用于使用熱絲來涂布的設(shè)備與方法
【專利摘要】提供一種涂布設(shè)備(700)，所述涂布設(shè)備包括：(i)真空腔室(16)，所述真空腔室用于使用經(jīng)由金屬絲(wire)(14)加熱的涂布材料涂布基板(12)；和(ii)致動器系統(tǒng)(18)，所述致動器系統(tǒng)包括機動驅(qū)動器(20)。致動器系統(tǒng)配置成用于在涂布期間張緊金屬絲(14)。此外，提供一種制造經(jīng)涂布的基板(12)的方法，所述方法包括以下步驟：(i)由包括機動驅(qū)動器的致動器系統(tǒng)(18)張緊金屬絲(14)；和(ii)使用涂布材料(28)涂布基板(12)，所述涂布的步驟在真空條件下執(zhí)行。涂布的步驟包括以下步驟：在涂布材料沉積于基板(12)之上之前，加熱金屬絲(14)的至少一部分(14b)至用于引起涂布材料的溫度升高的操作溫度。
【專利說明】用于使用熱絲來涂布的設(shè)備與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及用于涂布基板的設(shè)備與方法。詳細而言，本發(fā)明的實施例涉及用于實施一條或多條金屬絲(wire)作為系統(tǒng)的熱元件的涂布設(shè)備和方法。特定而言，本文的實施例涉及制造經(jīng)涂布的基板的涂布設(shè)備與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]涂布設(shè)備可實現(xiàn)加熱一條或多條金屬絲作為用于執(zhí)行基板涂布的熱元件。詳細而言，可將加熱的一條或多條金屬絲加熱至足夠高的溫度。一般而言，氣相材料在沉積到基板上之前與經(jīng)加熱的金屬絲相互作用(例如，材料流過金屬絲，或與金屬絲物理接觸)。一般而言，待沉積的材料與金屬絲的相互作用引起沉積材料上的物理和/或化學轉(zhuǎn)變。這種材料通常被稱為沉積前驅(qū)物(deposition precursor)。例如,經(jīng)加熱的金屬絲可引起沉積材料的溫度升高，以使·得沉積材料經(jīng)由化學反應分解。例如，這種涂布設(shè)備可構(gòu)成熱絲化學氣相沉積(hot wire chemical vapour deposition;HWCVD)系統(tǒng)。
[0003]一般而言，在涂布設(shè)備中用作熱元件的金屬絲的操作壽命有限。因此，可能需要在一定操作時間之后替換一條或多條金屬絲。所述操作時間可能相對較短，例如，在一天至七天的操作之間。如此可能意味著涂布設(shè)備的相對較長的停機時間和相對頻繁的維護。長停機時間和頻繁的維護通常意味著涂布設(shè)備的制造成本的增加和生產(chǎn)率的降低。
[0004]因此，需要有助于增加構(gòu)成涂布設(shè)備的熱元件的一條或多條金屬絲的操作壽命的設(shè)備和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上文，提供了如獨立權(quán)利要求1和3所述的涂布設(shè)備，和如獨立權(quán)利要求11所述的制造涂布基板的方法。本發(fā)明進一步的方面、優(yōu)點和特征結(jié)構(gòu)由從屬權(quán)利要求、說明書和附圖而為顯而易見的。
[0006]在一個實施例中，提供一種涂布設(shè)備。所述涂布設(shè)備包括:真空腔室，所述真空腔室用于涂布基板；反應器，所述反應器適于接收用于加熱待沉積于所述基板上的材料的至少金屬絲部分；機動驅(qū)動器(motorized drive),所述機動驅(qū)動器包括至少一個電機；和金屬絲滾輪系統(tǒng)，所述金屬絲滾輪系統(tǒng)配置成用于將至少所述金屬絲部分進給(feeding)并定位在所述反應器中。所述機動驅(qū)動器可操作地耦接至所述金屬絲滾輪系統(tǒng)，以便在使用時可通過所述機動驅(qū)動器以可調(diào)方式張緊被定位在所述反應器中的至少所述金屬絲部分。
[0007]在另一實施例中，提供一種涂布設(shè)備，所述涂布設(shè)備包括:真空腔室，所述真空腔室用于使用由金屬絲加熱的涂布材料來涂布基板；和致動器系統(tǒng)，所述致動器系統(tǒng)包括機動驅(qū)動器，所述致動器系統(tǒng)配置成用于在涂布期間張緊所述金屬絲。
[0008]在又一實施例中，提供一種制造經(jīng)涂布的基板的方法。所述方法包括以下步驟:通過包括機動驅(qū)動器的致動器系統(tǒng)張緊金屬絲；使用涂布材料涂布所述基板，所述涂布在真空條件下執(zhí)行。所述涂布包括以下步驟:在將所述涂布材料沉積到基板上之前將所述金屬絲的至少一部分加熱至用于引起所述涂布材料溫度升高的操作溫度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，包括本案的最佳實施方式的完整有效的揭示內(nèi)容，參考附圖，更詳細地在本說明書的其余部分中闡述，在附圖中:
[0010]圖1為示例性涂布設(shè)備的示意橫截面圖；
[0011]圖2為通過例如操作圖1的涂布設(shè)備來制造涂布基板的示例性方法；
[0012]圖3為另一示例性涂布設(shè)備的示意橫截面圖；
[0013]圖4為通過例如操作圖3的涂布設(shè)備來制造經(jīng)涂布的基板的示例性方法；
[0014]圖5為圖3的涂布設(shè)備在特定配置中的示意橫截面圖；
[0015]圖6為圖3的涂布設(shè)備在另一特定配置中的示意橫截面圖；
[0016]圖7為又一示例性涂布設(shè)備的示意橫截面圖；
[0017]圖8為另一示例性涂布設(shè)備的示意橫截面圖；
[0018]圖9為又一示例性涂布設(shè)備的示意橫截面圖；
[0019]圖10為適于操作根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備的控制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)將詳細參考各個實施例，這些實施例中的一個或多個實例圖示于各圖中。各實例是以解釋說明的方式提供，且各實例并非意在用作限制。例如，圖示或描述為一個實施例的部分的特征結(jié)構(gòu)可用于其他實施例上或與其他實施例結(jié)合使用，以產(chǎn)生更進一步的實施例。本案意在包括這些修改和變化。
[0021]本文所述的實施例包括涂布設(shè)備，所述涂布設(shè)備包括用于使用由金屬絲加熱的涂布材料來涂布基板的真空腔室。詳細而言，根據(jù)典型實施例，使用解離的前驅(qū)物的涂布材料來涂布基板。通常，前驅(qū)物是經(jīng)由金屬絲加熱而解離。詳細而言，涂布設(shè)備可配置成:(i)接收金屬絲(例如，在設(shè)備的反應器中加熱金屬絲(或反應器中的金屬絲的至少一部分);和(iii)加熱涂布材料，所述涂布材料與經(jīng)加熱的金屬絲相互作用，以使得涂布材料產(chǎn)生化學反應且解離。進一步，涂布設(shè)備可包括具有機動驅(qū)動器的致動器系統(tǒng)。致動器系統(tǒng)配置成用于在涂布期間張緊金屬絲。包括機動驅(qū)動器的這種致動器系統(tǒng)有助于適當張緊金屬絲。更特定而言，根據(jù)本文的實施例的涂布設(shè)備在涂布處理期間有助于調(diào)整金屬絲的張緊。
[0022]本文的實施例通常有助于避免經(jīng)由張緊系統(tǒng)在金屬絲上產(chǎn)生過多應力。這種過多應力會降低金屬絲的操作壽命。此外，根據(jù)本文實施例的包括機動驅(qū)動器的致動器系統(tǒng)通常有助于簡化張緊機構(gòu)。例如，本文實施例中的至少一些實施例不實施耦接至金屬絲以用于將金屬絲張緊的彈簧張緊系統(tǒng)。根據(jù)可與其他實施例結(jié)合的本文所述的更進一步實施例，致動器系統(tǒng)也可用于在加熱金屬絲的區(qū)域中進給金屬絲或金屬絲的附加部分。
[0023]根據(jù)本文實施例的真空腔室可為任何腔室，其中所述真空腔室的至少一部分適于維持真空條件，即，低于10毫巴的壓力或，更特定而言，低于10_3毫巴的壓力。尤其對于涉及化學氣相沉積(chemical vapour deposition;CVD)的實施例,真空腔室配置成在I毫巴與10_2毫巴之間的壓力下操作。術(shù)語“涂布”和術(shù)語“沉積”在本文中作為同義使用。通常，“涂布”代表用于在基板上施加涂布材料薄膜的處理。
[0024]根據(jù)典型實施例，涂布包括涂布材料的CVD，或涂布為涂布材料的CVD?；蛘撸坎伎砂ㄍ坎疾牧系奈锢須庀喑练e(physical vapour deposition; PVD),或涂布為涂布材料的物理氣相沉積(PVD)。涂布可以包括涂布材料的CVD與PVD的組合。根據(jù)典型實施例，涂布材料為待沉積在基板上的材料或沉積在基板上方的材料。涂布材料可以包括多個組分，這些組分可同時地和/或順序地沉積在基板上。
[0025]根據(jù)典型實施例，金屬絲為包括適用于加熱涂布材料的材料的細長件或細絲(通常為細長和/或線狀)。例如，但不限于此，金屬絲可為包括電阻材料的撓性細絲，所述細絲可通過通電而被加熱至適合的操作溫度。例如，但不限于此，金屬絲可為Ta或W金屬絲。根據(jù)本文實施例的金屬絲可以構(gòu)成用于HWCVD的設(shè)備中的熱絲(hot wire)。
[0026]根據(jù)典型實施例，致動器系統(tǒng)為配置成實現(xiàn)金屬絲的至少一部分的張緊和/或平移(translation)的機構(gòu)。例如，致動器系統(tǒng)可向金屬絲供應且傳輸機械能以張緊金屬絲，或用于在加熱金屬絲的區(qū)域內(nèi)平移金屬絲。根據(jù)典型實施例，機動驅(qū)動器為包括至少一個電機的驅(qū)動器，所述驅(qū)動器配置成產(chǎn)生一個或多個力，所述一個或多個力用于經(jīng)由適于耦接至金屬絲的一個或多個元件來張緊金屬絲。例如，這種力可經(jīng)由致動器系統(tǒng)的元件產(chǎn)生，用于張緊、調(diào)整張緊和/或平移金屬絲的至少一部分。致動器元件可包括一個或多個可旋轉(zhuǎn)元件，所述一個或多個可旋轉(zhuǎn)元件可經(jīng)由用于實現(xiàn)金屬絲的張緊的機動驅(qū)動器產(chǎn)生的動量或扭矩而操作。此外，可產(chǎn)生這種動量或扭矩來在涂布設(shè)備的反應區(qū)或反應器中引入新的金屬絲部分。
[0027]在以下附圖的描述中，相同附圖標記指相同組件。一般而言，僅描述關(guān)于個別實施例的差異。
[0028]圖1為示例性涂布設(shè)備10的示意橫截面圖。示例性涂布設(shè)備10包括真空腔室16，所述真空腔室16配置成在基板支撐(未圖示)上接收基板12。涂布設(shè)備10進一步配置成用于接收金屬絲14。在示例性實`施例中，涂布設(shè)備10包括反應器22，所述反應器22配置成接收金屬絲14的一部分14a。根據(jù)本文的實施例，反應器22為涂布設(shè)備的特定部分，所述涂布設(shè)備的特定部分配置成允許涂布材料28與用于加熱涂布材料28的金屬絲14的相互作用。根據(jù)可與本文所述的其他實施例結(jié)合的進一步實施例，也可在腔室16之內(nèi)的反應區(qū)中提供金屬絲的一部分14a。
[0029]根據(jù)本文的實施例，涂布設(shè)備10配置成使得在涂布材料28沉積到基板12之上之前，金屬絲14與涂布材料28相互作用(例如，用于加熱涂布材料28)。詳細而言，反應器22可由腔室構(gòu)成，所述腔室配置成接收:(i)氣相、氣體或揮發(fā)形式的涂布材料28，(ii)用于加熱氣相、氣體或揮發(fā)形式的涂布材料28的金屬絲部分14a。根據(jù)一些實施例，涂布材料28可為適用于在基板12之上執(zhí)行CVD的前驅(qū)物氣體。
[0030]根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可包括用于將涂布材料28引入至反應器22中的構(gòu)件，諸如但不限于，安置于反應器22中的入口和/或通氣孔。根據(jù)其他實施例，可將涂布材料28提供至金屬絲14上，以使得在金屬絲14上的涂布材料28可由加熱金屬絲14來加熱。根據(jù)本文的實施例，經(jīng)由金屬絲14加熱涂布材料28，用于實現(xiàn)涂布材料28的分解，如下文
進一步詳述。
[0031 ] 反應器22可進一步包括出口 42，所述出口 42用于允許已經(jīng)由金屬絲14加熱的涂布材料28沉積于基板12之上。在這些實施例中，反應器22可具有進給通孔38、40，以使得可根據(jù)本文的實施例將金屬絲部分14a定位在反應器22之內(nèi)。詳細而言，進給通孔38、40可配置成用于允許金屬絲部分14a (或金屬絲14的任何其他部分)得以進給至反應器22中并自反應器22離開。
[0032]根據(jù)典型實施例，涂布設(shè)備10包括加熱系統(tǒng)32，所述加熱系統(tǒng)32用于加熱安置在反應器22之內(nèi)的至少金屬絲部分14a。另外或替代地，金屬絲14的其他部分可經(jīng)由加熱系統(tǒng)32來加熱。進而，在涂布材料28沉積于基板12之上之前，定位在反應器22中的金屬絲部分(諸如金屬絲部分14a)可引起涂布材料28的溫度升高。在下文進一步詳述的一些實施例中，金屬絲14包括電阻材料，并且加熱系統(tǒng)32包括電極系統(tǒng)，所述電極系統(tǒng)用于經(jīng)由至少一部分金屬絲14施加電流，從而加熱該金屬絲部分。
[0033]或者，加熱系統(tǒng)32可包括適用于且通常配置成加熱至少一部分金屬絲14的任何加熱源，以使得涂布材料28在沉積于基板12之上之前可在反應器22中被加熱。在本文的至少一些實施例中，在真空腔室16之內(nèi)或，更特定而言在反應器22之內(nèi)提供加熱系統(tǒng)32?；蛘?，加熱系統(tǒng)32可配置成用于耦接至反應器22和/或真空腔室16外部的金屬絲14。
[0034]根據(jù)典型實施例，涂布設(shè)備10包括用于張緊至少一部分金屬絲14的金屬絲張緊系統(tǒng)。詳細而言，涂布設(shè)備10包括致動器系統(tǒng)18，所述致動器系統(tǒng)18包括機動驅(qū)動器20。根據(jù)本文的實施例，機動驅(qū)動器20包括至少一個電機，所述至少一個電機選自由以下裝置組成之的群組:伺服電機和步進電機。詳細而言，機動驅(qū)動器20可包括電機，諸如但不限于，伺服電機。替代或與此相結(jié)合，機動驅(qū)動器20可包括步進電機。致動器系統(tǒng)18配置成在涂布基板12期間張緊金屬絲14的至少一部分，諸如，但不限于金屬絲部分14a。
[0035]根據(jù)典型實施例，致動器系統(tǒng)18配置成用于通過經(jīng)由機動驅(qū)動器20產(chǎn)生線性力(即，由機動驅(qū)動器的線性運動產(chǎn)生的力)和/或一個或多個動量或扭矩來張緊金屬絲14。在示例性實施例中，致動器系統(tǒng)18包括張緊 系統(tǒng)24，所述張緊系統(tǒng)24包括牽拉器件24a和固定構(gòu)件24b。牽拉器件24a和固定構(gòu)件24b通常配置成:(i)將金屬絲部分14a定位于反應器22之內(nèi)，和(ii)張緊至少金屬絲部分14a。
[0036]固定構(gòu)件24b可為任何適合的器件，所述器件用于將金屬絲14的一部分固定以使得金屬絲部分14a可在反應器22之內(nèi)張緊。例如，但不限于此，固定構(gòu)件24b可為在真空腔室16的壁面處的線夾(clamp)?；蛘撸潭?gòu)件24b可為類似于牽拉器件24a的附加牽拉器件，但固定構(gòu)件24b置放在反應器22的相對側(cè)，以使得金屬絲部分在兩個牽拉器件之間延伸且在沉積涂布材料28之前位于用于加熱涂布材料28的區(qū)域之內(nèi)，諸如反應器22之內(nèi)?；蛘?，固定構(gòu)件24b可為金屬絲滾輪，所述金屬絲滾輪配置成:(i)儲存金屬絲14的一部分，且(ii)協(xié)作張緊反應器22中的金屬絲部分，如下文進一步詳述。
[0037]在示例性實施例，和本文其他實施例中，牽拉器件24a可配置成在位置36處牽拉金屬絲14，以便張緊金屬絲14。牽拉器件24a可包括機動驅(qū)動器20或可操作地耦接至機動驅(qū)動器20，用于實現(xiàn)金屬絲14的張緊。牽拉器件24a可為適用于施加張力26于金屬絲14上的任何器件，以使得金屬絲14可如本文所述那樣得以致動。例如，牽拉器件24a可為致動器，所述致動器配置成用于通過產(chǎn)生動量或扭矩來張緊金屬絲14。替代地或與此相結(jié)合，牽拉器件24a可配置成將線性力耦接至金屬絲14，用于將金屬絲14張緊。
[0038]詳細而言，牽拉器件24a可為扭矩器件，所述扭矩器件具有由機動驅(qū)動器20操作的旋轉(zhuǎn)輪。金屬絲14的端部可在位置36處附著于旋轉(zhuǎn)輪。這種旋轉(zhuǎn)輪能夠在金屬絲14耦接至旋轉(zhuǎn)輪的位置36處相對于輪旋轉(zhuǎn)軸30產(chǎn)生扭矩。根據(jù)其他實施例，牽拉器件24a可為金屬絲滾輪，所述金屬絲滾輪配置成用于:(i)儲存一批金屬絲14，(ii)將金屬絲14進給至反應器22中，和(iii)在涂布期間協(xié)作張緊金屬絲14，如下文進一步論述。在其他實施例中，牽拉器件24a為實心梁或彎曲部分(flexure)，所述實心梁或彎曲部分通過機動驅(qū)動器20可活動以用于產(chǎn)生扭矩，以使得金屬絲14的一部分張緊。這種實心梁或彎曲部分能夠在金屬絲14耦接至實心梁或彎曲部分的點處產(chǎn)生扭矩。可相對于實心梁或彎曲部分的固定或鉸鏈部分產(chǎn)生這種扭矩。
[0039]根據(jù)一些實施例，致動器系統(tǒng)18配置成通過施加任何適合的力于金屬絲14上來張緊金屬絲14。例如，致動器系統(tǒng)18可配置成用于耦接由電機中的元件的線性運動產(chǎn)生的力。詳細而言，這種線性力可經(jīng)由以平行于預定平移軸的方式可平移的致動元件產(chǎn)生。線性致動元件可為，例 如，但不限于液壓致動器。
[0040]根據(jù)可與本文的任何其他實施例結(jié)合的一些實施例，機動驅(qū)動器20，詳細而言所述機動驅(qū)動器20的一個或多個電機是通過使用扭矩控制系統(tǒng)來操作。進而，金屬絲14(或所述金屬絲14的至少一部分)可保持在具有高控制準確度的直線位置。詳細而言，金屬絲14由此可以以預定張力適當定位在反應器22中且不會在金屬絲14上產(chǎn)生過多應力。機動驅(qū)動器20可自動操作，例如，由如下文進一步詳述的電機控制系統(tǒng)自動操作。或者，機動驅(qū)動器20可為手動控制的。例如，機動驅(qū)動器20可經(jīng)由開關(guān)、運動控制介面，或扭矩控制介面操作，用于張緊金屬絲14至適當張力，所述適當張力適用于允許涂布設(shè)備10如本文所述那樣起作用。
[0041]在示例性實施例中，真空腔室16中包含反應器22。根據(jù)替代實施例，反應器22安置在真空腔室16外部但與真空腔室16相通，以使得涂布材料28在與金屬絲14相互作用之后可被引入真空腔室16。
[0042]根據(jù)一些實施例，可在真空腔室16外提供致動器系統(tǒng)18。根據(jù)其他實施例，可在真空腔室16之內(nèi)提供致動器系統(tǒng)18。根據(jù)其他實施例，可在真空腔室16之內(nèi)提供致動器系統(tǒng)18的第一群組元件，且可在真空腔室16之外提供致動器系統(tǒng)18的第二群組元件。例如，在圖1的實施例和本文的其他實施例中，致動器系統(tǒng)18部分地安置在真空腔室16之夕卜。詳細而言，可在真空腔室16之外提供機動驅(qū)動器20和牽拉器件24a，而可在真空腔室16之內(nèi)提供固定構(gòu)件24b。
[0043]在示例性實施例中，金屬絲14是經(jīng)由進給通孔34進給至真空腔室16。通常，進給通孔34配置成允許將金屬絲14進給至真空腔室16中，而真空腔室16保持在真空條件下。在其他實施例中，例如當在真空腔室16之內(nèi)提供致動器系統(tǒng)時，真空腔室16可能不需要用于允許將金屬絲14在真空腔室16之內(nèi)定位的進給通孔系統(tǒng)(諸如進給通孔34)。
[0044]圖2圖示了通過例如操作圖1的示例性涂布設(shè)備10或根據(jù)本文實施例的任何其他涂布設(shè)備來制造經(jīng)涂布的基板12的示例性方法200。示例性方法200包括經(jīng)由致動器系統(tǒng)18張緊202金屬絲14，所述致動器系統(tǒng)18包括機動驅(qū)動器20。方法200進一步包括在真空條件下用涂布材料28涂布204基板12。涂布204包括加熱204a金屬絲14。例如，涂布204可包括加熱金屬絲14的至少一部分(諸如但不限于，金屬絲部分14a)至操作溫度。通常，操作溫度為適用于引起涂布材料28的溫度升高的溫度，以使得涂布材料28可在預定條件下沉積于基板12之上。詳細而言，操作溫度可以使得反應器22中的涂布材料28能夠經(jīng)歷化學處理(例如，在基板12的表面上的反應和/或分解)以產(chǎn)生所要的沉積。
[0045]根據(jù)典型實施例，涂布設(shè)備10配置成用于當金屬絲14由致動器系統(tǒng)18張緊時加熱金屬絲14。方法200可進一步包括經(jīng)張緊的金屬絲14的這種加熱。或者，或與此相結(jié)合，涂布設(shè)備10可配置成用于以非張緊形式加熱金屬絲14。方法200可進一步包括非張緊金屬絲14的這種加熱。
[0046]張緊202可任選地進一步包括將由機動驅(qū)動器產(chǎn)生的力，或更特定而言扭矩，經(jīng)由非彈性耦接系統(tǒng)耦接至金屬絲。例如，涂布系統(tǒng)10可配置成用于通過致動器系統(tǒng)來張緊金屬絲14，所述致動器系統(tǒng)不包括直接耦接至金屬絲14以用于張緊金屬絲14的彈簧張緊系統(tǒng)。方法200可任選地進一步包括通過在涂布處理期間控制所產(chǎn)生的扭矩來調(diào)整208至少金屬絲部分14a的張力。
[0047]根據(jù)一些實施例，致動器系統(tǒng)18進一步包括金屬絲進給器件，所述金屬絲進給器件由機動驅(qū)動器操作以用于提供新的金屬絲部分。進而，在反應區(qū)中的金屬絲部分可被新的金屬絲部分替換，以使得在沉積涂布材料之前，所述涂布材料可使用新的金屬絲部分而被加熱。根據(jù)本文的實施例，術(shù)語“新的金屬絲部分”代表至少部分地不同于另一金屬絲部分的金屬絲部分，所述另一金屬絲部分已用于升高涂布材料的溫度，或已置放入適于升高涂布材料的溫度的區(qū)域中(諸如金屬絲部分14a)。
[0048]詳細而言，致動器系統(tǒng)18可配置成用于:(i)在涂布期間張緊金屬絲14 ;和(ii)進給新的金屬絲部分至反應器22或系統(tǒng)的其他反應區(qū)中。進而，本文至少一些實施例提供致動器系統(tǒng)，所述致動器系統(tǒng)不僅有助于金屬絲14的適當張緊，而且也有助于交換配置成用于加熱涂布材料的金屬絲部分。這種致動器系統(tǒng)不僅有助于減少涂布設(shè)備的停機時間，而且通過提供張緊和金屬絲替換，有助于根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備的簡化設(shè)計。
[0049]圖3為包括金屬絲進給器件的示例性涂布設(shè)備300的示意橫截面圖。在此示例性實施例中，金屬絲進給器 由金屬絲滾輪系統(tǒng)構(gòu)成。在示例性實施例中的金屬絲滾輪系統(tǒng)配置成用于進給金屬絲進入反應器22中。此外，反應器22中的金屬絲部分通常經(jīng)由金屬絲滾輪系統(tǒng)定位于反應器22中。金屬絲滾輪系統(tǒng)可包括金屬絲滾輪324a和金屬絲滾輪324b，金屬絲滾輪324a、324b兩者形成致動器系統(tǒng)18的部分。
[0050]金屬絲滾輪系統(tǒng)可配置成用于將金屬絲14懸于金屬絲滾輪324a與金屬絲滾輪324b之間，以使得金屬絲部分(諸如，金屬絲部分14a)定位在反應器22中。詳細而言，金屬絲滾輪324a、324b兩者可構(gòu)成根據(jù)本文實施例的張緊機構(gòu)24。金屬絲滾輪324a、324b中的每一個可配置成用于儲存金屬絲14的一部分(例如，一批金屬絲14)以使得金屬絲14的另一部分在兩個滾輪之間延伸。通常，在金屬絲滾輪324a、324b之間延伸的金屬絲部分包括安置成用于加熱涂布材料28的金屬絲部分。
[0051]金屬絲滾輪324a、324b中之一可配置成展開滾輪(unwound roller),所述展開滾輪用于在需要時與機動驅(qū)動器20協(xié)作展開金屬絲的一部分。例如，金屬絲滾輪324a可以可操作地耦接至機動子驅(qū)動器20a以用于展開金屬絲14。金屬絲滾輪324a、324b中的另一個可配置成展開滾輪，所述展開滾輪用于在需要時與機動驅(qū)動器20協(xié)作展開金屬絲14a的一部分。例如，金屬絲滾輪324b可以可操作地耦接至機動子驅(qū)動器20b以用于卷繞(winding)金屬絲14。進而,如圖5和圖6所示,涂布設(shè)備300可以可操作地用于將新的金屬絲部分14b引入至反應器22中。以此方式，在兩個滾輪之間延伸的金屬絲14的部分可變化。詳細而言，由此，可進給新的金屬絲部分用于與涂布材料28相互作用。在示例性涂布設(shè)備300中，金屬絲進給器件配置成沿箭頭306的方向進給新的金屬絲部分。
[0052]根據(jù)一個實施例，金屬絲滾輪324a、324b兩者可配置成以不明確區(qū)分而是視特定情況而定地作為展開滾輪或卷繞滾輪的方式操作。根據(jù)特定實施例，金屬絲滾輪324a、324b可配置成以可替代地作為展開滾輪和卷繞滾輪的方式操作。
[0053]根據(jù)一些實施例，金屬絲進給器件可包括作為金屬絲滾輪324a、324b的附加滾輪。例如，致動器系統(tǒng)18可包括一組導引滾輪(未圖示)或適合于允許涂布設(shè)備300如本文所揭示那樣起作用的任何其他種類的滾輪系統(tǒng)。例如，金屬絲部分14a可在兩個導引滾輪之間延伸，兩個導引滾輪中的每一個安置成相鄰于各金屬絲滾輪324a、324b。
[0054]根據(jù)典型實施例，金屬絲進給器件經(jīng)可操作地耦接至機動驅(qū)動器系統(tǒng)，用于執(zhí)行金屬絲進給和金屬絲張緊。在涂布設(shè)備300中，金屬絲滾輪324a、324b分別與機動子驅(qū)動器20a、20b協(xié)作以用于:(i)進給新的金屬絲部分以用于與涂布材料28相互作用，如上文所述；和(ii)在涂布期間張緊金屬絲14。詳細而言，機動子驅(qū)動器20a、20b可配置成操作金屬絲滾輪324a、324b以用于:(i)在需要時進給新的金屬絲部分至反應器22中；和(ii)保持在兩個滾輪之間延伸的金屬絲部分的適當張力。詳細而言，致動器系統(tǒng)18可配置成用于在金屬絲進給期間保持實質(zhì)恒定的金屬絲張力。機動子驅(qū)動器20a、20b可以以同步方式(例如，由電機控制系統(tǒng))操作，如下文進一步論述。
[0055]在示例性涂布設(shè)備300中，金屬絲滾輪324a、324b分別可操作地耦接至機動子驅(qū)動器20a、20b以用于產(chǎn)生扭矩326a、326b，所述扭矩引起如本文所述的金屬絲14的張緊。扭矩326a、326b是相對于金屬絲滾輪324a、324b的旋轉(zhuǎn)軸330a、330b來考慮。詳細而言，扭矩326a、326b可在金屬絲14進入至金屬絲滾輪324a中的進入點304a或金屬絲14自金屬絲滾輪324b退出的退出點304b處產(chǎn)生。扭矩326a、326b通常有助于經(jīng)定位用于與涂布材料28相互作用的金屬絲14或金屬絲`14的至少一部分能夠以適當方式張緊。此外，產(chǎn)生用于張緊金屬絲14的扭矩326a、326b通常有利于調(diào)整金屬絲14的張力，因為扭矩可提供用于控制金屬絲14的張緊的適當手段。
[0056]在一些實施例中，如圖3中所示，金屬絲滾輪324a、324b安置在真空腔室16外。在這些實施例中，涂布設(shè)備300可進一步配置成:a)將金屬絲14經(jīng)由進給通孔(例如進給通孔34a或34b中之一)進給至真空腔室16中；和b)將金屬絲14經(jīng)由另一進給通孔(例如進給通孔34a或34b中之一)送出真空腔室16外。
[0057]根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可進一步包括金屬絲處理單元，所述金屬絲處理單元適于在將金屬絲進給至反應器22中之前處理金屬絲部分。所述被處理的金屬絲部分可為未使用的金屬絲部分?；蛘?，所述被處理的金屬絲部分可為先前已用于加熱涂布材料28的金屬絲部分。例如，這種處理單元可耦接至根據(jù)本公開內(nèi)容的涂布設(shè)備的金屬絲進給器件的元件。例如，這種處理器件可耦接至金屬絲滾輪324a、324b中的至少一個。詳細而言，可將金屬絲滾輪324a、324b關(guān)聯(lián)至用于處理金屬絲14的已使用部分的處理系統(tǒng)(未圖示)，以使得可將所述部分重新用于加熱涂布材料。
[0058]圖4圖示了通過例如操作圖3的示例性涂布設(shè)備300或包括根據(jù)本文實施例的金屬絲進給器件的任何其他涂布設(shè)備來制造經(jīng)涂布的基板12的示例性方法400。示例性方法400包括類似于如上所述的張緊202和涂布204步驟的張緊402和涂布404步驟。涂布404可包括通過金屬絲部分14a與涂布材料28的相互作用加熱404a涂布材料28。根據(jù)本文的至少一些實施例，方法400進一步包括操作406致動器系統(tǒng)18用于供應(即，進給)金屬絲14的新的部分14b (見圖5和圖6)，以使得在沉積涂布材料28于基板12之上之前，新的金屬絲部分14b可用于加熱涂布材料28。
[0059]根據(jù)至少一些實施例，在方法400中，當在基板12之上沉積涂布材料28時，供應新的金屬絲部分14b。即，在涂布期間可連續(xù)地或間斷地進給金屬絲14，以使得連續(xù)地或間斷地替換與涂布材料28相互作用的金屬絲部分。通過間斷地進給金屬絲14，金屬絲14在預定停止周期之后的預定進給時間周期期間進給于例如反應器22之內(nèi)，在所述預定停止周期中，金屬絲14保持靜止?？梢砸?.lmm/s與1000mm/s之間(諸如10mm/s)的進給速率或平均進給速率進給金屬絲14。
[0060]根據(jù)可與本文的其他實施例結(jié)合的一些實施例，以預定時間間隔供應(即進給)新的金屬絲部分14b。S卩，金屬絲14可在整個涂布處理(或涂布處理的至少一部分)期間保持靜止?？梢栽诮饘俳z使用經(jīng)過了預定時間周期之后，進給新的金屬絲部分。例如，可以在金屬絲使用經(jīng)過至少10小時的時間之后，更特定而言，至少8小時之后，甚至更特定而言，至少6小時之后，進給新的金屬絲部分(例如，進給至反應器2 2中)。根據(jù)本文的實施例，金屬絲使用時間代表金屬絲14的特定部分(諸如金屬絲部分14a)已用于加熱涂布材料28的時間。
[0061]根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可包括加熱器，所述加熱器配置成加熱至少金屬絲部分(諸如附圖中的金屬絲部分14a)。詳細而言，這種加熱器可配置成加熱金屬絲或所述金屬絲的至少一部分到至少1500°C的溫度或，更特定而言到至少2800°C的溫度。詳細而言，可將金屬絲部分加熱到1500°C與2800°C之間的溫度。
[0062]在至少一些實施例中，涂布設(shè)備可配置成用于接收電阻絲。在這些實施例中，涂布設(shè)備可包括電極系統(tǒng)，所述電極系統(tǒng)配置成用于施加電流以使得金屬絲部分被加熱，以便可引起待沉積的涂布材料(例如涂布材料28)上的溫度升高。根據(jù)本文的至少一些實施例的涂布設(shè)備可實施用于金屬絲14的電阻加熱的接觸電極，所述接觸電極可活動以使得經(jīng)由致動器系統(tǒng)18對金屬絲14的適當張緊和/或進給不會被接觸電極所損害。
[0063]詳細而言，這種電極系統(tǒng)可包括夾持電極，所述夾持電極配置成:(i)施加電流至金屬絲；和(ii)有助于經(jīng)由根據(jù)本文實施例的致動器系統(tǒng)張緊金屬絲。此外，這種夾持電極可進一步配置成:(iii)有助于致動器系統(tǒng)進給根據(jù)本文實施例的新的金屬絲部分。
[0064]這種夾持電極可由非主動驅(qū)動器構(gòu)成，所述非主動驅(qū)動器適于接觸金屬絲而在至少一個方向(例如，金屬絲張緊方向，或諸如箭頭306方向的金屬絲進給方向)上不約束金屬絲的運動。例如，這種夾持電極可由以下構(gòu)成:平面電極、刷式電極、配置成自由滾動的可旋轉(zhuǎn)滾輪電極，或適合且配置成接觸金屬絲且允許經(jīng)由致動器系統(tǒng)張緊和平移金屬絲的任何其他類型的電極。
[0065]替代地或與此相結(jié)合,夾持電極可具有活動元件(諸如夾持滾輪),所述活動元件可操作地耦接至根據(jù)本文實施例的致動器系統(tǒng)的機動驅(qū)動器20，以允許:(i)通過與致動器系統(tǒng)協(xié)調(diào)移動(例如，滾動)夾持電極來適當張緊金屬絲；和/或(ii)通過與致動器系統(tǒng)的金屬絲進給器件(諸如，金屬絲滾輪324a、324b)協(xié)調(diào)移動夾持電極來進給新的金屬絲部分。
[0066]圖7圖示了示例性涂布設(shè)備700的示意橫截面圖。示例性涂布設(shè)備700包括第一電極耦合702和第二電極耦合704。電極耦合702、704 (和電極耦合702、704的元件)可在本文的任何其他實施例中實施，諸如在圖1至圖6和圖8至圖10中所示的那些實施例中。第一及第二電極耦合702、704可配置成在金屬絲14的至少一部分中施加電流。通常，金屬絲14的此部分是配置成用于與涂布材料28相互作用的金屬絲部分14a。進而，金屬絲部分14a可被經(jīng)由電極耦合702、704施加的電流加熱至操作溫度。第一電極耦合702和/或第二電極耦合704可包括至少一個滾輪，所述至少一個滾輪可操作地耦接至用于致動所述滾輪的機動驅(qū)動器。進而，當電極耦合702、704與金屬絲14接觸時，金屬絲部分14a可經(jīng)由致動器系統(tǒng)18的操作適當?shù)貜埦o、進給和/或由另一金屬絲部分替換。
[0067]第一電極耦合702可包括至少一對夾持滾輪706、708，所述對夾持滾輪706、708配置成合作地夾持金屬絲14。進而，第一電極耦合702可允許:(i)施加預定電壓于金屬絲14上；和/或(ii)由致動器系統(tǒng)18致動金屬絲14。第二電極耦合404也可包括至少一對夾持滾輪710、712，所述 對夾持滾輪710、712配置成合作地夾持金屬絲14。進而，第二電極耦合704可允許:(i)施加另一預定電壓于金屬絲14上；和/或(ii)經(jīng)由致動器系統(tǒng)18致動金屬絲14。
[0068]預定電壓可以使得預定電流能夠被施加至金屬絲14上，更特定而言施加至夾持在電極耦合702、704之間的金屬絲14的部分(例如，但不限于，金屬絲部分14a)上。詳細而言，電極耦合702、704可經(jīng)由電連接720、722電氣連接至電壓源718。
[0069]根據(jù)一些實施例，電極耦合702、704分別耦接至用于致動電極耦合702、704的機動子驅(qū)動器20c、20d。根據(jù)其他實施例，電極耦合702、704經(jīng)由單個機動驅(qū)動器同時致動。根據(jù)本文的實施例，可操作地耦接至電極耦合702、704的機動驅(qū)動系統(tǒng)是由電機控制系統(tǒng)操作，如下文進一步論述。
[0070]根據(jù)可與本文的其他實施例相結(jié)合的一個實施例，加熱系統(tǒng)32可在致動器系統(tǒng)18的元件中實施。例如，適于與金屬絲14接觸的致動器系統(tǒng)18的元件可進一步適于用作如本文所述的電極耦合。詳細而言，適于與金屬絲14接觸的致動器系統(tǒng)18的元件可電氣連接至電壓源718，用于施加電流至金屬絲14的至少一部分。這種元件可為例如，但不限于金屬絲滾輪324a、324b?；蛘?，可接近金屬絲滾輪324a、324b提供附加電極元件(諸如刷式電極)，以用于施加電壓至接近于金屬絲14進入金屬絲滾輪324a、324b中的進入點304a、304b的金屬絲部分。
[0071]在圖7中所示的示例性實施例中，電極耦合702、704安置在真空腔室16之內(nèi)。根據(jù)替代實施例，第一電極耦合702或第二電極耦合704中的至少一個可安置在真空腔室16外部。例如，電極耦合702、704可安置在真空腔室16之內(nèi)。類似地，電極耦合702、704可在反應器22內(nèi)部或外部實施。
[0072]圖8和圖9圖示了可與本文的其他實施例結(jié)合的示例性實施例，在這些示例性實施例中，涂布設(shè)備(例如，涂布設(shè)備800或涂布設(shè)備900)配置成用于實施多條金屬絲14，所述金屬絲中的每一條用于加熱待沉積于基板12上的涂布材料。
[0073]根據(jù)圖8的示例性實施例，涂布設(shè)備800包括致動器系統(tǒng)18，所述致動器系統(tǒng)18配置成獨立地張緊金屬絲810、812、814和816中的每一條。進而,多條金屬絲中的至少一部分可在反應器22之內(nèi)適當?shù)貜埦o。詳細而言，致動器系統(tǒng)18可包括多個致動器子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)中的每一個適于用于張緊相關(guān)聯(lián)金屬絲的至少一部分。
[0074]例如，在示例性實施例中，致動器系統(tǒng)18包括第一致動子系統(tǒng)802，所述第一致動子系統(tǒng)802適于至少部分地張緊金屬絲810。第一致動子系統(tǒng)802可以以與先前所述的實施例中的致動器系統(tǒng)類似的方式操作。此外，第一致動子系統(tǒng)802可適于以與先前所述的類似方式進給新的金屬絲部分。第一致動子系統(tǒng)802可包括元件802a、802b，這些元件802a、802b用于實現(xiàn)金屬絲張緊和，任選地如先前所述的金屬絲進給。例如，但不以此為限，元件802a、802b中的每一個可包括金屬絲滾輪(未圖示)，所述金屬絲滾輪可操作地耦接至機動驅(qū)動器(未圖示)以致動根據(jù)本文實施例的金屬絲810。
[0075]示例性涂布設(shè)備800可進一步包括第二、第三和第四致動器子系統(tǒng)804、806和808，所述第二、第三和第四致動器子系統(tǒng)804、806和808分別包括元件804a與804b、806a與806b，和808a與808b。這些致動器子系統(tǒng)中的每一個可配置成致動各金屬絲812、814、816。在此示例性實施例中，致動器子系統(tǒng)和金屬絲的數(shù)目并不受限。
[0076]致動器子系統(tǒng)可耦接至用于允許所述致動器子系統(tǒng)自動或手動控制的共用控制系統(tǒng)?；蛘撸聞悠髯酉到y(tǒng)中的每一個可耦接至獨立的控制系統(tǒng)，所述獨立的控制系統(tǒng)允許各子系統(tǒng)自動或手動地獨立控制。
[0077]根據(jù)圖9的示例性實施例，涂布設(shè)備900包括致動器系統(tǒng)18，所述致動器系統(tǒng)18配置成同時張緊金屬絲910、912、914和916。例如，致動器系統(tǒng)18可包括元件902a、902b，所述元件902a、902b用于以與本文其他實施例類似的方式實現(xiàn)多條金屬絲的金屬絲張緊和任選的金屬絲進給。例如，但不以此為限，元件802a、802b中的每一個可包括金屬絲滾輪，這些滾輪中的每一個配置成儲存一批多條金屬絲中的每一條。此外，元件902a、902b中的每一個可進一步包括機動驅(qū)動器(未圖示)，所述機動驅(qū)動器可操作地耦接至金屬絲滾輪，用于根據(jù)本文的實施例致動多條金屬絲。
[0078]根據(jù)本文實施例 的涂布設(shè)備可適于致動適合于所述涂布設(shè)備的特定應用的任何數(shù)目的金屬絲。例如，涂布設(shè)備800可適于致動至少20條金屬絲或，更特定而言，至少30條金屬絲或，更特定而言，至少40條金屬絲。本文引用“金屬絲”的實施例通常包括一條或多條金屬絲。
[0079]根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可進一步包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)適于控制涂布系統(tǒng)，以使得可根據(jù)本公開內(nèi)容制造經(jīng)涂布的基板。例如，這種控制系統(tǒng)可適于執(zhí)行如上關(guān)于圖2和圖4所述的方法步驟。
[0080]圖10圖示了適于操作根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備的控制系統(tǒng)1000的示意圖。詳細而言，控制系統(tǒng)1000可適于控制致動器系統(tǒng)18，用于在涂布期間張緊金屬絲。詳細而言，控制系統(tǒng)1000可包括張力控制系統(tǒng)1002，所述張力控制系統(tǒng)1002配置成控制由機動驅(qū)動器產(chǎn)生的扭矩且耦接至金屬絲14，以使得金屬絲14的張力在涂布設(shè)備的操作期間可調(diào)。
[0081]控制系統(tǒng)1000可進一步包括電機控制系統(tǒng)1004，所述電機控制系統(tǒng)1004配置成經(jīng)由連接1006來操作機動驅(qū)動器20。如上文所述，機動驅(qū)動器20可包括用于操作致動器系統(tǒng)18的不同兀件的至少一個機動子驅(qū)動器20a、20b、20c和20d。詳細而言,機動驅(qū)動器20可包括至少一個電機1020。電機控制系統(tǒng)1004可配置成獨立地操作機動驅(qū)動器20的多個子驅(qū)動器。詳細而言，電機控制系統(tǒng)1004可包括用于控制機動驅(qū)動器20的子驅(qū)動器中的每一個的控制子系統(tǒng)(未圖示)?；蛘?，電機控制系統(tǒng)1004可配置成同時操作機動驅(qū)動器20的多個子驅(qū)動器。張力控制系統(tǒng)1002可以可操作地耦接至電機控制系統(tǒng)1004以調(diào)整金屬絲14的張力。
[0082]詳細而言，張力控制系統(tǒng)1002可配置成控制由機動驅(qū)動器20產(chǎn)生的扭矩且耦接至金屬絲14，以使得金屬絲14的張力在涂布設(shè)備的操作期間可調(diào)。例如，張力控制系統(tǒng)1002可配置成用于控制機動驅(qū)動器20 (例如，經(jīng)由電機控制系統(tǒng)1004)，從而經(jīng)由機動驅(qū)動器20的一個或多個電機產(chǎn)生預定扭矩。機動驅(qū)動器20中的至少一個電機的扭矩控制通常有助于保證預定張力施加至金屬絲14上而不在金屬絲14上產(chǎn)生過多應力。進而，所述扭矩控制通常有助于延長金屬絲14的使用壽命。
[0083]根據(jù)可與本文的其他實施例相結(jié)合的一個實施例，機動驅(qū)動器20包括至少一個電機。根據(jù)一些實施例，所述至少一個電機為伺服電機。例如，在圖1的不例性實施例中，機動驅(qū)動器20可包括用于操作牽拉器件24a的一個電機。所述電機可為由電機控制系統(tǒng)1004使用扭矩控制進行控制的伺服電機。或者，所述至少一個電機為步進電機。例如，涂布設(shè)備10的機動驅(qū)動器20可包括步進電機。
[0084]在機動驅(qū)動器20包括一個或多個伺服電機的情況下，電機控制系統(tǒng)1004可包括配置成操作伺服電機的運動控制器件。在機動驅(qū)動器20包括一個或多個步進電機的情況下，電機控制系統(tǒng)1004可包括配置成操作步進電機(例如，一個或多個步進電源)的運動控制器件。
[0085]包括至少一個伺服電機的機動驅(qū)動器20可有助于保持具有較好準確度的預定金屬絲張力。例如，包括至少一個伺服電機的機動驅(qū)動器可配置成以至少15%，或更特定而言10%，或甚至更特定而言5%的張力準確度調(diào)整金屬絲14的張力?；蛘撸瑱C動驅(qū)動器20 (詳細而言若驅(qū)動設(shè)備20包括至少一個步進電機)可配置成用至少60%，或更特定而言50%，或甚至更特定而言40%的張力準確度調(diào)整金屬絲14的張力。包括至少一個伺服電機的機動驅(qū)動器20有助于最小化張力波動。例`如，包括至少一個伺服電機的機動驅(qū)動器可配置成以至少4%，或更特定而言2%，或甚至更特定而言1%的張力波動調(diào)整金屬絲14的張力。
[0086]包括至少一個步進電機的機動驅(qū)動器20可有助于以下至少之一:(i)降低系統(tǒng)成本；(?)增強系統(tǒng)操作性；和/或(iii)減小在根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備中實施機動驅(qū)動器20所需的空間。
[0087]根據(jù)可與本文的其他實施例結(jié)合的一實施例，機動驅(qū)動器20包括如圖3的示例性涂布設(shè)備300所不的兩個機動子驅(qū)動器20a、20b。機動子驅(qū)動器20a、20b中的每一個可包括至少一個電機。例如，機動子驅(qū)動器20a、20b中的每一個可包括由電機控制系統(tǒng)1004使用扭矩控制來控制的一個伺服電機。進而，可以高準確度保持金屬絲14的張力?；蛘撸瑱C動子驅(qū)動器20a、20b中的至少一個可包括一個步進電機。
[0088]根據(jù)可與本文的其他實施例結(jié)合的另一實施例，機動驅(qū)動器20包括如圖7的示例性涂布設(shè)備700中的四個機動子驅(qū)動器20a、20b、20c和20d。機動子驅(qū)動器20a、20b、20c和20d中的每一個可包括至少一個電機。在一個實施例中:(i)涂布設(shè)備700的機動子驅(qū)動器20a、20b中的每一個包括由電機控制系統(tǒng)1004使用扭矩控制來控制的一個伺服電機；和(ii)機動子驅(qū)動器20c、20d中的每一個包括一個伺服電機，機動子驅(qū)動器20c、20d的伺服電機中的至少一個任選地由電機控制系統(tǒng)1004使用速度控制來控制。速度控制可通過例如以下方式來實施:使用零速度設(shè)定點(zero speed setpoint)、使用為由調(diào)整金屬絲14的張力的子驅(qū)動器所產(chǎn)生的扭矩的兩倍或三倍的扭矩，和使用用于金屬絲輸送的位置控制。其他機動子驅(qū)動器20c、20d可通過使用扭矩控制來控制。進而，可以以高準確度保持金屬絲14的張力。
[0089]或者，在涂布設(shè)備700中:(i)涂布設(shè)備700的機動子驅(qū)動器20a、20b中的每一個可包括由電機控制系統(tǒng)1004使用慢脈沖來控制的一個步進電機；和(ii)機動子驅(qū)動器20c、20d中的每一個可包括一個步進電機，機動子驅(qū)動器20c、20d的步進電機中的至少一個由電機控制系統(tǒng)1004使用慢脈沖來控制。其他機動子驅(qū)動器20c、20d可在無脈沖但使用例如零速度設(shè)定點、任選地為由調(diào)整金屬絲14的張力的子驅(qū)動器產(chǎn)生的扭矩的兩倍或三倍的扭矩，和任選地使用用于金屬絲輸送的位置控制的情況下得以控制。進而，可以高準確度保持金屬絲14的張力。
[0090]根據(jù)本文的實施例，可使用慢脈沖控制機動驅(qū)動器20的步進電機。根據(jù)本文的實施例，慢脈沖可引起每脈沖在0.125度與1.8度之間，諸如每脈沖0.225度或更少的旋轉(zhuǎn)。
[0091]根據(jù)本文的實施例，致動器系統(tǒng)18可配置成(詳細而言與張力控制系統(tǒng)1002相關(guān)聯(lián))用于在涂布期間將金屬絲14的張力保持在預定張力值。所述預定值可為范圍自大約
0.5N至1.5N，諸如IN的張力值。預定值可為允許根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備制備用于適當沉積在基板之上的涂布材料的任何張力值。通常，考慮金屬絲的機械性質(zhì)而預先決定張力值，以避免在金屬絲上產(chǎn)生過多應力。
[0092]根據(jù)本文的實施例，控制系統(tǒng)1000可進一步包括金屬絲進給控制系統(tǒng)1008，所述金屬絲進給控制系統(tǒng)1008可操作地耦接至金屬絲進給器件(諸如如上所述的金屬絲進給器件)用于進給新的金屬絲部分，以使得涂布材料28可使用如上文詳述的新的金屬絲部分加熱。通常，金屬絲進給控制系統(tǒng)1008可操作地耦接至電機控制系統(tǒng)1002以由機動驅(qū)動器20的操作進給新的金屬絲部分。詳細而言，金屬絲進給控制系統(tǒng)1008可配置成用于: (i)在涂布期間自動地供應(即進給)新的金屬絲部分；和/或(ii)以預定時間間隔自動地供應新的金屬絲部分，如上文詳述。
[0093]根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可包括傳感器系統(tǒng)1010，所述傳感器系統(tǒng)1010配置成用于測量金屬絲14的至少一個參數(shù)，諸如但不限于，張力、機械應力、彈性、金屬絲溫度或金屬絲14的任何其他參數(shù)。詳細而言，傳感器系統(tǒng)1010可包括在致動器系統(tǒng)18中實施用于測量金屬絲14的張力的張力轉(zhuǎn)換器(transducer)。詳細而言,張力轉(zhuǎn)換器可在施加扭矩至金屬絲14上的致動器系統(tǒng)18的元件中實施，所述元件諸如，但不限于，牽拉器件24a、金屬絲滾輪324a和/或金屬絲滾輪324b。
[0094]涂布設(shè)備可配置成用于根據(jù)所測量的至少一個金屬絲參數(shù)操作機動驅(qū)動器20。例如，但不以此為限，張力控制系統(tǒng)1002可進一步配置成使用封閉回路控制來控制由機動驅(qū)動器20產(chǎn)生的扭矩(或多個扭矩)，用于將金屬絲張力保持在實質(zhì)恒定的預定值。封閉回路控制的控制變量可為例如測量的金屬絲張力?？墒褂媒饘俳z14的其他測量參數(shù)以調(diào)整金屬絲14的張力，諸如機械應力、彈性、金屬絲溫度，或金屬絲14的任何其他適合的參數(shù)。
[0095]根據(jù)可與本文論述的任一實施例結(jié)合的一個實施例，當金屬絲14的一個測量性質(zhì)達到預定值或預定值范圍時，可根據(jù)本文的實施例進給新的金屬絲14的部分。因此，可以使用指示由連續(xù)加熱和/或與涂布材料相互作用所引起的金屬絲14的過度磨損的參數(shù)。例如，根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可配置成用于在金屬絲彈性超過預定值時進給新的金屬絲部分，所述預定值指示金屬絲部分的過度磨損。
[0096]控制系統(tǒng)1000可包括用于實施如上所述封閉回路控制的傳感器控制系統(tǒng)1012。傳感器控制系統(tǒng)1012可以經(jīng)由連接1014協(xié)作地耦接至傳感器系統(tǒng)1010。傳感器控制系統(tǒng)1012通常配置成處理來自傳感器系統(tǒng)1010的信息并且賦能致動系統(tǒng)的封閉回路控制。例如，可將傳感器控制系統(tǒng)1012關(guān)聯(lián)至調(diào)節(jié)器1016，用于經(jīng)由張力控制系統(tǒng)1002和電機控制系統(tǒng)1004實施機動驅(qū)動器20的封閉回路控制。這種封閉回路控制可實施適用于允許涂布設(shè)備如本文所述那樣起作用的任何控制方案。例如，封閉回路控制可實施基于邏輯或順序控制、回饋或線性控制，或上述控制的組合的控制方案。詳細而言，這種封閉回路控制可實施基于比例積分微分(proportional-1ntegral-derivative;PID)的控制方案。
[0097]根據(jù)本文的實施例，控制系統(tǒng)1000可包括用于控制根據(jù)本文實施例的加熱系統(tǒng)32的加熱控制系統(tǒng)1018。加熱控制系統(tǒng)1018可經(jīng)由連接1022可操作地耦接至加熱系統(tǒng)32。加熱控制系統(tǒng)1018可配置成控制施加于金屬絲14的電流以執(zhí)行本文所述的涂布。根據(jù)一個實施例，加熱控制系統(tǒng)1018經(jīng)可操作地耦接至傳感器控制系統(tǒng)1012，以通過使用由傳感器系統(tǒng)1010測量的金屬絲參數(shù)來控制金屬絲14 (或金屬絲14的至少一部分)的溫度。例如，但不以此為限，加熱控制系統(tǒng)1018可通過使用由傳感器系統(tǒng)1010測量的參數(shù)來調(diào)節(jié)金屬絲14的溫度，所述參數(shù)諸如，但不限于，金屬絲溫度的實際值。傳感器系統(tǒng)1010可包括適用于測量金屬絲溫度的傳感器，諸如，但不限于雙通道紅外線高溫計。
[0098]根據(jù)本文的實施例，控制系統(tǒng)1000為實時控制器。根據(jù)本公開內(nèi)容的實施例，所述實時控制器可包括任何適合的基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，例如計算機系統(tǒng)，其中所述基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)包括微控制系統(tǒng)、特殊應用集成電路(application-specific integrated circuits;ASIC)、精簡指令集電路(reducedinstruction set circuits;RISC)、邏輯電路,和/或進一步能夠執(zhí)行本文所述的功能的任何其他電路或處理器。在某些實施例中，控制系統(tǒng)1000為包括只讀存儲器(ROM)和/或隨機存取存儲器(RAM)的微處理器，諸如例如，具有2百萬位(2-Mbit)的ROM和64千位(64Kbit)的RAM的32-位微計算 機。術(shù)語“實時”代表在影響結(jié)果的輸入發(fā)生變化之后的實質(zhì)短時間周期內(nèi)發(fā)生的結(jié)果，其中時間周期為可基于結(jié)果的重要性和/或系統(tǒng)處理輸入以產(chǎn)生結(jié)果的能力選擇的設(shè)計參數(shù)。
[0099]根據(jù)本文的實施例，金屬絲14可為非剛性金屬絲。根據(jù)本文的實施例，術(shù)語“非剛性”代表并非自撐式的金屬絲。金屬絲14可為撓性金屬絲。根據(jù)本文實施例的金屬絲14可包括或由Ta、W，或適用于允許金屬絲如本文所述那樣起作用的任何其他材料組成，諸如，但不限于碳。根據(jù)一些實施例，金屬絲14可具有自大約0.1mm至大約0.6mm的厚度范圍或，更特定而言，自大約0.2mm至大約0.5mm的厚度范圍或,甚至更特定而言，自大約0.3mm至大約0.4mm的厚度范圍?；蛘撸饘俳z14可具有任何適合的厚度，諸如但不限于，在0.2mm至2mm之間的厚度。
[0100]根據(jù)本文實施例的金屬絲可例如，但不限于包括圓柱形或平面橫截面。一般而言，根據(jù)本文實施例的金屬絲可具有適用于允許涂布設(shè)備如本文所述那樣操作的任何橫截面。
[0101]根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可為熱絲化學氣相涂布(HWCVD)設(shè)備。詳細而言，涂布設(shè)備可配置成使得涂布材料28通過所述涂布材料28與在涂布設(shè)備的熱區(qū)(例如，反應器22)中的金屬絲部分的相互作用而經(jīng)歷化學反應。例如，涂布設(shè)備可配置成用于在反應器22 (或在涂布設(shè)備中的任何其他種類的熱區(qū))中引入作為揮發(fā)性前驅(qū)物的涂布材料28。涂布設(shè)備可配置成用于通過與經(jīng)加熱的金屬絲部分(諸如金屬絲部分14a)相互作用而引起揮發(fā)性前驅(qū)物的反應。涂布設(shè)備可進一步配置成用于通過例如經(jīng)由反應器22實施氣流而去除處理的副產(chǎn)物。
[0102]根據(jù)本文實施例的HWCVD可配置成按預定形式在基板12之上沉積材料，諸如，但不限于，單晶、多晶、非晶、磊晶(epitaxial)形式，和上述形式的組合。根據(jù)本文實施例的HWCVD可配置成沉積不同類型的材料(或上述材料的組合)，諸如，但不限于，硅、碳纖維、碳納米纖維、碳納米管、氧化娃(諸如，但不限于SiO2)、娃鍺、碳化娃、氮化娃、氧氮化娃、氮化鈦、高-k介電質(zhì)、非晶S1、微晶S1、P型摻雜Si和/或N型摻雜Si。
[0103]根據(jù)本文的實施例，基板12可為用于制造電子器件的剛性或撓性基板。例如，但不以此為限，基板12可為用于制造觸摸面板、動態(tài)隨機存取存儲器(Dynamic RandomAccess Memory;DRAM)或快閃存儲器的基板。詳細而言,根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可配置成至少部分地制造觸摸面板、DRAM或快閃存儲器。本文實施例設(shè)想了一模塊化制造系統(tǒng)，所述模塊化制造系統(tǒng)包括如本文所述用于制造這些器件之一的涂布設(shè)備。本文實施例還設(shè)想了用于制造這些器件之一的方法，這些器件實施如上所述的方法中的至少一種。例如，根據(jù)本文實施例的涂布設(shè)備可適于為上述器件之一制造一層非晶S1、微晶S1、P型摻雜Si和N型摻雜S1、氮化硅、氧氮化硅。本公開內(nèi)容還設(shè)想了制造這些層的方法。
[0104]在上文中詳細描述了用于制造基板的系統(tǒng)和方法的示例性實施例。系統(tǒng)和方法不限于本文所述的特定實施例，相反，可獨立于且分離于本文所述的其他組件和/或步驟而使用系統(tǒng)的組件和/或方法的步驟。
[0105]例如，根據(jù)本文的實施例的涂布設(shè)備可配置成將由機動驅(qū)動器產(chǎn)生的扭矩經(jīng)由非彈性耦接系統(tǒng)耦接至金屬絲14，諸如，如上所述的耦接系統(tǒng)(例如，牽拉器件24a或金屬絲滾輪324a、324b)。詳細而 言，致動器系統(tǒng)18可在沒有用于張緊金屬絲14的彈簧耦接系統(tǒng)的媒介的情況下致動金屬絲14。應注意，與用于張緊金屬絲14的彈簧耦接系統(tǒng)相比，根據(jù)本文實施例的非彈性耦接系統(tǒng)有助于金屬絲14的較容易張緊。所述彈簧耦接系統(tǒng)通常需要可能為復雜和/或不準確的預拉緊程序。
[0106]作為另一實例，本公開內(nèi)容還設(shè)想了一種涂布設(shè)備，所述涂布設(shè)備包括:(i)真空腔室，所述真空腔室用于涂布基板；(ii)反應器，所述反應器適于接收用于加熱待沉積于基板上的材料的至少金屬絲部分；(iii)機動驅(qū)動器，包括至少一個電機；和(iv)金屬絲滾輪系統(tǒng)(例如，包括本文所述的金屬絲滾輪324a、324b的系統(tǒng))，所述金屬絲滾輪系統(tǒng)配置成用于在反應器中進給且定位至少所述金屬絲部分。在此實施例中，機動驅(qū)動器經(jīng)可操作地耦接至金屬絲滾輪系統(tǒng)，以使得在使用時可由機動驅(qū)動器以可調(diào)方式張緊定位在反應器中的至少金屬絲部分。
[0107]盡管本發(fā)明的各種實施例的特定特征結(jié)構(gòu)可能在一些附圖中圖示而并不在其他附圖中圖示，但如此僅為方便的目的。根據(jù)本發(fā)明的原理，可引用和/或主張附圖的任何特征結(jié)構(gòu)與任何其他附圖的任何特征結(jié)構(gòu)的結(jié)合。
[0108]本書面描述使用實例來揭示本發(fā)明，包括最佳實施方式，且也能使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員實踐本發(fā)明，包括制造和使用任何器件或系統(tǒng)并執(zhí)行任何所并入的方法。雖然已在上文中揭示各個特定實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到權(quán)利要求范圍的精神和范圍允許同等有效的修改。特定而言，如上所述實施例互相非互斥的特征結(jié)構(gòu)可彼此結(jié)合。本發(fā)明的可專利保護范圍是由權(quán)利要求來限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他實例。若這些其他實例的結(jié)構(gòu)元素與權(quán)利要求的語言文字無區(qū)別，或若這些其他實例包括與權(quán)利要求的語言文字無實質(zhì)差異的 等效結(jié)構(gòu)元素，則這些其他實例意欲包含于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種涂布設(shè)備(10)，所述涂布設(shè)備包括: 真空腔室(16)，所述真空腔室用于涂布基板(12)； 反應器(22)，所述反應器適于接收用于加熱待沉積在所述基板(12)上的材料的至少金屬絲(wire)部分(14a)； 機動驅(qū)動器(20)，所述機動驅(qū)動器包括至少一個電機(1020);和 金屬絲滾輪系統(tǒng)(324a、324b)，所述金屬絲滾輪系統(tǒng)配置成用于在所述反應器(22)中進給且定位至少所述金屬絲部分， 其中所述機動驅(qū)動器(20)可操作地耦接至所述金屬絲滾輪系統(tǒng)(324a、324b)，以使得在使用時，定位在所述反應器中的至少所述金屬絲部分能夠由所述機動驅(qū)動器以可調(diào)方式張緊。
2.如權(quán)利要求1所述的涂布設(shè)備，其中所述涂布設(shè)備(10)為熱絲(hotwire)化學氣相涂布設(shè)備。
3.一種涂布設(shè)備(10)，所述涂布設(shè)備包括: 真空腔室(16)，所述真空腔室用于使用由金屬絲(14)加熱的涂布材料來涂布基板(12);和 致動器系統(tǒng)(18)，所述致動器系統(tǒng)包括機動驅(qū)動器(20)，所述致動器系統(tǒng)配置成用于在涂布期間張緊所述金屬絲(14)。
4.如權(quán)利要求3所述的涂布設(shè)備，其中所述致動器系統(tǒng)(18)配置成用于通過將由所述機動驅(qū)動器產(chǎn)生的扭矩耦接 至所述金屬絲(14)來張緊所述金屬絲。
5.如權(quán)利要求3或4所述的涂布設(shè)備，其中所述機動驅(qū)動器(20)包括至少一個電機，所述至少一個電機選自由以下裝置組成的群組:伺服電機和步進電機。
6.如權(quán)利要求3至權(quán)利要求5之一所述的涂布設(shè)備，所述涂布設(shè)備進一步包括張力控制系統(tǒng)(1002)，所述張力控制系統(tǒng)配置成控制由所述機動驅(qū)動器產(chǎn)生的扭矩且耦接至所述金屬絲(14)用于張緊所述金屬絲，以使得所述金屬絲(14)的張力在所述涂布設(shè)備的操作期間可調(diào)。
7.如權(quán)利要求3至權(quán)利要求6之一所述的涂布設(shè)備，其中所述致動器系統(tǒng)配置成用于進給，特定而言其中所述系統(tǒng)進一步包括金屬絲進給系統(tǒng)，在實施例中為金屬絲滾輪系統(tǒng)(324a、324b)，所述金屬絲進給系統(tǒng)由所述機動驅(qū)動器(20)操作，用于將新的金屬絲部分(14b)進給至所述涂布設(shè)備的反應器(22)中，以使得在沉積涂布材料(28)于所述基板(12)上之前，在所述反應器(22)中的所述涂布材料能夠使用所述新的金屬絲部分(14b)加熱。
8.如權(quán)利要求7所述的涂布設(shè)備，其中所述涂布設(shè)備進一步包括進給控制系統(tǒng)，所述進給控制系統(tǒng)可操作地耦接至所述致動器系統(tǒng)(18)且配置成在使用時: 所述新的金屬絲部分在涂布期間自動地供應；和/或 所述新的金屬絲部分以預定時間間隔自動地供應。
9.如權(quán)利要求3至權(quán)利要求8之一所述的涂布設(shè)備，所述涂布設(shè)備進一步包括加熱器，所述加熱器配置成加熱至少金屬絲部分至至少1400°C的溫度。
10.如權(quán)利要求3至權(quán)利要求9之一所述的涂布設(shè)備，其中所述涂布設(shè)備為熱絲化學氣相涂布設(shè)備。
11.一種制造涂布基板(12)的方法，所述方法包括以下步驟: 由包括機動驅(qū)動器的致動器系統(tǒng)(18)張緊金屬絲(14)； 使用涂布材料(28)涂布所述基板(12)，所述涂布的步驟在真空條件下進行， 其中所述涂布的步驟包括以下步驟:在所述涂布材料沉積于基板(12)之上之前，加熱所述金屬絲(14)的至少一部分(14b)至用于引起所述涂布材料的溫度升高的操作溫度。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法進一步包括以下步驟: 將由所述機動驅(qū)動器產(chǎn)生的扭矩經(jīng)由非彈性耦接系統(tǒng)耦接至所述金屬絲；和 經(jīng)由所述扭矩調(diào)整所述金屬絲的至少所述經(jīng)加熱的部分(14a)的張力。
13.如權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的方法，所述方法進一步包括以下步驟: 操作所述致動器系統(tǒng)(18)用于進給所述金屬絲14的新的部分(14b)，以使得在沉積所述涂布材料(28)于所述基板(12)上之前，所述涂布材料可使用所述新的金屬絲部分(14b)加熱。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中: 當涂布材料(28)正在沉積于基板(12)之上時，進給所述新的金屬絲部分(14b);和/或 以預定時間間隔進給所述 新的金屬絲部分(14b)。
15.如權(quán)利要求10至權(quán)利要求14之一所述的方法，所述方法進一步包括以下步驟:力口熱至少所述金屬絲部分至至少1400°C的溫度。
【文檔編號】C23C16/44GK103429786SQ201180069001
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月22日
【發(fā)明者】斯蒂芬·班格特, 沃納·古爾, 斯蒂芬·凱勒, 邁克爾·柯尼希 申請人:應用材料公司