CN103874783A - 用于在基板上沉积原子层的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种在基板上沉积原子层的方法。所述方法包括从可以是可旋转鼓状物的一部分的沉积头的前驱气体供应器供应前驱气体。所述前驱气体供应器对基板提供前驱气体。所述方法还包括通过沿着所述基板旋转所述沉积头来移动所述前驱气体供应器，接着所述基板沿着旋转鼓状物移动。所述方法还包括在以下两者之间切换：在旋转轨道的第一部分上从前驱气体供应器对基板供应所述前驱气体；以及在旋转轨道的第二部分上中断从前驱气体供应器供应所述前驱气体。

Description

用于在基板上沉积原子层的方法及装置

技术领域

本发明涉及在基板上沉积原子层，优选原子层的堆栈的方法，该方法包括从包含在沉积头内的前驱气体供应器对基板供应前驱气体。本发明还涉及用于在基板上沉积原子层的装置，该装置包括沉积头，具有用于对基板供应前驱气体的前驱气体供应器。本发明还涉及原子层的堆栈。

背景技术

原子层沉积已知为沉积单分子层的靶材的方法。原子层沉积不同于例如化学气相沉积之处在于原子层沉积至少需要两个连续处理步骤（即，半周期）。自限制处理步骤的第一步骤包含在基板表面上施加前驱气体。自限制处理步骤的第二步骤，包含前驱材料的反应，用于形成单分子层的耙材。原子层沉积具有实现优异的甚至理想的层厚控制的优点。不过，原子层实质上是薄的。结果，运用原子层沉积来沉积具有大于约10纳米的特定厚度的层，通常相当耗时，因为需要堆栈许多原子层以得到如此的层厚。

WO2007/106076叙述原子层沉积的方法，其中基板安装在鼓状物上。此鼓状物沿着供应前驱气体的喷嘴旋转。以此方式，可以在相当短的时间内沉积多层原子层。不过，WO2007/106076的方法只能用于长度等于或小于鼓状物的周长的基板。另外，安装基板至鼓状物所需要的时间，可能至少部分或甚至完全消除沿着喷嘴快速旋转所挣得的时间。

US2011/0076421叙述气相沉积反应器，其可被插入管中，在管中将沉积薄膜。可以旋转气相沉积反应器，而管固定。旋转气相沉积反应室，而基板只有部分覆盖气体沉积反应器的圆周，可能导致反应物漏出。

本发明人的EP2360293公开了一种在基板上沉积原子层之方法。上述方法包括从可以是可旋转鼓状物的一部分的沉积头的前驱气体供应器供应前驱气体。从前驱气体供应器对基板提供前驱气体。上述方法还包括通过沿着基板旋转沉积头来移动前驱气体供应器，基板接着沿着旋转鼓状物移动。在EP2360293中，提供密封元件以防止前驱气体漏出至外部环境。

发明内容

本发明的目的是提供沉积原子层的方法，至少部分解决已知方法的一个或更多问题。

于是，本发明提供在例如柔性或刚性基板上沉积原子层，优选是原子层的堆栈的方法，该方法包括从包含在沉积头内的前驱气体供应器，优选是从多个前驱气体供应器，对基板供应前驱气体；包括使前驱气体在基板附近例如在其上反应，以形成原子层；包括在供应前驱气体时通过沿着旋转轨道旋转沉积头而使前驱气体供应器沿着基板移动；还包括在以下两者之间切换：在旋转轨道的第一部分上从前驱气体供应器对基板供应前驱气体；以及在旋转轨道的第二部分上中断从所述前驱气体供应器供应前驱气体。

以此方式，当连续移动（例如，旋转或回转）前驱气体供应器及/或基板时，可以沉积原子层的堆栈。结果，可以增加原子层的沉积速率。此外，经由在供应和中断前驱气体之间切换，可以在旋转轨道的第二部分上，防止所不希望的前驱气体漏出，例如当基板从输出面移开或远离输出面时。

实施例中，当供应前驱气体时，沉积头可以沿一个方向连续旋转。于是，当沉积原子层的堆栈时，可以避免以往复的方式移动前驱气体供应器及/或基板。以此方式，可以防止固有于往复运动的前驱头及/或基板的反转。可以导致更高的沉积速率及/或更均匀的原子层沉积，例如因为沉积头的转动点没有接缝。

在另一实施例中，当供应前驱气体时，以往复运动旋转沉积头。例如，在供应前驱气体时，先沿一个方向移动沉积头，然后在供应前驱气体时，沿另一方向移动。本实施例的优点可以是沉积过程中更高的灵活性，例如可以要求较少的前驱气体供应器。

注意到US2009/0081885A1未公开当供应前驱气体时通过旋转沉积头而使前驱气体供应器沿着基板移动。US2009/0081885A1也未公开在连续沿一个方向移动（例如，旋转）前驱气体供应器时，沉积原子层的堆栈。US2009/0081885A1中公开的装置，在供应前驱气体时，不适合沿一个方向连续旋转前驱气体供应器。

基板可以是柔性基板或刚性，即非柔性基板。使用柔性基板，可与旋转沉积头结合良好。如此的柔性基板容许弯曲基板，这有利于围绕旋转沉积头引导基板。

实施例中，上述方法包括在对基板供应前驱气体之后或与此同时沿着前驱气体供应器移动基板。在对基板供应前驱气体之后沿着前驱气体供应器移动基板，使得能够沉积互相分离的区域，在相互分离的区域，层的堆栈在基板上沉积。在对基板供应前驱气体的同时沿着前驱气体供应器移动基板，实现相当连续的层的堆栈，该相当连续的层的堆栈由彼此偏移即部分重叠的原子层构成。以此方式，可以大体上防止原子层边缘之间的垂直于基板延伸的接缝。前驱气体供应器相对于基板的平移速度可以随着时间是恒定的或随着时间变化。

实施例中，在沉积原子层期间，前驱气体供应器的平移速度大于及/或与基板的平移速度方向相反。这更增加原子层的沉积速率。例如，前驱气体供应器平移速度的绝对值可以比基板平移速度的绝对值大至少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。实施例中，当前驱头沿着基板表面移动时，基板可以非常缓慢移动或维持不动，因而沉积任何想要的层数。显然地，前驱气体供应器的平移速度选择性地可以指向基板平移速度的方向。

实施例中，前驱气体供应器被成形为狭长形状，沿着或倾斜于沉积头的轴向方向，其中前驱气体供应器及/或基板沿横向于由旋转头移动限定的轴向方向的方向移动。沿着或倾斜于轴向方向形成的如此的狭长前驱气体供应器可以实现在基板上原子层的同质沉积。

实施例中，沉积头有输出面，该输出面在沉积原子层期间至少部分面对基板，输出面被提供有前驱气体供应器。于是，前驱气体供应器可以沿着弯曲的输出面，在沿着或倾斜于沉积头的旋转轴线的方向上延伸。

实施例中，输出面具有大体上圆形形状，典型为大体上圆柱形或圆锥形如截头圆锥形形状及/或截头体形状，限定基板的移动路径。于是，输出面可以具有大体上圆柱形、圆锥形或截头体形状。如此的输出面可与旋转前驱头结合良好，因为在使用中使前驱头和基板间能维持相当恒定的分离距离。

注意到US2007/0281089A1未公开具有输出面的沉积头被提供有前驱气体供应器并具有限定基板的移动路径的大体上圆形形状，在沉积原子层期间，输出面至少部分面对基板。更注意到，US2007/0281089A1未公开沿着或倾斜于沉积头的轴向方向被成形为狭长形状的前驱气体供应器，也未公开前驱气体供应器可以沿着弯曲的输出面，在沿着或倾斜于沉积头的旋转轴线的方向上延伸。而是，US2007/0281089A1公开了一种装置，其中输出面和前驱气体供应器垂直于轴向方向和旋转轴线延伸。这阻碍在基板上同质沉积。例如，接近旋转轴线的沉积将不同于更远离旋转轴线的沉积。此外，在旋转轴线的位置，不可能沉积。结果，在US2007/0281089A1中，基板仅在少于输出面的一半区域上移动。

实施例中，沿着前驱气体供应器移动基板，包括围绕沉积头移动基板优选至少一次或少于一次，优选是围绕沉积头的输出面。基板的将围绕旋转的沉积头移动至少一次的第一部分，优选位于已经围绕旋转基板移动比基板的第一部分多一次的第二部分基板旁边。基板的第一部分及第二部分优选沿着同一条线延伸，该同一条线指向沿着基板的第一部分及第二部分，并横向于基板的移动方向。以此方式，旋转的前驱气体供应器可以在使用中不断地面对基板。结果，可大体上防止前驱气体的漏出。于是，在此实施例中，在基板移动朝向和到达沉积头的位置附近，及/或基板移动远离并离开沉积头的位置附近，可能发生的漏出问题（会导致所不希望的前驱反应，引起污染和微粒），至少可以解决部分。注意到，围绕沉积头提供基板的次数不一定是整数。

实施例中，上述方法包括排出通过第一及第二部分的基板之间的间隙漏出的前驱气体。

实施例中，沿着前驱气体供应器移动基板，包括围绕沉积头沿着螺旋路径移动基板。沉积头可以是可旋转鼓状物的一部分。鼓状物可包括可旋转轮，沉积头附在该可旋转轮上。基板可以围绕沉积头及/或围绕鼓状物沿着螺旋路径移动至少一次。以此方式，可以实现旋转的前驱气体供应器在使用中不断地面对基板以提供同质层，优选大体上在沿着螺旋路径的相对侧之间的整个基板区域上。尤其，基板可被定位成螺旋路径结构，其中相对的基板侧以相对基板侧之间没有狭缝或只有作为过渡的非常窄的狭缝形成的方式彼此相对。以此方式，可以大体上防止漏出及/或大体上缩减至最小。

实施例中，基板大体上面对全部前驱气体供应器。于是，在使用中，旋转的前驱气体供应器可以不断地面对基板。

实施例中，上述方法包括借助在基板面对沉积头的区域之外面对沉积头的盖子限制前驱气体。借助盖子，可以大体上阻碍或甚至防止前驱气体流动至可以执行上述方法的装置的外部环境。盖子可以沿着及/或在基板的第一及第二部分之间的间隙延伸。

实施例中，上述方法包括在基板与旋转沉积头间维持分离距离。以此方式，可以防止基板与旋转沉积头之间的机械接触。结果，前驱气体供应器的平移速度可大于及/或与基板的平移速度方向相反。优选地，围绕沉积头圆周的至少一部分且优选全部，分离距离大体上恒定。

实施例中，上述方法包括附接基板至一载子，并沿着前驱气体供应器移动载子。借助载子，可以维持基板与旋转沉积头之间的分离距离。结果，可以防止基板与旋转沉积头之间的机械接触。载子优选包括网眼。

实施例中，上述方法包括围绕引导件沿着引导件的输送面移动载子，引导件与输出面共形并面对输出面。通过共形输送面，分离距离在输出面的至少一部分上可以维持大体上恒定。

实施例中，上述方法包括在沉积头与基板之间供应轴承气体，用于形成分离基板与沉积头的气体轴承层。以此方式，在旋转沉积头与基板之间可以维持相当窄的分离距离。分离距离可以例如最多200微米、最多100微米、最多15微米、或最多10微米，例如约5微米。同时，分离距离可以至少3微米、至少5微米、或至少10微米。如此小的分离距离降低提供给基板的过剩的前驱气体数量。这是值得的，因为前驱气体的使用通常加入生产成本。

实施例中，上述方法包括使前驱气体在基板附近例如在其上反应，以便通过利用激光选择性处理沉积的前驱材料形成原子层。如此的选择性处理可包括控制激光，用于选择性处理沉积的前驱材料。选择性控制激光可包括选择性控制激光的强度，例如打开和关闭激光以提供光栅型图案。在如此的实施例中，激光切换时间与相对速度共同限定像素栅格，该像素栅格可限定例如50微米或更小的非常小的平面内图案结构。二择一地，选择性控制激光可以包括从沉积的前驱材料选择性移开激光束。以此方式，可以沉积有图案的原子层。例如，根据想要的图案，当基板的待沉积原子层的部分邻接反应气体供应器时，可以打开激光。例如，根据想要的图案，当基板的不沉积原子层的部分邻接反应气体供应器时，可以关闭激光。激光优选包含在例如整合在沉积头内。

实施例中，上述方法包括从沉积头的轴承气体供应器对基板供应轴承气体，以提供气体轴承层。

实施例中，上述方法包括借助在限定在沉积头中并面对基板的洞穴内的前驱气体供应器，供应前驱气体；以及借助沉积头的前驱气体排出器，从洞穴排出前驱气体，用于大体上防止前驱气体漏出洞穴；上述方法还包括借助远离洞穴的轴承气体供应器，供应轴承气体。

如此的洞穴使得可以应用洞穴内的与气体轴承层中的过程条件不同的过程条件。前驱气体供应器及/或前驱气体排出器优选位于洞穴内。在气体轴承层中，即接近或邻近轴承气体供应器，分离距离可以至少3微米、至少5微米、至少10微米、及/或最多15微米。在洞穴中，分离距离可以最多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，洞穴中的分离距离的范围从25微米到最多500微米。

发明人认识到此实施例的特征可以应用得更广，选择性地结合在此描述的一个或更多其它实施例及/或特征。于是，提供在基板上沉积原子层，优选是原子层的堆栈的方法，上述方法包括从包含在沉积头内的前驱气体供应器，优选是多个前驱气体供应器，对基板供应前驱气体；并且还包括在前驱气体供应器和基板间实现相对移动，其中上述方法包括借助在限定在沉积头中并面对基板的洞穴内的前驱气体供应器，供应前驱气体；并包括借助沉积头的前驱气体排出器，从洞穴排出前驱气体，用于大体上防止前驱气体漏出洞穴；上述方法还包括借助远离洞穴的轴承气体供应，供应轴承气体。

上述方法优选包括使前驱气体反应，在基板附近例如在其上，以形成原子层。上述方法优选用于制造光电（Photovoltaic）面板或其部分。原子层优选是光电面板或其部分的一部分。例如，原子层可以是物理钝化层，例如氧化铝（Al₂O₃）层。二择一地，原子层可以是不同于中k氧化铝（Al₂O₃）层的层的一部分。例如，原子层可以是抗反射层的一部分，例如氮化硅（Si₃N₄）层。上述方法可以选择性地包括使前驱气体在基板附近例如在其上反应，以形成原子层，不必暴露单分子层的沉积前驱材料于电浆。前驱气体供应器和前驱气体排出器优选位于洞穴内。

实施例中，上述方法用于以原子层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张纸或一张纺织物的表面能量。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层，例如，借助印刷或微影成像术。如此的方法可以得利于可由原子层沉积实现的限定良好的表面能量。

实施例中，上述方法包括通过沉积头的前驱气体排出器排出前驱气体。

实施例中，输出面具有洞穴、前驱气体排出器及/或轴承气体供应器。

实施例中，上述方法包括在基板上沉积原子层的堆栈，并包括在前驱气体供应器和基板间实现相对的往复运动，上述往复运动包括在两个接着的反转位置反转前驱气体供应器和基板之间的运动方向，其中沉积于反转位置之间的原子层相对于先前沉积的原子层偏移。以此方式，可以大体上防止在由沿横向于基板的方向排列的多个原子层边缘所形成的堆栈中产生接缝。这提高堆栈的物理性能以及堆栈强度的一致性。

发明人认识到此实施例的特征可以应用得更广，选择性地结合在此描述的一个或更多其它实施例及/或特征。于是，提供的方法包括在基板上沉积原子层的堆栈，并且还包括实现例如前驱气体供应器和基板之间线性的相对往复运动，上述往复运动包括，在两个接着的反转位置或逆向位置，反转或逆向前驱气体供应器和基板之间的运动方向，其中沉积在反转位置间的原子层相对于先前沉积的原子层偏移。

实施例中，沉积在反转位置之间的原子层的边缘，相较于沉积在反转位置间的原子层的主要部分，在距离基板不同的位置上。

上述方法优选通过根据本发明的装置执行。

本发明的另一目的是提供改善原子层的堆栈。

对此，本发明提供借助根据本发明的方法沉积的原子层的堆栈。

本发明的另一目的是提供用于沉积原子层的装置，至少部分解决已知装置的一个或更多问题。

对此，本发明提供用于在例如柔性或刚性基板上沉积原子层，优选是原子层的堆栈的装置，上述装置包括沉积头，具有前驱气体供应器，优选具有多个前驱气体供应器，用于对基板供应前驱气体；上述装置还包括底座，用于可旋转地安装沉积头，优选用于安装包括沉积头的鼓状物，及/或用于安装在其上安装沉积头的轮；并包括驱动器，配置用旋转沉积头，以便沿着基板移动前驱气体供应器；所述沉积头被构造用于，在沿着旋转轨道连续移动前驱气体供应器期间，使供应的前驱气体在基板附近例如在其上反应，以便形成原子层。上述装置还包括气体源，用于经由气体流动路径提供前驱气体给前驱气体供应器；以及气体切换结构，配置和构造为在以下两者之间切换：在旋转轨道的第一部分上，从前驱气体供应器对基板供应前驱气体；以及在旋转轨道的第二部分上，中断从前驱气体供应器供应前驱气体。

选择性地，上述装置包括鼓状物及/或轮。于是，选择性地，上述装置包括含有沉积头的鼓状物，其中底座配置为可旋转地安装包含沉积头的鼓状物。上述装置优选配置为沿着可旋转的鼓状物的至少部分圆形的圆周移动基板。

利用如此的装置，可在连续沿一个方向移动前驱气体供应器及/或基板时，沉积原子层的堆栈。于是，当沉积原子层的堆栈时，可以防止往复移动前驱气体供应器及/或基板。以此方式，可以防止固有于往复运动的前驱头及/或基板的反转。结果，可以增加原子层的沉积速率。

实施例中，上述装置包括输送器，配置为在对基板供应前驱气体之后或与此同时沿着前驱气体供应器输送基板。

实施例中，驱动器适于实现及/或控制前驱气体供应器的平移速度，前驱气体供应器的平移速度大于及/或与基板的平移速度方向相反。这可进一步增加原子层的沉积速率。例如，前驱气体供应器平移速度的绝对值比基板平移速度的绝对值大至少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。驱动器优选包括驱动控制器，配置为控制前驱气体供应器的平移速度。输送器优选包括输送控制器，配置为控制基板的平移速度。明显地，前驱气体供应器的平移速度可以选择性地指向基板的平移速度的方向。

实施例中，前驱气体供应器被成形为狭长形状，沿着或倾斜于沉积头的轴向方向，沉积头的轴向方向指向沿着或倾斜于基板并横向于前驱气体供应器及/或基板的移动方向。于是，此实施例中，前驱气体供应器可以在横向于前驱气体供应器及/或基板的移动方向的方向上有其最大的尺寸。结果，基板的大部分由原子层覆盖。于是，在此实施例中，前驱气体供应器可以在前驱气体供应器及/或基板的移动方向上有其最小的尺寸。以此方式，使用的前驱气体数量可以大体上缩减至最小。轴向方向优选指向沿着基板并垂直于基板的移动方向。

实施例中，沉积头有输出面，该输出面在使用中至少部分面对基板，并具有前驱气体供应器。

实施例中，输出面具有大体上圆形，典型为大体上圆柱形形状，限定基板的移动路径。如此的输出面与旋转的前驱头结合良好，因为在使用中使前驱头和基板之间能维持相当恒定的分离距离。

实施例中，提供装置与例如柔性基板组合，其中围绕沉积头，优选围绕沉积头的输出面，优选提供基板至少一次或少于一次。在使用中，基板的将围绕旋转沉积头移动至少一次的第一部分，优选位于基板的已经围绕旋转基板移动比基板的第一部分多一次的第二部分旁边。使用中，基板的第一部分及第二部分优选沿着同一条线延伸，该同一条线指向沿着基板的第一部分及第二部分，并横向于基板的移动方向。以此方式，旋转前驱气体供应器可以在使用中不断地面对基板。结果，可以大体上防止前驱气体的漏出，特别在基板移动朝向并到达沉积头的位置附近，以及基板移动远离并离开沉积头的位置附近。围绕沉积头提供基板的次数可以是整数，或者也可以不是整数。

实施例中，上述装置具有漏气排出器，用于通过基板的第一和第二部分之间的间隙排出前驱气体。

实施例中，输送器包括引导件。上述引导件可适于围绕沉积头沿着螺旋路径引导基板。基板可以被提供为沿着螺旋状路径围绕沉积头至少一次，优选围绕包含有沉积头的轮的鼓状物至少一次。以此方式，可以实现旋转的前驱气体供应器可在使用中不断地面对基板。引导件可以例如包括至少一个，例如两个绞盘。引导件，例如，引导件的至少一绞盘，优选具有相对于沉积头的旋转轴线倾斜的长轴线；藉此方式以便围绕沉积头沿着螺旋状路径引导基板。

实施例中，在使用中基板大体上面对整个前驱气体供应器。于是，在使用中，旋转的前驱气体供应器可以不断地面对基板。

实施例中，上述装置包括盖子，用于限制前驱气体，其中盖子面对沉积头的一部分，并在基板的部分之间延伸。借助盖子，可以大体上阻碍或甚至防止所不希望的前驱气体流动至装置的外部环境。盖子可以沿着及/或在基板的第一及第二部分之间的间隙延伸。

实施例中，上述装置被配置为维持基板与旋转沉积头之间的分离距离。以此方式，可以防止基板与旋转的沉积头之间的机械接触。结果，前驱气体供应器的平移速度可大于及/或与基板的平移速度方向相反。围绕沉积头圆周的至少一部分且优选是全部，分离距离优选大体上是恒定的。

实施例中，输送器包括载子，用于附接基板，输送器被配置为沿着沉积头移动载子。借助载子，可以维持基板与旋转沉积头间的分离距离。结果，可以防止基板与旋转沉积头之间的机械接触。载子优选包括网眼或栅格。

实施例中，引导件可以配置为沿着引导件的输送面移动载子，引导件的输送面与输出面共形。借助共形输送面，分离距离在输出面的至少一部分上可以维持大体上恒定。

实施例中，上述装置包括选择性可控制的激光，用于使前驱气体在基板附近例如在其上反应，以便通过选择性控制激光形成原子层。借助如此的激光，可以选择性处理沉积的前驱材料，用于使沉积的前驱材料反应。如此的选择性控制可以包括选择性控制激光的强度，例如打开或关闭激光。二择一地，选择性控制激光可以包括从沉积的前驱材料选择性移开激光束。以此方式，可以沉积有图案的原子层。如此的有图案的原子层对于在原子层中制造开口及/或在基板上限定可湿性的空间变化是有用的。可配置激光，用于产生多个光束。在使用中，多个光束可以分别指向，例如沿不同的方向，不同的前驱气体供应器。

实施例中，上述装置具有轴承气体供应器，用于在沉积头和基板之间供应轴承气体，以形成将基板和沉积头分开的气体轴承层。以此方式，旋转沉积头和基板之间可以维持相当窄的分离距离。上述分离距离可以最多200微米、最多100微米、最多15微米、或最多10微米，例如约5微米。同时，分离距离可以至少3微米、至少5微米、或至少10微米。如此小的分离距离降低提供给基板的过剩前驱气体数量。这是值得的，因为前驱气体通常加入生产成本。

实施例中，沉积头包括轴承气体供应器，配置为对基板供应轴承气体，用于提供气体轴承层。

实施例中，沉积头具有洞穴，洞穴在使用中面对基板，且其中前驱气体供应器优选位于洞穴中，用于对基板供应洞穴中的气体，并且其中沉积头具有前驱气体排出器，优选位于洞穴内，用于从洞穴排出前驱气体，以大体上防止前驱气体漏出洞穴，其中沉积头还具有与洞穴隔开的轴承气体供应器，用于远离洞穴供应轴承气体。通过使洞穴面对基板，了解基板大体上对洞穴形成封闭区，以便形成用于供应前驱气体的封闭环境。另外，可以提供基板，使基板的不同相邻部分或甚至相邻的基板可以形成如此的封闭区。如此形成的洞穴使得可以在洞穴中应用与在气体轴承层中的过程条件不同的过程条件。在气体轴承层中，即，接近或邻近轴承气体供应器，分离距离可以至少3微米、至少5微米、至少10微米、及/或最多15微米。在洞穴中，分离距离可以最多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。本发明人认识到此实施例的特征可以应用得更广，选择性地结合在此描述的一个或更多其它实施例及/或特征。于是，提供在基板上沉积原子层的装置，该装置包括沉积头，具有用于对基板供应前驱气体的前驱气体供应器，优选是多个前驱气体供应器；该装置还包括驱动器，配置为实现前驱气体供应器和基板之间沿着基板的相对移动；所述沉积头被构造为使供应的前驱气体在基板附近例如在其上反应，以形成原子层。

实施例中，沉积头具有洞穴，洞穴在使用中面对基板，且其中前驱气体供应器位于洞穴中，用于对基板供应洞穴中的气体，并且其中沉积头具有位于洞穴内的前驱气体排出器，用于从洞穴排出前驱气体，以大体上防止前驱气体漏出洞穴，其中沉积头还具有与洞穴隔开的轴承气体供应器，用于远离洞穴供应轴承气体。此装置优选配置为及/或用于制造光电面板或其部分。原子层优选是光电面板或其部分的一部分。实现前驱气体供应器和基板之间沿着基板相对移动，可以包括同时保持前驱气体供应器静止，输送基板可以包括移动前驱气体供应器同时保持基板静止，及/或可以包括同时移动前驱气体供应器和输送基板。

实施例中，沉积头包括前驱气体排出器，用于排出前驱气体。

实施例中，输出面具有前驱气体排出器、洞穴及/或轴承气体供应器。

装置和方法的其它有利的实施例在从属权利要求中说明。

附图说明

现在参考附图以非限定的方式说明本发明，其中：

图1显示根据本发明的第一实施例中用于在基板上沉积原子层的装置；

图1A显示具有偏移的层的堆栈的范例；

图1B显示层的隔离的堆栈的范例；

图1C显示其中沉积头、前驱气体供应器及选择性的鼓状物相对于轴可移动的示意性剖面图；

图1D显示包括气体转变结构的实施例的示意性剖面图；

图1E（A）显示包括气体转变结构的另一实施例的示意性剖面图；

图1E（B）显示图1E（A）的侧视图；

图1E（C）显示图1E（B）的放大图；

图1F显示又一气体转变结构的示意性剖面图；

图2A示意性显示第一实施例中装置2的沉积头的基本功能部分，以及基板；

图2B部分显示图2A中所示的沉积头的一部分的可能结构；

图3A及3B显示输送器的一部分；

图4显示根据本发明的第二实施例中用于在基板4上沉积原子层的装置2；

图4A显示具有狭长形供应器的输出面的范例；

图5及6显示第二实施例中的装置2的变化，其中沉积头具有在使用中面对基板的洞穴；

图6A显示第二实施例中沉积头的变化；

图7显示根据本发明的第三实施例中与基板组合的装置；

图8显示根据本发明的第四实施例中与基板组合的装置；

图9示意性显示基板的移动方向和沉积头的移动方向；

图9A显示根据本发明的装置的沉积头的实施例，其中前驱气体供应器沿着螺旋路径延伸；

图9B显示图9A中所示A-A’剖面的一部分；

图10显示层的堆栈及显示接着的反转位置；

图11A显示一范例，其中沉积头的旋转轴线与基板移动的方向并列；

图11B显示沿着沉积头的旋转轴线的观察方向的沉积头；

图12显示包括气体切换结构的实施例的示意性剖面图；

图13显示包括另一气体切换结构的实施例的示意性剖面图；

图14显示另一气体切换结构；

图15显示又一气体切换结构的实施例；

图16显示图15的气体切换结构的细节；

图17显示图15的气体切换结构的实施例；以及

图18显示图15的气体切换结构的另一实施例。

除非另外说明，所有的图中相同的附图标记指代相同的元件。

具体实施方式

原子层沉积已知是一种在至少两个处理步骤（即，半周期）中沉积单分子层的靶材的方法。这些自限制处理步骤的第一步骤包括在基板表面上施加前驱气体。这些自限制处理步骤的第二步骤，包括前驱材料的反应，用于在基板上形成单分子层的耙材。前驱气体可以例如包含金属卤化物气体，例如四氯化铪（HfCl₄），但可替代地还可包含另一类型的前驱材料，如有机金属气体，例如四（乙基-甲基-胺基）铪或三甲基铝（Al(CH₃)₃）。前驱气体可以与载子气体一起注入，例如氮气、氩气或氢气或其混合物。载子气体中前驱气体的浓度可以典型地在0.01到1体积百分比的范围内，但也可以在此范围外。

可以用很多方式执行前驱气体的反应。首先，可以将单分子层的沉积前驱材料暴露至电浆中。如此的电浆强化原子层沉积特别适合沉积高质量的中k氧化铝（Al₂O₃）层，例如用于制造半导体产品，如芯片及太阳能电池。于是，通过沉积一层或更多层太阳能电池，本发明可以例如用于制造太阳能电池，特别用于制造柔性太阳能电池。其次，可以对沉积的单分子层的沉积前驱材料供应反应气体。反应气体包含例如氧化剂，如氧（O₂）、臭氧（O₃）及/或水（H₂O）。氮化剂如N₂、NH₃等也可以用于形成氮化物，如氮化硅（Si₃N₄）。注意到反应气体也可以看作（第二）前驱气体，例如两种或更多种前驱气体可以彼此反应形成原子层作为反应物。

原子层沉积的处理范例中，可以验证各种阶段。第一阶段中，基板表面暴露于前驱气体，例如四氯化铪（HfCl₄）。一旦基板表面充满单层化学吸附的前驱气体分子的单分子层，前驱气体的沉积自动终止。此自限制是原子层沉积法的特征。第二阶段中，过剩的前驱气体使用净化气体及/或真空净化。以此方式，可以移除过剩的前驱分子。净化气体优选对于前驱气体是惰性的。第三阶段中，前驱分子暴露于电浆或反应气体，例如氧化剂，如水蒸气（H₂O）。通过反应物的功能配体与化学吸附的前驱分子的剩余功能配体的反应，可以形成原子层，例如氧化铪（HfO₂）。第四阶段中，通过净化除去过剩的反应物分子。另外，可以使用另外的反应物刺激系统，例如热、光子或电浆激励。

图1显示根据本发明的第一实施例中，用于在例如柔性基板4上沉积原子层的装置2。装置2包括具有前驱气体供应器8的沉积头6。沉积头6可包括在可旋转鼓状物5内。鼓状物5可包括可旋转轮5’，沉积头6附接到可旋转轮5’。借助前驱气体供应器，可对基板4供应前驱气体。装置2还包括底座，配置为沿着基板4旋转前驱气体供应器。底座可包括轴承12，配置为接收轴10。轴可以稳固连接至前驱气体供应器。经由轴承12，轴10和沉积头6可以相对于底座旋转。沉积头可围绕旋转的旋转轴线，可与轴10的中心例如与轴10的长轴线一致。底座因此可以适于实现前驱气体供应器沿着基板的平移速度。

可替代地，可以应用不包括轴10和轴承12的其他安装实施例。尤其，可以经由输出面26安装鼓状物。于是，更普遍地，显然沉积头的旋转轴线可以与鼓状物的旋转轴线一致。

装置2可以还包括驱动器，该驱动器被连接至轴10，用于驱动轴10和沉积头。驱动器可具有驱动控制器9A。借助驱动控制器，驱动器可适于实现和控制前驱气体供应器沿着基板的平移速度。如此的驱动器和驱动控制器广为人知，更进一步的说明被视为多余。

轴10可包括沿着其轴线排列的狭长的洞穴。使用中，可以输送前驱气体通过轴的洞穴11A。对此，气体供应结构可以延伸进入轴的洞穴。从轴10的洞穴11A，可以输送前驱气体至前驱气体供应器。

得到容许轴和气体供应结构之间的旋转动作的气体供应结构和轴之间气密连接的方法，例如参考图1C-1F和图15-18，在以下更详细讨论。

对于旋转空间卷对卷式（R2R）的原子层沉积（ALD）系统上的气体供应系统的一些通常要求可以是，如果气体供应源自定置供给组件，用于移动即旋转空间ALD系统的话，需要气体给进（feed-through）设计以从定置供给组件供给气体到旋转的ALD系统。如此的给进不应产生微粒，微粒必然污染ALD过程，导致例如沉积的阻障层中产生针孔。于是，遍及R2R设备的全部气体通路系统，两气体供应（例如前驱气体TMA和反应气体H₂O）优选完全分离。

以下，对于两个或更多的独立分离的气体供应构造，说明三项重要的设计。

第一项设计中，提供一同轴鼓状物组合，该同轴鼓状物组合具有内部的气体轴承/具有有漏洞的密封的共中心管以及可切换流动中断阀。其中之一是气体供应设计，其中一个前驱气体的供应线路当其气体入口开口移进鼓状物没有覆盖箔的部分时被关闭。这可以通过插入可能例如是磁性、静电及/或重力驱动或其结合的阀系统来达成，之后参考图14详述。一些前驱物和处理气体可流动通过（共中心的）管组件的不同的内部管。可以通过压力差完成前驱物和其它处理气体的分开。例如，容许惰性气体（用于净化）流入前驱物管，但反之不成。有漏洞的密封的（共中心的）管容许从鼓状物的一或两侧供应气体和前驱物，如图1E所绘的原理。

第二项设计中，提供整合的多流动选择器/限制器系统，内建于具有气体轴承和来自所谓的形状控制轴的气体给进的同轴鼓状物组合。在此，气体给进可配备有气体轴承。（惰性）气体轴承可以从定置管分离旋转管；气体轴承可以是有漏洞的。有漏洞的密封的共中心管的概念可以由降低泄漏的气体轴承扩大。例如，图1F图示此概念。上述供应设计可以基于整合的流动限制器供应线路通路、用于各反应物的一个通路和网状物的气体轴承。气体的开关切换基于刻在旋转鼓状物的圆周中的凹槽以及旋转鼓状物周围的插入物所构成的供应线路。上述插入物形成两个半部的凹剖面，当面对面安装在鼓状物上时组成分隔室。

第三项设计中，提供整合的多流动选择器/限制器系统，内建于具有来自密封保持抵靠鼓状物的轴侧的一或二个碟状物的气体给进的鼓状物。此供应设计基于整合的流动限制器供应线路通路，用于各前驱物和/或反应气体的通路，以及用于网状物的气体轴承的一个通路。气体的开关切换基于外部碟状物相对于内部鼓状物旋转时相连的供应线路。上述旋转的ALD鼓状物可具有气体承轴。气体供应至气体轴承的定置部。通过定置部及旋转部中的内部通道，气体从定置部转移至旋转部。利用气体分离，可以同步使用具有不同的气体/前驱物的多个通道。图17或18例示一范例。

图1C显示其中沉积头、前驱气体供应器、及选择性的鼓状物5相对于轴10可移动的实施例。装置的底座可包括轴10。图1C显示轴10的示意性剖面图，具有第一，例如狭长的，轴洞穴11A，用于通过轴对前驱气体供应器供应前驱气体。

在图1C的剖面中，沉积头6和基板4，只能在剖面的一侧可看见。不过，在实施例中，可以是其它剖面，其中沉积头6及/或基板4在剖面两侧是可看见的。轴10可以具有第二，例如狭长的，轴洞穴11B，用于通过轴对沉积头供应另外的气体。例如，第二轴洞穴11B可以配置为通过轴对反应气体供应器42供应反应气体。可替代地，第二轴洞穴11B可以配置为通过轴对净化气体供应器38供应净化气体。

轴洞穴11A、11B可以包括在轴给进111内，用于通过轴对前驱气体供应器至少供应前驱气体。在一边的轴和另一边的鼓状物及/或沉积头之间可以有利地提供气体轴承19。可以控制轴气体轴承中的轴承压力，以大体上防止漏出轴洞穴11A、11B。如此的轴气体轴承可降低旋转期间产生的微粒数量，相较于例如在轴和鼓状物之间或在气体供应结构和轴之间的滑动机械接触。轴气体轴承19可以在一边的轴和另一边的旋转鼓状物及/或沉积头之间提供气体连接，大体上防止前驱气体通过轴气体轴承漏出。

于是，底座可以具有底座气体轴承，例如轴气体轴承，其形成在一边的气体供应及/或排出结构（未画出，但例如常规的）以及另一边的沉积头之间的气体连接的封闭区的一部分。所述底座气体轴承中的压力可配置为防止前驱气体通过底座气体轴承漏出气体连接。同时，底座气体轴承可以配置为容许沉积头相对于气体供应器及/或排出器旋转。沉积头6、前驱气体供应器8以及选择性的鼓状物5的旋转，由箭头21显示。在如此的实施例，使用中的轴可以定置。于是，上述轴可以稳固地连接至气体供应结构。

另外，或是可替代地，在一实施例中，装置可以具有包含前驱气体的匣。于是，可以省略气密连接。输送其他气体可以类似于对前驱气体供应器输送前驱气体，如之前所述。

于是，更普遍地，底座可包括轴，用于选择性地可旋转地或稳固地安装沉积头及/或鼓状物于其上。上述轴可具有轴给进，例如轴洞穴，用于通过轴对前驱气体供应器至少供应前驱气体。根据本发明的方法可以包括：提供安装在轴上的沉积头及/或鼓状物；通过轴对前驱气体供应器至少提供前驱气体。上述底座可以具有底座气体轴承，其形成在一边的气体供应与排出结构以及另一边的沉积头之间的气体连接的封闭区的一部分。所述底座气体轴承中的压力，可以配置为防止气体通过底座气体轴承漏出气体连接。底座气体轴承可以配置为容许沉积头相对于气体供应器及/或排出器旋转。装置2可以包括输送器系统，用于沿着前驱气体供应器输送基板。输送器可以包括一封闭元件或引导件15，用于沿着前驱气体供应器8和沉积头6输送基板4，如同图3A及3B更进一步的图示。而且，如此的输送器，例如，如此的引导件，可以包括绞盘14。上述绞盘可以是定置的。不过，绞盘优选是滚动绞盘，即可以绕着对称的轴线或绞盘14的长轴线旋转的绞盘。输送器还可以包括输送控制器9B，用于控制基板4通过滚动的绞盘14的速度。如此的输送控制器9B广为人知，从而更进一步的说明被视为多余。输送控制器可以例如控制一或二个滚动绞盘14的旋转速度。对此，输送控制器9B可以连接至滚动绞盘14。

于是，分别借助输送控制器9B和驱动控制器9A，可以控制基板的平移速度和前驱气体供应器的平移速度。前驱气体供应器的平移速度优选大于基板的平移速度。以此方式，前驱气体供应器和基板之间的相对移动可以得到比较高的速度。

基板的平移速度可以例如接近0.1m/s。对于所有在此提出的实施例，前驱头可以以至少每秒0.1或1转的频率旋转。前驱头可以以例如接近每秒30转的频率旋转。前驱气体供应器的平移速度可以例如接近1m/s。而且，当前驱气体供应器在使用中旋转时，前驱气体供应器可以以连续的方式往相同的方向沿着基板4的同一部分移动多次。以此方式，可以在基板上沉积多个原子层。以此方式，可以得到一比较厚的复合层，该复合层包括可互相重叠的多个原子层。于是，更普遍地，前驱气体供应器可以往相同方向沿着基板的同一部分连续旋转多次，用于得到包括互相重叠的多个原子层的复合层。于是，显然地，在此使用的像“旋转”和“旋转中”可以表示例如分别为“周转”、“周转中”，分别为“回转”、“回转中”或分别为“自转”及“自转中”。于是，根据本发明的装置可以配置为往相同方向沿着基板的同一部分连续多次旋转前驱气体供应器，用于得到包括互相重叠的多个原子层的复合层。

如果前驱供应器的平移速度与基板的平移速度方向相反，相对移动的速度甚至可以增加。

在一变化中，输送控制器和驱动控制器配置为移动基板与对基板供应前驱气体同步。以此方式，可以在随后沉积的原子层间实现偏移。以此方式，可以大体上防止原子层边缘的垂直于基板延伸的接缝。图1A显示以此方式沉积的具有偏移93的原子层堆栈92.i（i=n、n+1、…）的范例。

更普遍地，偏移93可随前驱气体供应器和基板的平移速度而定。例如，显然地，如果前驱气体供应器8和基板4往相同方向移动，且前驱气体供应器的平移速度大于基板4的平移速度，于是如果前驱气体供应器8的平移速度增加，偏移93可以减小。

另一变化中，输送控制器和驱动控制器配置为对基板供应前驱气体之后移动基板。在此情况下，当对基板供应前驱气体时，不移动基板。当以此方式沉积层堆栈时，移动基板时可以停止对基板供应前驱气体。以此方式，可以在基板4上沉积隔离的层堆栈。图1B显示以此方式沉积的层92.i（i=n、n+1、…）的隔离堆栈92范例。堆栈92可以典型地包括大致成百上千个原子层，其中的三个绘于图1B。

装置2还可以包括盖子16。借助盖子，可以大体上围住或限制前驱气体。盖子16面对沉积头的一部分及/或可旋转鼓状物5，并在基板4的一些部分间延伸，在此范例中，基板的一些部分与绞盘14机械接触。在盖子16插入的情况下，可以大体上围住或限制前驱气体于沉积头、基板4及盖子16所界定的空间18。在空间18中，通过从前驱头注入的气体，可以建立气体轴承，之后参考图4-6说明。在没有盖子16的情况下，前驱气体可以向装置2的外部环境20漏出。这可导致不必要的污染和微粒在基板上形成。

图1D显示装置2的实施例的示意性剖面图，装置2包括利用气体轴承19而围绕轴10可旋转的鼓状物5。使用中，可以输送前驱气体通过轴10的洞穴11A，以将前驱气体供应器8提供到基板4。当来自前驱气体供应器8的前驱气体通过包含在鼓状物5内的沉积头6被沉积在基板4上时，鼓状物5可以在旋转轨道62中围绕轴10周转或旋转。沉积头6可以包括前驱气体供应器8，以及例如与前驱气体供应器8气体接触的窄狭缝，该窄狭缝沿着鼓状物5的表面例如沿轴方向延伸。

为了从定置的轴10将前驱气体提供到旋转的鼓状物5，提供气体转变结构510。气体转变结构510可包括例如轴10中连接至轴给进111的一个或更多气体出口以及可旋转的鼓状物5中一个或更多对应的圆周凹槽57的组合。在沿着鼓状物的旋转轨道62的以下位置：其中凹槽57位于气体出口的相对侧，例如沿着鼓状物的旋转轨道，气体可以在定置的轴10与旋转的鼓状物5之间流动。在沿着旋转轨道62的以下位置：其中没有凹槽或凹槽不是位于气体出口的相对侧，由封住气体出口的鼓状物表面，可以中断或大体上降低气体的流动。

在此使用的用词“圆周凹槽”是指沿着例如具有固定的半径的圆形路径的凹槽，该圆形路径至少部分沿着鼓状物中气体入口或出口的旋转。凹槽可以半圆周，例如沿着圆周轨道中断。虽然目前的图中圆周凹槽在鼓状物的内部表面上，但凹槽也可以在鼓状物或轴的外部表面上，或二择一地，凹槽可以在鼓状物的轴向侧，例如在密封地保持到鼓状物的一侧（见例如图15-18）的密封板的表面中。

二择一地，取代包括凹槽的鼓状物5和包括气体出口的轴10，鼓状物5可以包括气体入口，轴10可以包括连接至轴给进111的凹槽。又二择一地，轴10和鼓状物5两者可以包括圆周凹槽或它们两者可以包括一个或更多气体入口/出口，该一个或更多气体入口/出口在旋转轨道62的一些部分期间彼此相对。另外，可以是凹槽和出口的其他任何组合，例如鼓状物5可以具有与轴10的气体出口相对的凹槽，以及鼓状物5具有与轴5中的凹槽相对的气体入口。鼓状物5或轴10中的凹槽可以由相对结构，即分别为轴10或鼓状物5，的表面部分地封住。这些密封的凹槽可形成通道，该通道用作连接至轴洞穴11A的气体源与在沉积头6内延伸的气体供应器8之间的气体流动路径的一部分。于是，轴10可以作为密封件，封住通过密封件（轴10）和鼓状物5之间的凹槽的气体流动路径。

为了进一步改善鼓状物5与轴10形成的密封件之间的密封，气体轴承19可以包括净化气体供应器，用于提供净化或轴承气体（例如，氮气，N₂），可以在转变结构510和外部环境间提供平稳的轴承功能和气帘两者。气体帘幕（curtain）可以防止前驱气体在鼓状物5与轴10的相对旋转部分的开口之间漏出。气体轴承19也可以具有气体排出器，用于排出净化气体和前驱气体。气体轴承19优选包括沿着鼓状物5的整个内部圆周延伸的凹槽，用于防止前驱气体漏出装置2。净化气体的压力优选高于前驱气体的压力。以此方式，净化气体会从气体轴承19流向前驱气体供应器8，而非反向。

在基板4和鼓状物5之间可以提供另外的气体轴承或净化气体出口/入口（在此未显示），用于提供基板4和鼓状物5的平稳的相对移动，以及防止前驱气体从基板4和鼓状物5之间漏出。这些另外的气体轴承或气体帘幕优先提供在基板4或沉积头6的边缘。净化气体供应器和排出器优先包含在沉积头中的凹部或洞穴内。通过控制前驱气体供应器的压力以及前驱气体排出器的（抽吸）压力，可以控制洞穴内的将在基板上沉积的前驱气体的浓度。

于是，有利的方法可以包括从沉积头的轴承气体供应器对基板供应轴承气体，用于提供气体轴承层；借助界定在沉积头中并面对基板的洞穴内的前驱气体供应器，供应前驱气体；以及借助沉积头的前驱气体排出器，从洞穴排出前驱气体，用于大体上防止前驱气体漏出洞穴；此方法还包括借助远离洞穴的轴承气体供应器供应轴承气体。

图1E（A）-1E（C）显示可旋转鼓状物5的三个视图，具有包括共中心管10a和10b的轴。

在图1E（A）中，显示装置2的主视剖面图，其中沿着鼓状物5的旋转轴，提供具有前驱气体108的内部管10a，内部管10a由具有净化气体138的外部共中心管10b所环绕。内部管10a，经由放射状延伸的轴给进111a，供应前驱气体108给前驱气体供应器8。外部管10b经由径向延伸的轴给进111b供应净化气体138给净化气体供应器38。气体供应器8及38包括在旋转鼓状物5内。供应器可以在部分覆盖鼓状物的基板4上沉积气体。在基板没有覆盖鼓状物5的位置上，可提供外部的盖子16以防止前驱气体漏出装置。在基板4沿着鼓状物的圆周的其它位置，可以提供引导结构15以界定围绕鼓状物的基板路径。

图1E（B）显示可以如何分别从定置的（非旋转的）气体源108’和138’提供前驱气体108和净化气体138给沿着轨道62旋转的共中心管10a和10b。尤其，提供气体转变结构510，其中旋转的内部管10a从连接至前驱气体源108’的定置管10a’接收前驱气体108。同样地，旋转的外部管10b突出进入连接至定置的净化气体供应器138的定置管10a’，并从那里接收净化气体。除了显示的实施例，通过定置管密封的旋转管组合，还可以提供净化气体供应器。

图1E（C）的放大图中显示第1E（B）图的气体转变结构510。气体转变结构包括相对于彼此旋转的内部管10a和10a’的连接。例如，当连接至气体源108’的管10a’被保持定置的时候，连接至旋转鼓状物的管10a可以旋转。优先地，净化气体138具有比前驱气体108高的压力，因此前驱气体108不会在旋转部10a和10b之间有漏洞的密封或开口115a漏出。

因此，在有利的实施例中，气体供应器8或38包括在鼓状物5内，气体供应器8或38经由包含相对旋转部分10a和10a’的气体流动路径从定置的气体源108’或138’接收气体108或138，其中通过提供于开口115周围的净化气体138具有比前驱气体108高的压力，防止前驱气体通过相对移动部分10a和10a’之间的所述开口的漏出。更有利的实施例中，相对旋转部分包括两个或更多的共中心管10a和10b，其中通过内部管10a供给前驱气体108，以及通过外部管10b供给净化气体138。除了共中心管之外，例如图1D的气体轴承可以在高于前驱气体的压力下提供净化气体，用于防止前驱气体漏出。

了解虽然目前的图中显示两共中心管10a和10b用于供应前驱气体和净化气体，但可以提供另外的共中心管，用于例如排出气体。例如，如此的排出器可以具有比前驱气体两者低的压力并提供于目前所示的内部管之内的管内。二择一地，可以共中心地围绕外部管提供管，例如在大气压以下的压力下，因此排出管的任何有漏洞的密封不会将气体漏出至外部环境，但取而代之，会将大气气体吸进排出管。另外或二择一地，可以提供任何数量的共中心管，例如在交互压力配置中，其中在两或更多前驱气体之间净化气体管具有高压。注意到，对于目前的实施例，管只需在各部分相对于彼此旋转的位置，即，气体转变结构510，是共中心的。例如，在轴的一部分上，共中心管可以连接至平行管的配置。

注意到外部管10b和10b’还可以相对于彼此旋转。通过在可相对于连接至净化气体供应器的定置管10b’旋转的管10b之间的开口115b，可能发生（惰性的）净化气体138漏出至外部环境。

图1F显示用于输送前驱气体108的两个连接的共中心的气体管的示意性剖面图。内部管例如可以形成旋转鼓状物的轴10，并相对于可形成用于保持轴10的轴承12的外部管可旋转。在轴10和轴承12的相对旋转部分之间，于是可形成气体转变结构510。通过由气体轴承19在相对移动部分10和12之间的开口115周围提供的净化气体，防止前驱气体108通过所述开口漏出。优选净化气体具有高于前驱气体108的压力。以此方式，气体轴承或净化气体将沿方向113流入管或轴承12，防止前驱气体流至外部环境，例如沿方向112。

图2A示意性显示第一实施例中装置2的沉积头6的基本功能部分，以及基板4。图2A显示沿着沉积头6的输出面26可以如何供应和排出气体。在图2A中，箭头28.1指示前驱气体的供应。箭头28.2指示前驱气体的排出，以及净化气体由30.1供应。箭头30.1指示净化气体的供应。箭头30.2指示排出净化气体以及32.1供应的前驱/反应气体。箭头32.1指示反应气体的供应。箭头32.2指示排出反应气体以及附近的30.1供应的净化气体。在供应活性气体例如反应气体和前驱气体的位置之间的净化气体的供应在使用中空间地分开活性气体。图2A显示的基本功能部分可以沿着可旋转鼓状物5的圆周重复。于是，更普遍地，前驱气体供应器被定位为沿着可旋转鼓状物的圆周及/或沿着输出面的圆周，并优选重复。

图2B部分地显示图2A所示的沉积头的一部分的可能结构。图2B显示前驱气体供应器8，可用于第1反应半周期。图2B还显示沉积头可以具有前驱气体排出器36，用于排出前驱气体。沉积头6还可以具有前驱气体供应器38以及净化气体排出器40，用于分别地对基板供应净化气体以及从基板排出净化气体。沉积头还可以具有反应气体供应器42，用于对基板4供应反应气体，这可用于第2反应半周期。反应气体供应器用作在基板附近例如在其上使前驱气体反应以便完成原子层的形成的装置。显然地，以此方式，为了在空间上分开分别与反应气体和前驱气体关联的区域，在反应气体和前驱气体之间供应净化气体。这可以防止净化气体和反应气体在基板4之外的位置反应。另外，或二择一地，可以使用其它的反应系统，例如热、光子、或电浆激励。

更普遍地，气体供应器，例如前驱气体供应器、反应气体供应器以及净化气体供应器，可以互相隔开，并与气体排出器，例如前驱气体排出器、反应气体排出器以及净化气体排出器，以分离长度43隔开。

图3A及3B显示输送器17的一部分。图3A及3B显示包括在输送器内的引导件15。在使用中，前驱气体供应器可以在可被引导件15封住的中心空间49内旋转。引导件15可具有网眼48，附接到引导件或封闭元件15的内衬。输送器还可包括载子50，用于借助压力将基板4附接至其上。载子50可包括网眼。对此，输送器可包括真空端口52，用于在基板4和载子50间建立真空。箭头54指示通过真空端口52可以如何吸走气体，以将基板4附接至载子50。使用中，载子可以沿着与输出面26一致的引导件15的输送面56围绕引导件15移动。也可以是其它将基板附接至载子50的方法。

图4显示根据本发明的第二实施例中用于在基板4上沉积原子层的装置2。图4显示装置2的沉积头6和盖子16。基板4的移动方向由箭头60指示。沉积头的旋转方向，以及前驱气体供应器沿着基板的移动方向，以箭头62指示。显然在范例中，前驱气体供应器的平移速度方向指向基板的平移速度方向。如果，例如基板沿箭头64的方向移动，前驱气体供应器沿着基板的平移速度会与基板的平移速度方向相反。

第二实施例的装置2还显示沉积头6的输出面26。在图4中，输出面在使用中面对基板4的一部分。图4中，输出面大体上面对基板4或盖子16。输出面26可以具有大体上圆柱形状。显然地，此范例中，输出面26界定基板的移动路径，如同在使用中输出面以分离距离D（也见图2A）与基板分离。更明显地，此范例中输出面26沿着输出面26的围绕沉积头的旋转轴线的整个周界呈大体上圆形。不过，其它实施例中，输出面26在输出面26的围绕沉积头的旋转轴线的周界的一部分上可以例如是平的。于是，更普遍地，输出面可以在沿着输出面的围绕沉积头的旋转轴线及/或围绕鼓状物的旋转轴线的周界的至少一部分上呈大体上圆形。

输出面26可具有前驱气体供应器8，在此范例中，具有多个前驱气体供应器8。输出面26还可具有前驱气体排出器36，在此范例中，具有多个前驱气体排出器36。输出面26还可具有净化气体供应器38，在此范例中，具有多个前驱气体供应器38。输出面26还可具有净化气体排出器40，在范例中，具有多个净化气体排出器40。输出面26还可具有反应气体供应器42，在此范例中，具有多个反应气体供应器42。输出面26还可具有反应气体排出器68，在此范例中，具有多个反应气体排出器68。

在此范例中，有三组气体供应器，以及两组排出器。各前驱气体供应器组具有对应的排出器组，对应的排出器组还可排出周围的净化气体。可以不必提供用于净化气体的单独的排出器，因为净化气体不与前驱气体反应。选择性地，还可提供多于两组的前驱气体供应器组，在此情况下，优选有足够的对应排出器组以维持可互相反应的那些（成对的）前驱气体分开。排出器组的数量优选至少等于前驱物组的数量。一般，用于各前驱物的排出器组维持与所有其它组分开，以防止在装置中进行CVD（化学气相沉积）反应，这可导致微粒产生或甚至堵塞气体通道。

气体供应器8、38、42及/或气体排出器36、40、68可以是沿沉积头6和鼓状物5的轴向方向的狭长形，即成形为狭长形状。气体供应器的阵列，例如前驱气体供应器，可以视作被成形为狭长形状的气体供应器，例如前驱气体供应器。一般，轴向方向可与沉积头的旋转轴线对齐或一致。于是，可以更普遍地，显然沉积头的旋转轴线可以与鼓状物的旋转轴线一致。

图4A显示具有狭长形供应器的输出面的范例。轴向方向65可以导向沿着基板4并横向于供应器的移动方向66及/或基板4的移动方向60。评估此移动方向邻近供应器。

使用中，前驱气体、反应气体以及净化气体在基板4和输出面26之间可以形成气体轴承。对此，装置2可包括气体控制器，用于控制供应和排出前驱气体、反应气体及/或净化气体，于是供应用于在基板4和输出面26之间形成气体轴承的气体轴承层69的气体。借助如此的气体轴承层，基板可以与沉积头分开。以此方式，可以大体上防止输出面26和基板4之间的机械接触。这允许前驱气体供应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，净化气体供应器作用为轴承气体供应器70，用于在沉积头和基板之间供应轴承气体，例如净化气体，用于形成分开基板与沉积头的气体轴承层69。于是，此范例中，沉积头包括轴承气体供应器，配置为对基板供应轴承气体，用于提供气体轴承层69。显然此范例中，净化气体排出器40作用为轴承气体排出器72，以及前驱物排出器。也显然地，分离距离D可以代表基板4和输出面26表面之间的气体轴承层的厚度。

更普遍地，由于基板4紧密接近输出面26，气体轴承层在使用中典型地显示在气体轴承层中压力的强烈增加。例如，当基板移动两倍接近输出面，其它情况保持不变时，使用中气体轴承层中的压力至少加倍，例如典型地增加8倍。气体轴承层的刚度在使用中优选大部分在104和109牛顿/米之间，但也可以在此范围外。使用中，基板4可以浮动抵靠气体轴承层。

更普遍地，装置可以配置为施加预应力（pre-stress）在朝向沉积头的基板上。使用中，预应力增加气体轴承层的刚度。如此增加的刚度降低脱离基板表面的平面的多余的移动。结果，可以将基板提供为更接近基板表面，而不接触基板表面。例如可以通过（预先）拉紧基板4施加预应力，例如通过弹簧引导件，如预先拉紧的绞盘。弹簧引导件可以稍微远离绞盘14。其它施加预应力的方法也可以。

第二实施例的装置2的变化中，例如图5和6所示，沉积头可以具有洞穴74，洞穴74在使用中面对基板4。如此的变化，除了第二实施例的可旋转沉积头6，也可与具有平面的或弯曲的输出面26的沉积头有关，在使用中，当基板4移动时，平面的或弯曲的输出面26沿着基板4线性地移动或被定置定位。洞穴74的深度可以被限定为输出面26和基板4之间区域性增加的距离。图5中，这增加的距离等于D₂减D₁，其中D₁是输出面26和邻近轴承气体供应器70的基板4之间的距离，以及D₂是输出面26和邻近前驱气体供应器8的基板4之间的距离。更普遍地，D₂减D₁可以在10到500微米的范围内，优选在10到100微米的范围内。

在图5及6的范例中，前驱气体供应器8位于洞穴74内，用于供应洞穴74内的前驱气体给基板4。沉积头6还具有前驱气体排出器36，前驱气体排出器36位于洞穴内用于从洞穴74排出前驱气体。沉积头6还具有与洞穴隔开的轴承气体供应器70，用于远离洞穴供应轴承气体。

在图5及6中，为清楚起见，圆柱形输出面26和基板的曲率未显示。而且，这些范例中，前驱气体排出器36也形成轴承气体排出器72。不过，显然更普遍地，轴承气体排出器72可与前驱气体排出器分开。轴承气体排出器与洞穴74隔开，即轴承气体排出器36可位于洞穴74外。于是，图6中，输出面26具有多个前驱气体排出器36、多个洞穴74、以及多个轴承气体供应器70。洞穴74的深度也可以是0，表示没有洞穴。前驱气体/区域77A可以具有气体轴承功能（即，前驱物供应器和基板之间的刚度）。

图5及6也显示气体轴承层69，可以大体上位于洞穴74外。气体轴承层内轴承气体的流动以箭头75指示。图5及6也显示沉积空间77A，从洞穴朝向基板4延伸。因为前驱气体供应器8和前驱气体排出器36位于洞穴内，在使用中可以大体上限制前驱气体于沉积空间77A。沉积空间内前驱气体的流动以箭头78指示。图6也显示反应物空间77B。

图6A显示第二实施例中沉积头6的另一变化。在此变化中，上述装置包括选择性可控制激光器79，用于使前驱气体在基板4上反应，以通过选择性控制激光器79形成（或再形成）原子层。对此，装置可包括激光控制器。激光控制器可以与输送控制器、驱动控制器、及/或压力控制器一起工作。以此方式，可以沉积想达成的例如预定的原子层图案或原子层堆栈。可以根据基板的平移速度及前驱气体供应器的平移速度控制激光。例如，打开或关闭激光器的时机可以根据基板的平移速度及前驱气体供应器的平移速度。结合旋转沉积头使用激光器会特别有用。可以以比较高的频率选择性控制激光器，较高的频率适合由旋转头实现比较快的沉积过程。

图6A也显示前驱气体排出器36。虽然未显示于图6A中，显然沉积头也可以具有前驱气体供应器38和净化气体排出器40。更普遍地，沉积头可以具有多个激光器79或可调波长激光器，用于感应特定波长反应。根据图6A的变化，如图4所示的多个反应气体供应器42可以例如由多个激光器79取代。

图7显示根据本发明第三实施例的装置2，与基板4组合。装置2在第三实施例中具有轴10和轴承12，还可以具有输出面26。图7中，基板4的移动方向60与前驱气体供应器的移动方向62相反，前驱气体供应器可以与鼓状物5的可旋转轮一起旋转（上述轮未显示于图7，但以附图标记5’显示于图1）。图7中，沿着螺旋路径76围绕沉积头6的输出面26，提供基板4。图7中，围绕沉积头6即围绕沉积头的输出面26提供基板少于一次。更普遍地，沉积头的旋转轴线及/或装置2的轴12的长轴线可以相对于一或二个绞盘14的长轴线倾斜。以此方式，可以达到沿着螺旋路径76提供基板4。

图8显示根据本发明第四实施例的装置2，与基板4组合。在此实施例中，沿着螺旋路径76围绕沉积头6的输出面26，提供基板4至少一次，即两次和三次之间。或者，换句话说，沿着输出面26围绕沉积头6，基板至少转一圈，即两圈和三圈之间。结果，在一时刻，基板4的将围绕旋转沉积头移动至少一次的第一部分80A位于基板4的已经围绕旋转基板移动比基板4的第一部分80A多一次的第二部分80B旁边。在此，用词’旁’可以解释为基板的第一部分80A与第二部分80B沿着相同的假想线82延伸，假想线82指向沿着基板4的第一部分80A与第二部分80B，且横向于基板4的移动方向60。盖子（未显示）可以是沿着基板的螺旋路径形状并覆盖形成于基板的相对侧之间的狭缝或间隙84的螺旋状屏蔽结构。屏蔽结构可以形成为可清洁的衬垫结构或是牺牲结构。另外，可以在屏蔽结构中提供吸力，以移除漏出的处理气体。

第四实施例中，装置2可以具有漏气体排出器，用于排出通过基板4的第一部分80A与第二部分80B之间的间隙84漏出的前驱气体，第一部分80A与第二部分80B分别形成相对侧80A与80B。

图8中，指示出沿着输出面26的圆周的位置88，其中可放置前驱气体供应器8。此范例中，沉积头6具有4个前驱气体供应器8。因为此实施例中基板8面对全部前驱气体供应器8，所述在此范例中看不见前驱气体供应器8。于是，更普遍地，可沿着输出面的圆周放置至少一前驱气体供应器。

根据图8，显然地，基板4的宽度W₁大体上可以较小，例如比沉积头6的宽度W₂小至少两倍。不过，二择一地，基板4的宽度W₁可以大体上等于沉积头6的宽度W₂。这在图7及9中可看见。如另一实施例，基板4的宽度W₁大体上可以较大，即，比沉积头6的宽度W₂大至少两倍。实际上，所有如此的选择对于沉积一层或更多原子层可以形成宝贵的选择。

根据本发明的方法，可以使用第一、二、三、四或另外的实施例或者这些实施例之一的变化中的装置2。

根据本发明在基板上沉积原子层的方法的第一实施例（第一方法），包括供应前驱气体步骤，从沉积头6的前驱气体供应器8对基板4供应前驱气体。第一方法还包括通过旋转沉积头6使前驱气体供应器8沿着基板移动。第一方法可包括在对基板4供应前驱气体之后及/或在对基板4供应前驱气体的同时沿着前驱气体供应器8移动基板4。

第一方法中，前驱气体供应器的平移速度大于及/或与基板的平移速度方向相反。前驱气体供应器的平移速度的绝对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，显然如果前驱气体供应器的平移速度比基板的平移速度大至少N倍，可以沉积包括N-1个原子层的层堆栈。

第一方法还可以包括借助盖子16限制前驱气体。对此，盖子16在基板没面对沉积头的位置可面对沉积头的输出面26。

根据本发明的第一方法中或另一方法中，可以维持基板和旋转的沉积头之间的分离距离D（图2A）。以此方式，可以防止基板和旋转的沉积头之间的机械接触。围绕沉积头圆周的至少一部分，优选全部，分离距离D可以大体上恒定。分离距离D可以以不同的方法达成。

根据本发明方法的第二实施例（第二方法），可包括附接基板至载子50。第二方法可包括沿着前驱气体供应器8移动载子50。以此方式，基板可以与沉积头6的输出面26保持一段距离。第二方法可包括沿着引导件15的输送面56围绕引导件15移动载子。输送面56可以与输出面26形状相似，并面对输出面26，所以在输出面26的至少一部分上分离距离D可以维持恒定。

根据本发明方法的第三实施例（第三方法），可包括在沉积头和基板之间供应轴承气体，用于形成将基板和沉积头分开的气体轴承层69。以此方式，基板可以与沉积头6的输出面26保持一段距离。第三方法可包括从沉积头6的多个轴承气体供应器70对基板4供应轴承气体，用于提供气体轴承层。

第三方法还可包括借助洞穴74内的前驱气体供应器70，供应前驱气体，其中洞穴74界定在沉积头6内且在使用中面对基板4。第三方法可包括借助沉积头6的多个前驱气体排出器72从洞穴74排出前驱气体。以此方式，可以大体上防止从洞穴漏出前驱气体，即从洞穴流出前驱气体而非通过前驱物排出器。第三方法中，轴承气体优选经由远离洞穴的轴承气体供应器70提供。对此，轴承气体供应器70可以沿着输出面26与洞穴74分隔开。

根据本发明方法的第四实施例（第四方法），可包括沿着螺旋路径76围绕沉积头6移动基板。图9示意性地显示基板4的移动方向60和沉积头6的移动方向62。显示前驱气体供应器8的中心8’沿着基板4的轨道90.i（i=…、n-1、n、n+1、…）。愈高的指数i显示沿着轨道移动在愈晚的时间发生。可以期望轨道90.i在基板4上形成大体上笔直的线。显然邻近的轨道，即90.n和90.n+1，可对应相邻的前驱气体供应器8。

图9还显示前驱气体供应器沿着前驱气体供应器8的纵向方向89的长度L，前驱体供应器8例如可以被成形成狭长形状。在此范例中，纵向方向89与沉积头的旋转轴线91并列，虽然这是不必要的。例如，纵向方向89可以选择性与至少一个绞盘14的长轴线87一致。

至少一个绞盘14的长轴线87及/或纵向方向89可以横向于例如垂直于基板60的移动方向。倾斜角度α可以被限定在至少一个绞盘14的长轴线87与沉积头6的旋转轴线91之间。

分离距离S可以被限定在相邻的前驱气体供应器8的中心8’之间。在实施例中，可以将前驱气体供应器8的长度L以及基板与前驱气体供应器的平移速度选择为使得由相邻轨道90.i沉积的原子层重叠或互相邻接。以此方式，可以大体上防止这些原子层之间的间隙。

反应气体供应器42可以如前驱气体供应器8那样类似地成形。反应气体供应器42的位置可以相对于前驱气体供应器8沿着旋转轴线91以距离R偏移。显然距离R可以改变，以使反应气体供应器42的中心42’沿着基板沿如与该反应气体供应器42相邻的前驱气体供应器8行进所沿的类似的轨道90.i行进。可以对相邻的前驱气体供应器实现相同的偏移，所以可以从相邻的前驱气体供应器沉积层的堆栈。第9图显示，由于螺旋配置，对于以原子层覆盖基板，提供不同的可能性。尤其，可以沉积彼此由于它们的（边缘）几何形而区分开的原子层堆栈几何形。尤其，在基板边缘附近的基板覆盖可不同于使用已知方法获得的覆盖。

于是，显然地，前驱气体供应器或是前驱气体供应器的阵列可以沿着螺旋路径在输出面上延伸。根据本发明，图9A显示根据本发明的装置的沉积头6的实施例，其中前驱气体供应器沿着螺旋路径76A延伸。图9A还显示旋转轴线91。图9B显示图9A中所示A-A’剖面的一部分。前驱气体排出器36或前驱气体排出器的阵列可以沿着螺旋路径76A延伸，例如，平行于前驱气体供应器8或前驱气体供应器8的阵列。前驱气体供应器及/或前驱气体排出器可以被成形成狭长形状（前驱气体供应器的阵列可以视作被成形为狭长形状的前驱气体供应器）。所述狭长形状的纵向方向可以在输出面上沿着螺旋路径76A延伸，以及在此范例中围绕旋转轴线多于一次。于是，前驱气体供应器可以被成形成倾斜于沉积头的轴向方向的狭长形状。于是，更普遍地，前驱气体供应器或前驱气体供应器的阵列，以及前驱气体排出器或前驱气体排出器的阵列，可以沿着螺旋路径延伸。沉积头可以具有螺旋洞穴74’。螺旋洞穴74’可以在使用中面对基板。前驱气体供应器8或前驱气体供应器8的阵列优选位于螺旋洞穴74’内，用于在螺旋洞穴74’内对基板供应前驱气体。前驱气体排出器36或前驱气体排出器36的阵列优选位于螺旋洞穴74’内，用于从洞穴74’排出前驱气体。

在实施例中，可以省略经由前驱气体排出器36排出前驱气体。前驱气体排出器36可以不出现在沿着螺旋路径76A的洞穴74’内或可以不使用。省略经由排出器36排出前驱气体可以由沿着螺旋路径76A延伸的前驱气体供应器实现。由于沉积头6的旋转，可以发生通过螺旋洞穴排出前驱气体。这可以起因于前驱气体供应器在沿着螺旋路径76A的螺旋洞穴74’内的配置。在螺旋洞穴74’的端部74”，可以提供用于收集排出的前驱气体的措施。

在一变化中，第四方法可包括，当沿着前驱气体供应器8移动基板4时，围绕沉积头6移动基板4至少一次。结果，在一时刻，基板的将围绕旋转沉积头移动至少一次的第一部分80A位于基板4的已经围绕旋转基板移动比基板4的第一部分80A多一次的第二部分80B旁边，所以基板的第一部分和第二部分沿着相同的线延伸，该相同的线被指向沿着基板的第一部分和第二部分并横向于基板的移动方向。第四方法还包括排出已经通过基板4的第一部分80A和第二部分80B之间的间隙84漏出的前驱气体。

第一、二、三及四方法可以实现沉积连续原子层堆栈，即，其中可以防止两横向相邻的原子层的边缘之间的接缝的原子层的堆栈。不过，当执行根据本发明的方法时，不一定达成如此的连续原子层堆栈。例如，根据本发明方法的第五实施例（第五方法），可包括在基板上沉积原子层的堆栈92，包括实现前驱气体供应器和基板之间的相对往复运动；上述往复运动包括，在两个接着的反转位置，反转或逆向前驱气体供应器和基板之间的运动方向。图10显示第五方法。

图10显示层92的堆栈以及显示接着的反转位置94.i（i=…,n-1,n,n+1,…）。在此，较高的指数i对应较晚的时刻。图10中，层被显示为远离基板4，以指示其被沉积的时刻（以时间轴96指示）。不过，实际上，不同层92会出现在基板4上（如箭头97所指示），从而将得到具有大体上恒定的层厚98的层的堆栈。

第五方法中，例如，沉积期间沉积头6可反复旋转。选择性地，基板也可反复移动，即沿相反的方向60、64。以此方式，第五方法可以包括在前驱气体供应器8和基板4之间实现相对往复运动。如此的往复运动可以包括，在两个接着的反转位置，反转前驱气体供应器和基板之间的运动方向。两个反转位置94.n-1和94.n可以视作接着的反转位置，两反转位置94.n和94.n+1也是。

可以在反转位置94.n-1和94.n间沉积原子层92A。此原子层92A可以相对于先前沉积的原子层92B偏移。这表示在反转位置94.n-1和94.n之间沉积的原子层92A的边缘100A相对于先前沉积的原子层92B横向地，即沿基板4延伸的方向，移置。

因为偏移，在反转位置之间沉积的原子层92A的边缘100A，相较于在反转位置之间沉积的原子层98A的主要部分102A，在离基板的不同位置上。

不过，虽然偏移，在接着的反转位置94.n-1和94.n之间沉积的原子层的边缘100A，可以邻近在接着的反转位置94.n和94.n.1之间沉积的原子层的边缘。这些层的主要部分同样地离基板放置。

通过线性移动沉积头6，取代旋转沉积头6，也可以执行第五方法。

显然，根据上述以及图1-11B，更普遍地，根据本发明的方法优选包括沿着可旋转的鼓状物特别是旋转中的鼓状物的优选至少部分圆形的圆周移动基板。根据本发明的装置优选配置为沿着可旋转的鼓状物的优选至少部分圆形的圆周移动基板。

在一般可应用的但选择性的实施例中，输出面及/和鼓状物，对于输出面及/或鼓状物的至少一部分或对于全部的输出面及/或鼓状物，可以具有大体上圆柱形、圆锥形或截头椎体形状，或可以大体上被成形为圆柱、圆锥或截头椎体的至少一部分。

发明人了解本发明例如可用于封装制造的领域。封装可以例如是食物封装，特别是饮料封装。二择一地，封装可以是显示器的封装，特别是有机发光二极管显示器。根据本发明的方法，可以选择性包括在封装片上沉积原子层，优选是原子层的堆栈。根据本发明的装置可以选择性地配置为在封装片上沉积原子层，优选是原子层的堆栈。于是，基板可以选择性地为封装片。如此的封装片可以是封装的一部分或可以配置为由其形成封装。借助原子层，可以在封装上形成气体（例如氧或水蒸气）及/或液体的阻障。包括原子层的阻障可提供比较可靠的密封。通过包含原子层的阻障的漏出可以比较低。

显然，根据上述以及图1-11B，更普遍地，沉积头及/或鼓状物的旋转轴线可以指向沿着或倾斜于输出面及/或基板表面的平面，在基板表面上将沉积原子层。

也显然地，根据上述以及图1-11B，前驱气体供应器可以沿着弯曲的输出表面，在沿着或倾斜于沉积头的旋转轴线的方向上延伸。这可以在基板上实现原子层的同质沉积。

更显然地，根据上述以及图1-11B，根据本发明的装置可以包括，及/或根据本发明的方法可以藉此执行：输出面，沿着鼓状物的至少部分圆形的圆周及/或在其上延伸；前驱气体供应器，位于鼓状物的至少部分圆形的圆周上；前驱气体供应器，位于输出面的至少部分圆形的圆周上；输出面，至少部分为大体上圆形并围绕沉积头的旋转轴线及/或鼓状物的旋转轴线；底座，用于能旋转地安装包含沉积头的鼓状物；沉积头，为可旋转鼓状物的一部分；前驱气体供应器，在弯曲的输出面上延伸；及/或沉积头，具有被指向为沿着或倾斜于基板的轴向方向及/或旋转轴线，其中基板和旋转轴线之间的倾斜角优选小于30度。另外或二择一地，根据本发明的方法可以包括：提供安装在轴上的沉积头及/或鼓状物；以及通过轴对前驱气体供应器提供至少前驱气体。

于是，本发明提供在基板上沉积原子层的方法，上述方法包括从前驱气体供应器对基板供应前驱气体，前驱气体供应器包含在沉积头内；使前驱气体在基板附近例如在其上反应，以形成原子层；并且还包括在供应前驱气体时通过旋转沉积头而使前驱气体供应器沿着基板移动，其中，沿着前驱气体供应器移动基板包括围绕沉积头沿着螺旋路径移动基板。本发明还包括用于在基板上沉积原子层的装置，该装置包括具有用于对基板供应前驱气体的前驱气体供应器的沉积头，该装置还包括用于能旋转地安装沉积头的底座，并包括配置为旋转沉积头的驱动器，以便沿着基板移动前驱气体供应器；所述沉积头构造为使供应的前驱气体在基板附近例如在其上反应，以形成原子层；上述装置还包括引导件，具有相对于沉积头的旋转轴线倾斜的长轴线；以此方式围绕沉积头沿着螺旋状路径引导基板。

本发明不限于在此说明的任何实施例，并且在本领域有技术人员的视界内能够修改，这可视为在所附权利要求的范围内。例如，在此使用的用词‘基板’可以指实际上有时也以用词‘基板’表示的平板或卷状物的一部分，例如，在此使用的表达方式‘沿着前驱气体供应器移动基板’不需要沿着前驱气体供应器移动整个平板或卷状物；例如，表达方式‘围绕沉积头提供基板至少一次’不需要整个平板或卷状物围绕沉积头移动。

如同又一范例，当前驱气体供应器被定位为邻近基板时，前驱气体供应器的平移速度（例如图11A及11B中箭头62所示）可被指向为横向于基板的平移速度（例如图11A中箭头60所示）。于是，沉积头的旋转轴线91可以与基板的移动方向60并列，如图11A所示。基板的移动方向60和沉积头6的旋转轴线91之间的角度可在从0到90度的范围内。

说明图11A的范例相对于第11B图的变化，图11B中以沿着沉积头6的旋转轴线91的观察方向显示沉积头。图11B的变化与图11A的范例的区别在于基板4卷绕沉积头6。

参考图4，注意箔4只横向于鼓状物5圆周的一部分。在两滚轮14之间的非横向底部，两气态反应物（例如Al前驱物三甲基铝及水蒸气）可以不再分离并互相接触，于是形成浮质（“粉末”）。此微粒形成物可阻碍产品质量、工艺、及R2R设备。实施例中这利用鼓状物上方的螺旋扫描箔运动被部分地克服（图8），但是在箔的滚离（rol-off）和滚入（roll-on）区域之间鼓状物的‘筛选’不是100%完全的场合可被改善。

用于防止任何微粒（“灰尘”）形成物的盖子16可能有局限性，因为在其中两前驱物可以产生Al₂O₃微粒形成物的气流中形成中断。另外，此封闭区对Al₂O₃的ALD和CVD可以部分地作为基板，可造成盖子和鼓状物之间变窄的间隙。这会妨碍对鼓状物旋转的控制，因而干扰机器操作。

为进一步防止所不希望的微粒形成物，可以提供可切换流动中断阀系统。例如参考以下图12-18，提供如此系统的范例。

图12显示用于在基板4上沉积原子层的装置2的剖面图。沉积过程包括：从前驱气体供应器8对基板供应前驱气体，前驱气体供应器8包含在沉积头内；使前驱气体在基板附近例如在其上反应，以形成原子层。上述沉积头包含在可旋转鼓状物5内，且基板4沿着鼓状物5的至少一部分圆形的圆周移动。

包含在鼓状物5内的沉积头具有输出面，输出面在沉积原子层期间至少部分面对基板4。输出面具有前驱气体供应器8，并具有大体上圆形形状，该大体上集圆形形状限定基板4的移动路径。尤其，当供应前驱气体时，通过旋转包含在可旋转鼓状物5内的沉积头，前驱气体供应器8沿着基板4移动。于是，当在沿着旋转轨道62的一个方向上连续移动前驱气体供应器时，沉积原子层的堆栈。

装置2在以下两者之间切换：在旋转轨道的第一部分T1上从前驱气体供应器8对基板供应前驱气体；以及在旋转轨道的第二部分T2上中断从所述前驱气体供应器8供应前驱气体。

注意到基板4不覆盖鼓状物5的全部表面。在旋转轨道的第一部分T1，基板4可以接近鼓状物5的输出面，用于沉积原子层，而在旋转轨道的第二部分T2，基板从输出面移开或远离输出面。于是，所述切换可以防止在第二部分的旋转轨道T2漏出前驱气体。否则如此的漏出在基板上的指定区外会导致所不希望的前驱物反应。

可以通过改向或关闭通过前驱气体供应器的前驱气体流动，提供所述中断。这可防止在旋转轨道62的第二部分T2漏出前驱气体。气体供应器8可以例如从气体源（在此未显示）接收气体，并且当前驱气体供应器8从旋转轨道的第一部分旋转到第二部分（T1和T2之间）时，通过控制配置在气体供应器8和气体源之间的气体流动路径中的一个或更多阀，可以提供供应和中断前驱气体供应之间的切换。

目前显示的实施例中，气体切换结构103由电机控制阀形成，电机控制阀由阀控制机构（例如控制器101）打开和关闭。上述阀配置在前驱气体供应器8和反应气体供应器42的气体流动路径中。上述阀控制机构，在此情况下为控制器101，配置为在旋转轨道的第二部分T2期间关闭上述阀，至少在基板4不覆盖气体供应器8及/或42的位置。同样地，在旋转轨道62的第一部分T1，当基板4再次覆盖鼓状物5的输出面时，即当可通过覆盖气体供应器8的基板防漏时，控制器101可以打开阀。除了阻止气体射出的阀之外，其它气体切换结构可以用于影响通过气体流动路径的气体流动。例如，通过打开连接至气体流动路径的排气通道，气体流动可以改向。也可以是用于例如通过作为阀系统的凹槽结构控制气体流动的其它机构，如参考图15-18在之后说明的。

图12目前所示的实施例中，还提供反应气体供应器42。由反应气体供应器42供应的反应气体，例如可以与通过前驱气体供应器8沉积在基板4上的前驱气体反应，以形成原子层。例如，前驱气体可以包括三甲基铝（TMA），而反应物气体可以包括水蒸气，用于在基板上形成氧化铝的原子层。与前驱气体供应器8类似，反应气体供应器42可以具有阀，该阀可在例如阀控制器的控制下关闭，以例如在旋转轨道62的部分T2防止反应气体从装置2漏出，在部分T2，基板4不覆盖鼓状物5的输出面。二择一地，阀可以提供为仅用于前驱气体，例如漏出的反应气体不会引起反对，例如是水蒸气的情况下。

图12目前的实施例中，鼓状物5还包括净化气体供应器8和净化气体排出器40a和40b的配置，净化气体排出器40a和40b将前驱气体供应器8和反应气体供应器42分开。净化气体排出器40a和40b还可以分别用于，在分离的通道中，排出前驱气体和反应气体。净化气体在前驱气体和反应气体之间可以形成气体帘幕，防止基板4上指定区外两种气体之间所不希望的反应。

优选紧邻前驱气体供应器的输出面提供上述阀。以此方式，前驱气体会残留的封死空间的大小受限。二择一地，如果排气点例如通过窄开口对气流提供足够的抵抗力，阀可以放在更上游以释放前驱气体压力，以及有效地中止离开前驱气体供应器的气流。二择一地，或除了关闭阀以停止供应前驱气体以外，排气阀可以打开以移除任何残留在关闭的阀和前驱气体供应器的输出面之间的封死空间中的前驱气体。

注意到，通过以螺旋方式围绕鼓状物卷绕基板，也可以部分解决所不希望的前驱气体漏出的问题，如图8所示。优选的，前驱气体供应器在开和关状态之间可切换，从而在基板离开鼓状物的位置，前驱气体供应器关闭，以防止前驱气体在这些位置漏出。

图13显示围绕例如静止中心轴10旋转的鼓状物5的示意性剖面图。包括在鼓状物的输出面内的前驱气体供应器8经由气体流动路径155接收前驱气体，气体流动路径155在轴10中延伸通过圆周凹槽57a，而气体入口8i在旋转路径62的第一部分T1中相对于凹槽57a。在旋转路径62的第二部分T2期间，气体入口8i通过在轴10的凹槽中形成端部的阻障103’，阻障103’作用为气体切换结构，用于在轨道的第二部分T2期间阻碍气体流动路径155。以此方式，在旋转路径62的第二部分T2期间，防止气体漏出气体供应器8，第二部分T2至少对应于鼓状物5的没被基板4覆盖的部分。

如图所示，在滚轮14a和滚轮14b之间的鼓状物5底部，基板4不覆盖气体供应器8的排气点。优选限定T2的阻障103’被提供为使得在基板4离开所述气体供应器8的对应排气点之前，气体供应器8被妥当地中断，以及在基板再次碰到所述排气点之后，重新妥当打开，以防止气体例如从前驱气体供应器的封死空间不希望地漏出。另外或二择一地，可以在连接至气体排出器（未显示）的轴10内提供第二凹槽57b。以此方式，当供应器8沿着旋转轨道62的第二部分T2旋转时，可以排出或是至少防止漏出残留在气体供应器8的封死空间的过剩的气体，因此进一步防止所不希望的前驱气体漏出。

图14显示装置2的另一实施例，其中提供另一气体切换结构103。气体切换结构103由磁性阀101b形成，磁性阀101b配置为在阀切换装置的控制下滑出和滑入对应的开口或阀座101c，阀切换机构由配置为沿着磁性阀101b横切的旋转路径的控制磁铁101a形成。气体切换结构103配置在气体流动路径155内，用于在以下两者之间切换：在旋转轨道的第一部分T1上从前驱气体供应器对基板供应上述前驱气体；以及在旋转轨道的第二部分T2上中断从所述前驱气体供应器供应前驱气体。视图（A）、（B）及（C）分别显示磁性阀系统的放大图、控制磁铁配置视图以及磁场线的结果方向。

于是，实施例中，气体切换结构103包括阀101b和阀控制机构101a，其中阀101b配置为影响通过气体流动路径155的气体流动；以及阀控制机构101a配置为控制阀101b，用于在旋转轨道62的第二部分T2中断至气体供应器的气体流动。目前的实施例中，阀101b包括阀磁铁以及阀101b，配置为根据施加于阀磁铁的外部磁场的极性在打开和关闭状态之间切换。阀控制机构101a包括控制磁铁，配置为沿着旋转轨道的定置路径，在旋转轨道的第一和第二部分之间具有相反磁极性，如视图（B）所示。

此相反极性产生磁场101f，显示于视图（C），对于旋转轨道62的第一和第二部分指向相反的方向。例如，在第一部分T1中，沿着旋转轨道的控制磁铁以一极性指向磁性阀，用于吸引其中的磁铁，磁铁以一极性面向控制磁铁。通过吸引力，在此情况下，阀打开，以及气体流动路径打通。同样地，当控制磁铁在旋转轨道62的第二部分T2中面向具有相反极性的阀磁铁时，磁性互斥力可以关闭阀。以此方式，当前驱气体供应器（在此未显示）通过旋转轨道62的第一和第二部分之间的过渡部时，可以在打开和关闭状态之间切换阀。注意到虽然在此显示径向磁场，二择一地，磁场也可以沿切线方向或任何其它方向在极性间切换。

此外或除了显示的实施例之外，阀103也可以在重力影响下打开或关闭。例如，当阀在鼓状物的底部时，阀可以降下，并关闭气体流动路径以及当鼓状物往上旋转阀时再度打开。此重力阀也可以使用例如弹簧和重量系统，该弹簧和重量系统被调整为在所期望的旋转轨道部分打开和关闭阀。

组合的磁性/重力致动阀的实施例中，永久磁铁可以在水平位置（轨道的第一部分T1）打开阀，而在临界部分（轨道的第二部分T2），重力可以接管并关闭阀。此实施例中，例如只在轨道的第一部分T1提供磁铁。注意到一般关闭阀位置优选接近反应室，用于最小化具有前驱气体的封死空间。注意，可以另外的可切换排气线路排空此封死空间。

实施例中，球形或其它形状的金属关闭组件，优选是永磁性材料等，可以插入独立的径向供应线路，一旦接近临界滚离区（T2），可以中断气体流动。在简单的形式中，开关”致动”可以利用地心引力：当在旋转鼓状物中的径向气体供应线路旋转进入临界滚离区T2时，重力将在超过特定阈值时拉引球进入关闭位置，直到离开临界区。

另一实施例可以是具有局部外部磁力的关闭组件，以感应线圈致动，用于在沿着箔的轨道中维持供应线路在其”打开”位置，并通过反转通过线圈的电流，切换至其”关闭”位置。

在此的另一选择是插入另外的排气线（“分流或旁路”），可以在”箔滚离”区段中打开。这情况有连续前驱气体流动（无压力下降）的优点。

图15显示装置2的分解图，其中气体供应器8、38、42包括在鼓状物5内，经由密封鼓状物表面的至少一部分的密封件55从气体源（在此未显示）接收气体。目前的图中，示出仅一个密封件55，用于显示前侧的内部鼓状物51内的气体入口58a。

使用中，密封件55会维持对鼓状物5密封压紧，以密封密封件和鼓状物表面之间的凹槽57，因而形成气体流动通道。密封件55和鼓状物5因而形成包括气体流动通道的密封结构。鼓状物5相对于密封件55可旋转，并包括一个或更多气体入口58。密封凹槽57配置为使得其在旋转轨道的第一部分与气体入口58相对，因而形成气体流动路径的一部分。尤其，凹槽连接至气体出口（未显示），气体出口提供从气体源通过由密封的凹槽形成的通道的气体流。在凹槽57与气体入口58相对的位置上，气体可以从密封件的气体出口经由密封的凹槽流入鼓状物的气体入口。

目前的图15所示的另一方面是气体供应器8、38、42在鼓状物5内的较佳配置。尤其，前驱气体供应器8优选与净化气体供应器38所分离的反应气体供应器42交替。各气体供应器8、38、42的沉积头是狭缝形，例如具有0.1mm的宽度。通过气体供应器8、38、42的狭缝形沉积头，气体可以以受控制的形式流至可覆盖鼓状物表面（见例如图13）的一部分的基板（未显示）。所述窄狭缝可在可交换的插入半部61之间形成，可交换的插入半部61用凹入的连接组件63连接至鼓状物。插入半部61形成包括气体供应器的沉积头的鼓状物的外部部分53。

由插入半部61形成的典型的出口间隙的宽度为0.1mm。对于前驱物出口，典型的插入长度是250mm，以及对于N₂插入是280mm。插入狭条的外部表面优选是平滑的，以确保在插入长度上相等的气体分布。出口间隙的气动限制优选远高于分隔室的抵抗力，以得到朝向反应物/轴承区的同质流动率。优选是同质流动率，以得到网状物的同质轴承/前驱气体的同质沉积。

各气体供应器以两个插入半部61形成，两插入半部61例如用接合销抵靠彼此定位，并用例如M3六角螺旋钉连接。通过在各插入半部中提供U形或凹纵面，在气体出口下方建立分隔室61a。需要遍及全箔尺寸的连续出口宽度，以得到均匀的浓度和准确的气体分离。另外，平滑的外部表面用于在宽度上相等的分布。

经由螺旋孔63a，连接件63本身被拧到或栓至内部鼓状物51。连接件63因而在鼓状物中可形成凹入槽谷，以及包括气体排出通道67，通过气体排出通道67过剩的净化气体和前驱或反应气体可以经由形成在基板和鼓状物之间的槽谷除去。

在基板上沉积原子层期间，可以平衡由连接件63形成的凹入通道内的排出器67的吸力和由净化及其它气体供应器提供的压力的结合，以维持基板（未显示）在距离鼓状物的期望距离处。净化气体供应器因而可以用作前驱气体和反应气体之间的气帘以及用于基板的气体轴承两者。前驱气体及/或反应气体也可以具有轴承功能。优选也为周向净化气体供应器38’提供净化气体，以防止所不希望的前驱及/或反应气体漏出。另外，将在图16中更详细显示，可以配置凹槽57，以使当气体供应器横越旋转轨道的其中鼓状物表面没有被基板覆盖基板的部分时，对鼓状物的气体供应中断或改向。

图16显示由将连接至鼓状物55的可旋转给进板59的定置的密封件55形成的密封结构95的分解图。注意到密封结构可以用作从定置源108’、138’、142’提供气体给旋转鼓状物5的气体转变结构，以及用于中断和再继续气体流动的气体切换结构两者。密封件55包括圆周凹槽57，与给进板59中对应的气体入口/出口相对。凹槽57，结合气体入口/出口58，可以形成阀103，阀103根据鼓状物5相对于密封件55的相对旋转而打开。鼓状物可以围绕轴10旋转，轴10可放置在可由例如密封件55的内部洞穴或外部形成的轴承结构上。轴10可以由例如马达（未显示）驱动，优选是耐热马达（例如直流无刷马达）。马达可以直接连接至鼓状物轴10或例如经由齿轮箱以增加马达转矩。

使用中，凹槽57在密封件55的表面和包含在鼓状物5内的旋转给进板59之间延伸。对应于鼓状物5的旋转轨道62的第一部分T1的凹槽57，可以从相应的气体源108’、138’及142’提供前驱气体108、净化气体138以及反应气体142。此外，对应于鼓状物的旋转轨道62的第二部分T2的凹槽，可以连接至气体排出器（未显示）。如此的配置中，当气体入口/出口58与连接至气体源108’、138’或142’的凹槽相对时，鼓状物的气体供应器，在旋转轨道的第一部分T1期间当鼓状物的输出面接近基板时，可以将相应的气体供应至基板（未显示）的表面。此外，当基板远离鼓状物表面时，鼓状物5的表面的那部分的气体供应可以中断及/或可以排出气体以防止所不希望的前驱及/或反应气体漏出至外部环境。

于是，在显示的实施例中，周向密封的凹槽57沿着旋转轨道62的第一部分T1延伸，终止于旋转轨道62的第一部分T1和第二部分T2之间，因此在旋转轨道的第二部分T2中断从所述前驱气体供应器供应前驱气体期间，经由凹槽57延伸的气体流动路径，被鼓状物的表面中断，在此情况下具体而言是给进板59。

作为显示的实施例的替代，还可以在鼓状物5内提供凹槽以及在密封件55内提供气体入口/出口。另外，虽然目前显示的密封件55包括密封鼓状物一侧的平板，但二择一地，密封件可以密封鼓状物的圆周，其中沿着密封件的任一鼓状物表面的圆周，提供凹槽。也可以是这些侧面密封件和圆周密封件的结合。另外，鼓状物5和密封件55两者还可以包括凹槽或排气通道和凹槽的结合。此外，虽然在目前的实施例中，凹槽显示为具有特定深度，但此深度也可以沿着凹槽长度变化。

虽然在目前的实施例中只显示三个凹槽，但此数量可以扩大或减小以符合沉积过程的特别需要。在有利的实施例中，载运前驱气体的凹槽被载运净化气体的凹槽围绕，而净化气体的压力比前驱气体压力高。以此方式，净化气体可以在前驱气体和外部环境之间形成气体帘幕，例如与结合图1E的中心管讨论的类似。二择一地或另外，凹槽可以具有交替的前驱气体108和反应气体142供应器，以具有净化气体142供应器和气体排出器的凹槽分离，例如以从中心往外的顺序：前驱气体供应器、气体排出器、净化气体供应器、气体排出器、反应气体供应器、气体排出器、净化气体供应器。以此方式，前驱气体与净化气体一起在与反应气体与净化气体分开的排出通道中排出。

二择一地或另外，可以通过在鼓状物一侧的密封件供应前驱气体，而在鼓状物另一侧供应反应气体。一或二侧可以被提供有净化气体帘幕以防止所不希望的前驱/反应气体漏出至外部环境。密封件55也可以具有朝向（轴向）鼓状物侧的气体轴承。

图17显示密封件55到鼓状物5间的气体连接的示意性剖面。鼓状物5在旋转轨道62上相对于密封件55可旋转，经由在轴承12内旋转的轴10，由例如马达M驱动。

鼓状物包括在鼓状物5的输出面上的前驱气体供应器8（例如TMA）、净化气体供应器38（例如N₂）、反应气体供应器42（例如水蒸气）以及气体排出器40a和40b。气体供应器8、38、42经由密封鼓状物表面的至少一部分的密封件55，从相应的气体源108’、138’、142’接收气体108、138、142。对此，鼓状物5包括气体出口/入口58，而密封件55包括在其表面上的圆周凹槽57。换句话说，凹槽58沿着切线路径，切线路径的半径（到中心的距离）对应入口/出口58的半径。实施例中，净化气体线路可以设计为沿气体轴承的轴向方向并与反应气体分离，还沿径向方向，用于支撑鼓状物末端。

凹槽57被鼓状物5密封，并配置为在旋转轨道62的至少一部分上与气体出口/入口58相对。使用中，密封凹槽57的一部分可以形成气体源108’、138’、142’和气体供应器8、38、42之间的气体流动路径的一部分。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气体排出器40a、40b以及分相应的气体槽140a’、140b’之间的另一气体流动路径的一部分，用于分别排出过剩的前驱气体108和反应气体142。前驱气体8和反应气体42的排出通道优选维持分开，以使前驱气体和反应气体之间在未指定区域（即，不在基板上）不会产生所不希望的反应。如上所述，作为对显示的实施例的替代，凹槽57和气体入口/出口58在密封件55和鼓状物5之间可以颠倒或是以任何组合混合。

实施例中，圆周密封的凹槽沿着旋转轨道62的第一部分延伸，终止于旋转轨道62的第一和第二部分之间，以使在旋转轨道62的第二部分中断从前驱气体供应器8供应前驱气体期间，气体流动路径被鼓状物5的表面中断。以此方式，鼓状物相对于密封件的相对旋转打开和关闭气体源/槽和相应的气体供应器/排出器之间的气体流动路径，即组合的结构作为阀系统。凹槽因而可以用作阀，其中鼓状物的旋转用作控制阀的装置。

气体给进板或密封件55，可以具有一些功能：

-沿圆周方向连接至氮插入物以及形成氮狭缝。

-用作轴，以支撑常规轴承或空气轴承中的鼓状物。

-在外部边缘处提供较大的直径，以配合例如具有典型220mm直径的给进板。

-提供孔，以给进气体。

-用作鼓状物的轴向（气体）轴承。

-各密室/插入物优选连接至单一径向孔口。出口密室可以各具有两个孔口。轴向孔口用于连接至给进板。孔口可以具有例如典型6mm的直径。径向孔口可以例如在接近鼓状物的最外侧的距离处，以便最小化通道体积和封死空间。

实施例中，鼓状物5可以由多孔碳的标准空气轴衬支撑，并以平圆空气轴承沿轴向方向固定。鼓状物由耐热马达M（例如直流无刷马达）驱动，耐热马达M直接连接至鼓状物轴10，在其间有齿轮箱以增加马达转矩。

图18显示装置2的另一实施例。装置2目前的实施例包括两个密封件55a、55b，在鼓状物5的各一侧。鼓状物在旋转路径62上相对于密封件55a、55b可旋转，例如围绕在轴承12中延伸的轴10旋转。第一密封件55a配置为供应前驱气体108和净化气体138给鼓状物5，以及从鼓状物排出过剩的净化及/或前驱气体140b。第二密封件55b配置为供应反应气体142给鼓状物5，以及从鼓状物5排出过剩的反应气体140b。分别经由两个分开的密封件55a和55b供应及/或排出前驱气体108和反应气体142的优点在于防止两种气体108和142例如经由密封件中有漏洞的开口彼此接触，以及防止在指定区外反应。另一优点是可以在鼓状物设计中较小的空间要求。

实施例中，提供切换气体供应线构造，具有完全整合在共轴的双鼓状物组内的流动中断器和流阻器，用于卷对卷式的（R2R）ALD系统，其中通过完全整合在力控制或形状控制构造内的阀及/或气体给进和气体承轴/分离系统完成中断。

本公开的应用领域不限于ALD而可以延伸用于例如用于OLED、有机光电、柔性有机电子（例如晶体管）、钝化层和缓冲层薄膜太阳能电池的阻障层、（食物）封装中潮湿及氧扩散阻障层等的大区域制造的卷对卷式的沉积设备，并且不限于只生产氧化铝（Al₂O₃）层。也设想其他材料（ZnO等）的沉积。

同样地，所有反向运动学被视为被固有地公开，并在本发明的范围内。措辞的使用如：“优选”、“尤其”、“典型地”并非意图限制本发明。不定冠词“一（a）”或“一（an）”并不排除复数。没有特别或明确说明或声明的特征可以另外包括在根据本发明的结构内，而不背离其范围。例如，沉积头可以被提供有加热器，用于在沉积原子层在基板的一部分期间使基板的该部分实现升高的温度，例如接近220℃。如另一范例，装置可以被提供有压力控制器，用于控制前驱气体供应器、前驱气体排出器、反应气体供应器、反应气体排出器、轴承气体供应器及/或前驱气体排出器内的洞穴的气体压力。压力控制器可以包括气体控制器。此外，装置可以包括例如微电浆源或另一源，适于在基板上沉积期间增强前驱气体材料的反应或基板上沉积后用于沉积后处理。显然地，除了旋转沉积头之外或作为旋转沉积头的替代，使移动沉积头往复移动可以提供宝贵的沉积选择。

Claims (13)

1.一种在基板（4）上沉积原子层的方法，所述方法包括下列步骤：

供应前驱气体步骤，从包括在沉积头（6）内的前驱气体供应器（8）对所述基板供应前驱气体（108），其中所述前驱气体供应器从气体源（108’）接收气体；

反应步骤，使所述前驱气体在所述基板附近例如在其上反应，以形成原子层；其中

所述沉积头具有输出面，在沉积所述原子层期间，所述输出面至少部分面对所述基板；并且

所述输出面被提供有所述前驱气体供应器并具有大体上圆形形状，所述大体上圆形形状限定所述基板的移动路径；

其中，所述方法还包括下列步骤：

移动步骤，当供应所述前驱气体时，通过沿着旋转轨道（62）旋转所述沉积头而使所述前驱气体供应器沿着所述基板移动；由此沉积原子层的堆栈；以及

切换步骤，在以下两者之间切换：

在所述旋转轨道的第一部分（T1）上，从所述前驱气体供应器对所述基板供应所述前驱气体；以及

在所述旋转轨道的第二部分（T2）上，中断从所述前驱气体供应器供应所述前驱气体；其中，当所述前驱气体供应器从所述旋转轨道的所述第一部分旋转到所述第二部分时，通过一个或更多阀提供供应和中断所述前驱气体供应器之间的切换，所述一个或更多阀配置在所述气体供应器和所述气体源之间的气体流动路径中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

在所述旋转轨道的所述第一部分上，所述基板接近所述输出面，用于沉积所述原子层；

在所述旋转轨道的所述第二部分上，所述基板从所述输出面移开或远离所述输出面；并且

通过改向或关闭通过所述前驱气体供应器的前驱气体流动提供所述中断，以防止在所述旋转轨道的所述第二部分上所述前驱气体漏出。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中

所述气体供应器被包括在鼓状物内，所述鼓状物经由密封件从所述气体源接收气体，所述密封件密封所述鼓状物的表面的至少一部分；

所述鼓状物相对于所述密封件能旋转；

所述鼓状物或所述密封件中的一个包括一个或更多气体出口/入口；

所述鼓状物或所述密封件中的另一个包括在其表面上的一个或更多圆周凹槽，所述一个或更多圆周凹槽由所述鼓状物或覆盖结构之一密封；

在从所述前驱气体供应器对所述基板供应所述前驱气体期间，所述气体出口/入口与密封的所述凹槽相对，其中所述气体流动路径的一部分由密封的所述凹槽形成。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，密封的所述圆周凹槽沿着所述旋转轨道的所述第一部分延伸，终止在所述旋转轨道的所述第一部分和所述第二部分之间，使得在所述旋转轨道的所述第二部分上中断从所述前驱气体供应器供应前驱气体期间，所述气体流动路径被所述鼓状物或所述密封件中的另一个的表面中断，由此用作阀系统。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中

通过沿着所述旋转轨道施加的定置磁场的极性在打开和关闭位置之间控制所述阀；并且

当所述前驱气体供应器在所述旋转轨道的所述第一部分和所述第二部分之间旋转时，所述磁场在所述旋转轨道的所述第一部分和所述第二部分之间改变极性，用于在打开和关闭状态之间切换所述阀。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述气体供应器被包括在鼓状物内，所述气体供应器经由包含相对旋转部分的气体流动路径从定置的气体源接收气体；其中，所述前驱气体通过所述相对移动部件之间的开口的漏出通过围绕所述开口提供的净化气体而被防止，所述净化气体具有比所述前驱气体高的压力。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述相对旋转部分包括两个或更多共中心管，其中通过内部管供给所述前驱气体并通过外部管供给所述净化气体。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述净化气体被进一步用作轴承气体，用于旋转所述鼓状物。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述净化气体被进一步用作两个或更多前驱气体供应器之间的气体帘幕。

10.一种用于在基板（4）上沉积原子层的装置，所述装置包括：

沉积头（6），具有输出面，所述输出面在使用中至少部分面对所述基板并被提供有用于对所述基板供应前驱气体（108）的前驱气体供应器（8），其中

所述输出面具有大体上圆形形状，所述圆形形状限定所述基板的移动路径；所述装置还包括：

底座（10），用于能旋转地安装所述沉积头；并包括：

驱动器，配置用于旋转所述沉积头，以便沿着所述基板移动所述前驱气体供应器；

所述沉积头被构造为使供应的前驱气体在所述基板附近例如在其上反应，以形成原子层；当沿着旋转轨道移动所述前驱气体供应器时，所述装置由此被配置为用于沉积原子层的堆栈；并且所述装置包括：

气体源（108’），用于经由气体流动路径将前驱气体提供到所述前驱气体供应器；以及

气体切换结构，被配置并构造为在以下两者之间切换：

在所述旋转轨道的第一部分上，从所述前驱气体供应器对所述基板供应所述前驱气体；以及

在所述旋转轨道的第二部分上，中断从所述前驱气体供应器供应所述前驱气体；

其中，所述气体切换结构包括阀和阀控制机构，其中

所述阀被配置为影响通过所述气体流动路径的气体流动；并且

所述阀控制机构被配置为控制所述阀，以在所述旋转轨道的所述第二部分上中断或改向通向所述气体供应器的气体流动。

11.根据权利要求10所述的装置，其中

所述气体供应器被包括在鼓状物内，所述鼓状物经由密封件从所述气体源接收气体，所述密封件密封所述鼓状物的表面的至少一部分；

所述鼓状物相对于所述密封件能旋转；

所述鼓状物或所述密封件中的一个包括一个或更多的气体出口/入口；

所述鼓状物或所述密封件中的另一个包括在其表面上的一个或更多圆周凹槽，所述一个或更多圆周凹槽由所述鼓状物或覆盖结构之一密封；

密封的所述凹槽被配置为使得，在所述旋转轨道的所述第一部分上，密封的所述凹槽与所述气体出口/入口相对，由此形成所述气体流动路径的一部分。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，密封的所述圆周凹槽沿着所述旋转轨道的所述第一部分延伸，终止在所述旋转轨道的所述第一部分和所述第二部分之间，使得在所述旋转轨道的所述第二部分上中断从所述前驱气体供应器供应前驱气体期间，所述气体流动路径被所述鼓状物或所述密封件中的另一的表面中断，由此用作阀系统。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其中

所述阀包括阀磁铁，并且所述阀被配置为根据施加于所述阀磁铁的外部磁场的极性，在打开和关闭状态之间切换；并且

所述阀控制机构包括控制磁铁，所述控制磁铁被配置为沿着所述旋转轨道的定置路径，在所述旋转轨道的所述第一部分和所述第二部分之间具有相反磁极性，用于当所述前驱气体供应器在所述旋转轨道的所述第一部分和所述第二部分之间旋转时，在所述打开和关闭状态之间切换所述阀。

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