用于涂覆多孔基底的表面的设备和方法与流程

本发明涉及用于涂覆多孔基底的表面的设备和方法。

本申请要求基于2017年7月12日提交的韩国专利申请第10-2017-0088402号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术：

作为在基底上形成膜的方法，存在例如原子层沉积法。

原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)是用于基于顺序使用通常为气相的化学物质在基底上形成膜的技术，其被应用于各种领域。

图1是示出一般的原子层沉积设备1的示意图，并且特别地示出了空间分区型(spatialdivisiontype)原子层沉积设备1。

原子层沉积设备1包括具有复数个供应口11、12、13的气体分配板10和用于输送基底20的输送装置。气体分配板10具有用于将一种或更多种前体气体(前体a、前体b)(也称为“源气体”)供应到基底20上的前体气体供应口11、前体气体供应口12和用于供应吹扫气体的吹扫气体供应口13。

此外，原子层沉积法由于其高的可涂覆性有利于多孔基底中的孔的表面涂覆。然而，当多孔基底变厚时，将源气体供应到孔中并使其扩散，以及反应性副产物的吹扫和除去不顺利，并因此均匀涂覆变得困难。

具体地，根据多孔基底的孔尺寸、纵横比或表面特性，气体供应或扩散到孔中可能不顺利，并因此可能沿多孔基底的深度方向(厚度方向)发生沉积厚度和组成的不均匀。

技术实现要素：

技术问题

本发明要解决的问题是提供可以均匀地涂覆多孔基底的表面的用于涂覆多孔基底的表面的设备和方法。

技术方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了用于涂覆具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的多孔基底的表面的设备，所述设备包括：用于将源气体供应至多孔基底的第一表面的第一供应部；用于产生在多孔基底内部的在从多孔基底的第一表面朝向第二表面的方向上的流动流的第一泵送部；用于将源气体供应至多孔基底的第二表面的第二供应部；用于产生在多孔基底内部的在从多孔基底的第二表面朝向第一表面的方向上的流动流的第二泵送部；和用于输送基底的基底载体。

此外，第一供应部和第一泵送部可以被设置成基于基底面向彼此。

此外，第二供应部和第二泵送部可以被设置成基于基底面向彼此。

此外，第一供应部和第二泵送部可以沿基底的输送方向依次设置成面向基底的第一表面侧。

此外，第一泵送部和第二供应部可以沿基底的输送方向依次设置成面向基底的第二表面侧。

此外，第一供应部和第二供应部可以沿基底的输送方向依次布置，以及第一泵送部和第二泵送部可以沿基底的输送方向依次布置。

此外，第一泵送部和第二泵送部可以被设置成形成具有相同压力的流动流。

此外，第一泵送部和第二泵送部可以被设置成形成具有不同压力的流动流。

此外，基底载体可以在至少一些区域中具有用于使流动流通过的一个或更多个开口。

此外，基底载体可以被设置成在通过第一供应部和第二供应部时连续地输送基底。

或者，基底载体可以被设置成在通过第一供应部和第二供应部时不连续地输送基底。

此外，所述设备还可以包括用于使通过第一供应部的基底的第一表面和第二表面反转的基底反转部。

此时，第一供应部和第二供应部可以沿基底的输送方向依次设置在基底的上部或下部上，以及第一泵送部和第二泵送部可以沿基底的输送方向依次设置在基底的上部或下部中的另一者上。

此外，根据本发明的又一个方面，提供了用于通过在具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的多孔基底中的孔内部产生流动流来涂覆多孔基底的表面的方法，该方法包括以下步骤：输送多孔基底；在从多孔基底的第一表面朝向第二表面的方向上供应源气体并使其扩散，并在反应之后除去反应性副产物和剩余的源；以及在从多孔基底的第二表面朝向第一表面的方向上供应源气体并使其扩散，并在反应之后除去反应性副产物和剩余的源。

有益效果

如上所述，与本发明的至少一个实施方案有关的用于涂覆多孔基底的表面的设备和方法具有以下效果。

通过使源气体被供应的方向和形成在多孔基底内部的流动流方向沿多孔基底的输送方向顺序地通过不同空间，在多孔基底的两个表面上顺利地进行源气体的供应和扩散，从而可以改善沉积厚度和组成的不均匀。

此外，可以任选地控制多孔基底的两个表面(前表面、后表面)上的沉积程度。

附图说明

图1是示出一般的原子层沉积设备的示意图。

图2是示出与本发明的第一实施方案有关的多孔基底的表面涂覆设备的示意图。

图3是示出与本发明的第二实施方案有关的多孔基底的表面涂覆设备的示意图。

图4是图3中的部分a的放大图。

图5是图3中的部分b的放大图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的一个实施方案的用于涂覆多孔基底的表面的设备和方法。

另外，无论附图标记如何，相同或相似的附图标记被给予相同或相应的部件，将省略多余的说明，并且为了便于说明，所示的每个构成构件的尺寸和形状可以放大或缩小。

在本文件中，多孔基底的表面涂覆设备(在下文中，也称为“涂覆设备”)可以为原子层沉积设备，但不限于此，其也可以应用于其中通过形成流动流来进行涂覆的各种沉积方法，例如化学气相沉积、分子层沉积、或通过其组合的沉积。

图2是示出与本发明的第一实施方案有关的多孔基底的表面涂覆设备100的示意图。

涂覆设备100是用于涂覆具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的多孔基底的表面的设备，所述设备包括：用于将源气体供应至多孔基底20的第一表面的源气体供应部110和用于产生在多孔基底内部(孔，121)的在从多孔基底120的第一表面朝向第二表面的方向上的流动流的源气体泵送部130。

因此，朝向多孔基底120的第一表面侧注入源气体，同时通过源气体泵送部130在多孔基底120的孔中产生从第一表面侧流向第二表面侧的流动流，从而源气体注入和扩散到多孔基底120的内部中是顺利的。

图3是示出与本发明的第二实施方案有关的多孔基底的表面涂覆设备200的示意图，图4是图3中的部分a的放大图，图5是图3中的部分b的放大图。

与第二实施方案有关的涂覆设备200是用于涂覆具有第一表面(例如前表面)和与第一表面相对的第二表面(例如后表面)的多孔基底的表面的设备。

涂覆设备200包括用于将源气体供应至多孔基底200的第一表面的第一供应部211和用于产生在多孔基底220内部的在从多孔基底220的第一表面朝向第二表面的方向上的流动流的第一泵送部231。

涂覆设备200还包括用于将源气体供应至多孔基底220的第二表面的第二供应部212和用于产生在多孔基底220内部的在从多孔基底220的第二表面朝向第一表面的方向上的流动流的第二泵送部232。

涂覆设备200还包括用于输送基底220的基底载体(未示出)。此时，基底载体在至少一些区域中具有用于使流动流通过的一个或更多个开口。例如，基底载体也可以被配置成具有预定开口率的网或格栅的形式。或者，基底载体也可以以辊对辊方式配置以包括复数个导辊。在这样的结构中，为了形成用于使流动流通过的开口，辊对辊设备也可以被配置成在宽度方向上支承基底的两个侧边缘。

另一方面，基于图3，可以将设置有第一泵送部231和第二供应部212的区域称为基底220的上部，可以将设置有第一供应部211和第二泵送部232的区域称为基底220的下部。

第一供应部211和第二供应部212被设置成将源气体注入到基底上，第一供应部211和第二供应部212包括一个或更多个源气体(源a、源b)注入口和吹扫气体注入口。

具体地，每个供应部(211、212)可以包括预处理气体注入口、源气体注入口和吹扫气体注入口。例如，在供应部中，可以布置预处理气体注入口、第一前体(源a)注入口、吹扫气体注入口、第二前体(源b)注入口和吹扫气体注入口。另外，预处理气体注入口可以具有复数个不同的气体注入口。此外，可以通过预处理气体注入口供应等离子体或有机蒸气。

另外，第一供应部211和第一泵送部231可以被设置成基于基底220面向彼此。例如，当通过第一供应部211将源气体注入至基底的第一表面侧时，第一泵送部231在多孔基底内部的孔221中产生从第一表面流向第二表面的流动流，从而可以在孔内部实现涂覆。

此外，第二供应部212和第二泵送部232可以被设置成基于基底面向彼此。例如，当通过第二供应部212将源气体注入至基底220的第二表面侧时，第二泵送部232在多孔基底内部的孔221中产生从第二表面流向第一表面的流动流，从而可以在孔内部实现涂覆。

此外，第一供应部211和第二泵送部232可以沿基底220的输送方向依次设置成面向基底的第一表面侧(例如基底的下部)，第一泵送部231和第二供应部212可以沿基底220的输送方向依次设置成面向基底的第二表面侧(例如基底的上部)。

另外，第一供应部211和第二供应部212可以沿基底的输送方向依次布置，例如第一供应部211可以设置在基底的下部上，第二供应部212可以设置在基底的上部上，并且反之亦然。此外，第一泵送部231和第二泵送部232可以沿基底的输送方向依次布置，例如第一泵送部231可以设置在基底的上部上，第二泵送部232可以设置在基底的下部上，并且反之亦然。

参照图3至图5，通过使源气体被供应的方向和形成在多孔基底内部的流动流方向(参见图4和图5中的箭头)沿多孔基底220的输送方向顺序地通过不同空间，在多孔基底200的两个表面(第一表面和第二表面)上顺利地进行源气体的供应和扩散。

另一方面，第一泵送部231和第二泵送部232可以被设置成形成具有相同压力的流动流。或者，第一泵送部231和第二泵送部232也可以被设置成形成具有不同压力的流动流。因此，可以任选地控制多孔基底220在两个表面(前表面、后表面)上的沉积程度。

基底载体还可以被设置成输送连续基底。连续基底可以为网。

虽然到目前为止，已经说明了其中供应部和泵送部被布置成使得施加至多孔基底220的流动流的方向在多孔基底220的行进期间交叉的实例，但本发明不限于这样的方式。

基底载体还可以被设置成输送不连续基底。不连续基底可以为晶片或玻璃。此时，涂覆设备200还可以包括用于使通过第一供应部211的基底的第一表面和第二表面反转的基底反转部(未示出)。

此时，第一供应部211和第二供应部212可以沿基底的输送方向依次设置在基底的上部或下部上。例如，第一供应部211和第二供应部212可以同时设置在基底的上部上或下部上。

类似地，第一泵送部231和第二泵送部232可以沿基底20的输送方向依次设置在基底的上部或下部的另一者上。

例如，第一泵送部231和第二泵送部232可以同时设置在基底220的上部上或下部上。当然，当第一供应部211和第二供应部212设置在基底220的上部上时，第一泵送部231和第二泵送部232可以设置在基底220的下部上。

另外，第一供应部211和第一泵送部231可以被布置成基于基底220面向彼此，第二供应部212和第二泵送部232可以被布置成基于基底220面向彼此。

使用具有上述结构的涂覆设备200的涂覆方法如下。

涂覆方法是用于通过在具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的多孔基底中的孔内部产生流动流来涂覆多孔基底的表面的方法，所述方法包括以下步骤：输送多孔基底；在从多孔基底的第一表面朝向第二表面的方向上供应源气体并使其扩散，并在反应之后除去反应性副产物和剩余的源；以及在从多孔基底的第二表面朝向第一表面的方向上供应源气体并使其扩散，并在反应之后除去反应性副产物和剩余的源。

例如，多孔基底的表面涂覆方法是用于涂覆具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的多孔基底的表面的方法，所述方法包括以下步骤：输送多孔基底；将源气体供应至多孔基底的第一表面并使其扩散；以及产生在多孔基底内部的在从多孔基底的第一表面朝向第二表面的方向上的流动流。

此外，该方法包括以下步骤：将源气体供应至多孔基底的第二表面并使其扩散；以及产生在多孔基底内部的在从多孔基底的第二表面朝向第一表面的方向上的流动流。

如上所述的本发明的优选实施方案是出于示例性目的而公开的，其中本发明的本领域普通技术人员可以在本发明的构思和范围内做出各种修正、修改和添加，并且这样的修正、修改和添加应被认为落入所附权利要求的范围内。

工业适用性

根据与本发明的至少一个实施方案有关的多孔基底的表面涂覆设备和方法，源气体的供应和扩散在多孔基底的两个表面上顺利地进行，从而可以改善沉积厚度和组成的不均匀。