用于柔性基板的沉积平台及其操作方法.pdf

描述一种用于处理柔性基板的设备。所述设备包括：真空腔室，所述真空腔室具有第一腔室部分、第二腔室部分以及第三腔室部分；退绕轴和缠绕轴，所述退绕轴用于支撑待处理的所述柔性基板，所述缠绕轴支撑具有薄膜沉积在其上的柔性基板，其中所述退绕轴和所述缠绕轴被布置在所述第一腔室部分中；至少一个间隙闸门，用于使所述第一腔室部分与所述第二腔室部分分离，其中所述间隙闸门被配置成使得所述柔性基板可从其中移动通过并且所述间隙闸门可打开和关闭以便提供真空密封；涂布滚筒，所述涂布滚筒具有旋转轴和弯曲的外表面，用于沿着所述弯曲的外表面引导所述基板通过第一真空处理区域以及至少一个第二真空处理区域，其中所述涂布滚筒的第一部分被设置在所述第二腔室部分中，并且所述涂布滚筒的剩余部分被设置在所述第三腔室部分中；对应于所述第一处理区域的第一处理站以及对应于所述至少一个第二真空处理区域的至少一个第二处理站，其中所述第一处理站和所述第二处理站各自包括用于提供真空连接的凸缘部分。另外，所述第三腔室部分具有凸形腔室壁部分，其中所述第三腔室部分具有设置在其中的至少两个开口，具体来说，其中所述至少两个开口基本上平行于所述凸形腔室壁部分；并且其中所述第一处理站和所述至少一个第二处理站被配置成接收在所述至少两个开口中，其中所述第一处理站和所述第二处理站的所述凸缘部分提供与所述第三腔室的真空密封连接。

1.  一种用于处理柔性基板的设备，所述设备包括：
真空腔室，所述真空腔室具有第一腔室部分、第二腔室部分以及第三腔室部分；
退绕轴和缠绕轴，所述退绕轴用于支撑待处理的所述柔性基板，所述缠绕轴用于支撑具有薄膜沉积在其上的所述柔性基板，其中所述退绕轴和所述缠绕轴被布置在所述第一腔室部分中；
至少一个间隙闸门，用于使所述第一腔室部分与所述第二腔室部分分离，其中所述间隙闸门被配置成使得所述柔性基板可从其中移动通过并且所述间隙闸门可打开和关闭以便提供真空密封；
涂布滚筒，所述涂布滚筒具有旋动轴和弯曲的外表面，用于沿着所述弯曲的外表面引导所述基板通过第一真空处理区域以及至少一个第二真空处理区域，其中所述涂布滚筒的第一部分被设置在所述第二腔室部分中，并且所述涂布滚筒的剩余部分被设置在所述第三腔室部分中；
对应于所述第一处理区域的第一处理站以及对应于所述至少一个第二真空处理区域的至少一个第二处理站，其中所述第一处理站和所述第二处理站各自包括：
凸缘部分，所述凸缘部分用于提供真空连接；
其中所述第三腔室部分具有凸形腔室壁部，其中所述第三腔室部分具有设置在其中的至少两个开口，具体来说，其中所述至少两个开口基本上平行于所述凸形腔室壁部分；并且其中所述第一处理站和所述至少一个第二处理站被配置成接收在所述至少两个开口中，其中所述第一处理站和所述第二处理站的所述凸缘部分提供与所述第三腔室部分的真空密封连接。

2.  根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述涂布滚筒的所述弯曲的外表面与所述凸缘部分和/或所述凸形壁部分的距离为从10mm至500mm。

3.  根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一沉积站和所述至少一个第二沉积站部分地设置在所述第三腔室部分内并且部分地设 置在所述第三腔室部分外。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述第二腔室部分具有占一定容积的排空区域，并且所述第三腔室部分具有占另一容积的另一排空区域，并且其中所述容积与所述另一容积的比率为至少2:1，具体地是3:1至6:1。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述第二腔室部分具有占一定容积的排空区域，并且所述第三腔室部分具有占另一容积的另一排空区域，并且其中所述容积与所述另一容积的比率通过容积减少块而增加至至少7:1。

6.  根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一沉积站和所述至少一个第二沉积站被配置成当相对于所述涂布滚筒的所述轴线沿径向方向插入时，接收在所述至少两个开口中。

7.  根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述涂布滚筒的所述第一部分与所述涂布滚筒的所述剩余部分的比率为0.8:1或更大，具体地是1.1:1或更大，更具体地为约2:1。

8.  根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一沉积站和所述至少一个第二沉积站的所述凸缘部分被设置在所述涂布滚筒的所述轴线的下方。

9.  根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一腔室部分基本位于所述第二腔室部分上方，并且所述第二腔室部分位于所述第三腔室部分上方。

10.  根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其进一步包括：n个引导辊，其中所述n个引导辊被设置成在所述退绕轴与所述涂布滚筒之间以及在所述涂布滚筒与所述缠绕轴之间引导所述柔性基板，并且其中2<＝n<＝6。

11.  根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述n个引导辊的包角的总和为20°至360°。

12.  根据权利要求10到11中任一项所述的设备，其特征在于，所述n个引导辊被布置成在所述柔性基板背侧上接触所述柔性基板。

13.  根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，至少所述第一沉 积站具有弯曲表面，其中电极的弯曲表面被成形成使得所述电极具有基本上相对于所述涂布滚筒的表面平行的表面。

14.  根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其特征在于，所述处理站为包括沉积源的沉积站。

15.  根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述处理站为用于蚀刻所述基板或沉积薄膜的蚀刻站。

用于柔性基板的沉积平台及其操作方法
技术领域
本发明的实施方式涉及薄膜处理设备，尤其涉及沉积系统，并且更具体地涉及卷到卷(roll-to-roll，R2R)沉积系统及其操作方法。本发明的实施方式尤其涉及用于处理柔性基板的设备，并提供了利用第一沉积源和至少一个第二沉积源来将至少两层沉积于基板上的方法。
背景技术
对柔性基板(诸如塑料膜或箔)的处理在封装行业、半导体行业和其他行业中需求较高。处理可包括用所需材料(诸如金属(尤其是铝)、半导体和介电材料)涂布柔性基板、在基板上进行用于所需应用的蚀刻以及其他处理步骤。执行此任务的系统一般包括处理滚筒(drum)(例如，圆柱形辊)，处理滚筒耦接至处理系统以运输基板，并在其上处理所述基板的至少一部分。由此，卷到卷涂布系统可提供高生产量系统。
通常，蒸发工艺(诸如热蒸发工艺等)可用于将可被金属化的金属薄层沉积到柔性基板上。然而，卷到卷沉积系统在显示器行业和光伏行业中的需求也正经历强劲增加。例如，触摸面板元件、柔性显示器和柔性PV模块导致在卷到卷涂布机中沉积合适层的需求增加，尤其是以较低制造成本。然而，这种装置通常具有数层，这些层通常会利用CVD工艺且尤其还利用PECVD工艺制造。
以不同的气体混合物和/或不同工作压力作用的若干CVD、PECVD和/或PVD源的组合面临对优越工艺气体分离的需求，以便在后续工艺步骤中避免交叉污染影响并确保长期工艺稳定性。一般来说，后续在不同R2R涂布机中执行复杂薄膜层结构的沉积，每个R2R涂布机按特定沉积技术需求来进行设计。然而，这个概念导致所制造设备的拥有成本(CoO)较高。
鉴于与液晶显示器(LCD)相比，OLED显示器反应时间更快、视角更大、对比度更高、重量更轻、功率更低、并且具有对柔性基板的顺从性(amenability)， 最近，OLED显示器已在显示器应用中经获得大量关注。除了用在OLED中的有机材料之外，还开发了许多聚合物材料以用于小分子、柔性有机发光二极管(FOLED)以及聚合物发光二极管(PLED)显示器。这些有机材料和聚合物材料中的许多材料对于在一系列的基板上进行复杂、多层装置制造而言是柔性的，使得它们对于各种透明多色显示器应用(诸如薄平板显示器(FPD)、电泵浦有机激光器以及有机光放大器)是理想的。
多年以来，显示装置中的各层已演变成其中每层提供不同功能的多个层。将多个层沉积于多个基板上可能需要多个处理腔室。传送多个基板通过多个处理腔室可能减少基板产量。因此，本领域中需要用于处理这种OLED结构、半导体结构和其他现代更精密的装置的有效方法和设备，以便确保最大化基板生产量并且减少基板传送。
发明内容
鉴于上述内容，提供用于处理柔性基板的设备，以及利用第一沉积源和至少一个第二沉积源来将至少两层沉积于基板上的方法。本发明的另外方面、优点、以及特征从从属权利要求、说明书和附图中显而易见。
根据一个实施方式，提供用于处理柔性基板的设备。所述设备包括：真空腔室，所述真空腔室具有第一腔室部分、第二腔室部分及第三腔室部分；退绕轴和缠绕轴，所述退绕轴用于支撑待处理的基板，所述缠绕轴用于支撑具有薄膜沉积于其上的柔性基板，其中所述退绕轴和所述缠绕轴被布置在第一腔室部分中；至少一个间隙闸门，用于使第一腔室部分与第二腔室部分分离，其中所述间隙闸门被配置成使得柔性基板可从其中移动通过，并且所述间隙闸门可打开和关闭以便提供真空密封；涂布滚筒，所述涂布滚筒具有旋转轴和弯曲的外表面，用于沿着所述弯曲的外表面引导基板通过第一真空处理区域以及至少一个第二真空处理区域，其中所述涂布滚筒的第一部分被设置在第二腔室部分内，并且涂布滚筒的剩余部分被设置在第三腔室部分内；对应于所述第一处理区域的第一处理站以及对应于所述至少一个第二真空处理区域的至少一个第二处理站，其中所述第一处理站和所述第二处理站各自包括用于提供真空连接的凸缘部分。另外，所述第三腔室部分具有凸形腔室壁部分，其中所述第三腔室部分具有设置在其中的至少两个开口，具体来说，其中所述至少两个开口基本上平行于所述凸形腔室壁部分； 并且其中所述第一处理站和所述至少一个第二处理站被配置成接收在所述至少两个开口中，其中所述第一处理站和所述第二处理站的所述凸缘部分提供与所述第三腔室部分的真空密封连接。
附图说明
因此，为了详细理解本发明的上述特征结构的方式，上文简要概述的本发明的更具体的描述可以参照实施方式进行。附图涉及本发明的实施方式并描述于下文：
图1示出根据本文所述实施方式的用于沉积或涂布薄膜的卷到卷沉积设备的示意图；
图2示出根据本文所述实施方式的用于卷到卷沉积系统和设备中的沉积源的示意图；
图3示出根据本文所述实施方式的用于将薄膜沉积或涂布于柔性基板上的另一卷到卷沉积设备的示意图；
图4A和图4B示出根据本文所述实施方式的用于沉积或涂布薄膜且具有气体分离单元的另一卷到卷沉积设备的示意图；
图5示出根据本文所述实施方式的卷到卷沉积设备中的气体分离单元的气体分离概念的示意图；
图6示出根据本文所述实施方式的用于沉积或涂布薄膜且在三维视图中示出气体分离单元概念的卷到卷沉积设备的沉积源的示意图；
图7示出图示根据本文中所述的实施方式的用于将薄膜沉积于包括分离气体入口的基板上的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细参考本发明的各种实施方式，在附图中示出这些实施方式中的一或多个实例。在对附图的以下描述中，相同附图标记意指相同部件。一般来说，仅描述相对于各个实施方式的不同点。每个实例通过对本发明进行解释的方式来提供，并且并非意指本发明的限制。另外，作为一个实施方式的一部分所说明或描述的特征也可用于其他实施方式，或与其他实施方式组合产生另外实施方式。预期的是，本说明书包括这样的修改和变型。
在此应当注意，如在本文所述实施方式内使用的柔性基板或腹板(web)通常可表征为可弯曲的。术语“腹板”可与术语“条(strip)”以及术语“柔性基板”同义使用。例如，如本文中的实施方式中所述，腹板可为箔或另一柔性基板。然而，如在下文更详细地描述，本文所述实施方式的益处还可被提供用于其他内联沉积(inline-deposition)系统的非柔性的基板或载体。然而，应当理解，特定益处可被用于柔性基板以及用于在柔性基板上制造装置的应用。
本文所述实施方式涉及用于处理柔性基板(例如，用于在柔性基板上沉积薄膜)的设备。因此，如图1示例性地示出，设备100包括真空腔室102。真空腔室具有第一腔室部分102A、第二腔室部分102B以及第三腔室部分103C。第一腔室部分102A被配置为缠绕/退绕腔室，并且可与腔室的剩余部分分开以用于交换柔性基板，从而使得剩余腔室部分102B/C无需为了移除处理柔性基板进行排放(vented)并且无需在已插入新基板后进行排空(evacuated)。由此，就可减少设备停工时间。因此，可有助于增加生产量的整体目标。
基板被提供于具有轴的第一辊764上，该轴在图1中例如用于退绕。基板被缠绕在具有轴的第二辊764’上，该轴在图1中例如用于缠绕。然而，应当理解，基板还可在相反方向上被引导通过设备100以使得用于退绕的轴可被用于缠绕，并且用于缠绕的轴可以用于退绕。因此，在第一腔室部分102A中提供用于支撑待处理的柔性基板的退绕轴以及用于支撑具有经处理的薄膜在其上的柔性基板的缠绕轴。柔性基板106被提供于例如具有缠绕轴的第一辊764上。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，待处理的柔性基板可以连同板间插件(interleaf)706一起提供于辊764上。由此，板间插件可提供于柔性基板的各相邻层之间，使得可以避免在辊764上柔性基板的一层与柔性基板的相邻层直接接触。根据典型实施方式，基板经由一个、两个或更多个辊104从辊764引导至涂布滚筒并从涂布滚筒而引导至第二辊764’(例如，具有缠绕轴的)，基板在其处理之后缠绕在第二辊764’上。在处理后，另外板间插件可从板间插件辊766’来提供于柔性基板106各层之间，柔性基板106缠绕到辊764’上。
根据本文所述实施方式，用于分离第一腔室部分与第二腔室部分的至少一个间隙闸门(gapsluice)140设置于分离壁701处。如图1所示，通常提供两个间隙闸门。一或多个间隙闸门被配置成使得柔性基板可从其中移动通过，并且间隙 闸门可打开和关闭以便提供真空密封。根据典型实施方式，间隙闸门包括用于引导基板的辊，例如，用于以10°或更多的角度重新定向基板移动的辊。另外，提供可充气密封件，所述可充气密封件可压靠于间隙闸门的辊。间隙闸门通过对密封件充气关闭，并且第一腔室部分102A和第二腔室部分102B以真空密封方式彼此分离。因此，可以排放第一腔室部分102A，同时可将第二腔室部分102B维持在技术真空(technicalvacuum)下。
根据另一替代实现方式，间隙闸门还可不设有辊。可充气密封件可抵靠着平坦密封表面按压基板。然而，还可利用用于选择性地打开和关闭间隙闸门的其他手段，其中打开和关闭(即，具有开放基板路径以及真空密封)可在基板被插入时执行。用于在基板被插入时关闭真空密封的间隙闸门允许基板的尤其容易的交换，因为来自新的辊的基板可附接至来自先前辊的基板，并且柔性基板可在腔室部分102B和102C通过拉动先前基板以及附接至其的新基板通过该设备来排空时，通过系统进行缠绕。
如图1中进一步所示，具有旋转轴111的涂布滚筒110被设置在设备中。涂布滚筒具有弯曲的外表面，用于沿着弯曲的外表面引导基板。由此，该基板被引导通过例如图1中的上处理站130的第一真空处理区域以及例如图1中的下处理站130的至少一个第二真空处理区域。虽然本文通常将沉积站称为处理站130，但是也可沿着涂布滚筒110的弯曲表面设置像蚀刻站、加热站等其他的处理站。
根据本文所述实施方式，涂布滚筒的第一部分(即，垂直于旋转轴的涂布滚筒的横截面的区域)被设置在第二腔室部分102B中，并且涂布滚筒的剩余部分(即，垂直于旋转轴的涂布滚筒的横截面的区域)被设置在第三腔室部分102C中。如从图1中的虚线可见，通常，第一部分大于剩余部分，即，轴线111被设置在第二腔室部分102B中。将轴111设置于第二腔室部分中提供对设备的更容易且因此更具有成本效益的设计，这同样有利于拥有成本(CoO)。例如，涂布滚筒的第一部分与涂布滚筒的剩余部分的比率可为1.1:1或更大。然而，从机械角度看，轴线可朝第三腔室部分102C移动以稍微越过从第二部分到第三部分的边界，而不会使系统的稳定性过多劣化。因此，比率也可以为0.8:1或更大。
根据本文所述实施方式，第三腔室部分102C具有凸形壁部分。由此，凸形应理解为具有壁部分的弯曲表面，或理解为具有彼此相邻的多个平坦表面以便提 供该多个表面的凸形形状。根据典型实施方式，一起形成凸形形状的多个平坦表面具有以下优点：可以在平坦表面上设置下文所提到的真空凸缘(flange)连接，这更容易制造。更容易的制造再次减少设备成本。
图1示出对应于第一处理区域的第一处理站130以及对应于第二真空处理区域的第二处理站130。根据本文所述实施方式，提供至少两个处理站，其中所述至少两个处理站包括凸缘部分125，用于提供至第三腔室部分102C的真空连接。通常，第三腔室部分具有凸形壁部分以及基本上平行于凸形壁部分的至少两个开口，例如，所述至少两个开口被设置在凸形壁部分内，或设置在从凸形壁部分延伸的突起(即，基本上相对于涂布滚筒轴线径向向外突出的凸形壁部分的延伸部)中。至少两个处理站被配置成被接收在第三腔室部分的至少两个开口中。由此，凸缘部分125提供与第三腔室部分的凸形壁部分或与从凸形壁部分延伸的突起的真空密封连接。
因此，处理站可以从第三腔室部分103的凸形壁部分外插入。在插入时，可以连接真空凸缘，并且可在第三腔室部分设置真空区域。根据典型实施方式，处理站可沿着基本上相对于涂布滚筒110的轴线的径向方向而插入开口中。
如上所述，处理站130的一部分因此被设置在真空中，即，在第三腔室部分内和/或相对于凸缘在内部。处理站的另一部分被设置于提供真空腔室102内的真空的区域外。这允许处理站容易交换并且容易供应像冷却流体、气体、电力等消耗媒介。根据一些实现方式，至少处理站与匹配电路680的连接被设置于第三腔室部分102C外，并且由此在区域外形成上文所提到的另一部分。另外，在第三腔室部分的壁部分中或在从凸形壁部分延伸的突起中的开口通常被成形为具有预定的形状和大小。存在标准化的开口，使得具有配置用于适应标准化的开口的凸缘的不同的处理站可在不同处理区域处可交换地使用。这使维护更为容易，并且增加设备100利用的灵活性。鉴于经减少的停工时间(更容易的维护)并且鉴于灵活利用，就可再次减少CoO。后者导致可以在一个设备上制造不同产品，使得所有者可在相同处理设备100上的不同产品的制造之间进行切换。
根据另外实施方式，涂布滚筒110的弯曲的外表面涂与凸缘或腔室的凸形形状的距离可从10mm至500mm。由此，这个距离是指从涂布滚筒表面至界定腔室102的真空区域的内壁或凸缘部分的尺寸。提供上文提到的凸形形状和尺寸允 许第三腔室部分102C中减少的腔室容积。第三部分中减少的腔室容积允许更容易的气体分离以及处理区域更容易的排空。例如，第二腔室部分具有占一定容积的排空区域，并且第三腔室部分具有占另一容积的另一排空区域，并且所述容积与所述另一容积的比率为至少2:1，诸如3:1至6:1。
根据另外实现方式，第三腔室部分中未填充有固体材料的区域可填充材料块，从而减少要排空的区域。例如，第二腔室部分具有占一定容积的排空区域，并且第三腔室部分具有占另外容积的另一排空区域，并且所述容积与所述另一容积的比率通过容积减少块而增加到至少7:1。
如上所述，图1示出沉积设备100。沉积设备100包括腔室102，腔室102通常可设置成使得可在该腔室中生成真空。由此，各种真空处理技术且尤其是真空沉积技术可被用于处理基板或将薄膜沉积于基板上。如图1中所示并且参考本文，设备100为卷到卷沉积设备，承载要引导和处理的柔性基板106。在图1中，如由箭头108指示，柔性基板106是从腔室部分102A被引导至腔室部分102B并进一步被引导至其中设有处理站的腔室部分102C。柔性基板通过辊104而引导至涂布滚筒110，涂布滚筒110被配置成用于在处理和/或沉积期间支撑基板。从涂布滚筒110处，基板106被引导至其他辊104并且分别进入腔室部分102B和102A。
图1所描绘的实施方式包括两个处理站130，诸如两个沉积源。这两个沉积源被设置在处理区域中，其中在相应区域中处理由涂布滚筒支撑的基板。然而，应当理解，根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，可以提供两个或更多个处理站，例如，沉积站。例如，可以提供四个、五个、六个、或甚至更多个(诸如，8、10或12个)处理站，例如，沉积站。通过气体分离单元将这些处理区域与相邻处理区域或另外区域分开。
根据本文所述实施方式，处理站和/或气体分离单元120(例如，连处理站一起)被配置成具有变化位置，以便调节距涂布滚筒110的距离。也就是说，处理站和/或气体分离单元可相对于涂布滚筒在径向方向中移动。气体分离单元120通常包括壁，该壁防止一个处理区域中的气体进入相邻区域(诸如，相邻处理区域)。该气体分离单元的元件分别提供气体分离单元与基板106或涂布滚筒之间的狭缝。由此，所述元件限定狭缝长度，并且该元件的径向位置限定气体分离单 元120与基板106之间的狭缝的宽度。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，设备100可进一步包括用于加热柔性基板的预加热单元194。由此，可提供用于在基板处理之前加热基板的辐射加热器、电子束加热器、或任何其他元件。此外，另外或替代地，可以提供预处理等离子体源192(例如，RF等离子体源)，以在进入第三腔室部分102C之前利用等离子体处理基板。例如，利用等离子体的预处理可提供对基板表面的表面改性以增强沉积于其上的膜的膜附着力，或可以另一方式来改善进板形态以改进基板的处理。
根据本文所述实施方式，提供用于将薄膜涂布于基板上的设备。所述设备包括：基板支撑件(例如，涂布滚筒110)，该基板支撑件具有外表面以引导基板通过第一真空处理区域以及至少一个第二真空处理区域；气体分离单元，用于将第一真空处理区域和至少一个第二真空处理区域分离，并且适于在基板支撑件的外表面与气体分离单元之间形成狭缝，基板可通过该狭缝，其中气体分离单元适于控制第一处理区域与第二处理区域之间的流体连通，并且其中通过调节气体分离单元的位置(例如，径向位置)来控制流体连通。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的不同实施方式，用于提供径向位置的气体分离单元120的致动器可以选自包括以下各项的组：电动机、气动致动器(诸如气压缸)、线性驱动器、液压致动器(诸如液压缸)、以及支撑件，当暴露于预定加热或冷却时，该支撑件具有预定的热膨胀系数。例如，气体分离单元、或气体分离单元连同处理站130一起可具有支撑件，该支撑件被连接至涂布滚筒110或涂布滚筒的轴线111。这可以是固定安装于轴线等上的圆盘。因此，该支撑件的热膨胀可提供有与涂布滚筒本身类似或可比的行为。
鉴于上述内容，当腔室102关闭时并且当设备100在操作下时，可调节气体分离单元的狭缝宽度。因此，可以补偿例如因基板支撑件(例如，涂布滚筒110)的热膨胀而引起的狭缝宽度变化，并且可将气体分离单元的狭缝宽度调节成单独操作条件。
这在需要较高气体分离的应用(例如，PECVD工艺)中可以是尤其有用的。因此，本文所述且具有用于各种沉积源的隔室的设备允许在单个沉积设备(例如，R2R涂布机)中实现若干CVD、PECVD和/或PVD工艺的模块化组合。该模块 化概念(其中包括需要非常好的气体隔离的那些的所有种类的沉积源可被用在根据本文所述实施方式的沉积设备中)有助于降低用于沉积复杂的层堆叠的成本，这些复杂的层堆叠必需应用不同沉积技术或复杂工艺参数组合来沉积。
一般来说，根据可与本文所述其他实施方式相结合的不同实施方式，等离子体沉积源可适于将薄膜沉积于柔性基板(例如，腹板或箔)、玻璃基板、或硅基板上。通常，等离子体沉积源可适于且可用于将薄膜沉积于柔性基板上，以便例如形成柔性TFT、触屏设备部件、或柔性PV模块。
另外，本文所述实施方式关于以下方面可以是有益的：许多工艺运行需要约0℃的较低涂布滚筒温度。在低温下，如果使用薄塑胶膜(例如，50微米)，那么已调节用于较高涂布滚筒温度的气体分离单元120的固定狭缝宽度约1.5至2.0mm。在这种情况下，气体分离系数通常低于该机器的规定气体分离系数(1:100)。这对其中层材料是利用不同反应气体组分沉积在相邻处理区域(例如，溅射腔室)的工艺运行而言是关键的。可应用此类条件的地方是例如在Nb₂O₅和ITO的沉积期间。触摸面板制造可能出现这种情况。因此，本文所述实施方式具体来说可用于制造此类装置的这种应用。
本文所述实施方式提供在沉积系统中且尤其在R2R溅射涂布机中的经修改的气体分离单元的一些实施方式。可例如通过电动机或通过替代机械装置来调节气体分离单元位置。可远程地控制用于调节和/或改变气体分离单元的元件的位置的致动器，气体分离单元的元件的位置限定狭缝宽度。这可以是设在机器腔室外的控制器或控制界面。如果传感器单元被提供用于测量涂布滚筒与气体分离单元之间的距离，那么可使狭缝宽度的调节自动化。因此，可以一直提供改进或优化的气体分离系数。当涂布滚筒温度增加时，这还可防止划伤涂布滚筒的风险。改进气体分离系数还可影响涂布机器设计。可以减少两个隔室之间的气体分离单元的长度，即，可以减少狭缝长度和/或例如图1和2所示元件124长度。这对减少机器长度、成本、以及占地面积存在影响。
根据用于操作和使用本文所述沉积设备的另外实施方式，可以提供用于超高阻挡堆叠(ultrahighbarrierstacks)或柔性TFT设备的层或层堆叠的沉积。超高阻挡堆叠或柔性TFT装置通常包含一系列层，这系列层通常利用PECVD或PVD工艺或它们的组合进行沉积。因为对于不同膜的质量存在较高需求，因此在针对 每个单膜而专门设计的系统中沉积这些单膜是常用的技术。为了降低成本并使这些应用在商业上可用，一种改进是在单涂布机中结合至少若干组或组合的膜的沉积。根据本文所述实施方式，提供允许若干工艺模块的组合的模块化概念。由此，根据本文所述实施方式，可在一或多个不同技术组合上实现气体或工艺分离，这允许了具有显著高于现有系统的分离系数的气体分离，并且尤其甚至允许在相同设备上进行的不同工艺的变化。鉴于上述内容，根据本文所述一些实施方式，可以提供需要保护免受相邻环境影响的用于OLED显示器和/或照明、太阳能排线(flexsolar)、或其他电子器件的柔性超高阻挡。例如，这可包括柔性TFT的蚀刻终止、栅电介质、沟道、源极栅极、以及漏极电极的沉积。
根据一些实施方式，用于支撑处理站和/或气体分离单元的支撑件可为圆盘、圆盘的一部分，这两者相对于涂布滚筒110的轴线111固定附接。根据一些实现方式，圆盘可由涂布滚筒110来被动加热或被动冷却。由此，可使圆盘处于与涂布滚筒110的温度基本上相同的温度，例如，圆盘温度可与涂布滚筒110的温度相差+-10℃。因此，圆盘也经历热膨胀，使得圆盘或圆盘的一部分的热膨胀接着涂布滚筒110的热膨胀进行。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，另外或替代地，用于气体分离单元120或处理站的圆盘或类似的支撑件可设置有冷却通道或加热元件。由此，可单独地控制圆盘温度。因此，可独立于涂布滚筒的温度控制圆盘的热膨胀。由此，气体分离单元的狭缝的宽度和/或替代地在涂布滚筒与PECVD源的电极之间的狭缝的宽度可被调节，这将在下文中更详细地描述。
关于涂布滚筒或处理滚筒的温度，可考虑到以下方面。
l＝l₀·(1+α·θ)l₀＝在θ＝0℃处的长度

在不锈钢热膨胀系数为αss＝0.000016K^-1并且铝热膨胀系数为αAl＝0.0000238K^-1的情况下，可以得出α滚筒/α圆盘＝0.6723。由此，例如，可以提供268.91℃的圆盘温度以对应于400℃的滚筒温度并且补偿处于400℃的滚筒的热膨胀。
对于一些实施方式，当圆盘由具有与涂布滚筒110的热膨胀系数相同的热膨 胀系数的材料组成或由与涂布滚筒110的材料相同的材料组成时，并且如果圆盘温度可控制成与涂布滚筒110的温度基本相同，那么热膨胀是基本上相同的。因此，狭缝宽度仅随对应于狭缝宽度的长度的热膨胀变化。根据典型实施方式，涂布滚筒直径可为800mm或以上。例如，所述直径可为1200mm或以上，诸如1600mm、或甚至2000mm或更大。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，圆盘材料可选择为不同于涂布滚筒的材料，并且可选择成具有相较于涂布滚筒不同的热膨胀系数。由此，对应于涂布滚筒110的热膨胀的圆盘的热膨胀可以通过不同温度实现，使得没有必要在圆盘处提供相较于涂布滚筒110相同的温度。一般来说，如上所述，通过独立于圆盘径向尺寸或制成圆盘的材料来调节或适配圆盘温度而调节狭缝的宽度是可能的。
根据另外实施方式，可以监控诸如气体分离单元120和/或处理站130距涂布滚筒的距离等的工艺参数。例如，监控设备可为测量在沉积源处的电极电压、电极电流、以及等离子体阻抗的装置，例如，在匹配电路后。另外或替代地，还可监控流入沉积源的处理区域以及流出沉积源的处理区域的气体。例如，可分析在相应导管处的压力和/或甚至是气体混合物。如果狭缝宽度增加，那么气体分离系数减少且相邻处理区域的工艺气体可以进入，由此改变气体压力和气体混合物，并且因此等离子体条件改变。监控设备(诸如测量沉积源处测量到的电极电压、电极电流、及等离子体阻抗的监控设备)可用于确定等离子体条件。鉴于等离子体条件在涂布滚筒110直径增加时(例如，归因于热膨胀)发生改变，等离子体监控器可用于确定源与涂布滚筒(即，基板支撑件)之间的狭缝宽度，并且由此还可确定气体分离单元中的一或多个的狭缝宽度。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，监控设备可为CVD工艺监控器。例如，监控设备可以测量包括由以下项组成的组中的至少一个：沉积源的电压、电流、相位、谐波、阻抗、或(通过使用算法)等离子体密度。相应等离子体监控设备可用于清洁工艺的终点检测、硅烷粉尘形成通知、以及用于实时非侵入性工艺反馈(例如，呈用于系统控制算法的等离子体密度形式)。然而，根据本文所述一些实施方式，此外，监控设备可被用于确定PECVD源的电极距基板和/或设置在基板后面的相应的对电极(例如，涂布滚筒)的距离。另外， 还可利用监控设备来测量因气体分离设备的变化狭缝宽度引起的进一步的工艺气体变化。
因此，可通过阻抗传感器测量实现非侵入性(non-invasive)等离子体表征方法。根据不同实施方式，该阻抗传感器可被用作预匹配(pre-match)传感器或后匹配(post-match)传感器，即用于匹配电路或匹配电路后的。由此，监控传感器的后匹配安装提供关于电极上的RF电压以及实际等离子体阻抗的直接信息。通常，可以提供等离子体电子“指纹识别(fingerprint)”，其中还可确定电极距基板的距离或来自相邻区域的工艺气体污染。相角和/或谐波信号振幅中的差异可显示出工艺条件中的微小变化，例如，发生工艺漂移(processdrifts)。因此，可提供关于入射在已通电的电极表面上的离子通量以及因此等离子体密度的间接信息，尤其通过为沉积源供电的系统中的谐波的测量提供此类信息。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，处理站可包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)源。该等离子体增强沉积源可以2MHz至90MHz的频率(例如，40.68MHz的频率)操作，并且集成式阻抗传感器可提供对相应工艺参数(例如，气体分离单元的狭缝的宽度和/或沉积源的电极距基板的距离)的实时在线工艺监测和控制。
图2示出沉积源630并且用于描述根据本文所述实施方式的沉积源的另外实施方式。例如，图2所示沉积源630可为如图1所示两个处理站130中的一个。沉积源630包括主体603。电极602是由主体支撑。电极602被连接至匹配电路680，以便实现沉积源630的处理区域中的等离子体生成。由此，可在操作期间在电极602与基板之间生成等离子体。沉积源进一步包括气体入口612以及排空出口614，气体入口612用于将处理气体混合物提供至处理区域内，排空出口614用于将处理气体混合物从处理区域中移除。因此，处理气体是从入口612流向出口614。图2示出沉积源630的示意横截面图。通常，处理气体入口以及处理气体出口可在垂直于图2的纸平面的方向上延伸。由此，可以提供若干开口或狭缝开口。通常，处理气体入口以及处理气体出口被设置成至少沿要处理的基板的宽度延伸和/或至少沿处理区域的所需长度延伸。通常，入口和出口将延伸至少略微超过最大基板宽度，以便在要涂覆的区域中提供均匀条件。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，沉积源和气体分离 单元可形成为一个装置。例如，图2示出安装至沉积源的主体603的气体分离单元620。由此，可以组合方式提供对气体分离单元的狭缝宽度的调节以及对电极602与基板之间的距离的调节。
如图2中所示，可将沉积源连接至壁部分102，使得主体603和壁102的距离可以变化。这由波纹管632和634指示。因此，可利用支撑件支撑主体603、电极602、和/或气体分离单元620，该支撑件与涂布滚筒的轴线机械接触。由此，可以调节该气体分离单元的狭缝宽度以及电极602与基板之间的距离。另外，可替代地，致动器可设置在沉积源630的主体603与壁102之间，使得主体位置可以改变并且由此气体分离单元和电极的位置可以改变，以便调节至基板的距离。
图3示出另一沉积设备700。柔性基板106被提供于例如具有缠绕轴的第一辊764上。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，要处理的柔性基板可以连同板间插件706一起提供于辊764上。由此，板间插件可提供于柔性基板的各相邻层之间，使得能够避免辊764上柔性基板一层直接接触所述柔性基板的相邻层。柔性基板106从辊764退绕，如由箭头108所示基板移动方向所指示。在从辊764退绕柔性基板106时，板间插件706缠绕在板间插件辊766上。
分离壁701提供用于将第一腔室部分和第二腔室部分分离。如参考图1所述，分离壁进一步设有间隙闸门，用以使基板从其中通过。
随后，基板106移动通过沉积区域，这些沉积区域设置于涂布滚筒110处且对应于沉积源730的位置。操作期间，涂布滚筒110围绕轴线111旋转，使得基板在箭头108方向上移动。根据典型实施方式，基板经由一个、两个或更多个辊104从辊764引导至涂布滚筒并且从涂布滚筒引导至第二辊764’(例如，具有缠绕轴的)，基板在其被处理后缠绕在第二辊764’上。在处理后，另外板间插件可从板间插件辊766’提供于缠绕到辊764’上的柔性基板106的各层之间。
基板106被涂布有一或多层薄膜，即，一或多层通过沉积源730沉积于基板106上。沉积是发生在基板被引导于涂布滚筒110上时。图3所示且可提供于本文所述实施方式的沉积源730包括两个电极702，两个电极电连接至用于向这些电极提供电力的匹配电路680。根据本文所述一些实施方式的沉积源730可包括在沉积源的相对侧处的两个气体入口712以及在两个电极702之间的气体出口714。因此，处理气体气流可从沉积源730的外部部分而提供至沉积源的内部部 分。如图3所示并且根据本文所述一些实施方式，基板运输方向108是平行于气体流动方向。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的不同实施方式，气体入口或气体出口可设置为气体喷管(gaslance)、气体通道、气体管道、气体通路、气体管、导管等。另外，气体出口可被配置为泵的部分，该泵从等离子体容积(plasmavolume)中抽出气体。
气体分离单元120被设置在沉积源的至少一侧，通常在两侧上。由此，可以根据本文所述实施方式中的任何一个来调节气体分离单元的狭缝宽度，即，气体分离单元的元件与基板之间的距离。此外，还可调节电极702相对于基板的距离。由此，气体分离单元的支撑件以及可任选地其中具有电极的沉积源可提供来调节与基板的距离。
如图3所示，并且根据本文所述实施方式，等离子体沉积源730可提供为具有多区域电极装置的PECVD(等离子体增强化学气相沉积)源，该多区域电极装置包括相对于移动基板设置的两个、三个、或甚至更多个RF电极702。
各个电极702各自具有电极宽度以及电极长度，其中在平行于基板运输方向108的方向中测量电极宽度，并且其中在垂直于移动基板106的基板运输方向108的方向中测量电极长度。
电极区域对应等离子体区域，使得至少两个电极702的等离子体区域形成位于真空处理区域中的组合等离子体区域。可以基于等离子体参数(诸如，沉积气流、等离子体压力、在相应RF电极处设置的RF功率和RF频率、以及沉积气体消耗分布)确定电极宽度。根据另外实施方式，该多区域等离子体沉积源还可提供用于MF沉积。
可以调节相应电极702的电极长度，使得电极长度超过移动基板垂直于基板运输方向的横向尺寸。虽然在本公开中主要描述等离子体沉积工艺，但应理解，根据本文所述实施方式的等离子体沉积源也可用于等离子体增强蚀刻工艺、等离子体增强表面改性工艺、等离子体增强表面活化或去活化工艺、以及技术人员所已知的其他等离子体增强工艺。
在此应当注意，术语“气体入口”表示至沉积区域(等离子体容积或处理区域)内的气体供应，而术语“气体出口”则表示沉积气体离开沉积区域的气体排 放或排空。根据典型实施方式，气体入口712和气体出口714布置成基本上垂直于基板运输方向。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，可以40.68MHz的频率来操作图3中所示的沉积源730。由此，可实现到等离子体电极的有效功率耦合，且可降低离子轰击能量，降低离子轰击能量导致较少的膜损害。这对于诸如箔或类似物之类的敏感的柔性基板会是尤其有用的。具有电极702的双电极源在没有喷头的情况下操作，且处理气体可从电极侧被引入，而电极的一侧的泵送导致处理气体混合物沿着移动基板流动。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，可用一个电源以及一个匹配网路(即，匹配电路)来并行地驱动这两个电极。仍进一步可能还提供附加电极以便按比例放大沉积源。
一般来说，本文所述实施方式在要在相邻的处理区域或腔室中进行例如具有诸如H₂和SiH₄之类的不同工艺气体的不同工艺的情况下是尤为有用的。由此，需避免从一个处理区域到另一处理区域(反之亦然)的不期望的流动。对于对于本文中所涉及且本文所述实施方式对其有益的一些应用，例如，柔性TFT，柔性PV等，需提供10000或以上的分离系数，这对于常见的气体分离单元是不可能的。根据一些实施方式，气体分离单元的狭缝宽度可变化，如本文所述。此外或替代地，可提供净化气体装置。由此，净化气体亦可被称为分离气体。净化气体的典型实例可为H₂、惰性气体(诸如氩气)、或氮气。净化或分离气体以一方向在狭缝中流动，该方向被引导在与处理气体的不期望的气体流动相反的方向上。因此，根据一些实施方式，可通过两个处理电极之间的中间空间或中间区域来提供气体分离，其中提供净化或分离气体的入口和排空或抽吸出口。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的典型实施方式，如果包括被设置在相邻的真空处理区域之间的抽吸或排空管道，则在抽吸或排空管道所设置在的区域中的压力低于周围的处理区域中的任何一个中的压力。由此，可避免来自抽吸或排空管道的区域的污染气体能够进入处理区域中的任何一个。然而，这导致处理气体朝向抽吸或排空管道的高流速。因此，处理气体的损失，尤其未使用的处理气体的损失增加了。这进而导致增加的CoO。
为了避免本文所述沉积设备的不必要的处理气体消耗，提供用于净化气体的入口的一或多个中间气体入口区域。通常，该一或多个中间气体入口区域可被设 置成使得它们围绕处理区域。通常，净化气体或分离气体可为氢气、或在处理区域中被用作处理气体的其他气体。根据可与本文所述其他实施方式相结合的典型实施方式，调节净化气体的流速，以使得中间气体入口区域中的总压力仅略低于处理区域中的压力。因此，可提供离开处理区域的受控的气体流动且气体的损失是有限的。由此，在中间气体入口区域中的典型的总压力是在处理区域中的总压力的50％至99％之间，例如，在75％至99％之间。
回到图2，沉积源包括电极602。电极被连接至匹配电路680，以用于向电极供电。由此，可在处理区域中点燃并维持等离子体。沉积源进一步包括气体入口612和排空出口614，气体入口612用于将处理气体混合物提供至处理区域中，排空出口614用于从处理区域移除处理气体混合物。因此，处理气体从入口612流至出口614。根据典型实现方式，可提供若干开口或狭缝开口。在设置在电极602与基板之间的处理区域附近，可提供一或多个气体分离单元620。根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，可提供一或多个分离气体入口。由此，分离或净化气体被提供在分离气体入口和气体分离单元620之间的中间气体入口区域中。
通常，每个沉积源和相应处理区域(例如，真空处理区域)具有其各自的真空泵或泵站，用于排空相应的区域。另外，设备的壳体的腔室部分102A、102B及102C包括共同真空泵或泵站，即，腔室包括相应的凸缘。在操作期间，此泵站或真空泵被用于提供整体腔室压力，该压力低于中间气体入口区域中的一个中的最低压力。因此，可避免从腔室到中间气体入口区域中的气体流动。另外，如上所述，可避免从中间气体入口区域到处理区域中的气体流动。在这些边界条件下，可调节压力及气体流速以提供所需的气体分离系数。
根据本文所述一些实施方式，且如图2中所示，电极602可为弯曲的电极。由此，弯曲电极被成形为具有距涂布滚筒的基本上恒定的距离，该涂布滚筒用于在处理期间支撑基板。处理区域被设置在涂布滚筒的不同角位置处。根据典型实施方式，处理滚筒或涂布滚筒可被配置成被加热和/或冷却至20℃至400℃的温度。可被用于不同处理应用的温度差异可导致处理滚筒的热膨胀。热膨胀(正或负(即，收缩，如果滚筒从较高的温度被冷却至较低的温度))可在若干毫米的范围内。
如本文中所述且根据一些实施方式，气体分离单元、沉积源的电极、或包括沉积源、气体分离单元以及分离气体入口的整个处理站中的至少一个被安装成可移动的，使得可以改变基板支撑表面以及相应元件之间距离。对于具有圆柱形的涂布滚筒的实施方式来说，相应元件可安装成是径向可移动的。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的不同实施方式，可利用相应的波纹管来安装气体分离单元及沉积源的电极，或包括沉积源、气体分离单元及分离气体入口的整个处理站中的至少一个。气体分离被设置在处理站及基板支撑表面之间。因此，基板支撑表面在垂直于基板移动方向的方向中延伸、至少沿着包括气体分离单元、中间气体入口区域、分离气体入口、以及围绕分离气体入口的另外气体分离单元(如果存在的话)(参见例如图6)的每个处理站的整个长度。可以通过本文所述致动器或支撑件来提供相应元件的一或多个位置的变化，该一或多个位置的变化用于提供至基板支撑表面(例如，涂布滚筒的弯曲表面)的基本上恒定或预定的距离。
图4A示出另一沉积设备1000。柔性基板106被设置在第一辊764上。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，要被处理的柔性基板可连同板间插件706一起被提供于辊764上。由此，板间插件可被提供于柔性基板的各个相邻层之间，使得可以避免在辊764上柔性基板的一层直接接触柔性基板的相邻层。柔性基板106从辊764退绕，如由箭头108所示的基板移动方向所指示。在从辊764退绕柔性基板106时，板间插件706缠绕在板间插件辊766上。
随后，基板106移动通过沉积区域，这些沉积区域被设置在涂布滚筒110处并对应于沉积源130的位置。在操作期间，涂布滚筒110围绕轴线111旋转，以使得基板在箭头108的方向中移动。根据典型实施方式，基板经由一个、两个或多个辊104从辊764被引导至涂布滚筒，并且从涂布滚筒引导至第二辊764’，基板在其被处理后围绕该第二辊764’进行缠绕。在处理后，另外板间插件可从板间插件辊766’被提供于柔性基板106的各层之间，该柔性基板106缠绕辊764’上。
基板106被涂布有一或多层薄膜，即，一或多层通过沉积源130被沉积于基板106上。沉积发生在当基板被引导于涂布滚筒110上时。图4A所示并且可提供于本文所述实施方式中的沉积源130包括一个电极602，电极602电连接至用于向电极提供电力的匹配电路680。根据本文所述一些实施方式，沉积源130可 包括在沉积源的一侧处的气体入口以及在沉积源(即，其相应的电极)的相对侧处的气体出口。因此，可沿着沉积源之上的电极提供处理气体的气体流。如图4A中所示且根据本文所述一些实施方式，基板运输方向108平行于气体流动方向。在此应当注意，术语“气体入口”表示气体供应至沉积区域(等离子体容积或处理区域)内，而术语“气体出口”表示沉积气体离开沉积区域的气体排放或排空。根据典型实施方式，气体入口及气体出口被布置成基本上垂直于基板运输方向。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的不同实施方式，气体入口或气体出口可被设置为气体喷管、气体通道、气体管道、气体通路、气体管、导管等。另外，气体出口可被配置为泵的部分，该泵从等离子体容积中抽出气体。
气体分离单元620被设置在沉积源的至少一侧，通常在两侧上。由此，可根据本文所述实施方式中的任何一个来调节气体分离单元的狭缝宽度，即，元件及基板之间的距离。此外或替代地，还可调节电极602相对于基板的距离。由此，气体分离单元的支撑件以及可选地，其中有电极的沉积源可被提供用于调节到基板的距离。
如图4A中所示且根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，可提供一或多个分离气体入口842。通常，分离气体入口可分别被设置在相邻的处理区域和/或沉积源之间。由此，分离或净化气体被提供于位于分离气体入口842与气体分离单元620之间的中间气体入口区域中。
辊104被配置用于张力测量，辊104将基板106从辊764引导至辊764’或反之亦然。根据本文所述实施方式的典型应用，至少一个张力测量辊被提供于设备中。另外，在涂布滚筒的两侧上的两个张力测量辊允许对涂布滚筒的缠绕侧及退绕侧上的张力测量。通常，张力测量辊被配置用于测量柔性基板的张力。由此，可更好地控制基板运输，可控制在涂布滚筒上的基板的压力，和/或可减少或避免对基板的损害。根据可与本文中所述的其他实施方式相结合的另外实施方式，附加张力测量辊或附加一组张力测量辊(即，在涂布滚筒的缠绕侧及退绕侧上)可被提供用于板间插件引导。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，进一步用于引导柔性基板的辊104可具有13°的最小包裹(wrapping)，通常具有15°或以上。由此，最小包角(wrappingangle)与缠绕(enlacement)取决于两个操作状态且在这两 个操作状态之间变化这一事实有关，这两个操作状态是当辊764及764'分别为空的或完全填满基板。根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，间隙闸门1004提供真空密封种类的阀，以使得当柔性基板进给通过间隙闸门1004且被夹紧于间隙闸门1004中时，可使缠绕及退绕区域的气体与设备的处理区域的气体分离。
如图4A中进一步所示，布置沉积设备，使得沉积源被提供于涂布滚筒的下半部处。换句话说，所有沉积源的整体布置或至少中间三个沉积源的布置被提供在涂布滚筒110的轴线111下方。由此，可能污染基板及工艺的所生成的颗粒由于重力而保持在沉积站中。由此，可避免基板上的不期望的颗粒的生成。根据一些实施方式，第一腔室部分基本上上位于第二腔室部分上方，且第二腔室部分位于第三腔室部分上方。
本文所述实施方式尤其涉及沉积设备及其操作方法。由此，隔室被设置在沉积源可被安装于的腔室或壳体处。根据可与本文所述其他实施方式相结合的典型实施方式，可提供两个或多个隔室。例如，可提供四个、五个、六个、八个或十二个隔室。沉积源可选自由CVD源、PECVD源及PVD源所组成的组。利用隔室的概念允许交换沉积源，以使得沉积设备可被灵活地应用于不同的应用或应用的不同工艺步骤。根据典型实现方式，这些设备可被用于制造柔性TFT显示器，且尤其用于制造柔性TFT显示器的阻挡层堆叠。
如上文已描述，根据本文中所述的实施方式的设备及方法可包括若干可选的特征、方面及细节，其可被替代地或组合地执行，例如，用于缠绕及退绕板间插件的辊。因此，这些方法可包括在辊上的基板的数层之间提供板间插件，或在退绕侧接收板间插件。另外，基板温度或涂布滚筒的温度可从20℃至250℃，或甚至高达400℃。通常，这些设备被配置用于500m或以上(例如，900m或以上，例如，1000m)的基板长度。基板宽度可为300mm或以上，例如400mm或以上，特别地1400mm或以上。通常，基板厚度可为50μm至200μm。
根据本文所述实施方式，第三腔室部分102C具有凸形壁部分。因此，凸状要被理解为具有弯曲表面的壁部分，或具有若干彼此相邻的平坦表面以提供为凸形的若干表面。根据典型实施方式，在一起形成凸形的该若干平坦表面具有下述优点：下面提到的真空凸缘连接可被设置在平坦表面处，这更易于制造。更容易 的制造再次降低设备成本。
根据另外实施方式，涂布滚筒110的弯曲外表面与凸缘或腔室的凸形的距离可为从10mm至500mm。由此，该距离是指从涂布滚筒表面到内壁或凸缘部分的尺寸，该内壁或凸缘部分限定腔室102的真空区域。提供上述的凸形和尺寸允许第三腔室部分102C中的减少的腔室容积。第三部分中的减少的腔室容积允许更容易的气体分离以及处理区域的更容易的排空。例如，第二腔室部分具有占一定容积的排空区域并且第三腔室部分具有占另一容积的另一排空区域，并且所述容积与所述另一容积的比率为至少2:1，诸如是3:1至6:1。
根据另外实现方式，第三腔室部分中未填充有固体材料的区域可被填充有材料块，以减少要被排空的区域。例如，第二腔室部分具有占一定容积的排空区域并且第三腔室部分具有占另一容积的另一排空区域，并且所述容积与所述另一容积的比率通过容积减少块被增加到至少7:1。
图4B示出了用于处理柔性基板(例如，用于将薄膜沉积在柔性基板上)的另一设备。由此，在本文中其他部分讨论的方面、特征、细节及元件，特别是相对于图1至4所讨论的，将不再进行描述。然而，应当理解，本文所述并且涉及图4B所示或图4B中可能省略的元件和特征的各种实施方式可组合以产生另外实施方式。作为本文所述其他实施方式的可选的修改，图4B具体示出了以第一腔室部分的板间插件腔室部分单元102A1及基板腔室部分单元102A2分隔第一腔室部分102A。由此，板间插件辊766/766’及板间插件辊105可被提供作为设备的模组化元件。也就是说，可提供、操作及制造具有腔室部分单元102A2的设备，以具有在无需板间插件的情况中的设备。如果操作员希望有选择使用板间插件，则他可添加板间插件腔室部分单元102A1，例如，作为机械或类似物的升级，并且可根据需要使用板间插件。因此，可使CoO容易地且灵活地适应设备的所有者的需求。进一步，一个板间插件腔室部分单元102A1可被用于具有腔室元件102A2、102B及102C的两个或多个设备。由此，如果如由图4B中的虚线所示，存在两个单元，则腔室部分单元102A1及102A2可被配置成限定真空腔室102的一个真空区域，或者如果板间插件模块不存在时，则腔室部分单元102A2单独可限定相应的真空区域。
作为另一另外或可选的修改，图4B进一步示出了由间隙闸门140之间的距 离所限定的壁701和/或轴线相对于垂直或水平方向是倾斜的，间隙闸门140能够提供第一腔室部分102A与第二腔室部分102B之间的真空分离。通常，倾斜的角度可为相对于垂直的20°至70°。由此，倾斜是使得涂布滚筒相较于没有倾斜的类似部件的水平布置而言是向下移位的。在间隙闸门之间所限定的壁和/或轴线的倾斜允许提供附加的处理站或要被提供的沉积源630，以使得处理站或沉积源630的轴线(参见图4B中所示的线431)(例如，等离子体电极(例如，图2中所示的电极602)的对称轴)位于涂布滚筒110的轴线的相同高度上或低于该轴线。如图4B中所示，四个沉积源630被设置在涂布滚筒的旋转轴的高度处或之下。如上所述，由此可减少或避免所生成的颗粒剥落及掉落于基板上。在图4B中被示为蚀刻站430的第五个处理站可例如被设置在涂布滚筒430的旋转轴之上。然而，应当理解，蚀刻站430亦可被设置在腔室部分102C的凸壁部分的其他位置中任何一个处。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，可任选地，还可提供用于评估基板处理的结果的光学测量单元494和/或用于调节基板上的电荷的一或多个离子化单元492。
图5示出根据本文所述实施方式的处理气体的流动、净化或分离气体的流动、以及抽吸或泵送区域。所示的处理站中的每一个具有电极602。在电极的一侧提供气体入口612。根据典型实现方式，气体入口可为在涂布滚筒110的轴向上延伸的一狭缝或若干开口。形成气体分离单元的壁部分被设置成与气体入口612相邻。在沉积站或相应的处理区域之间，提供分离气体(诸如氢气)的气体入口1842。进一步，泵送或抽吸通道被设置在处理站或相应的处理区域之间。真空通道1142(例如，泵送端口)被定位在图5中的分离气体入口1842的两侧上。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，分离气体入口1842可进一步包括壁部分，该壁部分提供另外气体分离单元。由此，可改变和调节电极602、第一气体分离单元620及第二气体分离单元相对于涂布滚筒110的轴线的径向位置。例如，变化和调节可被用于补偿涂布滚筒110在涂布滚筒的温度变化时的热膨胀或收缩。
本文所述一些实施方式提供气体分离单元的元件或壁部分、泵送或排空管道、及分离气体入口的组合，以提供相邻的处理区域之间的增加的分离系数。如 图5中所示，分离气体入口1842被设置在沉积站之间，且真空通道1142(例如，排空管道)被设置在沉积站的两侧上。由此，应当理解，处理滚筒或涂布滚筒110在垂直于图5的纸张平面的方向中延伸。另外，电极以及气体入口、气体出口和排空管道在垂直于图5中的纸张平面的方向中延伸。因此，相对于基板运输方向和/或相应的截面来描述这些元件的相对位置。
图5示出用于相邻的沉积源的各种气体入口及排空或抽吸通道的示意概念。图5示出了两个相邻电极602，这两个相邻电极602被视为相应的位置处的沉积源的一部分。根据可与本文中所述的其他实施方式相结合的典型实施方式，电极602可为等离子体辅助沉积工艺的电极，诸如是PECVD源的电极。
如图5中所示，对于相邻的沉积源中的每一个，处理气体的气体入口612及处理气体的气体出口614被设置在电极602的相对侧处。另外，提供分离气体入口1842，其中分离气体入口1842被设置在电极602的两侧处，以使得气体入口612和气体出口614被分别定位在电极及相应的分离气体入口之间。提供真空通道1142，即，抽吸通道或排空管道。由此，排空管道被设置在电极602的相应的相对侧处，以使得分离气体入口1842以及气体入口612和气体出口614被设置在排空管道与电极602之间。
图5示出了沿着平坦表面定位的电极602及相应的气体入口及气体出口以及排空管道。本文中所述的气体分离的原理可被提供用于其中提供有平坦的基板支撑表面的沉积设备。然而，根据其他实施方式，还可提供弯曲的基板支撑表面，例如，处理滚筒或涂布滚筒的表面。应当理解，电极602及气体入口、气体出口、及排空管道接着可被成形和/或定位成与弯曲的基板支撑表面相对应。
图5示出了如箭头的气体入口、气体出口、以及排空管道。应当理解，可根据本文所述实施方式中的任何一个来提供相应的通道及管道。
本文所述实施方式对于其中在相邻或邻近的沉积站中提供不同工艺的应用尤为有用。例如，由图5中的左侧上的电极602所示出的沉积源可进行第一沉积工艺，其中由图5的右侧上的电极602所示出的沉积源可进行第二、不同的沉积工艺。如果例如左边处理区域中的压力为0.3mbar且右边处理区域中的压力为1.7mbar，则中间的真空通道1142(例如，排空管道)的区域中的压力通常被设置成低于这两个处理区域中的较低压力。在以上实例中，该压力可为0.2mbar。根据 可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，在提供多于两个沉积源的情况中，排空管道的区域中的压力被设置成低于处理区域中的任何一个中的最小压力。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，气体分离单元的壁部分及元件可被提供用于关于图5所描述的布置。由此，气体分离单元的壁部分或元件可被设置在处理气体入口与分离气体入口之间，以及处理气体出口及分离气体入口之间，并且可进一步被设置在分离气体入口及排空管道之间。下文就图6能够更好地理解且将更详细地描述这方面。根据可与本文中所述的其他实施方式相结合的典型实施方式，可提供壁部分中的至少一个和/或电极中的至少一个，以使得可调节或改变距基板支撑表面的距离，以便例如补偿热膨胀以及基板支撑表面位置的相应的变化。进一步，应当理解，根据可与本文所述其他实施方式相结合的本文所述实施方式，如针对本文所述实施方式所描述的来提供沉积源或沉积站中的至少一个。
图6示出了沉积站630。沉积站630包括电极602。该电极可被连接至匹配电路680，以使得电极602被供电。如图6中所示，电极602可被设置有弯曲的表面，以使得该电极对应于处理滚筒或涂布滚筒，即，具有相对于滚筒的表面的基本上平行的表面。箭头801示意性地示出了沿着电极602的处理区域中的处理气体的气体流动。工艺气体入口612及工艺气体出口614中的相应的狭缝被图6中的线突出显示。由此，根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实现方式，尤其对于PECVD工艺来说，工艺气体流动是非对称的，即，在基板移动的方向上或与基板移动的方向相反的方向上。
一般来说，可与本文所述其他实施方式相结合的实施方式可包括：具有外表面的基板支撑件，用于沿着基板支撑件的表面引导基板通过第一真空处理区域以及至少一个第二真空处理区域；对应于第一处理区域的第一沉积站以及对应于该至少一个第二真空处理区域的至少一个第二沉积源，其中至少第一沉积站包括：电极，所述电极具有表面，其中该电极的表面与基板支撑件的表面相对；处理气体入口和处理气体出口，其中该处理气体入口和处理气体出口被布置在电极的表面的相对侧处；第一分离壁，所述第一分离壁围绕电极的表面以及处理气体入口和处理气体出口；至少一个分离气体入口，所述至少一个分离气体入口围绕该第 一分离壁；以及至少第二分离壁，所述第二分离壁围绕该至少一个分离气体入口。用于沉积的设备进一步包括一或多个真空凸缘，用于提供第一沉积站与该至少一个第二沉积源之间的至少另一气体出口。
气体分离单元620被设置成围绕电极602。由此，气体分离单元620具有在电极602的一侧上的第一部分620A及在电极602的相对侧上的第二部分620B。提供气体分离单元620的其他侧部分620C。根据替代实施方式，可提供分离的气体分离单元，以使得第一部分620A及第二部分620B由分离的气体分离单元各自形成。然而，围绕电极602的气体分离单元620提供改进的分离系数。由此，应当理解，根据本说明书中的一些段落与权利要求书，参考被设置在电极602的一侧上以及电极602的相对侧上的气体分离单元。关于图6，应当理解，可提供围绕电极602的一个单个气体分离单元，以使得该单个气体分离单元被设置在同一电极的两个相对侧上。
分离气体入口842的一或多个开口被设置在电极602的第一侧以及电极602的相对侧处。围绕电极602的分离气体入口842由图6中的虚线所指示。一般来说，分离气体入口842被设置在电极602的相对侧处，或被设置成均匀地围绕电极602，以使得气体分离单元620位于分离气体入口842及电极之间。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，可提供另一气体分离单元1620。由此，第一部分1620A及第二部分1620B可被设置在电极602的相对侧处。替代地，两个气体分离单元可被设置成代替图6中所示的另一气体分离单元1620的第一及第二部分。图6中所示的另一气体分离单元1620进一步具有侧部分1620C，以使得另一气体分离单元1620围绕电极602、第一个气体分离单元620及分离气体入口842。
如图6中所示，如上所述的沉积站630的元件被安装至沉积源或沉积站的主体603。根据本文所述实施方式，该主体可具有框架部分，该框架部分可被安装至沉积设备的腔室和/或该框架部分可被设置在沉积设备的相应的隔室内。由此，提供了另一气体分离单元1620外(即，围绕另一气体分离单元1620)的真空区域。此真空区域由排空管道进行排空，这些排空管道对应于如例如图5中所示的排空管道1142。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的不同实施方式，选自由气体分离单 元620、另一气体分离单元1620、及电极所组成的组的元件中的至少一个可被支撑和/或连接有主体603、致动器、或被连接至处理滚筒或涂布滚筒的轴线的支撑元件，以使得可改变至基板支撑表面的距离。由此，可改善强烈地依赖于狭缝宽度的气体分离。例如，可补偿涂布滚筒的热膨胀，该涂布滚筒可被加热和/或被冷却至-20℃至400℃(例如，0℃至200℃或-20℃至80℃)的温度。由此，可补偿气体分离单元与滚筒之间的狭缝阀的变化的狭缝宽度，该狭缝宽度根据温度而改变。根据可与本文所述其他实施方式相结合的典型实施方式，例如对于PVD，可提供1:100或更多的气体分离系数，或者，例如对于CVD，可提供甚至1:10,000或更多的气体分离系数，诸如1:100,000。
根据附加或替代的实现方式，可提供对气体分离单元的狭缝宽度或位置的自动调节。由此，可利用诸如相机、距离传感器、或类似物之类的测量设备。进一步，如果要补偿热膨胀，则可由气体分离单元的支撑元件来提供气体分离单元的位置的变化，该支撑元件具有一热膨胀，该热膨胀对应于基板支撑表面的热膨胀变化位置。由此，必需考虑的是，气体分离单元与基板支撑表面之间的狭缝宽度应尽可能小(以用于最佳分离系数)而不经受损害、划伤或破坏基板的风险。有鉴于上述，本文所述实施方式对下列沉积工艺尤为有用：其中不同压力要被用于相邻处理区域中的不同沉积工艺(例如，CVD工艺或PECVD工艺)，以和/或不同处理气体被用于相邻处理区域中的不同沉积工艺，尤其是如果一个处理气体对于相邻处理区域中的工艺是有毒的。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，沉积设备的腔室或壳体可具有隔室或开口，其中沉积源或具有沉积源的沉积站可被定位在开口或隔室中，以提供与腔室或壳体的连接，以使得腔室或壳体形成真空密封封围，即，可被排空至具有约0.2到10mbar的压力的真空，或甚至至具有1*10^-4到1*10^-2mbar的压力的真空。特别地针对10^-3mbar范围内的PVD工艺以及mbar范围内的CVD要考虑不同的压力范围，在不同的压力状态中进行这两种工艺。进一步，腔室或壳体可被排空至具有1*10^-6mbar或更低的压力的背景真空。背景压力意指在没有任何气体的任何入口的情况下通过腔室或壳体的排空所达到的压力。
由此，沉积设备形成通用平台，用于各种工艺及PVD工艺(诸如蒸发或溅射)，或CVD工艺(诸如PECVD工艺)，可在基板移动通过沉积设备内的两个 或多个处理区域时组合这些工艺。具体地，不同PECVD工艺可以组合，并且例如用于TFT或柔性TFT制造，尤其用于超高阻挡。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，用于对柔性基板进行缠绕及退绕的辊、用于引导基板的辊、处理或涂布滚筒、以及与柔性基板接触的其他元件被定位和/或布置在沉积腔室中，以使得仅接触柔性基板的背侧，即，未在处理区域中被处理的侧。根据另外实施方式，这样的沉积设备可被设置有由下而上的沉积源，以使得避免基本上的颗粒生成。由此，具体地对于处理或涂布滚筒应用，由下而上的沉积源可被理解为被布置于涂布滚筒的旋转轴下方的沉积源。
例如如图1、3和4中所示，设备包括若干个引导辊，用于将基板引导至涂布滚筒和从涂布滚筒引导基板，且将基板引导在相应的退绕或缠绕辊上。通常，引导辊的数量是2或以上，且6或以下。由此，根据典型实现方式，所有的引导辊的包角的总和可为20°至360°，例如，为60°至180°。如上所述，它们被布置成提供基板引导系统，该基板引导系统仅在基板的背侧上(即，在非处理侧上)接触该基板。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，具有一或多个相应的电极、一或多个气体分离单元、以及可选地提供的用于分离或净化气体的输入的沉积源可被提供作为沉积站，该沉积站可作为一个组件被置入沉积设备的壳体或腔室中的开口或隔室中和从开口或隔室中移除。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，一般通过将诸如H₂之类的工艺气体、诸如氩气之类的惰性气体、或氮气插入由分离气体入口所限定的相应的区域中来进行分离或净化气体的插入。由此，分离气体入口可为设置在气体分离单元(即，其相应的壁元件)之间的狭缝开口。根据可与本文中所述的其他实施方式相结合的另外实施方式，沉积源、气体入口区域、及气体分离单元被连接至排空或抽吸管道的区域所围绕，以使得在腔室内的背景真空可被设置成处于低于沉积源中的任何一个中的压力中的任何一个的压力，或者处于至少具有沉积源的至少50％的压力。根据典型实现方式，如果至少一个第一真空泵或第一泵送站分别与处理区域或沉积站中的每一个相关联，且至少一个第二真空泵或第二泵送站与腔室相关联以控制整体腔室压力，那么可最容易地提供此概念。
根据另外实施方式，提供了用第一沉积源及至少一个第二沉积源来在基板上沉积至少两层的方法。该方法包括：沿着表面将基板引导在基板支撑件上(参见，例如，图7中的步骤1602)；在至少第一沉积源的相对侧处的至少两个位置处提供分离气体(参见，例如，图7中的步骤1606)；在该至少两个位置之间提供工艺气体并耗尽该工艺气体(参见，例如，图7中的步骤1604)；以及在第一沉积源及该至少一个第二沉积源之间的至少一个真空出口处泵送(参见，例如，图7中的步骤1608)。根据其典型实现方式，分离气体可为氢气、氮气或惰性气体；和/或在该至少一个真空出口处的压力可小于第一沉积源及该至少一个第二沉积源中的任何区域内的压力。
根据另外实施方式，提供了用于将薄膜沉积于基板上的设备。该设备包括：基板支撑件，具有外表面，用于引导基板通过真空处理区域；等离子体沉积源，用于在真空处理区域中将薄膜沉积在基板上，其中等离子体沉积源包括电极；以及致动器，配置用于调节电极和外表面之间的距离。该设备可包括下述方面、细节及特征中的一或多个：基板支撑件可为涂布滚筒且基板为柔性基板；等离子体沉积源可包括支撑元件，该支撑元件被机械地连接至电极且连接至涂布滚筒的轴线；该支撑元件可为圆盘或圆盘的一部分，其中该圆盘或该圆盘的部分具有与涂布滚筒或与涂布滚筒加上真空处理区域的宽度基本上相同的直径，其中该圆盘或该圆盘的部分由一材料所组成，该材料不同于具有不同的热膨胀系数的涂布滚筒的材料，其中该圆盘或该圆盘的部分被保持在适应的温度级别上，以将该圆盘或该圆盘的该部分的直径调节至涂布滚筒的直径，或者支撑元件可为圆盘或圆盘的一部分，其中该圆盘或该圆盘的部分具有与涂布滚筒或与涂布滚筒加上狭缝宽度基本上相同的直径，其中该圆盘或该圆盘的部分由一材料所组成，该材料是与涂布滚筒的材料相同的材料，且其中该圆盘被保持于相同的温度下或者该圆盘或该圆盘的部分被保持于适应的温度级别上，以将该圆盘或该圆盘的部分的直径调节至涂布滚筒的直径；此设备可进一步包括监控装置，用于监控真空处理区域的宽度；尤其其中监控装置可包括光学或电监控器，用于光学地或电地监控真空处理区域的宽度；例如，监控装置可为等离子体监控器，该等离子体监控器被连接于等离子体沉积源，以用于监控一或多个等离子体条件。根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，该设备可进一步包括气体分离单元，用于使真空 处理区域与另一第二真空处理区域分离，该气体分离单元被适配成在基板支撑件的外表面和该气体分离单元之间形成一狭缝，基板可通过该狭缝，其中该气体分离单元被适配成控制处理区域与另一处理区域之间的流体连通，其中通过调节气体分离单元的位置来控制流体连通；特别地其中该至少一个气体分离单元包括致动器，该致动器被配置成调节狭缝的宽度和/或其中基板支撑件为涂布滚筒且其中该至少一个气体分离单元包括支撑元件，该支撑元件被机械地连接至气体分离单元及连接至涂布滚筒的轴线。
虽然以上内容针对的是本发明的实施方式，但可在不背离本发明的基本范围的情况下，设计本发明的其他及进一步实施方式，并且本发明的范围是由随附权利要求书来确定。