為垂直流反應(yīng)器(perpendicular-flow reactor)及水平流反應(yīng)器(cross-flow reactor)。然而，此一傳統(tǒng)式ALD系統(tǒng)的制程設(shè)備多適用于半導(dǎo)體制程成長(zhǎng)薄膜于平面的襯底，并非應(yīng)用在大尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)中以沉積納米觸媒。例如以涂布于硅襯底的納米碳管為例，由于在傳統(tǒng)式ALD系統(tǒng)中，前驅(qū)物于納米結(jié)構(gòu)中是以擴(kuò)散方式進(jìn)行傳播，當(dāng)前驅(qū)物脈沖時(shí)間或分壓不足時(shí)，無(wú)法使前驅(qū)物擴(kuò)散至納米結(jié)構(gòu)深部，導(dǎo)致納米碳管底部并無(wú)任何沉積，而僅有上半部深約2μm的納米碳管表面有所沉積。

換言之，現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)式ALD系統(tǒng)對(duì)于具有高深寬比的納米結(jié)構(gòu)襯底很難達(dá)到均勻鍍覆薄膜，且多數(shù)前驅(qū)物均無(wú)法擴(kuò)散進(jìn)入納米結(jié)構(gòu)襯底中，進(jìn)而有前驅(qū)物傳輸不均勻性、浪費(fèi)前驅(qū)物造成制程成本上升的問(wèn)題。

因此，如何提供一種反應(yīng)槽系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題，為目前此領(lǐng)域中亟待解決的課題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一目的在于提供一種具導(dǎo)流板的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)，可增加前驅(qū)物分子碰撞襯底來(lái)增加其反應(yīng)性進(jìn)而縮短脈沖時(shí)間，并可提升前驅(qū)物擴(kuò)散效率及薄膜快速成長(zhǎng)速率。

本發(fā)明的具導(dǎo)流板的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)包括：設(shè)有多個(gè)封閉式流道的反應(yīng)槽主體；具有一進(jìn)口端的上封蓋，其設(shè)于該反應(yīng)槽主體的一端，且該進(jìn)口端連通該多個(gè)封閉式流道；具有一出口端的下封蓋，其相對(duì)于該上封蓋而設(shè)于該反應(yīng)槽主體的另一端，且該出口端連通該多個(gè)封閉式流道；至少二個(gè)O型環(huán)，其分別設(shè)于該反應(yīng)槽主體與該上封蓋之間或該反應(yīng)槽主體與該下封蓋之間的至少一者，以增加密封度；以及第一導(dǎo)流板，其設(shè)于該上封蓋與該反應(yīng)槽主體之間，以通過(guò)該第一導(dǎo)流板將從該進(jìn)口端所注入的前驅(qū)物均勻地導(dǎo)入該多個(gè)封閉式流道內(nèi)。

于一實(shí)施例中，本發(fā)明的第一導(dǎo)流板包括：導(dǎo)流板本體，具有上表面及相對(duì)于該上表面的下表面；多個(gè)通孔，其貫穿該導(dǎo)流板本體的上表面及下表面；以及多個(gè)導(dǎo)槽，其凹陷并形成于該導(dǎo)流板本體的上表面上，且該多個(gè)導(dǎo)槽連通該多個(gè)通孔及該上封蓋的進(jìn)口端。

于另一實(shí)施例中，本發(fā)明的第一導(dǎo)流板包括：導(dǎo)流板本體，具有上表面及相對(duì)于該上表面的下表面；通孔，其貫穿該導(dǎo)流板本體的上表面及下表面；以及多個(gè)導(dǎo)槽，其凹陷并形成于該導(dǎo)流板本體的下表面上，且各該多個(gè)導(dǎo)槽的一端分別連通該反應(yīng)槽主體的多個(gè)封閉式流道的對(duì)應(yīng)流道，各該多個(gè)導(dǎo)槽的另一端集中連通該通孔，以使該多個(gè)導(dǎo)槽呈現(xiàn)放射狀或魚(yú)骨狀排列。

再于一實(shí)施例中，本發(fā)明的具導(dǎo)流板的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)還包括第二導(dǎo)流板，該第二導(dǎo)流板包括：導(dǎo)流板本體，具有上表面及相對(duì)于該上表面的下表面；多個(gè)通孔，其貫穿該導(dǎo)流板本體的上表面及下表面；以及多個(gè)導(dǎo)槽，其凹陷并形成于該導(dǎo)流板本體的上表面上；其中，該第二導(dǎo)流板設(shè)于該第一導(dǎo)流板與該反應(yīng)槽主體之間，且該第二導(dǎo)流板的導(dǎo)槽數(shù)量大于該第一導(dǎo)流板的導(dǎo)槽數(shù)量。

又于一實(shí)施例中，本發(fā)明的具導(dǎo)流板的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)還包括聚流板，該聚流板包括：聚流板本體，具有上表面及相對(duì)于該上表面的下表面；以及通孔，其貫穿該聚流板本體的上表面及下表面且位于該聚流板本體的中心點(diǎn)；其中，該聚流板設(shè)于該第一導(dǎo)流板與該上封蓋之間。

通過(guò)本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)及其導(dǎo)流板能夠使前驅(qū)物被均勻地導(dǎo)入封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)中的多個(gè)封閉式流道中，可增加前驅(qū)物分子碰撞襯底來(lái)增加其反應(yīng)性進(jìn)而縮短脈沖時(shí)間，并可提升前驅(qū)物擴(kuò)散效率及薄膜快速成長(zhǎng)速率，同時(shí)降低前驅(qū)物的使用量以降低制程成本，面對(duì)高深寬比的納米結(jié)構(gòu)襯底，更具可均勻鍍覆薄膜的功效。

附圖說(shuō)明

圖1A為本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖；

圖1B為圖1A所示的C-C’剖面線中第一導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖1C為圖1A所示的B-B’剖面線中第一導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖1D為圖1A所示的A-A’剖面線中反應(yīng)槽主體的剖面示意圖；

圖2A為圖1A的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖；

圖2B為圖2A所示的B-B’剖面線中第一導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖2C為圖2A所示的A-A’剖面線中第一導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖2D為圖2A中第一導(dǎo)流板的立體示意圖；

圖3A為圖1A的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖；

圖3B為圖3A所示的A-A’剖面線中第一導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖3C為圖3A所示的B-B’剖面線中第一導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖3D為圖3A所示的C-C’剖面線中第二導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖3E為圖3A所示的D-D’剖面線中第二導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖3F為本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的另一實(shí)施例中第一及第二導(dǎo)流板的立體示意圖；

圖4A為本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖；

圖4B為圖4A所示的C-C’剖面線中第一導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖4B’為圖4B另一實(shí)施例的剖面示意圖；

圖4C為圖4A所示的B-B’剖面線中第一導(dǎo)流板的剖面示意圖；

圖4C’為圖4C另一實(shí)施例的剖面示意圖；

圖4D為圖4A所示的A-A’剖面線中反應(yīng)槽主體的剖面示意圖；

圖5為本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖；

圖6A為本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的另一實(shí)施例中第一、二導(dǎo)流板及聚流板的立體示意圖；

圖6B為本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的另一實(shí)施例中第一、二導(dǎo)流板及聚流板的立體示意圖；

圖7A為本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的另一實(shí)施例中第一導(dǎo)流板及聚流板的立體示意圖；

圖7B為本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)的另一實(shí)施例中第一導(dǎo)流板及聚流板的立體示意圖；

圖8A至圖8C為ALD系統(tǒng)的薄膜鍍覆的照片圖；以及

圖9為使用本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)成長(zhǎng)薄膜于單根中空纖維的照片及SEM圖。

符號(hào)說(shuō)明

1 封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)

10 反應(yīng)槽主體

101 封閉式流道

102 上端面

103 下端面

11 上封蓋

111 進(jìn)口端

112、122 凹部

12 下封蓋

121 出口端

13 第一導(dǎo)流板

130、160 導(dǎo)流板本體

131、161、171 上表面

132、162、172 下表面

133、163、173 通孔

134、136、164、176 導(dǎo)槽

135、165 導(dǎo)入方向

14 前驅(qū)物

15 O型環(huán)

16 第二導(dǎo)流板

17 聚流板

170 聚流板本體。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)施例加以說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，而熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和功效，也可通過(guò)其他不同的具體實(shí)施例加以施行或應(yīng)用。因此，以下本發(fā)明涵蓋本文揭示的任何特定實(shí)施例的任何部件可與本文揭示的任何其他實(shí)施例的任何部件相結(jié)合。

須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技藝的人士的了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得以涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的用語(yǔ)也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)也視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

本發(fā)明利用原子層沉積鍍膜技術(shù)制作觸媒材料，將擬制備材料前驅(qū)物分次通入該封閉式流道反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，并以大量N₂或Ar等不參與反應(yīng)的氣體通入稀釋或移除前驅(qū)物，配合多種或多次通入稀釋或移除前驅(qū)物的循環(huán)步驟，進(jìn)一步控制觸媒顆粒尺寸、支撐材料厚度與其混和材料比例。本發(fā)明以大量N₂或Ar等不參與反應(yīng)的氣體通入稀釋或移除前驅(qū)物，且不局限于上述兩種氣體，如假設(shè)兩種前驅(qū)物A與B，注入不參與反應(yīng)的氣體為P，并以重復(fù)A-P-B-P的循環(huán)次數(shù)控制沉積觸媒納米顆粒的尺寸或是支撐材料的厚度，進(jìn)而獲得最佳觸媒反應(yīng)效率。

請(qǐng)參閱圖1A，本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)1包括反應(yīng)槽主體10、上封蓋11、下封蓋12以及至少一第一導(dǎo)流板13。該反應(yīng)槽主體10內(nèi)設(shè)有多個(gè)封閉式流道101，而該反應(yīng)槽主體10的外形可為圓柱狀或多角柱狀，本發(fā)明并不以此為限。于一實(shí)施例中，該多個(gè)封閉式流道101具體為一根根的中空長(zhǎng)形管體，以設(shè)于該反應(yīng)槽主體10內(nèi)且貫通該反應(yīng)槽主體10的上端面102與下端面103，另本發(fā)明并不限制該多個(gè)封閉式流道101的數(shù)量。

該上封蓋11具有一進(jìn)口端111及連通該進(jìn)口端111的凹部112。該上封蓋11利用該凹部112套設(shè)于該反應(yīng)槽主體10的上端面102，以使該進(jìn)口端111連通該反應(yīng)槽主體10的該多個(gè)封閉式流道101。

該下封蓋12也具有一出口端121及連通該出口端121的凹部122。該下封蓋12利用該凹部122套設(shè)于該反應(yīng)槽主體10的下端面103，以使該出口端121連通該反應(yīng)槽主體10的該多個(gè)封閉式流道101。

該第一導(dǎo)流板13設(shè)于該上封蓋11與該反應(yīng)槽主體10之間，即第一導(dǎo)流板13接置該反應(yīng)槽主體10的上端面102且位于該上封蓋11的凹部112中，以使該上封蓋11利用該凹部112套設(shè)于該反應(yīng)槽主體10的上端面102之時(shí)，同時(shí)夾置該第一導(dǎo)流板13。而該第一導(dǎo)流板13用以將從該進(jìn)口端111所注入的前驅(qū)物14均勻地導(dǎo)入該多個(gè)封閉式流道101內(nèi)。

于本第一實(shí)施例中，該封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)1更包括二個(gè)O型環(huán)15。該二個(gè)O型環(huán)15分別設(shè)于該反應(yīng)槽主體10與該上封蓋11之間，以及該反應(yīng)槽主體10與該下封蓋12之間，其目的是為了增加上封蓋11或下封蓋12套設(shè)于該反應(yīng)槽主體10后的密封度，使該封閉式流道101處于真空環(huán)境(<760Torr)。

于本第一實(shí)施例中，請(qǐng)同時(shí)參閱圖1A至圖1D，該第一導(dǎo)流板13包括導(dǎo)流板本體130、多個(gè)通孔133以及多個(gè)導(dǎo)槽134。該導(dǎo)流板本體130具有上表面131及相對(duì)于該上表面131的下表面132，而該多個(gè)通孔133貫穿該導(dǎo)流板本體130的上表面131及下表面132，另該多個(gè)導(dǎo)槽134則凹陷并形成于該導(dǎo)流板本體130的上表面131上。如圖1B所示，該多個(gè)導(dǎo)槽134是從該導(dǎo)流板本體130的中心向外延伸至該多個(gè)通孔133所形成，而呈現(xiàn)放射狀排列以連通該多個(gè)通孔133，而位于該導(dǎo)流板本體130中心的多個(gè)通孔133的一端則可連通該上封蓋11的進(jìn)口端111。

于本第一實(shí)施例中，該第一導(dǎo)流板13更包括形成于該導(dǎo)流板本體130的上表面131呈現(xiàn)圓形的導(dǎo)槽136，以連通該多個(gè)導(dǎo)槽134，且該導(dǎo)槽136的位置相對(duì)于該上封蓋11的進(jìn)口端111。

于本第一實(shí)施例中，該多個(gè)導(dǎo)槽134以平行于該導(dǎo)流板本體130的上表面131的方式所形成，也就是該多個(gè)導(dǎo)槽134平行于該導(dǎo)流板本體130的上表面131，也可以其他方式(如傾斜、由深漸淺)來(lái)形成，本發(fā)明并不以此為限。

通過(guò)本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)1及其所搭配的第一導(dǎo)流板13，當(dāng)前驅(qū)物14從上封蓋11的進(jìn)口端111注入時(shí)，先抵達(dá)導(dǎo)流板13的圓形的導(dǎo)槽136，接著即分流至各導(dǎo)槽134，并沿著導(dǎo)入方向135而流入通孔133中，進(jìn)而能夠均勻地導(dǎo)入該多個(gè)封閉式流道101內(nèi)。

于本發(fā)明的另一實(shí)施例中，請(qǐng)參閱圖2A至圖2D，該第一導(dǎo)流板13的多個(gè)導(dǎo)槽134呈現(xiàn)魚(yú)骨狀排列，且多個(gè)通孔133除了連通該多個(gè)導(dǎo)槽134的末端外，也可連通該多個(gè)導(dǎo)槽134的其他位置，本發(fā)明并不以此為限。本實(shí)施例中其他組件的敘述相同于前述的第一實(shí)施例，于此不再贅述。

再于本發(fā)明的一實(shí)施例中，請(qǐng)參閱圖3A至圖3E，該封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)1可搭配二個(gè)導(dǎo)流板，即包括第一導(dǎo)流板13及第二導(dǎo)流板16。該第一導(dǎo)流板13及第二導(dǎo)流板16皆設(shè)于該上封蓋11與該反應(yīng)槽主體10之間，以上封蓋11、第一導(dǎo)流板13、第二導(dǎo)流板16、反應(yīng)槽主體10的順序設(shè)置。其中，該第一導(dǎo)流板13的結(jié)構(gòu)特征相較于前第一實(shí)施例，僅為導(dǎo)槽134呈現(xiàn)十字狀排列的結(jié)構(gòu)改良，而本實(shí)施例中除第二導(dǎo)流板16外的其他組件的敘述已如前第一實(shí)施例中所述，于此不再贅述。以下進(jìn)一步敘述本實(shí)施例與前第一實(shí)施例中的不同處。

該第二導(dǎo)流板16包括導(dǎo)流板本體160、多個(gè)通孔163及多個(gè)導(dǎo)槽164。該導(dǎo)流板本體160具有上表面161及相對(duì)于該上表面161的下表面162。該多個(gè)通孔163貫穿該導(dǎo)流板本體160的上表面161及下表面162，且該多個(gè)通孔163的位置對(duì)應(yīng)該多個(gè)封閉式流道101的位置。該多個(gè)導(dǎo)槽164則凹陷并形成于該導(dǎo)流板本體160的上表面161上，且該多個(gè)導(dǎo)槽164的位置則要搭配第一導(dǎo)流板13的多個(gè)通孔133的位置，以使前驅(qū)物14經(jīng)第一導(dǎo)流板13分流后，從第一導(dǎo)流板13的多個(gè)通孔133再流至第二導(dǎo)流板16的多個(gè)導(dǎo)槽164，進(jìn)而通過(guò)多個(gè)通孔163均勻地導(dǎo)入多個(gè)封閉式流道101中。其中，第二導(dǎo)流板16的導(dǎo)槽164數(shù)量大于第一導(dǎo)流板13的導(dǎo)槽134數(shù)量，以達(dá)到二次分流及將前驅(qū)物更均勻地導(dǎo)向更多封閉式流道的功效。然而，本發(fā)明并不限制導(dǎo)流板的數(shù)量，也不限制導(dǎo)流板上多個(gè)導(dǎo)槽的呈現(xiàn)形狀，例如，如圖3B至圖3E所示，第一導(dǎo)流板13及第二導(dǎo)流板16上多個(gè)導(dǎo)槽134、164呈現(xiàn)十字狀排列，也可呈現(xiàn)如圖3F所示的放射狀排列，本發(fā)明并不以此為限。本實(shí)施例的主要精神在于如圖3A所示的多個(gè)導(dǎo)流板所具備的二次分流的功效。

于本發(fā)明的第二實(shí)施例中，請(qǐng)參閱圖4A、圖4B、圖4C、圖4D，該第一導(dǎo)流板13包括導(dǎo)流板本體130、通孔133以及多個(gè)導(dǎo)槽134。本實(shí)施例中的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)1除了上封蓋11的進(jìn)口端111并非位于正中央外，該進(jìn)口端111的開(kāi)口方向可平行于該上封蓋11的軸向即可(即側(cè)邊進(jìn)氣)，其余技術(shù)內(nèi)容皆相同于前述的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)，于此不再贅述。

該導(dǎo)流板本體130具有上表面131及相對(duì)于該上表面131的下表面132。該通孔133貫穿該導(dǎo)流板本體130的上表面131及下表面132。而該多個(gè)導(dǎo)槽134則凹陷并形成于該導(dǎo)流板本體130的下表面132上。第一導(dǎo)流板13接置于反應(yīng)槽主體10及上封蓋11之間，各該多個(gè)導(dǎo)槽134的一端分別連通該反應(yīng)槽主體10的多個(gè)封閉式流道101的對(duì)應(yīng)流道，而各該多個(gè)導(dǎo)槽134的另一端則集中連通該通孔133，使得該多個(gè)導(dǎo)槽134于該導(dǎo)流板本體130的下表面132上呈現(xiàn)放射性排列(如圖4C所示)。于另一實(shí)施例中，該多個(gè)導(dǎo)槽134于該導(dǎo)流板本體130的下表面132上也可呈現(xiàn)魚(yú)骨狀排列(如圖4C’所示)或是其他形狀的排列，本發(fā)明并不限制多個(gè)導(dǎo)槽的排列方式。

于本實(shí)施例中，該通孔133位于第一導(dǎo)流板13的導(dǎo)流板本體130的中心點(diǎn)，另該多個(gè)導(dǎo)槽134可平行于該導(dǎo)流板本體130的下表面132而形成，也就是該多個(gè)導(dǎo)槽134可平行于該導(dǎo)流板本體130的下表面132，或是以其深度從連通該通孔133至連通該多個(gè)封閉式流道101由深漸變至淺來(lái)形成，也就是各該多個(gè)導(dǎo)槽134的深度從連通該通孔133的一端朝連通該多個(gè)封閉式流道101的對(duì)應(yīng)流道的一端的方向遞減，本發(fā)明并不以此為限。

于本實(shí)施例中，如圖4B所示，該第一導(dǎo)流板13更包括形成于導(dǎo)流板本體130的上表面131的具有聚流功能的導(dǎo)槽136，該導(dǎo)槽136連通該通孔133，且自該通孔133向外延伸而呈扇形，以使前驅(qū)物能依據(jù)導(dǎo)入方向135而集中至通孔133處。另該導(dǎo)槽136的位置相對(duì)于該上封蓋11的進(jìn)口端111，本發(fā)明并不限制該導(dǎo)槽136及該上封蓋11的進(jìn)口端111的位置。

于另一實(shí)施例中，如圖4B’所示，該第一導(dǎo)流板13更包括形成于導(dǎo)流板本體130的上表面131的至少二導(dǎo)槽136。不同于如圖4B所示導(dǎo)槽136為扇形，本圖4B’所示的導(dǎo)槽136為長(zhǎng)條形溝槽，且自該第一導(dǎo)流板13邊緣線性延伸至該通孔133。該二導(dǎo)槽136用以提供A-P-B-P原子層沉積制程中A與B前驅(qū)物集中至通孔133處的獨(dú)立路徑，避免A與B前驅(qū)物之間反應(yīng)。但本發(fā)明并不限制導(dǎo)槽136的位置及數(shù)量。

另本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽10中上封蓋11的進(jìn)口端111的開(kāi)口方向也不作限制。如圖4A所示的第二實(shí)施例，該進(jìn)口端111的開(kāi)口方向平行于該上封蓋11的軸向，即該進(jìn)口端111開(kāi)設(shè)于該上封蓋11具有凹部112的表面的相對(duì)面上；如圖5所示的第三實(shí)施例，該進(jìn)口端111的開(kāi)口方向也可平行于該上封蓋11的徑向，即該進(jìn)口端111開(kāi)設(shè)于該上封蓋11的側(cè)面。本第三實(shí)施例除了進(jìn)口端111的開(kāi)口方向不同外，其余技術(shù)內(nèi)容皆相同于前述的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)，于此不再贅述。

于本發(fā)明的其他實(shí)施例中，如圖6A至圖7B所示，本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)還包括聚流板17。該聚流板17包括聚流板本體170及通孔173。該聚流板本體170具有上表面171及相對(duì)于該上表面171的下表面172，該通孔173貫穿該聚流板本體170的上表面171及下表面172且位于該聚流板本體170的中心點(diǎn)，且該聚流板17設(shè)于該第一導(dǎo)流板13與該上封蓋11之間。該聚流板17的聚流板本體170的上表面171形成有至少一連通該通孔173的導(dǎo)槽176，導(dǎo)槽176的形式可為自通孔173向外延伸而呈扇形，或是自該聚流板17邊緣線性延伸至該通孔173的長(zhǎng)條形溝槽，且導(dǎo)槽176的位置相對(duì)于該上封蓋11的進(jìn)口端111。

換言之，本實(shí)施例即是將第二、三實(shí)施例中第一導(dǎo)流板13的上表面131的導(dǎo)槽136結(jié)構(gòu)另外獨(dú)立成聚流板17，如此一來(lái)即可搭配前述第一實(shí)施例中的第一導(dǎo)流板13、第二導(dǎo)流板16或二者的組合來(lái)均勻地導(dǎo)入前驅(qū)物，并使上封蓋11的進(jìn)口端11位置不受限必須位于上封蓋11的正中央，僅需讓進(jìn)口端11的開(kāi)口方向平行于該上封蓋11的軸向即可。另聚流板17可不需于聚流板本體170的上表面171形成導(dǎo)槽176，僅具有通孔173的結(jié)構(gòu)也可，或該聚流板17可搭配如圖4A所示本體下表面凹陷形成有多個(gè)第一導(dǎo)槽，但于本體上表面未形成有第二導(dǎo)槽的第一導(dǎo)流板，甚或是多個(gè)第一導(dǎo)槽貫通本體的第一導(dǎo)流板，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解聚流板17的主要功用為聚流，自可任意搭配前述各種態(tài)樣的導(dǎo)流板(例如前述圖4A或圖5所述實(shí)施例的側(cè)邊進(jìn)氣的導(dǎo)流板設(shè)計(jì))，以達(dá)前驅(qū)物均勻?qū)氲墓π?，本發(fā)明并不限制前述導(dǎo)流板之間的搭配形式。

請(qǐng)參閱圖8A至圖8C，當(dāng)能了解本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)確具薄膜鍍覆具均勻性的功效。于圖8A至圖8C中，是以色彩灰階漸變的方式來(lái)表現(xiàn)薄膜鍍覆是否均勻，色彩灰階漸變?cè)蕉?，代表薄膜鍍覆不均勻；色彩灰階漸變?cè)缴?，代表薄膜鍍覆均。圖8A為未使用載流氣體及導(dǎo)流板輸送的ALD系統(tǒng)所呈現(xiàn)的薄膜照片，其顏色變化顯示薄膜鍍覆厚度變化；圖8B為使用載流氣體但未使用導(dǎo)流板輸送的ALD系統(tǒng)所呈現(xiàn)的薄膜照片；圖8C為使用載流氣體且使用本發(fā)明的導(dǎo)流板輸送的ALD系統(tǒng)所呈現(xiàn)的薄膜照片。

本實(shí)驗(yàn)例為成長(zhǎng)五氧化二鉭(Ta₂O₅)于硅(Si)襯底上，硅襯底長(zhǎng)度約10公分，而工作參數(shù)如下表所示：

依據(jù)圖8A至圖8C可知，圖8C中使用載流氣體且使用本發(fā)明的導(dǎo)流板輸送的ALD系統(tǒng)所呈現(xiàn)的Ta₂O₅薄膜鍍覆均勻性，明顯較圖8A、圖8B均勻。

請(qǐng)參閱圖9，其為使用載流氣體且使用本發(fā)明的導(dǎo)流板輸送的ALD系統(tǒng)成長(zhǎng)二氧化鈦(TiO₂)薄膜于聚楓(PSF)中空纖維模板的照片及SEM圖，其工作參數(shù)如下表所示：

由圖9可知，使用載流氣體且使用本發(fā)明的導(dǎo)流板輸送的ALD系統(tǒng)能夠均勻成長(zhǎng)二氧化鈦(TiO₂)在中空納米微孔纖維模板上，不論是該中空納米微孔纖維模板的上、中、下段，均具有極佳的薄膜沉積覆蓋性與均勻性。

通過(guò)本發(fā)明的封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)并搭配前述的導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)，能夠使前驅(qū)物被均勻地導(dǎo)入封閉式流道反應(yīng)槽系統(tǒng)中的多個(gè)封閉式流道中，可增加前驅(qū)物分子碰撞襯底來(lái)增加其反應(yīng)性，進(jìn)而縮短脈沖時(shí)間，并可提升前驅(qū)物擴(kuò)散效率及薄膜快速成長(zhǎng)速率，同時(shí)降低前驅(qū)物的使用量以降低制程成本，面對(duì)高深寬比的納米結(jié)構(gòu)襯底，更具可均勻鍍覆薄膜的功效。此外，本發(fā)明也可應(yīng)用至低蒸氣壓前驅(qū)物的ALD制程中。

上述實(shí)施例僅為例示性說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)原理、特點(diǎn)及其功效，并非用以限制本發(fā)明的可實(shí)施范疇，任何熟習(xí)此技術(shù)的人士均可在不違背本發(fā)明的精神與范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。然任何運(yùn)用本發(fā)明所教示內(nèi)容而完成的等效修飾及改變，均仍應(yīng)為下述的申請(qǐng)專利范圍所涵蓋。而本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書(shū)所列。