(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子層成長の原理に従う少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応によって、基板（１、４８）の表面（３）に１つ以上のコーティング層を提供するための方法であって：
少なくとも１つの第１前駆体ノズル（２）から第１前駆体を、および少なくとも１つの第２前駆体ノズル（４）から第２前駆体を、基板（１、４８）の表面（３）に供給すること；および
基板（１、４８）の表面（３）を少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供するために、基板（１、４８）を第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して移動させることを含み、
当該方法が、１つ以上のコーティング層を基板（１、４８）の表面（３）の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）に提供するため、および第２制限サブ領域をコーティング層を有さない状態で残すために、第１前駆体および第２前駆体の供給と、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対する基板（３）の同時移動との連係によって、基板（１、４８）の表面（３）の１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）を第１前駆体および第２前駆体の両方に供することと、基板の表面の１つ以上の第２サブ制限領域を１つの前駆体にのみに供するか、または前駆体に供さないことと、１つ以上のコーティング層を第１制限サブ領域（２０、２１、２２）に提供するために、基板（１、４８）の表面（３）での第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の移動が、基板（１、４８）の表面（３）の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）でのみ重なるように、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して基板（１、４８）を移動させることとを含み、
基板（１、４８）の表面（３）を、第１および第２相対位置（Ａ、Ｂ）の重なる領域によって提供される１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）で、第１前駆体および第２前駆体の両方に供するための往復移動のあいだに、第１前駆体ノズル（２）の第２相対位置（Ｂ）が少なくとも部分的に第２前駆体ノズル（４）の第１相対位置（Ａ）に重なるように、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）を、基板（１、４８）の表面（３）での第１相対位置（Ａ）と第２相対位置（Ｂ）との間での基板（１、４８）に対する往復移動で移動させることを特徴とする、方法。
【請求項２】
１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入し、および同時に、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して基板（１、４８）を移動させること；または
１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して一定の速度で基板（１、４８）を移動させ、および同時に、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、基板（１、４８）を、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して、第１相対位置（Ａ）と第２相対位置（Ｂ）との間での往復移動で移動させ、および同時に、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入すること；または
１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、基板（１、４８）を、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して曲線状のコーティング経路（Ｃ、Ｄ）に沿って移動させ、および同時に、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入することを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給の導入が：
基板（１、４８）と、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）との相対移動のあいだに、第１前駆体ノズルが１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）の上をスキャンするときに第１前駆体が基板（１、４８）の表面（３）に供給され、および第２前駆体ノズルが１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）の上をスキャンするときに第２前駆体が基板（１、４８）の表面（３）に供給されるように、第１前駆体および第２前駆体の供給を導入すること；
基板（１、４８）と第１前駆体ノズル（２）との相対移動のあいだに、第１前駆体ノズルが１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）の上をスキャンするときに第１前駆体が基板（１、４８）の表面（３）に供給されるように第１前駆体を導入することと、基板（１、４８）と第２前駆体ノズル（４）との相対移動のあいだに、第２前駆体を連続的に基板（１、４８）の表面（３）に供給することによって実行されることとを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
往復移動の方向に第１幅（ｗ１）を有する第１前駆体ノズル（２）と、往復移動の方向に第２幅（ｗ２）を有する第２前駆体ノズル（４）と、往復移動の方向に互いから距離（ｗ３）で配置されている第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）とを特徴とし、当該方法が、基板（１、４８）の表面（３）で第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）が重なる領域によって提供される１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）において、基板（１、４８）の表面（３）を第１前駆体および第２前駆体の両方に供するために、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の往復移動における移動長（Ｌ）が：
ｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ１；または
ｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ２
であるように、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）を基板（１、４８）に対する往復移動で移動させること、および同時に、第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とを互いに対して固定して維持することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の往復移動における移動長（Ｌ）が実質的に：
Ｌ＝ｗ３＋ｗ１；または
Ｌ＝ｗ３＋ｗ２
であるように、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）を基板（１、４８）に対する往復移動で移動させることと、同時に第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とを互いに対して固定して維持することとを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）を基板（１、４８）に対して移動させ、および同時に、第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とを互いに対して固定して維持すること；または
第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）を互いに対して、および基板（１、４８）に対して移動させること
を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
原子層成長の原理に従う少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応によって、１つ以上のコーティング層が基板（１、４８）の表面（３）に提供されるコーティングプロセスのための装置であって：
基板（１、４８）の表面（３）に、第１前駆体および第２前駆体をそれぞれ提供するための少なくとも１つの第１前駆体ノズル（２）および少なくとも１つの第２前駆体ノズル（４）；
第１前駆体および第２前駆体を第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）にそれぞれ供与するための前駆体供給システム；
基板（１、４８）の表面（３）を少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供するために、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して基板（１、４８）を移動させるための移動システム；および
コーティングプロセスを制御するための制御システム
を含み、それぞれ第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）からの第１前駆体および第２前駆体の供給と、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対する基板（１、４８）の同時移動とを同調することによって、１つ以上のコーティング層を基板（１、４８）の表面（３）の１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）に提供するため、および１つ以上の第２制限サブ領域をコーティング層を有さない状態で残すために、制御システムが前駆体供給システムと移動システムとを連係させて制御するように配置されること、および第１制限サブ領域（２０、２１、２２）に１つ以上のコーティング層を提供するために、基板（１、４８）の表面（３）での第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の移動が、基板（１、４８）の表面（３）の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）でのみ重なるように移動システムを制御することによって、制御システムが、基板（１、４８）を、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して移動させるように配置され、基板（１、４８）の表面（３）を、第１および第２相対位置（Ａ、Ｂ）が重なる領域によって提供される１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）で、第１前駆体および第２前駆体の両方に供するための往復移動のあいだに、第１前駆体ノズル（２）の第２相対位置（Ｂ）が、少なくとも部分的に第２前駆体ノズル（４）の第１相対位置（Ａ）と重なるように移動システムを制御することにより、制御システムが、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）を、基板（１、４８）の表面（３）の第１相対位置（Ａ）と第２相対位置（Ｂ）との間での基板（１、４８）に対する往復移動で移動させるように配置されることを特徴とする、装置。
【請求項９】
第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とが、移動システムを用いて独立して移動されるように設置される別個の部分であること；または
第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とが互いに対して固定されるように、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）が、移動システムを用いて基板（１、４８）に対して移動されるように配置されるノズルヘッド（６、４０）に提供されることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
第１前駆体ノズル（２）が移動の方向に第１幅（ｗ１）を有することと、第２前駆体ノズル（４）が移動の方向に第２幅（ｗ２）を有することと、第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とが移動の方向に、固定距離（ｗ３）で互いに配置されていることとを特徴とする、請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
移動システムが：
第１前駆体ノズル（２）を移動させるための第１ノズル移動手段および第２前駆体ノズル（４）を移動させるための第２ノズル移動手段；または
ノズルヘッド（６、４０）を移動させるためのノズルヘッド移動手段（４２、４４）
を含むことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
移動システムが、基板（１、４８）を移動させるための基板移動手段（６０、４１、４３、４６、４７）を含むことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
制御システムが：
移動システムを制御することで、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）を基板（１、４８）に対して移動させ、および同時に、第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とを互いに対して固定して維持するように配置されること；または
移動システムを制御することで、ノズルヘッド（６、４０）を基板（１、４８）に対して移動させるように配置されること；または
移動システムを制御することで、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）を互いに対して、および基板（１、４８）に対して移動させるように配置されること
を特徴とする、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
制御システムが：
基板（１、４８）の表面（３）で第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とが重なる領域によって提供される１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）で、基板（１、４８）の表面（３）を第１前駆体および第２前駆体の両方に供するために、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の往復移動における移動長（Ｌ）が：
ｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ１；または
ｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ２
であるように移動システムを制御することで、第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とを基板（１、４８）に対する往復移動で移動させ、および同時に、第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とを互いに対して固定して維持するように配置されるか、または
基板（１、４８）の表面（３）で第１前駆体ノズル（２）と第２前駆体ノズル（４）とが重なる領域によって提供される１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）で、基板（１、４８）の表面（３）を第１前駆体および第２前駆体の両方に供するために、ノズルヘッド（６、４０）の往復移動における移動長（Ｌ）が：
ｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ１；または
ｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ２
であるように移動システムを制御することで、ノズルヘッド（６、４０）を基板（１、４８）に対する往復移動で移動させるように配置される
ことを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、制御システムが、前駆体供給システムを制御することによって第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入するように、および同時に、移動システムを制御することによって、基板（１、４８）を、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して、またはノズルヘッド（６、４０）に対して移動させるように配置されることを特徴とする、請求項８〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
１つ以上の第１制限サブ領域（２０、２１、２２）のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、移動システムを制御することによって、基板（１、４８）を、第１前駆体ノズル（２）および第２前駆体ノズル（４）の少なくとも１つに対して、またはノズルヘッド（６、４０）に対して、一定の速度で移動させるように、および同時に、前駆体供給システムを制御することによって、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入するように制御システムが配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、原子層成長（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の原理に従う少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応によって、１つ以上のコーティング層を基板の表面に提供するための方法、および特に、請求項１の前段部分による方法に関する。本発明はさらに、原子層成長の原理に従う少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応によって、１つ以上の層を基板の表面に提供するための装置、および特に、請求項１１の前段部分による装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景技術）
原子層成長（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、半導体、電気部品、光学部品または光電池などの製品を製造するための基板に、コーティング層を提供するために使用される。ＡＬＤの基本特性によれば、このコーティング層は、あらゆる基板の表面に成長し、それぞれの表面を十分に被覆する。しかしながら、そのような製品の製造の際に、１つの表面を全体的に覆うコーティング層を提供することは、常に望ましいものではない。例えば、基板には電気的接続が提供され得、その電気的接続の上にコーティング層を形成することは望ましくない。そのため、製品の生産のために、基板の表面の限られたサブ領域（ｓｕｂ−ａｒｅａ）にのみコーティングＡＬＤコーティング層が形成される基板を製造することが望まれている。
【０００３】
従来技術において、ＡＬＤコーティング層でコーティングされた基板であって、限られたサブ領域のみを有する基板は、基板の表面の一部を被覆するマスクが用いられている基板の表面でのコーティング層のコーティング形成を防ぐ手法と、コーティングプロセスの後、基板の表面の一部からコーティング層を取り除く手法との２つの異なる手法によって形成される。マスクまたはマスクに類するものは、コーティングプロセスの間、マスクに被覆される基板の表面の領域に材料が成長することを防ぐために、基板の表面に置かれる。作り出されたコーティング層は、通常、コーティング層が基板の表面に作り出された後に、エッチングまたはそれに類する除去プロセスによって基板の表面から取り除かれる。
【０００４】
基板の表面の限られたサブ領域にのみＡＬＤコーティング層を有する基板を生産するための、この従来技術の方法は、マスクの使用と、作り出されたコーティング層の部分的な除去とに関して上記で述べられたように、実際のコーティングプロセスの前、または実際のコーティングプロセスの後に実行されるべき追加のプロセス工程を必要とする。これら追加のプロセス工程は時間がかかり、生産プロセスをさらに複雑にするため、生産効率がより低い。さらに、前駆体ガスには、マスクと基板の表面との間のマスクの境界部から染み込む傾向があるために、マスキングは、マスクされた領域にコーティング層が成長することを効果的に防ぐことができない。
【発明の概要】
【０００５】
（発明の簡単な説明）
本発明の目的は、上述した不利益を克服するか、少なくとも緩和するための方法および装置を提供することである。本発明のこの目的は、請求項１の特徴部分で述べられていることを特徴とする方法によって達成される。本発明のこの目的は、さらに、請求項１１の特徴部分で述べられていることを特徴とする装置によって達成される。
【０００６】
本発明の好適な態様は、従属請求項で開示される。
【０００７】
本発明は、原子層成長の原理に従う少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応によって、１つ以上のコーティング層を基板の表面に提供するための方法および装置を提供する。本発明は、原子層成長の原理に従う少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応によって、１つ以上のコーティング層を基板の表面に提供するという思想に基づいている。この方法は、少なくとも１つの第１前駆体ノズルから第１前駆体を、および少なくとも１つの第２前駆体ノズルから第２前駆体を、基板の表面に供給すること；および、同時に、基板の表面を少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供するために、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対して基板を移動させることを含む。この方法は、さらに、１つ以上のコーティング層を基板の表面の第１制限サブ領域（又は第１リミテッドサブエリア）に提供するために、第１前駆体の供給と第２前駆体の供給と、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対する基板の同時移動とを連係させることによって、基板の表面の１つ以上の第１制限サブ領域を第１前駆体と第２前駆体の両方に供すること、および基板の表面の１つ以上の第２サブ領域（又は第２サブエリア）をただ１つの前駆体のみに供するか、または前駆体に供さない（第１前駆体または第２前駆体に供するか、または、第１および第２前駆体のいずれにも供さない）ことを含む。この方法は、少なくとも１つの第１前駆体ノズルから第１前駆体を、および少なくとも１つの第２前駆体ノズルから第２前駆体を、基板の表面に供給すること、および同時に、基板の表面を少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供するために、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対して基板を移動させることも含み得る。この第１および第２前駆体ノズルは、同調（又はシンクロ）させて一緒に移動させることができ、または互いに対して固定することができ、または代わりに、互いに対しておよび基板に対して移動させることができる。本発明によれば、この方法はさらに、基板の表面の第１制限サブ領域のみに１つ以上のコーティング層を提供するため、および第２サブ領域において、膜成長を生じさせる少なくとも２つの前駆体のうち１つが第２サブ領域で利用できないままにすることで、コーティング層を含まない第２制限サブ領域（又は第２リミテッドサブエリア）を残すために、第１前駆体および第２前駆体の供給と、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対する基板の同時移動とを調節することによって、基板の表面の１つ以上の第１制限サブ領域のみを第１前駆体および第２前駆体の両方に供すること、および基板の表面の１つ以上の第２サブ領域を、第１前駆体または第２前駆体に供するか、または第１および第２前駆体のいずれにも供さないこととを含む。
【０００８】
ＡＬＤは、少なくとも２つの前駆体の連続的な表面反応の原理に基づき、およびそのため、基板の表面は、ＡＬＤコーティング層を基板の表面に提供するための少なくとも２つの前駆体に選択的に供される。上述した内容に従い、本発明は、コーティングプロセスのあいだ、基板の表面の第１制限サブ領域のみを、両方の、または１つ以上の前駆体に供するという思想に基づく。この前駆体は、前駆体ノズルを用いて基板の表面に提供される。第１前駆体は、１つ以上の第１前駆体ノズルを用いて供給され、第２前駆体は、１つ以上の第２前駆体ノズルを用いて提供される。基板の表面の第１制限サブ領域のみを少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供することは、基板を第１および／または第２前駆体ノズルに対して移動させることで実施することができる。代わりに、第１および／または第２前駆体ノズルに対して基板を移動させると同時に、基板の表面への前駆体の供給を、前駆体の供給が中断されるインターバルを備えて導入することで、基板の表面の第１制限サブ領域を、少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供し得る。このことは、１つ以上のコーティング層を第１制限サブ領域に提供するために、基板の表面での第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの移動が、基板の表面の第１制限サブ領域のみと重なるように、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対して基板を移動させることによって達成し得る。このことは、１つ以上の第１制限サブ領域のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入すると同時に、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対して基板を移動させることによっても達成し得る。結果として、基板の表面の残りの部分、または第２制限サブ領域は、第１または第２前駆体のみに供されるか、または第１および第２前駆体のいずれにも供されない。
【０００９】
本発明の利点は、コーティングプロセスの前または後に実施される追加のプロセス工程の必要なく、基板の表面の第１制限サブ領域のみにＡＬＤコーティング層を提供することが可能になることである。その結果、本発明において、このコーティング層は、基板の表面の所定の第１制限サブ領域にのみ形成される。このことは、これらの第１制限サブ領域のみが、少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供されるということを意味している。本発明のこの方法および装置は、効率的な手法で、縁がシャープにコーティングされたサブ領域を提供することができる。そのため、本発明は、工業規模の製造のための単純かつ効率的なプロセスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
（図面の簡単な説明）
添付の図面を参照しながら、好適な態様によって、本発明をより詳細に以下に記載する。
【００１１】
【図１】図１は、１つの手法において本発明を実施するための装置の模式図である。
【図２】図２は、別の手法において本発明を実施するための装置の模式図である。
【図３】図３は、さらに別の手法において本発明を実施するための装置の模式図である。
【図４】図４は、図１〜３の装置および運転モードを使用して、基板の表面の制限サブ領域に提供されたコーティング層を模式的に示している。
【図５】図５は、本発明の実施のための別の装置の模式図である。
【図６】図６は、図２および３の装置の１つの運転モードの模式的表現である。
【図７】図７は、基板の表面の制限サブ領域に提供されるコーティング層を模式的に示している。
【図８】図８は、基板の表面の制限サブ領域にコーティング層を提供するための装置の１つの運転モードの模式的表現である。
【図９】図９は、図８の装置および運転モードを使用して、基板の表面の制限サブ領域に提供されるコーティング層を模式的に示している。
【図１０】図１０は、基板の表面の制限サブ領域にコーティング層を提供するための別の装置の１つの運転モードの模式的表現を示している。
【図１１】図１１は、図１０の装置および運転モードを使用して、基板の表面の制限サブ領域に提供されるコーティング層を模式的に示している。
【図１２】図１２は、本発明の実施のためのノズルヘッドのためのノズルヘッドを示している。
【図１３】図１３は、本発明の実施のための前駆体ノズルを示している。
【図１４】図１４は、本発明の実施のための別の前駆体ノズルを示している。
【００１２】
（発明の詳細な説明）
本発明は、基板の表面にそれぞれ第１前駆体および第２前駆体を供給するための、少なくとも１つの第１前駆体ノズルおよび少なくとも１つの第２前駆体ノズルと、第１前駆体および第２前駆体をそれぞれ第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルへ供与するための、前駆体の供給システムと、基板の表面を少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供するために、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対して基板を移動させるための移動システムと、コーティングプロセスを制御するための制御システムとを含む装置を使用して実施され得る、コーティング方法に関する。本明細書において、前駆体の供給システムの詳細な説明および図は、様々な手段で実施され得るように省略されている。基本的には、この前駆体の供給システムは、前駆体を送り込むためのガス源、導管、ポンプおよびバルブを含む。この装置は、反応チャンバを真空環境にして装置を運転するための真空ポンプを含み得る。方法および装置が通常の大気圧で運転される場合には、この真空ポンプは省略してもよい。本明細書において、基板と、前駆体ノズルまたはノズルヘッドとを移動させるための移動システムの非常に詳細な説明もまた、多くの様々な手段で実施され得るように同様に省略されている。この装置の運転は、多くの様々な電気部品、制御ソフトウェアを使用するコンピュータなどの制御ユニット、および他の必要な部品を含み得る制御システムを用いて制御することができる。本発明は、いかなる特定の前駆体の供給システム、移動システムまたは制御システムにも制限されずに、運転方法とその運転方法を実施するための装置とを提供する。
【００１３】
図１は、コーティングプロセスのための装置を模式的に示している。ここでは、１つ以上のコーティング層が、原子層成長の原理に従う少なくとも第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応によって、基板１の表面３に提供される。この装置は基板移動手段６０を含み、この態様においてこれは搬送ロール６０であり、この上で、概して平面的な基板１は矢印Ｓの方向に搬送される。この装置はさらに、基板１の上面３の上に配置されたノズルヘッド６を含む。このノズルヘッド６は、基板１の表面３に面して設置される出射面１１を含む。この出射面１１は、基板１の移動の方向に交互に配置された第１前駆体ノズル２と第２前駆体ノズル４とを含む。このノズルヘッド６またはこの装置は、少なくとも１つの第１前駆体ノズル２と少なくとも１つの第２前駆体ノズル４とを含み得る。この第１前駆体ノズル２は、基板の表面３に第１前駆体を供給するために配置され、第２前駆体ノズル４は、基板１の表面３に第２前駆体を供給するために配置される。移動システムを使用して基板１に対して移動させることができるように配置されたノズルヘッド６に、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４を、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズルが互いに対して固定されるように提供し得ることに留意されたい。代わりに、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４は、移動システムを使用して、独立して、および可能であれば互いに対しても動かすことができるように、配置された別個の部分であってもよい。
【００１４】
図１の態様において、装置の１つの運転モードが示されている。ここでノズルヘッド６は固定して維持（又は保持）され、およびそれにより第１および第２前駆体ノズル２、４が固定して維持され、および基板１が、ノズルヘッド６の下を矢印Ｓの方向に一定の速度で搬送される。代わりに、基板１の表面３の上でこのノズルヘッド６を一定の速度で搬送することもでき、またはこのノズルヘッド６および基板１を様々な一定の速度で同一または反対方向に搬送することもできる。換言すれば、基板１は、ノズルヘッド６と、第１および第２前駆体ノズル２、４とに対して、装置の移動システムを使用して移動される。ノズルヘッド６または第１および第２前駆体ノズル２、４に対して基板１を移動させることで、基板の表面３を、第１および第２前駆体ノズル２、４からそれぞれ同時に供給される第１および第２前駆体の連続的な表面反応に供することができる。
【００１５】
図２は、この装置の移動システムの別の運転モードを示している。ここで、基板１は固定して維持され、ノズルヘッド６は、基板１の表面３の上で矢印Ｍの方向に往復移動で移動される。このノズルヘッド６と、第１および第２前駆体ノズル２、４の往復移動は、同時に、基板１の表面３を、第１および第２前駆体ノズル２、４から供給される第１および第２前駆体に連続的に供する。代わりに、基板１を往復移動で移動させることもできる。
【００１６】
図３は、この装置の移動システムのさらに別の運転モードを示している。ここで、基板１と、ノズルヘッド６ならびに第１および第２前駆体ノズル２、４とが、矢印ＳおよびＨの同じ方向に同じ平均速度で移動される。このノズルヘッド６はさらに、基板１の表面３の上を矢印Ｍの方向に往復移動で移動される。このノズルヘッド６と、第１および第２前駆体ノズル２、４との往復移動は同時に、基板１の表面３を、第１および第２前駆体ノズル２、４から供給される第１および第２前駆体に連続的に供する。この態様によれば、このノズルヘッド６は基板１の移動の後に続き、および同時に往復移動で移動する。別の態様においては、基板１を往復移動で移動させ、およびノズルヘッド６を一定の速度でのみ移動させ得ることに留意されたい。
【００１７】
この装置は、第１前駆体および第２前駆体をそれぞれ第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４に供与するための前駆体の供給システムを含む。この装置は、基板１の表面３を、少なくとも第１および第２前駆体ノズル２、４から供給される第１前駆体と第２前駆体との連続的な表面反応に供するために、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の少なくとも１つに対して基板１を移動させるための移動システムも含む。この装置はさらに、前駆体システムおよび移動システムの運転を同時に制御することによって、コーティングプロセスを制御するための制御システムを含む。それぞれ第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４からの第１前駆体および第２前駆体の同調させた供給と、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の少なくとも１つに対する基板１の同時移動とによって、基板１の表面３の第１制限サブ領域だけに１つ以上のコーティング層を提供するために、および基板１の表面３の１つ以上の第２制限サブ領域をコーティング層を有さない状態で残すために、この制御システムは、前駆体の供給システムおよび移動システムを協働させて制御するように配置される。換言すれば、前駆体の供給を制御すると同時に、第１および第２前駆体ノズル２、４と基板との互いに対する相対移動を制御することによって、基板１の表面３の第１制限サブ領域のみが、第１および第２前駆体の連続的な表面反応に供される。
【００１８】
図４は、図１〜３の装置を使用する本発明による原子層成長を用いて、および前駆体の供給を制御すると同時に第１および第２前駆体ノズル２、４と基板との互いに対する相対移動を制御することによってコーティングされた表面３の第１制限サブ領域２０のみを有する基板１を示す。
【００１９】
図１の運転モードにおいて、前駆体の供給システムを用いて、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入すると同時に、移動システムを用いて、基板１を第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４に対して、１つ以上の第１制限サブ領域２０にのみ第１前駆体および第２前駆体の両方が供されるように移動させることによって、基板１の表面３の第１制限サブ領域２０がコーティングされる。特に図１において、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４に対して基板１を一定の速度で移動させると同時に、１つ以上の第１制限サブ領域２０のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入することによって、基板１の表面３の第１制限サブ領域２０はコーティングされる。このノズルヘッド６と基板１との相対移動と、第１および第２前駆体の同時供給または同時導入は、制御ユニットを用いて制御される。この態様において、第１および第２前駆体は、第１および第２前駆体ノズル２、４のそれぞれが基板１の表面３の第１制限サブ領域２０の上にあるときに、基板１の３の表面に供給または供与される。そのため、第１および第２前駆体の供給または供与は、複数の第１制限サブ領域２０の間で中断される。第１および第２前駆体の供給の両方を導入またはパルス（ｐｕｌｓｅｄ）することができ、また、代わりに、コーティング層が表面３の両方の前駆体に供される位置にのみ形成するように、第１および第２前駆体の供給のうち１つのみを導入またはパルスすることができることに留意されたい。前駆体の供給をパルスするとは、単一または複数の前駆体が、第１および／または第２前駆体ノズルから、所定の間隔で、および可能であれば所定の継続時間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）で供給されることを意味する。そのためパルスすることは、前駆体を導入するための１つの具体的な手法である。
【００２０】
図２および３の運転モードにおいて、基板１の表面３の第１制限サブ領域２０は、移動システムを用いて、基板１を第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４に対して往復移動で移動させると同時に、前駆体の供給システムを用いて、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を、１つ以上の第１制限サブ領域２０のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように導入することによって、コーティングされる。ノズルヘッド６と基板１との相対移動と、第１および第２前駆体の同時供給または同時導入は、制御ユニットを用いて制御される。この態様において、第１および第２前駆体は、第１および第２ノズルヘッド２、４のそれぞれが、同時往復移動のあいだで、基板１の表面３の第１制限サブ領域２０の上にあるときに、基板１の表面３に供給または供与される。そのため、第１および／または第２前駆体の供給または供与は、複数の第１制限サブ領域２０の間で、または第１および／または第２前駆体ノズル２、４が、コーティング層が形成されない１つ以上の第２制限サブ領域の上にあるときに、中断される。第１および第２前駆体の供給の両方をパルスすることができ、また代わりに、コーティング層が両方の前駆体に供される表面３の位置にのみ形成するように、第１および第２前駆体の供給のうち１つのみをパルスすることができることに留意されたい。
【００２１】
図２および３において、この往復移動または揺動移動は直線的な往復移動として示されている。しかしながら、代わりの態様において、移動システムを用いて、基板１を曲線状または環状のコーティング経路に沿って第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の少なくとも１つに対して移動させると同時に、前駆体の供給システムを用いて、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を、１つ以上の第１制限サブ領域２０のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように導入することによって、第１制限サブ領域２０をコーティングすることができる。さらに、図１〜３の態様の全てにおいて、ノズルヘッド６を、別個の前駆体ノズル２、４に置き換えることができることに留意されたい。これらは、これらが同じように一緒に移動する（これらを互いに対して固定することを意味する）ように、または、これらが別様に移動する（これらを互いに対して移動させることを意味する）ように、独立して移動させることができる。
【００２２】
図５は、基板移動手段を有する移動システムを用いて基板４８を搬送する、当該装置の代わりの態様を示している。ここで、基板４８は、搬送シリンダ４７の外表面４６の上を、矢印Ｋの方向に、第１基板ロール４３から第２基板ロール４１まで搬送される。搬送シリンダ４７または外表面４６上の別個の搬送要素を、基板４８が搬送される速度と同じ速度で回転させることによって、この基板４８を搬送シリンダ４７の外表面４６に沿って搬送することができる。代わりに、第１および第２基板ロール４３、４１を回転させることによって基板４８の移動が実行されているあいだに、基板４８が外表面４６に沿ってスライドできるように、外表面４６上にスライド表面を備えて搬送シリンダ４７を提供することができる。この装置はさらに、搬送シリンダ４７に接続させて配置されるノズルヘッド４０を備えて提供される。このノズルヘッド４０は、上記のような第１および第２前駆体ノズルを備えて提供される出射面４５を含む。このノズルヘッド４０の出射面４５は、図５に示すように、円筒状の外表面４６の一部に適応するように形成される。このノズルヘッド４０は、基板４８および外表面４６の上に、出射面４５と外表面４６（搬送表面）との間に隙間があるように位置付けられる。ある代わりの態様において、ノズルヘッドは回転軸の周りに回転させることができ、ノズルヘッドの外表面から前駆体を導入することができる。この態様において、基板はノズルヘッドの外表面の上を移動するように提供される。このノズルヘッドは、円筒状ノズルヘッドであってよく、この基板は、ノズルヘッドの円筒状の外表面の少なくとも一部分の上を移動させるように配置され得、その部分を通して前駆体が導入される。
【００２３】
この装置は、ノズルヘッド４０を搬送シリンダ４７および基板４８に対して移動させるためのノズルヘッド移動手段を有する移動システムを含む。この移動機構は、図５において矢印Ｒで示すように、搬送シリンダ４７の中心軸４２の周りに、第１端部位置と第２端部位置との間の往復または揺動スイング移動でノズルヘッド２を移動させるように配置される。図５の装置は図１〜３に示される装置と同じ３つの運転モードで運転させることができる。そのため、上述のように、基板ノズルヘッド４０を、基板４８に対して固定することができ、または、往復または揺動スイング移動で軸４２の周りに移動させることができ、および第１および第２前駆体ノズルからの第１および第２前駆体の供給を導入することができる。
【００２４】
本発明の上記の態様は、前駆体の供給システムを制御することによって第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入または送り込むと同時に、移動システムを制御することによって、１つ以上の第１制限サブ領域２０のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４またはノズルヘッド６、４０の少なくとも１つに対して基板１、４８を移動させるように制御システムを配置するという思想に基づいている。換言すれば、上記態様において、第１および第２前駆体の少なくとも１つが基板１の表面３の第１制限サブ領域にのみ供給されるように、第１および第２前駆体の供給の少なくとも１つが導入される。この少なくとも１つの前駆体の導入は、前駆体ノズルが基板の表面の所定の第１制限サブ領域の上にあるときにのみ前駆体が供給されるようなものである。
【００２５】
代わりの態様において、図５の装置は、搬送シリンダ４７が、シリンダの外表面４６に提供された少なくとも１つの第１前駆体ノズルおよび１つの第２前駆体ノズルを有するノズルヘッドとして提供されるように、変更することができる。この図５のノズルヘッドはさらに、基板が基板ロール４１と４３との間を搬送されるように基板を支持する基板支持部として形成される。基板ロール４１、４３および基板支持部４０を用いた、ノズルヘッドシリンダ４７に対する基板４８の搬送移動は、１つ以上の第１制限サブ領域のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、ノズルヘッドシリンダ４７の前駆体ノズルからの前駆体の供給と一緒に制御される。このノズルヘッドシリンダは、例えば、一方向に連続的に、もしくは断続的に、または中心軸４２の周りに逆の回転方向に往復させる手法で回転させてもよい。この基板４８を、連続的、断続的または往復させる手法で、一方の基板ロール４１から別の基板ロール（ｔｏｌｌ）４２へと連続的に搬送することもできる。この基板４８およびノズルヘッドシリンダ４７の移動は、前述したものと同様の手法による前駆体の供給と一緒に、第１および第２前駆体の少なくとも１つが基板の表面の第１制限サブ領域にのみ供給されるように、または、第１制限サブ領域のみが第１および第２前駆体の両方に供されるように制御される。
【００２６】
図６は本発明の代わりの態様を模式的に示している。ここで、第１制限サブ領域に１つ以上のコーティング層を提供するために、基板１は、基板１の表面３での第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の移動が、基板１の表面３の第１制限サブ領域でのみ重なるように、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の少なくとも１つに対して移動される。換言すれば、前駆体の供給は断続的には導入されないが、前駆体は第１および第２前駆体ノズル２、４から連続的に供給される。図６に示すように、この基板１ならびに第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４は、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の往復移動が、基板１の表面３の上の第１制限サブ領域で重なるように、基板１の表面３の上の第１相対位置Ａと第２相対位置Ｂとの間を、基板１に対する往復または揺動移動で移動される。図６の態様において、第１および第２前駆体ノズル２、４は互いに対して固定され、および、それにより、移動システムの前駆体ノズル移動手段またはノズルヘッド移動手段を用いて一緒に移動される。この第１および第２前駆体ノズル２、４は別個の前駆体ノズルであってよく、またはこれらはノズルヘッドに提供されてもよい。第１前駆体ノズル２は、第１相対位置Ａと第２相対位置Ｂとの間の距離ａを往復移動で移動される。同様に第２前駆体ノズル４は、第１相対位置Ａと第２相対位置Ｂとの間の距離ｂを往復移動で移動される。相対位置ＡおよびＢを、図６の右側の第２前駆体ノズル４に対してのみ示している。第１相対位置Ａは開始位置であってよく、点線で示した第２相対位置Ｂは往復移動の終止位置５であってよい。この態様において、距離ａおよびｂは等しいが、代わりの態様において、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の隣接する往復移動が第１制限サブ領域で重なるように、この距離ａおよびｂは等しくなくてもよい。図６に示されるように、このコーティングは、第１および第２前駆体ノズル２、４の移動が重なる、基板１の表面３の第１制限サブ領域（図６において矢印ａおよびｂが重なっている領域を意味する）の上のみに形成される。換言すれば、第１および第２前駆体ノズル２、４の移動は、基板１の表面３の第１制限サブ領域のみを覆う第１および第２前駆体の成長（または蒸着）を生じる。
【００２７】
図６の態様において、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４は、基板１の表面３を、第１および第２相対位置Ａ、Ｂの範囲が重なる領域による１つ以上の第１制限サブ領域で、第１前駆体および第２前駆体の両方に供するための往復移動のあいだ、第１前駆体ノズル２の第２相対位置Ｂが、第２前駆体ノズル４の第１相対位置Ａに実質的に重なるように、基板１の表面３の上で、第１相対位置Ａと第２相対位置Ｂとの間での基板１に対する往復移動で移動される。そのため、前駆体ノズル２、４の形は、コーティングされる第１制限サブ領域の形に影響を及ぼす。この第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４は、基板１の表面３で、第１前駆体ノズル２の第２相対位置Ｂが、第２前駆体ノズル４の第１相対位置Ａと部分的にのみ重なるように、第１相対位置Ａと第２相対位置Ｂとの間を基板１に対する往復移動で移動させることもできる。それにより、異なったコーティングがされた第１制限サブ領域が形成され得る。第１および第２前駆体ノズルの移動の長さを調節することで、コーティングされる制限サブ領域の幅を調節することができる。一対の隣り合う第１および第２前駆体ノズル２、４全体の幅により、コーティングされる制限サブ領域の最大幅が決まる。このことは、第１および第２前駆体ノズル２、４を移動させると同時に、前駆体ノズル２、４を通して前駆体を供給することによって達成される。
【００２８】
図７は、図６に関連して記載される装置と、運転モードと、方法とによって形成される、コーティングされた第１制限サブ領域２０を示している。図７は、このコーティングが、基板１の表面３において第１および第２前駆体ノズル２、４の往復移動（距離ａおよびｂ）が重なる、制限サブ領域２０にのみ形成されることを明瞭に証明する。このように、それらが重なる場所（第１および第２前駆体ノズル２、４の往復移動が重なる場所）でのみ、基板１の３表面が第１および第２前駆体の両方に供される。この態様において、制限された第１サブ領域はストライプ状であるが、これらは、代わりに、いかなる幾何学的形状または所定の形であってもよい。このことは、第１および第２前駆体ノズル２、４を移動させると同時に、前駆体ノズル２、４を通して前駆体を供給することによって達成される。
【００２９】
図８および９は、図６および７の態様に対応する代わりの態様を模式的に示している。この態様において第１および第２前駆体ノズル２、４は異なる形を有し、基板１の表面３に２列のコーティングされた第１制限サブ領域を形成するために、２列の前駆体ノズル２、４がある。図８に示すように、基板１と、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４とが、基板１の表面３の第１相対位置Ａと第２相対位置Ｂとの間の基板１に対する往復または揺動移動で移動される。この第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の往復移動は、基板１の表面３の上の第１制限サブ領域で重なるようになされる。この第１前駆体ノズル２は、第１相対位置Ａと第２相対位置Ｂとの間の距離ａを往復移動で移動される。同様に第２前駆体ノズル４は、第１相対位置Ａと第２相対位置Ｂとの間の距離ｂを往復移動で移動される。この相対位置ＡおよびＢは、図６の右側の第２前駆体４に対してのみ示されている。この第１相対位置Ａは、開始位置であってよく、また点線で示される第２相対位置Ｂは、往復移動の端部位置５であってよい。図８に示されるように、このコーティングは、基板１の表面３において第１および第２前駆体ノズル２、４の移動が重なる第１制限サブ領域（図８において矢印ａおよびｂが重なっている領域を意味する）にのみ形成される。図７は、図６に関連して記載される装置と、運転モードと、方法とによって形成される、コーティングされた第１制限サブ領域２０を示している。図７は、このコーティングが、基板１の表面３の上において第１および第２前駆体ノズル２、４の往復移動（距離ａおよびｂ）が重なる第１制限サブ領域にのみ形成されることを明瞭に証明する。このように、それらが重なる場所（第１および第２前駆体ノズル２、４の往復移動が重なる場所）でのみ、基板１の３表面が第１および第２前駆体の両方に供される。図９は、図８に関連して記載される装置と、運転モードと、方法とによって形成される、コーティングされた第１制限サブ領域２１を示す。図９は、第１および第２前駆体ノズル２、４の移動と同時に前駆体が供給されるために、基板１の表面３の上において第１および第２前駆体ノズル２、４の往復移動（距離ａおよびｂ）が重なる第１制限サブ領域２１のみに、コーティングが形成されることを証明する。この態様において第１制限サブ領域２１は四角形である。
【００３０】
図１０は、本発明のさらに別の態様を示す。ここで制御システムは、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の曲線状のコーティング経路Ｃ、Ｄが基板１の表面３の第１制限サブ領域の上で重なるように移動システムを制御することによって、基板１に対して、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４またはノズルヘッドを、基板１の表面３の上の曲線状または環状のコーティング経路Ｃ、Ｄに沿って移動させるように配置される。図１０において、第１前駆体ノズル２は楕円形の第１コーティング経路Ｃに沿って移動される。第１コーティング経路Ｃに沿った第１前駆体ノズル２の位置は、位置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄで示される。第２前駆体ノズル４は、楕円形の第１コーティング経路Ｄに沿って移動される。第１コーティング経路Ｄに沿った第１前駆体ノズル４の位置は、位置４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄで示される。図１０に示すように、第１および第２コーティング経路ＣおよびＤは、基板１の表面３で重なり、および、それにより、それらが重なる領域でコーティングされた第１制限サブ領域が形成される。このことは、第１および第２前駆体ノズル２、４を移動させるとともに、前駆体ノズル２、４を通して前駆体を供給することによって達成される。図１０において第１および第２コーティング経路は同じ形をしているが、第１および第２前駆体ノズル２、４が別個であり、独立して移動させることができる場合には、代わりに、これらは異なっていてもよい。さらに、前駆体ノズル２、４はノズルヘッドに提供することもできる。曲線状のコーティング経路Ｃ、Ｄの形は、円形、楕円形、曲線状、弧線状などの実行し得るいかなる形をも有し得、および、それにより、この曲線状のコーティング経路を往復移動させるように提供することもできる。
【００３１】
図１１は、図１０に関して記載される装置と、運転モードと、方法とによって形成される、コーティングされた第１制限サブ領域２２を示している。図１１は、コーティングが、基板１の表面３において第１および第２前駆体ノズル２、４の曲線状のコーティング経路Ｃ、Ｄが重なる場所である、第１制限サブ領域２１にのみ形成されることを証明している。このことは、第１および第２前駆体ノズル２、４を移動させると同時に、前駆体ノズル２、４を通して前駆体を供給することにより達成される。
【００３２】
本発明のいくつかの態様において、移動、移動パターンまたは第１および第２前駆体のコーティング経路は第１制限サブ領域で重なり得、および、この移動、移動パターンまたはコーティング経路は、基板の上に３次元コーティングを形成するためのコーティングプロセスの間において、変更することができる。移動、移動パターンまたはコーティング経路を変更することで、重なる領域を変えることができ、およびそれによりコーティングされる第１制限サブ領域を変えることができる。
【００３３】
図１２は、第１前駆体を供給する第１前駆体ノズル２と、第２前駆体を供給する第２前駆体ノズル４とを備えて提供されるノズルヘッド６を示す。このノズルヘッド６はさらに、環境大気と前駆体ノズル２、４との間のガスカーテンを提供するため、および過剰な前駆体を基板の表面から除去するためのパージガスを基板の表面に供給するために配置されるパージガスノズル８を備えて提供される。このノズルヘッドは、過剰な前駆体とパージガスとを基板の表面から除去するために配置される排出ノズル（又はディスチャージノズル）７をさらに含む。図１２の態様において、前駆体ノズル２、４と、パージガスノズル８と、排出ノズル７とが、以下のように配置される：７、８、７、２、７、８、７、８、７、４、７、８、７。しかしながら、前駆体ノズル２、４と、パージガスノズル８と、排出ノズル７とを、第１および第２前駆体ノズル２、４が１つ以上のパージガスノズル８および／または排出ノズル７で区切られるように異なって配置することもできる。さらに、パージガスノズル８または排出ノズル７、または少なくともそれらのいくつかは、ノズルヘッド６から省略することができることに留意されたい。加えて、前駆体ノズル２、４と、パージガスノズル８と、排出ノズル７とは、同調させて一緒に、または独立して動かすことができるように別個のノズルであってよいことに留意されたい。
【００３４】
図１２に示されるように、第１前駆体ノズル２は、移動方向に第１幅ｗ１を有し、第２前駆体ノズル４は移動方向に第２幅ｗ２を有し、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４は互いから移動する方向に固定された距離ｗ３だけ離れて配置されている。往復動作において、前記のように、第１および第２前駆体２、４は基板１に対して距離ａ、ｂだけ移動される。基板１の表面３の第１制限サブ領域のみにコーティングを提供するために、この基板全体に第１および第２前駆体の両方に供することができない。そのため第１および第２前駆体ノズル２、４は、それらが基板の表面上をスキャン（ｓｃａｎ）するように、および、前駆体ノズル２、４の移動と同時に前駆体が供給されるようにしながら、その移動が第１制限サブ領域の基板の表面と重なるように、往復移動で移動される。このことは、第１および第２前駆体ノズル２、４が往復移動のあいだに動く移動長Ｌ、または距離ａ、ｂに制限を設ける。図１２の運転モードにおいて、基板１の表面３を第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４が、基板１の表面３の上で重なる領域によって提供される１つ以上の第１制限サブ領域で、第１前駆体および第２前駆体の両方に供するために、往復移動におけるノズルヘッド６の移動長Ｌがｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ１またはｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ２であるように移動システムを制御することで、ノズルヘッド６を基板１に対する往復移動で移動させる。換言すれば、基板１の表面３において第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４が重なる領域によって提供される基板１の表面３の１つ以上の第１制限サブ領域を、第１前駆体および第２前駆体の両方に供するために、移動システムを、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の往復移動における移動長Ｌがｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ１またはｗ３＜Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ２であるように制御することによって、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４は基板１に対して往復移動で移動され、および、第１前駆体ノズル２と第２前駆体ノズル４とは互いに対して固定して維持される。従って、第１制限サブ領域にコーティングを提供するために、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズルは、第１および第２前駆体ノズル２、４の移動が重なるように、第１および第２前駆体ノズル２、４の間の固定された距離ｗ３より長い移動長Ｌ（Ｌ＞ｗ３）を往復移動で移動される必要がある。一方で、第１および第２前駆体ノズル２、４の移動が基板の表面全体で重ならないように、移動長Ｌは、第１および第２前駆体ノズル２、４のあいだの固定された距離ｗ３の２倍に、第１および／または第２前駆体ノズル２、４の幅を足した長さ（Ｌ＜２×ｗ３＋ｗ１および／またはｗ２）よりも短くなくてはならない。図１〜４および６〜９の態様において、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４は、基板１に対して往復移動で移動され、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の往復移動における移動長Ｌが実質的にＬ＝ｗ３＋ｗ１またはＬ＝ｗ３＋ｗ２であるように、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４は互いに対して固定して維持される。述べた態様においてｗ１はｗ２に等しい。
【００３５】
図１３は前駆体ノズル２、４の態様を示す。これらはノズルヘッドに提供されても、別個の前駆体ノズルであってもよい。本発明の全ての態様においてノズルヘッドは、独立して、または一緒に移動させることができる別個の前駆体ノズルによって置き換えられ得ることに留意されたい。前駆体ノズルは、排出要素（又はディスチャージエレメント）５１によって提供される排出導管５３の内側に延在する前駆体の供給要素５０を含む。この前駆体の供給要素５０は、排出導管５３の内側に実質的に入れ子状に延在し、好ましくは、排出導管５３の内側に実質的に同軸状に延在する。前駆体の供給要素５０は、前駆体導管５２と、ノズル出射面５６（これを通して前駆体は基板の表面に供給される）に沿って開いている前駆体の供給チャネル１０とを含む。前駆体チャネル１０は、前駆体の供給チャネル１０の両側で、排出導管５３を２つの排出チャネル７に分ける。そのため、図１３の前駆体ノズルは、前駆体材料を基板の表面に供給するのみでなく、過剰の前駆体を基板の表面から排除する。
【００３６】
図１４は、代わりの態様を示す。ここでは、前駆体供給チャネル１０および排出チャネル７の両方が、パージガス要素５４の内側において、長手方向に延在するように設置される。そうすることで、それらは、パージガスチャネルを、パージサブチャネル８の長手方向に、前駆体供給要素５０および排出チャネル７の反対側に分けるようになる。このパージガス要素は、パージガスをパージガスサブチャネル８に供給するためのパージガス導管５５をも含む。この態様において、前駆体供給要素５０と、排出要素５１とが、排出チャネル７を形成し、これらは、パージガス要素５４とパージガス導管５５との内側に収納される。そのため、パージガス導管５５を通るパージガスサブチャネル８の間には流体接続がある。排出導管５３を、パージガス要素５４の内側に実質的に収容状態で延在させてもよい（好ましくはパージガス導管５５の内側で実質的に同軸状、少なくとも排出チャネル７の横方向）。そのため、図１４の前駆体ノズルは、パージガスと前駆体材料とを基板の表面に供給し、過剰な前駆体とパージガスを基板の表面から排出する。
【００３７】
本発明によって、前述した基板の表面の第１制限サブ領域のみのコーティングを達成するために、この装置は、第１前駆体ノズル２を移動させるための第１ノズル移動手段と、第１前駆体ノズル４を移動させるための第２ノズル移動手段とを含むか、またはノズルヘッドまたは互いに固定された前駆体ノズル２、４を移動させるためのノズルヘッド移動手段を含む、移動システムを含む。この移動システムは、さらに、基板を移動させるための基板移動手段を含み得る。そのため、本発明の装置または方法において、制御システムを：
移動システムを制御することによって、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４を基板１に対して移動させ、および第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４を互いに対して固定して維持するように；または
移動システムを制御することによって、ノズルヘッドを基板１に対して移動させるように；
移動システムを制御することによって、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４を互いに対して、および基板１に対して移動させるように；または
移動システムを制御することによって、第１前駆体ノズル２を基板１に対して、および第２前駆体ノズル４に対して移動させ、第２前駆体ノズル４と基板１とを互いに対して固定して維持するように
配置することができる。
【００３８】
そのため、制御システムは、１つ以上の第１制限サブ領域のみが第１前駆体および第２前駆体の両方に供されるように、前駆体供給システムを制御することによって、第１前駆体および第２前駆体の供給を制御すると同時に、移動システムを制御することによって、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４またはノズルヘッドの少なくとも１つに対して基板１を移動させるように配置される。
【００３９】
本発明は、１つ以上のコーティング層を基板１の表面３の第１制限サブ領域に提供するために、第１前駆体および第２前駆体の供給と、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の少なくとも１つに対する基板３の同時移動との連係によって、基板１の表面３の１つ以上の第１制限サブ領域を第１前駆体と第２前駆体の両方に供することを含む方法を提供する。このことは、１つ以上の第１制限サブ領域のみに第１前駆体および第２前駆体の両方が供されるように、第１前駆体および第２前駆体の少なくとも１つの供給を導入すると同時に、基板１を第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の少なくとも１つに対して移動させることによって達成することができる。基板１と、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４との相対移動のあいだ、第１前駆体ノズルが１つ以上の第１制限サブ領域の上を同時にスキャンするときに、第１前駆体が基板１の表面３に供給されるように、および第２前駆体ノズルが１つ以上の第１制限サブ領域の上を同時にスキャンするときに、第２前駆体が基板１の表面３に供給されるように、第１前駆体および第２前駆体の供給を導入することによって、この方法は実施され得る。代わりに、このことは、基板１と第１前駆体ノズル２との相対移動のあいだに、第１前駆体ノズルが１つ以上の第１制限サブ領域の上を同時にスキャンするときに基板１の表面３に第１前駆体が供給されるように、および基板１と第２前駆体ノズル４との同時の相対移動のあいだに、第２前駆体が基板１の表面３に連続的に供給されるようにして、第１前駆体のみを導入することによっても実施され得る。
【００４０】
代わりに、第１制限サブ領域に第１および第２前駆体を供することは、第１制限サブ領域に１つ以上のコーティング層を提供するために、基板１の表面３での第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の移動が、基板１の表面３の第１制限サブ領域のみで重なるように、第１前駆体ノズル２および第２前駆体ノズル４の少なくとも１つに対して基板１を移動させることを含む方法によっても達成することができる。
【００４１】
本発明において、第１および第２前駆体ノズルの少なくとも１つを基板に対して移動させると同時に、第１および第２前駆体を第１および第２前駆体ノズルから供給することによって、第１制限サブ領域は、コーティング層を提供するための第１および第２前駆体の両方に供される。１つ以上の第１制限サブ領域の外側の基板の表面のその他の部分（１つ以上の第２制限サブ領域を意味する）は、第１および第２前駆体の両方に供されない。しかし、第１および第２前駆体のうち１つのみに供されるか、または第１および第２前駆体のいずれにも供されない。そのため、第２制限サブ領域にコーティング層は形成されない。従って、本発明の方法は、１つ以上のコーティング層を、基板の表面の第１制限サブ領域に提供するために、第１前駆体および第２前駆体を供給することと、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対して基板を同時に移動させることとを同時に連係（又は協働）することによって、基板の表面の１つ以上の第１制限サブ領域を第１前駆体および第２前駆体の両方に供することと、基板の表面の１つ以上の第２サブ領域を第１前駆体または第２前駆体に供すること、または第１および第２前駆体のいずれにも供さないこととを含む。さらに、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルからの第１前駆体および第２前駆体のそれぞれを同調させて供給すると同時に、第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対して基板を移動させることによって、１つ以上のコーティング層を基板の表面の１つ以上の第１制限サブ領域に提供するため、およびコーティング層を有さない１つ以上の第２制限サブ領域を残すために、前駆体供給システムと移動システムとを連係させて制御するための本発明の制御システムを配置する。その結果、本発明において、１つ以上のコーティング層を基板の表面の第１制限サブ領域に提供するために、第１前駆体および第２前駆体の供給と、同時に、基板の第１前駆体ノズルおよび第２前駆体ノズルの少なくとも１つに対する移動とを連係（または協働）させることによって、基板の表面の１つ以上の第１制限サブ領域を第１前駆体および第２前駆体の両方に供し、基板の表面の１つ以上の第２サブ領域を１つの前駆体のみに供するか、あるいは前駆体に供さない（第１前駆体または第２前駆体に供するか、第１および第２前駆体のいずれにも供さない）。
【００４２】
技術が進歩するにつれて、本発明の概念がさまざまな方法で実施され得るようになることは、当業者にとって明らかである。本発明およびその態様は、前述した例に限定されず、請求項の範囲内で様々であり得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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