沉积设备、涂覆柔性基板的方法和具有涂层的柔性基板技术

描述一种用于涂覆基板(10、10b)的沉积设备(100、101)。所述沉积设备包括：第一卷筒腔室(110)，容纳用于提供所述柔性基板(10)的存储卷筒(112)；沉积腔室(120)，布置在所述第一卷筒腔室(110)的下游；和第二卷筒腔室(150)，布置在所述沉积腔室(120)的下游并容纳用于在沉积后使所述柔性基板(10)卷绕在上面的卷绕卷筒(152)。所述沉积腔室(120)包括涂布滚筒(122)，所述涂布滚筒用于引导所述柔性基板通过多个沉积单元(121)，所述多个沉积单元包括具有石墨靶(125)的至少一个沉积单元(124)。此外，所述沉积设备(100)包括处理装置(160)，所述处理装置被配置为在所述至少一个沉积单元的上游或下游处理所述柔性基板。所述处理装置(160a、160b、160c)包括线性离子源(161)，所述线性离子源包括电连接至提取电极(168)和接地电位的电源(176)，其中所述电源(176)适于在约1kHz至约500kHz范围内的频率下操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沉积设备、涂覆柔性基板的方法和具有涂层的柔性基板
本公开内容的实施方式涉及薄膜沉积设备和方法，特定而言涉及用于用薄层涂覆柔性基板的设备和方法。特定而言，本公开内容的实施方式涉及用于涂覆柔性基板的卷对卷(roll-to-roll；R2R)沉积设备和涂覆方法。更具体而言，本公开内容的实施方式涉及用于用层堆叠涂覆柔性基板的设备和方法，例如用于薄膜太阳能电池生产、薄膜电池生产和柔性显示器生产。
技术介绍
在包装行业、半导体行业和其他行业中，对诸如塑料膜或箔的柔性基板的处理是处于高需求的。处理可包括用诸如金属、半导体和电介质材料的材料涂覆柔性基板，对于各个应用在基板上进行的蚀刻和其他处理动作。执行此任务的系统通常包括涂布滚筒(例如，圆柱辊)，涂布滚筒耦接到具有用于输送基板的辊组件的处理系统，并且在涂布滚筒上涂覆基板的至少一部分。例如，诸如化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition；CVD)工艺或物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition；PVD)工艺的涂覆工艺，特定而言是溅射工艺，可用于将薄层沉积到柔性基板上。卷对卷沉积设备的理解是，具有相当长的长度(诸如一千米或更长)的柔性基板从存储卷筒上展开，用薄层堆叠涂覆，并再次在卷绕卷筒上卷起。特定而言，在薄膜电池的制造、显示器行业和光伏(photovoltaic；PV)行业中，卷对卷沉积系统至关重要。例如，对柔性触控面板元件、柔性显示器和柔性PV模块的需求增加导致对在R2R涂布机中沉积适当层的需求增加。此外，持续需要改进的涂覆设备和改进的涂覆柔性基板的方法，利用这些可生产高质量层和高质量层堆叠系统。对层或层堆叠系统的改善例如是具有改善的均匀性、改善的产品寿命和每表面积较少的缺陷数。旨在通过例如利用来自线性离子源的离子束对涂覆的基板进行预处理或后处理来实现整体涂覆质量的改善。然而，这种线性离子源的操作通常需要提供数kV的DC电压，这带来了许多技术挑战。鉴于以上及其他原因，需要本专利技术。
技术实现思路
鉴于上述，提供根据独立权利要求的一种沉积设备以及一种涂覆柔性基板的方法。进一步方面、优势和特征自从属权利要求、说明书和附图中显而易见。根据本公开内容的一个方面，提供一种用于在柔性基板上沉积层的沉积设备。所述沉积设备包括：第一卷筒腔室，容纳用于提供柔性基板的存储卷筒；沉积腔室，布置在第一卷筒腔室的下游；和第二卷筒腔室，布置在沉积腔室的下游且容纳用于在沉积后使柔性基板卷绕在上面的卷绕卷筒。所述沉积腔室包括涂布滚筒，所述涂布滚筒用于引导柔性基板通过至少一个沉积单元。进一步地，沉积设备包括处理装置。处理装置被配置为在至少一个沉积单元的上游或下游处理柔性基板，并且处理装置包括：线性离子源，所述线性离子源包括提取盒，所述提取盒包括等离子体产生单元，并且具有作为提取电极的一部分的第一线性狭缝，所述狭缝是离子出口，设置在提取盒朝向柔性基板的一侧；接地电极，所述接地电极具有第二线性狭缝，所述第二线性狭缝设置在提取盒附近且在离子路径中的第一线性狭缝的下游；电源，所述电源电连接至提取电极和接地电位，其中电源适于在约1kHz至约500kHz范围内的频率下操作。根据本公开内容的另一方面，提供一种用层涂覆柔性基板的方法。所述方法包括：从设置在第一卷筒腔室中的存储卷筒上展开柔性基板；使用至少一个沉积单元在柔性基板上沉积层，同时使用设置在沉积腔室中的涂布滚筒引导柔性基板；在至少一个沉积单元的上游或下游利用离子束处理柔性基板，所述离子束来自具有线性离子源的处理装置；在沉积后，将柔性基板卷绕在设置在第二卷筒腔室中的卷绕卷筒上，其中处理装置被配置为用脉冲离子束处理基板。根据另一方面，提供一种用于在基板上沉积层的沉积设备。所述沉积设备包括处理装置，所述处理装置被配置为在至少一个沉积单元的上游或下游处理基板，其中处理装置包括：线性离子源，所述线性离子源包括提取盒，所述提取盒包括等离子体产生单元，并且具有作为提取电极的一部分的第一线性狭缝，所述狭缝是离子出口，设置在提取盒朝向基板的一侧；接地电极，所述接地电极具有第二线性狭缝，所述第二线性狭缝设置在提取盒附近且在离子路径中的第一线性狭缝的下游；和电源，所述电源电连接至提取盒和接地电位，其中电源适于在约1kHz至约500kHz范围内的频率下操作。实施方式还涉及用于执行所公开的方法的设备，并且包括用于执行每个所描述的方法方面的设备部分。这些方法方面可通过硬件部件、由适当软件编程的计算机、通过两者的任何组合或以任何其他方式来执行。此外，根据本公开内容的实施方式还涉及用于操作所描述的设备的方法。用于操作所描述的设备的方法包括用于执行设备的每个功能的方法方面。附图说明因此，为了可详细理解本公开内容的上述特征，可参照实施方式获得上文简要概述的本公开内容的更具体描述。附图涉及本公开内容的实施方式，并在下文进行描述：图1示出根据本文描述的实施方式的沉积设备的截面示意图，其中具有对处理装置的放大示意图；图2示出根据本文描述的进一步实施方式的沉积设备的截面示意图；图3示出可用于本文描述的一些实施方式的沉积腔室的一部分的放大示意图；图4示出可用于本文描述的一些实施方式的AC溅射源的示意图；图5示出可用于本文描述的一些实施方式的DC溅射源的示意图。具体实施方式现将详细参考本公开内容的各种实施方式，这些实施方式中的一个或多个示例图示于附图中。在附图的以下描述中，相同附图标记指示相同部件。在下文中，仅描述关于单独实施方式的差异。每个示例通过对本公开内容的解释来提供，并且不意味着作为本公开内容的限制。此外，作为一个实施方式的一部分示出或描述的特征可在其他实施方式上使用或与其他实施方式结合使用以产生另一实施方式。描述旨在包括这样的修改和变化。示例性参看图1，描述根据本公开内容的用于涂覆柔性基板10的沉积设备100。根据可与本文所描述的任何其他实施方式结合的实施方式，沉积设备100包括第一卷筒腔室110，所述第一卷筒腔室容纳用于提供柔性基板10的存储卷筒112。此外，沉积设备100包括沉积腔室120，所述沉积腔室布置在第一卷筒腔室110的下游。另外，沉积设备100包括第二卷筒腔室150，所述第二卷筒腔室布置在沉积腔室120的下游且容纳用于在沉积后卷绕柔性基板10的卷绕卷筒152。沉积腔室120包括涂布滚筒122，所述涂布滚筒用于引导柔性基板通过至少一个且通常通过多个沉积单元121。此外，如图1示例性所示，沉积设备包括处理装置160a、160b、160c。处理装置160a、160b、160c可布置在沉积设备内的许多位置处。在图1中，示出处理装置160a、160b、160c的三个不同位置。其中，根据实施方式通常可实现一个选择，但一个设备中的两个或更多个处理装置也是可能的。将处理装置160a放置在第一沉积单元121的上游。因此，来自此处理装置160a的离子束用于在第一沉积步骤之前对基板进行预处理，这通常改善了沉积层/涂层的粘附性。将处理装置16本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在柔性基板(10)上沉积层的沉积设备(100)，包括：/n-第一卷筒腔室(110)，容纳用于提供所述柔性基板(10)的存储卷筒(112)；沉积腔室(120)，布置在所述第一卷筒腔室(110)的下游；第二卷筒腔室(150)，布置在所述沉积腔室(120)的下游并容纳用于在沉积后使所述柔性基板(10)卷绕在上面的卷绕卷筒(152)，/n所述沉积腔室(120)包括：/n-涂布滚筒(122)，所述涂布滚筒用于引导所述柔性基板通过至少一个沉积单元，和/n-处理装置(160)，所述处理装置被配置为在所述至少一个沉积单元的上游或下游处理所述柔性基板，其中所述处理装置(160)包括：/n线性离子源(161)，包括：/n-提取盒(164)，所述提取盒包括等离子体产生单元(166)，并且具有作为提取电极(168)的一部分的第一线性狭缝(170)，所述狭缝是离子出口，设置在所述提取盒(164)朝向所述柔性基板(10)的一侧，/n-接地电极(172)，所述接地电极具有第二线性狭缝(174)，所述第二线性狭缝设置在所述提取盒附近并在离子的路径中的所述第一线性狭缝(170)的下游，/n-电源(176)，所述电源电连接至所述提取盒(168)和接地电位，其中所述电源(176)适于在约1kHz至约500kHz范围内的频率下操作。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在柔性基板(10)上沉积层的沉积设备(100)，包括：
-第一卷筒腔室(110)，容纳用于提供所述柔性基板(10)的存储卷筒(112)；沉积腔室(120)，布置在所述第一卷筒腔室(110)的下游；第二卷筒腔室(150)，布置在所述沉积腔室(120)的下游并容纳用于在沉积后使所述柔性基板(10)卷绕在上面的卷绕卷筒(152)，
所述沉积腔室(120)包括：
-涂布滚筒(122)，所述涂布滚筒用于引导所述柔性基板通过至少一个沉积单元，和
-处理装置(160)，所述处理装置被配置为在所述至少一个沉积单元的上游或下游处理所述柔性基板，其中所述处理装置(160)包括：
线性离子源(161)，包括：
-提取盒(164)，所述提取盒包括等离子体产生单元(166)，并且具有作为提取电极(168)的一部分的第一线性狭缝(170)，所述狭缝是离子出口，设置在所述提取盒(164)朝向所述柔性基板(10)的一侧，
-接地电极(172)，所述接地电极具有第二线性狭缝(174)，所述第二线性狭缝设置在所述提取盒附近并在离子的路径中的所述第一线性狭缝(170)的下游，
-电源(176)，所述电源电连接至所述提取盒(168)和接地电位，其中所述电源(176)适于在约1kHz至约500kHz范围内的频率下操作。


2.如权利要求1所述的沉积设备，其中所述电源(176)被调适成提供正弦波AC电压，可选地处于约500V(pp)至约2000V(pp)的电压范围内。


3.如权利要求1或2所述的沉积设备，其中阻塞电容器(178)设置在所述电源(176)的出口与所述提取盒(164)之间。


4.如权利要求1至3所述的沉积设备，其中所述电源(176)的输出电压被调适成使得AC输出电压具有峰到峰AC电压的约一半的DC偏移。


5.如任一前述权利要求所述的沉积设备，其中所述电源(176)的所述输出电压被调适成使得AC输出电压具有DC偏移，从而导致小于约100V的负峰电位，以最小化从所述提取盒(164)中的所述等离子体的电子提取。


6.如权利要求1至5中任一项所述的沉积设备，其中所述电源(176)的所述输出电压被调适成使得连接至所述提取电极(168)的所述AC输出电压以AC频率间歇地提取正离子和电子。


7.如权利要求1所述的沉积设备，其中所述电源(176)被调适成提供脉冲DC电压，可选地处于约500V至约2000V的电压范围内。


8.如权利要求1至7中任一项所述的沉积设备，其中所述接地电极(172)和所述提取电极(168)形成二极管配置。


9.一种用层涂覆柔性基板(10)的方法，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·德皮希，彼得·库伦齐，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US