用于沉积材料在连续基板上的方法及设备技术

于此提供用于在连续基板上沉积材料的方法及设备。在一些实施方式中，用于处理连续基板的设备包括：第一腔室，该第一腔室具有第一容积；第二腔室，该第二腔室具有第二容积，该第二容积流体耦合至该第一容积；及多个处理腔室，每一处理腔室具有界定该第一腔室及该第二腔室之间处理路径的处理容积，其中每一处理腔室的该处理容积彼此流体耦合、耦接至该第一容积及耦接至该第二容积，且其中该第一腔室、该第二腔室、及该多个处理腔室经配置以处理自该第一腔室延伸通过该多个处理腔室而至该第二腔室的连续基板。

Method and equipment for depositing materials on continuous substrates

A method and apparatus for depositing materials on continuous substrates are hereby provided. In some embodiments, devices for processing continuous substrate include: a first chamber with a first volume; a second chamber with a second volume coupled by a second volume fluid to the first volume; and a plurality of processing chambers, each of which has a processing volume that defines the processing path between the first chamber and the second chamber, wherein the processing chamber has a processing volume that defines the processing path between the first chamber and the second chamber. The processing volume of each processing chamber is fluid-coupled to each other, coupled to the first volume and coupled to the second volume, in which the first chamber, the second chamber and the plurality of processing chambers are configured to process a continuous substrate extending from the first chamber through the plurality of processing chambers to the second chamber.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于沉积材料在连续基板上的方法及设备
本公开内容的实施方式一般地涉及连续丝束(tow)处理系统，且特定而言，涉及用于沉积涂层于诸如纤维的丝束材料上的连续丝束处理系统，例如使用引导气相沉积或化学气相渗透(vaporinfiltration)来沉积涂层。
技术介绍
陶瓷基复合材料(CMC)由嵌入陶瓷基质中的陶瓷纤维组成。开发CMC以解决传统技术陶瓷禁止使用于高温及氧化环境中的限制。传统未强化技术陶瓷，包含氧化铝、碳化硅、氮化铝、氮化硅、及二氧化锆，具有低抗裂性因而在机械及热机械装载下容易断裂。这些材料限制可通过整合多股长的陶瓷纤维来解决，以致能对破裂、断裂韧性、抗热震荡性、及耐动态疲劳性更好的延长。在陶瓷基复合材料(CMC)中使用非氧化多晶陶瓷纤维(通常为碳化硅(SiC)纤维)为连续长度结构强化。用于CMC制造的基于SiC的陶瓷纤维具有小直径、高热传导性、低表面粗糙度、及自由碳表面。进一步地，基于SiC的陶瓷纤维具有如生产时、处于高温下、在高机械应力下、以及在氧化环境中的高拉伸强度。使用化学气相渗透(CVI)以产生陶瓷纤维上薄的保形(conformal)封装层形式的环境阻挡层。一般而言，涂布的纤维对未涂布的纤维而言具有机械、热及化学优势。基于SiC的纤维表面上的氮化硼(BN)及含碳破裂偏移界面涂层改良了高温下的基于SiC的纤维抗氧化性。通常，使用由破坏真空状态而分隔以传输陶瓷纤维至每一沉积系统的独立沉积系统，在多个相继涂布工艺中(亦即，针对每一层一个涂布处理)在陶瓷纤维上沉积阻挡层材料，诸如，氮化硼(BN)及含碳破裂偏移界面涂层。然而，使用独立沉积系统在多个相继步骤中沉积涂层为耗时、高成本、且无效率的。据此，专利技术人提供用于在连续基板(例如丝束材料)上沉积涂布的改良处理系统。
技术实现思路
于此提供用于在连续基板上沉积材料的方法及设备。在一些实施方式中，用于处理连续基板的设备包括：第一腔室，该第一腔室具有第一容积；第二腔室，该第二腔室具有第二容积，该第二容积流体耦合至该第一容积；及多个处理腔室，每一处理腔室具有界定该第一腔室及该第二腔室之间处理路径的处理容积，其中每一处理腔室的该处理容积彼此流体耦合、耦接至该第一容积及耦接至该第二容积，且其中该第一腔室、该第二腔室、及该多个处理腔室经配置以处理自该第一腔室延伸通过该多个处理腔室而至该第二腔室的连续基板。在一些实施方式中，用于处理基板的设备包括：第一腔室，该第一腔室具有第一容积；第二腔室，该第二腔室具有第二容积，该第二容积流体耦合至该第一容积；及多个处理腔室，每一处理腔室具有界定该第一腔室及该第二腔室之间处理路径的处理容积，其中每一处理腔室的处理容积彼此流体耦合、耦接至该第一容积及耦接至该第二容积，且其中该第一腔室、该第二腔室、及该多个处理腔室经配置以处理自该第一腔室延伸通过该多个处理腔室而至该第二腔室的连续基板；可移动第一托架，该可移动第一托架经配置以在该第一腔室的该第一容积内可旋转地支撑卷筒(spool)；第一机械手组件，该第一机械手组件可移动地设置于该第一容积内；传输组件，该传输组件可移动地设置通过该多个处理腔室；第二机械手组件，该第二机械手组件可移动地设置于该第二容积内；及可移动第二托架，该可移动第二托架经配置以在该第二腔室的该第二容积内可旋转地支撑卷筒，其中操作该第一机械手组件、该传输组件、及该第二机械手组件以在第一卷筒上传输连续基板的初始部分通过该多个处理腔室而至设置于该第二托架上的可旋转卷筒，该第一卷筒可旋转地设置于该第一托架上。在一些实施方式中，处理连续基板的方法包含以下步骤：自第一腔室馈送连续基板通过多个处理腔室至第二腔室，其中该连续基板在该第一腔室内自第一卷筒解绕且在该第二腔室内卷绕至第二卷筒上；及在该多个处理腔室中沉积陶瓷或金属材料于该连续基板上。下方描述本公开内容的其他及进一步的实施方式。附图说明以上简要概述及以下将详细讨论的本公开内容的实施方式可通过参照所附图式绘示的本公开内容的实施方式来理解。然而，所附图式仅绘示本公开内容的典型实施方式，因而不应视为对本专利技术的范围的限制，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。图1A至1G根据本公开内容的一些实施方式描绘用于沉积材料于连续基板上的设备的实例。图2根据本公开内容的一些实施方式描绘用于沉积材料于连续基板上的设备的自动馈送。为了便于理解，尽可能使用相同附图标号标示图式中共通的相同组件。图式未按比例绘示且可为了清晰而简化。一个实施方式的元件及特征在没有进一步描述下可有利地并入其他的实施方式。具体实施方式本公开内容的实施方式有利地提供用于沉积材料于连续基板上的改良设备。本公开内容的实施方式有利地改良沉积多涂层于连续基板上的时间、成本、及效率。特定而言，本公开内容的实施方式有利地改良沉积多涂层于包括丝束(tow)的连续基板上的时间、成本、及效率，诸如包括非氧化多晶陶瓷纤维的丝束(例如，碳化硅(SiC)纤维)。图1A至1G根据本公开内容的一些实施方式描绘用于沉积材料于连续基板上的设备100的实例。如此处所使用，连续基板指的是基板延伸超出进行沉积工艺的处理腔室的边界且移动通过该处理腔室，使得工艺无限期地持续直至达到基板末端，而非在完整包含于处理腔室内的基板上以离散批量处理(discretebatchprocess)来执行。在一些实施方式中，连续基板为一捆连续的丝或纤维，例如陶瓷纤维(例如，氧化铝、碳化硅、氮化铝、氮化硅、二氧化锆)，通常称为丝束(tow)。如图1A至1G中所描绘，设备100包括具有第一容积104的第一腔室102及具有第二容积108的第二腔室106，第二容积108流体耦合至第一容积104。设备100包括多个处理腔室110。每一处理腔室110具有界定第一腔室102及第二腔室106之间的处理路径114的处理容积112。每一处理腔室110的处理容积112彼此流体耦合、耦接至第一容积104及耦接至第二容积108。换句话说，存在连续、流体耦合的路径自第一容积104通过每一处理腔室112至第二容积108。在一些实施方式中，每一处理腔室110为适于产生阻挡层的化学气相沉积或化学气相渗透腔室，该阻挡层为陶瓷纤维上的薄的保形封装层的形式。每一处理腔室可经配置以在连续基板经由相应处理腔室110时沉积不同材料至连续基板上。例如，处理腔室110可经配置以沉积一个或多个陶瓷或金属层于连续基板上。在一个特定实例中，第一处理腔室110可经配置以沉积氮化硼(BN)至连续基板上，后续的第二处理腔室110可经配置以沉积硅氮化硼(SiBN)至连续基板上，且后续的第三处理腔室110可经配置以沉积氮化硅(SiN)至连续基板上。尽管图1A至1G描绘具有三个处理腔室110的设备100，可依据欲沉积至连续基板或丝束上的涂层的数量而使用多于或少于三个处理腔室110。在一些实施方式中，如图1A、1B、及1C中所描绘，线性放置每一处理腔室112于第一腔室102及第二腔室106之间，以提供第一腔室102及第二腔室106之间的线性处理路径114。在一些实施方式中，如图1A及1C图中所描绘，多个处理腔室110垂直堆叠于第一腔室102顶上，且第二腔室106堆叠于多个处理腔室110顶上，使得处理路径114自第一腔室102线性上升至第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理连续基板的设备，包括：第一腔室，所述第一腔室具有第一容积；第二腔室，所述第二腔室具有第二容积，所述第二容积流体耦合至所述第一容积；及多个处理腔室，每一处理腔室具有界定所述第一腔室及所述第二腔室之间处理路径的处理容积，其中每一处理腔室的所述处理容积彼此流体耦合、耦接至所述第一容积及耦接至所述第二容积，且其中所述第一腔室、所述第二腔室、及所述多个处理腔室经配置以处理自所述第一腔室延伸通过所述多个处理腔室而至所述第二腔室的连续基板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.02 US 62/344,9621.一种用于处理连续基板的设备，包括：第一腔室，所述第一腔室具有第一容积；第二腔室，所述第二腔室具有第二容积，所述第二容积流体耦合至所述第一容积；及多个处理腔室，每一处理腔室具有界定所述第一腔室及所述第二腔室之间处理路径的处理容积，其中每一处理腔室的所述处理容积彼此流体耦合、耦接至所述第一容积及耦接至所述第二容积，且其中所述第一腔室、所述第二腔室、及所述多个处理腔室经配置以处理自所述第一腔室延伸通过所述多个处理腔室而至所述第二腔室的连续基板。2.如权利要求1所述的设备，其中所述连续基板为陶瓷纤维丝束，且其中所述多个处理腔室中的至少一个为化学气相沉积或化学气相渗透腔室。3.如权利要求1至2任一项所述的设备，进一步包括第三腔室，所述第三腔室耦接至所述第一腔室且具有第三容积，所述第三容积流体耦合至所述第一腔室，其中可选择性地将所述第一腔室与所述第三腔室隔断。4.如权利要求1至2任一项所述的设备，其中所述多个处理腔室的每一处理容积线性置于所述第一腔室及所述第二腔室之间。5.如权利要求4所述的设备，其中所述多个处理腔室堆叠于所述第一腔室顶上，且所述第二腔室堆叠于所述多个处理腔室顶上。6.如权利要求4所述的设备，其中每一处理腔室由第四腔室分隔，所述第四腔室具有第四容积，所述第四容积流体耦合至每一相邻处理腔室的所述处理容积。7.如权利要求6所述的设备，其中所述第四腔室包含多个致动辊。8.如权利要求1至2任一项所述的设备，其中每一处理容积放置成彼此平行。9.如权利要求8所述的设备，其中自所述第一腔室通过所述多个处理腔室至所述第二腔室的所述处理路径为蛇形，或其中自所述第一腔室通过所述多个处理腔室至所述第二腔室的所述处理路径为非线性。10.如权利要求1至2任一项所述的设备，其中每一处理容积放置成彼此成一角度。11.如权利要求10所述的设备，其中所述角度及所述角度改变的方向在所述多个处理腔室的每一相继处理容积之间为相同的。12.如权利要求1至2任一项所述的设备，进一步包括：可移动第一托架，所述可移动第一托架位于所述第一腔室的所述第一容积内；第一机械手组件，所述第一机械手组件可移动地设置于所述第一容积内；传输组件，所述传输组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·马萨尤基·石川，布莱恩·H·伯罗斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US