用于沉积蒸镀材料的沉积源、沉积设备及其方法与流程

本公开内容的实施方式涉及蒸镀源，特别是用于金属或金属合金的蒸镀源，以及用于在基板、特别是柔性基板上沉积一个或多个层的沉积设备。特别地，本公开内容的实施方式涉及用于用一个或多个层涂覆基板以例如用于薄膜太阳能电池生产、柔性显示器生产或薄膜电池生产的设备。更特别地，本公开内容的实施方式涉及用于在卷对卷(roll-to-roll,r2r)工艺中涂覆柔性基板的设备和方法。特定地，本公开内容的实施方式涉及一种具有蒸镀源的沉积设备，该蒸镀源具有改善的层均匀性和改善的沉积效率。另外，本公开内容的实施方式涉及操作蒸镀源的方法和操作具有蒸镀源的沉积设备的方法。

背景技术：

1、在柔性基板上沉积薄层是用于许多应用的生产工艺。柔性基板在柔性基板涂覆设备的一个或多个腔室中进行涂覆。柔性基板(诸如由塑料或预涂覆纸制成的箔)在辊或滚筒上被引导并以此方式经过沉积材料源。涂覆基板的可能应用的范围是从为包装行业提供涂覆箔到为柔性电子器件和先进技术应用(诸如智能电话、平板tv和太阳能电池板)沉积薄膜。

2、可使用不同沉积工艺以获得具有期望性质的层。例如，在热蒸镀沉积工艺中，蒸镀材料沉积到基板、例如柔性基板上以用于在基板上提供涂层。涂层的性质和功能尤其是取决于涂层厚度。因此，需要将涂层厚度控制在预定范围内。例如，可通过调整要沉积在基板上的材料的沉积速率来调整涂层厚度。

3、当在卷对卷(r2r)工艺中在基板、特别是薄膜基板上沉积一个或多个蒸镀材料层时，在基板的边缘处实现高涂覆均匀性可能有挑战性。现有技术中存在了一些解决方案，诸如增加在基板的边缘处的喷嘴数量、增大在基板的边缘处的喷嘴直径或添加附加喷嘴以与基板的边缘重叠。然而，随着沉积在屏蔽件上的材料量增加，这些方法典型地导致涂覆效率降低。

4、鉴于上文所述，提供了与传统的沉积系统和方法相比有所改善的沉积源、沉积设备及其方法。

技术实现思路

1、鉴于上文所述，提供了一种用于在基板上沉积蒸镀材料层的沉积源、一种用于将蒸镀材料沉积到基板上的沉积设备和一种用于在基板上沉积蒸镀材料层的方法。另外的方面、优点和特征从从属权利要求、说明书和附图中显而易见。

2、根据本公开内容的一方面，提供了一种用于在基板上沉积蒸镀材料层的沉积源。所述沉积源包括：坩埚，所述坩埚用于提供蒸镀材料；第一喷嘴区，所述第一喷嘴区在第一方向上延伸并具有与所述坩埚连通的第一多个喷嘴；以及第二喷嘴区，所述第二喷嘴区从所述第一喷嘴区的端部在所述第一方向上延伸，所述第二喷嘴区具有与所述坩埚连通的第二多个喷嘴，其中所述第二多个喷嘴中的每个相邻喷嘴在朝向所述第一喷嘴区的方向上倾斜。

3、根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于在基板上沉积蒸镀材料的沉积设备。所述沉积设备包括：真空腔室；根据本公开内容的各方面的沉积源；以及基板运输机，所述基板运输机用于将所述基板运输经过所述沉积源。

4、根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于在基板上沉积蒸镀材料的沉积设备。所述沉积设备包括：真空腔室；根据本公开内容的各方面的沉积源；以及源运输机，所述源运输机用于将所述沉积源运输经过所述基板。

5、根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于在基板上沉积蒸镀材料层的方法。所述方法包括：将蒸镀材料从在第一方向上延伸的第一沉积区沉积到所述基板上；以及将蒸镀材料从从所述第一沉积区的端部在所述第一方向上延伸的第二沉积区沉积到所述基板上，其中所述蒸镀材料从所述第二沉积区在多个方向上沉积，每个方向朝所述第一沉积区倾斜。

6、本公开内容的实施方式允许在基板的边缘处的改善的涂覆均匀性、以及提高的涂覆效率。

技术特征：

1.一种用于在基板(s)上沉积蒸镀材料层的沉积源(100)，包括：

2.根据权利要求1所述的沉积源(100)，其中所述第二多个喷嘴(102)中的每个喷嘴以随着距所述第一喷嘴区(110)的距离增大而增大的角度倾斜。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的沉积源(100)，其中所述第二多个喷嘴(102)指向位于所述基板(s)的表面上的共同点(p)。

4.根据权利要求3所述的沉积源(100)，其中所述第一喷嘴区(110)在所述第一方向上延伸直至所述共同点(p)，并且所述共同点(p)位于所述基板(s)的边缘的50mm内，特别是位于所述基板(s)的所述边缘的10mm内，更特别是位于所述基板(s)的所述边缘上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的沉积源(100)，其中所述第一多个喷嘴(101)和所述第二多个喷嘴(102)沿所述第一方向布置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的沉积源(100)，其中所述第二多个喷嘴(102)在由所述第一方向和垂直于所述基板(s)的方向限定的平面中倾斜。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的沉积源(100)，其中所述第一多个喷嘴(101)中的每个喷嘴定向在垂直于所述基板(s)的方向上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的沉积源(100)，其中所述第一多个喷嘴(101)具有第一喷嘴直径，并且所述第二多个喷嘴(102)具有小于所述第一喷嘴直径的第二喷嘴直径。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的沉积源(100)，其中所述第一多个喷嘴(101)具有第一喷射锥角，并且所述第二多个喷嘴(102)具有小于所述第一喷射锥角的第二喷射锥角。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的沉积源(100)，其中所述第二喷嘴区(120)具有在所述第一方向上的长度，所述长度小于在所述第一多个喷嘴(101)与所述基板(s)之间的距离(d)。

11.一种用于将蒸镀材料沉积到基板(s)上的沉积设备(200)，包括：

12.根据权利要求11所述的沉积设备(200)，其中所述基板(s)是柔性薄膜基板，并且所述基板运输机是卷对卷基板运输机。

13.一种用于将蒸镀材料沉积到基板上的沉积设备(200)，包括：

14.一种用于在基板(s)上沉积蒸镀材料层的方法，包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中从所述第二沉积区沉积的所述蒸镀材料指向位于所述基板(s)上的共同点(p)。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一沉积区在所述第一方向上延伸直至所述共同点(p)，并且所述共同点(p)位于所述基板(s)的边缘的50mm内，特别是位于所述基板(s)的所述边缘的20mm内，更特别是位于所述基板(s)的所述边缘上。

技术总结
根据本公开内容的各方面，提供了用于在基板上沉积蒸镀材料层的沉积源、沉积设备和方法。所述沉积源(100)包括：坩埚(104)，所述坩埚用于提供蒸镀材料；第一喷嘴区(110)，所述第一喷嘴区在第一方向上延伸并具有与所述坩埚(104)连通的第一多个喷嘴(101)；以及第二喷嘴区(120)，所述第二喷嘴区从所述第一喷嘴区(110)的端部在所述第一方向上延伸，所述第二喷嘴区(120)具有与所述坩埚(104)连通的第二多个喷嘴(102)，其中所述第二多个喷嘴(102)中的每个相邻喷嘴在朝向所述第一喷嘴区的方向上倾斜。所述沉积设备(200)包括：真空腔室(201)；根据本公开内容的各方面的沉积源(100)；以及基板运输机或源运输机，所述基板运输机用于将所述基板S运输经过所述沉积源(100)，所述源运输机用于将所述沉积源(100)运输经过所述基板S。

技术研发人员：弗兰克·施纳朋伯杰,托马斯·德皮施,苏珊娜·沃尔夫,沃尔夫冈·布什贝克
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14