用于处理基底的设备和方法
【专利摘要】本发明涉及用于通过使基底(20，30)的表面(32)承受第一前体和第二前体的相继表面反应来处理基底的表面(32)的设备和方法。所述设备包括：喷嘴头(6，7)，所述喷嘴头具有两个或者更多个前体喷嘴；和运动机构(8，10)，所述运动机构用于使喷嘴头(6，7)以非线性振荡运动的方式沿第一运动方向和第二运动方向在第一极限位置(B)和第二极限位置(C)之间运动经过中央位置(A)。所述运动机构包括：第一驱动装置(21，22)，其用于使喷嘴头(6，7)沿第一运动方向加速以及使喷嘴头沿第二运动方向减速；和第二驱动装置(23，24)，其用于使喷嘴头(6，7)沿第二运动方向加速以及使喷嘴头(6，7)沿第一运动方向减速。
【专利说明】用于处理基底的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于通过使基底的表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理基底表面的设备，并且更具体地涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的设备。本发明还涉及一种用于通过使基底的表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理基底表面的方法，并且更具体地涉及一种根据权利要求17的前序部分所述的方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术的多种类型的设备中，喷嘴头用于根据原子层沉积方法(ALD)的原理使基体的表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应。在ALD应用中，通常在单独的阶段中将两种气态前体引入到ALD反应器中。气态前体有效地与基底表面发生反应，从而导致单层原子层沉积。多个前体阶段之后一般为净化阶段或多个前体阶段之间由净化阶段分隔，在单独引入其它前体之前，所述净化阶段从基底的表面上移除过多的前体。因此，ALD处理需要依次交替输送至基底表面的前体流量。在表面反应和净化阶段之间交替的重复顺序是典型的ALD沉积周期。
[0003]现有技术中的ALD设备通常包括喷嘴头，所述喷嘴头具有:一个或多个第一前体喷嘴，用于使基底表面承受第一前体；一个或多个第二前体喷嘴，用于使基底表面承受第二前体。而且，一个或多个净化气体喷嘴或者净化气体区域可以布置在第一前体区域和第二前体区域之间，以用于使基底表面承受净化气体。当喷嘴头相对于基底表面运动时，将根据ALD方法的原理生成生长层。喷嘴头还可以包括排放通道，所述排放通道布置在第一前体区域和第二前体区域之间、或者第一前体区域和净化气体区域之间、或者第二前体区域和净化气体区域之间。排放通道可以设置用于在基底表面承受前体和净化气体之后排放前体和净化气体。可选地，这些现有技术中的前体喷嘴和净化气体区域中的每一个都可以包括:至少一个入口，用于供应前体或净化气体；和至少一个出口，用于排放前体或净化气体。因此，针对每一个区域都提供了抽吸装置，以用于在基底承受前体或净化气体之后排放前体或净化气体。
[0004]因为在一个ALD周期期间在基底表面上仅生成一层原子层，所以喷嘴头形成为包括若干个第一和第二区域，以使得利用喷嘴头在基底表面上的单次扫掠就在基底表面上形成若干原子层。通过使喷嘴头或基底中的任意一方或者喷嘴头和基底二者运动来实施利用喷嘴头的单次扫掠。在现有技术中，通过使用运动机构使喷嘴头沿运动路径快速运动以用于在基底表面上实施多次扫掠，增加用喷嘴头完成的扫描次数。可以利用在第一极限位置和第二极限位置之间的线性往复运动或非线性振荡运动例如在重力影响下的摆运动来实施喷嘴头的运动。
[0005]现有技术中用于生成若干原子层的设备和方法具有的缺点是:利用运动机构的往复运动产生了喷嘴头必须承受的大机械作用力。当喷嘴头停止在端部位置并再次加速时，这种作用力特别大。因此，在马达实施加速和减速时易于损坏设备和喷嘴头。而且，在端部位置之间的往复振荡运动需要反复地加速喷嘴头，这消耗了大量能量。非线性振荡摆运动具有的缺点是:摆频率和圆周速度由摆杆的长度确定。在工业应用中，摆杆的长度必须形成为相当大，以用于提供工业上可行的设备并且用于提供充分的摆幅度。摆杆的较大长度导致摆频率降低，这在另一方面限制了基底能够相对于喷嘴头运动的速度。通过经由摆轴提供动力来增加摆频率产生了大机械作用力并且使摆轴和摆杆以及相应的连接件受到损坏。因此，现有技术中的设备不能提供工业上可应用的、用于使喷嘴头以可靠的方式运动的构造。
【发明内容】
[0006]本发明的目标是提供一种设备和一种方法，以便克服或者至少缓解上述现有技术中的问题。通过根据在权利要求1的特征部分中所述的设备来实现本发明的目的。还通过根据在权利要求17的特征部分中所述的方法来实现本发明的目的。
[0007]在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。
[0008]本发明基于这样的理念:提供一种设备，所述设备用于通过使基底表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理基底表面。所述设备包括:至少一个喷嘴头，所述喷嘴头具有两个或者更多个前体喷嘴，用于使基底表面承受至少第一前体和第二前体。利用运动机构使喷嘴头以在第一极限位置和第二极限位置之间经过中央位置的非线性振荡运动的方式运动。根据本发明，运动机构包括连接至喷嘴头的第一驱动装置和第二驱动装置，以用于互相配合地控制第一极限位置和第二极限位置之间的非线性振荡运动。运动机构可以设置用于使喷嘴头以在第一极限位置和第二极限位置之间围绕振荡轴的圆周或者旋转振荡运动的方式运动。在一个实施例中，第一驱动装置可以设置用于使喷嘴头朝向第一极限位置加速以及使喷嘴头朝向第二极限位置减速，第二驱动装置设置用于使喷嘴头朝向第二极限位置加速以及使喷嘴头朝向第一极限位置减速。而且，在一个实施例中，第一驱动装置可以设置用于使喷嘴头在第二极限位置和中央位置之间加速以及使喷嘴头在中央位置和第二极限位置之间减速，第二驱动装置设置用于使喷嘴头在第一极限位置和中央位置之间加速以及使喷嘴头在中央位置和第一极限位置之间减速。
[0009]在一个实施例中，使用通过传动装置直接机械地且操作性地连接至喷嘴头的电动马达、伺服马达、弹簧驱动件、气动驱动件、磁场驱动件或者其中的两种或更多种的组合使喷嘴头运动。喷嘴头还利用摆杆连接至振荡轴以用于形成摆，其中，喷嘴头设置成作为摆配重以用于使喷嘴头利用驱动装置通过振荡摆运动的方式运动。在可选实施例中，喷嘴头也能够以在第一极限位置和第二极限位置之间的振荡旋转运动的方式运动。
[0010]本发明还提供了一种用于通过使基底表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理基底表面的方法。这种方法包括:利用喷嘴头使基底表面承受至少第一前体和第二前体，所述喷嘴头布置在基底表面上并且设置有用于供应第一前体的至少一个第一前体喷嘴和用于供应第二前体的第二前体喷嘴；以及使喷嘴头以在第一极限位置和第二极限位置之间非线性振荡运动的方式在基底表面上运动。所述方法还包括利用第一驱动装置使喷嘴头朝向第一极限位置加速以及使喷嘴头朝向第二极限位置减速，并且利用第二驱动装置使喷嘴头朝向第二极限位置加速以及使喷嘴头朝向第一极限位置减速，以用于控制喷嘴头的非线性振荡运动。
[0011]本发明的优点在于振荡频率可以是这样的:可以通过以交替方式使用两个单独的驱动设施实施而使设备在喷嘴头加速和减速时不会承受过大的机械应力。这就能够在振荡运动期间使喷嘴头顺畅地加速和减速而且防止损坏。此外，本发明可以用于控制喷嘴头的振荡摆运动的摆频率。因此，无需缩短摆杆或通过摆轴提供动力即可提高摆频率。相应地，可以加快喷嘴头的速度并且不会使喷嘴头承受过大的机械作用力。因此，基底也可以更快地运动，并且可以更加有效地实现预定的涂层厚度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]在下文中，将参照附图通过优选实施例来更加详细地描述本发明，其中:
[0013]图1示出了根据本发明的设备的一个实施例，其中，喷嘴头处于摆运动的中心位置处；
[0014]图2示出了图1中的设备，其中，喷嘴头处于摆运动的第一极限位置处；
[0015]图3示出了图1中的设备，其中，喷嘴头处于摆运动的第二极限位置处；
[0016]图4示出了根据本发明的设备的另一个实施例。
【具体实施方式】
[0017]图1示意性地示出了本发明的设备的一个实施例。该设备包括输送圆筒2，该输送圆筒2具有圆形或圆柱形外表面4。该设备也可以包括仅一个或多于两个的输送圆筒2。输送圆筒2可以是静止的，或者可选地可以沿箭头D的方向围绕输送圆筒2的中心轴10旋转。如图1所示，沿输送路径输送基底20，以沿输送圆筒2的外表面4的至少一部分输送基底20。在图1中，从第一基底卷筒12将基底20供应至输送圆筒2并且进一步供应至第二基底卷筒16。也可以用一些其它种类的容器来替代第一和第二基底卷筒12、16，以用于供应、接收和存储长形基底20。第一和第二基底卷筒12、16优选地分别沿箭头E和F的方向围绕它们的中心轴14、18旋转，以用于将长形基底20从第一基底卷筒12经由输送圆筒2输送到第二基底卷筒16。输送圆筒2构成在处理期间在其上支撑基底20的基底支撑件且外表面4构成基底支撑表面。
[0018]柔性基底20可以是任意的长形和柔性基底。然而，本发明并不局限于任何类型的基底，但是基底20和运动的喷嘴头可以是放置在基底20上的任何种类。在此背景下，基底20是指基底自身或者粉末状、颗粒状或安装在长形和柔性基底载体或另一种基底载体上的单独的部件或物体。使用的前体可以包括任何适用于原子层沉积的前体，例如臭氧、TMA(三甲基铝)、水、四氯化钛、DEZ(二乙基锌)；或者前体也可以是等离子体，例如氨、氩、氧、氮、氢或二氧化碳的等离子体。净化气体可以包括惰性气体，例如氮气、干燥空气或者适合在原子层沉积中用作净化气体的任何其它气体。等离子体例如氮或者氩的等离子体也可以用于净化。在此背景下，净化气体和前体也包括等离子体。
[0019]*在图1中，基底20示出为在输送圆筒2的外表面4上被输送大约180度。然而，应当指出的是，还可以沿输送圆筒2的外表面4输送基底20仅仅45度或者更大，优选地90度乃至至少270度或更大的扇面。可以通过使输送圆筒2以与被输送的基底20的速度相同的速度旋转而沿输送圆筒2的外表面4输送基底20。可选地,输送圆筒2在输送圆筒2的外表面4上设置有滑动表面，使基底20可以沿外表面4滑动。在可选实施例中，输送圆筒2的外表面4设置有一个或多个输送元件(未示出)，用于沿外表面4引导基底2并且增强基底20的运动。输送元件可以形成为输送辊，所述输送辊基本沿输送圆筒2的中心轴的方向延伸。输送辊可以是自由旋转辊或者从动辊。输送元件还可以例如是传送带，所述传送带围绕输送圆筒2的外表面4旋转。应当指出的是，在此背景下，圆柱圆筒或者圆柱表面还是指略微圆锥形圆筒。换言之，圆筒可以包括位于例如输送圆筒2的中部中的窄部分，以用于引导基底20。
[0020]该设备还设置有喷嘴头6。喷嘴头6设置用于与输送圆筒2相连。然而，还能够将两个或者更多个喷嘴头6设置用于与输送圆筒2相连。两个或者更多个喷嘴头6可以设置用于相对于彼此平行或者串联，换言之毗邻彼此或者接连连续。喷嘴头6包括输出面5，从所述输出面5供应以及排放工艺气体。在此背景下，输出面5表不喷嘴头6的朝向基底20的面。输出面5还表不表面的朝向基底的包括工艺气体喷嘴和排放通道的部分。前体和净化气体可以经由流体连接件被供应到喷嘴头6。可选地，喷嘴头6设置有一个或多个前体和/或净化气体容器、瓶等，以使前体和/或喷嘴头6 —起运动。这种布置方案减小了在运动喷嘴头6中的不同流体连接件的数量。
[0021]喷嘴头6的输出面5形成至少符合圆柱外表面4的部分，如图1所示。换言之，输出面5形成与圆柱表面隔离开的凹形表面或者弧形表面。输出面5还形成为，使其可以定位在输送表面4上面(遍及输出表面4之上)、上方或者上。因此，输出面5形成基本符合输送表面4。这表不输出面5和输送表面4优选地具有大体相同的形状。喷嘴头6定位成，使在输出面5和输送表面4之间或者基底20的表面之间存在间隙3。长形基底20设置用于在输出面5和输送表面4之间的间隙中被输送,使在喷嘴头6或者输出面5和基底20的表面之间形成预定处理间隙或者距离3。因此，当在输送表面4上输送基底20时，基底20和输出面5 —起形成反应空间。在优选实施例中，输出面5沿输送表面4的长度定位成与输送表面4或者基底20的表面相距基本恒定距离。这实现为，使输送圆筒2具有第一半径而喷嘴头6的输出面5具有第二半径，所述第二半径大于第一半径，并且它们具有公共中心轴10。因此，喷嘴头6的输出面5和输送圆筒2的外表面4设置用于共轴，用于设置外表面4和输出面5之间基本恒定的预定距离3。如图1所不，喷嘴头6的输出面5设置用于基本沿整个扇面处理基底20，沿输送圆筒2的外表面4在所述扇面上输送基底20。在可选实施例中，喷嘴头4的输出面5设置用于仅仅沿扇段面的一部分处理基底20，沿输送圆筒2的外表面4在所述扇面的一部分上输送基底20。
[0022]设备包括喷嘴头运动机构，用于在与基底支撑表面4或者基底20的表面相距预定距离3的位置处支撑喷嘴头6并且使喷嘴头6运动。在图1的实施例中，喷嘴头运动机构包括一个或多个喷嘴头支撑构件8，用于将喷嘴头6定位并且保持在基底6上的合适位置中。在这个实施例中，支撑构件8是连接至输送圆筒2的中心轴10或者设置用于与输送圆筒2的中心轴10共轴的单独喷嘴头轴的支撑杆。利用支撑杆8将喷嘴头6支撑到中心轴10，使喷嘴头6可以围绕中心轴10以振荡摆或者摆动的方式运动。喷嘴头6设置到支撑杆8的一个端部而支撑杆的另一个端部连接至振荡轴10。换言之，针对输送圆筒2可旋转地支撑喷嘴头6，使其可以沿箭头G方向运动。喷嘴头6可以设置用于相对于输送圆筒2自由运动，使输送圆筒2和喷嘴头6可以独立于彼此运动。在这个实施例中，喷嘴头6利用摆杆8连接至振荡轴10，用于形成摆，其中，喷嘴头6设置成作为摆，用于通过振荡摆运动使喷嘴头6运动。
[0023]利用运动装置使喷嘴头6在第一极限位置和第二极限位置之间经过中央位置以振荡摆运功的方式运动。喷嘴头6示出位于图1中的中央位置A中。在这个实施例中，中央位置A形成摆运动的静止点，在所述摆运动中加速方向变化。在这个实施例中，振荡轴10基本水平地设置，使喷嘴头6抵抗重力以摆运动的方式运动。然而，在可选实施例中，振荡轴基本垂直，用于提供扭转摆，在所述扭转摆中，摆杆8以振荡运动旋转，用于使喷嘴头6运动。扭转摆可以包括两个或者更多个喷嘴头6并且输出面5可以设置成基本水平，用于向上或向下供应前体。
[0024]图2和图3示出了分别处于第一极限位置B和第二极限位置C中的喷嘴头6。因此，喷嘴头6在第一极限位置和第二极限位置B、C之间以振荡摆运动的方式运动，使喷嘴头6运动通过极限位置之间的中央位置A。这是指运动机构设置用于使喷嘴头6在第一极限位置B和第二极限位置C之间围绕振荡轴10以振荡摆动的方式运动，如图1所示。喷嘴头6布置至支撑杆8的端部。如图1所示，喷嘴头6形成摆附重或者摆配重。在可选实施例中，单独的配重可以连接至喷嘴头6，以用于提供或者增强喷嘴头6的摆动。因此，喷嘴头6设置用于在与输送圆筒I的外表面4相距基本恒定距离3的位置处以摆运动的方式运动，如图1中的箭头G所示。
[0025]为了保持喷嘴头6的恒定的摆运动，因为摩擦力和某些其它阻力趋于减小摆运动，所以必须向喷嘴头6提供运动动力。因此，根据本发明的喷嘴头6的运动机构包括第一运动装置21、22和第二运动装置23、24，用于向喷嘴头提供运动动力，以用于保持恒定的摆运动和/或控制喷嘴头6的振荡频率和振荡幅度。如图1所示，驱动装置包括至少一个第一动力供应单元21，第二驱动装置包括至少一个动力单元23，用于向喷嘴头6提供运动动力。根据本发明的基本原理，第一驱动装置和第二驱动装置和动力单元21、23操作性地直接连接至喷嘴头6，换言之，连接至摆。这是指没有经由振荡轴10供应运动动力，这将致使产生更大的机械应力。在图1、2以及图3的实施例中，第一和第二动力单元21、23连接至喷嘴头6，利用传动装置22、24、26将所述第一和第二动力单元21、23机械以及操作性地直接连接至喷嘴头6。在图1至图3的实施例中，传动装置包括连接在驱动轮22、24之间的带26。带26的第一端部连接至第一驱动轮22，所述第一驱动轮22还操作性地连接至第一动力单元21。带26的第二端部连接至第二驱动轮24，所述第二驱动轮24还操作性地连接至第二动力单元23。动力单元21、23设置用于使驱动轮22、24旋转，使带可以在驱动轮22、24之间运动。带26因此可以卷绕在驱动轮22、24上，用于使带26运动。带26还连接至喷嘴头6，使通过带26的运动使喷嘴头6沿箭头G的方向在第一极限位置和第二极限位置B、C之间振荡摆运动。带26可以利用任何已知的布置装置连接或者附接到喷嘴头6或者其可以仅仅利用摩擦连接至喷嘴头6，使带26被支撑在喷嘴头6的表面上。带可以是金属带、纺织带或者有某些其它已知材料形成的带。应当指出的是，带6还可以由两根独立的带替代，使一根带设置在第一驱动轮22和喷嘴头6之间，而第二根带设置在第二驱动轮24和喷嘴头6之间。而且，驱动轮22、24可以由某些其它驱动构件所替代。带26还可以由一个或多个操作杆组件、链、齿轮或者其它动力传动装置替代。传动装置可以连接在第一和第二动力单元21、23之间或者分别位于第一动力单元21或者第一驱动装置和第一喷嘴头6以及第二动力单元23或者第二驱动装置和喷嘴头6之间。
[0026]第一动力供应单元和第二动力供应单元21、23可以包括电动马达、伺服马达、弹簧驱动件、气动驱动件、磁场驱动件或者其两种或更多种的组合，用于向喷嘴头6提供振荡动力。在一些实施例中，动力供应单元21、23还可以设置用于存储喷嘴头6在其振荡运动中释放的动能的一部分并且还利用所述动能的一部分来使喷嘴头6进一步运动。可以例如使用弹簧组件、电池、飞轮等存储动能。可以通过由第一驱动装置21、22提供运动动力使喷嘴头6从第二极限位置C朝向中央位置A加速。当喷嘴头6从中央位置A运动向第一极限位置B时，可以利用第二驱动装置23、24使喷嘴减速。利用第二驱动装置23、24使喷嘴头6从第一极限位置B朝向中央位置进一步加速，而当其从中央位置A运动向第二极限位置时利用第一驱动装置21、22使喷嘴头6减速。因此，至少主要以交替方式使用第一驱动装置和第二驱动装置。这使喷嘴头6的摆频率能够从由摆杆8的长度和重力确定的自然摆频率增加。
[0027]如图1至图3所示，喷嘴头6利用摆杆8连接至振荡轴10，用于形成摆，其中，喷嘴头6设置为摆，以用于通过振荡摆运动使喷嘴头运动。振荡轴10基本水平地设置，以用于使喷嘴头6抵抗重力摆运动，并且驱动装置21、22、23、24用于控制并且向摆运动提供动力。设备还包括输送圆筒2，所述输送圆筒2具有:外表面4，沿所述外表面4输送柔性长形基底20 ;和喷嘴头6，所述喷嘴头6设置用于在第一极限位置和第二极限位置B、C之间在与输送圆筒2的外表面4相距恒定距离的位置处振荡摆运动。针对输送圆筒2的中心轴可旋转地支撑摆杆8，使输送圆筒2的中心轴形成振荡轴10。
[0028]图4示意性地示出了根据本发明的另一个实施例。用于处理至少部分圆柱表面的设备包括喷嘴头7。在图4中，喷嘴头7是中空圆筒，所述中空圆筒具有中心轴和基本圆形圆周壁。圆周壁具有内表面和外表面。在图4的实施例中，圆周壁的内表面是喷嘴头7的输出面。通过输出面供应前体，用于使基底30的表面32承受前体。喷嘴头7因此设置用于处理圆柱基底30的外表面32，使圆柱基底30可以运动通过空心喷嘴头7，如图4所示。然而，在可选实施例中，喷嘴头7的输出面还可以是圆筒喷嘴头7的外表面。圆筒喷嘴头7的输出面设置有:一个或多个第一前体喷嘴，用于使圆柱基底30的外表面32承受第一前体；和一个或多个第二前体喷嘴，用于使圆柱物体30的表面32承受第二前体。前体喷嘴可以设置用于在内输出面中相互毗邻地沿圆筒喷嘴头7的中心轴的方向延伸。圆柱基底30可以沿图4中的箭头I的方向围绕纵向轴旋转，使基底7的表面32承受第一前体和第二前体。喷嘴头2还围绕圆筒喷嘴头7的中心轴旋转。图4的设备包括运动机构，所述运动机构设置用于使喷嘴头7围绕中心轴在第一极限位置和第二极限位置之间以振荡运动的方式旋转。这是指喷嘴头7围绕中央振荡轴针对相反的方向相继旋转预定角度。运动机构基本对应图1至图3的运动机构，因此将不再描述相同的特征，而且它们可以应用在两个构造中而且还可以应用在其它对应设备中，在其它对应设备中使用了喷嘴头的非线性或者圆形、振荡运动。运动机构包括第一驱动装置21、22和第二驱动装置23、24，用于向喷嘴头7提供运动动力，以用于提供、控制和保持喷嘴头7的振荡运动和/或振荡频率以及振荡幅度。如图4所示，驱动装置包括至少一个第一动力供应单元21，并且第二驱动装置包括至少一个第二动力单元23，用于向喷嘴头6提供运动动力。根据本发明的基本原理，第一驱动装置和第二驱动装置和动力设备21、23直接操作性地连接至喷嘴头7，换言之，连接至振荡质量体。这是指没有经由振荡轴或者喷嘴头7的中心轴供应运动动力，这将致使产生大机械应力。在图4的实施例中，第一和第二动力单元21、23利用传动装置22、24、27、29直接机械地且操作性地连接至喷嘴头6。在图4的实施例中，传动装置包括带27、29，所述带27、29连接在喷嘴头7和驱动轮22、24之间。第一带26连接至第一驱动轮22，所述第一驱动轮22还可操作性地连接至第一动力单元21。第二带29连接至第二驱动轮24，所述第二驱动轮24还操作性地连接至第二动力单元23。动力单元21、23设置用于使驱动轮22、24旋转，使带27、29可以运动，由此卷绕在驱动轮22、24上，用于使喷嘴头7沿箭头H的方向以旋转振荡运动的方式运动。还应当指出的是，带27、29还可以仅仅由一个单独带替代，如结合图1至图3所讨论的那样。带27、29还可以由一个或多个操作杆组件、链、齿轮或者其它动力传动装置替代。传动装置可以连接在第一和第二动力单元21、23之间或者分别位于第一动力单元21或者第一驱动装置和喷嘴头7至今以及第二动力单元23或者第二驱动装置和喷嘴头7之间。图4的喷嘴头7可以设置用于旋转45度或者更大的角度，优选地180度或者更大的角度乃至360度。喷嘴头7和基底30或者基底载体还可以沿箭头J的方向相对于彼此直线运动，使基底30可以运动通过喷嘴头7。如在图4中所示，驱动装置21、22、23,24设置用于通过向喷嘴头7提供扭矩而向喷嘴头7提供振荡旋转运动。通过将第一驱动装置和第二驱动装置连接在喷嘴头7的基本相对的侧部上使可以切向于喷嘴头7提供运动动力来提供转矩。运动机构因此可以设置用于使喷嘴头7围绕旋转轴以在第一极限位置和第二极限位置B、C之间的振荡旋转运动的方式旋转。因此，喷嘴头7和运动机构形成扭转摆，所述扭转摆具有大体水平的振荡轴。在另一个实施例中，振荡轴可以基本竖直并且喷嘴头还可以是其它类型的喷嘴头。
[0029]根据本发明，运动机构包括:第一驱动装置21、23，用于使喷嘴头6、7朝向第一极限位置B加速而使喷嘴头6朝向第二极限位置减速；和第二驱动装置23、24，其用于使喷嘴头6朝向第二极限位置加速而使喷嘴头6、7朝向第一极限位置减速。在本发明中，运动机构设置用于使喷嘴头6、7在第一极限位置B和第二极限位置C之间围绕振荡轴以圆形或者旋转振荡运动的方式运动。第一驱动装置和第二驱动装置设置用于配合操作，使在一个完整的摆周期期间可以有效地使用第一驱动装置和第二驱动装置，在一个完整的摆周期中，喷嘴头从中央位置A经由第一极限位置和第二极限位置B、C运动返回到中央位置A。在一个实施例中，配合使用第一驱动装置和第二驱动装置，使第一驱动装置21、22设置用于使喷嘴头6朝向第一极限位置B加速而使额喷嘴头6、7朝向第二极限位置C减速，并且第二驱动装置23、24设置用于，使喷嘴头6、7朝向第二极限位置C加速而使喷嘴头6、7朝向第一极限位置B减速。在一个实施例中，第一驱动装置21、22设置用于使喷嘴头6、7在第二极限位置C和中央位置A之间朝向第一极限位置B加速而使喷嘴头6、7在中央位置A和第二极限位置C之间朝向第二极限位置C减速，第二驱动装置23、24设置用于使喷嘴头6、7在第一极限位置B和中央位置A之间朝向第二极限位置C加速而使喷嘴头6、7在中央位置A和第一极限位置B之间朝向第一极限位置B减速。因此，可以最小化喷嘴头6、7和设备所承受的机械应力并且在工业规模的应用中容易控制振荡频率。
[0030]本发明还涉及一种用于通过使基底表面承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理基底表面的方法。利用喷嘴头使基底表面承受至少第一前体和第二前体，所述喷嘴头布置在基底表面上并且设置有用于供应第一前体的至少一个第一前体喷嘴和用于供应第二前体的至少一个第二前体喷嘴。喷嘴头以在第一极限位置和第二极限位置之间非线性振荡运动的方式在基底表面上运动。本发明包括利用第一驱动装置使喷嘴头朝向第一极限位置B加速以及使喷嘴头朝向第二极限位置减速，并且利用第二驱动装置使喷嘴头朝向第二极限位置C加速以及使喷嘴头朝向第一极限位置减速，以用于与第一驱动装置和第二驱动装置互相配合地控制喷嘴头的非线性振荡运动。喷嘴头可以通过在第一极限位置和第二极限位置之间的振荡摆运动的方式运动或者通过在第一极限位置B和第二极限位置C之间的振荡圆周或旋转运动的方式运动。
[0031]对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术进步，能够以多种方式实施本发明的理念。本发明及其实施例并不局限于上述示例而是可以在权利要求的范围内变化。
【权利要求】
1.一种用于通过使基底(20,30)的表面(32)承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理所述基底(20,30)的表面(32)的设备，所述设备包括: 至少一个喷嘴头(6, 7)，所述喷嘴头具有两个或者更多个前体喷嘴，用于使所述基底(20,30)的表面(32)承受至少第一前体和第二前体；和 运动机构(8,10),所述运动机构用于使所述喷嘴头(6,7)以在第一极限位置(8)和第二极限位置(0之间经过中央位置(八)的非线性振荡运动的方式运动， 其特征在于，所述运动机构(8,10)包括连接至所述喷嘴头(6,7)的第一驱动装置(21,22)和第二驱动装置，以用于互相配合地控制所述第一极限位置和所述第二极限位置(8,0之间的非线性振荡运动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述运动机构(8,10)设置用于使所述喷嘴头出)以在所述第一极限位置(8)和所述第二极限位置(0之间围绕振荡轴(10)的圆周或者旋转振荡运动的方式运动。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述第一驱动装置(21,22)设置用于使所述喷嘴头(6,7)朝向所述第一极限位置(8)加速以及使所述喷嘴头(6,7)朝向所述第二极限位置(0减速，并且所述第二驱动装置(23,24)设置用于使所述喷嘴头(6,7)朝向所述第二极限位置(0加速以及使所述喷嘴头(6,7)朝向所述第一极限位置(8)减速。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一驱动装置(21,22)设置用于使所述喷嘴头(6,7)在所述第二极限位置(0和所述中央位置(八)之间加速以及使所述喷嘴头(6,7)在所述中央位置(八)和所述第二极限位置(0之间减速，并且所述第二驱动装置(23,24)设置用于使所述喷嘴头(6,7)在所述第一极限位置(8)和所述中央位置(八)之间加速以及使所述喷嘴头(6,7)在所述中央位置(八)和所述第一极限位置(8)之间减速。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的设备，其特征在于，所述第一驱动装置(21,22)包括至少一个第一动力供应单元(21),所述第一动力供应单元向所述喷嘴头(6,7)提供加速动力和减速动力以用于保持所述喷嘴头(6,7)的非线性振荡运动，并且所述第二驱动装置(23,24)包括至少一个第二动力供应单元(23)，所述第二动力供应单元向所述喷嘴头(6,7)提供加速动力和减速动力以用于保持所述喷嘴头(6,7)的非线性振荡运动。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一动力供应单元和第二动力供应单元(21,23)包括电动马达、伺服马达(21)、弹簧驱动件、气动驱动件、磁场驱动件或者其中的两种或更多种的组合，以用于向所述喷嘴头(6,7)提供振荡动力。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于，所述第一动力供应单元和第二动力供应单元(21,23)利用传动装置(26)直接机械地且操作性地连接至所述喷嘴头出")。
8.根据权利要求5至7中的任意一项所述的设备，其特征在于，所述传动装置包括一条或多条带(26)、操作杆组件、链或者齿轮。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述传动装置(26)利用第一驱动轮和第二驱动轮(22,24)操作性地连接在所述第一动力供应单元和第二动力供应单元(21,23)之间。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述传动装置包括金属带(26),所述金属带布置在所述第一驱动装置和第二驱动装置(21,22,23,24)之间并且连接至所述喷嘴头(6,7).
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的设备，其特征在于，所述喷嘴头(6)利用摆杆(8)连接至振荡轴(10)以用于形成摆，其中，所述喷嘴头(6)设置成作为摆配重以用于使所述喷嘴头通过振荡摆运动的方式运动。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述振荡轴(10)基本水平地设置以用于使所述喷嘴头(6)克服重力以摆运动的方式运动；或者所述振荡轴(10)基本竖直地设置以便提供用于使所述喷嘴头(6)运动的扭转摆。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述设备包括输送圆筒(2),所述输送圆筒(2)具有外表面(4),沿所述外表面输送柔性长形基底(20),并且所述喷嘴头(6)设置用于通过在第一极限位置和第二极限位置(8, 0之间与所述输送圆筒(2)的外表面(4)间的距离基本恒定的振荡摆运动的方式运动。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述喷嘴头￠)由所述摆杆(8)可旋转地支撑到所述输送圆筒(2)的中心轴，以使所述输送圆筒(2)的中心轴构成所述振荡轴(10)。
15.根据权利要求1至10中的任意一项所述的设备，其特征在于，所述运动机构设置用于使所述喷嘴头(7)通过在第一极限位置和第二极限位置(8,0之间振荡旋转运动的方式围绕旋转轴旋转。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述喷嘴头(7)成形为圆柱形喷嘴头，所述圆柱形喷嘴头具有中心轴以及与中心轴间的距离恒定的、基本为圆形的周边，并且所述运动机构设置用于使所述喷嘴头(7)通过在第一极限位置和第二极限位置(8,0之间振荡旋转运动的方式围绕所述喷嘴头(7)的中心轴旋转。
17.一种用于通过使基底(20,30)的表面(32)承受至少第一前体和第二前体的相继表面反应来处理所述基底(20,30)的表面(32)的方法，所述方法包括: 利用喷嘴头(6,7)使所述基底(20)的表面承受至少第一前体和第二前体，所述喷嘴头布置在所述基底(20)的表面上并且设置有用于供应所述第一前体的至少一个第一前体喷嘴和用于供应所述第二前体的至少一个第二前体喷嘴；以及 使所述喷嘴头(6,7)以在第一极限位置(8)和第二极限位置(0之间非线性振荡的方式在所述基底的表面上运动， 其特征在于，所述方法还包括与第一驱动装置(21,22)和第二驱动装置(23,24)互相配合地控制所述第一极限位置和第二极限位置(8,0之间的非线性振荡运动。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括利用所述第一驱动装置(21.22)使所述喷嘴头(6,7)朝向所述第一极限位置⑶加速以及使所述喷嘴头(6,7)朝向所述第二极限位置(0减速，并且利用所述第二驱动装置(23,24)使所述喷嘴头(6,7)朝向所述第二极限位置(0加速以及使所述喷嘴头(6,7)朝向所述第一极限位置(8)减速。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括利用所述第一驱动装置(21.22)使所述喷嘴头(6,7)在所述第二极限位置(0和所述中央位置(八)之间朝向所述第一极限位置(8)加速以及使所述喷嘴头(6,7)在所述中央位置(八)和所述第二极限位置(0之间朝向所述第二极限位置(0减速，并且利用所述第二驱动装置(23,24)使所述喷嘴头(6,7)在所述第一极限位置(8)和所述中央位置(八)之间朝向所述第二极限位置(8)加速以及使所述喷嘴头(6,7)在所述中央位置(八)和所述第一极限位置(8)之间朝向所述第一极限位置⑶减速。
20.根据权利要求18或19中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括使所述喷嘴头(6)通过在第一极限位置和第二极限位置(8, 0之间的振荡摆运动的方式运动，或者所述方法包括使所述喷嘴头(7)通过在第一极限位置和第二极限位置(8,0之间的振荡圆周或旋转运动的方式运动。
【文档编号】C23C16/455GK104428445SQ201380036581
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2012年7月9日
【发明者】M·亚乌希艾宁, P·索伊尼宁 申请人:Beneq有限公司