[發明專利]輥到輥原子層沉積設備和方法

在審

• 申請號: 201780020902.3
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN108884567A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·S·萊昂斯;比爾·H·道奇;約瑟夫·C·斯帕尼奧拉;格倫·A·杰里;艾美特·R·戈亞爾;羅納德·P·斯萬松;詹姆斯·N·多布斯
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C23C16/54
• 分類號: C23C16/54;C23C16/455
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;車文

本發明公開了一種方法。該方法可包括使基底的第一表面上的第一邊緣區域與第一支撐輥接合；使基底的第一表面上的第二邊緣區域與第二支撐輥接合；在第一支撐輥和第二支撐輥之上傳送基底；重復下列步驟序列以在基底上形成薄膜：(a)使基底暴露于第一前體；(b)在將基底暴露于第一前體之后將反應性物質供應給基底；以及將蒸氣沉積在薄膜上以在薄膜上形成涂層。

背景技術

氣體、液體和其它環境因素可導致各種商品(諸如食品、醫療用品、電子裝置和藥學產品)劣化。阻擋膜已經被包括在與敏感商品相關聯的包裝上或之內，以阻止或限制氣體或液體(諸如氧氣和水)在制造、儲存或使用商品期間滲透穿過包裝。例如，柔性的阻擋層涂覆的聚合物膜已被用于其部件對水蒸氣和氧氣的侵入敏感的電子裝置。用于阻擋膜技術的市場應用包括例如柔性薄膜和有機光伏太陽能電池，用于顯示器和固態照明中的有機發光二極管(OLED)和包括量子點的其它發光裝置。先前已知為原子層外延(“ALE”)的原子層沉積(“ALD”)是薄膜沉積工藝，已知該薄膜沉積工藝用于制造電致發光的(EL)顯示面板、用于半導體集成電路制造以及用于其它目的。阻擋膜提供優于玻璃的優點，因為該阻擋膜是柔性、重量輕、耐用的，并使得能夠實現低成本的連續的輥到輥處理。雖然已知阻擋層的制備有效地抵抗空氣和水分的滲透，但是需要更好的工藝和系統來制備阻擋膜。

發明內容

本公開涉及輥到輥ALD系統以及制備阻擋膜的方法。本公開的系統和方法可能夠在多種基底上進行非常高速的沉積并且通過卷繞和后續的后處理來維持阻擋膜的性能。

在第一方面，提供一種方法。該方法可包括：使基底的第一表面上的第一邊緣區域與第一支撐輥接合，其中第一支撐輥能夠在軸的第一端部上旋轉，并且其中幅材材料的長度基本上大于該幅材材料的寬度；使基底的第一表面上的第二邊緣區域與第二支撐輥接合，其中第二支撐輥能夠在軸的與其第一端部相反的第二端部上旋轉，并且其中位于第一輥與第二輥之間并且構成基底寬度的至少約50％的中心區域不受輥支撐；在第一支撐輥和第二支撐輥之上傳送基底；重復下列步驟序列多次以便足以在基底上形成薄膜：(a)使基底暴露于第一前體；(b)在將基底暴露于第一前體之后將反應性物質供應給基底以與第一前體反應；其中薄膜作為第一前體與反應性物質的反應產物形成；以及將蒸氣沉積在薄膜上以在薄膜上形成涂層。

在另一方面，提供一種系統。該系統可包括第一區，第一前體被引入該第一區中；第二區，第二前體被引入該第二區中；第三區，該第三區位于第一區與第二區之間并且反應性物質在該第三區中生成；基底傳送機構，該基底傳送機構包括：接觸基底的單一主表面的至少兩個支撐輥，其中基底具有第一邊緣和第二邊緣，該支撐輥包括：第一支撐輥，該第一支撐輥接觸基底的第一邊緣區域，以及第二支撐輥，該第二支撐輥接觸基底的第二邊緣區域，其中基底包括位于第一支撐輥與第二支撐輥之間的未接觸區域，該未接觸區域構成基底的寬度的至少約50％；以及蒸氣處理系統，該蒸氣處理系統包括用于產生蒸氣的蒸氣源。

以上發明內容并非旨在描述本公開的每個公開的實施方案或每一種實施方式。以下附圖和具體實施方式更具體地說明示例性實施例。

附圖說明

在整個說明書中均參考附圖，其中類似的附圖標號表示類似的元件，并且其中：

圖1示出一個實施方案的示意性剖視圖，其示出用于輥對輥ALD的系統和方法；

圖2示出基底傳送機構的實施方案的示意性俯視圖。

圖未必按照比例繪制。圖中使用的相似數字指代相似的部件。然而，應當理解，在給定圖中使用數字指代部件不旨在限制另一圖中用相同數字標記的部件。

具體實施方式

對于以下定義術語的術語表，除非在權利要求書或說明書中的別處提供不同的定義，否則整個申請應以這些定義為準。

術語表