一种高吞吐量沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高吞吐量沉积装置，包括第一工艺处理室；在第一工艺处理室的一个或多个第一沉积源；包括多个第一子载体的第一主载体，每个第一子载体装有一个或多个衬底基板来接收来自一个或多个第一沉积源的第一沉积材料，每个第一子载体分布在延运动方向的轴周围；和配置传输机制来沿运动方向的轴移动第一主载体通过第一工艺处理室。本发明专利技术能够降低设备成本、提高镀膜的均匀性、增加在处理室的衬底基板数量、减少沉积材料的浪费，从而能够提高产能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料沉积和真空镀膜技术，更具体地说是一种高吞吐量(高产能)沉积装置。
技术介绍
真空材料沉积被广泛应用于光伏电池和电池板生产、窗口玻璃镀膜、平板显示器制造、柔性衬底上涂料、磁铁硬盘制造、工业表面涂层、半导体晶圆加工、和其他应用。通常用于这些应用的高产能生产系统包括接受同时一行或两行衬底的连在一起的箱形真空腔体。通常沉积源材料利用率只有20％(低成本的平面靶)到50％(高成本旋转靶)。因此我们需要专利技术可均匀沉积，可以达到减少材料浪费，和同时处理更多衬底的高产能沉积系统。
技术实现思路
本专利技术公开了一种高吞吐量(高产能)沉积装置，能够降低设备成本、提高镀膜的均匀性、增加在处理室的衬底基板数量、减少沉积材料的浪费，和提供高产能的衬底处理方式和设备。通过减少需要替换沉积靶材料的频率，和减少处理损坏或丢失的衬底基板的时间来提高设备可工作的时间。在一个方面，一个圆柱形的真空腔体因为它比起箱式真空腔体可以承受更高的压差，而需要的腔壁更薄并制造更便宜。但常规的真空沉积系统使用的平面或旋转的镀膜源和靶材料需被安装到一个平坦的表面，与箱式真空腔体兼容而不是与圆柱式真空腔体兼容。本专利技术涉及到高吞吐量沉积装置，包括：第一处理室；第一处理室中的一个或多个第一沉积源；第一主载体(或称第一主衬底载体)，包括多个可以携带一个或多个衬底基片的第一子载体(或称第一种次衬底基片载体)，每个次衬底基片载体围绕中心轴方向形成多边形或柱形的一部分，及接收来自一个或多个第一沉积源的材料；和一个传输机制(或称传输装置)，可以沿轴向方向移动第一主衬底载体通过第一处理室。该系统的实现可能包括一个或多个下述方法。第一主衬底载体包括第一条在轴向方向的导轨，传输机制(传输装置)可以包括配置能够使第一主衬底载体沿轴向方向滑动的滚动轮子。高吞吐量沉积装置可以进一步包括第二个主载体，包括多个可以携带一个或多个衬底基片的第二种次衬底基片载体，每个次衬底基片载体围绕中心轴向方向并形成多边形或柱形的一部分，及接收来自一个或多个第一沉积源和第一沉积材料。第一主衬底载体和第二主衬底载体可以形成沿轴向方向的圆柱形或多边形闭环。第一主衬底载体和第二主衬底载体可以在沿轴向方向有一个间距。第一主衬底载体和第二主衬底载体各有至少一个沿轴向方向的轨道。两个轨道有一个间距。高吞吐量沉积装置可以进一步包括位于第一主衬底载体和第二主衬底载体间距之间的沉积遮挡板，用来阻止来自第一沉积源的沉积。沉积遮挡板可以包含由装在一个或多个辊并可移动的柔软材料。一个或多个第一的沉积源可包括溅射靶；和阳极沉积遮挡板。其中高吞吐量沉积装置可以进一步包括装在一个或多个辊并可移动的柔软材料。第一主衬底载体是由子衬底载体围绕轴向方向形成的多边形。高吞吐量沉积装置可以进一步包括可以旋转所述至少一个或多个第一子衬底载体的旋转机制(旋转装置)。至少一个第一子衬底载体可以接纳两个背靠背放置的衬底。沉积源可包括溅射靶和化学气相沉积源。高吞吐量沉积装置可以进一步包括一种清洁装置，用来清理溅射靶表面，其中清洗装置包括刷子、抛光轮、鼓风机或真空吸尘器。高吞吐量沉积装置可以进一步包括入口锁闭装置腔室；一个用来连接入口锁闭装置腔室和第一个工艺处理室的入口缓冲室；和第一工艺处理腔室。传输机制(传输装置)沿轴向方向移动第一主衬底载体，通过入口锁闭装置腔室、入口缓冲室和第一工艺处理腔室。高吞吐量沉积装置可以进一步包括在入口装载锁闭装置腔室与入口缓冲室之间的第一闸板阀，所述第一闸板阀可以打开让第一主衬底载体通过，或关闭来保持入口缓冲室的高真空；高吞吐量沉积装置可以进一步包括在入口缓冲室和第一处理室之间的第二闸板阀，所述第二闸板阀可以打开让第一主衬底载体通过，或关闭来保持第一处理室的高真空和与入口缓冲室的隔离。第一闸板阀和第二闸板阀包括两个半圆圈或半多边形平板用来打开和关闭。高吞吐量沉积装置可以进一步包括一个加热器，在入口缓冲室用于加热主衬底载体。高吞吐量沉积装置可以进一步包括第二个工艺处理室；和一个或多个第二沉积源对第一主衬底载体镀膜。所述传输机制(传输装置)将第一主衬底载体沿轴向方向移动通过第二工艺处理室。高吞吐量沉积装置可以进一步包括第一次工艺处理室和第二次工艺处理室之间的工艺处理缓冲室，所述传输机制将第一主衬底载体沿轴向方向移动通过工艺处理缓冲室。高吞吐量沉积装置可以进一步包括一个出口锁闭装置腔室；和一个位于第一工艺处理室或第二工艺处理室和出口锁闭装置腔室之间的出口缓冲室，所述传输机制将第一主衬底载体沿轴向方向移动通过出口缓冲室。一个或多个第一的沉积源可以形成垂直于轴向方向的闭环。一个或多个第一沉积源可包括大体上垂直于轴向的闭环分布的磁铁。一个或多个第一的沉积源可包括大体上垂直于轴向的闭环分布的溅射靶，一个或多个第一化学气相沉积源(CVD)或等离子体增强化学气相沉积源(PECVD)。附图说明图1A是根据本专利技术的高吞吐量沉积装置的透视图。图1B是图1A中的高吞吐量沉积装置截面透视图。图1C是图1A中的高吞吐量沉积装置正面图。图1D是图1A中的没有外腔体墙的高吞吐量沉积装置的前视图，显示出装在主衬底载体上的衬底和子衬底载体。图2A和2B说明衬底基板和装在两个主载体与披露的高吞吐量沉积装置兼容的子衬底载体。图3A和3B说明主衬底载体与所披露的高吞吐量沉积装置兼容的传输机制的例子。图4A-4D说明提供真空并与所披露的高吞吐量沉积装置兼容的闸板阀门机构。图5A-5F说明与披露的高吞吐量沉积装置兼容的详细沉积源详细图、衬底和工艺处理室配置。图6A-6B说明与披露的高吞吐量沉积装置兼容的，提供主衬底载体之间隙的屏蔽的沉积遮挡板，及与披露的高吞吐量沉积装置兼容的沉积源。图7A-7C说明与披露的高吞吐量沉积装置兼容的卷对卷阳极屏蔽遮挡机理。图8A-8C说明与披露的高吞吐量沉积装置兼容的沉积源清洗机制。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本专利技术做进一步说明。圆柱形真空腔体比盒式真空腔体更能够承受真空压力，需要较薄的壁厚，并且制造成本更低。本专利技术使用容易装在圆柱状真空腔体的沉积源。衬底也装载到圆柱状的衬底载体上。为了有尽可能多的基板在一个真空腔体同时处理。沉积源形成一个封闭的多边形环形，面对也放置在不同的周半径并形成多边形环的多个衬底以最大利用可用沉积区。沉积面积远远大于常规一层平面衬底，面积比约为3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高吞吐量沉积装置，其特征在于，包括：第一工艺处理室；在第一工艺处理室中的一个或多个第一沉积源；第一主载体，包括多个装有一个或多个衬底基板的第一子载体；这些第一子载体围绕着运动方向的轴形成一个曲面，来接收从一个或多个第一沉积源的第一沉积材料；和用来在轴的方向推动第一主载体通过第一工艺处理室的传输装置。

【技术特征摘要】
2015.03.30 US US14/672,8121.一种高吞吐量沉积装置，其特征在于，包括：
第一工艺处理室；
在第一工艺处理室中的一个或多个第一沉积源；
第一主载体，包括多个装有一个或多个衬底基板的第一子载体；这些第一子载体围绕
着运动方向的轴形成一个曲面，来接收从一个或多个第一沉积源的第一沉积材料；和
用来在轴的方向推动第一主载体通过第一工艺处理室的传输装置。
2.如权利要求书1所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，第一主载体包括在轴向方向
的第一导轨，所述传输装置包括能滚动的轮子，能在沿轴向方向滑动第一导轨和第一
主载体。
3.如权利要求书1所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，还包括：
第二主载体，包括多个第二子载体；这些第二子载体围绕着运动方向的轴形成一个曲
面，来接收从一个或多个第一沉积源的第一沉积材料，
所述传输装置能在沿轴向方向移动第二主载体。
4.如权利要求书3所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，第一主载体和第二主载体形
成沿轴向方向的大约闭环的圆柱型或多边形。
5.如权利要求书3或4所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，第一主载体和第二主载
体之间有一个和轴向方向平行的缺口。
6.如权利要求书5所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，第一主载体包括在轴向方向
的第一导轨，所述的第二主载体包括在轴向方向的第二导轨，其中第一导轨和第二导
轨被分开一个距离。
7.如权利要求1所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，还包括：位于第一主载体与第
二主载体的间距间的，而且面对一个或多个第一沉积源的沉积遮挡板，其中沉积遮挡
板阻止部分来自一个或多个第一沉积源的第一沉积材料。
8.如权利要求7所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，所述沉积遮挡板是由一个或多
个辊支持的，可移动的韧性材料组成。
9.如权利要求1所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，所述一个或多个第一沉积源包
括：溅射靶；和为溅射靶提供偏电压的阳极；并包括由一个或多个辊支持的，可移动
的韧性材料组成的阳极遮挡板。
10.如权利要求1所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，所述第一子载体在运动轴向方
向的周围形成多边形柱体的表面。
11.如权利要求1所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，还包括：配置能够旋转所述的

\t多个第一子载体与相关联的衬底中至少一个第一子载体与相关联的衬底的装置。
12.如权利要求10所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，至少一个所述的多个第一子载
体能够背靠背地装载两个衬底。
13.如权利要求1所述的高吞吐量沉积装置，其特征在于，所述一个或多个第一沉积源包
括溅射靶，并包括配置为清理溅射靶表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭信生，
申请(专利权)人：郭信生，
类型：发明
国别省市：美国;US