用于涂覆可移动基板的沉积源和沉积设备的制作方法

文档序号:11040319阅读:423来源:国知局
用于涂覆可移动基板的沉积源和沉积设备的制造方法与工艺

本文所描述的实施例涉及用于涂覆基板的沉积源以及具有至少一个用于涂覆基板的沉积源的沉积设备。实施例尤其涉及用于在待抽空的源外壳中涂覆可移动基板、尤其是柔性基板的沉积源以及用于涂覆可移动基板的沉积设备,所述沉积设备具有用于固持基板的工艺腔室和用于涂覆处理的源外壳。具体来说,实施例涉及用于涂覆可移动基板的沉积源以及用于涂覆可移动基板的沉积设备。



背景技术:

诸如柔性基板之类的基板在移动经过处理装备时被整齐地处理。处理可以包含为了所需应用而在基板上进行的、利用所需材料(例如,金属,尤其是铝、半导体或电介质材料)对柔性基板的涂覆。具体来说,涂覆金属、半导体或塑料膜或箔在包装行业、半导体行业和其他行业中具有高需求。执行这一任务的系统大体包括耦合至用于移动基板的处理系统的处理滚筒(例如,圆柱形辊子),基板的至少部分在所述处理滚筒上经处理。允许基板在处理滚筒的引导表面上移动时被涂覆的所谓卷对卷(roll-to-roll)涂覆系统可以提供高产量。

通常,可以利用蒸发工艺(诸如,热蒸发工艺)以便将涂覆材料的薄层沉积到柔性基板上。因此,在显示器行业和光伏(photovoltaic;PV)行业中,卷对卷沉积系统也正在经历需求的强劲增长。例如,触摸板元件、柔性显示器和柔性PV模块导致对于以低制造成本在卷对卷涂覆机中沉积适宜层的日益增长的需求。此类器件通常用若干涂覆材料层制成,这可在连续地利用若干沉积源的卷对卷涂覆设备中生产。每一个沉积源可调适成当正在将基板移向下一沉积源时,以特定涂覆材料来涂覆此基板。通常,使用PVD(物理气相沉积)和/或CVD(化学气相沉积)工艺并且尤其是PECVD(等离子体增强化学气相沉积)处理进行涂覆。

多年来,显示器器件中的层已经演化为每个层都致力于不同的功能的多个层。可以经由多个沉积源将多个层沉积到多个基板上。传送多个基板通过多个真空腔室可能减少产量。因此,本领域中需要用于以各种层涂覆可移动基板的高效设备,其中可以确保高基板产量同时维持改善的涂覆效率和准确性。



技术实现要素:

鉴于上文,根据独立权利要求,提供用于涂覆可移动基板的沉积源和包括至少一个沉积源的用于涂覆可移动基板的沉积设备。进一步的方面、优点和特征通过从属权利要求、说明书和所附附图是显而易见的。

根据本文所描述的实施例,提供用于涂覆可移动基板的沉积源。沉积源包括:源外壳,以可以在沉积期间移动基板经过所述源外壳的敞开的前侧的方式附接到工艺腔室(例如,真空工艺腔室);气体入口,用于将工艺气体引入到源外壳的涂覆处理区域中;抽空出口,用于将工艺气体从源外壳的泵送区域去除;以及抽空分割单元,布置在涂覆处理区域与泵送区域之间,所述抽空分割单元具有界定从涂覆处理区域到泵送区域中的工艺气流路径的至少一个开口。

在实施例中,抽空分割单元包括界定从涂覆处理区域到泵送区域中的工艺气流路径的多个开口。在一些实施中,丝线或细线组合件布置在涂覆处理区域中,使得沉积源配置成用于HWCVD(热丝化学气相沉积)涂覆处理。

根据进一步的方面,提供用于涂覆可移动基板的沉积设备。沉积设备包括源外壳和工艺腔室。工艺腔室连接到源外壳并且设有基板支撑件,所述基板支撑件包括基板引导表面,所述基板引导表面用于移动基板经过源外壳的敞开的前侧。源外壳包括:气体入口,用于将工艺气体引入到源外壳的涂覆处理区域中;抽空出口,用于将工艺气体从源外壳的泵送区域去除;以及抽空分割单元,布置在涂覆处理区域与泵送区域之间,所述抽空分割单元具有界定从涂覆处理区域到泵送区域中的工艺气流路径的至少一个开口。在实施例中,抽空分割单元包括界定从涂覆处理区域到泵送区域中的工艺气流路径的至少一组多个开口。

实施例也涉及用于进行所公开的方法的设备并且包括用于执行单独的方法操作的设备部件。这一方法可以经由硬件组件、通过适当软件编程的计算机,通过这两者的任何组合或以任何其他方式执行。此外,实施例也涉及操作所描述设备的方法。

可以与本文所描述的实施例组合的其他优点、特征、方面和细节通过从属权利要求、说明书和附图是明显的。

附图说明

为了可详细地理解本实用新型的上述特征的方式,上文简要概述的本实用新型的更具体的描述可以参考实施例进行。所附图式涉及本实用新型的实施例并且在下文中描述:

图1A显示根据本文所描述的实施例的用于在可移动基板上沉积薄膜的沉积源的示意性截面图;

图1B以沿C-C的截面图显示图1A的沉积源,此截面图用于说明在源外壳内的工艺气流路径;

图2A显示根据本文所描述的实施例的用于涂覆可移动基板的沉积源的示意性截面图,所述沉积源具有用于HWCVD操作的丝线组合件;

图2B以沿C-C的截面图显示图2A的沉积源,此截面图贯穿抽空分割单元中的开口,并且用于说明源外壳内的处理气流路径;

图3A显示根据本文所描述的实施例的用于涂覆可移动基板的沉积源的示意性截面图,所述沉积源具有用于HWCVD操作的丝线组合件;

图3B以沿C-C的截面图显示图3A的沉积源,此沉积源贯穿抽空分割单元中的开口,并且用于说明源外壳内的处理气流路径;

图4A显示根据本文所描述的实施例的用于涂覆可移动基板的沉积源的截面图,其中横截平面穿过抽空分割单元的闭合部分;

图4B显示图4A的沉积源的截面图,其中横截平面穿过抽空分割单元的开口;

图5A显示根据本文所描述的实施例的结合气体遮蔽板组件而在沉积源中使用的喷淋头组合件的透视图;

图5B是图5A的喷淋头组合件的部分的放大视图。

图6是图5A的喷淋头组合件的部分的透视图。

图7显示根据本文所描述的实施例的沉积源的透视图;

图8显示根据本文所描述的实施例的具有两个沉积源的沉积设备的简化视图。以及

图9显示操作沉积设备的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本文所描述的各种实施例,一个或多个在附图中说明实施例的一个或多个示例。在以下对附图的描述中,相同的参考编号指相同的组件。大体上,仅描述关于个别实施例的差异。各示例以解释方式提供并且不意味着限制。此外,说明或描述为一个实施例的部分的特征可以用于其他实施例或结合其他实施例来使用以产生更进一步的实施例。说明书旨在包括此类修改和变型。

根据本文所描述的实施例的沉积源经配置用于涂覆可移动基板。可移动基板可以是可被表征为可弯曲的柔性基板或卷材(web)。术语“卷材”可以与术语“箔”、“条带”或“柔性基板”同义地使用。例如,如本文中的实施例所描述,卷材可以是箔或另一柔性材料基板。然而,如下文中更详细地描述,本文所描述的实施例的益处也可以提供用于其他直列式(inline)沉积系统的非柔性基板或载体,所述非柔性基板或载体可以在涂覆处理期间移动经过或通过沉积源的处理区域。然而,对于柔性基板和设备可实现特别的益处以在柔性基板上制造器件。

本文所描述的实施例涉及用于涂覆可移动基板(例如,用于在基板上沉积一种或若干种薄膜的沉积源)。沉积源可以配置为CVD沉积源以通过化学气相沉积来涂覆基板(例如,配置为PECVD和/或HWCVD沉积源),或者沉积源可以配置为PVD沉积源以通过物理气相沉积来涂覆基板(例如,配置为溅射沉积源)。

如图1A中所示,根据一些实施例的沉积源100包括源外壳120,此源外壳120具有涂覆处理区域125,此涂覆处理区域125可以占据源外壳120的大部分内部容积。为了允许移动基板20经过或通过源外壳120的处理区域125,源外壳设有敞开侧122。源外壳的敞开侧122可以作为源外壳的外壁中的开口来提供,其中可移动待涂覆的基板经过所述开口。在实施例中,源外壳的前侧可以部分或完全地敞开以允许移动基板经过敞开的前侧。在一些实施例中,敞开的前侧在源外壳的外壁中可设有槽,使得基板可以经由入口槽进入源外壳并且经由出口槽离开源外壳。在沉积期间,能以预定速度移动待涂覆的基板20经过源外壳的敞开侧122。由于源外壳120在外壁中包括开口并且因此不完全闭合,因此源外壳也可以称为源套或源盖。

沉积源100经调适以安装到工艺腔室(例如,真空工艺腔室)以固持基板20并且以可移动基板经过源外壳的敞开的前侧122的方式输送基板20。工艺腔室以及基板不是沉积源的部分。然而,与工艺腔室组合的源外壳可以提供密封的沉积设备,此密封的沉积设备具有在涂覆处理期间经抽空的内部容积。沉积源可以设有紧固元件113(例如,真空法兰、真空密封件、螺钉孔、螺杆和/或螺钉)以便以气密方式将沉积源100附接到工艺腔室。

如图1A中显示,沉积源100的源外壳120包括至少一个抽空出口140以用于抽空源外壳120。在涂覆处理期间,通常通过将抽空设备(例如真空泵(未显示))连接到抽空出口以在源外壳120中生成真空。随后,可使用各种真空沉积技术(尤其是化学气相沉积技术)以在基板上沉积薄膜。

图1A显示用于在卷对卷沉积设备中利用以用于执行化学气相沉积的沉积源100。经由气体入口130将工艺气体引入涂覆处理区域125中。工艺气体沿工艺气流路径155从气体入口130流向待涂覆基板所位于的源外壳120的敞开的前侧122。随后,工艺气体在基板表面上反应和/或分解以产生所需的固相沉积物。通常,挥发性残留产物或副产物在基板表面上生成,并且可能与未消耗的工艺气体一起流向抽空出口140(以下也称为工艺气体),在所述排空出口140处,所述工艺气体被排除。因此,可以在源外壳120的涂覆处理区域125内维持必要的真空条件。

通常,在涂覆处理区域125中的特定区域中维持所需的且尤其是均匀的工艺气流分配是有益的,这在具有敞开的前侧的源外壳120的情况下可能难以实现。在这种情况下,紧靠基板提供抽空出口通常是不太可能的,因为基板是可移动的,并且在处理期间,敞开的前侧没有为提供抽吸出口提供任何空闲空间。具体而言,在沉积期间,源外壳前侧可能部分或完全地由移动的基板覆盖,使得基板可能在前进方向上阻塞潜在的工艺气体去除路径并且可能阻碍从围绕基板的区域均匀地去除残留工艺气体。

根据本文所描述的实施例,通过气体入口130和抽空出口140的特定配置改善气体分配,并且源外壳125内部的工艺气流分配可以更均匀,在卷材涂覆或卷对卷涂覆设备的源外壳120的情况下也是这样。为实现这一目标,抽空出口140经配置以从源外壳120的泵送区域126去除工艺气体。此外,抽空分割单元150布置在涂覆处理区域125与泵送区域126之间,并且至少一个开口152界定从涂覆处理区域125到泵送区域126中的工艺气流路径155。

根据一些实现方式,抽空分割单元150具有至少一组多个开口152,所述多个开口界定从涂覆处理区域125到泵送区域126中的工艺气流路径155。

换句话说,源外壳120的内部容积被分成至少两个区域,即,由抽空分割单元150分开的涂覆处理区域125和泵送区域126,其中抽空分割单元中的一个或若干个开口152允许在这两个区域之间的流体式连通。工艺气流路径155可以从气体入口130穿过源外壳流而去往源外壳的敞开的前侧。随后,可以使工艺气流路径155弯曲以侧向地行进和/或在反向方向上通过抽空分割单元150中的至少一个开口152而行进至泵送区域126中。随后,经由抽空出口140从泵送区域126去除工艺气体,所述抽空出口140在泵送区域126中提供。

通过经由抽空分割单元150提供与涂覆处理区域125分离但与其流体地连通的泵送区域126,可以提供更均匀的工艺气体分配。图1B中说明在涂覆处理区域125内的靠近基板的所述均匀的工艺气流分布,其中沿线C-C显示穿过图1A的源外壳120的示意性截面图。气体入口130和抽空出口140的位置以虚线指示。

在抽空分割单元150中提供的至少一个开口152可以具有任意形状,例如槽、圆形、方形、椭圆形,等等。通过在抽空分割单元中提供多个开口(其中,每一个开口都位于靠近待涂覆的基板20的不同部分处),能以更均质的方式将工艺气体从基板吸走。此外,涂覆处理区域中的总压力可以保持在更为恒定的水平。例如,可以例如以相等的间隔在抽空分割单元150中提供五个、十个、二十个或更多个开口。

如图1A中示例性地显示,抽空分割单元150可以至少部分地作为突出到源外壳120的内部容积中的内壁来提供,所述内壁将内部容积划分为两个区域。在抽空分割单元150中提供的开口152可以位于靠近源外壳120的敞开前侧处,使得工艺气体可以在刚与基板表面接触之后就侧向地进入开口。为了提供特别均匀的工艺气体分配,可以至少部分地围绕源外壳的敞开的前侧布置开口,例如,可在敞开的前侧的一个、两个或更多个侧处布置开口和/或开口可以沿待涂覆基板的完整的宽度延伸。

由于在沉积期间前进气体流动方向通常可能被移动的基板阻塞,因此可以在源外壳的内侧壁中提供开口152,所述内侧壁横向地约束涂覆处理区域。在本文所描述的实施例中,可以在源外壳的至少两个内侧壁中、尤其是在于基板20的移动方向S上彼此相对的两个横向内侧壁中提供开口152。在这种情况下,工艺气流路径可以弯曲,而涂覆处理区域中的工艺气流路径的第一主方向X从气体入口在后-前的方向上流入敞开的前侧,并且工艺气流路径的第三主方向Z通过开口侧向地流入泵送区域,如例如在图1A中所说明。泵送区域内的工艺气流路径的第三主方向Y可以是与第一主方向X相对的方向。

能以抽空装置(例如,真空泵)可以连接到其上的方式将至少一个抽口出口140布置在源外壳120的外壁中。抽空出口140可以位于横向外壁中和/或位于与源外壳的敞开的前侧相对的后外壁中。在图1A中显示的实施例中,抽空出口位于与敞开的前侧相对的后外壁中,因为甚至是在已经将沉积源100安装到工艺腔室之后,此后外壁也可提供用于连接真空泵的足够的安装空间。

随后,参考图2A和图2B,将描述根据实施例的沉积源200。沉积源200的源外壳120的基本配置对应于沉积源100的配置,因此可以参考上文解释。

沉积源200可配置成用于热丝化学气相沉积(HWCVD)。出于这个原因,包括一个或多个加热丝162的丝线组合件160布置在涂覆处理区域125中。工艺气流路径流行进通过丝线162之间的空间,使得可以在工艺气体到达基板20之前预加热这些工艺气体。在一些实施例中,丝线布置在气体入口130与敞开的前侧122之间,使得工艺气流路径从其间穿过。

沉积源可以将加热丝或加热细线实施为热元件以得到改善的涂覆结果。具体来说,可以将若干加热丝加热到足够高的温度。一般而言,工艺气体当在基板表面上反应之前与经加热的丝线相互作用(例如,通过在丝线上方流动或得以与丝线实体地接触)。待沉积材料与经加热丝线的相互作用可以诱发沉积材料上的物理和/或化学转化,这通常称为沉积前体。例如,经加热的丝线可以诱发工艺气体的温升,使得公司气体通过化学反应被分解。

图2A中显示的丝线组合件160包括布置在气体入口130与基板20之间的总共九条丝线,单独的丝线160平行于基板表面和/或垂直于处理气流路径行进。然而,在其他实施例中,可以提供多于或少于九条丝线,例如,提供在5条与30条丝线之间的数量的丝线。

在实施例中,可将致动器系统提供给沉积源,所述致动器系统具有用于在涂覆期间张紧丝线的机动化驱动器。包括机动化驱动器的此类致动器系统促进适当的丝线张紧并且防止丝线上的过度应力。根据可以与本文所描述的其他实施例结合的更进一步的实施例,也可以利用此致动器系统以在加热丝线所在的涂覆处理区域中馈送丝线。替代地或附加地,可以实现耦合到丝线以用于张紧的弹簧张紧系统。

根据典型的实施例,丝线是包括适于被加热的材料的伸长的细线片(细长的和/或绳状的)。例如(但不局限于此),丝线可以由柔性材料制成,所述柔性材料包括可以通过电流流过而被加热到适宜的操作温度的电阻性材料。

在一些实施例中,提供配置成用于馈送以及正确地定位丝线的丝线辊子系统。此外,可以提供配置成用于在涂覆期间和/或以预定时间间隔自动地供应新丝线部分的馈送控制系统。

通常,在处理期间,丝线162与基板20之间(或丝线162与源外壳120的敞开的前侧122之间)的距离在40mm与80mm之间,特别是约60mm。通常,丝线162与气体入口130(此气体入口130可作为喷淋头组合件132而提供)之间的距离在40mm与150mm之间,特别是在60mm与100mm之间。在实施例中,可以使丝线162与用于引入工艺气体的喷淋头组合件之间的距离可调节,以便使工艺气流路径适配于各种涂覆条件和/或涂覆和基板材料。例如,在第一操作位置中,丝线160与喷淋头组合件之间的距离可以是60mm,在第二操作位置中,丝线与喷淋头组合件之间的距离可以是80mm,并且在第三操作位置中,丝线与喷淋头组合件之间的距离可以是100mm。

应注意,丝线组合件160是任选的特征,并且沉积源200不一定经调适用于执行HWCDV。例如,沉积源200可以可替代地或附加地经调适以执行其他CVD技术(例如,PECVD)。然而,在工艺气流均匀性方面的特定益处可以将如本文所描述的抽空分割单元150提供给用于卷对卷应用的HWCVD沉积源来实现。

在图2A中显示的实施例中,气体入口130作为气体分配系统来提供,所述气体分配系统诸如例如,喷淋头组合件132所述喷淋头组合件132具有多个孔用于以均匀且均质的方式将工艺气体引入到涂覆处理区域125中。喷淋头组合件的一个或多个孔可以包括一个或多个喷嘴。

在本文中,气体分配系统或喷淋头组合件可以理解为包括具有孔的壳体,使得在处理期间,在例如喷淋头组合件被布置在的源外壳的涂覆处理区域中,壳体的内部容积中的压力比此内部容积外部的压力高例如至少一个数量级。在一个示例中,在处理期间,壳体的内部容积中的压力可以在约10-2到10-1mbar之间,或在约10-2到约10-3mbar之间。根据一些实施例,涂覆处理区域中的压力可以在约10-5到约10-7mbar之间。

喷淋头组合件132可以是可加热的以便预加热或回火从流过此喷淋头组合件132的工艺气体。例如,喷淋头组合件132可以具备回火通道用于回火流体。

然而,应注意,喷淋头组合件尽管是有益的特征但却是任选的,并且在一些实施例中可以省略。例如,替代地,可将与图1A中显示的气体入口类似的单个气体入口开口或气体入口管提供给图2A中显示的沉积源200。

在一些实现方式中,气体入口130位于源外壳120的后侧处,使得工艺气流路径从源外壳的后侧延伸直到源外壳的前侧。

根据可以与本文所描述的实施例结合的一些实施例,多个开口152以线性布置并排地布置。在图2B的截面图中显示开口152的此类线性布置,横截平面沿图2A中指示的线C-C行进,线C-C贯穿通过开口152。

并排式开口的线性布置在用于涂覆可移动基板的沉积源的情况下是特别有益的,因为开口可以布置在敞开的前侧122的基板入口侧处和/或基板出口侧处。在可以与本文所描述的其他实施例结合的一些实施例中,可将基本上矩形的开口提供给源外壳的敞开的前侧,其中多个开口沿矩形开口的至少一个侧、尤其是沿垂直于基板移动方向S延伸的侧线性地延伸,使得工艺气体可以在已经以均质方式沿基板20的宽度在基板上反应之后被吸到开口中。

在一些实施例中,抽空分割单元150在涂覆处理区域的第一横向侧上具有第一组多个开口152,并且在与第一横向侧相对的涂覆处理区域的第二横向侧上具有第二组多个开口。如图2B的截面图中所说明,第一组多个开口可以靠近源外壳前开口的基板入口侧以线性并排布置来布置,并且第二组多个开口可以靠近源外壳前开口的基板出口侧以线性并排布置来布置。工艺气体中的大约一半当已在基板表面上反应之后,平行于基板移动方向S流过第一组多个开口而到泵送区域126的第一部分中,并且工艺气体中的另一半当已在基板表面上反应之后,在相反的方向上流过第二组多个开口而到泵送区域126的第二部分中。在一些实施例中,可以在布置在源外壳120内的至少一个抽吸管道的壁中提供开口。

在图2A和图2B中显示的实施例中,引导通过开口152的工艺气流路径方向Z基本上垂直于如图2B中所示的泵送区域126内的工艺气流路径的主方向。此外,泵送区域126内的工艺气流路径的主方向平行于多个开口152的线性布置的延伸方向。抽空出口140可以布置在开口152的线性布置的至少一端处。因此,给定量的工艺气流过每一个开口而进入泵送区域中,并且与通过附近开口而来的气体量重叠,使得泵送区域内的气压可以随距抽空出口140的距离的变化而减小。进入泵送区域中的此“系列”工艺气体入口可能导致泵送区域中的气体堵塞,至少当泵送区域的横截面不够大时如此。

可以通过提供如图3A和图3B中所示的泵送区域配置和气体出口140位置来克服此问题。图3A显示根据本文所描述的实施例的用于涂覆可移动基板的沉积源300的截面图,而图3B显示在图3A中指示的C-C的横向截面中的沉积源300。沉积源300的源外壳120的基本配置对应于沉积源200的配置,使得可以参考上文解释。任选地,可将丝线布置160和/或喷淋头组合件132提供给作为HWCVD沉积源的沉积源300。

在图3A和图3B中显示的实施例中,抽空出口140布置在与敞开的前侧122相对的源外壳的后侧处。可以设有喷淋头132的气体入口130也可以布置在后腔室侧处。换句话说,在一些实现方式中,气体入口130与抽空出口140 两者都可以布置在源外壳120的相同侧处。这一侧可以提供足够的安装空间。这是因为后侧不面对基板,并且可以经引导朝向沉积源可附接到的工艺腔室的外部。因此,可以容易地将排气管线或排气管附接到抽空出口140。

为了允许将抽空出口140布置在后腔室侧处,涂覆处理区域125内的工艺气流路径的第一主方向X(后-前方向)可以与泵送区域内的工艺气流路径的第二主方向Y(前-后方向)相反。具体来说,在已经到达基板20之后,工艺气流路径可以逆转方向,并且通过泵送区域往回去往源外壳的后侧,抽空出口可以布置在所述后侧。开口可以布置在涂覆处理区域125的侧处,使得开口内的工艺气流方向Z(侧路方向)可以基本上垂直于第一和第二主方向X、Y。

抽空分割单元150可以包括两个气体遮蔽板158和159,所述气体遮蔽板158和159布置成沿涂覆处理区域125的第一侧以及沿可以是与所述第一侧相对的涂覆处理区域的第二侧线性地延伸。工艺气体可以通过形成在气体遮蔽板158、159与源外壳的外侧壁之间的横向边缘区域而返回到气体遮蔽板158、159“后面的”后腔室侧。例如,第一气体遮蔽板158可以基本上平行于源外壳的第一外侧壁、以距所述第一外侧壁较近的距离延伸,并且第二气体遮蔽板159可以基本上平行于源外壳的与所述第一外侧壁相对的第二外侧壁、以距所述第二外侧壁较近的距离延伸。

可将多个开口152提供给每一个气体遮蔽板158、159,所述多个开口152在在涂覆处理区域125与泵送区域126的相应的区段之间形成工艺气流路径155。

与图2B中显示的实施例相对照,在图3B中显示的实施例中的实施例中,泵送区域中的工艺气流路径的主方向Y垂直于开口布置的延伸方向而延伸。因此,流动通过邻近开口的气体量朝向抽空出口140被平行地吸走,使得可以减小气体堵塞产生的可能性。

此外,在本文所描述的实施例中,在垂直地贯穿靠近开口152的泵送区域中的工艺气流路径的第一截面中的第一气体通量密度与在垂直地贯穿远离开口152的泵送区域中的工艺气流路径的第二截面中的第二气体通量密度可以基本上相同。在一些实施例中,在泵送区域126中的单独的开口152后面的气体通量密度可变化小于50%,特别是小于20%。可以提供均匀的抽吸效率。

可以在基板移动方向S上将抽空出口140布置在源外壳的后侧壁中的中心位置处。具体来说,在图3A中显示的截面(平行于后-前方向并且平行于基板移动方向S)中,第一组多个开口与居中定位的抽空出口140之间的第一距离可以基本上对应于在第二组多个开口与抽空出口140之间的第二距离。如本文中所用的术语“基本上”可以意味着在第一距离与第二距离之间的比率在0.8与1.2之间。

在本文中所公开的一些实施例中,抽空分割单元150固定到喷淋头组合件132的至少第一侧,并且特别固定到喷淋头组合件132的两个相对侧,并且至少部分地朝源外壳的敞开前侧122延伸,从而横向地约束涂覆处理区域125。如在图3A中显示,第一气体遮蔽板158固定到喷淋头132的左侧,并且朝敞开的前侧122突出到源外壳120的内部容积中,而第一组多个开口152可以在第一气体遮蔽板158的前边缘与源外壳120的接触表面129之间形成。类似地,第二气体遮蔽板159可以固定到喷淋头132的右侧,并且朝敞开的前侧122、平行于第一气体遮蔽板158而突出到源外壳120的内部容积中。第二组多个开口可以在第二气体遮蔽板159与源外壳120的接触表面之间形成。

在一些实施例中,至少一个气体遮蔽板的前边缘可能形成有凹陷(例如,多个槽),当前边缘抵靠源外壳120的接触表面129时,所述凹陷形成开口152。具体来说,气体遮蔽板158、159两者可以具有凹口的前边缘用于紧靠接触表面129,其中工艺气流路径在凹口的前边缘与接触表面之间形成。例如,气体遮蔽板可以设有凹口的铲状前边缘。

图4A显示根据实施例的用于涂覆可移动基板的沉积源400的详细截面图,其中截面穿过抽空分割单元150的闭合部分。图4B显示沉积源400的详细截面图,其中截面穿过抽空分割单元的开口152。沉积源400的配置与上文参考图3A和图3B解释的沉积源300的配置类似,使得可以参考上文解释(这里不再重复)。

沉积源400包括具有敞开的前侧122的源外壳120,所述敞开的前侧122设有开口,此开口用于在涂覆期间在基板移动方向S上移动柔性基板20经过所述开口。设有前开口的框架112可以固定到源外壳的主体的前侧,其中框架112的前侧可以弯曲或形成为圆形以确保源外壳与基板之间的近距离,所述基板可以固持在处理滚筒(未显示)的移动表面上。具体来说,处理滚筒的曲率可以对应于框架112的弯曲前侧的曲率。具体来说,在一些实现方式中,可以将多于一个沉积源安装到处理滚筒的那侧,以便以层堆叠涂覆基板,而需要防止从第一沉积源到邻近的沉积源中的气体流动。为了防止此类不需要的气体流动,框架112可以配置为气体分离框架,其中可以将基板20与框架112之间的狭缝设定得尽可能小。例如,框架112可以设有调节元件用于调节基板20与框架112之间的狭缝的宽度。此外,在一些实施例中,框架112可以设有抽吸通道用于连接到抽空装置,使得可以防止在单独的沉积源之间的工艺气流。

可以将石墨箔布置在框架112与源外壳的主体之间。

将具有喷淋头132的气体入口布置在源外壳120的后侧处,用于将工艺气体引入到源外壳120的涂覆处理区域125中。此外,也在基板移动方向S上的中心位置处的后腔室侧处布置用于将工艺气体从源外壳120的泵送区域126去除的抽空出口140。

具有两个气体遮蔽板158、159的抽空分割单元150布置在涂覆处理区域125与泵送区域126之间,每一个气体遮蔽板158、159布置成具有多个开口152,所述多个开口界定从涂覆处理区域125到泵送区域126中的工艺气流路径。

如图5A中详细地显示,气体遮蔽板158、159可以固定到喷淋头组合件132的两个相对侧以朝源外壳122的敞开的前侧122延伸,从而横向约束涂覆处理区域125。此外,气体遮蔽板158、159可以设有凹口的前边缘,其中形成多个开口152以在凹口的前边缘与源外壳120的接触表面129之间线性地延伸。

泵送区域126可以在由喷淋头组合件132和气体遮蔽板158、159构成的布置与源外壳120的外壁之间延伸。换句话说,泵送区域126可以至少部分地既位于气体遮蔽板158、159“后方”又位于喷淋头组合件132“上方”,而抽空出口140可以布置在喷淋头组合件132上方的中心位置处。此外,工艺气体可以基本上平行地(并且不是串联地)从相应的开口朝抽空出口140流动,使得可以有效地防止泵送区域中的气体堵塞。

沉积源400可以设有紧固元件113用于以气密方式将源外壳120直接或间接地附接到工艺腔室。例如,源外壳120可以在附接之后部分或完全地布置在工艺腔室中,使得可以通过将源外壳120附接到工艺固持腔室来形成待抽空的气密真空腔室布置。

在图5A、图5B和图6中显示可以在本文所描述的实施例中的一些实施例中使用的喷淋头组合件132的细节。喷淋头组合件132可以包括喷淋头回火件134用于预加热流过喷淋头组合件的工艺气体。喷淋头回火件134可以包括附接到(例如,焊接到)喷淋头组合件132的一个或多个表面的回火通道,所述回火通道可以与工艺气体接触。此外,喷淋头组合件132可以包括工艺气体输入通道137,以便用于将工艺气体引导到形成在覆盖板133与喷淋头底座139之间的喷淋头组合件132的气体分配容积中。在图6中详细地显示具有喷淋头回火件134的附接的回火线圈的喷淋头底座139。当覆盖板133接触喷淋头底座139时,可以间接地使覆盖板133回火。

喷淋头组合件可以由导热材料(例如,金属)制成或可包含热导材料。例如,喷淋头组合件可以由CuF制成,特别是由SF-CuF25制成,或可包含CuF,特别是包含SF-CuF25。

喷淋头底座139的主表面可以设有多个小孔,用于将工艺气体均匀地分配在涂覆处理区域125中。孔的直径可以在1mm到4mm范围内,特别是约2mm。替代地或附加地,邻近的孔之间的距离可以在10mm与50mm范围内,特别是约22mm。替代地或附加地,设有孔的喷淋头底座139的形状可以是矩形的。喷淋头组合件132的宽度可以在1m与2m之间的范围内,特别是约1.65,所述喷淋头组合件132的宽度可以基本上对应于涂覆处理区域125的宽度,所述涂覆处理区域125的宽度可以基本上对应于待涂覆的基板的宽度。喷淋头组合件132的长度(其可以基本上对应于涂覆处理区域125的长度)可以在0.1m与0.5m之间的范围内,特别是约0.22m。

孔能以如下方式布置在喷淋头组合件132中:每一个孔与垂直于喷淋头组合件的主表面的基板之间的直线分别在两条丝线162之间基本上居中地贯穿丝线组合件160。可以防止由于气流路径中的丝线162导致的气流异常。

在图5A中显示的实施例中,气体遮蔽板158、159固定到喷淋头组合件132的两侧。例如,气体遮蔽板可用螺钉紧固到喷淋头组合件132的从主表面以适当角度突出的板区段上。可以提供若干螺钉孔以允许高度调节。例如,喷淋头底座139的主表面与气体遮蔽板的前边缘之间的距离可以设定为60mm、80mm或100mm。例如,由气体遮蔽板158、159和喷淋头132形成的组合件可以形成伸长的U形遮蔽板,此伸长的U性遮蔽板将涂覆处理区域与泵送区域分离。在实施例中,泵送区域可以在所述组合件与源外壳的外侧和后壁之间延伸。

然而,在可以与本文所描述的其他实施例结合的一些实施例中,气体遮蔽板158、159可以与喷淋头组合件132的至少部分(例如,与喷淋头底座139)一体地形成。一体式设计允许从喷淋头回火件134到气体遮蔽板158、159的更好的导热性。在提供了喷淋头组合件与气体遮蔽板的一体式设计的一些实施例中,喷淋头底座的主表面与一体形成的气体遮蔽板的前边缘之间的距离可以是50mm、75mm或100mm。

图7是根据本文所描述的实施例的沉积源400的详细透视图。沉积源400包括矩形源外壳120,此矩形源外壳120在前侧具有用于气体分离的框架112。源外壳120可以朝诸如涂覆滚筒之类的基板支撑件突出到工艺腔室的内部容积中。

沉积源140可以包括允许HWCVD操作的加热丝组合件160。丝线驱动器167可以布置在源外壳120外部,用于为丝线组合件160的丝线供电或控制丝线组合件160的丝线。

抽空出口140位于源外壳120的后侧处用于抽空内部腔室容积。

在图8中的示意图中显示根据本文所描述的实施例的、用于涂覆可移动基板的沉积设备500。沉积设备500包括工艺腔室520、第一沉积源510和第二沉积源511。沉积源经由紧固元件113、以气密方式、通过沉积源至少部分地朝基板支撑件突出到工艺腔室520的内部容积中的方式直接或间接地附接到工艺腔室520。

基板支撑件可以提供为配置成绕旋转轴521旋转的涂覆滚筒522。基板支撑件可以设有基板引导表面,所述基板引导表面用于连续地移动柔性基板20经过沉积源的源外壳120或工艺外壳的敞开的前侧。

至少第一沉积源510可以配置为根据上述实施例中的一个实施例的沉积源100、200、300、400,从而可以参考上文解释和特征结构,这里不再重复。第一沉积源510的源外壳120可以:包括气体入口,用于将工艺气体引入到源外壳的涂覆处理区域中;抽空出口,用于将工艺气体从源外壳的泵送区域去除;以及抽空分割单元,布置在涂覆处理区域与泵送区域之间,所述抽空分割单元具有至少一个开口,特别是多个开口,所述开口界定从涂覆处理区域到泵送区域中的工艺气流路径。

在一些实施例中,气体入口与抽空出口两者都可以布置在源外壳120的后侧,所述后侧可以背离涂覆滚筒522。泵送区域可以由源外壳120的内部容积的两个侧区域构成,其中涂覆处理区域内的工艺气流路径的第一主方向X是与泵送区域内的工艺气流路径的第二主方向Y相反的方向。

流过抽空分割单元中的邻近开口的气体量可以在泵送区域内的第二主方向Y上平行地朝源外壳的后侧流动。可以在泵送区域的侧区域中确保基本上恒定的气体通量密度,使得可以防止气体堵塞。

在一些实施例中,可以提供预处理等离子体源523(例如,RF等离子体源),以便在移动基板20经过沉积源之前用等离子体处理所述基板。替代地或附加地,沉积设备500可以包括预加热单元529以加热柔性基板20。可以提供在处理基板之前加热基板的辐射加热器、电子束加热器或任何其他元件。

可以附加地提供能够确保在处理腔室520的多个部分之间的真空分离的间隙闸门524。基板20可以从第一滚轮528缠绕,并且可以通过多个中间辊子525被输送到涂覆滚筒522,基板在所述涂覆滚筒522处被涂覆。随后,可以通过进一步的中间辊子525将基板输送到第二滚轮526。另外,可以提供中间滚筒527。

根据进一步的方面,描述操作用于涂覆可移动基板的沉积设备的方法。在图9中显示用于说明所述方法的示例性流程图。所述方法可以利用根据本文所描述的实施例的沉积设备来执行。

在框602中,移动基板经过源外壳的敞开的前侧,同时将工艺气体引入到源外壳的涂覆处理区域中以涂覆正在被移动的基板。工艺气体遵循从涂覆处理区域、通过布置在涂覆处理区域与泵送区域之间的抽空分割单元的至少一个开口(特别是多个开口)而进入源外壳的泵送区域中的工艺气流路径。在框604中,例如使用诸如真空泵之类的抽空单元将工艺气体从泵送区域去除。

此方法可以进一步包括参考上述实施例来描述的活动中的一些或全部,并且这里不再对其进行重复。

根据本文所描述的实施例,提供如下沉积源和沉积设备:

1.一种用于涂覆可移动基板的沉积源,包含:源外壳,以可以在沉积期间移动基板经过所述源外壳的敞开的前侧的方式固定到工艺腔室;气体入口,用于将工艺气体引入到源外壳的涂覆处理区域中;抽空出口,用于将工艺气体从源外壳的泵送区域去除;以及抽空分割单元,布置在涂覆处理区域与泵送区域之间,所述抽空分割单元具有至少界定从涂覆处理区域到泵送区域中的工艺气流路径的至少一个开口。

2.上述沉积源,其中所述抽空分割单元具有界定工艺气流路径的至少一组多个开口。

3.上述沉积源中的任一个,其中所述至少一组多个开口以线性布置并排地布置。

4.上述沉积源中的任一个,其中泵送区域内的气体流动路径的主方向垂直于线性布置的延伸方向。

5.上述沉积源中的任一个,其中所述抽空分割单元在在涂覆处理区域的第一横向侧上具有第一组多个开口,并且在涂覆处理区域的第二横向侧上具有第二组多个开口,所述第二横向侧在基板移动方向上与所述第一横向侧相反。

6.上述沉积源中的任一个,其中在截面中,第一组多个开口与抽空出口之间的第一距离对应于第二组多个开口与抽空出口之间的第二距离。

7.上述沉积源中的任一个,其中涂覆处理区域内的工艺气流路径的第一主方向是与泵送区域内的工艺气流路径的第二主方向相反、尤其是垂直于开口内的工艺气流路径的第三主方向的方向。

8.上述沉积源中的任一个,其中气体入口和/或抽空出口布置在与开放的前侧相对的源外壳的后侧。

9.上述沉积源中的任一个,其中抽空分割单元设有至少一个气体遮蔽板。

10.上述沉积源中的任一个,其中第一气体遮蔽板经布置以沿涂覆处理区域的第一侧线性地延伸,并且第二气体遮蔽板经布置以沿涂覆处理区域的第二侧线性地延伸。

11.上述沉积源中的任一个,其中每一个气体遮蔽板都在涂覆处理区域与泵送区域之间提供至少一个开口、尤其是多个开口。

12.上述沉积源中的任一个,其中至少一个气体遮蔽板具有抵靠源外壳的接触表面的凹口的前边缘,其中工艺气流路径形成在所述凹口的前边缘与接触表面之间。

13.上述沉积源中的任一个,其中气体入口被提供为布置在与敞开的前侧相对的涂覆处理区域中的喷淋头组合件。

14.上述沉积源中的任一个,其中喷淋头组合件的至少部分将涂覆处理区域与泵送区域分离。

15.上述沉积源中的任一个,其中泵送区域的至少部分在喷淋头组合件与源外壳的后外壁之间延伸。

16.上述沉积源中的任一个,其中抽空分割单元至少部分地从源外壳的后侧朝源外壳的敞开的前侧延伸,从而横向地约束涂覆处理区域。

17.上述沉积源中的任一个,其中两个气体遮蔽板固定到喷淋头组合件的两个相对侧。

18.上述沉积源中的任一个,其中泵送区域的至少部分形成在气体遮蔽板与涂覆处理腔室的外侧壁之间。

19.上述沉积源中的任一个,其中至少一个气体遮蔽板与喷淋头组合件的至少部分一体地形成。

20.上述沉积源中的任一个,其中提供调节元件用于调节喷淋头组合件的主表面与抽空分割单元的至少一个开口之间的距离。

21.上述沉积源中的任一个,其中喷淋头组合件包括喷淋头回火件。

22.上述沉积源中的任一个,其中喷淋头回火包括件附接到喷淋头组合件的主表面的一个或多个回火通道或回火线圈。

23.上述沉积源中的任一个,其中源外壳具有基本上为矩形的形状。

24.上述沉积源中的任一个,其中源外壳的宽度在1m与2m之间的范围内,和/或其中源外壳的长度在0.2m与0.5m之间的范围内。

25.上述沉积源中的任一个,其经配置用于CVD操作。

26.以上实施例中的任一个,其经配置用于PECVD操作和/或HWCVD操作。

27.上述沉积源中的任一个,其中抽空分割单元具有大于10个且小于100个的开口,特别是具有大于20个且小于50个的开口。

28.上述沉积源中的任一个,其中提供两个气体遮蔽板,这两个气体遮蔽板平行于源外壳的外侧壁延伸。

29.上述沉积源中的任一个,所述沉积源设有机械弹簧和/或具有动力驱动以用于张紧丝线组合件的至少加热丝。

30.上述沉积源中的任一个,所述沉积源设有包含金属或由金属构成的喷淋头组合件。

31.上述沉积源中的任一个,所述沉积源设有包含CuF或由CuF构成的喷淋头组合件。

32.上述沉积源中的任一个,其中包含一条或多条加热丝的丝线组合件布置在涂覆处理区域中,特别是布置在喷淋头组合件与敞开的前侧之间。

33.上述沉积源中的任一个,其中使源外壳的开口前侧弯曲以允许移动弯曲的基板经过敞开的前侧。

34.上述沉积源中的任一个,其中源外壳包含主体和固定到主体前方的框架,其中使框架的前侧弯曲以允许移动弯曲的基板经过源外壳的敞开的前侧。

35.一种用于涂覆可移动基板的沉积设备,包含:源外壳,固定到设有基板支撑件的处理腔室,所述基板支撑件包含基板引导表面用于移动基板经过源外壳的敞开的前侧;气体入口,用于将工艺气体引入到源外壳的涂覆处理区域中;抽空出口,用于将工艺气体从源外壳的泵送区域去除;以及抽空分割单元,布置在涂覆处理区域与泵送区域之间,所述抽空分割单元具有界定从涂覆处理区域到泵送区域中的工艺气流路径的至少一个开口、特别是多个开口。

36.以上沉积设备,进一步包含连接到抽空出口的抽空单元,例如,真空泵。

37.以上沉积设备,进一步包含第二、第三或其他沉积源,并且源外壳连续地固定到涂覆腔室。

38.以上沉积设备,其中基板支撑件包括可旋转的涂覆滚筒。

39.以上沉积设备,其中源外壳的敞开的前侧的曲率适合于涂覆滚筒的基板引导表面的曲率。

40.以上沉积设备,进一步包含一个或多个间隙闸门,用于确保在工艺腔室的内部部分之间的真空分离。

41.以上沉积设备,进一步包含待涂覆的基板,所述待涂覆的基板经由涂覆滚筒的基板引导表面从工艺腔室内的第一滚轮朝第二滚轮延伸。

42.以上沉积设备,进一步包含提供为柔性基板的基板,例如,提供为卷材、箔或条带的基板。

43.以上沉积设备,进一步包含用于抽空处理腔室的一个或多个真空泵。

尽管前述内容涉及本实用新型的实施例,但可以设计其他和进一步的实施例而不偏离本实用新型的基本范围,并且本实用新型的范围由所附权利要求书确定。

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