用于在基板上沉積原子層的方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種在基板上沉積原子層的方法。所述方法包括從可以是可旋轉(zhuǎn)鼓狀物的一部分的沉積頭的前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體。所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)基板提供前驅(qū)氣體。所述方法還包括通過沿著所述基板旋轉(zhuǎn)所述沉積頭來(lái)移動(dòng)所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器，接著所述基板沿著旋轉(zhuǎn)鼓狀物移動(dòng)。所述方法還包括在以下兩者之間切換：在旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分上從前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)基板供應(yīng)所述前驅(qū)氣體；以及在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分上中斷從前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)所述前驅(qū)氣體。
【專利說明】用于在基板上沉積原子層的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在基板上沉積原子層，優(yōu)選原子層的堆棧的方法，該方法包括從包含在沉積頭內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體。本發(fā)明還涉及用于在基板上沉積原子層的裝置，該裝置包括沉積頭，具有用于對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體的前驅(qū)氣體供應(yīng)器。本發(fā)明還涉及原子層的堆棧。
【背景技術(shù)】
[0002]原子層沉積已知為沉積單分子層的靶材的方法。原子層沉積不同于例如化學(xué)氣相沉積之處在于原子層沉積至少需要兩個(gè)連續(xù)處理步驟(即，半周期)。自限制處理步驟的第一步驟包含在基板表面上施加前驅(qū)氣體。自限制處理步驟的第二步驟，包含前驅(qū)材料的反應(yīng)，用于形成單分子層的耙材。原子層沉積具有實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的甚至理想的層厚控制的優(yōu)點(diǎn)。不過，原子層實(shí)質(zhì)上是薄的。結(jié)果，運(yùn)用原子層沉積來(lái)沉積具有大于約10納米的特定厚度的層，通常相當(dāng)耗時(shí)，因?yàn)樾枰褩ＴS多原子層以得到如此的層厚。
[0003]W02007/106076敘述原子層沉積的方法，其中基板安裝在鼓狀物上。此鼓狀物沿著供應(yīng)前驅(qū)氣體的噴嘴旋轉(zhuǎn)。以此方式，可以在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)沉積多層原子層。不過，W02007/106076的方法只能用于長(zhǎng)度等于或小于鼓狀物的周長(zhǎng)的基板。另外，安裝基板至鼓狀物所需要的時(shí)間，可能至少部分或甚至完全消除沿著噴嘴快速旋轉(zhuǎn)所掙得的時(shí)間。
[0004]US2011/0076421敘述氣相沉積反應(yīng)器，其可被插入管中，在管中將沉積薄膜?？梢孕D(zhuǎn)氣相沉積反應(yīng)器，而管固定。旋轉(zhuǎn)氣相沉積反應(yīng)室，而基板只有部分覆蓋氣體沉積反應(yīng)器的圓周，可能導(dǎo)致反應(yīng)物漏出。
[0005]本發(fā)明人的EP2360293公開了一種在基板上沉積原子層之方法。上述方法包括從可以是可旋轉(zhuǎn)鼓狀物的一部分的沉積頭的前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體。從前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)基板提供前驅(qū)氣體。上`述方法還包括通過沿著基板旋轉(zhuǎn)沉積頭來(lái)移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器，基板接著沿著旋轉(zhuǎn)鼓狀物移動(dòng)。在EP2360293中，提供密封元件以防止前驅(qū)氣體漏出至外部環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供沉積原子層的方法，至少部分解決已知方法的一個(gè)或更多問題。
[0007]于是，本發(fā)明提供在例如柔性或剛性基板上沉積原子層，優(yōu)選是原子層的堆棧的方法，該方法包括從包含在沉積頭內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器，優(yōu)選是從多個(gè)前驅(qū)氣體供應(yīng)器，對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體；包括使前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以形成原子層；包括在供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)通過沿著旋轉(zhuǎn)軌道旋轉(zhuǎn)沉積頭而使前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著基板移動(dòng)；還包括在以下兩者之間切換:在旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分上從前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體；以及在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分上中斷從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體。
[0008]以此方式，當(dāng)連續(xù)移動(dòng)(例如，旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn))前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或基板時(shí)，可以沉積原子層的堆棧。結(jié)果，可以增加原子層的沉積速率。此外，經(jīng)由在供應(yīng)和中斷前驅(qū)氣體之間切換，可以在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分上，防止所不希望的前驅(qū)氣體漏出，例如當(dāng)基板從輸出面移開或遠(yuǎn)離輸出面時(shí)。
[0009]實(shí)施例中，當(dāng)供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)，沉積頭可以沿一個(gè)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。于是，當(dāng)沉積原子層的堆棧時(shí)，可以避免以往復(fù)的方式移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或基板。以此方式，可以防止固有于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的前驅(qū)頭及/或基板的反轉(zhuǎn)。可以導(dǎo)致更高的沉積速率及/或更均勻的原子層沉積，例如因?yàn)槌练e頭的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)沒有接縫。
[0010]在另一實(shí)施例中，當(dāng)供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)，以往復(fù)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)沉積頭。例如，在供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)，先沿一個(gè)方向移動(dòng)沉積頭，然后在供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)，沿另一方向移動(dòng)。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)可以是沉積過程中更高的靈活性，例如可以要求較少的前驅(qū)氣體供應(yīng)器。
[0011]注意到US2009/0081885A1未公開當(dāng)供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)通過旋轉(zhuǎn)沉積頭而使前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著基板移動(dòng)。US2009/0081885A1也未公開在連續(xù)沿一個(gè)方向移動(dòng)(例如，旋轉(zhuǎn))前驅(qū)氣體供應(yīng)器時(shí)，沉積原子層的堆棧。US2009/0081885A1中公開的裝置，在供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)，不適合沿一個(gè)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器。
[0012]基板可以是柔性基板或剛性，即非柔性基板。使用柔性基板，可與旋轉(zhuǎn)沉積頭結(jié)合良好。如此的柔性基板容許彎曲基板，這有利于圍繞旋轉(zhuǎn)沉積頭引導(dǎo)基板。
[0013]實(shí)施例中，上述方法包括在對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體之后或與此同時(shí)沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)基板。在對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體之后沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)基板，使得能夠沉積互相分離的區(qū)域，在相互分離的區(qū)域，層的堆棧在基板上沉積。在對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體的同時(shí)沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)基板，實(shí)現(xiàn)相當(dāng)連續(xù)的層的堆棧，該相當(dāng)連續(xù)的層的堆棧由彼此偏移即部分重疊的原子層構(gòu)成。以此方式，可以大體上防止原子層邊緣之間的垂直于基板延伸的接縫。前驅(qū)氣體供應(yīng)器相對(duì)于基板的平移速度可以隨著時(shí)間是恒定的或隨著時(shí)間變化。
[0014]實(shí)施例中，在沉積原子層期間，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度大于及/或與基板的平移速度方向相反。這更增加原子層的沉積速率。例如，前驅(qū)氣體供應(yīng)器平移速度的絕對(duì)值可以比基板平移速度的絕對(duì)值大至少5倍、至少10倍、至少20倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍、至少1000倍、至少5000倍、及/或至少10000倍。實(shí)施例中，當(dāng)前驅(qū)頭沿著基板表面移動(dòng)時(shí)，基板可以非常緩慢移動(dòng)或維持不動(dòng)，因而沉積任何想要的層數(shù)。顯然地，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度選擇性地可以指向基板平移速度的方向。
[0015]實(shí)施例中，前驅(qū)氣體供應(yīng)器被成形為狹長(zhǎng)形狀，沿著或傾斜于沉積頭的軸向方向，其中前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或基板沿橫向于由旋轉(zhuǎn)頭移動(dòng)限定的軸向方向的方向移動(dòng)。沿著或傾斜于軸向方向形成的如此的狹長(zhǎng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)在基板上原子層的同質(zhì)沉積。
[0016]實(shí)施例中，沉積頭有輸出面,該輸出面在沉積原子層期間至少部分面對(duì)基板，輸出面被提供有前驅(qū)氣體供應(yīng)器。于是，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以沿著彎曲的輸出面，在沿著或傾斜于沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸。
[0017]實(shí)施例中，輸出面具有大體上圓形形狀，典型為大體上圓柱形或圓錐形如截頭圓錐形形狀及/或截頭體形狀，限定基板的移動(dòng)路徑。于是，輸出面可以具有大體上圓柱形、圓錐形或截頭體形狀。如此的輸出面可與旋轉(zhuǎn)前驅(qū)頭結(jié)合良好，因?yàn)樵谑褂弥惺骨膀?qū)頭和基板間能維持相當(dāng)恒定的分離距離。
[0018]注意到US2007/0281089A1未公開具有輸出面的沉積頭被提供有前驅(qū)氣體供應(yīng)器并具有限定基板的移動(dòng)路徑的大體上圓形形狀，在沉積原子層期間，輸出面至少部分面對(duì)基板。更注意到，US2007/0281089A1未公開沿著或傾斜于沉積頭的軸向方向被成形為狹長(zhǎng)形狀的前驅(qū)氣體供應(yīng)器，也未公開前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以沿著彎曲的輸出面，在沿著或傾斜于沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸。而是，US2007/0281089A1公開了一種裝置，其中輸出面和前驅(qū)氣體供應(yīng)器垂直于軸向方向和旋轉(zhuǎn)軸線延伸。這阻礙在基板上同質(zhì)沉積。例如，接近旋轉(zhuǎn)軸線的沉積將不同于更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線的沉積。此外，在旋轉(zhuǎn)軸線的位置，不可能沉積。結(jié)果，在US2007/0281089A1中，基板僅在少于輸出面的一半?yún)^(qū)域上移動(dòng)。
[0019]實(shí)施例中，沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)基板，包括圍繞沉積頭移動(dòng)基板優(yōu)選至少一次或少于一次，優(yōu)選是圍繞沉積頭的輸出面。基板的將圍繞旋轉(zhuǎn)的沉積頭移動(dòng)至少一次的第一部分，優(yōu)選位于已經(jīng)圍繞旋轉(zhuǎn)基板移動(dòng)比基板的第一部分多一次的第二部分基板旁邊?；宓牡谝徊糠旨暗诙糠謨?yōu)選沿著同一條線延伸，該同一條線指向沿著基板的第一部分及第二部分，并橫向于基板的移動(dòng)方向。以此方式，旋轉(zhuǎn)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以在使用中不斷地面對(duì)基板。結(jié)果，可大體上防止前驅(qū)氣體的漏出。于是，在此實(shí)施例中，在基板移動(dòng)朝向和到達(dá)沉積頭的位置附近，及/或基板移動(dòng)遠(yuǎn)離并離開沉積頭的位置附近，可能發(fā)生的漏出問題(會(huì)導(dǎo)致所不希望的前驅(qū)反應(yīng)，引起污染和微粒)，至少可以解決部分。注意到，圍繞沉積頭提供基板的次數(shù)不一定是整數(shù)。
[0020]實(shí)施例中，上述方法包括排出通過第一及第二部分的基板之間的間隙漏出的前驅(qū)氣體。
[0021]實(shí)施例中，沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)基板，包括圍繞沉積頭沿著螺旋路徑移動(dòng)基板。沉積頭可以是可旋轉(zhuǎn)鼓狀物的一部分。鼓狀物可包括可旋轉(zhuǎn)輪，沉積頭附在該可旋轉(zhuǎn)輪上?；蹇梢試@沉積頭及/或圍繞鼓狀物沿著螺旋路徑移動(dòng)至少一次。以此方式，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器在使用中不斷地面對(duì)基板以提供同質(zhì)層，優(yōu)選大體上在沿著螺旋路徑的相對(duì)側(cè)之間的整個(gè)基板區(qū)域上。尤其，基板可被定位成螺旋路徑結(jié)構(gòu)，其中相對(duì)的基板側(cè)以相對(duì)基板側(cè)之間沒有狹縫或只有作為過渡的非常窄的狹縫形成的方式彼此相對(duì)。以此方式，可以大體上防止漏出及/或大體上縮減至最小。
[0022]實(shí)施例中，基板大體上面對(duì)全部前驅(qū)氣體供應(yīng)器。于是，在使用中，旋轉(zhuǎn)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以不斷地面對(duì)基板。
[0023]實(shí)施例中，上述方法包括借助在基板面對(duì)沉積頭的區(qū)域之外面對(duì)沉積頭的蓋子限制前驅(qū)氣體。借助蓋子，可以大體上阻礙或甚至防止前驅(qū)氣體流動(dòng)至可以執(zhí)行上述方法的裝置的外部環(huán)境。蓋子可以沿著及/或在基板的第一及第二部分之間的間隙延伸。
[0024]實(shí)施例中，上述方法包括在基板與旋轉(zhuǎn)沉積頭間維持分離距離。以此方式，可以防止基板與旋轉(zhuǎn)沉積頭之間的機(jī)械接觸。結(jié)果，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度可大于及/或與基板的平移速度方向相反。優(yōu)選地，圍繞沉積頭圓周的至少一部分且優(yōu)選全部，分離距離大體上恒定。
[0025]實(shí)施例中，上述方法包括附接基板至一載子，并沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)載子。借助載子，可以維持基板與旋轉(zhuǎn)沉積頭之間的分離距離。結(jié)果，可以防止基板與旋轉(zhuǎn)沉積頭之間的機(jī)械接觸。載子優(yōu)選包括網(wǎng)眼。[0026]實(shí)施例中，上述方法包括圍繞引導(dǎo)件沿著引導(dǎo)件的輸送面移動(dòng)載子，引導(dǎo)件與輸出面共形并面對(duì)輸出面。通過共形輸送面，分離距離在輸出面的至少一部分上可以維持大體上恒定。
[0027]實(shí)施例中，上述方法包括在沉積頭與基板之間供應(yīng)軸承氣體，用于形成分離基板與沉積頭的氣體軸承層。以此方式，在旋轉(zhuǎn)沉積頭與基板之間可以維持相當(dāng)窄的分離距離。分離距離可以例如最多200微米、最多100微米、最多15微米、或最多10微米，例如約5微米。同時(shí)，分離距離可以至少3微米、至少5微米、或至少10微米。如此小的分離距離降低提供給基板的過剩的前驅(qū)氣體數(shù)量。這是值得的，因?yàn)榍膀?qū)氣體的使用通常加入生產(chǎn)成本。
[0028]實(shí)施例中，上述方法包括使前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以便通過利用激光選擇性處理沉積的前驅(qū)材料形成原子層。如此的選擇性處理可包括控制激光，用于選擇性處理沉積的前驅(qū)材料。選擇性控制激光可包括選擇性控制激光的強(qiáng)度，例如打開和關(guān)閉激光以提供光柵型圖案。在如此的實(shí)施例中，激光切換時(shí)間與相對(duì)速度共同限定像素柵格，該像素柵格可限定例如50微米或更小的非常小的平面內(nèi)圖案結(jié)構(gòu)。二擇一地，選擇性控制激光可以包括從沉積的前驅(qū)材料選擇性移開激光束。以此方式，可以沉積有圖案的原子層。例如，根據(jù)想要的圖案，當(dāng)基板的待沉積原子層的部分鄰接反應(yīng)氣體供應(yīng)器時(shí)，可以打開激光。例如，根據(jù)想要的圖案，當(dāng)基板的不沉積原子層的部分鄰接反應(yīng)氣體供應(yīng)器時(shí)，可以關(guān)閉激光。激光優(yōu)選包含在例如整合在沉積頭內(nèi)。
[0029]實(shí)施例中，上述方法包括從沉積頭的軸承氣體供應(yīng)器對(duì)基板供應(yīng)軸承氣體，以提供氣體軸承層。
[0030]實(shí)施例中，上述方法包括借助在限定在沉積頭中并面對(duì)基板的洞穴內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器，供應(yīng)前驅(qū)氣體；以及借助沉積頭的前驅(qū)氣體排出器，從洞穴排出前驅(qū)氣體，用于大體上防止前驅(qū)氣體漏出洞穴；上述方法還包括借助遠(yuǎn)離洞穴的軸承氣體供應(yīng)器，供應(yīng)軸承氣體。
[0031]如此的洞穴使得可以應(yīng)用洞穴內(nèi)的與氣體軸承層中的過程條件不同的過程條件。前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或前驅(qū)氣`體排出器優(yōu)選位于洞穴內(nèi)。在氣體軸承層中，即接近或鄰近軸承氣體供應(yīng)器，分離距離可以至少3微米、至少5微米、至少10微米、及/或最多15微米。在洞穴中，分離距離可以最多500微米、最多200微米、最多100微米、最多50微米、及/或最少25微米。于是，洞穴中的分離距離的范圍從25微米到最多500微米。
[0032]發(fā)明人認(rèn)識(shí)到此實(shí)施例的特征可以應(yīng)用得更廣，選擇性地結(jié)合在此描述的一個(gè)或更多其它實(shí)施例及/或特征。于是，提供在基板上沉積原子層，優(yōu)選是原子層的堆棧的方法，上述方法包括從包含在沉積頭內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器，優(yōu)選是多個(gè)前驅(qū)氣體供應(yīng)器，對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體；并且還包括在前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板間實(shí)現(xiàn)相對(duì)移動(dòng)，其中上述方法包括借助在限定在沉積頭中并面對(duì)基板的洞穴內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器，供應(yīng)前驅(qū)氣體；并包括借助沉積頭的前驅(qū)氣體排出器，從洞穴排出前驅(qū)氣體，用于大體上防止前驅(qū)氣體漏出洞穴；上述方法還包括借助遠(yuǎn)離洞穴的軸承氣體供應(yīng)，供應(yīng)軸承氣體。
[0033]上述方法優(yōu)選包括使前驅(qū)氣體反應(yīng)，在基板附近例如在其上，以形成原子層。上述方法優(yōu)選用于制造光電(Photovoltaic)面板或其部分。原子層優(yōu)選是光電面板或其部分的一部分。例如，原子層可以是物理鈍化層，例如氧化鋁(Al2O3)層。二擇一地，原子層可以是不同于中k氧化鋁(Al2O3)層的層的一部分。例如，原子層可以是抗反射層的一部分，例如氮化硅(Si3N4)層。上述方法可以選擇性地包括使前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以形成原子層，不必暴露單分子層的沉積前驅(qū)材料于電漿。前驅(qū)氣體供應(yīng)器和前驅(qū)氣體排出器優(yōu)選位于洞穴內(nèi)。
[0034]實(shí)施例中，上述方法用于以原子層修正基板的表面能量(例如疏水性)。上述方法例如可以用于修正一張紙或一張紡織物的表面能量。上述修正之后例如可以在具有修正的表面能量的基板上增加層，例如，借助印刷或微影成像術(shù)。如此的方法可以得利于可由原子層沉積實(shí)現(xiàn)的限定良好的表面能量。
[0035]實(shí)施例中，上述方法包括通過沉積頭的前驅(qū)氣體排出器排出前驅(qū)氣體。
[0036]實(shí)施例中，輸出面具有洞穴、前驅(qū)氣體排出器及/或軸承氣體供應(yīng)器。
[0037]實(shí)施例中，上述方法包括在基板上沉積原子層的堆棧，并包括在前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板間實(shí)現(xiàn)相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上述往復(fù)運(yùn)動(dòng)包括在兩個(gè)接著的反轉(zhuǎn)位置反轉(zhuǎn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間的運(yùn)動(dòng)方向，其中沉積于反轉(zhuǎn)位置之間的原子層相對(duì)于先前沉積的原子層偏移。以此方式，可以大體上防止在由沿橫向于基板的方向排列的多個(gè)原子層邊緣所形成的堆棧中產(chǎn)生接縫。這提高堆棧的物理性能以及堆棧強(qiáng)度的一致性。
[0038]發(fā)明人認(rèn)識(shí)到此實(shí)施例的特征可以應(yīng)用得更廣，選擇性地結(jié)合在此描述的一個(gè)或更多其它實(shí)施例及/或特征。于是，提供的方法包括在基板上沉積原子層的堆棧，并且還包括實(shí)現(xiàn)例如前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間線性的相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上述往復(fù)運(yùn)動(dòng)包括，在兩個(gè)接著的反轉(zhuǎn)位置或逆向位置，反轉(zhuǎn)或逆向前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間的運(yùn)動(dòng)方向，其中沉積在反轉(zhuǎn)位置間的原子層相對(duì)于先前沉積的原子層偏移。
[0039]實(shí)施例中，沉積在反轉(zhuǎn)位置之間的原子層的邊緣，相較于沉積在反轉(zhuǎn)位置間的原子層的主要部分，在距離基板不同的位置上。
[0040]上述方法優(yōu)選通過根據(jù)本發(fā)明的裝置執(zhí)行。
[0041]本發(fā)明的另一目的是提供改善原子層的堆棧。
[0042]對(duì)此，本發(fā)明提供借助根據(jù)本發(fā)明的方法沉積的原子層的堆棧。
[0043]本發(fā)明的另一目的是提供用于沉積原子層的裝置，至少部分解決已知裝置的一個(gè)或更多問題。
[0044]對(duì)此，本發(fā)明提供用于在例如柔性或剛性基板上沉積原子層，優(yōu)選是原子層的堆棧的裝置，上述裝置包括沉積頭，具有前驅(qū)氣體供應(yīng)器，優(yōu)選具有多個(gè)前驅(qū)氣體供應(yīng)器，用于對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體；上述裝置還包括底座，用于可旋轉(zhuǎn)地安裝沉積頭，優(yōu)選用于安裝包括沉積頭的鼓狀物，及/或用于安裝在其上安裝沉積頭的輪；并包括驅(qū)動(dòng)器，配置用旋轉(zhuǎn)沉積頭，以便沿著基板移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器；所述沉積頭被構(gòu)造用于，在沿著旋轉(zhuǎn)軌道連續(xù)移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器期間，使供應(yīng)的前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以便形成原子層。上述裝置還包括氣體源，用于經(jīng)由氣體流動(dòng)路徑提供前驅(qū)氣體給前驅(qū)氣體供應(yīng)器；以及氣體切換結(jié)構(gòu)，配置和構(gòu)造為在以下兩者之間切換:在旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分上，從前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體；以及在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分上，中斷從前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體。
[0045] 選擇性地，上述裝置包括鼓狀物及/或輪。于是，選擇性地，上述裝置包括含有沉積頭的鼓狀物，其中底座配置為可旋轉(zhuǎn)地安裝包含沉積頭的鼓狀物。上述裝置優(yōu)選配置為沿著可旋轉(zhuǎn)的鼓狀物的至少部分圓形的圓周移動(dòng)基板。[0046]利用如此的裝置，可在連續(xù)沿一個(gè)方向移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或基板時(shí)，沉積原子層的堆棧。于是，當(dāng)沉積原子層的堆棧時(shí)，可以防止往復(fù)移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或基板。以此方式，可以防止固有于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的前驅(qū)頭及/或基板的反轉(zhuǎn)。結(jié)果，可以增加原子層的沉積速率。
[0047]實(shí)施例中，上述裝置包括輸送器，配置為在對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體之后或與此同時(shí)沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器輸送基板。
[0048]實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器適于實(shí)現(xiàn)及/或控制前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度大于及/或與基板的平移速度方向相反。這可進(jìn)一步增加原子層的沉積速率。例如，前驅(qū)氣體供應(yīng)器平移速度的絕對(duì)值比基板平移速度的絕對(duì)值大至少5倍、至少10倍、至少20倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍、至少1000倍，至少5000倍、及/或至少10000倍。驅(qū)動(dòng)器優(yōu)選包括驅(qū)動(dòng)控制器，配置為控制前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度。輸送器優(yōu)選包括輸送控制器，配置為控制基板的平移速度。明顯地，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度可以選擇性地指向基板的平移速度的方向。
[0049]實(shí)施例中，前驅(qū)氣體供應(yīng)器被成形為狹長(zhǎng)形狀，沿著或傾斜于沉積頭的軸向方向，沉積頭的軸向方向指向沿著或傾斜于基板并橫向于前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或基板的移動(dòng)方向。于是，此實(shí)施例中，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以在橫向于前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或基板的移動(dòng)方向的方向上有其最大的尺寸。結(jié)果，基板的大部分由原子層覆蓋。于是，在此實(shí)施例中，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以在前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或基板的移動(dòng)方向上有其最小的尺寸。以此方式，使用的前驅(qū)氣體數(shù)量可以大體上縮減至最小。軸向方向優(yōu)選指向沿著基板并垂直于基板的移動(dòng)方向。
[0050]實(shí)施例中，沉積頭有輸出面，該輸出面在使用中至少部分面對(duì)基板，并具有前驅(qū)氣體供應(yīng)器。
[0051]實(shí)施例中，輸出面具有大體上圓形，典型為大體上圓柱形形狀，限定基板的移動(dòng)路徑。如此的輸出面與旋轉(zhuǎn)的前驅(qū)頭結(jié)合良好，`因?yàn)樵谑褂弥惺骨膀?qū)頭和基板之間能維持相當(dāng)恒定的分離距離。
[0052]實(shí)施例中，提供裝置與例如柔性基板組合，其中圍繞沉積頭，優(yōu)選圍繞沉積頭的輸出面，優(yōu)選提供基板至少一次或少于一次。在使用中，基板的將圍繞旋轉(zhuǎn)沉積頭移動(dòng)至少一次的第一部分，優(yōu)選位于基板的已經(jīng)圍繞旋轉(zhuǎn)基板移動(dòng)比基板的第一部分多一次的第二部分旁邊。使用中，基板的第一部分及第二部分優(yōu)選沿著同一條線延伸，該同一條線指向沿著基板的第一部分及第二部分，并橫向于基板的移動(dòng)方向。以此方式，旋轉(zhuǎn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以在使用中不斷地面對(duì)基板。結(jié)果，可以大體上防止前驅(qū)氣體的漏出，特別在基板移動(dòng)朝向并到達(dá)沉積頭的位置附近，以及基板移動(dòng)遠(yuǎn)離并離開沉積頭的位置附近。圍繞沉積頭提供基板的次數(shù)可以是整數(shù)，或者也可以不是整數(shù)。
[0053]實(shí)施例中，上述裝置具有漏氣排出器，用于通過基板的第一和第二部分之間的間隙排出前驅(qū)氣體。
[0054]實(shí)施例中，輸送器包括引導(dǎo)件。上述引導(dǎo)件可適于圍繞沉積頭沿著螺旋路徑引導(dǎo)基板?；蹇梢员惶峁檠刂菪隣盥窂絿@沉積頭至少一次，優(yōu)選圍繞包含有沉積頭的輪的鼓狀物至少一次。以此方式，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器可在使用中不斷地面對(duì)基板。引導(dǎo)件可以例如包括至少一個(gè)，例如兩個(gè)絞盤。引導(dǎo)件，例如，引導(dǎo)件的至少一絞盤，優(yōu)選具有相對(duì)于沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜的長(zhǎng)軸線；藉此方式以便圍繞沉積頭沿著螺旋狀路徑引導(dǎo)基板。
[0055]實(shí)施例中，在使用中基板大體上面對(duì)整個(gè)前驅(qū)氣體供應(yīng)器。于是，在使用中，旋轉(zhuǎn)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以不斷地面對(duì)基板。
[0056]實(shí)施例中，上述裝置包括蓋子，用于限制前驅(qū)氣體，其中蓋子面對(duì)沉積頭的一部分，并在基板的部分之間延伸。借助蓋子，可以大體上阻礙或甚至防止所不希望的前驅(qū)氣體流動(dòng)至裝置的外部環(huán)境。蓋子可以沿著及/或在基板的第一及第二部分之間的間隙延伸。
[0057]實(shí)施例中，上述裝置被配置為維持基板與旋轉(zhuǎn)沉積頭之間的分離距離。以此方式，可以防止基板與旋轉(zhuǎn)的沉積頭之間的機(jī)械接觸。結(jié)果，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度可大于及/或與基板的平移速度方向相反。圍繞沉積頭圓周的至少一部分且優(yōu)選是全部，分離距離優(yōu)選大體上是恒定的。
[0058]實(shí)施例中，輸送器包括載子，用于附接基板，輸送器被配置為沿著沉積頭移動(dòng)載子。借助載子，可以維持基板與旋轉(zhuǎn)沉積頭間的分離距離。結(jié)果，可以防止基板與旋轉(zhuǎn)沉積頭之間的機(jī)械接觸。載子優(yōu)選包括網(wǎng)眼或柵格。[0059]實(shí)施例中，引導(dǎo)件可以配置為沿著引導(dǎo)件的輸送面移動(dòng)載子，引導(dǎo)件的輸送面與輸出面共形。借助共形輸送面，分離距離在輸出面的至少一部分上可以維持大體上恒定。
[0060]實(shí)施例中，上述裝置包括選擇性可控制的激光，用于使前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以便通過選擇性控制激光形成原子層。借助如此的激光，可以選擇性處理沉積的前驅(qū)材料，用于使沉積的前驅(qū)材料反應(yīng)。如此的選擇性控制可以包括選擇性控制激光的強(qiáng)度，例如打開或關(guān)閉激光。二擇一地，選擇性控制激光可以包括從沉積的前驅(qū)材料選擇性移開激光束。以此方式，可以沉積有圖案的原子層。如此的有圖案的原子層對(duì)于在原子層中制造開口及/或在基板上限定可濕性的空間變化是有用的。可配置激光，用于產(chǎn)生多個(gè)光束。在使用中，多個(gè)光束可以分別指向，例如沿不同的方向，不同的前驅(qū)氣體供應(yīng)器。
[0061]實(shí)施例中，上述裝置具有軸承氣體供應(yīng)器，用于在沉積頭和基板之間供應(yīng)軸承氣體，以形成將基板和沉積頭分開的氣體軸承層。以此方式，旋轉(zhuǎn)沉積頭和基板之間可以維持相當(dāng)窄的分離距離。上述分離距離可以最多200微米、最多100微米、最多15微米、或最多10微米，例如約5微米。同時(shí)，分離距離可以至少3微米、至少5微米、或至少10微米。如此小的分離距離降低提供給基板的過剩前驅(qū)氣體數(shù)量。這是值得的，因?yàn)榍膀?qū)氣體通常加入生產(chǎn)成本。
[0062]實(shí)施例中，沉積頭包括軸承氣體供應(yīng)器，配置為對(duì)基板供應(yīng)軸承氣體，用于提供氣體軸承層。
[0063]實(shí)施例中，沉積頭具有洞穴，洞穴在使用中面對(duì)基板，且其中前驅(qū)氣體供應(yīng)器優(yōu)選位于洞穴中，用于對(duì)基板供應(yīng)洞穴中的氣體，并且其中沉積頭具有前驅(qū)氣體排出器，優(yōu)選位于洞穴內(nèi)，用于從洞穴排出前驅(qū)氣體，以大體上防止前驅(qū)氣體漏出洞穴，其中沉積頭還具有與洞穴隔開的軸承氣體供應(yīng)器，用于遠(yuǎn)離洞穴供應(yīng)軸承氣體。通過使洞穴面對(duì)基板，了解基板大體上對(duì)洞穴形成封閉區(qū)，以便形成用于供應(yīng)前驅(qū)氣體的封閉環(huán)境。另外，可以提供基板，使基板的不同相鄰部分或甚至相鄰的基板可以形成如此的封閉區(qū)。如此形成的洞穴使得可以在洞穴中應(yīng)用與在氣體軸承層中的過程條件不同的過程條件。在氣體軸承層中，即，接近或鄰近軸承氣體供應(yīng)器，分離距離可以至少3微米、至少5微米、至少10微米、及/或最多15微米。在洞穴中，分離距離可以最多500微米、最多200微米、最多100微米、最多50微米、及/或至少25微米。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到此實(shí)施例的特征可以應(yīng)用得更廣，選擇性地結(jié)合在此描述的一個(gè)或更多其它實(shí)施例及/或特征。于是，提供在基板上沉積原子層的裝置，該裝置包括沉積頭，具有用于對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體的前驅(qū)氣體供應(yīng)器，優(yōu)選是多個(gè)前驅(qū)氣體供應(yīng)器；該裝置還包括驅(qū)動(dòng)器，配置為實(shí)現(xiàn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間沿著基板的相對(duì)移動(dòng)；所述沉積頭被構(gòu)造為使供應(yīng)的前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以形成原子層。
[0064]實(shí)施例中，沉積頭具有洞穴，洞穴在使用中面對(duì)基板，且其中前驅(qū)氣體供應(yīng)器位于洞穴中，用于對(duì)基板供應(yīng)洞穴中的氣體，并且其中沉積頭具有位于洞穴內(nèi)的前驅(qū)氣體排出器，用于從洞穴排出前驅(qū)氣體，以大體上防止前驅(qū)氣體漏出洞穴，其中沉積頭還具有與洞穴隔開的軸承氣體供應(yīng)器，用于遠(yuǎn)離洞穴供應(yīng)軸承氣體。此裝置優(yōu)選配置為及/或用于制造光電面板或其部分。原子層優(yōu)選是光電面板或其部分的一部分。實(shí)現(xiàn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間沿著基板相對(duì)移動(dòng)，可以包括同時(shí)保持前驅(qū)氣體供應(yīng)器靜止，輸送基板可以包括移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器同時(shí)保持基板靜止，及/或可以包括同時(shí)移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器和輸送基板。
[0065]實(shí)施例中，沉積頭包括前驅(qū)氣體排出器，用于排出前驅(qū)氣體。
[0066]實(shí)施例中，輸出面具有前驅(qū)氣體排出器、洞穴及/或軸承氣體供應(yīng)器。
[0067]裝置和方法的其它有利的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0068]現(xiàn)在參考附圖以非限定的方式說明本發(fā)明，其中:
[0069]圖1顯示根據(jù)本發(fā) 明的第一實(shí)施例中用于在基板上沉積原子層的裝置；
[0070]圖1A顯示具有偏移的層的堆棧的范例；
[0071]圖1B顯示層的隔離的堆棧的范例；
[0072]圖1C顯示其中沉積頭、前驅(qū)氣體供應(yīng)器及選擇性的鼓狀物相對(duì)于軸可移動(dòng)的示意性剖面圖；
[0073]圖1D顯示包括氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的示意性剖面圖；
[0074]圖1E (A)顯示包括氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的示意性剖面圖；
[0075]圖1E (B)顯示圖1E (A)的側(cè)視圖；
[0076]圖1E (C)顯示圖1E (B)的放大圖；
[0077]圖1F顯示又一氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)的示意性剖面圖；
[0078]圖2A示意性顯示第一實(shí)施例中裝置2的沉積頭的基本功能部分，以及基板；
[0079]圖2B部分顯示圖2A中所示的沉積頭的一部分的可能結(jié)構(gòu)；
[0080]圖3A及3B顯不輸送器的一部分；
[0081]圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例中用于在基板4上沉積原子層的裝置2 ；
[0082]圖4A顯示具有狹長(zhǎng)形供應(yīng)器的輸出面的范例；
[0083]圖5及6顯示第二實(shí)施例中的裝置2的變化，其中沉積頭具有在使用中面對(duì)基板的洞穴；
[0084]圖6A顯示第二實(shí)施例中沉積頭的變化；[0085]圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例中與基板組合的裝置；
[0086]圖8顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例中與基板組合的裝置；
[0087]圖9示意性顯示基板的移動(dòng)方向和沉積頭的移動(dòng)方向；
[0088]圖9A顯示根據(jù)本發(fā)明的裝置的沉積頭的實(shí)施例，其中前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著螺旋路徑延伸；
[0089]圖9B顯示圖9A中所示A_A’剖面的一部分；
[0090]圖10顯示層的堆棧及顯示接著的反轉(zhuǎn)位置；
[0091]圖1lA顯示一范例，其中沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線與基板移動(dòng)的方向并列；
[0092]圖1lB顯示沿著沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線的觀察方向的沉積頭；
[0093]圖12顯示包括氣體切換結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的示意性剖面圖；
[0094]圖13顯示包括另一氣體切換結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的示意性剖面圖；
[0095]圖14顯示另一氣體切換結(jié)構(gòu)；
[0096]圖15顯不又一氣體切換結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；
[0097]圖16顯示圖15的氣體切換結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)；
[0098]圖17顯示圖15的氣體切換結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；以及
`[0099]圖18顯示圖15的氣體切換結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。
[0100]除非另外說明，所有的圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0101]原子層沉積已知是一種在至少兩個(gè)處理步驟(B卩，半周期)中沉積單分子層的靶材的方法。這些自限制處理步驟的第一步驟包括在基板表面上施加前驅(qū)氣體。這些自限制處理步驟的第二步驟，包括前驅(qū)材料的反應(yīng)，用于在基板上形成單分子層的耙材。前驅(qū)氣體可以例如包含金屬鹵化物氣體，例如四氯化鉿(HfCl4),但可替代地還可包含另一類型的前驅(qū)材料，如有機(jī)金屬氣體，例如四(乙基-甲基-胺基)鉿或三甲基鋁(Al (CH3)3)。前驅(qū)氣體可以與載子氣體一起注入，例如氮?dú)狻鍤饣驓錃饣蚱浠旌衔?。載子氣體中前驅(qū)氣體的濃度可以典型地在0.01到I體積百分比的范圍內(nèi)，但也可以在此范圍外。
[0102]可以用很多方式執(zhí)行前驅(qū)氣體的反應(yīng)。首先，可以將單分子層的沉積前驅(qū)材料暴露至電漿中。如此的電漿強(qiáng)化原子層沉積特別適合沉積高質(zhì)量的中k氧化鋁(Al2O3)層，例如用于制造半導(dǎo)體產(chǎn)品，如芯片及太陽(yáng)能電池。于是，通過沉積一層或更多層太陽(yáng)能電池，本發(fā)明可以例如用于制造太陽(yáng)能電池，特別用于制造柔性太陽(yáng)能電池。其次，可以對(duì)沉積的單分子層的沉積前驅(qū)材料供應(yīng)反應(yīng)氣體。反應(yīng)氣體包含例如氧化劑，如氧(02)、臭氧(O3)及/或水(H20)。氮化劑如N2、NH3等也可以用于形成氮化物，如氮化硅(Si3N4)。注意到反應(yīng)氣體也可以看作(第二)前驅(qū)氣體，例如兩種或更多種前驅(qū)氣體可以彼此反應(yīng)形成原子層作為反應(yīng)物。
[0103]原子層沉積的處理范例中，可以驗(yàn)證各種階段。第一階段中，基板表面暴露于前驅(qū)氣體，例如四氯化鉿(HfCl4)15 —旦基板表面充滿單層化學(xué)吸附的前驅(qū)氣體分子的單分子層，前驅(qū)氣體的沉積自動(dòng)終止。此自限制是原子層沉積法的特征。第二階段中，過剩的前驅(qū)氣體使用凈化氣體及/或真空凈化。以此方式，可以移除過剩的前驅(qū)分子。凈化氣體優(yōu)選對(duì)于前驅(qū)氣體是惰性的。第三階段中，前驅(qū)分子暴露于電漿或反應(yīng)氣體，例如氧化劑，如水蒸氣(h2o)。通過反應(yīng)物的功能配體與化學(xué)吸附的前驅(qū)分子的剩余功能配體的反應(yīng)，可以形成原子層，例如氧化鉿(Hf02)。第四階段中，通過凈化除去過剩的反應(yīng)物分子。另外，可以使用另外的反應(yīng)物刺激系統(tǒng)，例如熱、光子或電漿激勵(lì)。
[0104]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例中，用于在例如柔性基板4上沉積原子層的裝置2。裝置2包括具有前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的沉積頭6。沉積頭6可包括在可旋轉(zhuǎn)鼓狀物5內(nèi)。鼓狀物5可包括可旋轉(zhuǎn)輪5’，沉積頭6附接到可旋轉(zhuǎn)輪5’。借助前驅(qū)氣體供應(yīng)器，可對(duì)基板4供應(yīng)前驅(qū)氣體。裝置2還包括底座，配置為沿著基板4旋轉(zhuǎn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器。底座可包括軸承12，配置為接收軸10。軸可以穩(wěn)固連接至前驅(qū)氣體供應(yīng)器。經(jīng)由軸承12，軸10和沉積頭6可以相對(duì)于底座旋轉(zhuǎn)。沉積頭可圍繞旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線，可與軸10的中心例如與軸10的長(zhǎng)軸線一致。底座因此可以適于實(shí)現(xiàn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著基板的平移速度。
[0105]可替代地，可以應(yīng)用不包括軸10和軸承12的其他安裝實(shí)施例。尤其，可以經(jīng)由輸出面26安裝鼓狀物。于是，更普遍地，顯然沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線可以與鼓狀物的旋轉(zhuǎn)軸線一致。
[0106]裝置2可以還包括驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器被連接至軸10，用于驅(qū)動(dòng)軸10和沉積頭。驅(qū)動(dòng)器可具有驅(qū)動(dòng)控制器9A。借助驅(qū)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)器可適于實(shí)現(xiàn)和控制前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著基板的平移速度。如此的驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)控制器廣為人知，更進(jìn)一步的說明被視為多余。
[0107]軸10可包括沿著其軸線排列的狹長(zhǎng)的洞穴。使用中，可以輸送前驅(qū)氣體通過軸的洞穴11A。對(duì)此，氣體供應(yīng)結(jié)構(gòu)可以延伸進(jìn)入軸的洞穴。從軸10的洞穴11A，可以輸送前驅(qū)氣體至前驅(qū)氣體供應(yīng)器。
[0108]得到容許軸和氣體供應(yīng)結(jié)構(gòu)之間的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的氣體供應(yīng)結(jié)構(gòu)和軸之間氣密連接的方法，例如參考圖1C -1F和圖15-18，在以下更詳細(xì)討論。
[0109]對(duì)于旋轉(zhuǎn)空間卷對(duì)卷式(R2R)的原子層沉積(ALD)系統(tǒng)上的氣體供應(yīng)系統(tǒng)的一些通常要求可以是，如果氣體供應(yīng)源自定置供給組件，用于移動(dòng)即旋轉(zhuǎn)空間ALD系統(tǒng)的話，需要?dú)怏w給進(jìn)(feed-through)設(shè)計(jì)以從定置供給組件供給氣體到旋轉(zhuǎn)的ALD系統(tǒng)。如此的給進(jìn)不應(yīng)產(chǎn)生微粒，微粒必然污染ALD過程，導(dǎo)致例如沉積的阻障層中產(chǎn)生針孔。于是，遍及R2R設(shè)備的全部氣體通路系統(tǒng)，兩氣體供應(yīng)(例如前驅(qū)氣體TMA和反應(yīng)氣體H2O)優(yōu)選完全分離。
[0110]以下，對(duì)于兩個(gè)或更多的獨(dú)立分離的氣體供應(yīng)構(gòu)造，說明三項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)。
[0111]第一項(xiàng)設(shè)計(jì)中，提供一同軸鼓狀物組合，該同軸鼓狀物組合具有內(nèi)部的氣體軸承/具有有漏洞的密封的共中心管以及可切換流動(dòng)中斷閥。其中之一是氣體供應(yīng)設(shè)計(jì)，其中一個(gè)前驅(qū)氣體的供應(yīng)線路當(dāng)其氣體入口開口移進(jìn)鼓狀物沒有覆蓋箔的部分時(shí)被關(guān)閉。這可以通過插入可能例如是磁性、靜電及/或重力驅(qū)動(dòng)或其結(jié)合的閥系統(tǒng)來(lái)達(dá)成，之后參考圖14詳述。一些前驅(qū)物和處理氣體可流動(dòng)通過(共中心的)管組件的不同的內(nèi)部管?？梢酝ㄟ^壓力差完成前驅(qū)物和其它處理氣體的分開。例如，容許惰性氣體(用于凈化)流入前驅(qū)物管，但反之不成。有漏洞的密封的(共中心的)管容許從鼓狀物的一或兩側(cè)供應(yīng)氣體和前驅(qū)物，如圖1E所繪的原理。
[0112]第二項(xiàng)設(shè)計(jì)中，提供整合的多流動(dòng)選擇器/限制器系統(tǒng)，內(nèi)建于具有氣體軸承和來(lái)自所謂的形狀控制軸的氣體給進(jìn)的同軸鼓狀物組合。在此，氣體給進(jìn)可配備有氣體軸承。(惰性)氣體軸承可以從定置管分離旋轉(zhuǎn)管；氣體軸承可以是有漏洞的。有漏洞的密封的共中心管的概念可以由降低泄漏的氣體軸承擴(kuò)大。例如，圖1F圖示此概念。上述供應(yīng)設(shè)計(jì)可以基于整合的流動(dòng)限制器供應(yīng)線路通路、用于各反應(yīng)物的一個(gè)通路和網(wǎng)狀物的氣體軸承。氣體的開關(guān)切換基于刻在旋轉(zhuǎn)鼓狀物的圓周中的凹槽以及旋轉(zhuǎn)鼓狀物周圍的插入物所構(gòu)成的供應(yīng)線路。上述插入物形成兩個(gè)半部的凹剖面，當(dāng)面對(duì)面安裝在鼓狀物上時(shí)組成分隔室。
[0113]第三項(xiàng)設(shè)計(jì)中，提供整合的多流動(dòng)選擇器/限制器系統(tǒng)，內(nèi)建于具有來(lái)自密封保持抵靠鼓狀物的軸側(cè)的一或二個(gè)碟狀物的氣體給進(jìn)的鼓狀物。此供應(yīng)設(shè)計(jì)基于整合的流動(dòng)限制器供應(yīng)線路通路，用于各前驅(qū)物和/或反應(yīng)氣體的通路，以及用于網(wǎng)狀物的氣體軸承的一個(gè)通路。氣體的開關(guān)切換基于外部碟狀物相對(duì)于內(nèi)部鼓狀物旋轉(zhuǎn)時(shí)相連的供應(yīng)線路。上述旋轉(zhuǎn)的ALD鼓狀物可具有氣體承軸。氣體供應(yīng)至氣體軸承的定置部。通過定置部及旋轉(zhuǎn)部中的內(nèi)部通道，氣體從定置部轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)部。利用氣體分離，可以同步使用具有不同的氣體/前驅(qū)物的多個(gè)通道。圖17或18例示一范例。
[0114]圖1C顯示其中沉積頭、前驅(qū)氣體供應(yīng)器、及選擇性的鼓狀物5相對(duì)于軸10可移動(dòng)的實(shí)施例。裝置的底座可包括軸10。圖1C顯示軸10的示意性剖面圖，具有第一，例如狹長(zhǎng)的，軸洞穴11A，用于通過軸對(duì)前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體。
[0115]在圖1C的剖面中，沉積頭6和基板4，只能在剖面的一側(cè)可看見。不過，在實(shí)施例中，可以是其它剖面，其中沉積頭6及/或基板4在剖面兩側(cè)是可看見的。軸10可以具有第二，例如狹長(zhǎng)的，軸洞穴11B，用于通過軸對(duì)沉積頭供應(yīng)另外的氣體。例如，第二軸洞穴IlB可以配置為通過軸對(duì)反應(yīng)氣體供應(yīng)器42供應(yīng)反應(yīng)氣體。可替代地，第二軸洞穴IlB可以配置為通過軸對(duì)凈化氣體供應(yīng)器38供應(yīng)凈化氣體。 [0116]軸洞穴IlAUlB可以包括在軸給進(jìn)111內(nèi)，用于通過軸對(duì)前驅(qū)氣體供應(yīng)器至少供應(yīng)前驅(qū)氣體。在一邊的軸和另一邊的鼓狀物及/或沉積頭之間可以有利地提供氣體軸承
19。可以控制軸氣體軸承中的軸承壓力，以大體上防止漏出軸洞穴11A、11B。如此的軸氣體軸承可降低旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的微粒數(shù)量，相較于例如在軸和鼓狀物之間或在氣體供應(yīng)結(jié)構(gòu)和軸之間的滑動(dòng)機(jī)械接觸。軸氣體軸承19可以在一邊的軸和另一邊的旋轉(zhuǎn)鼓狀物及/或沉積頭之間提供氣體連接，大體上防止前驅(qū)氣體通過軸氣體軸承漏出。
[0117]于是，底座可以具有底座氣體軸承，例如軸氣體軸承，其形成在一邊的氣體供應(yīng)及/或排出結(jié)構(gòu)(未畫出，但例如常規(guī)的)以及另一邊的沉積頭之間的氣體連接的封閉區(qū)的一部分。所述底座氣體軸承中的壓力可配置為防止前驅(qū)氣體通過底座氣體軸承漏出氣體連接。同時(shí)，底座氣體軸承可以配置為容許沉積頭相對(duì)于氣體供應(yīng)器及/或排出器旋轉(zhuǎn)。沉積頭6、前驅(qū)氣體供應(yīng)器8以及選擇性的鼓狀物5的旋轉(zhuǎn)，由箭頭21顯示。在如此的實(shí)施例，使用中的軸可以定置。于是，上述軸可以穩(wěn)固地連接至氣體供應(yīng)結(jié)構(gòu)。
[0118]另外，或是可替代地，在一實(shí)施例中，裝置可以具有包含前驅(qū)氣體的匣。于是，可以省略氣密連接。輸送其他氣體可以類似于對(duì)前驅(qū)氣體供應(yīng)器輸送前驅(qū)氣體，如之前所述。
[0119]于是，更普遍地，底座可包括軸，用于選擇性地可旋轉(zhuǎn)地或穩(wěn)固地安裝沉積頭及/或鼓狀物于其上。上述軸可具有軸給進(jìn)，例如軸洞穴，用于通過軸對(duì)前驅(qū)氣體供應(yīng)器至少供應(yīng)前驅(qū)氣體。根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括:提供安裝在軸上的沉積頭及/或鼓狀物；通過軸對(duì)前驅(qū)氣體供應(yīng)器至少提供前驅(qū)氣體。上述底座可以具有底座氣體軸承，其形成在一邊的氣體供應(yīng)與排出結(jié)構(gòu)以及另一邊的沉積頭之間的氣體連接的封閉區(qū)的一部分。所述底座氣體軸承中的壓力，可以配置為防止氣體通過底座氣體軸承漏出氣體連接。底座氣體軸承可以配置為容許沉積頭相對(duì)于氣體供應(yīng)器及/或排出器旋轉(zhuǎn)。裝置2可以包括輸送器系統(tǒng)，用于沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器輸送基板。輸送器可以包括一封閉元件或引導(dǎo)件15，用于沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器8和沉積頭6輸送基板4，如同圖3A及3B更進(jìn)一步的圖示。而且，如此的輸送器，例如，如此的引導(dǎo)件，可以包括絞盤14。上述絞盤可以是定置的。不過，絞盤優(yōu)選是滾動(dòng)絞盤，即可以繞著對(duì)稱的軸線或絞盤14的長(zhǎng)軸線旋轉(zhuǎn)的絞盤。輸送器還可以包括輸送控制器9B，用于控制基板4通過滾動(dòng)的絞盤14的速度。如此的輸送控制器9B廣為人知，從而更進(jìn)一步的說明被視為多余。輸送控制器可以例如控制一或二個(gè)滾動(dòng)絞盤14的旋轉(zhuǎn)速度。對(duì)此，輸送控制器9B可以連接至滾動(dòng)絞盤14。
[0120]于是，分別借助輸送控制器9B和驅(qū)動(dòng)控制器9A，可以控制基板的平移速度和前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度。前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度優(yōu)選大于基板的平移速度。以此方式，前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間的相對(duì)移動(dòng)可以得到比較高的速度。
[0121]基板的平移速度可以例如接近0.lm/s。對(duì)于所有在此提出的實(shí)施例，前驅(qū)頭可以以至少每秒0.1或I轉(zhuǎn)的頻率旋轉(zhuǎn)。前驅(qū)頭可以以例如接近每秒30轉(zhuǎn)的頻率旋轉(zhuǎn)。前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度可以例如接近lm/s。而且，當(dāng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器在使用中旋轉(zhuǎn)時(shí)，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以以連續(xù)的方式往相同的方向沿著基板4的同一部分移動(dòng)多次。以此方式，可以在基板上沉積多個(gè)原子層。以此方式，可以得到一比較厚的復(fù)合層，該復(fù)合層包括可互相重疊的多個(gè)原子層。于是，更普遍地，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以往相同方向沿著基板的同一部分連續(xù)旋轉(zhuǎn)多次，用于得到包括互相重疊的多個(gè)原子層的復(fù)合層。于是，顯然地，在此使用的像“旋轉(zhuǎn)”和“旋轉(zhuǎn)中”可以表示例如分別為“周轉(zhuǎn)”、“周轉(zhuǎn)中”，分別為“回轉(zhuǎn)”、“回轉(zhuǎn)中”或分別為“自轉(zhuǎn)”及“自轉(zhuǎn)中”。于是，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以配置為往相同方向沿著基板的同一部分連續(xù)多次旋轉(zhuǎn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器，用于得到包括互相重疊的多個(gè)原子層的復(fù)合層。
[0122]如果前驅(qū)供應(yīng)器的平移速度與基板的平移速度方向相反，相對(duì)移動(dòng)的速度甚至可以增加。
[0123]在一變化中，輸送控制器和驅(qū)動(dòng)控制器配置為移動(dòng)基板與對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體同步。以此方式，可以在隨后沉積的原子層間實(shí)現(xiàn)偏移。以此方式，可以大體上防止原子層邊緣的垂直于基板延伸的接縫。圖1A顯示以此方式沉積的具有偏移93的原子層堆棧92.1(i=n、n+l、…)的范例。
[0124]更普遍地，偏移93可隨前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板的平移速度而定。例如，顯然地，如果前驅(qū)氣體供應(yīng)器8和基板4往相同方向移動(dòng)，且前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度大于基板4的平移速度，于是如果前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的平移速度增加，偏移93可以減小。
[0125]另一變化中，輸送控制器和驅(qū)動(dòng)控制器配置為對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體之后移動(dòng)基板。在此情況下，當(dāng)對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)，不移動(dòng)基板。當(dāng)以此方式沉積層堆棧時(shí)，移動(dòng)基板時(shí)可以停止對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體。以此方式，可以在基板4上沉積隔離的層堆棧。圖1B顯示以此方式沉積的層92.1 (i=n、n+l、…)的隔離堆棧92范例。堆棧92可以典型地包括大致成百上千個(gè)原子層，其中的三個(gè)繪于圖1B。
[0126]裝置2還可以包括蓋子16。借助蓋子，可以大體上圍住或限制前驅(qū)氣體。蓋子16面對(duì)沉積頭的一部分及/或可旋轉(zhuǎn)鼓狀物5，并在基板4的一些部分間延伸，在此范例中，基板的一些部分與絞盤14機(jī)械接觸。在蓋子16插入的情況下，可以大體上圍住或限制前驅(qū)氣體于沉積頭、基板4及蓋子16所界定的空間18。在空間18中，通過從前驅(qū)頭注入的氣體，可以建立氣體軸承，之后參考圖4-6說明。在沒有蓋子16的情況下，前驅(qū)氣體可以向裝置2的外部環(huán)境20漏出。這可導(dǎo)致不必要的污染和微粒在基板上形成。
[0127]圖1D顯示裝置2的實(shí)施例的示意性剖面圖，裝置2包括利用氣體軸承19而圍繞軸10可旋轉(zhuǎn)的鼓狀物5。使用中，可以輸送前驅(qū)氣體通過軸10的洞穴11A，以將前驅(qū)氣體供應(yīng)器8提供到基板4。當(dāng)來(lái)自前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的前驅(qū)氣體通過包含在鼓狀物5內(nèi)的沉積頭6被沉積在基板4上時(shí)，鼓狀物5可以在旋轉(zhuǎn)軌道62中圍繞軸10周轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)。沉積頭6可以包括前驅(qū)氣體供應(yīng)器8，以及例如與前驅(qū)氣體供應(yīng)器8氣體接觸的窄狹縫，該窄狹縫沿著鼓狀物5的表面例如沿軸方向延伸。
[0128]為了從定置的軸10將前驅(qū)氣體提供到旋轉(zhuǎn)的鼓狀物5，提供氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)510。氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)510可包括例如軸10中連接至軸給進(jìn)111的一個(gè)或更多氣體出口以及可旋轉(zhuǎn)的鼓狀物5中一個(gè)或更多對(duì)應(yīng)的圓周凹槽57的組合。在沿著鼓狀物的旋轉(zhuǎn)軌道62的以下位置:其中凹槽57位于氣體出口的相對(duì)側(cè)，例如沿著鼓狀物的旋轉(zhuǎn)軌道，氣體可以在定置的軸10與旋轉(zhuǎn)的鼓狀物5之間流動(dòng)。在沿著旋轉(zhuǎn)軌道62的以下位置:其中沒有凹槽或凹槽不是位于氣體出口的相對(duì)側(cè)，由封住氣體出口的鼓狀物表面，可以中斷或大體上降低氣體的流動(dòng)。
[0129]在此使用的用詞“圓周凹槽”是指沿著例如具有固定的半徑的圓形路徑的凹槽，該圓形路徑至少部分沿著鼓狀物中氣體入口或出口的旋轉(zhuǎn)。凹槽可以半圓周，例如沿著圓周軌道中斷。雖然目前的圖中圓周凹槽在鼓狀物的內(nèi)部表面上，但凹槽也可以在鼓狀物或軸的外部表面上，或二擇一地，凹槽可以在鼓狀物的軸向側(cè)，例如在密封地保持到鼓狀物的一偵儀見例如圖15-18)的密封板的表面中。
[0130]二擇一地，取代包括凹槽的鼓狀物5和包括氣體出口的軸10，鼓狀物5可以包括氣體入口，軸10可以包括連接至軸給進(jìn)111的凹槽。又二擇一地，軸10和鼓狀物5兩者可以包括圓周凹槽或它們兩者可以包括一個(gè)或更多氣體入口 /出口，該一個(gè)或更多氣體入口 /出口在旋轉(zhuǎn)軌道62的一些部分期間彼此相對(duì)。另外`，可以是凹槽和出口的其他任何組合，例如鼓狀物5可以具有與軸10的氣體出口相對(duì)的凹槽，以及鼓狀物5具有與軸5中的凹槽相對(duì)的氣體入口。鼓狀物5或軸10中的凹槽可以由相對(duì)結(jié)構(gòu)，即分別為軸10或鼓狀物5，的表面部分地封住。這些密封的凹槽可形成通道，該通道用作連接至軸洞穴IlA的氣體源與在沉積頭6內(nèi)延伸的氣體供應(yīng)器8之間的氣體流動(dòng)路徑的一部分。于是，軸10可以作為密封件，封住通過密封件(軸10)和鼓狀物5之間的凹槽的氣體流動(dòng)路徑。
[0131]為了進(jìn)一步改善鼓狀物5與軸10形成的密封件之間的密封，氣體軸承19可以包括凈化氣體供應(yīng)器，用于提供凈化或軸承氣體(例如，氮?dú)?，N2)，可以在轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)510和外部環(huán)境間提供平穩(wěn)的軸承功能和氣簾兩者。氣體簾幕(curtain)可以防止前驅(qū)氣體在鼓狀物5與軸10的相對(duì)旋轉(zhuǎn)部分的開口之間漏出。氣體軸承19也可以具有氣體排出器，用于排出凈化氣體和前驅(qū)氣體。氣體軸承19優(yōu)選包括沿著鼓狀物5的整個(gè)內(nèi)部圓周延伸的凹槽，用于防止前驅(qū)氣體漏出裝置2。凈化氣體的壓力優(yōu)選高于前驅(qū)氣體的壓力。以此方式，凈化氣體會(huì)從氣體軸承19流向前驅(qū)氣體供應(yīng)器8，而非反向。
[0132]在基板4和鼓狀物5之間可以提供另外的氣體軸承或凈化氣體出口 /入口(在此未顯示)，用于提供基板4和鼓狀物5的平穩(wěn)的相對(duì)移動(dòng)，以及防止前驅(qū)氣體從基板4和鼓狀物5之間漏出。這些另外的氣體軸承或氣體簾幕優(yōu)先提供在基板4或沉積頭6的邊緣。凈化氣體供應(yīng)器和排出器優(yōu)先包含在沉積頭中的凹部或洞穴內(nèi)。通過控制前驅(qū)氣體供應(yīng)器的壓力以及前驅(qū)氣體排出器的(抽吸)壓力，可以控制洞穴內(nèi)的將在基板上沉積的前驅(qū)氣體的濃度。
[0133]于是，有利的方法可以包括從沉積頭的軸承氣體供應(yīng)器對(duì)基板供應(yīng)軸承氣體，用于提供氣體軸承層；借助界定在沉積頭中并面對(duì)基板的洞穴內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器，供應(yīng)前驅(qū)氣體；以及借助沉積頭的前驅(qū)氣體排出器，從洞穴排出前驅(qū)氣體，用于大體上防止前驅(qū)氣體漏出洞穴；此方法還包括借助遠(yuǎn)離洞穴的軸承氣體供應(yīng)器供應(yīng)軸承氣體。
[0134]圖1E (A)-1E (C)顯示可旋轉(zhuǎn)鼓狀物5的三個(gè)視圖，具有包括共中心管IOa和IOb的軸。
[0135]在圖1E (A)中，顯示裝置2的主視剖面圖，其中沿著鼓狀物5的旋轉(zhuǎn)軸，提供具有前驅(qū)氣體108的內(nèi)部管10a，內(nèi)部管IOa由具有凈化氣體138的外部共中心管IOb所環(huán)繞。內(nèi)部管10a，經(jīng)由放射狀延伸的軸給進(jìn)111a，供應(yīng)前驅(qū)氣體108給前驅(qū)氣體供應(yīng)器8。外部管IOb經(jīng)由徑向延伸的軸給進(jìn)Illb供應(yīng)凈化氣體138給凈化氣體供應(yīng)器38。氣體供應(yīng)器8及38包括在旋轉(zhuǎn)鼓狀物5內(nèi)。供應(yīng)器可以在部分覆蓋鼓狀物的基板4上沉積氣體。在基板沒有覆蓋鼓狀物5的位置上，可提供外部的蓋子16以防止前驅(qū)氣體漏出裝置。在基板4沿著鼓狀物的圓周的其它位置，可以提供引導(dǎo)結(jié)構(gòu)15以界定圍繞鼓狀物的基板路徑。
[0136]圖1E (B)顯示可以如何分別從定置的(非旋轉(zhuǎn)的)氣體源108’和138’提供前驅(qū)氣體108和凈化氣體138給沿著軌道62旋轉(zhuǎn)的共中心管IOa和10b。尤其，提供氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)510，其中旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部管IOa從連接至前驅(qū)氣體源108’的定置管10a’接收前驅(qū)氣體108。同樣地，旋轉(zhuǎn)的外部管IOb突出進(jìn)入連接至定置的凈化氣體供應(yīng)器138的定置管10a’，并從那里接收凈化氣體。除了顯示的實(shí)施例，通過定置管密封的旋轉(zhuǎn)管組合，還可以提供凈化氣體供應(yīng)器。
`[0137]圖1E (C)的放大圖中顯示第IE (B)圖的氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)510。氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)包括相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部管IOa和10a’的連接。例如，當(dāng)連接至氣體源108’的管10a’被保持定置的時(shí)候，連接至旋轉(zhuǎn)鼓狀物的管IOa可以旋轉(zhuǎn)。優(yōu)先地，凈化氣體138具有比前驅(qū)氣體108高的壓力，因此前驅(qū)氣體108不會(huì)在旋轉(zhuǎn)部IOa和IOb之間有漏洞的密封或開口115a漏出。
[0138]因此，在有利的實(shí)施例中，氣體供應(yīng)器8或38包括在鼓狀物5內(nèi)，氣體供應(yīng)器8或38經(jīng)由包含相對(duì)旋轉(zhuǎn)部分IOa和10a’的氣體流動(dòng)路徑從定置的氣體源108’或138’接收氣體108或138，其中通過提供于開口 115周圍的凈化氣體138具有比前驅(qū)氣體108高的壓力，防止前驅(qū)氣體通過相對(duì)移動(dòng)部分IOa和10a’之間的所述開口的漏出。更有利的實(shí)施例中，相對(duì)旋轉(zhuǎn)部分包括兩個(gè)或更多的共中心管IOa和10b，其中通過內(nèi)部管IOa供給前驅(qū)氣體108，以及通過外部管IOb供給凈化氣體138。除了共中心管之外，例如圖1D的氣體軸承可以在高于前驅(qū)氣體的壓力下提供凈化氣體，用于防止前驅(qū)氣體漏出。
[0139]了解雖然目前的圖中顯示兩共中心管IOa和IOb用于供應(yīng)前驅(qū)氣體和凈化氣體，但可以提供另外的共中心管，用于例如排出氣體。例如，如此的排出器可以具有比前驅(qū)氣體兩者低的壓力并提供于目前所示的內(nèi)部管之內(nèi)的管內(nèi)。二擇一地，可以共中心地圍繞外部管提供管，例如在大氣壓以下的壓力下，因此排出管的任何有漏洞的密封不會(huì)將氣體漏出至外部環(huán)境，但取而代之，會(huì)將大氣氣體吸進(jìn)排出管。另外或二擇一地，可以提供任何數(shù)量的共中心管，例如在交互壓力配置中，其中在兩或更多前驅(qū)氣體之間凈化氣體管具有高壓。注意到，對(duì)于目前的實(shí)施例，管只需在各部分相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的位置，即，氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)510，是共中心的。例如，在軸的一部分上，共中心管可以連接至平行管的配置。
[0140]注意到外部管IOb和10b’還可以相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。通過在可相對(duì)于連接至凈化氣體供應(yīng)器的定置管10b’旋轉(zhuǎn)的管IOb之間的開口 115b，可能發(fā)生(惰性的)凈化氣體138漏出至外部環(huán)境。
[0141]圖1F顯示用于輸送前驅(qū)氣體108的兩個(gè)連接的共中心的氣體管的示意性剖面圖。內(nèi)部管例如可以形成旋轉(zhuǎn)鼓狀物的軸10，并相對(duì)于可形成用于保持軸10的軸承12的外部管可旋轉(zhuǎn)。在軸10和軸承12的相對(duì)旋轉(zhuǎn)部分之間，于是可形成氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)510。通過由氣體軸承19在相對(duì)移動(dòng)部分10和12之間的開口 115周圍提供的凈化氣體，防止前驅(qū)氣體108通過所述開口漏出。優(yōu)選凈化氣體具有高于前驅(qū)氣體108的壓力。以此方式，氣體軸承或凈化氣體將沿方向113流入管或軸承12，防止前驅(qū)氣體流至外部環(huán)境，例如沿方向112。
[0142]圖2A示意性顯示第一實(shí)施例中裝置2的沉積頭6的基本功能部分，以及基板4。圖2A顯示沿著沉積頭6的輸出面26可以如何供應(yīng)和排出氣體。在圖2A中，箭頭28.1指示前驅(qū)氣體的供應(yīng)。箭頭28.2指示前驅(qū)氣體的排出，以及凈化氣體由30.1供應(yīng)。箭頭30.1指示凈化氣體的供應(yīng)。箭頭30.2指示排出凈化氣體以及32.1供應(yīng)的前驅(qū)/反應(yīng)氣體。箭頭32.1指示反應(yīng)氣體的供應(yīng)。箭頭32.2指示排出反應(yīng)氣體以及附近的30.1供應(yīng)的凈化氣體。在供應(yīng)活性氣體例如反應(yīng)氣體和前驅(qū)氣體的位置之間的凈化氣體的供應(yīng)在使用中空間地分開活性氣體。圖2A顯示的基本功能部分可以沿著可旋轉(zhuǎn)鼓狀物5的圓周重復(fù)。于是，更普遍地，前驅(qū)氣體供應(yīng)器被定位為沿著可旋轉(zhuǎn)鼓狀物的圓周及/或沿著輸出面的圓周，并優(yōu)選重復(fù)。
[0143]圖2B部分地 顯示圖2A所示的沉積頭的一部分的可能結(jié)構(gòu)。圖2B顯示前驅(qū)氣體供應(yīng)器8，可用于第I反應(yīng)半周期。圖2B還顯示沉積頭可以具有前驅(qū)氣體排出器36，用于排出前驅(qū)氣體。沉積頭6還可以具有前驅(qū)氣體供應(yīng)器38以及凈化氣體排出器40，用于分別地對(duì)基板供應(yīng)凈化氣體以及從基板排出凈化氣體。沉積頭還可以具有反應(yīng)氣體供應(yīng)器42，用于對(duì)基板4供應(yīng)反應(yīng)氣體，這可用于第2反應(yīng)半周期。反應(yīng)氣體供應(yīng)器用作在基板附近例如在其上使前驅(qū)氣體反應(yīng)以便完成原子層的形成的裝置。顯然地，以此方式，為了在空間上分開分別與反應(yīng)氣體和前驅(qū)氣體關(guān)聯(lián)的區(qū)域，在反應(yīng)氣體和前驅(qū)氣體之間供應(yīng)凈化氣體。這可以防止凈化氣體和反應(yīng)氣體在基板4之外的位置反應(yīng)。另外，或二擇一地，可以使用其它的反應(yīng)系統(tǒng)，例如熱、光子、或電漿激勵(lì)。
[0144]更普遍地，氣體供應(yīng)器，例如前驅(qū)氣體供應(yīng)器、反應(yīng)氣體供應(yīng)器以及凈化氣體供應(yīng)器，可以互相隔開，并與氣體排出器，例如前驅(qū)氣體排出器、反應(yīng)氣體排出器以及凈化氣體排出器，以分尚長(zhǎng)度43隔開。
[0145]圖3A及3B顯示輸送器17的一部分。圖3A及3B顯示包括在輸送器內(nèi)的引導(dǎo)件
15。在使用中，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以在可被引導(dǎo)件15封住的中心空間49內(nèi)旋轉(zhuǎn)。引導(dǎo)件15可具有網(wǎng)眼48，附接到引導(dǎo)件或封閉元件15的內(nèi)襯。輸送器還可包括載子50，用于借助壓力將基板4附接至其上。載子50可包括網(wǎng)眼。對(duì)此，輸送器可包括真空端口 52，用于在基板4和載子50間建立真空。箭頭54指示通過真空端口 52可以如何吸走氣體，以將基板4附接至載子50。使用中，載子可以沿著與輸出面26 —致的引導(dǎo)件15的輸送面56圍繞引導(dǎo)件15移動(dòng)。也可以是其它將基板附接至載子50的方法。
[0146]圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例中用于在基板4上沉積原子層的裝置2。圖4顯示裝置2的沉積頭6和蓋子16?；?的移動(dòng)方向由箭頭60指示。沉積頭的旋轉(zhuǎn)方向，以及前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著基板的移動(dòng)方向，以箭頭62指示。顯然在范例中，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度方向指向基板的平移速度方向。如果，例如基板沿箭頭64的方向移動(dòng)，前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著基板的平移速度會(huì)與基板的平移速度方向相反。
[0147]第二實(shí)施例的裝置2還顯示沉積頭6的輸出面26。在圖4中，輸出面在使用中面對(duì)基板4的一部分。圖4中,輸出面大體上面對(duì)基板4或蓋子16。輸出面26可以具有大體上圓柱形狀。顯然地，此范例中，輸出面26界定基板的移動(dòng)路徑，如同在使用中輸出面以分離距離D (也見圖2A)與基板分離。更明顯地，此范例中輸出面26沿著輸出面26的圍繞沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線的整個(gè)周界呈大體上圓形。不過，其它實(shí)施例中，輸出面26在輸出面26的圍繞沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線的周界的一部分上可以例如是平的。于是，更普遍地，輸出面可以在沿著輸出面的圍繞沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線及/或圍繞鼓狀物的旋轉(zhuǎn)軸線的周界的至少一部分上呈大體上圓形。
[0148]輸出面26可具有前驅(qū)氣體供應(yīng)器8，在此范例中，具有多個(gè)前驅(qū)氣體供應(yīng)器8。輸出面26還可具有前驅(qū)氣體排出器36，在此范例中，具有多個(gè)前驅(qū)氣體排出器36。輸出面26還可具有凈化氣體供應(yīng)器38，在此范例中，具有多個(gè)前驅(qū)氣體供應(yīng)器38。輸出面26還可具有凈化氣體排出器40，在范例中，具有多個(gè)凈化氣體排出器40。輸出面26還可具有反應(yīng)氣體供應(yīng)器42，在此范例中，具有多個(gè)反應(yīng)氣體供應(yīng)器42。輸出面26還可具有反應(yīng)氣體排出器68，在此范例中，具有多個(gè)反應(yīng)氣體排出器68。
[0149]在此范例中，有三組氣體供應(yīng)器，以及兩組排出器。各前驅(qū)氣體供應(yīng)器組具有對(duì)應(yīng)的排出器組，對(duì)應(yīng)的排出器組還可排出周圍的凈化氣體?？梢圆槐靥峁┯糜趦艋瘹怏w的單獨(dú)的排出器，因?yàn)閮艋瘹怏w不與前驅(qū)氣體反應(yīng)。選擇性地，還可提供多于兩組的前驅(qū)氣體供應(yīng)器組，在此情況下，優(yōu)選有足夠的對(duì)應(yīng)排出器組以維持可互相反應(yīng)的那些(成對(duì)的)前驅(qū)氣體分開。排出器組的數(shù)量?jī)?yōu)選至少等于前驅(qū)物組的數(shù)量。一般，用于各前驅(qū)物的排出器組維持與所有其它組分開，以防止在裝置中進(jìn)行CVD (化學(xué)氣相沉積)反應(yīng)，這可導(dǎo)致微粒產(chǎn)生或甚至堵塞氣體通道。
[0150]氣體供應(yīng)器8、38、42及/或氣體排出器36、40、68可以是沿沉積頭6和鼓狀物5的軸向方向的狹長(zhǎng)形，即成形為狹長(zhǎng)形狀。氣體供應(yīng)器的陣列，例如前驅(qū)氣體供應(yīng)器，可以視作被成形為狹長(zhǎng)形狀的氣體供應(yīng)器，例如前驅(qū)氣體供應(yīng)器。一般，軸向方向可與沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)齊或一致。于是，可以更普遍地，顯然沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線可以與鼓狀物的旋轉(zhuǎn)軸
線一致。
[0151]圖4A顯示具有狹長(zhǎng)形供應(yīng)器的輸出面的范例。軸向方向65可以導(dǎo)向沿著基板4并橫向于供應(yīng)器的移動(dòng)方向66及/或基板4的移動(dòng)方向60。評(píng)估此移動(dòng)方向鄰近供應(yīng)器。
[0152]使用中，前驅(qū)氣體、反應(yīng)氣體以及凈化氣體在基板4和輸出面26之間可以形成氣體軸承。對(duì)此，裝置2可包括氣體控制器，用于控制供應(yīng)和排出前驅(qū)氣體、反應(yīng)氣體及/或凈化氣體，于是供應(yīng)用于在基 板4和輸出面26之間形成氣體軸承的氣體軸承層69的氣體。借助如此的氣體軸承層，基板可以與沉積頭分開。以此方式，可以大體上防止輸出面26和基板4之間的機(jī)械接觸。這允許前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度和基板的平移速度有不同的大小及/或不同的方向。在此范例中，凈化氣體供應(yīng)器作用為軸承氣體供應(yīng)器70，用于在沉積頭和基板之間供應(yīng)軸承氣體，例如凈化氣體，用于形成分開基板與沉積頭的氣體軸承層69。于是，此范例中，沉積頭包括軸承氣體供應(yīng)器，配置為對(duì)基板供應(yīng)軸承氣體，用于提供氣體軸承層69。顯然此范例中，凈化氣體排出器40作用為軸承氣體排出器72，以及前驅(qū)物排出器。也顯然地，分離距離D可以代表基板4和輸出面26表面之間的氣體軸承層的厚度。
[0153]更普遍地，由于基板4緊密接近輸出面26，氣體軸承層在使用中典型地顯示在氣體軸承層中壓力的強(qiáng)烈增加。例如，當(dāng)基板移動(dòng)兩倍接近輸出面，其它情況保持不變時(shí)，使用中氣體軸承層中的壓力至少加倍，例如典型地增加8倍。氣體軸承層的剛度在使用中優(yōu)選大部分在104和109牛頓/米之間，但也可以在此范圍外。使用中，基板4可以浮動(dòng)抵靠氣體軸承層。
[0154]更普遍地,裝置可以配置為施加預(yù)應(yīng)力(pre-stress)在朝向沉積頭的基板上。使用中，預(yù)應(yīng)力增加氣體軸承層的剛度。如此增加的剛度降低脫離基板表面的平面的多余的移動(dòng)。結(jié)果，可以將基板提供為更接近基板表面，而不接觸基板表面。例如可以通過(預(yù)先)拉緊基板4施加預(yù)應(yīng)力，例如通過彈簧引導(dǎo)件，如預(yù)先拉緊的絞盤。彈簧引導(dǎo)件可以稍微遠(yuǎn)離絞盤14。其它施加預(yù)應(yīng)力的方法也可以。
[0155]第二實(shí)施例的裝置2的變化中，例如圖5和6所示，沉積頭可以具有洞穴74，洞穴74在使用中面對(duì)基板4。如此的變化，除了第二實(shí)施例的可旋轉(zhuǎn)沉積頭6，也可與具有平面的或彎曲的輸出面26的沉積頭有關(guān)，在使用中，當(dāng)基板4移動(dòng)時(shí)，平面的或彎曲的輸出面26沿著基板4線性地移動(dòng)或被定置定位。洞穴74的深度可以被限定為輸出面26和基板4之間區(qū)域性增加的距離。圖5中，這增加的距離等于D2減D1，其中D1是輸出面26和鄰近軸承氣體供應(yīng)器70的基板4之間的距離，以及D2是輸出面26和鄰近前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的基板4之間的距離。更普遍地，D2減D1可以在10到500微米的范圍內(nèi)，優(yōu)選在10到100微米的范圍內(nèi)。
[0156]在圖5及6的范例中，前驅(qū)氣體供應(yīng)器8位于洞穴74內(nèi)，用于供應(yīng)洞穴74內(nèi)的前驅(qū)氣體給基板4。沉積頭6還具有前驅(qū)氣體排`出器36，前驅(qū)氣體排出器36位于洞穴內(nèi)用于從洞穴74排出前驅(qū)氣體。沉積頭6還具有與洞穴隔開的軸承氣體供應(yīng)器70，用于遠(yuǎn)離洞穴供應(yīng)軸承氣體。
[0157]在圖5及6中，為清楚起見，圓柱形輸出面26和基板的曲率未顯示。而且，這些范例中，前驅(qū)氣體排出器36也形成軸承氣體排出器72。不過，顯然更普遍地，軸承氣體排出器72可與前驅(qū)氣體排出器分開。軸承氣體排出器與洞穴74隔開，即軸承氣體排出器36可位于洞穴74外。于是，圖6中，輸出面26具有多個(gè)前驅(qū)氣體排出器36、多個(gè)洞穴74、以及多個(gè)軸承氣體供應(yīng)器70。洞穴74的深度也可以是0，表示沒有洞穴。前驅(qū)氣體/區(qū)域77A可以具有氣體軸承功能(即，前驅(qū)物供應(yīng)器和基板之間的剛度)。
[0158]圖5及6也顯示氣體軸承層69，可以大體上位于洞穴74外。氣體軸承層內(nèi)軸承氣體的流動(dòng)以箭頭75指示。圖5及6也顯示沉積空間77A，從洞穴朝向基板4延伸。因?yàn)榍膀?qū)氣體供應(yīng)器8和前驅(qū)氣體排出器36位于洞穴內(nèi)，在使用中可以大體上限制前驅(qū)氣體于沉積空間77A。沉積空間內(nèi)前驅(qū)氣體的流動(dòng)以箭頭78指示。圖6也顯示反應(yīng)物空間77B。
[0159]圖6A顯示第二實(shí)施例中沉積頭6的另一變化。在此變化中，上述裝置包括選擇性可控制激光器79，用于使前驅(qū)氣體在基板4上反應(yīng)，以通過選擇性控制激光器79形成(或再形成)原子層。對(duì)此，裝置可包括激光控制器。激光控制器可以與輸送控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、及/或壓力控制器一起工作。以此方式，可以沉積想達(dá)成的例如預(yù)定的原子層圖案或原子層堆棧?？梢愿鶕?jù)基板的平移速度及前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度控制激光。例如，打開或關(guān)閉激光器的時(shí)機(jī)可以根據(jù)基板的平移速度及前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度。結(jié)合旋轉(zhuǎn)沉積頭使用激光器會(huì)特別有用?？梢砸员容^高的頻率選擇性控制激光器，較高的頻率適合由旋轉(zhuǎn)頭實(shí)現(xiàn)比較快的沉積過程。
[0160]圖6A也顯示前驅(qū)氣體排出器36。雖然未顯示于圖6A中，顯然沉積頭也可以具有前驅(qū)氣體供應(yīng)器38和凈化氣體排出器40。更普遍地，沉積頭可以具有多個(gè)激光器79或可調(diào)波長(zhǎng)激光器，用于感應(yīng)特定波長(zhǎng)反應(yīng)。根據(jù)圖6A的變化，如圖4所示的多個(gè)反應(yīng)氣體供應(yīng)器42可以例如由多個(gè)激光器79取代。
[0161]圖7顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的裝置2，與基板4組合。裝置2在第三實(shí)施例中具有軸10和軸承12，還可以具有輸出面26。圖7中，基板4的移動(dòng)方向60與前驅(qū)氣體供應(yīng)器的移動(dòng)方向62相反，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以與鼓狀物5的可旋轉(zhuǎn)輪一起旋轉(zhuǎn)(上述輪未顯示于圖7，但以附圖標(biāo)記5’顯示于圖1)。圖7中，沿著螺旋路徑76圍繞沉積頭6的輸出面26，提供基板4。圖7中，圍繞沉積頭6即圍繞沉積頭的輸出面26提供基板少于一次。更普遍地，沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線及/或裝置2的軸12的長(zhǎng)軸線可以相對(duì)于一或二個(gè)絞盤14的長(zhǎng)軸線傾斜。以此方式，可以達(dá)到沿著螺旋路徑76提供基板4。
[0162]圖8顯示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的裝置2，與基板4組合。在此實(shí)施例中，沿著螺旋路徑76圍繞沉積頭6的輸出面26，提供基板4至少一次，即兩次和三次之間?；蛘?，換句話說，沿著輸出面26圍繞沉積頭6，基板至少轉(zhuǎn)一圈，即兩圈和三圈之間。結(jié)果，在一時(shí)刻，基板4的將圍繞旋轉(zhuǎn)沉積頭移動(dòng)至少一次的第一部分80A位于基板4的已經(jīng)圍繞旋轉(zhuǎn)基板移動(dòng)比基板4的第一部分80A多一次的第二部分80B旁邊。在此，用詞’旁’可以解釋為基板的第一部分80A與第 二部分80B沿著相同的假想線82延伸，假想線82指向沿著基板4的第一部分80A與第二部分80B,且橫向于基板4的移動(dòng)方向60。蓋子(未顯不)可以是沿著基板的螺旋路徑形狀并覆蓋形成于基板的相對(duì)側(cè)之間的狹縫或間隙84的螺旋狀屏蔽結(jié)構(gòu)。屏蔽結(jié)構(gòu)可以形成為可清潔的襯墊結(jié)構(gòu)或是犧牲結(jié)構(gòu)。另外，可以在屏蔽結(jié)構(gòu)中提供吸力，以移除漏出的處理氣體。
[0163]第四實(shí)施例中，裝置2可以具有漏氣體排出器，用于排出通過基板4的第一部分80A與第二部分80B之間的間隙84漏出的前驅(qū)氣體，第一部分80A與第二部分80B分別形成相對(duì)側(cè)80A與80B。
[0164]圖8中，指示出沿著輸出面26的圓周的位置88，其中可放置前驅(qū)氣體供應(yīng)器8。此范例中，沉積頭6具有4個(gè)前驅(qū)氣體供應(yīng)器8。因?yàn)榇藢?shí)施例中基板8面對(duì)全部前驅(qū)氣體供應(yīng)器8，所述在此范例中看不見前驅(qū)氣體供應(yīng)器8。于是，更普遍地，可沿著輸出面的圓周放置至少一前驅(qū)氣體供應(yīng)器。
[0165]根據(jù)圖8，顯然地，基板4的寬度W1大體上可以較小，例如比沉積頭6的寬度評(píng)2小至少兩倍。不過，二擇一地，基板4的寬度巧可以大體上等于沉積頭6的寬度W2。這在圖7及9中可看見。如另一實(shí)施例，基板4的寬度W1大體上可以較大，即，比沉積頭6的寬度W2大至少兩倍。實(shí)際上，所有如此的選擇對(duì)于沉積一層或更多原子層可以形成寶貴的選擇。[0166]根據(jù)本發(fā)明的方法，可以使用第一、二、三、四或另外的實(shí)施例或者這些實(shí)施例之一的變化中的裝置2。
[0167]根據(jù)本發(fā)明在基板上沉積原子層的方法的第一實(shí)施例(第一方法)，包括供應(yīng)前驅(qū)氣體步驟，從沉積頭6的前驅(qū)氣體供應(yīng)器8對(duì)基板4供應(yīng)前驅(qū)氣體。第一方法還包括通過旋轉(zhuǎn)沉積頭6使前驅(qū)氣體供應(yīng)器8沿著基板移動(dòng)。第一方法可包括在對(duì)基板4供應(yīng)前驅(qū)氣體之后及/或在對(duì)基板4供應(yīng)前驅(qū)氣體的同時(shí)沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器8移動(dòng)基板4。
[0168]第一方法中，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度大于及/或與基板的平移速度方向相反。前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度的絕對(duì)值可以例如比基板的平移速度大至少5倍、至少10倍、至少20倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍、至少1000倍、至少5000倍及/或至少10000倍。更普遍地，顯然如果前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度比基板的平移速度大至少N倍，可以沉積包括N-1個(gè)原子層的層堆棧。
[0169]第一方法還可以包括借助蓋子16限制前驅(qū)氣體。對(duì)此，蓋子16在基板沒面對(duì)沉積頭的位置可面對(duì)沉積頭的輸出面26。
[0170]根據(jù)本發(fā)明的第一方法中或另一方法中，可以維持基板和旋轉(zhuǎn)的沉積頭之間的分離距離D (圖2A)。以此方式，可以防止基板和旋轉(zhuǎn)的沉積頭之間的機(jī)械接觸。圍繞沉積頭圓周的至少一部分，優(yōu)選全部，分離距離D可以大體上恒定。分離距離D可以以不同的方法達(dá)成。
[0171]根據(jù)本發(fā)明方法的第二實(shí)施例(第二方法)，可包括附接基板至載子50。第二方法可包括沿著前驅(qū)氣 體供應(yīng)器8移動(dòng)載子50。以此方式，基板可以與沉積頭6的輸出面26保持一段距離。第二方法可包括沿著引導(dǎo)件15的輸送面56圍繞引導(dǎo)件15移動(dòng)載子。輸送面56可以與輸出面26形狀相 似，并面對(duì)輸出面26，所以在輸出面26的至少一部分上分離距離D可以維持恒定。
[0172]根據(jù)本發(fā)明方法的第三實(shí)施例(第三方法)，可包括在沉積頭和基板之間供應(yīng)軸承氣體，用于形成將基板和沉積頭分開的氣體軸承層69。以此方式，基板可以與沉積頭6的輸出面26保持一段距離。第三方法可包括從沉積頭6的多個(gè)軸承氣體供應(yīng)器70對(duì)基板4供應(yīng)軸承氣體，用于提供氣體軸承層。
[0173]第三方法還可包括借助洞穴74內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器70，供應(yīng)前驅(qū)氣體，其中洞穴74界定在沉積頭6內(nèi)且在使用中面對(duì)基板4。第三方法可包括借助沉積頭6的多個(gè)前驅(qū)氣體排出器72從洞穴74排出前驅(qū)氣體。以此方式，可以大體上防止從洞穴漏出前驅(qū)氣體，即從洞穴流出前驅(qū)氣體而非通過前驅(qū)物排出器。第三方法中，軸承氣體優(yōu)選經(jīng)由遠(yuǎn)離洞穴的軸承氣體供應(yīng)器70提供。對(duì)此，軸承氣體供應(yīng)器70可以沿著輸出面26與洞穴74分隔開。
[0174]根據(jù)本發(fā)明方法的第四實(shí)施例(第四方法)，可包括沿著螺旋路徑76圍繞沉積頭6移動(dòng)基板。圖9示意性地顯示基板4的移動(dòng)方向60和沉積頭6的移動(dòng)方向62。顯示前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的中心8’沿著基板4的軌道90.1 (i=...、η-1、η、n+1、…)。愈高的指數(shù)i顯示沿著軌道移動(dòng)在愈晚的時(shí)間發(fā)生。可以期望軌道90.1在基板4上形成大體上筆直的線。顯然鄰近的軌道，即90.η和90.n+1，可對(duì)應(yīng)相鄰的前驅(qū)氣體供應(yīng)器8。
[0175]圖9還顯示前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的縱向方向89的長(zhǎng)度L，前驅(qū)體供應(yīng)器8例如可以被成形成狹長(zhǎng)形狀。在此范例中，縱向方向89與沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線91并列，雖然這是不必要的。例如，縱向方向89可以選擇性與至少一個(gè)絞盤14的長(zhǎng)軸線87—致。
[0176]至少一個(gè)絞盤14的長(zhǎng)軸線87及/或縱向方向89可以橫向于例如垂直于基板60的移動(dòng)方向。傾斜角度α可以被限定在至少一個(gè)絞盤14的長(zhǎng)軸線87與沉積頭6的旋轉(zhuǎn)軸線91之間。
[0177]分離距離S可以被限定在相鄰的前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的中心8’之間。在實(shí)施例中，可以將前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的長(zhǎng)度L以及基板與前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度選擇為使得由相鄰軌道90.1沉積的原子層重疊或互相鄰接。以此方式，可以大體上防止這些原子層之間的間隙。
[0178]反應(yīng)氣體供應(yīng)器42可以如前驅(qū)氣體供應(yīng)器8那樣類似地成形。反應(yīng)氣體供應(yīng)器42的位置可以相對(duì)于前驅(qū)氣體供應(yīng)器8沿著旋轉(zhuǎn)軸線91以距離R偏移。顯然距離R可以改變，以使反應(yīng)氣體供應(yīng)器42的中心42’沿著基板沿如與該反應(yīng)氣體供應(yīng)器42相鄰的前驅(qū)氣體供應(yīng)器8行進(jìn)所沿的類似的軌道90.1行進(jìn)?？梢詫?duì)相鄰的前驅(qū)氣體供應(yīng)器實(shí)現(xiàn)相同的偏移，所以可以從相鄰的前驅(qū)氣體供應(yīng)器沉積層的堆棧。第9圖顯示，由于螺旋配置，對(duì)于以原子層覆蓋基板，提供不同的可能性。尤其，可以沉積彼此由于它們的(邊緣)幾何形而區(qū)分開的原子層堆棧幾何形。尤其，在基板邊緣附近的基板覆蓋可不同于使用已知方法獲得的覆蓋。
[0179]于是，顯然地，前驅(qū)氣體供應(yīng)器或是前驅(qū)氣體供應(yīng)器的陣列可以沿著螺旋路徑在輸出面上延伸。根據(jù)本發(fā)明，圖9A顯示根據(jù)本發(fā)明的裝置的沉積頭6的實(shí)施例，其中前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著螺旋路徑76A延伸。圖9A還顯示旋轉(zhuǎn)軸線91。圖9B顯示圖9A中所示A-A’剖面的一部分。前驅(qū)氣體排出器36或前驅(qū)氣體排出器的陣列可以沿著螺旋路徑76A延伸，例如，平行于前驅(qū)氣體供應(yīng)器8或前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的陣列。前驅(qū)氣體供應(yīng)器及/或前驅(qū)氣體排出器可以被成形成狹長(zhǎng)形狀(前驅(qū)氣體供應(yīng)器的陣列可以視作被成形為狹長(zhǎng)形狀的前驅(qū)氣體供應(yīng)器)。所述狹長(zhǎng)形狀的縱向方向可以在輸出面上沿著螺旋路徑76A延伸，以及在此范例中圍繞旋轉(zhuǎn)軸線多于`一次。于是，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以被成形成傾斜于沉積頭的軸向方向的狹長(zhǎng)形狀。于是，更普遍地，前驅(qū)氣體供應(yīng)器或前驅(qū)氣體供應(yīng)器的陣列，以及前驅(qū)氣體排出器或前驅(qū)氣體排出器的陣列，可以沿著螺旋路徑延伸。沉積頭可以具有螺旋洞穴74，。螺旋洞穴74’可以在使用中面對(duì)基板。前驅(qū)氣體供應(yīng)器8或前驅(qū)氣體供應(yīng)器8的陣列優(yōu)選位于螺旋洞穴74’內(nèi)，用于在螺旋洞穴74’內(nèi)對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體。前驅(qū)氣體排出器36或前驅(qū)氣體排出器36的陣列優(yōu)選位于螺旋洞穴74，內(nèi)，用于從洞穴74，排出前驅(qū)氣體。
[0180]在實(shí)施例中，可以省略經(jīng)由前驅(qū)氣體排出器36排出前驅(qū)氣體。前驅(qū)氣體排出器36可以不出現(xiàn)在沿著螺旋路徑76A的洞穴74’內(nèi)或可以不使用。省略經(jīng)由排出器36排出前驅(qū)氣體可以由沿著螺旋路徑76A延伸的前驅(qū)氣體供應(yīng)器實(shí)現(xiàn)。由于沉積頭6的旋轉(zhuǎn)，可以發(fā)生通過螺旋洞穴排出前驅(qū)氣體。這可以起因于前驅(qū)氣體供應(yīng)器在沿著螺旋路徑76A的螺旋洞穴74’內(nèi)的配置。在螺旋洞穴74’的端部74”，可以提供用于收集排出的前驅(qū)氣體的措施。
[0181]在一變化中，第四方法可包括，當(dāng)沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器8移動(dòng)基板4時(shí)，圍繞沉積頭6移動(dòng)基板4至少一次。結(jié)果，在一時(shí)刻，基板的將圍繞旋轉(zhuǎn)沉積頭移動(dòng)至少一次的第一部分80A位于基板4的已經(jīng)圍繞旋轉(zhuǎn)基板移動(dòng)比基板4的第一部分80A多一次的第二部分80B旁邊，所以基板的第一部分和第二部分沿著相同的線延伸，該相同的線被指向沿著基板的第一部分和第二部分并橫向于基板的移動(dòng)方向。第四方法還包括排出已經(jīng)通過基板4的第一部分80A和第二部分80B之間的間隙84漏出的前驅(qū)氣體。
[0182]第一、二、三及四方法可以實(shí)現(xiàn)沉積連續(xù)原子層堆棧，即，其中可以防止兩橫向相鄰的原子層的邊緣之間的接縫的原子層的堆棧。不過，當(dāng)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法時(shí)，不一定達(dá)成如此的連續(xù)原子層堆棧。例如，根據(jù)本發(fā)明方法的第五實(shí)施例(第五方法)，可包括在基板上沉積原子層的堆棧92，包括實(shí)現(xiàn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間的相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；上述往復(fù)運(yùn)動(dòng)包括，在兩個(gè)接著的反轉(zhuǎn)位置，反轉(zhuǎn)或逆向前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間的運(yùn)動(dòng)方向。圖10顯示第五方法。
[0183]圖10顯示層92的堆棧以及顯示接著的反轉(zhuǎn)位置94.1(i=...，n-1, n, η+l,…)。在此，較高的指數(shù)i對(duì)應(yīng)較晚的時(shí)刻。圖10中，層被顯示為遠(yuǎn)離基板4，以指示其被沉積的時(shí)亥IJ (以時(shí)間軸96指示)。不過，實(shí)際上，不同層92會(huì)出現(xiàn)在基板4上(如箭頭97所指示)，從而將得到具有大體上恒定的層厚98的層的堆棧。
[0184]第五方法中，例如，沉積期間沉積頭6可反復(fù)旋轉(zhuǎn)。選擇性地，基板也可反復(fù)移動(dòng)，即沿相反的方向60、64。以此方式，第五方法可以包括在前驅(qū)氣體供應(yīng)器8和基板4之間實(shí)現(xiàn)相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如此的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以包括，在兩個(gè)接著的反轉(zhuǎn)位置，反轉(zhuǎn)前驅(qū)氣體供應(yīng)器和基板之間的運(yùn)動(dòng)方向。兩個(gè)反轉(zhuǎn)位置94.η-l和94.η可以視作接著的反轉(zhuǎn)位置，兩反轉(zhuǎn)位置94.η和94.η+l也是。
[0185]可以在反轉(zhuǎn)位置94.η-l和94.η間沉積原子層92Α。此原子層92Α可以相對(duì)于先前沉積的原子層92Β偏移。這表示在反轉(zhuǎn)位置94.η-l和94.η之間沉積的原子層92Α的邊緣100Α相對(duì)于先前沉積的原子層92Β橫向地，即沿基板4延伸的方向，移置。
[0186]因?yàn)槠?，在反轉(zhuǎn)位置之間沉積的原子層92Α的邊緣100Α，相較于在反轉(zhuǎn)位置之間沉積的原子層98Α的主要部分102Α，在離基板的不同位置上。
[0187]不過，雖然偏移，在接著的反轉(zhuǎn)位置94.η-l和94.η之間沉積的原子層的邊緣100Α，可以鄰近在接著的反轉(zhuǎn)位置94.η和94.η.1之間沉積的原子層的邊緣。這些層的主要部分同樣地離基板放置。
[0188]通過線性移動(dòng)沉積頭6，取代旋轉(zhuǎn)沉積頭6，也可以執(zhí)行第五方法。
[0189]顯然，根據(jù)上述以及圖1-11Β，更普遍地，根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選包括沿著可旋轉(zhuǎn)的鼓狀物特別是旋轉(zhuǎn)中的鼓狀物的優(yōu)選至少部分圓形的圓周移動(dòng)基板。根據(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選配置為沿著可旋轉(zhuǎn)的鼓狀物的優(yōu)選至少部分圓形的圓周移動(dòng)基板。
[0190]在一般可應(yīng)用的但選擇性的實(shí)施例中,輸出面及/和鼓狀物，對(duì)于輸出面及/或鼓狀物的至少一部分或?qū)τ谌康妮敵雒婕?或鼓狀物，可以具有大體上圓柱形、圓錐形或截頭椎體形狀 ，或可以大體上被成形為圓柱、圓錐或截頭椎體的至少一部分。
[0191]發(fā)明人了解本發(fā)明例如可用于封裝制造的領(lǐng)域。封裝可以例如是食物封裝，特別是飲料封裝。二擇一地，封裝可以是顯示器的封裝，特別是有機(jī)發(fā)光二極管顯示器。根據(jù)本發(fā)明的方法，可以選擇性包括在封裝片上沉積原子層，優(yōu)選是原子層的堆棧。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以選擇性地配置為在封裝片上沉積原子層，優(yōu)選是原子層的堆棧。于是，基板可以選擇性地為封裝片。如此的封裝片可以是封裝的一部分或可以配置為由其形成封裝。借助原子層，可以在封裝上形成氣體(例如氧或水蒸氣)及/或液體的阻障。包括原子層的阻障可提供比較可靠的密封。通過包含原子層的阻障的漏出可以比較低。
[0192]顯然，根據(jù)上述以及圖1-11B，更普遍地，沉積頭及/或鼓狀物的旋轉(zhuǎn)軸線可以指向沿著或傾斜于輸出面及/或基板表面的平面，在基板表面上將沉積原子層。
[0193]也顯然地，根據(jù)上述以及圖1-11B，前驅(qū)氣體供應(yīng)器可以沿著彎曲的輸出表面，在沿著或傾斜于沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸。這可以在基板上實(shí)現(xiàn)原子層的同質(zhì)沉積。
[0194]更顯然地，根據(jù)上述以及圖1-11B，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以包括，及/或根據(jù)本發(fā)明的方法可以藉此執(zhí)行:輸出面，沿著鼓狀物的至少部分圓形的圓周及/或在其上延伸；前驅(qū)氣體供應(yīng)器，位于鼓狀物的至少部分圓形的圓周上；前驅(qū)氣體供應(yīng)器，位于輸出面的至少部分圓形的圓周上；輸出面，至少部分為大體上圓形并圍繞沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線及/或鼓狀物的旋轉(zhuǎn)軸線；底座，用于能旋轉(zhuǎn)地安裝包含沉積頭的鼓狀物；沉積頭，為可旋轉(zhuǎn)鼓狀物的一部分；前驅(qū)氣體供應(yīng)器，在彎曲的輸出面上延伸；及/或沉積頭，具有被指向?yàn)檠刂騼A斜于基板的軸向方向及/或旋轉(zhuǎn)軸線，其中基板和旋轉(zhuǎn)軸線之間的傾斜角優(yōu)選小于30度。另外或二擇一地，根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括:提供安裝在軸上的沉積頭及/或鼓狀物；以及通過軸對(duì)前驅(qū)氣體供應(yīng)器提供至少前驅(qū)氣體。
[0195]于是，本發(fā)明提供在基板上沉積原子層的方法，上述方法包括從前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體，前驅(qū)氣體供應(yīng)器包含在沉積頭內(nèi)；使前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以形成原子層；并且還包括在供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)通過旋轉(zhuǎn)沉積頭而使前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著基板移動(dòng)，其中，沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)基板包括圍繞沉積頭沿著螺旋路徑移動(dòng)基板。本發(fā)明還包括用于在基板上沉積原子層的裝置，該裝置包括具有用于對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體的前驅(qū)氣體供應(yīng)器的沉積頭，該裝置還包括用于能旋轉(zhuǎn)地安裝沉積頭的底座，并包括配置為旋轉(zhuǎn)沉積頭的驅(qū)動(dòng)器，以便沿著基板移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器；所述沉積頭構(gòu)造為使供應(yīng)的前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以形成原子層；上述裝置還包括引導(dǎo)件，具有相對(duì)于沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜的長(zhǎng)軸線；以此方式圍繞沉積頭沿著螺旋狀路徑引導(dǎo)基板。
[0196]本發(fā)明不限于在此說明的任何實(shí)施例，并且在本領(lǐng)域有技術(shù)人員的視界內(nèi)能夠修改，這可視為在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，在此使用的用詞‘基板’可以指實(shí)際上有時(shí)也以用詞‘基板’表示的平板或卷狀物的一部分，例如，在此使用的表達(dá)方式‘沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)基板’不需要沿著前驅(qū)氣體供應(yīng)器移動(dòng)整個(gè)平板或卷狀物；例如，表達(dá)方式‘圍繞沉積頭提供基板至少一次’不需要整個(gè)平板或卷狀物圍繞沉積頭移動(dòng)。
[0197]如同又一范例，當(dāng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器被定位為鄰近基板時(shí)，前驅(qū)氣體供應(yīng)器的平移速度(例如圖1lA及IlB中箭頭62所示)可被指向?yàn)闄M向于基板的平移速度(例如圖1lA中箭頭60所示)。于是，沉積頭的旋轉(zhuǎn)軸線91可以與基板的移動(dòng)方向60并列，如圖1lA所示?；宓囊苿?dòng)方向60和沉積頭6的旋轉(zhuǎn)軸線91之間的角度可在從O到90度的范圍內(nèi)。
[0198]說明圖1lA的范例相對(duì)于第IlB圖的變化，圖1lB中以沿著沉積頭6的旋轉(zhuǎn)軸線91的觀察方向顯示沉積頭。圖1lB的變化與圖1lA的范例的區(qū)別在于基板4卷繞沉積頭6。
[0199]參考圖4，注意箔4只橫向于鼓狀物5圓周的一部分。在兩滾輪14之間的非橫向底部，兩氣態(tài)反應(yīng)物(例如Al前驅(qū)物三甲基鋁及水蒸氣)可以不再分離并互相接觸，于是形成浮質(zhì)(“粉末”)。此微粒形成物可阻礙產(chǎn)品質(zhì)量、工藝、及R2R設(shè)備。實(shí)施例中這利用鼓狀物上方的螺旋掃描箔運(yùn)動(dòng)被部分地克服(圖8)，但是在箔的滾離(rol-off)和滾入(roll-on)區(qū)域之間鼓狀物的‘篩選’不是100%完全的場(chǎng)合可被改善。
[0200]用于防止任何微粒(“灰塵”)形成物的蓋子16可能有局限性，因?yàn)樵谄渲袃汕膀?qū)物可以產(chǎn)生Al2O3微粒形成物的氣流中形成中斷。另外，此封閉區(qū)對(duì)Al2O3的ALD和CVD可以部分地作為基板，可造成蓋子和鼓狀物之間變窄的間隙。這會(huì)妨礙對(duì)鼓狀物旋轉(zhuǎn)的控制，因而干擾機(jī)器操作。
[0201]為進(jìn)一步防止所不希望的微粒形成物，可以提供可切換流動(dòng)中斷閥系統(tǒng)。例如參考以下圖12-18，提供如此系統(tǒng)的范例。
[0202]圖12顯示用于在基板4上沉積原子層的裝置2的剖面圖。沉積過程包括:從前驅(qū)氣體供應(yīng)器8對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體，前驅(qū)氣體供應(yīng)器8包含在沉積頭內(nèi)；使前驅(qū)氣體在基板附近例如在其上反應(yīng)，以形成原子層。上述沉積頭包含在可旋轉(zhuǎn)鼓狀物5內(nèi)，且基板4沿著鼓狀物5的至少一部分圓形的圓周移動(dòng)。
[0203]包含在鼓狀物5內(nèi)的沉積頭具有輸出面，輸出面在沉積原子層期間至少部分面對(duì)基板4。輸出面具有前驅(qū)氣體供應(yīng)器8，并具有大體上圓形形狀，該大體上集圓形形狀限定基板4的移動(dòng)路徑。尤其，當(dāng)供應(yīng)前驅(qū)氣體時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)包含在可旋轉(zhuǎn)鼓狀物5內(nèi)的沉積頭，前驅(qū)氣體供應(yīng)器8沿著基板4移動(dòng)。于是，當(dāng)在沿著旋轉(zhuǎn)軌道62的一個(gè)方向上連續(xù)移動(dòng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器時(shí)，沉積原子層的堆棧。
[0204]裝置2在以下兩者之間切換:在旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分Tl上從前驅(qū)氣體供應(yīng)器8對(duì)基板供應(yīng)前驅(qū)氣體；以及在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分T2上中斷從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器8供應(yīng)前驅(qū)氣體。
[0205]注意到基板4不覆蓋鼓狀物5的全部表面。在旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分Tl，基板4可以接近鼓狀物5的輸出面，用于沉積原子層，而在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分T2，基板從輸出面移開或遠(yuǎn)離輸出面。于是，所述切換可以防止在第二部分的旋轉(zhuǎn)軌道T2漏出前驅(qū)氣體。否則如此的漏出在基板上的指定區(qū)外會(huì)導(dǎo)致所不希`望的前驅(qū)物反應(yīng)。
[0206]可以通過改向或關(guān)閉通過前驅(qū)氣體供應(yīng)器的前驅(qū)氣體流動(dòng)，提供所述中斷。這可防止在旋轉(zhuǎn)軌道62的第二部分T2漏出前驅(qū)氣體。氣體供應(yīng)器8可以例如從氣體源(在此未顯示)接收氣體，并且當(dāng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器8從旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分旋轉(zhuǎn)到第二部分(Tl和T2之間)時(shí)，通過控制配置在氣體供應(yīng)器8和氣體源之間的氣體流動(dòng)路徑中的一個(gè)或更多閥，可以提供供應(yīng)和中斷前驅(qū)氣體供應(yīng)之間的切換。
[0207]目前顯示的實(shí)施例中，氣體切換結(jié)構(gòu)103由電機(jī)控制閥形成，電機(jī)控制閥由閥控制機(jī)構(gòu)(例如控制器101)打開和關(guān)閉。上述閥配置在前驅(qū)氣體供應(yīng)器8和反應(yīng)氣體供應(yīng)器42的氣體流動(dòng)路徑中。上述閥控制機(jī)構(gòu)，在此情況下為控制器101，配置為在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分T2期間關(guān)閉上述閥，至少在基板4不覆蓋氣體供應(yīng)器8及/或42的位置。同樣地，在旋轉(zhuǎn)軌道62的第一部分Tl，當(dāng)基板4再次覆蓋鼓狀物5的輸出面時(shí)，即當(dāng)可通過覆蓋氣體供應(yīng)器8的基板防漏時(shí)，控制器101可以打開閥。除了阻止氣體射出的閥之外，其它氣體切換結(jié)構(gòu)可以用于影響通過氣體流動(dòng)路徑的氣體流動(dòng)。例如，通過打開連接至氣體流動(dòng)路徑的排氣通道，氣體流動(dòng)可以改向。也可以是用于例如通過作為閥系統(tǒng)的凹槽結(jié)構(gòu)控制氣體流動(dòng)的其它機(jī)構(gòu)，如參考圖15-18在之后說明的。
[0208]圖12目前所示的實(shí)施例中，還提供反應(yīng)氣體供應(yīng)器42。由反應(yīng)氣體供應(yīng)器42供應(yīng)的反應(yīng)氣體，例如可以與通過前驅(qū)氣體供應(yīng)器8沉積在基板4上的前驅(qū)氣體反應(yīng)，以形成原子層。例如，前驅(qū)氣體可以包括三甲基鋁(TMA)，而反應(yīng)物氣體可以包括水蒸氣，用于在基板上形成氧化鋁的原子層。與前驅(qū)氣體供應(yīng)器8類似，反應(yīng)氣體供應(yīng)器42可以具有閥，該閥可在例如閥控制器的控制下關(guān)閉，以例如在旋轉(zhuǎn)軌道62的部分T2防止反應(yīng)氣體從裝置2漏出，在部分T2，基板4不覆蓋鼓狀物5的輸出面。二擇一地，閥可以提供為僅用于前驅(qū)氣體，例如漏出的反應(yīng)氣體不會(huì)引起反對(duì)，例如是水蒸氣的情況下。
[0209]圖12目前的實(shí)施例中，鼓狀物5還包括凈化氣體供應(yīng)器8和凈化氣體排出器40a和40b的配置，凈化氣體排出器40a和40b將前驅(qū)氣體供應(yīng)器8和反應(yīng)氣體供應(yīng)器42分開。凈化氣體排出器40a和40b還可以分別用于，在分離的通道中，排出前驅(qū)氣體和反應(yīng)氣體。凈化氣體在前驅(qū)氣體和反應(yīng)氣體之間可以形成氣體簾幕，防止基板4上指定區(qū)外兩種氣體之間所不希望的反應(yīng)。
[0210]優(yōu)選緊鄰前驅(qū)氣體供應(yīng)器的輸出面提供上述閥。以此方式，前驅(qū)氣體會(huì)殘留的封死空間的大小受限。二擇一地，如果排氣點(diǎn)例如通過窄開口對(duì)氣流提供足夠的抵抗力，閥可以放在更上游以釋放前驅(qū)氣體壓力，以及有效地中止離開前驅(qū)氣體供應(yīng)器的氣流。二擇一地，或除了關(guān)閉閥以停止供應(yīng)前驅(qū)氣體以外，排氣閥可以打開以移除任何殘留在關(guān)閉的閥和前驅(qū)氣體供應(yīng)器的輸出面之間的封死空間中的前驅(qū)氣體。
[0211]注意到，通過以螺旋方式圍繞鼓狀物卷繞基板，也可以部分解決所不希望的前驅(qū)氣體漏出的問題，如圖8所示。優(yōu)選的，前驅(qū)氣體供應(yīng)器在開和關(guān)狀態(tài)之間可切換，從而在基板離開鼓狀物的位置，前驅(qū)氣體供應(yīng)器關(guān)閉，以防止前驅(qū)氣體在這些位置漏出。
[0212]圖13顯示圍繞例如靜止中心軸10旋轉(zhuǎn)的鼓狀物5的示意性剖面圖。包括在鼓狀物的輸出面內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器8經(jīng)由氣體流動(dòng)路徑155接收前驅(qū)氣體，氣體流動(dòng)路徑155在軸10中延伸通過圓周凹槽57a，而氣體入口 8i在旋轉(zhuǎn)路徑62的第一部分Tl中相對(duì)于凹槽57a。在旋轉(zhuǎn)路徑62的第二部分T2期間，氣體入口 8i通過在軸10的凹槽中形成端部的阻障103’，阻障103’ 作用為氣體切換結(jié)構(gòu)，用于在軌道的第二部分T2期間阻礙氣體流動(dòng)路徑155。以此方式，在旋轉(zhuǎn)路徑62的第二部分T2期間，防止氣體漏出氣體供應(yīng)器8，第二部分T2至少對(duì)應(yīng)于鼓狀物5的沒被基板4覆蓋的部分。
[0213]如圖所示，在滾輪14a和滾輪14b之間的鼓狀物5底部，基板4不覆蓋氣體供應(yīng)器8的排氣點(diǎn)。優(yōu)選限定T2的阻障103’被提供為使得在基板4離開所述氣體供應(yīng)器8的對(duì)應(yīng)排氣點(diǎn)之前，氣體供應(yīng)器8被妥當(dāng)?shù)刂袛?，以及在基板再次碰到所述排氣點(diǎn)之后，重新妥當(dāng)打開，以防止氣體例如從前驅(qū)氣體供應(yīng)器的封死空間不希望地漏出。另外或二擇一地，可以在連接至氣體排出器(未顯示)的軸10內(nèi)提供第二凹槽57b。以此方式，當(dāng)供應(yīng)器8沿著旋轉(zhuǎn)軌道62的第二部分T2旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以排出或是至少防止漏出殘留在氣體供應(yīng)器8的封死空間的過剩的氣體，因此進(jìn)一步防止所不希望的前驅(qū)氣體漏出。
[0214]圖14顯示裝置2的另一實(shí)施例，其中提供另一氣體切換結(jié)構(gòu)103。氣體切換結(jié)構(gòu)103由磁性閥IOlb形成，磁性閥IOlb配置為在閥切換裝置的控制下滑出和滑入對(duì)應(yīng)的開口或閥座101c，閥切換機(jī)構(gòu)由配置為沿著磁性閥IOlb橫切的旋轉(zhuǎn)路徑的控制磁鐵IOla形成。氣體切換結(jié)構(gòu)103配置在氣體流動(dòng)路徑155內(nèi)，用于在以下兩者之間切換:在旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分Tl上從前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)基板供應(yīng)上述前驅(qū)氣體；以及在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分T2上中斷從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體。視圖(A)、(B)及(C)分別顯示磁性閥系統(tǒng)的放大圖、控制磁鐵配置視圖以及磁場(chǎng)線的結(jié)果方向。[0215]于是，實(shí)施例中，氣體切換結(jié)構(gòu)103包括閥IOlb和閥控制機(jī)構(gòu)101a，其中閥IOlb配置為影響通過氣體流動(dòng)路徑155的氣體流動(dòng)；以及閥控制機(jī)構(gòu)IOla配置為控制閥101b，用于在旋轉(zhuǎn)軌道62的第二部分T2中斷至氣體供應(yīng)器的氣體流動(dòng)。目前的實(shí)施例中，閥IOlb包括閥磁鐵以及閥101b，配置為根據(jù)施加于閥磁鐵的外部磁場(chǎng)的極性在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換。閥控制機(jī)構(gòu)IOla包括控制磁鐵，配置為沿著旋轉(zhuǎn)軌道的定置路徑，在旋轉(zhuǎn)軌道的第一和第二部分之間具有相反磁極性，如視圖(B)所示。
[0216]此相反極性產(chǎn)生磁場(chǎng)IOlf，顯示于視圖(C)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)軌道62的第一和第二部分指向相反的方向。例如，在第一部分Tl中，沿著旋轉(zhuǎn)軌道的控制磁鐵以一極性指向磁性閥，用于吸引其中的磁鐵，磁鐵以一極性面向控制磁鐵。通過吸引力，在此情況下，閥打開，以及氣體流動(dòng)路徑打通。同樣地，當(dāng)控制磁鐵在旋轉(zhuǎn)軌道62的第二部分T2中面向具有相反極性的閥磁鐵時(shí)，磁性互斥力可以關(guān)閉閥。以此方式，當(dāng)前驅(qū)氣體供應(yīng)器(在此未顯示)通過旋轉(zhuǎn)軌道62的第一和第二部分之間的過渡部時(shí)，可以在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換閥。注意到雖然在此顯示徑向磁場(chǎng)，二擇一地，磁場(chǎng)也可以沿切線方向或任何其它方向在極性間切換。
[0217]此外或除了顯示的實(shí)施例之外，閥103也可以在重力影響下打開或關(guān)閉。例如，當(dāng)閥在鼓狀物的底部時(shí)，閥可以降下，并關(guān)閉氣體流動(dòng)路徑以及當(dāng)鼓狀物往上旋轉(zhuǎn)閥時(shí)再度打開。此重力閥也可以使用例如彈簧和重量系統(tǒng)，該彈簧和重量系統(tǒng)被調(diào)整為在所期望的旋轉(zhuǎn)軌道部分打開和關(guān)閉閥。
[0218]組合的磁性/重力致動(dòng)閥的實(shí)施例中，永久磁鐵可以在水平位置(軌道的第一部分Tl)打開閥，而在臨界部分(軌道的第二部分T2)，重力可以接管并關(guān)閉閥。此實(shí)施例中，例如只在軌道的第一部分Tl提供磁鐵。注意到一般關(guān)閉閥位置優(yōu)選接近反應(yīng)室，用于最小化具有前驅(qū)氣體的封死空間。注意，可以另外的可切換排氣線路排空此封死空間。
[0219]實(shí)施例中，球形或其它形狀的金屬關(guān)閉組件，優(yōu)選是永磁性材料等，可以插入獨(dú)立的徑向供應(yīng)線路，一旦接近臨界滾離區(qū)(T2)，可以中斷氣體流動(dòng)。在簡(jiǎn)單的形式中，開關(guān)”致動(dòng)”可以利用地心引力:當(dāng)在旋轉(zhuǎn)鼓狀物中的徑向氣體供應(yīng)線路旋轉(zhuǎn)進(jìn)入臨界滾離區(qū)T2時(shí)，重力將在超過特定閾值時(shí) 拉引球進(jìn)入關(guān)閉位置，直到離開臨界區(qū)。
[0220]另一實(shí)施例可以是具有局部外部磁力的關(guān)閉組件，以感應(yīng)線圈致動(dòng)，用于在沿著箔的軌道中維持供應(yīng)線路在其”打開”位置，并通過反轉(zhuǎn)通過線圈的電流，切換至其”關(guān)閉”位置。
[0221]在此的另一選擇是插入另外的排氣線(“分流或旁路”)，可以在”箔滾離”區(qū)段中打開。這情況有連續(xù)前驅(qū)氣體流動(dòng)(無(wú)壓力下降)的優(yōu)點(diǎn)。
[0222]圖15顯示裝置2的分解圖，其中氣體供應(yīng)器8、38、42包括在鼓狀物5內(nèi)，經(jīng)由密封鼓狀物表面的至少一部分的密封件55從氣體源(在此未顯示)接收氣體。目前的圖中，示出僅一個(gè)密封件55，用于顯示前側(cè)的內(nèi)部鼓狀物51內(nèi)的氣體入口 58a。
[0223]使用中，密封件55會(huì)維持對(duì)鼓狀物5密封壓緊，以密封密封件和鼓狀物表面之間的凹槽57，因而形成氣體流動(dòng)通道。密封件55和鼓狀物5因而形成包括氣體流動(dòng)通道的密封結(jié)構(gòu)。鼓狀物5相對(duì)于密封件55可旋轉(zhuǎn)，并包括一個(gè)或更多氣體入口 58。密封凹槽57配置為使得其在旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分與氣體入口 58相對(duì)，因而形成氣體流動(dòng)路徑的一部分。尤其，凹槽連接至氣體出口(未顯示)，氣體出口提供從氣體源通過由密封的凹槽形成的通道的氣體流。在凹槽57與氣體入口 58相對(duì)的位置上，氣體可以從密封件的氣體出口經(jīng)由密封的凹槽流入鼓狀物的氣體入口。
[0224]目前的圖15所示的另一方面是氣體供應(yīng)器8、38、42在鼓狀物5內(nèi)的較佳配置。尤其，前驅(qū)氣體供應(yīng)器8優(yōu)選與凈化氣體供應(yīng)器38所分離的反應(yīng)氣體供應(yīng)器42交替。各氣體供應(yīng)器8、38、42的沉積頭是狹縫形，例如具有0.1mm的寬度。通過氣體供應(yīng)器8、38、42的狹縫形沉積頭，氣體可以以受控制的形式流至可覆蓋鼓狀物表面(見例如圖13)的一部分的基板(未顯示)。所述窄狹縫可在可交換的插入半部61之間形成，可交換的插入半部61用凹入的連接組件63連接至鼓狀物。插入半部61形成包括氣體供應(yīng)器的沉積頭的鼓狀物的外部部分53。
[0225]由插入半部61形成的典型的出口間隙的寬度為0.1mm。對(duì)于前驅(qū)物出口，典型的插入長(zhǎng)度是250mm,以及對(duì)于N2插入是280mm。插入狹條的外部表面優(yōu)選是平滑的，以確保在插入長(zhǎng)度上相等的氣體分布。出口間隙的氣動(dòng)限制優(yōu)選遠(yuǎn)高于分隔室的抵抗力，以得到朝向反應(yīng)物/軸承區(qū)的同質(zhì)流動(dòng)率。優(yōu)選是同質(zhì)流動(dòng)率，以得到網(wǎng)狀物的同質(zhì)軸承/前驅(qū)氣體的同質(zhì)沉積。
[0226]各氣體供應(yīng)器以兩個(gè)插入半部61形成，兩插入半部61例如用接合銷抵靠彼此定位，并用例如M3六角螺旋釘連接。通過在各插入半部中提供U形或凹縱面，在氣體出口下方建立分隔室61a。需要遍及全箔尺寸的連續(xù)出口寬度，以得到均勻的濃度和準(zhǔn)確的氣體分離。另外，平滑的外部表面用于在寬度上相等的分布。
[0227]經(jīng)由螺旋孔63a，連接件63本身被擰到或栓至內(nèi)部鼓狀物51。連接件63因而在鼓狀物中可形成凹入槽谷，以及包括氣體排出通道67，通過氣體排出通道67過剩的凈化氣體和前驅(qū)或反應(yīng)氣體可以經(jīng)由形成在基板和鼓狀物之間的槽谷除去。
[0228]在基板上沉積原子層期間，可以平衡由連接件63形成的凹入通道內(nèi)的排出器67的吸力和由凈化及其它氣體供應(yīng)器提供的壓力的結(jié)合，以維持基板(未顯示)在距離鼓狀物的期望距離處。凈化氣體供應(yīng)器因而可以用作前驅(qū)氣體和反應(yīng)氣體之間的氣簾以及用于基板的氣體軸承兩者。前驅(qū)氣體及/或反應(yīng)氣體`也可以具有軸承功能。優(yōu)選也為周向凈化氣體供應(yīng)器38’提供凈化氣體，以防止所不希望的前驅(qū)及/或反應(yīng)氣體漏出。另外，將在圖16中更詳細(xì)顯示，可以配置凹槽57，以使當(dāng)氣體供應(yīng)器橫越旋轉(zhuǎn)軌道的其中鼓狀物表面沒有被基板覆蓋基板的部分時(shí)，對(duì)鼓狀物的氣體供應(yīng)中斷或改向。
[0229]圖16顯示由將連接至鼓狀物55的可旋轉(zhuǎn)給進(jìn)板59的定置的密封件55形成的密封結(jié)構(gòu)95的分解圖。注意到密封結(jié)構(gòu)可以用作從定置源108’、138’、142’提供氣體給旋轉(zhuǎn)鼓狀物5的氣體轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)，以及用于中斷和再繼續(xù)氣體流動(dòng)的氣體切換結(jié)構(gòu)兩者。密封件55包括圓周凹槽57，與給進(jìn)板59中對(duì)應(yīng)的氣體入口 /出口相對(duì)。凹槽57，結(jié)合氣體入口 /出口 58，可以形成閥103，閥103根據(jù)鼓狀物5相對(duì)于密封件55的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而打開。鼓狀物可以圍繞軸10旋轉(zhuǎn)，軸10可放置在可由例如密封件55的內(nèi)部洞穴或外部形成的軸承結(jié)構(gòu)上。軸10可以由例如馬達(dá)(未顯示)驅(qū)動(dòng)，優(yōu)選是耐熱馬達(dá)(例如直流無(wú)刷馬達(dá))。馬達(dá)可以直接連接至鼓狀物軸10或例如經(jīng)由齒輪箱以增加馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。
[0230]使用中，凹槽57在密封件55的表面和包含在鼓狀物5內(nèi)的旋轉(zhuǎn)給進(jìn)板59之間延伸。對(duì)應(yīng)于鼓狀物5的旋轉(zhuǎn)軌道62的第一部分Tl的凹槽57，可以從相應(yīng)的氣體源108’、138’及142’提供前驅(qū)氣體108、凈化氣體138以及反應(yīng)氣體142。此外，對(duì)應(yīng)于鼓狀物的旋轉(zhuǎn)軌道62的第二部分T2的凹槽，可以連接至氣體排出器(未顯示)。如此的配置中，當(dāng)氣體入口 /出口 58與連接至氣體源108’、138’或142’的凹槽相對(duì)時(shí)，鼓狀物的氣體供應(yīng)器，在旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分Tl期間當(dāng)鼓狀物的輸出面接近基板時(shí)，可以將相應(yīng)的氣體供應(yīng)至基板(未顯不)的表面。此外，當(dāng)基板遠(yuǎn)離鼓狀物表面時(shí)，鼓狀物5的表面的那部分的氣體供應(yīng)可以中斷及/或可以排出氣體以防止所不希望的前驅(qū)及/或反應(yīng)氣體漏出至外部環(huán)境。
[0231]于是，在顯示的實(shí)施例中，周向密封的凹槽57沿著旋轉(zhuǎn)軌道62的第一部分Tl延伸，終止于旋轉(zhuǎn)軌道62的第一部分Tl和第二部分T2之間，因此在旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分T2中斷從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體期間，經(jīng)由凹槽57延伸的氣體流動(dòng)路徑，被鼓狀物的表面中斷，在此情況下具體而言是給進(jìn)板59。
[0232]作為顯示的實(shí)施例的替代，還可以在鼓狀物5內(nèi)提供凹槽以及在密封件55內(nèi)提供氣體入口 /出口。另外，雖然目前顯示的密封件55包括密封鼓狀物一側(cè)的平板，但二擇一地，密封件可以密封鼓狀物的圓周，其中沿著密封件的任一鼓狀物表面的圓周，提供凹槽。也可以是這些側(cè)面密封件和圓周密封件的結(jié)合。另外，鼓狀物5和密封件55兩者還可以包括凹槽或排氣通道和凹槽的結(jié)合。此外，雖然在目前的實(shí)施例中，凹槽顯示為具有特定深度，但此深度也可以沿著凹槽長(zhǎng)度變化。
[0233]雖然在目前的實(shí)施例中只顯示三個(gè)凹槽，但此數(shù)量可以擴(kuò)大或減小以符合沉積過程的特別需要。在有利的實(shí)施例中，載運(yùn)前驅(qū)氣體的凹槽被載運(yùn)凈化氣體的凹槽圍繞，而凈化氣體的壓力比前驅(qū)氣體壓力高。以此方式，凈化氣體可以在前驅(qū)氣體和外部環(huán)境之間形成氣體簾幕，例如與結(jié)合圖1E的中心管討論的類似。二擇一地或另外，凹槽可以具有交替的前驅(qū)氣體108和反應(yīng)氣體142供應(yīng)器，以具有凈化氣體142供應(yīng)器和氣體排出器的凹槽分離，例如以從中心往外的順序:前驅(qū)氣體供應(yīng)器、氣體排出器、凈化氣體供應(yīng)器、氣體排出器、反應(yīng)氣體供應(yīng)器、氣體排出器、凈化氣體供應(yīng)器。以此方式，前驅(qū)氣體與凈化氣體一起在與反應(yīng)氣體與凈化氣體分開的排出通道中排出。
[0234] 二擇一地或另外，可以通過在鼓狀物一側(cè)的密封件供應(yīng)前驅(qū)氣體，而在鼓狀物另一側(cè)供應(yīng)反應(yīng)氣體。一或二側(cè)可以被提供有凈化氣體簾幕以防止所不希望的前驅(qū)/反應(yīng)氣體漏出至外部環(huán)境。密封件55也可以具有朝向(軸向)鼓狀物側(cè)的氣體軸承。
[0235]圖17顯示密封件55到鼓狀物5間的氣體連接的示意性剖面。鼓狀物5在旋轉(zhuǎn)軌道62上相對(duì)于密封件55可旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由在軸承12內(nèi)旋轉(zhuǎn)的軸10，由例如馬達(dá)M驅(qū)動(dòng)。
[0236]鼓狀物包括在鼓狀物5的輸出面上的前驅(qū)氣體供應(yīng)器8 (例如TMA)、凈化氣體供應(yīng)器38 (例如N2)、反應(yīng)氣體供應(yīng)器42 (例如水蒸氣)以及氣體排出器40a和40b。氣體供應(yīng)器8、38、42經(jīng)由密封鼓狀物表面的至少一部分的密封件55，從相應(yīng)的氣體源108 ’、138 ’、142’接收氣體108、138、142。對(duì)此，鼓狀物5包括氣體出口 /入口 58，而密封件55包括在其表面上的圓周凹槽57。換句話說，凹槽58沿著切線路徑，切線路徑的半徑(到中心的距離)對(duì)應(yīng)入口 /出口 58的半徑。實(shí)施例中，凈化氣體線路可以設(shè)計(jì)為沿氣體軸承的軸向方向并與反應(yīng)氣體分離，還沿徑向方向，用于支撐鼓狀物末端。
[0237]凹槽57被鼓狀物5密封，并配置為在旋轉(zhuǎn)軌道62的至少一部分上與氣體出口 /入口 58相對(duì)。使用中，密封凹槽57的一部分可以形成氣體源108’、138’、142’和氣體供應(yīng)器8、38、42之間的氣體流動(dòng)路徑的一部分。此外，其它的密封凹槽57或密封凹槽57的另一部分可以形成氣體排出器40a、40b以及分相應(yīng)的氣體槽140a’、140b’之間的另一氣體流動(dòng)路徑的一部分，用于分別排出過剩的前驅(qū)氣體108和反應(yīng)氣體142。前驅(qū)氣體8和反應(yīng)氣體42的排出通道優(yōu)選維持分開，以使前驅(qū)氣體和反應(yīng)氣體之間在未指定區(qū)域(即，不在基板上)不會(huì)產(chǎn)生所不希望的反應(yīng)。如上所述，作為對(duì)顯示的實(shí)施例的替代，凹槽57和氣體入口 /出口 58在密封件55和鼓狀物5之間可以顛倒或是以任何組合混合。
[0238]實(shí)施例中，圓周密封的凹槽沿著旋轉(zhuǎn)軌道62的第一部分延伸，終止于旋轉(zhuǎn)軌道62的第一和第二部分之間，以使在旋轉(zhuǎn)軌道62的第二部分中斷從前驅(qū)氣體供應(yīng)器8供應(yīng)前驅(qū)氣體期間，氣體流動(dòng)路徑被鼓狀物5的表面中斷。以此方式,鼓狀物相對(duì)于密封件的相對(duì)旋轉(zhuǎn)打開和關(guān)閉氣體源/槽和相應(yīng)的氣體供應(yīng)器/排出器之間的氣體流動(dòng)路徑，即組合的結(jié)構(gòu)作為閥系統(tǒng)。凹槽因而可以用作閥，其中鼓狀物的旋轉(zhuǎn)用作控制閥的裝置。
[0239]氣體給進(jìn)板或密封件55，可以具有一些功能:
[0240]-沿圓周方向連接至氮插入物以及形成氮狹縫。
[0241 ]-用作軸，以支撐常規(guī)軸承或空氣軸承中的鼓狀物。
[0242]-在外部邊緣處提供較大的直徑，以配合例如具有典型220_直徑的給進(jìn)板。
[0243]-提供孔，以給進(jìn)氣體。
[0244]-用作鼓狀物的軸向(氣體)軸承。
[0245]-各密室/插入物優(yōu)選連接至單一徑向孔口。出口密室可以各具有兩個(gè)孔口。軸向孔口用于連接至給進(jìn)板?？卓诳梢跃哂欣绲湫?_的直徑。徑向孔口可以例如在接近鼓狀物的最外側(cè)的距離處，以便最小化通道體積和封死空間。
[0246]實(shí)施例中，鼓狀物5可以由多孔碳的標(biāo)準(zhǔn)空氣軸襯支撐，并以平圓空氣軸承沿軸向方向固定。鼓狀物由耐熱馬達(dá)M (例如直流無(wú)刷馬達(dá))驅(qū)動(dòng)，耐熱馬達(dá)M直接連接至鼓狀物軸10，在其間有齒輪箱以增加馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。
[0247]圖18顯示裝置2的另一實(shí)施例。裝置2目前的實(shí)施例包括兩個(gè)密封件55a、55b，在鼓狀物5的各一側(cè)。鼓狀物在旋轉(zhuǎn)路徑62上相對(duì)于密封件55a、55b可旋轉(zhuǎn),例如圍繞在軸承12中延伸的軸10旋轉(zhuǎn)。第一密封件55a配置為供應(yīng)前驅(qū)氣體108和凈化氣體138給鼓狀物5，以及從鼓狀物排出過剩的凈化及/或前驅(qū)氣體140b。第二密封件55b配置為供應(yīng)反應(yīng)氣體142給鼓狀物5，以及從鼓狀物5排出過剩的反應(yīng)氣體140b。分別經(jīng)由兩個(gè)分開的密封件55a和55b供應(yīng)及/或排出前驅(qū)氣體108和反應(yīng)氣體142的優(yōu)點(diǎn)在于防止兩種氣體108和142例如經(jīng)由密封件中有漏洞的開口彼此接觸，以及防止在指定區(qū)外反應(yīng)。另一優(yōu)點(diǎn)是可以在鼓狀物設(shè)計(jì)中較小的空間要求。
[0248]實(shí)施例中，提供切換氣體供應(yīng)線構(gòu)造，具有完全整合在共軸的雙鼓狀物組內(nèi)的流動(dòng)中斷器和流阻器，用于卷對(duì)卷式的(R2R) ALD系統(tǒng)，其中通過完全整合在力控制或形狀控制構(gòu)造內(nèi)的閥及/或氣體給進(jìn)和氣體承軸/分離系統(tǒng)完成中斷。
[0249]本公開的應(yīng)用領(lǐng)域不限于ALD而可以延伸用于例如用于0LED、有機(jī)光電、柔性有機(jī)電子(例如晶體管)、鈍化層和緩沖層薄膜太陽(yáng)能電池的阻障層、(食物)封裝中潮濕及氧擴(kuò)散阻障層等的大區(qū)域制造的卷對(duì)卷式的沉積設(shè)備，并且不限于只生產(chǎn)氧化鋁(Al2O3)層。也設(shè)想其他材料(ZnO等)的沉積。
[0250]同樣地，所有反向運(yùn)動(dòng)學(xué)被視為被固有地公開，并在本發(fā)明的范圍內(nèi)。措辭的使用如:“優(yōu)選”、“尤其”、“典型地”并非意圖限制本發(fā)明。不定冠詞“一(a)”或“一(an)”并不排除復(fù)數(shù)。沒有特別或明確說明或聲明的特征可以另外包括在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)內(nèi)，而不背離其范圍。例如，沉積頭可以被提供有加熱器，用于在沉積原子層在基板的一部分期間使基板的該部分實(shí)現(xiàn)升高的溫度，例如接近220°C。如另一范例，裝置可以被提供有壓力控制器，用于控制前驅(qū)氣體供應(yīng)器、前驅(qū)氣體排出器、反應(yīng)氣體供應(yīng)器、反應(yīng)氣體排出器、軸承氣體供應(yīng)器及/或前驅(qū)氣體排出器內(nèi)的洞穴的氣體壓力。壓力控制器可以包括氣體控制器。此外，裝置可以包括例如微電漿源或另一源，適于在基板上沉積期間增強(qiáng)前驅(qū)氣體材料的反應(yīng)或基板上沉積后用于沉積后處理。顯然地，除了旋轉(zhuǎn)沉積頭之外或作為旋轉(zhuǎn)沉積頭的替代，使移動(dòng)沉積頭往復(fù)移動(dòng)可以提供寶貴的沉`積選擇。
【權(quán)利要求】
1.一種在基板(4)上沉積原子層的方法，所述方法包括下列步驟: 供應(yīng)前驅(qū)氣體步驟，從包括在沉積頭(6)內(nèi)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器(8)對(duì)所述基板供應(yīng)前驅(qū)氣體(108)，其中所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器從氣體源(108’)接收氣體； 反應(yīng)步驟，使所述前驅(qū)氣體在所述基板附近例如在其上反應(yīng)，以形成原子層；其中 所述沉積頭具有輸出面，在沉積所述原子層期間，所述輸出面至少部分面對(duì)所述基板；并且 所述輸出面被提供有所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器并具有大體上圓形形狀，所述大體上圓形形狀限定所述基板的移動(dòng)路徑； 其中，所述方法還包括下列步驟: 移動(dòng)步驟，當(dāng)供應(yīng)所述前驅(qū)氣體時(shí)，通過沿著旋轉(zhuǎn)軌道(62)旋轉(zhuǎn)所述沉積頭而使所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器沿著所述基板移動(dòng)；由此沉積原子層的堆棧；以及切換步驟，在以下兩者之間切換: 在所述旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分(Tl)上，從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)所述基板供應(yīng)所述前驅(qū)氣體；以及 在所述旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分(T2)上，中斷從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)所述前驅(qū)氣體；其中，當(dāng)所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器從所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分旋轉(zhuǎn)到所述第二部分時(shí)，通過一個(gè)或更多閥提供供應(yīng)和中斷所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器之間的切換，所述一個(gè)或更多閥配置在所述氣體供應(yīng)器和所述氣體源之間的氣體流動(dòng)路徑中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中` 在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分上，所述基板接近所述輸出面，用于沉積所述原子層； 在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第二部分上，所述基板從所述輸出面移開或遠(yuǎn)離所述輸出面；并且 通過改向或關(guān)閉通過所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器的前驅(qū)氣體流動(dòng)提供所述中斷，以防止在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第二部分上所述前驅(qū)氣體漏出。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中 所述氣體供應(yīng)器被包括在鼓狀物內(nèi)，所述鼓狀物經(jīng)由密封件從所述氣體源接收氣體，所述密封件密封所述鼓狀物的表面的至少一部分； 所述鼓狀物相對(duì)于所述密封件能旋轉(zhuǎn)； 所述鼓狀物或所述密封件中的一個(gè)包括一個(gè)或更多氣體出口/入口； 所述鼓狀物或所述密封件中的另一個(gè)包括在其表面上的一個(gè)或更多圓周凹槽，所述一個(gè)或更多圓周凹槽由所述鼓狀物或覆蓋結(jié)構(gòu)之一密封； 在從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)所述基板供應(yīng)所述前驅(qū)氣體期間，所述氣體出口 /入口與密封的所述凹槽相對(duì)，其中所述氣體流動(dòng)路徑的一部分由密封的所述凹槽形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，密封的所述圓周凹槽沿著所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分延伸，終止在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分和所述第二部分之間，使得在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第二部分上中斷從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體期間，所述氣體流動(dòng)路徑被所述鼓狀物或所述密封件中的另一個(gè)的表面中斷，由此用作閥系統(tǒng)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過沿著所述旋轉(zhuǎn)軌道施加的定置磁場(chǎng)的極性在打開和關(guān)閉位置之間控制所述閥；并且 當(dāng)所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分和所述第二部分之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述磁場(chǎng)在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分和所述第二部分之間改變極性，用于在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換所述閥。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述氣體供應(yīng)器被包括在鼓狀物內(nèi)，所述氣體供應(yīng)器經(jīng)由包含相對(duì)旋轉(zhuǎn)部分的氣體流動(dòng)路徑從定置的氣體源接收氣體；其中，所述前驅(qū)氣體通過所述相對(duì)移動(dòng)部件之間的開口的漏出通過圍繞所述開口提供的凈化氣體而被防止，所述凈化氣體具有比所述前驅(qū)氣體高的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)部分包括兩個(gè)或更多共中心管，其中通過內(nèi)部管供給所述前驅(qū)氣體并通過外部管供給所述凈化氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述凈化氣體被進(jìn)一步用作軸承氣體，用于旋轉(zhuǎn)所述鼓狀物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述凈化氣體被進(jìn)一步用作兩個(gè)或更多前驅(qū)氣體供應(yīng)器之間的氣體簾幕。
10.一種用于在基板(4)上沉積原子層的裝置，所述裝置包括: 沉積頭(6)，具有輸出面，所述輸出面在使用中至少部分面對(duì)所述基板并被提供有用于對(duì)所述基板供應(yīng)前驅(qū)氣體(108)的前驅(qū)氣體供應(yīng)器(8)，其中 所述輸出面具有大體上圓形形狀，所述圓形形狀限定所述基板的移動(dòng)路徑；所述裝置還包括:` 底座(10)，用于能旋轉(zhuǎn)地安裝所述沉積頭；并包括: 驅(qū)動(dòng)器，配置用于旋轉(zhuǎn)所述沉積頭，以便沿著所述基板移動(dòng)所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器； 所述沉積頭被構(gòu)造為使供應(yīng)的前驅(qū)氣體在所述基板附近例如在其上反應(yīng)，以形成原子層；當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軌道移動(dòng)所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器時(shí)，所述裝置由此被配置為用于沉積原子層的堆棧；并且所述裝置包括: 氣體源(108’)，用于經(jīng)由氣體流動(dòng)路徑將前驅(qū)氣體提供到所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器；以及 氣體切換結(jié)構(gòu)，被配置并構(gòu)造為在以下兩者之間切換: 在所述旋轉(zhuǎn)軌道的第一部分上，從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器對(duì)所述基板供應(yīng)所述前驅(qū)氣體；以及 在所述旋轉(zhuǎn)軌道的第二部分上，中斷從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)所述前驅(qū)氣體； 其中，所述氣體切換結(jié)構(gòu)包括閥和閥控制機(jī)構(gòu)，其中所述閥被配置為影響通過所述氣體流動(dòng)路徑的氣體流動(dòng)；并且所述閥控制機(jī)構(gòu)被配置為控制所述閥，以在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第二部分上中斷或改向通向所述氣體供應(yīng)器的氣體流動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中 所述氣體供應(yīng)器被包括在鼓狀物內(nèi)，所述鼓狀物經(jīng)由密封件從所述氣體源接收氣體，所述密封件密封所述鼓狀物的表面的至少一部分； 所述鼓狀物相對(duì)于所述密封件能旋轉(zhuǎn)； 所述鼓狀物或所述密封件中的一個(gè)包括一個(gè)或更多的氣體出口/入口；所述鼓狀物或所述密封件中的另一個(gè)包括在其表面上的一個(gè)或更多圓周凹槽，所述一個(gè)或更多圓周凹槽由所述鼓狀物或覆蓋結(jié)構(gòu)之一密封； 密封的所述凹槽被配置為使得，在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分上，密封的所述凹槽與所述氣體出口 /入口相對(duì)，由此形成所述氣體流動(dòng)路徑的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，密封的所述圓周凹槽沿著所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分延伸，終止在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分和所述第二部分之間，使得在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第二部分上中斷從所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器供應(yīng)前驅(qū)氣體期間，所述氣體流動(dòng)路徑被所述鼓狀物或所述密封件中的另一的表面中斷，由此用作閥系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中 所述閥包括閥磁鐵，并且所述閥被配置為根據(jù)施加于所述閥磁鐵的外部磁場(chǎng)的極性，在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換；并且 所述閥控制機(jī)構(gòu)包括控制磁鐵，所述控制磁鐵被配置為沿著所述旋轉(zhuǎn)軌道的定置路徑，在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分和所述第二部分之間具有相反磁極性，用于當(dāng)所述前驅(qū)氣體供應(yīng)器在所述旋轉(zhuǎn)軌道的所述第一部分和所述第二部分之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，在所述打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換 所述閥。
【文檔編號(hào)】C23C16/455GK103874783SQ201280049602
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月10日
【發(fā)明者】雷蒙德·詹考伯斯·威廉姆斯·克納彭, 魯?shù)隆W利斯拉格斯, 丹尼斯·范·德·伯格曼, 馬蒂斯·C·范·德·伯, 迪德里科·簡(jiǎn)·瑪斯, 雅克·科爾·喬安·范·德·東克, 弗雷迪·羅澤博姆 申請(qǐng)人:荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織