JP6599372B2 - 基板上へ原子層を堆積させるための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に原子層、好ましくは原子層の積層を堆積する方法に関し、該方法は、堆積ヘッドに備えられた前駆体ガス供給部から前駆体ガスを基板に向かって供給することを含む。本発明は、基板上に原子層を堆積するための装置にも関し、該装置は、基板に向かって前駆体ガスを供給するための前駆体ガス供給部を有する堆積ヘッドを有する。

原子層堆積は、ターゲット材料の単層を堆積させるための方法として知られている。原子層堆積は、原子層堆積では少なくとも２つの連続するプロセスステップ（つまり、半サイクル）が採られる点で、例えば化学的気相成長とは異なる。これらの自己制御的なプロセスステップの第１は、前駆体ガスを基板の表面上に適用することを備える。これらの自己制御的なプロセスステップの第２は、ターゲット材料の単層を形成するための前駆体材料の反応を備える。原子層堆積は、理想的でないにしても、優れた層厚コントロールが可能となるという利点を有する。しかしながら、原子層は、本質的に薄い。結果として、通常約１０ナノメートルを超える特定の厚みを有する層を堆積させるために原子層堆積を適用すると、そのような層厚を得るためには非常に多くの原子層を積層する必要があることから、むしろ時間がかかってしまう。

例えば、特許文献１に開示されたタイプの既知のロール・ツー・ロール法において、組成勾配を厚み方向に備える膜を堆積させることは不可能であるが、組成勾配は、デバイスに組み込まれた際に、これらの膜の電気的、光学的、及び界面的特性を最適化するという点で非常に望ましいことである。例えば、勾配膜は、所定の混合比で空間的気中（spatial atmospheric）原子層堆積によって堆積された多成分酸化物を成長させることによって、提供され得ることが知られている。例えば、ＡｌｘＺｎ１−ｘＯ膜は、それぞれＺｎ、Ａｌ及びＯの前駆体として、ジエチル亜鉛（ＤＥＺ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）及び水を用いて、堆積することができる。金属前駆体（つまり、ＴＭＡ及びＤＥＺ）を堆積領域に共に注入する場合、Ａｌ／（Ａｌ＋Ｚｎ）比を正確に制御することができる。

国際公開第２０１３／０２２３３９号

本発明の目的は、既知の方法の１以上の問題点を少なくとも部分的に対処する、原子層を堆積する方法を提供する。

このような目的を達成するため、本発明は、
基板上に原子層を堆積する方法であって、
当該方法は、
ガス源からガスを受け取るシーリング部に対して回転可能であるドラムに備えられた前駆体ガス供給部から前駆体ガスを供給することを備え、
前記ドラム又はシーリング部の一方は、前記前駆体ガス供給部に流体接続された１つ以上のガス供給チャンネルを備え、
前記ドラム又はシーリング部の他方は、その表面に前記ドラム又はシーリング部の前記一方によって密閉された１つ以上の円周溝を備え、それにより、径方向の流体流路を防ぎ、周方向に流体流路を開放し、
前記前駆体ガス供給部から前記基板に向かって前記前駆体ガスを供給する間、前記ガス供給チャンネルは、前記密閉された溝に隣接し、前記ガス流路の一部が、前記密閉された溝によって形成され、
少なくとも１つの密閉された溝は、前記密閉された溝内のプロセスガス供給部の隣接するゾーンを分離する１つ以上の分離部を備え、それにより、ゾーンが互いに異なるプロセスガス組成物を提供することを可能とし、且つ、
当該方法は、
前記前駆体ガスを供給しながら前記ドラムを回転軌道に沿って回転させることによって、前記前駆体ガスを前記基板近傍、例えば、前記基板上で反応させて、原子層を形成し、それにより、組成勾配を有する原子層の積層を堆積する、ことを備える、
方法を提供する。

従って、前駆体供給溝が異なるゾーンに分けられた新しい構造が提供される。それぞれのゾーンは、個別に既定の混合物又は単一の濃度の前駆体が供給され得る。ゾーンは、リストリクション（restriction）によって分離されており、リストリクションは、前駆体をリストリクションのいずれかの側面からドラムへと流すことができるが、ゾーン間で対流混合することを防ぐ。堆積ドラムは、前駆体を基板へと供給し、前駆体の濃度はドラムの回転角に伴い変化する。

このようにして、前駆体ガスの供給と中断とを切り替えることによる勾配組成プロファイルで、前駆体ガス供給部及び／又は基板を連続して動かしながら（例えば、回転又は周回）、原子層の積層を堆積することができる。

実施形態において、前駆体ガスを供給する間、堆積ヘッドを１つの方向に連続して回転させてもよい。このため、原子層の積層を堆積させる際に、往復させて前駆体ガス供給部及び／又は基板を動かすことを回避することができる。このように、往復運動に固有である、前駆体ヘッド及び／又は基板の逆回転を防ぐことができる。例えば、堆積ヘッドの転換点に継ぎ目がないため、これは、高い堆積速度、及び／又は更に均一な原子層堆積につながり得る。

別の実施形態において、堆積ヘッドは、前駆体ガスを供給する間、往復式に回転してもよい。例えば、堆積ヘッドは、前駆体ガスを供給する間、１つの方向に第１に動き、そして前駆体ガスを供給する間、別な方向に動く。この実施形態の利点は、例えば少ない前駆体ガスの供給が求められている等、堆積プロセスにおける、高い柔軟性にある。

基板は、柔軟性のある基板、又は固い、換言すれば柔軟性のない基板であってもよい。柔軟性のある基板を使用すると、回転する堆積ヘッドとうまく組み合わせられる。そのような柔軟性のある基板は、基板を曲げることが可能となり、回転する堆積ヘッドの周囲に基板を導くことを促進する。

実施形態において、前駆体ガス供給部は、堆積ヘッドの軸方向に沿って、又は軸方向に対して傾斜して、細長い形状であり、前駆体ガス供給部及び／又は基板は、回転するヘッドの動きによって定義される軸方向に横断する方向に動く。そのような、軸方向に沿って、又は軸方向に対して傾斜して形成された細長い前駆体ガス供給部は、基板上に原子層を均質に堆積させることを可能とし得る。

実施形態において、堆積ヘッドは、原子層を堆積する間、少なくとも部分的に基板に面する出力面を有し、出力面は、前駆体ガス供給部に設けられている。それゆえ、前駆体供給部は、堆積ヘッドの回転軸に沿って又は軸方向に対して傾斜する方向に、湾曲する出力面に沿って延在してもよい。

実施形態において、出力面は、実質的に円形であり、一般的には、実質的に円柱又は円錐、例えば円錐台形及び又は錐台形であり、基板の動作経路を定義する。それゆえ、出力面は、実質的に円柱、円錐、又は錐台形を有し得る。そのような、出力面は、回転する前駆体ヘッドとうまく組み合わせられる。なぜなら、使用において、前駆体ヘッドと基板との間に比較的一定の離間距離を保持することが可能となるからである。

実施形態において、本方法は、基板と堆積ヘッドとを分離するガスベアリング層を形成するため、堆積ヘッドと基板との間にベアリングガス（bearing gas）を供給することを備える。このようにして、堆積ヘッドと基板との間の比較的狭い離間距離を保持することができる。離間距離は、例えば最大２００マイクロメートル、最大１００マイクロメートル、最大１５マイクロメートル、又は最大１０マイクロメートル、例えば約５マイクロメートルであってもよい。同時に、離間距離は、少なくとも３マイクロメートル、少なくとも５マイクロメートル、又は少なくとも１０マイクロメートルであってもよい。そのような小さい離間距離は、基板に向かって提供される過剰な前駆体ガスの量を減少させる。前駆体ガスの使用量は、通常製造コストを増加させ得るため、これは、価値があるだろう。

実施形態において、本方法は、堆積された前駆体材料をレーザによって選択的に処理することによって原子層を形成するように、前駆体ガスを基板の近傍、例えば基板の上で反応させることを含む。そのような選択的な処理は、堆積された前駆体材料を選択的に処理するためのレーザの制御を含んでもよい。レーザの選択的な制御は、レーザの強度の選択的な制御、例えば、ラスター型のパターニングを提供するために、レーザをオン及びオフに切り替えることを含んでもよい。そのような実施形態において、レーザのスイッチングタイムは、相対速度と共に、例えば５０マイクロメートル又はそれ未満の非常に小さな面内パターニング構造を定義可能なピクセルグリッドを定義する。あるいは、選択的にレーザを制御することは、選択的にレーザのビームを堆積された前駆体材料からそらすことを含んでもよい。このようにして、パターン形成された原子層を堆積することができる。例えば、意図するパターンに従って、原子層が堆積されるべき基板の一部が反応ガス供給部に隣接するときに、レーザがオンにされてもよい。例えば、意図するパターンに従って、原子層が堆積されるべきではない基板の一部が反応ガス供給部に隣接する場合、レーザはオフにされてもよい。好ましくはレーザは、堆積ヘッドに備えられ、例えば組み込まれている。

実施形態において、本方法は、ガスベアリング層を設けるため、堆積ヘッドのベアリングガス供給部から基板に向かってベアリングガスを供給することを備える。

実施形態において、本方法は、堆積ヘッド内に定義され、ならびに基板に面するキャビティ内の前駆体ガス供給部によって、前駆体ガスを供給することと、前駆体ガスがキャビティから漏れることを実質的に防ぐために、堆積ヘッドの前駆体ガスドレインによってキャビティから前駆体ガスを排出することと、を備え、更に本方法は、キャビティから離れた位置で、ベアリングガス供給部によってベアリングガスを供給すること、を備える。

そのようなキャビティは、ガスベアリング層におけるプロセス条件とは異なるプロセス条件をキャビティ内で適用することを可能とする。好ましくは、前駆体ガス供給部及び／又は前駆体ガスドレインは、キャビティ内に配置される。ガスベアリング層において、換言すればベアリングガス供給部の近傍またはそれに隣接して、離間距離は、少なくとも３マイクロメートル、少なくとも５マイクロメートル、少なくとも１０マイクロメートル、及び／又は最大１５マイクロメートルであってもよい。キャビティにおいて、離間距離は、最大５００マイクロメートル、最大２００マイクロメートル、最大１００マイクロメートル、最大５０マイクロメートル、及び／又は少なくとも２５マイクロメートルであってもよい。従って、キャビティにおける離間距離は、２５マイクロメートルから最大５００マイクロメートルの範囲内であってもよい。

発明者は、この実施形態の特徴は、本明細書に記載の１以上の他の実施形態及び／又は特徴と任意に組み合わせて、より広く適用され得ると判断した。従って、基板上に原子層、好ましくは原子層の積層を堆積する方法が提供され、該方法は、堆積ヘッドに備えられた前駆体ガス供給部、好ましくは複数の前駆体ガス供給部から基板に向かって前駆体ガスを供給すること、を備え、更に、前駆体ガス供給部と基板との相対的な動きを実現することを備え、本方法は、堆積ヘッドに定義され、並びに基板に面するキャビティ内の前駆体ガス供給部によって前駆体ガスを供給することを備え、キャビティから前駆体ガスが漏れることを実質的に防ぐために、堆積ヘッドの前駆体ガスドレインによって、キャビティから前駆体ガスを排出することを備え、本方法は、キャビティから離れた位置で、ベアリングガス供給部によってベアリングガスを供給することを更に備える。

好ましくは、この方法は、原子層を形成するために、前駆体ガスを基板近傍、例えば基板上で反応させることを備える。この方法は、光起電性パネル、又はその一部の製造に使用されてもよい。原子層は、光起電性パネルの一部、又はその一部の一部、であってもよい。例えば、原子層は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）層のような物理的なパッシベーション層の一部であってもよい。もしくは、原子層は、ミディアム−ｋ酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）層とは異なる層の一部であってもよい。例えば、原子層は、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）層のような反射防止層の一部であってもよい。本方法は、堆積された前駆体材料の単層をプラズマに曝すことなく原子層を形成するために、任意に前駆体ガスを基板の近傍、例えば基板上で反応させることを含んでもよい。好ましくは、前駆体ガス供給部と前駆体ガスドレインとは、キャビティ内に配置される。

実施形態において、本方法は、原子層により、基板の表面エネルギー（例えば、疎水性）を改質するために使用されてもよい。例えば、本方法は、紙のシート又はテキスタイルのシートの表面エネルギーを改質するために、使用されてもよい。例えば、改質に続いて、例えば、印刷又はフォトリソグラフィにより、改質された表面エネルギーを有する基板の上に層を追加してもよい。そのような方法は、原子層堆積によって可能となりうる明確に定義された表面エネルギーから利益を受ける可能性がある。

実施形態において、本方法は、堆積ヘッドの前駆体ガスドレインを通じて、前駆体ガスを排出することを備える。

実施形態において、出力面に、キャビティ、前駆体ガスドレイン、及び／又はベアリングガス供給部が備えられている。

本装置及び方法の他の有利な実施形態は、従属項に記載されている。

本発明は、添付の図面を参照し、非限定的に説明される。

図１は、更に別のガススイッチング構造を備える実施形態を示す。 図２は、図１のガススイッチング構造の詳細を示す。 図３は、図１のガススイッチング構造の実施形態を示す。 図４は、図１のガススイッチング構造の別の実施形態を示す。 図５は、シーリング部のレイアウトの平面図を示す。 図６は、円周溝の平面図及び断面図を示す。

他の記載がない限り、同様の引用番号は、図面を通して同様の要素を示す。

原子層堆積は、少なくとも２つのプロセスステップ（換言すれば半サイクル）で、ターゲット材料の単層を堆積させる方法として知られている。これらの自己制御的なプロセスステップの第１は、前駆体ガスを基板表面上に適用することを備える。これらの自己制御的なプロセスステップの第２は、基板上にターゲット材料の単層を形成するための前駆体材料の反応を備える。前駆体ガスは、例えば、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ_４）のような金属ハロゲン化物の蒸気を含むことができるが、代わりに、例えばテトラキス（エチル−メチル−アミノ）ハフニウム、又はトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ_３）_３）といった、有機金属の蒸気のような別の種類の前駆体材料を含むこともできる。前駆体ガスは、窒素ガス、アルゴンガス又は水素ガス、又はそれらの混合物のようなキャリアガスと共に注入されることもできる。キャリアガスにおける前駆体ガスの濃度は、一般的には、０．０１〜１体積％の範囲内にあってよいが、この範囲の外であってもよい。

前駆体ガスの反応は、様々な方法で実施されてもよい。第１に、堆積された前駆体材料の単層を、プラズマに曝すこともできる。そのようなプラズマ・エンハンスト原子層堆積は、例えば、チップ及び太陽電池のような半導体製品を製造するための、高品質のミディアム−ｋ酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）層を堆積させるために特に好適である。このように、本発明は、太陽電池の１以上の層を堆積することにより、例えば太陽電池の製造のために使用されてもよく、特にフレキシブルな太陽電池の製造に使用されてもよい。第２に、反応ガスを、堆積された前駆体材料の堆積された単層に向かって供給することができる。反応ガスは、例えば、酸素（Ｏ_２）、オゾン（Ｏ_３）、及び／又は水（Ｈ_２Ｏ）のような酸化剤を含む。窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）のような窒化物を形成するため、Ｎ_２、ＮＨ_３等のような窒化剤を代わりに使用することもできる。なお、反応ガスは、（第２の）前駆体ガスとして解釈されてもよく、例えば、２以上の前駆体ガスが、反応生成物としての原子層を形成するために、互いに反応してもよい点に留意されたい。

原子層堆積のプロセスの一例において、様々な段階を特定することができる。第１の段階において、基板表面は前駆体ガス、例えば四塩化ハフニウムに曝される。前駆体ガスの堆積は、化学吸着された前駆体ガス分子の単一の層で基板表面が飽和すると自動的に終了する。この自己制御は、原子層堆積法の特有の特徴である。第２の段階において、余剰の前駆体ガスは、パージガス及び／又は真空を用いてパージされる。このようにして、余剰の前駆体分子を除去することができる。パージガスは、好ましくは前駆体ガスに対して不活性である。第３の段階において、前駆体分子はプラズマ又は反応ガス、例えば水蒸気（Ｈ_２Ｏ）のような酸化剤、に曝される。反応物の機能的リガンドと化学吸着された前駆体分子の残りの機能的リガンドとの反応により、例えば酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）の原子層を形成することができる。第４の段階において、余剰の反応物分子は、パージによって除去される。加えて、付加的な反応物刺激システム、例えば、熱、光又はプラズマ励起、を使用してもよい。

回転する空間的リール・ツー・リール（Ｒ２Ｒ）原子層堆積（ＡＬＤ）システムにおけるガス供給システムにとってのいくつかの一般的な要求は、ガスの供給が、固定供給アセンブリから生じ、動く、換言すれば回転する空間的ＡＬＤシステムへと向かう場合、固定供給アセンブリから回転するＡＬＤシステムへとガスを供給するためのガスフィードスルー設計が必要である。そのようなフィードスルーは、必然的にＡＬＤシステムを汚染し、例えば堆積されたバリア層にピンホールを生成する結果となる粒子を生じるべきではない。従って、好ましくは２つの蒸気の供給部（例えば、前駆体ガスＴＭＡと反応ガスＨ_２Ｏ）は、Ｒ２Ｒ設備の全体のガス回路システム全体を通じて、完全に分離される。

基板の並進速度は、例えば、およそ０．１ｍ／ｓであってよい。本明細書に示される全ての実施形態で、前駆体ヘッドは、１秒あたり０．１又は１回転の周波数で回転してもよい。前駆体ヘッドは、例えば、１秒あたり約３０回転の周波数で回転してもよい。前駆体ガス供給部の並進速度は、例えば、およそ１ｍ／ｓであってもよい。

更には、使用時に前駆体ガス供給部が回転するため、前駆体ガス供給部は、基板４の１つ及び同じ部分に沿って、複数回同じ方向に連続した状態で動くことができる。このように、多数の原子層を基板上に堆積することができる。このようにして、互いに重なる複数の原子層を備える１つの比較的厚い複合層を得ることができる。それゆえ、より一般には、前駆体ガス供給部は、互いに重なる複数の原子層を備える複合層を得るために、複数回、基板の１つ及び同じ部分に沿って同じ方向に連続的に回転してもよい。それゆえ、本明細書で使用されている「回転（rotate）」及び「回転する（rotating）」のような用語は、例えば、「周回（revolve）」それぞれ「周回する（revolving）」、「旋回（gyrate）」、それぞれ「旋回する（gyrating）」又は「スピン（spin）」それぞれ「スピンする（spinning）」を意味することができることは明らかである。それゆえ、本発明による装置は、互いに重なる複数の原子層を備える複合層を得るために、複数回、基板の１つ及び同じ部分に沿って同じ方向に連続的に前駆体ガス供給部を回転させるように配置してもよい。

本明細書で使用される「円周溝」という用語は、溝が、例えば、ドラムのガス導入口又は導出口の回転を少なくとも部分的に追従する一定の半径を備える円形流路を追従するという事実を示す。溝は、例えば円周の軌道に沿って中断される半円周であってもよい

図１は、装置２の分解図を示し、ガス供給部８、３８及び４２は、少なくともドラム表面の一部を密閉するシーリング部５５を介してガス源（ここでは図示されていない）からガスを受け取るドラム５内に、備えられている。現在の図では、インナードラム５１のガス導入口５８ａを前側面に示すため、１つのシーリング部５５のみが示されている。

使用において、シーリング部５５は、シーリング部とドラム表面との間に溝５７を密閉するため、ドラム５に対して気密に押圧され続けており、それによりガスフローチャンネルを形成する。シーリング部５５とドラム５とは、こうして、ガスフローチャンネルを備える密閉構造を形成する。ドラム５は、シーリング部５５に対して回転可能であり、１つ以上のガス導入口５８を有する。密閉された溝５７は、それらが回転軌道の第１の部分に渡ってガス導入口５８に隣接し、それによりガス流路の一部を形成するように配置されている。特に、溝は、密閉された溝により形成されたチャンネルを通じてガス源からガスフローを提供するガス導出口（図示せず）に接続されている。溝５７がガス導入口５８に隣接する位置で、ガスは、密閉された溝を介してシーリング部のガス導出口からドラムのガス導入口へと流れることができる。もしくは、溝はドラムの軸方向側面、例えば、ドラムの側面に気密に保持されているシールプレートの表面、にあってもよい。

現在の図１で説明される別の観点は、ドラム５内のガス供給部８、３８及び４２の好ましいレイアウトである。特に、前駆体ガス供給部８は、好ましくは、パージガス供給部３８によって隔たれた反応ガス供給部４２と交互に配置される。それぞれのガス供給部８、３８、４２の堆積ヘッドは、例えば０．１ｍｍの幅を有するスリット形状である。ガス供給部８、３８、４２のスリット形状の堆積ヘッドを通して、ガスは制御された状態で、ドラム表面の一部を覆いうる基板（図示せず）へと流れることができる。前記の狭いスリットは、凹部接続部６３とともにドラムに接続されている交換可能なインサート半体６１の間に形成されてもよい。インサート半体６１は、ガス供給部の堆積ヘッドを備えるドラムの外側部分５３を形成する。

インサート半体６１によって形成される一般的な導出口の間隙は、幅にして０．１ｍｍである。一般的なインサート長は、前駆体ガス導出口としては２５０ｍｍ、Ｎ_２インサートとしては２８０ｍｍである。インサートストリップの外表面は、インサート長上で確実に均一にガスを分布させるため、好ましくは滑らかである。導出口間隙の空気圧制限は、好ましくは、反応物／ベアリングゾーンに向かう均質な流速を得るため、分離チャンバの抵抗よりもはるかに高い。均質な流速は、ウエブ（web）の均質なベアリング／均質な前駆体ガスの堆積を得るために好ましい。

接続部６３によって形成される凹部チャンネルのドレイン６７の吸引力と、パージ及び他のガス供給部によって与えられる圧力と、の組み合わせは、基板上に原子層を堆積させる間にドラムから所望の距離に基板（図示せず）を保持できるよう、バランスをとってもよい。それゆえ、パージガス供給部は、前駆体及び反応ガスの間のガスカーテンとしても、基板へのガスベアリングとしても機能すし得る。前駆体及び／又は反応ガスは、ベアリング機能も備え得る。好ましくは、円周パージガス供給部３８’に、前駆体ガス及び／又は反応ガスの望ましくない漏れを防ぐために、パージガスが供給される。加えて、図２に更に詳細を示すように、ドラム表面が基板で覆われていない回転軌道の一部を前記ガス供給部が横切るときに、ドラムへのガス供給が中断される又は方向を変えられるように、溝５７を配置してもよい。

図２は、ドラム５５の回転可能なフィードスループレート５９に接続されるシーリング部５５によって形成されるシーリング構造９５の分解図を示す。シーリング構造は、固定源１０８’、１３８’、１４２’から回転ドラム５へとガスを供給するためのガス移行構造としても、ガスの流れを遮る及び再開するためのガススイッチング構造としても機能しうる点に留意されたい。シーリング部５５は、フィードスループレート５９の対応するガス導入口／導出口に隣接する円周溝５７を備える。溝５７は、ガス導入口／導出口５８と共に、シーリング部５５に対するドラム５の相対的な回転に応じて開くバルブ１０３を形成してもよい。ドラムは、例えばシーリング部５５の内部キャビティによって又は外部的に形成されうるベアリング構造上に載置されうる軸１０の周りを回転してもよい。軸１０は、例えばモータ（図示せず）、好ましくは熱抵抗モータ（例えば、ブラシレスＤＣモータ）によって駆動されてもよい。モータは、ドラム軸１０に直接接続されてもよく、又は、モータのトルクを増加させるため、ギアボックスを介して接続されてもよい。

基板４は、ドラム５の全面を覆わない点に留意されたい。回転軌道の第１の部分Ｔ１に渡って、基板４は、原子層を堆積させるためにドラム５の出力面に近接することができ、一方、回転軌道の第２の部分Ｔ２に渡って、基板は除去される又は出力面から離される。このようにして、前記スイッチングは、回転軌道の第２の部分Ｔ２に渡って前駆体ガスの漏れを防ぐことができる。そうでなければ、そのような漏れは、例えば、基板上の設計された領域の外での前駆体ガスの望ましくない反応をもたらすことになる。

使用において、溝５７は、シーリング部５５の表面とドラム５に備えられた回転するフィードスループレート５９との間に延びる。ドラムの回転軌道６２の第１の部分Ｔ１に対応する溝５７には、前駆体ガス１０８、パージガス１３８及び反応ガス１４２が、それぞれガス源１０８’、１３８’及び１４２’から提供されてもよい。加えて、ドラムの回転軌道６２の第２の部分Ｔ２に対応する溝は、ガスドレイン（図示せず）と接続されてもよい。そのような配置において、ガス導入口／導出口５８は、ガス源１０８’、１３８’及び１４２’に接続された溝に対向し、ドラムのガス供給部は、回転軌道の第１の部分の間で、ドラムの出力面が基板に接近しているときに、基板（図示せず）表面へそれぞれのガスを供給することができる。加えて、基板がドラムの表面から離れているときに、ドラム５の表面の部分のガス供給部は、遮られてもよく、及び／又は、外部空間への前駆体ガス及び／又は反応ガスの望ましくない漏れを防ぐために、ガスを排出してもよい。

従って、開示の実施形態では、回転軌道の第２の部分Ｔ２に渡って前駆体ガス供給部から前駆体ガスの供給を中断する間、溝５７を介して延びるガス流路がドラムの表面によって、この場合では特にフィードスループレート５９によって遮られるように、密閉された円周溝５７は、回転軌道６２の第１の部分Ｔ１に沿って延在し、回転軌道６２の第１の部分Ｔ１と第２の部分Ｔ２との間で終わる。

開示の実施形態の代わりに、溝がドラム５内に設けられ、ガス導入口／導出口がシーリング部５５に設けられてもよい。同様に、現在示されているシーリング部５５は、ドラムの側面を密閉する板を備えるが、代わりに、シーリング部が、溝がシーリング部又はドラム表面のいずれかの周に沿って設けられているドラムの周囲を密閉してもよい。同様に、このような側面のシーリング、周方向のシーリング部の組み合わせが可能である。更には、同様にドラム５とシーリング部５５は、双方が、溝又は排出チャンネルと溝との組み合わせを備えてもよい。更に、現在の実施形態において、溝は一定の深さを有して図示されているが、この深さは溝の長さに沿って変化してもよい。

現在の実施形態において、３つのみの溝が図示されているが、この数は、堆積プロセスの特定の必要性に合致するように、増加させても減少させてもよい。有利な実施形態において、前駆体ガスを運ぶ溝は、前駆体ガスの圧力よりも高い圧力でパージガスを運ぶ溝に囲まれている。このように、パージガスは、前駆体ガスと外部環境との間に、ガスカーテンを形成することが出来る。代わりに又は加えて、溝は、例えば、中心から外に向かって、前駆体ガス供給部、ガスドレイン、パージガス供給部、ガスドレイン、反応ガス供給部、ガスドレイン、パージガス供給部の順で並ぶように、パージガス１４２供給部とガスドレインとを備える溝によって分離されて、交互に前駆体ガス１０８供給部と反応ガス１４２供給部を備える溝が、設けられてもよい。このようにして、前駆体ガスは、パージガスと共に、反応ガスとパージガスとから分離されたドレインチャンネルに排出される。

代わりに又は加えて、前駆体ガスは、シーリング部を通じてドラムの１つの側面に供給されてもよく、一方、反応ガスはドラムの別の側面に供給される。前駆体／反応ガスの外部環境への望ましくない漏れを防ぐため、１つ又は両方の側面には、パージガスのカーテンが設けられてもよい。シーリング部５５は、（軸）ドラム側面へのガスベアリングも有してもよい。

図３は、シーリング部５５とドラム５との間のガス接続の概要断面を示す。ドラム５は、例えば、ベアリング１２中を回転する軸１０を通してモータＭによって駆動される回転軌道６２に渡ってシーリング部５５に対して回転可能である。

ドラムは、ドラム５の出力面に、前駆体ガス供給部８（例えば、ＴＭＡ）、パージガス供給部３８（例えば、Ｎ_２）、反応ガス供給部４２（例えば、水蒸気）並びにガスドレイン４０ａ及び４０ｂを備える。ガス供給部８、３８、４２は、ドラム表面の少なくとも一部を密閉するシーリング部５５を介して、それぞれのガス源１０８’、１３８’、１４２’からガス１０８、１３８、１４２を受け取る。それに加えてドラム５はガス導出口／導入口５８を備え、一方でシーリング部５５は、円周溝５７をその表面に備える。換言すれば、溝５８は、導入口／導出口５８の半径に対応する半径（中心までの距離）を有する接線経路に追従する。実施形態において、パージガスラインは、反応ガスのガスベアリングと分離のために軸方向に、同様にドラムの両端をベアするために径方向に、設計されてもよい。

溝５７は、ドラム５によって密閉され、回転軌道６２の少なくとも一部に渡ってガス導出口／導入口５８と隣接するように配置されている。使用において、密閉された溝５７の一部は、ガス源１０８’、１３８’、１４２’とガス供給部８、３８、４２との間にガス流路の一部を形成することができる。更には、他の密閉された溝５７又は密閉された溝５７の別の部分は、ガスドレイン４０ａ、４０ｂと各ガスシンク１４０ａ’、１４０ｂ’との間に、それぞれ超過の前駆体ガス８と反応ガス４２とを排出するための別のガス流路の一部を形成することができる。好ましくは、前駆体ガス１０８と反応ガス１４２のためのドレインチャンネルは、設計された領域外（つまり、基板上ではない）において前駆体ガスと反応ガスとの間で望ましくない反応が起きないように、分離が維持される。上述したように、記載の実施形態の代わりに、溝５７とガス導入口／導出口５８は、シーリング部５５とドラム５の間で反対にしてもよく、又は任意の組み合わせで混在させてもよい。

実施形態において、回転軌道６２の第２の部分に渡って前駆体ガス供給部８からの前駆体ガスの供給を中断する間、ガス流路がドラム５の表面によって遮られるように、密閉された円周溝は、回転軌道６２の第１の部分に沿って延在し、回転軌道６２の第１の部分と第２の部分との間で終わる。このようにして、シーリング部に対するドラムの相対的な回転は、ガス源／シンクとそれぞれのガス供給部／ドレインの間のガス流路を開く及び閉じる。すなわち、組み合わせられた構造は、バルブシステムとして機能する。

ガスフィードスループレート又はシーリング部５５は、いくつかの機能を有してもよい。
−窒素インサートと接続し、周方向に窒素スリットを生成する。
−従来通りドラムをベアする軸として、又はエアベアリングとして機能する。
−フィードスループレートに嵌めるため外側の端でより大きな半径、例えば一般に２２０ｍｍの半径を提供する。
−ガスを通して供給するためのホールを提供する。
−ドラムのための軸（ガス）ベアリングとして機能する。

それぞれのチャンバ／インサートは、好ましくは、単一の放射状のボアに接続されている。導出口チャンバは、それぞれ２つのボアを有してもよい。軸のボアは、フィードスループレートと接続するために機能する。ボアは、例えば一般に６ｍｍの半径を有してもよい。放射状のボアは、チャンネルの体積とデッドスペースとを最小化させるため、例えば、ドラムの両端に近い距離にあってもよい。

実施形態において、ドラム５は、多孔質カーボンの標準的なエアブッシュによって担持することができ、平坦な円形エアベアリングによって軸方向に固定することができる。ドラムは、モータのトルクを増加させるため、間にギアボックスを備えるドラム軸１０に直接接続された熱抵抗モータＭ（例えばブラシレスＤＣモータ）によって駆動される。

図４は、装置２の別の実施形態を示す。装置２の現在の実施形態は、ドラム５の両側面に２つのシーリング部５５ａ、５５ｂを備える。ドラムは、回転パス６２に渡ってシーリング部５５ａ、５５ｂに対して回転可能であり、例えば、ベアリング１２中に延びる軸１０の周りを回転する。第１のシーリング部５５ａは、前駆体ガス１０８及びパージガス１３８をドラム５へ供給し、同様に過剰なパージ及び／又は前駆体ガス１４０ａをドラムのドレイン４０ｂから排出するために配置されている。第２のシーリング部５５ｂは、反応ガス１４２をドラム５へ供給し、同様に過剰な反応ガス１４０ｂをドラム５のドレイン４０ａから排気するために配置されている。２つの分離されたシーリング部５５ａ及び５５ｂを通じて、それぞれ、前駆体ガス１０８と反応ガス１４２とを供給及び／排気する利点は、２つのガス１０８及び１４２が、例えば、シーリング部の漏れやすい開口を介して互いに接触し、設計された領域外の場所で反応することを防ぐ点にある。別の利点は、ドラムの設計において、より小さな空間的な要求が満たされ得る点にある。

図５は、先のタイプのシーリング部５５のレイアウトの平面図を示す。例えば、プロセスガス、例えば前駆体をチャンネル１０８を通じて供給するための第１の密閉された円周溝５７−１は、対応するエアベアリングのために例えばリストリクション面を形成する平坦な面５６に形成された吸引ベッド５７−３から直立する壁６０によって画定される。直立する壁６０は、直立する壁部分６０ｅで終わる回転軌道の第１の部分Ｔ１に沿って、周方向に延びる部分６０ｃを有する。直立する壁の部分６０ｃは、ドラムの対応する供給チャンネル５８（先の図参照）と一列に並び、径方向には流路を閉じるが、周方向、換言すれば接線方向には流路を開放する。同様に、第２の密閉された円周溝５７−２は、回転軌道６２の第２の部分に渡って前駆体ガス供給部８から前駆体ガスの供給を中断する間、ガス流路が遮られ、パージチャンネル１３８を通してパージされ得るように、回転軌道の第２の部分Ｔ２に沿って延びる。開示のシーリング部５５において、溝部分及び吸引ベッドは、それぞれのプロセスガスを排気又は供給するための対応するチャンネル１０８、１３８、１４０を有する。端部分６０ｅを横断すると、対応する供給チャンネル５８は、溝５７−１から閉じられ、そして、吸引ベッド部分５７−３を横断した後、パージ溝５７−２に渡って動き、このようにして前駆体ガスの供給を遮る。それにより、吸引ベッド５７−３は、供給溝５７−１及び／又はパージ溝５７−２から起こり得る流れを排気することができる。

図６は、シーリング部５５０の円周全体を横切って延びる円周溝６００の平面図である図６ａと断面図である図６ｂとを示す。図示されていない代案では、溝５７１は、図５に開示されている溝５７−１と同様の端壁６０ｅを備える部分的な円周な溝を提供するための、対応する端壁構造を有してもよい。図６の供給溝６００は、リアクターへのＴＭＡの流れ又は基板を前駆体に曝す時間のいずれかを変化させることにより勾配膜を堆積することができる変形例を提供する。確かに、図５の配置は、端壁６０ｅの配置による制御された供給及びプロセスガスの中断に効果的であるが、図６において、円周溝５７１は、溝５７１内で放射状に延びるゾーン分離部６００によって形成されたゾーン５７１−１．．４が設けられている。分離部５００は、溝５７−１内で好適な周方向のゾーンを提供するため、同じ長さで又は様々な長さで配置される。ゾーン内で、互いに異なる組成物及びプロセスガスの混合物が供給され得る。これらの分離壁６００は、好ましくは、前駆体の流れの中断を防ぐためにゾーン間で生ずる制御されたクロスフローを提供するために、流れの制限を形成する平坦な面５６に対してわずかに凹んでいる。加えて、分離部６１の壁の厚みは、好ましくは、対応する供給チャンネル５８より小さい。分離部は、異なるプロセスガス組成物を許容する、プロセスガス供給部の隣接するゾーンによって特徴付けられる。

実施例において、第１の半反応のためにインジウム及び亜鉛前駆体を事前に混合し、第２の半反応のために水を使用することによって、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を作成することができる。堆積中にＩｎ前駆体とＺｎ前駆体との濃度を変えることにより、膜中の元素Ｉｎ／Ｚｎ比も変わり、勾配膜が生じる。別の例は、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）を堆積させる場合である。１つのＺｎ前駆体のみを使用するが、堆積の間、Ｚｎ前駆体濃度を変化させることにより、電気的特性を変え、電気的特性における勾配が生じる。空間的ＡＬＤを用いて勾配膜を得るためには、堆積の間、前駆体濃度を変化させる必要がある。

ドラム５を回転させるときに、個別のスロット供給チャンネル５８は、供給溝５７１に渡って相対速度Ｖで動く。ホール５８がリストリクションに渡って動く前に、濃度ｃｉで前駆体を供給するゾーン５７１−１と接触し、リストリクションを通過した後、濃度ｃｉ＋１で前駆体を供給するゾーン５７１−２と接触する。

分離部６００は、流れの制限によって１つのゾーンから他のゾーンへの前駆体の流れを防ぐ。しかしながら、混合が生じ得る分離部６００とドラム５の面との間の間隙は、残される。全てのゾーン５７１−１．．４が、ほぼ同じ圧力であると、ゾーン５７１−１．．４の間の対流的な流れ又は混合を防ぐことができ、混合の唯一の方法は、拡散と牽引によるものである。結果として得られる混合領域は、小さく、そして分離部６００の近傍のみとなる。わずかな混合は、連続するゾーン５７１−１．．４の間の濃度プロファイルにおいて、連続的な移行ができるため、有益であり、この目的のための形と寸法において最適化されることができる。

各ゾーン５７１−１．．４は、単一の又は前駆体の混合物により個別に供給されることができ、各ゾーンは専用の前駆体エバポレータ（図示せず）によって接続されている。同様に、複数のゾーンを供給する複数の二次ラインに分割される主ラインを供給する単一の前駆体エバポレータを使用することができる。両方の場合において、フロー及び濃度は、異なるゾーンの圧力がほぼ同じである限り、質量流量で制御又は圧力で制御することができる。

本開示の応用分野は、ＡＬＤに限られるものではなく、例えば、ＯＬＥＤ、有機光起電力、フレキシブル有機電子装置（例えば、トランジスタ）のためのバリア層、薄膜太陽電池のパッシベーション及びバッファ層、（食品）包装における水分及び酸素の拡散防止層等を広面積に製造するリール・ツー・リール堆積装置へ拡張することもでき、Ａｌ_２Ｏ_３を単独で製造することに限られない。他の材料（ＺｎＯ等）の堆積も予想される。

同様に、全ての運動学的な反転は、本質的に開示されていると理解され、本発明の範囲内にあると解釈される。「好ましくは」、「特に」、「とりわけ」、「一般に」等のような表現の使用は、発明を限定することを意図しない。"a"又は"an"の不定冠詞は複数を除くものではない。具体的に又は明示的に記載又はクレームされていない特徴は、本発明にその範囲を逸脱せずに従った構造に付加的に含まれてもよい。例えば、堆積ヘッドは、基板の一部に原子層を堆積している間、基板の一部の昇温、例えば２２０℃近傍、を実現するためのヒータも備えてもよい。別の例として、装置は、キャビティ、前駆体ガス供給部、前駆体ガスドレイン、反応ガス供給部、反応ガスドレイン、ベアリングガス供給部及び／又は前駆体ガスドレイン内のガス圧を制御するための圧力コントローラを備えてもよい。圧力コントローラは、ガスコントローラを備えてもよい。更には、装置は、例えば、基板上へ堆積させる間、前駆体ガス材料の反応性を高めるために、又は基板上への堆積後の堆積後処理のために好適なマイクロプラズマ源又は別の源を備えてもよい。堆積ヘッドを回転させることに加え又は代わりに、堆積ヘッドを往復させることが、価値のある堆積のオプションを提供することができることは明らかだろう。

［付記］
［付記１］
基板上に原子層を堆積する方法であって、
当該方法は、
ガス源からガスを受け取るシーリング部に対して回転可能であるドラムに備えられた前駆体ガス供給部から前駆体ガスを供給することを備え、
前記ドラム又はシーリング部の一方は、前記前駆体ガス供給部に流体接続された１つ以上のガス供給チャンネルを備え、
前記ドラム又はシーリング部の他方は、その表面に前記ドラム又はシーリング部の前記一方によって密閉された１つ以上の円周溝を備え、それにより、径方向の流体流路を防ぎ、周方向に流体流路を開放し、
前記前駆体ガス供給部から前記基板に向かって前記前駆体ガスを供給する間、前記ガス供給チャンネルは、前記密閉された溝に隣接し、前記ガス流路の一部が、前記密閉された溝によって形成され、
少なくとも１つの密閉された溝は、前記密閉された溝内のプロセスガス供給部の隣接するゾーンを分離する１つ以上の分離部を備え、それにより、ゾーンが互いに異なるプロセスガス組成物を提供することを可能とし、且つ、
当該方法は、
前記前駆体ガスを供給しながら前記ドラムを回転軌道に沿って回転させることによって、前記前駆体ガスを前記基板近傍、例えば、前記基板上で反応させて、原子層を形成し、それにより、組成勾配を有する原子層の積層を堆積する、ことを備える、
方法。
［付記２］
前記少なくとも１つの溝は、前記シーリング部又はドラムの一方の隣接する面によって密閉されている直立する壁によって形成され、前記分離部は、前記直立する壁と比べてくぼんでおり、それにより、隣接するゾーン間で制御されたクロスフローを提供するために、前記隣接する面に対して流れの制限を形成する、
付記１に記載の方法。
［付記３］
前記分離部は、隣接するゾーンの間で制御されたクロスフローを提供するために、対応する供給チャンネルの直径より小さい壁の厚みを備える、
付記１に記載の方法。
［付記４］
前記回転軌道の第１の部分に渡って前記前駆体ガス供給部から前記基板に向けて前記前駆体ガスを供給することと、
前記回転軌道の前記第２の部分に渡って、前記前駆体ガス供給部からの前記前駆体ガスの供給を中断することと、
の間で切り替えること、を更に備える、
付記１に記載の方法。
［付記５］
前記回転軌道の前記第１の部分に渡って、前記基板は、前記原子層を堆積するための前記出力面に近接しており、
前記回転軌道の前記第２の部分に渡って、前記基板は除去され、又は出力面から離されており、
前記中断は、前記前駆体ガス供給部を介した前駆体ガスの流れを方向転換する又はオフ（switching off）することによって提供され、前記回転軌道の前記第２の部分に渡って、前記前駆体ガスの漏れを防止する、
付記４に記載の方法。
［付記６］
前記密閉された円周溝は、前記回転軌道の前記第１の部分に沿って延在し、前記回転軌道の前記第２の部分に渡って前記前駆体ガス供給部からの前記前駆体ガスの供給を中断する間、前記ガス流路が前記ドラム又はシーリング部の前記他方の表面によって遮られるように、前記回転軌道の前記第１と第２の部分の間で終わる、
付記４に記載の方法。
［付記７］
前記ガス供給部は、相対的に回転する部分を構成するガス流路を介して固定のガス源からガスを受け取る前記ドラムに備えられ、
前記相対的に動く部分の間の開口を通る前記前駆体ガスの漏れは、前記前駆体ガスよりも高い圧を有する前記開口の周囲に提供されたパージガスによって防がれる、
付記３に記載の方法。
［付記８］
堆積ヘッドとシーリング部とを備えるドラムであって、前記シーリング部は当該ドラムの表面の少なくとも一部を密閉し、当該ドラムはガス源からガスを受け取る前記シーリング部に対して回転可能である、ドラムを備え、
前記ドラム又はシーリング部の一方は、前記前駆体ガス供給部と流体接続された１つ以上のガス供給チャンネルを備え、
前記ドラム又はシーリング部の他方は、その表面に前記ドラム又はシーリング部の前記一方によって密閉された１つ以上の円周溝を備え、それにより、径方向の流体流路を防ぎ、周方向に流体流路を開放し、
使用の際、前記前駆体ガス供給部から前記基板に向かって前記前駆体ガスを供給する間、前記ガス供給チャンネルは、前記密閉された溝に隣接し、前記ガス流路の一部が、前記密閉された溝によって形成され、
少なくとも１つの密閉された溝は、前記密閉された溝内のプロセスガス供給部の隣接するゾーンを分離する１つ以上の分離部を備え、それにより、ゾーンが互いに異なるプロセスガス組成物を提供することを可能とし、
前記堆積ヘッドは、前記前駆体ガスを供給しながら前記ドラムを回転軌道に沿って回転させることによって、前記供給された前駆体ガスを前記基板近傍、例えば、前記基板上で反応させて、原子層を形成し、それにより、組成勾配を備える原子層の積層を堆積するように構成されている、
基板上に原子層を堆積するための装置。
［付記９］
前記少なくとも１つの溝は、前記シーリング部又はドラムの一方の隣接する面によって密閉された直立する壁によって形成され、前記分離部は、前記直立する壁と比べてくぼんでおり、それにより隣接するゾーン間で制御されたクロスフローを提供するために、前記隣接する面に対して流れの制限を形成する、
付記８に記載の装置。
［付記１０］
前記分離部は、対応する供給チャンネルの直径より小さい壁の厚みを備え、それにより隣接するゾーン間の制御されたクロスフローを提供するために流れの制限を形成する、
付記８に記載の装置。
［付記１１］
前記回転軌道の第１の部分に渡って前記前駆体ガス供給部から前記基板に向かって前記前駆体ガスを供給することと、
前記回転軌道の第２の部分に渡って前記前駆体ガス供給部からの前記前駆体ガスの供給を中断することと、
の間で切り替えるために配置され、構成されたガススイッチング構造を更に備える、
付記８に記載の装置。
［付記１２］
前記密閉された円周溝は、端壁を構成する前記回転軌道の前記第１の部分に沿って延在し、前記回転軌道の前記第２の部分に渡って前記前駆体ガス供給部からの前記前駆体ガスの供給を中断する間、前記ドラム又はシーリング部の前記他方の表面によって、前記ガス流路が遮られるように、該端壁によって前記回転軌道の前記第１及び第２の部分の間で前記溝が終わる、
付記１１に記載の装置。
［付記１３］
前記密閉された円周溝は、前記回転可能なドラムの端面に沿って延在する、
付記８に記載の装置。

Claims (11)

1. 基板上に原子層を堆積する方法であって、
   当該方法は、
   ガス源からガスを受け取るシーリング部に対して回転可能であるドラムに備えられた前駆体ガス供給部から前駆体ガスを供給することを備え、
   前記ドラム又はシーリング部の一方は、前記前駆体ガス供給部に流体接続された１つ以上のガス供給チャンネルを備え、
   前記ドラム又はシーリング部の他方は、その表面に前記ドラム又はシーリング部の前記一方によって密閉された１つ以上の円周溝を備え、それにより、径方向の流体流路を防ぎ、周方向に流体流路を開放し、
   前記前駆体ガス供給部から前記基板に向かって前記前駆体ガスを供給する間、前記ガス供給チャンネルは、前記密閉された溝に隣接し、ガス流路の一部が、前記密閉された溝によって形成され、
   少なくとも１つの密閉された溝は、前記密閉された溝内のプロセスガス供給部の隣接するゾーンを分離する１つ以上の分離部を備え、それにより、ゾーンが互いに異なるプロセスガス組成物を提供することを可能とし、且つ、
   当該方法は、
   前記前駆体ガスを供給しながら前記ドラムを回転軌道に沿って回転させることによって、原子層を形成するために、前記前駆体ガスを前記基板近傍、例えば、前記基板上で反応させるために前記前駆体ガス供給部と前記基板との間の相対動作を提供し、それにより、組成勾配を有する原子層の積層を堆積する、ことを更に備え、
   前記少なくとも１つの溝は、前記シーリング部又はドラムの一方の隣接する面によって密閉されている直立する壁によって形成され、前記分離部は、前記直立する壁と比べてくぼんでおり、それにより、前駆体の流れの中断を防ぐための隣接するゾーン間で制御されたクロスフローを提供するために、前記隣接する面に対して流れの制限を形成することを特徴とする、
   方法。
2. 前記分離部は、隣接するゾーンの間で制御されたクロスフローを提供するために、対応する供給チャンネルの直径より小さい壁の厚みを備える、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記回転軌道の第１の部分に渡って前記前駆体ガス供給部から前記基板に向けて前記前駆体ガスを供給することと、
   前記回転軌道の第２の部分に渡って、前記前駆体ガス供給部からの前記前駆体ガスの供給を中断することと、
   の間で切り替えること、を更に備える、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記回転軌道の前記第１の部分に渡って、前記基板は、前記原子層を堆積するための出力面に近接しており、
   前記回転軌道の前記第２の部分に渡って、前記基板は除去され、又は前記出力面から離されており、
   前記中断は、前記前駆体ガス供給部を介した前駆体ガスの流れを方向転換する又はオフ（switching off）することによって提供され、前記回転軌道の前記第２の部分に渡って、前記前駆体ガスの漏れを防止する、
   請求項３に記載の方法。
5. 前記密閉された円周溝は、前記回転軌道の前記第１の部分に沿って延在し、前記回転軌道の前記第２の部分に渡って前記前駆体ガス供給部からの前記前駆体ガスの供給を中断する間、前記ガス流路が前記ドラム又はシーリング部の前記他方の表面によって遮られるように、前記回転軌道の前記第１と第２の部分の間で終わる、
   請求項３に記載の方法。
6. 前記ガス供給部は、相対的に回転する部分を構成するガス流路を介して固定のガス源からガスを受け取る前記ドラムに備えられ、
   前記相対的に動く部分の間の開口を通る前記前駆体ガスの漏れは、前記前駆体ガスよりも高い圧を有する前記開口の周囲に提供されたパージガスによって防がれる、
   請求項３に記載の方法。
7. 堆積ヘッドとシーリング部とを備えるドラムであって、前記シーリング部は当該ドラムの表面の少なくとも一部を密閉し、当該ドラムはガス源からガスを受け取る前記シーリング部に対して回転可能である、ドラムを備え、
   前記ドラム又はシーリング部の一方は、前駆体ガス供給部と流体接続された１つ以上のガス供給チャンネルを備え、
   前記ドラム又はシーリング部の他方は、その表面に前記ドラム又はシーリング部の前記一方によって密閉された１つ以上の円周溝を備え、それにより、径方向の流体流路を防ぎ、周方向に流体流路を開放し、
   使用の際、前記前駆体ガス供給部から基板に向かって前駆体ガスを供給する間、前記ガス供給チャンネルは、前記密閉された溝に隣接し、ガス流路の一部が、前記密閉された溝によって形成され、
   少なくとも１つの密閉された溝は、前記密閉された溝内のプロセスガス供給部の隣接するゾーンを分離する１つ以上の分離部を備え、それにより、ゾーンが互いに異なるプロセスガス組成物を提供することを可能とし、
   前記堆積ヘッドは、前記前駆体ガスを供給しながら前記ドラムを回転軌道に沿って回転させることによって、原子層を形成するために、前記供給された前駆体ガスを前記基板近傍、例えば、前記基板上で反応させるために前記前駆体ガス供給部と前記基板との間の相対動作を実現するように構成されており、それにより、組成勾配を備える原子層の積層を堆積するように構成されており、
   前記少なくとも１つの溝は、前記シーリング部又はドラムの一方の隣接する面によって密閉された直立する壁によって形成され、前記分離部は、前記直立する壁と比べてくぼんでおり、それにより、前駆体の流れの中断を防ぐための隣接するゾーン間で制御されたクロスフローを提供するために、前記隣接する面に対して流れの制限を形成することを特徴とする、
   基板上に原子層を堆積するための装置。
8. 前記分離部は、対応する供給チャンネルの直径より小さい壁の厚みを備え、それにより隣接するゾーン間の制御されたクロスフローを提供するために流れの制限を形成する、
   請求項７に記載の装置。
9. 前記回転軌道の第１の部分に渡って前記前駆体ガス供給部から前記基板に向かって前記前駆体ガスを供給することと、
   前記回転軌道の第２の部分に渡って前記前駆体ガス供給部からの前記前駆体ガスの供給を中断することと、
   の間で切り替えるために配置され、構成されたガススイッチング構造を更に備える、
   請求項７に記載の装置。
10. 前記密閉された円周溝は、端壁を構成する前記回転軌道の前記第１の部分に沿って延在し、前記回転軌道の前記第２の部分に渡って前記前駆体ガス供給部からの前記前駆体ガスの供給を中断する間、前記ドラム又はシーリング部の前記他方の表面によって、前記ガス流路が遮られるように、該端壁によって前記回転軌道の前記第１及び第２の部分の間で前記溝が終わる、
    請求項９に記載の装置。
11. 前記密閉された円周溝は、前記回転可能なドラムの端面に沿って延在する、
    請求項７に記載の装置。

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