专利名称：接触用于辊到辊薄膜沉积的柔性网片基材单侧的基材传送机构的制作方法
技术领域：
发明内容涉及柔性基材上的薄膜沉积，包括原子层沉积(ALD)。
背景技术：
2007年3月26日提交并以公开号US 2007/0224348 Al公布的美国专利申请11/691, 421 ( “’421申请”)描述用于ALD的系统和方法，其中柔性基材在由隔离区域分隔的第一和第二前体区域之间来回传送，在该隔离区域中注入惰性气体以防止来自前体区域的前体气体迁移，在此将其引入作为参考。2010年12月28日提交并以公开号2011 /0159204 Al公布的美国专利申请12/980, 234 ( “’234申请”)要求2009年12月29日提交的美国临时专利申请号61/290，826的优先权，在此将两者引入作为参考，描述一种自由基增强的ALD系统，其中单原子氧自由基由与第一前体气体，例如三甲基铝(TMA)非反应性的含氧化合物第二前体气体，例如CO2产生。在’ 234和’ 826申请的系统中，氧气自由基由第二种前体在上游位置产生并与第一前体区域分隔足够 的距离，使得氧自由基在迁移进入第一前体区域之前重组。在’421、’234和’826申请的某些实施方案中，基材可以沿着蛇行轨迹围绕沿着第一和第二前体区域间隔开的辊或其它转动导杆织造，如’421申请的
图1、2和4所示。这种蛇行轨迹构造导致随着基材穿过系统，基材的两侧与辊接触。本发明人已经认识到这种机械接触可能妨碍ALD工艺，因为其可能干扰化学吸附的前体或者导致涂层和/或下层基材机械破坏。这种破坏通常由于辊表面上的瑕疵或颗粒，或由基材表面上的表面缺陷，例如凸起；尖突，一般表面粗糙度或颗粒产生。当这种特征相接触时，薄的脆性氧化物膜可能破碎，损害其阻隔性能。’421申请描述多种转动导杆作为辊的替代方案。一种所述替代方案涉及利用沿网片边缘余量的开孔的星轮，如摄影胶片卷轴中那样。沿网片边缘与其接触的星轮或其它类似转动导杆可以排除与大部分网片表面的接触。本发明人已经认识到，当使用非常薄和宽的基材网片材料，如商业食品包装应用中常用的那样，其中常用聚合物网片约为大约1-4米宽和约12微米厚时，星轮和类似转动导杆可能难以实施或者经济学上不实用于实施。用于食品包装类别的薄的柔性聚合物网片基材材料具有低于约25微米(μπι)的厚度和大于约200 mm的宽度，或更厚的基材具有约25至200微米的厚度和大于约300 mm的宽度，当随着它们围绕转动导杆通过，基本沿其全部宽度得不到支撑时，它们可能凹陷、扭曲、起皱、拉伸或错送(misfeed)。在’421申请中描述的另一个替代方案中，转动导杆可以包括流体轴承(例如气体轴承)，其在通过流体轴承的轴承座圈中的小开孔喷射的前体气体和/或惰性气体的流体动态垫层上支撑基材。但是，流体轴承是复杂的，并且难以在实践中实施。附图简述
图1为说明用于柔性基材上的ALD的系统和方法的示意性剖视图，其中根据第一个实施方案，基材沿着螺旋形传送路径穿过反应室。图2为说明根据第二种实施方案的用于ALD的系统和方法的示意性剖视图，包括为最外的基材卷材提供三个前体区域的叠层排列的中间前体区域。图3为说明根据第三个实施方案的包括用于柔性基材上的ALD的等离子体基工艺的系统和方法的示意性剖视图。图4为说明根据第四个实施方案的使用五个区域叠层构造，用于柔性基材上的自由基增强ALD的系统和方法的示意性剖视图。优选实施方案的详细说明
根据图1，本公开内容的系统100包括在第一和第二前体区域110、112之间沿着螺旋形传送路径(或“螺旋形路径”)来回传送柔性网片基材106。在图1中说明的系统100中，插入前体区域110、112之间的隔离区域116含有惰性流体(例如吹扫气体)，以防止前体区域110、112中的前体混合 ，如’421申请中所述。惰性流体可以包括惰性液体，但是更优选主要由惰性气体，例如氮气(N2)或CO2组成。在使用时，将反应性的第一和第二前体气体(前体I和前体2)从第一和第二前体输送系统120、122引入各自的第一和第二前体区域110、112。前体输送系统120、122可以包括设置在前体区域110、112外面或内部的前体源容器(未示出)。另外或可选地，前体输送系统120、122可以包括配线(piping)、泵、阀门、储罐和其它将前体气体送入前体区域110、112的配套设备。类似地包括惰性气体输送系统126，以将惰性气体注入隔离区域116中。虽然输送系统120、122、126在图1的示意性视图中以产生横向气流的方式描绘，但是在一些实施方案中，输送系统120、122、126可以产生横穿基材106宽度的错流(cross-flow)，即与图1页面垂直的流。前体区域110、112和隔离区域116由外部反应室外壳或容器130划定和毗连。容器130被第一和第二分隔器(divider) 134,136分隔成为三个子腔，即第一前体腔150、第二前体腔152和惰性气体腔156。容器130可以包括将工艺空间与外界环境基本隔离的压力容器或真空容器。在其它实施方案中，容器130可以具有进口和出口通路，与其它工艺模块或设备连接。为基本防止由非吸附量的前体I和前体2在腔150、152、156之一中混合产生的非-ALD反应，系统100防止前体I从第一前体区域110迁移进入隔离区域116，并防止前体2从第二前体区域112迁移进入隔离区域116。穿过第一分隔器134的一系列第一通路160间隔开，容纳基材106的卷绕部分162，相应系列的第二通路164穿过第二分隔器136提供。优选通路160、164设置为限制区域110、112、116之间的气体流量，以避免或限制前体气体扩散进入共用区域。对于网片基材，通路160、164优选包括宽度略微大于基材106厚度(在图1中夸大)的狭缝和延伸进入图1平面的略微大于基材106宽度的长度(未示出)。通路160、164可以包括尺寸仅略微比通过它们的基材106的厚度和宽度更厚和更宽的狭缝，仅留下极少量的顶部空间和余量，以允许基材106从中穿过，而不刮擦通路160、164的侧边。例如，在某些实施方案中，顶部空间和余量可以介于微米和毫米之间。通路160、164也可以包括细长形通道，基材106从中穿过。这种狭缝和通道有时称为狭缝阀，但是并不使用实际运动的阀门。通路160、164排列和配置为使基材106在第一和第二前体区域110、112之间来回螺旋穿过多次，并且每次经过隔离区域116。隔离区域116因此优选借助于第一分隔器134与第一前体区域110分隔(虽然不完全)和借助于第二分隔器136与第二前体区域112分隔。在可选实施方案(未示出)中，取消隔离区域116的惰性气体腔156和分隔器134、136，使得隔离区域116主要由在前体区域110、112之间完全延伸的一系列长窄通路构成。在这种实施方案中，没有共用的惰性气体腔156连接通路，因此惰性气体直接注入第一和第二前体区域110、112的中间的通路，以帮助防止前体迁移和混合。该实施方案的隔离区域116将包括一个歧管或若干歧管，用于将惰性气体管线铺设至沿着通路侧边的喷嘴。一个或多个歧管将在毗连通路的反应室材料中形成，并且可以连接到沿着系统侧边或在系统末端的惰性气体输送系统。在ALD薄膜加工期间，从第一辊166退绕(unwind)基材106。第一辊166可以包括装载在系统100的放出(payout)轴(未示出)上的可拆卷筒(未示出)。基材106沿着由辊168 (或其它转动导杆)行进划定的螺旋线路径卷绕，用于朝向中心辊170或邻近最内部转动导杆172的内部卷取轴(未示出)汇集的多个循环(revolutions)。中心棍170也可以包括装载在内部卷取轴上的可拆卷筒(未示出)，其 中机械驱动使放出和/或卷取轴转动，以围绕中心辊170卷绕(或反向退绕)基材106。辊168可以为导辊(idler roller)或机械驱动，在这种情况下它们可以同时驱动。设置辊168，使得柔性基材106来回穿过第一和第二前体区域110、112多次，并且每次经过隔离区域116。因此，第一组辊174沿着第一前体区域HO对角设置，第二组辊176对角设置在与第一组辊174直接相对和镜面对称的第二前体区域112中。在一些实施方案中，第一和/或第二组辊设置在隔离区域内，或各组辊可以在前体和隔离区域之间分配。导辊179设置在隔离区域116中，邻近第一辊166，随着基材106从第一辊166退绕并围绕螺旋线路径卷绕在中心辊170上而卷取基材106。设置辊168的行进，使得仅基材106的第一个侧面180接触辊168，相对于第一个侧面180的基材106的第二个侧面或外部较大表面182基本不与辊168机械接触。换言之，柔性基材106被卷绕在螺旋形传送路径的内部，以防止外表面182与基材传送机构(即辊168)机械接触并破坏外部较大表面182上形成的薄膜。薄膜也可以沉积在基材106的第一个侧面180上，但是由于第一个侧面180与辊168接触而品质较差。在基材106围绕螺旋线路径的各旋转期间，其顺序暴露于第一前体区域110、隔离区域116和第二前体区域112，由此完成一个ALD循环，然后再次暴露于隔离区域116为下一个旋转和下一个ALD循环作准备。在图1中示出的方案中，各前体区域110、112中的停留时间根据各旋转随着在螺旋线路径中的连续辊168之间的基材106横跨的距离减小而变化。ALD循环的数目由围绕螺旋线路径的基材106产生的旋转数目和沿着螺旋线路径横跨的前体区域总数决定，如以下根据图2描述的。当沿着辊168的转动轴观察系统100和卷绕的基材106时，如图1中示意性示出的，螺旋线路径类似于螺旋角(spirangle)，即螺旋形基本上由直线段而不是连续曲线构成。图1的矩形螺旋角由连续辊168之间的一组直线网片部分形成，网片部分连续排列集中至中心辊170。在其它实施方案中，螺旋线路径可以为不同于矩形的各种其它多边形的形状。在任何情况下，尽管各前体区域110、112中的停留时间可以根据各循环显著不同，由于ALD的饱和特性，可以生长一致厚度的均匀和高质量薄膜，条件是根据基材106的最内部旋转的最短停留时间的前体计量和吹扫暴露时间足以提供所需的计量和吹扫。螺旋形构造也适合双程工艺的构思，其中中心辊170起“临时”中心的作用。在这种工艺中，起始基材的第一辊166装载在螺旋形传送路径之外的位置处的放出轴上，例如在装载闭锁装置(未示出)中或邻近大气压-真空导孔(feedthough)(图4)。作为排气反应室或容器130的替代，装载闭锁装置或大气压-真空导孔408可以安装在容器130之夕卜，用于大气压至真空升级(staging)。一种合适的大气压-真空导孔由Auburn Hills,Ml的Energy Conversion Devices Inc.制造。可以使用网片的“导向器”,其与中心棍170保持连接，并匹配在系统100中用于多个基材涂层运行。起始基材材料的各新卷连接到装载闭锁装置中的导向器，然后卷绕进入螺旋形传送路径并卷绕到中心辊170上，之后反转传送方向将基材106馈送出系统100并馈送到第一辊166上。基材106然后通过辊168的行进卷绕到中心辊170上，然后使传送方向反向，使得基材106重新卷绕回第一辊166上，提供两次完整通过成套系统100。因此，随着基材106被卷入系统100以及退回来施加薄膜涂层，由此实现双程工艺。通过使用导向器网片，装载新的基材辊被简化，利用相同的ALD循环数充分涂布了所有新基材材料的引导端，减少了浪费。当然，第一辊166的基材的尾端不能获得充分涂布，因为尾端与第一辊166的卷轴保持连接，并且不能完成完整的围绕螺旋线路径通过系统100的转数。为了脱气、洗涤或去除邻近基材106的水蒸汽，随着基材106进入并围绕螺旋线路径从第一辊166传送至中心辊170，一些实施方案可以在前体区域110、112中没有任何前体气体下，即前体输送系统120、122失效下卷绕基材106。将基材106脱气并卷绕到中心辊170上之后，使前体输送系统120、122再活化，分别将前体I和2注入前体区域110、112中。当将前体I和2引入前体区域110、112中时，传送方向反转，基材106被输送退出系统100和输送到第一辊166上，由此完成单程工艺。导向器可以由减少涂料在导向器上堆积的特殊材料构成或涂布。特别地，导向器可以由包括氟，例如PTFE (TEFLON )的材料构成或涂布，所述材料已被证明能防止许多工艺化学过程的ALD薄膜成核作用。含有硅氧烷或其它疏水性材料，或防止羟基形成或ALD前体化学吸附的材料的导向器材料或导向器涂料材料也可以用于减少或防止涂料在导向器上堆积。
图2说明根据另一个实施方案的用于涂布基材206的系统200。系统200包括第一和第二前体区域210、212，和其间设置的第三前体区域214。因此，系统200提供由隔离区域216和218分隔的三个前体区域210、212、214的叠层布置。在使用时，将反应性的第一、第二和第三前体气体(前体1、前体2和前体3)从相应的第一、第二和第三前体输送系统220、222、224中引入各第一、第二和第三前体区域210、212、214。前体1_3可以为相同或不同的前体气体，能够为最外基材卷材263的各旋转产生超过一个ALD循环。如图1的系统100中，系统200包括沿着第一前体区域210对角设置的第一组辊274。第二组辊276 (任选)分为在第二前体区域212中对角设置的一组较大-部分棍(major-portion rollers)277和一组在第三前体区域214中设置的一组较小-部分棍(minor-portion rollers)278。较大部分辊277形成从第一至第二前体区域210和212跨越并贯穿第三前体区域214的外部较大螺旋形部分284，由此促进每次旋转，各最外部分263上的多个ALD循环。较小部分辊278形成内部小螺旋部分286，使得最内部基材部分288通过前体区域的子集(subset)，例如第一和第三前体区域210和214 (而不是第二前体区域212)。小螺旋部分286因此促进暴露于I个ALD循环/每个最内部基材部分288的最内部旋转。在一些实施方案中(未证明)，较小部分辊也可以设置在第二前体区域212之内，以基于每个基材旋转产生多个ALD循环。另外，在一些实施方案中，也可以使用大量中间前体。图3说明根据另一个实施方案的用于在基材306上沉积薄膜的薄膜沉积系统300，使用’ 826和’ 234申请中描述的等离子体基工艺类别，其中使用氧自由基或其它自由基作为共反应物前体。在一个自由基增强的ALD构造中，在第一和第二前体区域310、312中引入TMA,以足以实现压差略微高于前体区域310、312的流速将CO2注入隔离区域316中，以防止TMA前体迁移进入隔离区域316。为产生与基材306的外部较大表面382处化学吸附的TMA分子反应的氧自由基，在邻近基材306的隔离区域316中产生等离子体390。等离子体390由距第一和第二前体区域310、312足够距离位置处的自由基产生器394产生，使得氧自由基在可能迁移进入前体区域310、312之前发生重组。在一些利用自由基产生器394的实施方案中，外部较大表面382在每次移动通过一个或多个隔离和前体区域316、310和312期间暴露于气体自由基物质。在一些实施方案中，自由基也可以被活性自由基钝化装置398例如促进钝化的蒸汽物质钝化，或通过使用将与自由基反应而捕获或钝化它们的材料，例如吸收剂或催化剂来钝化。在其中将TMA引入第一和第二前体区域310、312以及氧等离子体由隔离区域316中的惰性气体产生的系统中，各旋转产生两个ALD循环。在TMA和由CO2等离子体产生氧自由基(0.)的情况下，沉积Al2O3的薄膜。在其它实施方案中，自由基可以引入前体区域的任何一个中。当使用等离子体增强技术(例如使用氧自由基作为隔离区域316中的共反应物以及在两个前体区域310、312中使用TMA前体)时，各ALD循环将大约两埃(A)的薄膜沉积到基材306上，使得一个基材旋转在基材306上产生大约4A的材料沉积。当将基材从放出辊退绕到中心辊上时，具有八个旋转的构造(未示出)将产生32A的薄膜沉积，当基材反转并卷绕回放出辊上时，产 生另一个32A的薄膜，总共产生大约64A的薄膜，对于为食品包装应用提供阻隔层性能而言，这是足够的厚度。对于大约1-4米宽和大约12微米厚的聚合物网片而言，由在此描述的辊到辊ALD系统和方法沉积的薄膜可以用于商业食品包装应用。也可以使用厚度低于约25微米(μπι)和宽度大于约200 mm的用于食品包装的薄的柔性聚合物网片基材材料，或厚度为25至200微米和宽度大于300 mm的更厚的基材。由在此描述的辊到辊ALD方法沉积的薄膜仅在基材的一侧上具有辊接触，具有大约60A的厚度，当在90%相对湿度和38摄氏温度下测量时，预期显示比0.5 g/m2/天更好(更小)的WVTR0实施例1
Al2O3在PET基材材料上的沉积:
I.基材宽度:约3米。2.基材厚度:12至25微米。3.基材温度:室温Γ20 )至120°C。
4.第一前体区域:TMA 在 0.002 至 0.050 Torr TMA 分压下。5.第二前体区域:由CO2或N2和O2的混合物产生的含氧等离子体，总标称压力为
1.2 Torr06.前体暴露:在各旋转时，基材在各等离子体和含TMA的前体区域之内移动5 cm至 500 cm。7.网片速率:0.5 至 10 m/s。8.预期的薄膜生长速率:1.5至2.0A/每ALD加工周期(每旋转)。9.转数:10次/每程(放出和重卷各10次)。10.预期的总涂膜厚度:3_4 nm (双程的总和)。未接触面上的涂层预计具有低于0.5 g/m2/天@ 38°C，90%相对湿度的WVTR。在理想条件下，WVTR可以在0.1 g/m2/天之下。虽然可以涂布直接接触辊的表面，但是由于机械损坏，不能预期提供相对于未接触的表面显著的阻隔作用。
实施例1的替代构造:对于以上段落
和
中描述的系统，使用所述的双程，预期涂层生长速率为3-4A的Al2O3/旋转，产生约6 nm的总厚度。未接触面上的涂层预计具有低于0.5 g/m2/天@ 38°C, 90%相对湿度的WVTR。在理想条件下，WVTR可以在0.1g/m2/天之下。虽然可以涂布直接接触辊的表面，但是由于机械损坏，不能预期提供相对于未接触的表面显著的阻隔作用。实施例2
Al2O3高阻隔膜在PEN基材材料上的沉积:
I.基材宽度:约2米。2.基材厚度:50-150微米。3.基材温度:室温( 20°C )至200°C。4.第一前体区域:TMA 在 0.002 至 0.050 Torr TMA 分压下。5.第二前体区域:TMA 在 0.002 至 0.050 Torr TMA 分压下。6.隔离区域:由CO2或N2和O2的混合物产生的含氧等离子体，总标称压力为1.2Torr06.前体暴露:在各旋转时，基材在各等离子体和含TMA的前体区域之内移动5 cm至 500 cm。7.网片速率:0.I 至 5 m/s ο8.预期的薄膜生长速率:1.5至2.0A/每ALD加工周期(3_4A/每旋转)。9.转数:25次/每程(放出和重卷各25次)。10.预期的总涂膜厚度:约18 nm (双程的总和)。未接触面上的涂层预计具有低于0.01 g/m2/天@ 38°C, 90%相对湿度的WVTR。在理想条件下，WVTR可以在0.001 g/m2/天之下。虽然可以涂布直接接触辊的表面，但是由于机械损坏，不能预期提供相对于未接触的表面显著的阻隔作用。图4说明根据另一个自由基增强ALD实施方案的用于在基材406上沉积薄膜的系统400。系统400包括先前讨论的大气压-真空导孔408，以及第一、第二和第三前体区域410、412、414，在第一和第三前体区域410和414之间插入的第一隔离区域416，在第二和第三前体区域412和414之间插入的第二隔离区域418。当使用系统400时，反应性的第一、第二和第三前体气体(前体1、前体2和前体3)从第一、第二和第三前体输送系统420、422、424引入到各第一、第二和第三前体区域410、412、414中。惰性气体从各惰性气体输送系统426和428引入到第一和第二隔离区域416和418中。如先前提及的，气体可以以流经柔性基材宽度，垂直于页面的方向注入或引入各个区域中。前体区域410、412、414和隔离区域416、418由外部反应室或容器430以及中心辊外壳或中央室432划定和毗连。四个分隔器434、436、438、440将容器430划分成为五个室。第一和第二前体室450、452各自为连续室；但是，分隔器436和438连同中心辊外壳的内部布置将第三前体室分隔成为一对子室或部分，即部分454A和454B。惰性气体室也分别类似地分为部分456A、456B和部分458A、458B。“A”和“B”部分可以通过管道连通连接。前体1-3可以为相同或不同的前体气体。当将金属形成前体(例如TMA)引入第一、第二和第三前体区域410、412、414和氧等离子体490由第一和第二隔离区域416、418中的惰性气体借助于自由基产生器494产生时，基材406围绕螺旋线路径的各旋转产生四个ALD循环，改善了整体加工时间。如同先前提及的实施方案一样，附加的区域是可能的。
·
对于本领域技术人员显而易见的是在不脱离本发明的基本原则的基础上，可以对上述实施方案的细节做出许多改变。因此本发明的范围应仅由以下权利要求决定。
权利要求
1.用于在柔性基材上沉积薄膜的系统，包括: 第一前体区域，当使用系统时在其中引入第一前体气体； 第二前体区域，当使用系统时在其中引入第二前体气体； 第一和第二前体区域之间插入的隔离区域，当使用系统时在其中引入惰性气体；和 基材传送机构，用于在第一和第二前体区域之间沿着螺旋形传送路径将柔性基材来回往复传送多次以及每次通过所述隔离区域，包括: 沿着第一前体区域间隔开的多个第一转动导杆， 沿着第二前体区域间隔开的多个第二转动导杆，设置第一和第二转动导杆用于将所述柔性基材导入螺旋形构造中，以及 邻近最内部转动导杆和设置成用于在螺旋形传送路径内部卷绕所述柔性基材的卷取轴，以由此防止所述柔性基材的外表面与基材传送机构机械接触以及破坏所述柔性基材外表面上形成的所述薄膜。
2.权利要求1的系统，进一步包括接近于螺旋形传送路径的用于在第一前体区域、第二前体区域和隔离区域的至少一个内产生气体自由基物质的自由基产生器，由此促进所述柔性基材暴露于所述气体自由基物质。
3.权利要求1的系统，进一步包括第三前体区域，当使用系统时在其中引入第三前体气体，该第三前体区域插入第一和第二前体区域之间，和其中所述隔离区域包括在第一和第三前体区域之间插入的第一隔离区 域，和在第二和第三前体区域之间插入的第二隔离区域，其中至少一部分螺旋形传送路径延伸进入第三前体区域。
4.权利要求3的系统，进一步包括第一和第二隔离区域的每一个内的自由基产生器。
5.权利要求2或4任一项的系统，其中所述自由基产生器包括等离子体产生器。
6.权利要求2、4或5任一项的系统，进一步包括活性自由基钝化装置。
7.在前权利要求任一项的系统，进一步包括导向器，其具有与所述卷取轴连接的第一端部，设置成在所述螺旋形传送路径边缘处与所述柔性基材连接的相对端部，和沿着所述螺旋形传送路径围绕所述转动导杆卷绕的中间部分。
8.权利要求7的系统，其中所述导向器由防止导向器上的ALD膜成核作用或者防止羟基形成或ALD前体在所述导向器上化学吸附的材料构成或涂布。
9.权利要求7或8任一项的系统,其中所述导向器由选自含氟材料、含娃氧烧材料、疏水性材料及其组合的材料构成或涂布。
10.在前权利要求任一项的系统，其中所述柔性基材具有大于200mm的宽度和低于约25微米的厚度。
11.权利要求10的系统，其中所述柔性基材具有约I米至约4米的宽度。
12.在前权利要求任一项的系统，其中各第一和第二转动导杆包括棍。
13.在前权利要求任一项的系统，其中所述基材传送机构进一步包括用于将所述柔性基材从位于所述螺旋形传送路径边缘的辊放出的放出轴。
14.用于在柔性基材上沉积薄膜的方法，包括: 将第一前体气体引入第一前体区域中； 将第二前体气体引入与第一前体区域间隔开的第二前体区域中； 将惰性气体引入第一和第二前体区域之间的隔离区域中；和沿着由转动导杆行进划定的螺旋形传送路径引导柔性基材，所述转动导杆朝向基材围绕其卷绕的内部卷取轴汇集，所述螺旋形传送路径使得所述柔性基材来回通过第一和第二前体区域传送多次并且每次经过所述隔离区域，同时一部分第一前体气体在所述柔性基材传送通过第一前体区域期间吸附于所述柔性基材的外部较大表面，以及在随后传送通过第二前体区域期间，第二前体气体与在所述柔性基材的外部较大表面处吸附的第一前体反应，由此在不与所述转动导杆机械接触的外部较大表面上沉积薄膜。
15.权利要求14的方法，进一步包括将第三前体气体引入第一和第二前体区域之间插入的第三前体区域中，和其中所述隔离区域包括插入第一和第三前体区域之间的第一隔离区域，以及插入第二和第三前体区域之间的第二隔离区域。
16.权利要求15的方法，其中引导所述柔性基材包括沿着在第一和第二前体区域之间横跨和延伸经过第一和第二隔离区域的螺旋形传送路径的外部较大部分引导所述柔性基材，然后沿着外部较大部分内的螺旋形传送路径的内部较小部分引导，该内部较小部分横跨第一和第三前体区域并延伸经过第一隔离区域。
17.权利要求14至16任一项的方法，进一步包括在各个经过一个或多个隔离和前体区域传送期间，使外部较大表面暴露于气体自由基物质。
18.权利要求17的方法，其中所述气体自由基物质包括含氧自由基。
19.权利要求17或 18任一项的方法，进一步包括用活性自由基钝化装置钝化所述气体自由基物质。
20.权利要求14至19任一项的方法，由此在所述外部较大表面上形成的薄膜包括水蒸汽透过速率低于5.0X ICT1 g/m2/天的阻隔层。
21.权利要求14至20任一项的方法，进一步包括将所述柔性基材与导向器连接，该导向器具有与所述卷取轴连接的第一端部，设置成在所述螺旋形传送路径边缘处与所述柔性基材连接的相对端部，和沿着所述螺旋形传送路径通过所述转动导杆的中间部分。
22.权利要求14至21任一项的方法，其中所述柔性基材具有大于200mm的宽度和低于约25微米的厚度。
23.权利要求22的方法，其中所述柔性基材具有约I米至约4米的宽度。
24.权利要求14至23任一项的方法，进一步包括将所述柔性基材从位于所述螺旋形传送路径边缘的放出轴退绕。
25.权利要求14至24任一项的方法，进一步包括反转所述柔性基材的传送方向，以实现双程工艺。
全文摘要
用于在柔性基材(106、206、306、406)上沉积薄膜的系统(100、200、300、400)和方法，包括沿着螺旋形传送路径，在分隔的第一和第二前体区域(110、112、210、212、310、312、410、412)之间，用基材传送机构(166、168、170、266、270、274、276、366、370、466、470)来回引导柔性基材，使得基材传送经过第一和第二前体区域多次并且每次经过中间隔离区域(116、216、316、416)，而不与基材的外表面(182、382)机械接触，由此防止外表面上沉积的薄膜机械损坏，这样可以改善薄膜的阻隔层性能。
文档编号C23C16/44GK103119198SQ201180035854
公开日2013年5月22日 申请日期2011年7月22日 优先权日2010年7月23日
发明者E.R.迪基 申请人:莲花应用技术有限责任公司