專利名稱：幅材基板沉積系統(tǒng)的制作方法
幅材基板沉積系統(tǒng)
背景技術：
化學氣相沉積(CVD)廣泛地用于沉積電介質和金屬薄膜。存在許多用于執(zhí)行化學氣相沉積的技術。例如，可以通過在從小于10_3托變化到大氣壓的壓力下將兩種或者更多種氣相的前體分子(即，前體氣體A分子和前體氣體B分子)引入到容納有基板或工件的處理室中來執(zhí)行化學氣相沉積。通過添加能量激活或者增強在基板或工件的表面處的前體氣體A分子和前體氣體B分子的反應?？梢砸远喾N方式添加能量。例如，可以通過提高表面處的溫度和/或通過使表面暴露于等離子體放電或紫外線(UV)源而添加能量。反應的產(chǎn)物是期望的膜和某些氣態(tài)副產(chǎn)品，這些氣態(tài)副產(chǎn)品通常從處理室被泵送走。絕大部分化學氣相沉積反應以氣相發(fā)生?；瘜W氣相沉積反應很大程度上取決于前體氣體分子的空間分布?；甯浇牟痪鶆虻臍怏w流動會導致較差的膜均勻性并且在諸如通孔、臺階和其它結構的三維特征部件中產(chǎn)生陰影效應(shadowing effect) 0較差的膜均勻性和陰影效應導致較差的階梯覆蓋。另外，某些前體分子粘到化學氣相沉積室的表面上并且與其它撞擊分子起反應，由此改變前體氣體的空間分布，并且因此改變所沉積的膜的均勻性。


通過詳細的說明書中的特征說明了本發(fā)明。通過參考以下結合附圖的說明書可以更好地理解本發(fā)明的上述以及其它的優(yōu)點，其中在多個附圖中相同的附圖標記指示相同的結構元件和特征部件。附圖不必按比例繪制，重點是說明本發(fā)明的原理。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有線性組合的九個處理室的單向原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)的示意圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的單表面幅材涂布系統(tǒng)的剖視圖，示出了處于歧管中的幅材基板，所述歧管包括多個室；圖2B是根據(jù)本發(fā)明的雙表面幅材涂布系統(tǒng)的剖視圖，示出了處于歧管中的幅材基板，所述歧管在幅材基板的一側上包括第一組多個室并且在幅材基板的另一側上包括第
二組多個室；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具有線性組合的十三個處理室的雙向原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)的示意圖；以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的包括多個線性組合的處理室的雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式在本說明書中參照“一個實施例”或“實施例”，意味著參照該實施例所述的特定特征部件、結構或特征被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。在本說明書中多個地方出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”不必總是指的是同一個實施例。應當理解，本發(fā)明的教導的方法的各個步驟可以以任何順序和/或同時地執(zhí)行， 只要本發(fā)明保持可操作性即可。此外，應當理解，本發(fā)明的教導的設備和方法可以包括所述實施例的中的全部實施例或任何數(shù)量的實施例，只要本發(fā)明保持可操作性即可?，F(xiàn)在將參照附圖中所示的本發(fā)明的教導的示例性實施例更加詳細地說明本發(fā)明的教導。雖然參照多種實施例和示例說明本發(fā)明的教導，但是本發(fā)明的教導并不局限于這些實施例。相反地，如本領域的技術人員將理解的那樣，本發(fā)明的教導包含多種可替代方案、修改方案和等同方案。已經(jīng)了解本發(fā)明的教導的本領域的技術人員將認識到額外的實施方案、修改方案和實施例以及其它的使用領域，所述額外的實施方案、修改方案和實施例以及其它的使用領域在本文所述的本發(fā)明的范圍內(nèi)。原子層沉積(ALD)是使用自限性反應(self-limiting reaction)的CVD的變型方案。術語“自限性反應”在此定義為以某種方式自我限制的反應。例如，自限性反應可以通過在反應物被反應完全消耗掉之后終止而自我限制。一種原子層沉積方法將一波(a pulse of) 一種類型的前體氣體順序地噴射到反應室中。在預定的時間之后，將另一波不同類型的前體氣體噴射到反應室中，以形成期望材料的單分子層。這個方法重復進行，直到基板的表面上沉積有具有期望厚度的薄膜為止。例如，可以通過在處理室中將前體氣體A和前體氣體B順序地組合起來而執(zhí)行原子層沉積。在第一步驟中，氣體源將一波前體氣體A分子噴射到處理室中。在較短的暴露時間之后，前體氣體A分子的單分子層沉積在基板的表面上。然后，處理室用惰性氣體清洗。在第一步驟期間，前體氣體A分子以相對均勻的等角的(conformal)方式粘到基板的表面上。前體氣體A分子的單分子層以相對等角的方式覆蓋包括通孔、臺階和表面結構在內(nèi)的暴露區(qū)域，其中該單分子層具有相對高的均勻性和最小的陰影。可以選擇諸如室壓力、表面溫度、氣體噴射時間和氣體流量的處理參數(shù)，使得在任何給定的時間下在基板的表面上僅一個單分子層保持穩(wěn)定。另外，處理參數(shù)可以選擇用于特定的粘附系數(shù)。還可以使用等離子體預處理來控制粘附系數(shù)。在第二步驟中，另一個氣體源將前體氣體B分子噴射到處理室中。所噴射的前體氣體B分子和粘附到基板表面上的前體氣體A分子之間發(fā)生反應，并且形成典型地約1埃至20埃厚的期望的單分子層的膜。這個反應是自限性的，因為在所有前體氣體A分子在反應中被消耗掉之后該反應終止。然后，該處理室用惰性氣體清洗。期望的單分子層的膜以相對等角的方式覆蓋包括通孔、臺階和表面結構在內(nèi)的暴露區(qū)域，其中該單分子層具有相對高的均勻性和最小的陰影。然后，使前體氣體A分子和前體氣體B分子順序地循環(huán)，直到具有期望的總膜厚度的膜沉積在基板上為止。前體氣體A 和前體氣體B的循環(huán)防止以氣相狀態(tài)發(fā)生反應，并且產(chǎn)生更加受控的反應。已經(jīng)證明原子層沉積在產(chǎn)生相對均勻的無針孔的膜方面是有效的，其中所述相對均勻的無針孔的膜具有僅幾埃的厚度。與諸如PVD、熱蒸發(fā)和CVD的其它方法相比，使用原子層沉積來沉積的電介質呈現(xiàn)出相對高的擊穿電壓和相對高的膜完整性。已經(jīng)付出了很多努力來提高原子層沉積膜的均勻性和完整性，并且取得了不同程度的成功。例如，研究人員已經(jīng)開發(fā)出了新的前體氣體化學性質、用于表面預處理的新技術、和用于在精確的時間下噴射前體氣體的新方法，以便提高原子層沉積膜的均勻性和完整性。例如，參見美國專利No. 6，972，055，該專利授予Fluens公司。原子層沉積方法和設備一直以來總體上局限于傳統(tǒng)的基板。已知的原子層沉積技術不容易轉用于幅材(web)涂布系統(tǒng)，這是因為在已知的原子層沉積處理中，基板定位在處理室中的固定部位，并且前體氣體順序地噴射到處理室中。幅材涂布系統(tǒng)典型地使幅材基板從一個輥運動到另一個輥。美國專利申請公布No. 20060153985中描述了一種在幅材基板上執(zhí)行原子層沉積的一種嘗試。該美國專利公布描述了一種設備，所述設備包括卷繞有間隔物的輥，以便在原子層沉積處理期間，前體氣體可以在幅材基板中間流動。然而，該美國專利公布中所述的設備不能較好地適用于順序處理。另外，在該美國專利公布中所述的設備中，由于相對大的尺寸和輥的回旋(convolution)，前體氣體無法均勻地涂布幅材基板的整個表面。根據(jù)本發(fā)明的原子層沉積處理系統(tǒng)具體地設計成用于在幅材基板上沉積材料，并且用于制造多種裝置，例如有機發(fā)光二極管(OLED)，所述有機發(fā)光二極管是具有由有機化合物形成的發(fā)射的場致發(fā)光層。當前，OLED通過利用多種已知的印刷處理將這些發(fā)射的場致發(fā)光層成行成列地沉積在平坦的載體上而制成。所有這些已知的印刷處理斗具有許多限制。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有線性組合的九個處理室的單向原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)的示意圖。原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)100包括輥102，所述輥102在幅材基板104傳送經(jīng)過多個室時支撐幅材基板104，在所述多個室處通過原子層沉積來沉積層。另外，原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)100包括一系列室，所述一系列室借助吹掃氣體吹掃幅材基板104的表面，并且繼而在將幅材基板104暴露于前體氣體之前從幅材基板104的表面泵送走吹掃氣體。更具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)包括線性組合的九個處理室，所述線性組合的九個處理室可以沿著被處理的幅材基板104在任何位置中重復任何次數(shù)。處理圍繞輥102從左向右運動的幅材基板的從左向右的一系列的九個處理室包括第一吹掃氣體室106，所述第一吹掃氣體室106在一個端部上具有暴露于幅材基板104的敞開表面并且在另一個端部上具有連接到氣體歧管105的連接件，所述敞開表面與幅材基板104—起形成氣體流導(conductance)較低的通道或擋板。第一吹掃氣體室106通過氣體歧管105和閥聯(lián)接到吹掃氣體源?？梢允褂枚喾N類型的吹掃氣體。例如，吹掃氣體可以是惰性氣體，例如氮氣和氬氣。第一吹掃氣體室106用于利用吹掃氣體交換幅材基板104 的表面上的殘余氣體。第一真空室108與第一吹掃氣體室106串聯(lián)地定位，以便使幅材基板104從第一吹掃氣體室106直接傳遞到第一真空室108。第一真空室108在一個端部上具有暴露于幅材基板104的敞開表面，并且在另一個端部上具有連接到氣體歧管105的連接件，其中所述敞開表面與幅材基板104 —起形成擋板。第一真空室108通過氣體歧管105聯(lián)接到真空泵， 所述真空泵將包括幅材基板104的表面在內(nèi)的第一真空室108抽空到期望的壓力。第一真空室108用于去除幅材基板104上的殘余吹掃氣體。幅材基板104現(xiàn)在準備好接收反應性氣體。第一前體反應室110與第一真空室108串聯(lián)地定位，以便使幅材基板104在沒有暴露于任何污染物質的情況下從第一真空室108直接傳遞到第一前體反應室110。第一前體反應室110在暴露于幅材基板104的一個端部上具有敞開表面，并且在另一個端部上具有連接到氣體歧管105的連接件，其中所述敞開表面與幅材基板104 —起形成擋板。第一前體反應室110通過氣體歧管105和閥聯(lián)接到第一前體氣體源。第一前體反應室110將幅材基板104暴露于預定量的第一前體氣體分子預定的時間，所述預定的時間取決于幅材基板的平移速率。第二真空室112與第一前體反應室110串聯(lián)地定位，以便使幅材基板104從第一前體反應室Iio直接傳遞到第二真空室112。第二真空室112在暴露于幅材基板104的一個端部上具有敞開表面，所述敞開表面與幅材基板104 —起形成擋板。第二真空室112通過氣體歧管105聯(lián)接到真空泵，所述真空泵將第二真空室112抽空，以去除幅材基板的表面上的第一前體氣體和由反應所產(chǎn)生的任何氣體副產(chǎn)物。在多種實施例中，該真空泵可以是與用于抽空第一真空室108的真空泵相同的真空泵，或者可以是不同的真空泵。第二吹掃氣體室114聯(lián)接到第二真空室112。第二吹掃氣體室114在一個端部上具有暴露于幅材基板104的敞開表面，并且在另一個端部上具有連接到氣體歧管105的連接件，其中所述敞開表面與幅材基板104 —起形成擋板。第二吹掃氣體室114通過氣體歧管105和閥聯(lián)接到吹掃氣體源?？梢允褂枚喾N類型的吹掃氣體。例如，吹掃氣體可以是惰性氣體，例如氮氣和氬氣。第二吹掃氣體室114用于利用吹掃氣體交換幅材基板104的表面上的殘余的前體氣體和氣體副產(chǎn)物。第三真空室116與第二吹掃氣體室114串聯(lián)地定位，以便使幅材基板104從第二吹掃氣體室114直接傳遞到第三真空室116。第三真空室116在一個端部上具有暴露于幅材基板104的敞開表面，并且在另一個端部上具有連接到氣體歧管105的連接件，其中所述敞開表面與幅材基板104 —起形成擋板。第三真空室116通過氣體歧管105聯(lián)接到真空泵， 所述真空泵從第三真空室116抽空吹掃氣體和任何其它殘余氣體。在多種實施例中，真空泵可以是與用于抽空第一真空室108和第二真空室112的真空泵相同的真空泵，或者可以是不同的真空泵。第二前體反應室118與第三真空室116串聯(lián)地定位，以便使幅材基板104在沒有暴露于任何污染物質的情況下從第三真空室116直接傳遞到第二前體反應室118。第二前體反應室118在一個端部上具有暴露于幅材基板104的敞開表面，并且在另一個端部上具有連接到氣體歧管105的連接件，其中所述敞開表面與幅材基板104 —起形成擋板。第二前體反應室118通過氣體歧管105和閥聯(lián)接到第二前體氣體源。第二前體反應室118將幅材基板104暴露于預定量的第二前體氣體分子預定的時間，所述預定的時間取決于幅材基板的平移速率。定位在第一前體反應室110和第二前體反應室118之間的第二真空室112、第二吹掃氣體室114和第三真空室116，防止第一前體氣體和第二前體氣體在定位在第一前體反應室110和第二前體反應室118之間的室中混合和起反應。例如，如果在第一前體反應室110和第二前體反應室118之間僅有一個公用的真空室，則第一前體氣體和第二前體氣體可能會混合，繼而起反應而在公用的真空室中形成物質，這會導致物質在公用的真空室中積聚，并且可能會在幅材基板104上產(chǎn)生污染。第四真空室120與第二前體反應室118串聯(lián)地定位，以便使幅材基板104從第二前體反應室118直接傳遞到第四真空室120。第四真空室120在一個端部上具有暴露于幅材基板104的敞開表面，并且在另一個端部上具有連接到氣體歧管105的連接件，其中所述敞開表面與幅材基板104 —起形成擋板。第四真空室120通過氣體歧管105聯(lián)接到真空泵，所述真空泵將第四真空室120抽空以去除幅材基板的表面上的第二前體氣體和由反應所產(chǎn)生的任何氣體副產(chǎn)物。在多種實施例中，真空泵可以是與用于抽空第一真空室108、第二真空室112和第三真空室116的真空泵相同的真空泵，或者可以是不同的真空泵。第三吹掃氣體室122聯(lián)接到第四真空室120。第三吹掃氣體室122在一個端部上具有暴露于幅材基板104的敞開表面，并且在另一個端部上具有連接到氣體歧管105的連接件，其中所述敞開表面與幅材基板104 —起形成擋板。第三吹掃氣體室122通過氣體歧管105和閥聯(lián)接到吹掃氣體源。可以使用多種類型的吹掃氣體。例如，吹掃氣體可以是惰性氣體，例如氮氣和氬氣。第三吹掃氣體室122用于利用吹掃氣體交換幅材基板104的表面上的殘余的前體氣體和氣體副產(chǎn)物。包括第一吹掃氣體室106、第一真空室108、第一前體反應室110、第二真空室112、 第二吹掃氣體室114、第三真空室116、第二前體反應室118、第四真空室120和第三吹掃氣體室122的線性組合的九個處理室后面可以有任何數(shù)量的額外的這些線性組合的九個處理室。額外的這些線性組合的九個處理室可以直接定位在第一組九個處理室附近，或者可以定位在沿著幅材基本104的某一其它位置處。應當理解，這些九個處理室中的每個處理室都可以具有其自身的特定的室設計。 例如，期望的室尺寸典型地依據(jù)氣體流量和壓力要求而變化。在絕大部分系統(tǒng)中，室尺寸選擇成充分大，以便在幅材基板104的整個長度上橫過幅材基板104能夠有均勻的壓力。均勻的壓力是重要的，因為表面反應速率取決于室壓力和暴露時間。暴露時間通過幅材基板 104的速度和前體室的沿著運動方向的寬度確定。具有多個噴射點的前體氣體噴射歧管可以幫助最小化橫過幅材的前體壓差。而且，在某些實施例中，期望的是將吹掃氣體室和真空室組合成單個室。本領域的技術人員應當理解，圖1中所示的示意圖僅僅是示意性的表示，并且諸如系統(tǒng)室、用于支撐幅材基板104的額外的輥、閥和真空泵等的未示出的多種額外的元件對于用于完成功能性設備來說是必須的。另外，本領域的技術人員將理解，具有參照圖1所述的線性組合的處理室的多種變型方案。例如，在一個實施例中，除去了第二真空室112和第二吹掃氣體室114中的一個。在本發(fā)明的其它的更基本的實施例中，幅材涂布系統(tǒng)中僅包括第一前體反應室110、第二真空室112和第二前體反應室118。圖1中所示的每個室都由實心壁形成，其中一個表面暴露于幅材基板104。實心壁包括擋板，所述擋板定位成緊鄰幅材基板104。例如，在某些實施例中，擋板定位成與幅材基板的表面相距約0.1毫米至2.0毫米?？梢允褂枚喾N類型的擋板。例如，擋板可以是使室隔離的波紋擋板。然而，在多種實施例中，擋板與幅材基板104的表面相距足夠遠，并且/或者擋板足夠柔軟以在仍然保持期望的室壓力的同時允許具有壓力的氣體離開室，如圖1中所示。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的單表面幅材涂布系統(tǒng)200的剖視圖，示出了處于包括多個室的歧管204中的幅材基板202。歧管204包括端口 206，所述端口 206依據(jù)室的類型可以聯(lián)接到氣體源或者聯(lián)接到真空泵。該剖視圖示出了擋板208，所述擋板208隔離室210，以維持室210內(nèi)部和幅材基板202的表面處的期望的局部壓力。在某些實施例中，擋板208和幅材基板202的表面之間的空隙處于約0. Imm至2. Omm的范圍內(nèi)。然而，更小的空隙和更大的空隙也是可以的。在多種實施例中，依據(jù)所使用的室的類型和室內(nèi)的期望的局部壓力， 擋板208可以是不同的并且/或者具有不同的空隙。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的雙表面幅材涂布系統(tǒng)250的剖視圖，示出了處于歧管2M中的幅材基板252，所述歧管2M在幅材基板252的一側上包括第一組多個室，并且在幅材基板252的另一側上包括第二組多個室。歧管邪4包括端口 256、256’，依據(jù)室的類型，所述端口 256、256’可以聯(lián)接到氣體源或者聯(lián)接到真空泵。該剖視圖示出了擋板258、258’，所述擋板258,258'使室260,260'與幅材基板252隔離，以維持室260,260'內(nèi)部和幅材基板252 的表面處的期望的局部壓力。在某些實施例中，擋板258和幅材基板252的表面之間的空隙處于約0. Imm至2. Omm的范圍內(nèi)。然而，更小的空隙和更大的空隙也是可以的。在多種實施例中，依據(jù)所使用的室的類型和室內(nèi)的期望的局部壓力，擋板258、258’可以是不同的并且/或者可以具有不同的空隙。在另一個實施例中，構成本發(fā)明的原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)的一系列室形成為沒有實心壁。例如，可以使用氣幕來代替實心壁，以分開室。在這種沉積設備中，前體氣體將在幅材基板的泵送出前體氣體的任一側上混合。本領域的技術人員將理解，構成本發(fā)明的原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)的室可以具有帶脊部的壁或柔性壁，或具有帶脊部的壁和柔性壁二者的組合?？梢酝ㄟ^隨著輥102將一段幅材基板104從右向左傳輸穿過一系列九個處理室跟隨該段幅材基板104來理解幅材涂布系統(tǒng)100的操作。首先，輥102將該段幅材基板104 傳輸?shù)降谝淮祾邭怏w室106，在所述第一吹掃氣體室106處幅材基板104的表面暴露于吹掃氣體，所述吹掃氣體去除幅材基板104的表面上的任何殘余氣體。然后，輥102將該段幅材基板104傳輸?shù)降谝徽婵帐?08，在所述第一真空室108處抽空殘余的吹掃氣體和幅材基板 104上的其它氣體以及雜質。然后，輥102將該段幅材基板104傳輸?shù)降谝磺绑w反應室110，在所述第一前體反應室Iio處第一前體氣體分子被噴射在反應室110中，以在該段幅材基板104的表面上產(chǎn)生第一前體氣體的期望的分壓力(partial pressure) 0在某些沉積處理中，第一前體氣體和另一種前體氣體被噴射到反應室110中。在某些沉積處理中，第二前體氣體和不起反應的氣體被噴射到室118中。在某些實施例中，該段幅材基板104和/或反應室110的溫度被控制到促進幅材基板104的表面處的期望的反應的溫度。在多種實施例中，幅材基板104 可以定位成與加熱器或溫度控制器直接熱接觸，并且/或者可以定位成接近熱源。然后，輥102將該段幅材基板104傳輸?shù)降诙婵帐?12，在所述第二真空室112 處抽空第一前體氣體和任何氣體副產(chǎn)物。然后，輥102將該段幅材基板104傳輸?shù)降诙祾邭怏w室114，在所述第二吹掃氣體室114處利用吹掃氣體交換幅材基板104的表面上的任何殘余的第一前體氣體和任何剩余的氣體副產(chǎn)物。然后，輥102將該段幅材基板104傳輸?shù)降谌婵帐?16，在所述第三真空室116處從幅材基板104的表面上抽空殘余的前體氣體和氣體副產(chǎn)物。然后，輥102將該段幅材基板104傳輸?shù)降诙绑w反應室118，在所述第二前體反應室118處第二前體氣體分子被噴射到反應室118中，以在該段幅材基板104的表面上產(chǎn)生第二前體氣體的期望的分壓力。在某些沉積處理中，第二前體氣體和另一種前體氣體被噴射到反應室118中。在其它沉積處理中，第二前體氣體和不起反應的氣體被噴射到反應室118中。在某些實施例中，該段幅材基板104和/或反應室118的溫度被控制到促進幅材基板104的表面上的期望的反應的溫度。然后，輥102將該段幅材基板104傳輸?shù)降谒恼婵帐?20，在所述第四真空室120處從幅材基板的表面抽空第二前體氣體和由反應所產(chǎn)生的任何氣體副產(chǎn)物。然后，輥102將該段幅材基板104傳輸?shù)降谌祾邭怏w室122，在所述第三吹掃氣體室122處利用吹掃氣體交換幅材基板104的表面上的任何殘余的第二前體氣體和任何剩余的氣體副產(chǎn)物。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具有線性組合的十三個處理室的雙向原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)300的示意圖。雙向幅材涂布系統(tǒng)300包括輥302，在將幅材基板304沿著任一方向傳輸穿過一系列十三個室時，所述輥302支撐幅材基板304，所述一系列十三個室借助吹掃氣體吹掃幅材基板304的表面并且繼而在將幅材基板104暴露于前體氣體之前從幅材基板304的表面泵送走吹掃氣體。十三個處理室允許幅材涂布系統(tǒng)300在幅材基板304從右向左行進時以及在幅材基板304從左向右行進時通過原子層沉積來沉積材料。雙向幅材涂布系統(tǒng)300的一個特征是，所述雙向幅材涂布系統(tǒng)300不僅在尺寸上緊湊，而且具有較高的生產(chǎn)能力。雙向幅材涂布系統(tǒng)300包括參照幅材涂布系統(tǒng)100所描述的九個處理室。另外， 雙向幅材涂布系統(tǒng)300包括制備幅材基板304以便于暴露于第一前體氣體、使幅材基板304 暴露于第一前體氣體、繼而從幅材基板304吹掃第一前體氣體和任何氣體副產(chǎn)物的四個額外的處理室。參照圖3并且參考圖1中所示的幅材涂布系統(tǒng)的描述，當幅材基板304通過輥302 從左向右傳輸時，幅材基板304暴露于參照圖1所描述的九個處理室。即，一段幅材基板 304首先穿過吹掃氣體室306，繼而穿過真空室308，然后穿過前體反應室310，在所述前體反應室310處該段幅材基板304暴露于處于期望的分壓力的第一前體氣體，以形成原子層。然后，輥302將該段幅材基板304傳輸?shù)秸婵帐?12，然后傳輸?shù)酱祾邭怏w室314， 然后傳輸?shù)秸婵帐?16，然后傳輸?shù)降诙绑w反應室318，在所述第二前體反應室318處，該段幅材基板304暴露于處于期望的分壓力的第二前體氣體，以形成第二原子層。然后，輥 302將該段幅材基板304傳輸?shù)秸婵帐?20，在所述真空室320處從幅材基板的表面抽空第二前體氣體和由反應所產(chǎn)生的任何氣體副產(chǎn)物，然后輥302將該段幅材基板304傳輸?shù)酱祾邭怏w室322。當通過輥302從左向右傳輸一段幅材基板304時，不使用剩余的室312’、 310，、308，和 306，。當通過輥302沿著相反的方向從右向左傳輸一段幅材基板304時，幅材基板304 也暴露于九個處理室。幅材基板304首先通過吹掃氣體室306’，繼而穿過真空室308’，然后穿過第一前體反應室310’，所述第一前體反應室310’與所述第一前體反應室310相同， 在所述第一前體反應室310’處該段幅材基板304暴露于處于期望的分壓力的第一前體氣體，以形成原子層。然后，輥302將該段幅材基板304傳輸?shù)秸婵帐?12’，然后傳輸?shù)酱祾邭怏w室 322，然后傳輸?shù)秸婵帐?20，然后傳輸?shù)降诙绑w反應室318，在所述第二前體反應室318 處該段幅材基板304暴露于處于期望的分壓力的第二前體氣體，以形成第二原子層。然后， 輥302將該段幅材基板304傳輸?shù)秸婵帐?16，在所述真空室316處從幅材基板的表面抽空第二前體氣體和由反應所產(chǎn)生的任何氣體副產(chǎn)物，然后輥302將該段幅材基板304傳輸?shù)酱祾邭怏w室314。當通過輥302從右向左傳輸一段幅材基板304時，不使用剩余的室312、 310,308 和 306。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)400的示意圖。雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)400與參照圖3所描述的雙向原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)300相同。然而，雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)400在幅材基板304的兩側上都包括處理室。存在期望將材料沉積在幅材基板304的兩側上的多種沉積應用。上述應用的一種是制造和封裝有機發(fā)光二極管。在本發(fā)明的多個實施例中，如圖4中所示的那樣，幅材基板 304的每個側上的處理室相同。然而，本領域的技術人員將理解，特定的處理可能會要求幅材基板304的一側上的處理室與幅材基板304的另一側上的處理室不同。另外，本領域的技術人員將理解，幅材基板304的一側上的處理室不必與幅材基板304的另一側上的處理室對準。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的包括多個線性組合的處理室的雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)500的示意圖。圖5示出了三個雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)502、504和506，這三個雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)502、504和506可以與參照圖3所描述的雙向原子層沉積幅材涂布系統(tǒng)相同。在多種實施例中，三個雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)502、504和506中的每個都可以具有相同的室或者可以具有不同的室。輥508用于將幅材基板510傳輸經(jīng)過雙向雙表面幅材涂布系統(tǒng)502、504和506，如參照圖2所描述的那樣。本領域的技術人員將理解，根據(jù)本發(fā)明的幅材涂布系統(tǒng)具有多種可能存在的構造。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，幅材基板定位在固定的位置中并且處理室被相對于幅材基板傳送。在另一個實施例中，幅材基板和處理室二者相對于彼此傳送。等同方案雖然參照多種實施例說明了本申請人的教導，但是這并不意味著本申請人的教導局限于這些實施例。相反，如本領域的技術人員將理解的那樣，本申請人的教導包含多種可替代方案、修改方案和等同方案，在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以實施這些可替代方案、修改方案和等同方案。
1權利要求
1.一種幅材基板原子層沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)包括a)至少一個輥，所述至少一個輥沿著第一方向將幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過處理室；和b)多個處理室，所述多個處理室定位成使得所述至少一個輥沿著所述第一方向將所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述多個處理室，所述多個處理室包括第一前體反應室，所述第一前體反應室將所述幅材基板的第一表面暴露于第一前體氣體的期望的分壓力下，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第一層；吹掃室，所述吹掃室利用吹掃氣體吹掃所述幅材基板的第一表面；真空室，所述真空室從所述幅材基板的第一表面去除氣體；和第二前體反應室，所述第二前體反應室將所述幅材基板的第一表面暴露于第二前體氣體的期望的分壓力下，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第二層。
2.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述多個處理室是附裝的。
3.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述吹掃室和所述真空室包括單個室。
4.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述多個處理室中的每個處理室的一個端部附裝到氣體歧管。
5.根據(jù)權利要求4所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述氣體歧管聯(lián)接到溫度控制器，所述溫度控制器控制所述多個處理室的溫度。
6.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述至少一個輥沿著第一方向和第二方向兩個方向將所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述多個處理室。
7.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述第一前體反應室和所述第二前體反應室中的至少一個聯(lián)接到前體氣體源和不起反應的氣體源。
8.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述第一前體反應室和所述第二前體反應室中的至少一個聯(lián)接到至少兩個前體氣體源。
9.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括定位在所述幅材基板附近的加熱器，在所述幅材基板傳輸經(jīng)過所述第一前體反應室和所述第二前體反應室中的至少一個時，所述加熱器控制所述幅材基板的溫度。
10.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括定位在所述多個處理室附近的加熱器，所述加熱器控制所述多個處理室的溫度。
11.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括聯(lián)接到所述多個處理室的加熱器，所述加熱器控制所述多個處理室的溫度。
12.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括第二組多個處理室，所述第二組多個處理室與所述多個處理室相對地定位，并且定位成使得所述至少一個輥將所述幅材基板的第二表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述第二組多個處理室。
13.根據(jù)權利要求12所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述第二組多個處理室包括將所述幅材基板的第二表面暴露于第一前體氣體的期望的分壓力下由此在所述幅材基板的第二表面上形成第一層的第一前體反應室；利用吹掃氣體吹掃所述幅材基板的第二表面的吹掃室； 從所述幅材基板的第二表面去除氣體的真空室；和將所述幅材基板的第二表面暴露于第二前體氣體的期望的分壓力下由此在所述幅材基板的第二表面上形成第二層的第二前體反應室。
14.根據(jù)權利要求12所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述第二組多個處理室與所述多個處理室相對地定位，并且與所述多個處理室對準。
15.根據(jù)權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括第二組多個處理室，所述第二組多個處理室定位在所述多個處理室附近，以便使所述至少一個輥將所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述第二組多個處理室。
16.根據(jù)權利要求15所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述第二組多個處理室包括將所述幅材基板的第一表面暴露于第一前體氣體的期望的分壓力下的第一前體反應室，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第一層；利用吹掃氣體吹掃所述幅材基板的第一表面的吹掃室； 從所述幅材基板的第一表面去除氣體的真空室；和將所述幅材基板的第一表面暴露于第二前體氣體的期望的分壓力下的第二前體反應室，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第一層。
17.一種幅材基板原子層沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)包括a)至少一個輥，所述至少一個輥沿著第一方向將幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過處理室；和b)多個處理室，所述多個處理室定位成使得所述至少一個輥沿著所述第一方向將所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述多個處理室，所述多個處理室包括i)吹掃室，所述吹掃室聯(lián)接到吹掃氣體源，當所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述吹掃室時，所述吹掃室利用吹掃氣體吹掃所述幅材基板的第一表面； )真空室，所述真空室聯(lián)接到真空泵，當所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述真空室時，所述真空室抽空所述幅材基板的第一表面，由此從所述幅材基板的第一表面去除氣體；iii)第一前體反應室，所述第一前體反應室聯(lián)接到第一前體氣體源，所述第一前體反應室將所述幅材基板的第一表面暴露于第一前體氣體的期望的分壓力下，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第一層；iv)第二吹掃室，所述第二吹掃室聯(lián)接到吹掃氣體源，當所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述第二吹掃室時，所述第二吹掃室利用吹掃氣體吹掃所述幅材基板的第一表面；ν)第二真空室，所述第二真空室聯(lián)接到真空泵，當所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述第二真空室時，所述第二真空室抽空所述幅材基板的第一表面，由此從所述幅材基板的第一表面去除氣體；和vi)第二前體反應室，所述第二前體反應室聯(lián)接到第二前體氣體源，所述第二前體反應室將所述幅材基板的第一表面暴露于第二前體氣體的期望的分壓力下，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第二層。
18.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述吹掃室和所述真空室包括單個室。
19.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述第二吹掃室和所述第二真空室包括單個室。
20.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述第一前體反應室和所述第二前體反應室中的至少一個聯(lián)接到不起反應的氣體源。
21.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括定位在所述幅材基板附近的加熱器，當所述幅材基板傳輸經(jīng)過所述第一前體反應室和所述第二前體反應室中的至少一個時，所述加熱器控制所述幅材基板的溫度。
22.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括定位在所述多個處理室附近的加熱器，所述加熱器控制所述多個處理室的溫度。
23.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括聯(lián)接到所述多個處理室的加熱器，所述加熱器控制所述多個處理室的溫度。
24.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，其中，所述至少一個輥沿著第一方向和第二方向兩個方向將所述幅材基板傳輸經(jīng)過所述多個處理室。
25.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括第二組多個處理室，所述第二組多個處理室與所述多個處理室相同，所述第二組多個處理室定位在所述多個處理室附近，以便使所述至少一個輥沿著所述第一方向將所述幅材基板的第一表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述第二組多個處理室。
26.根據(jù)權利要求17所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)還包括第二組多個處理室，所述第二組多個處理室與所述多個處理室相同，所述第二組多個處理室定位成使得所述至少一個輥將所述幅材基板的第二表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述第二組多個處理室。
27.一種用于在幅材基板上沉積材料的方法，所述方法包括a)將幅材基板的表面?zhèn)鬏斀?jīng)過吹掃室，所述吹掃室利用吹掃氣體吹掃所述幅材基板的表面；b)將所述幅材基板的表面?zhèn)鬏斀?jīng)過真空室，所述真空室抽空所述幅材基板的表面；c)將所述幅材基板的表面?zhèn)鬏斀?jīng)過第一前體反應室，所述第一前體反應室將所述幅材基板的表面暴露于所述第一前體氣體的期望的分壓力，由此在所述幅材基板的表面上形成第一層；d)將幅材基板的表面?zhèn)鬏斀?jīng)過第二吹掃室，所述第二吹掃室利用吹掃氣體從所述幅材基板的表面吹掃所述第一前體氣體和氣體副產(chǎn)物；e)將所述幅材基板的表面?zhèn)鬏斀?jīng)過第二真空室，所述第二真空室抽空所述幅材基板的表面；和f)將所述幅材基板的表面?zhèn)鬏斀?jīng)過第二前體反應室，所述第二前體反應室將所述幅材基板的表面暴露于所述第二前體氣體的期望的分壓力，由此在所述幅材基板的表面上形成弟·~ 層。
28.根據(jù)權利要求27所述的方法，所述方法還包括多次重復步驟a)至步驟f)。
29.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中，在步驟a)至步驟f)中沿著一個方向傳輸所述幅材基板的表面。
30.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中，在步驟a)至步驟f)中沿著第一方向和第二方向傳輸所述幅材基板的表面。
31.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中，在所述幅材基板的第一表面和第二表面上執(zhí)行步驟a)至步驟f)。
32.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中，所述第一前體氣體和第二前體氣體中的至少一個與不起反應的氣體混合。
33.根據(jù)權利要求27所述的方法，所述方法還包括在將所述幅材基板的表面?zhèn)鬏斀?jīng)過所述第一前體反應室和所述第二前體反應室中的至少一個的同時加熱所述幅材基板。
34.根據(jù)權利要求27所述的方法，所述方法還包括加熱所述第一前體反應室和所述第二前體反應室中的至少一個。
全文摘要
一種幅材基板原子層沉積系統(tǒng)，其包括至少一個輥，所述至少一個輥將幅材基板的表面?zhèn)鬏斀?jīng)過多個處理室。所述多個處理室包括第一前體反應室，所述第一前體反應室將幅材基板的表面暴露于第一前體氣體的期望的分壓力下，由此在幅材基板的表面上形成第一層。吹掃室利用吹掃氣體吹掃幅材基板的表面。真空室從幅材基板的表面除去氣體。第二前體反應室將幅材基板的表面暴露于第二前體氣體的期望的分壓力下，由此在幅材基板的表面上形成第二層。
文檔編號H01L21/205GK102365712SQ201080015287
公開日2012年2月29日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權日2009年3月2日
發(fā)明者P·斯費爾拉佐 申請人:維易科精密儀器國際貿(mào)易(上海)有限公司