CN102365712A - 幅材基板沉积系统 - Google Patents

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Abstract

一种幅材基板原子层沉积系统，其包括：至少一个辊，所述至少一个辊将幅材基板的表面传输经过多个处理室。所述多个处理室包括第一前体反应室，所述第一前体反应室将幅材基板的表面暴露于第一前体气体的期望的分压力下，由此在幅材基板的表面上形成第一层。吹扫室利用吹扫气体吹扫幅材基板的表面。真空室从幅材基板的表面除去气体。第二前体反应室将幅材基板的表面暴露于第二前体气体的期望的分压力下，由此在幅材基板的表面上形成第二层。

Description

幅材基板沉积系统
背景技术
化学气相沉积(CVD)广泛地用于沉积电介质和金属薄膜。存在许多用于执行化学气相沉积的技术。例如，可以通过在从小于10-3托变化到大气压的压力下将两种或者更多种气相的前体分子(即，前体气体A分子和前体气体B分子)引入到容纳有基板或工件的处理室中来执行化学气相沉积。
通过添加能量激活或者增强在基板或工件的表面处的前体气体A分子和前体气体B分子的反应。可以以多种方式添加能量。例如，可以通过提高表面处的温度和/或通过使表面暴露于等离子体放电或紫外线(UV)源而添加能量。反应的产物是期望的膜和某些气态副产品，这些气态副产品通常从处理室被泵送走。
绝大部分化学气相沉积反应以气相发生。化学气相沉积反应很大程度上取决于前体气体分子的空间分布。基板附近的不均匀的气体流动会导致较差的膜均匀性并且在诸如通孔、台阶和其它结构的三维特征部件中产生阴影效应(shadowing effect)。较差的膜均匀性和阴影效应导致较差的阶梯覆盖。另外，某些前体分子粘到化学气相沉积室的表面上并且与其它撞击分子起反应，由此改变前体气体的空间分布，并且因此改变所沉积的膜的均匀性。
附图说明
通过详细的说明书中的特征说明了本发明。通过参考以下结合附图的说明书可以更好地理解本发明的上述以及其它的优点，其中在多个附图中相同的附图标记指示相同的结构元件和特征部件。附图不必按比例绘制，重点是说明本发明的原理。
图1示出了根据本发明的具有线性组合的九个处理室的单向原子层沉积幅材涂布系统的示意图；
图2A是根据本发明的单表面幅材涂布系统的剖视图，示出了处于歧管中的幅材基板，所述歧管包括多个室；
图2B是根据本发明的双表面幅材涂布系统的剖视图，示出了处于歧管中的幅材基板，所述歧管在幅材基板的一侧上包括第一组多个室并且在幅材基板的另一侧上包括第二组多个室；
图3示出了根据本发明的具有线性组合的十三个处理室的双向原子层沉积幅材涂布系统的示意图；
图4示出了根据本发明的双向双表面幅材涂布系统的示意图；以及
图5示出了根据本发明的包括多个线性组合的处理室的双向双表面幅材涂布系统的示意图。
具体实施方式
在本说明书中参照“一个实施例”或“实施例”，意味着参照该实施例所述的特定特征部件、结构或特征被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中多个地方出现的短语“在一个实施例中”不必总是指的是同一个实施例。
应当理解，本发明的教导的方法的各个步骤可以以任何顺序和/或同时地执行，只要本发明保持可操作性即可。此外，应当理解，本发明的教导的设备和方法可以包括所述实施例的中的全部实施例或任何数量的实施例，只要本发明保持可操作性即可。
现在将参照附图中所示的本发明的教导的示例性实施例更加详细地说明本发明的教导。虽然参照多种实施例和示例说明本发明的教导，但是本发明的教导并不局限于这些实施例。相反地，如本领域的技术人员将理解的那样，本发明的教导包含多种可替代方案、修改方案和等同方案。已经了解本发明的教导的本领域的技术人员将认识到额外的实施方案、修改方案和实施例以及其它的使用领域，所述额外的实施方案、修改方案和实施例以及其它的使用领域在本文所述的本发明的范围内。
原子层沉积(ALD)是使用自限性反应(self-limiting reaction)的CVD的变型方案。术语“自限性反应”在此定义为以某种方式自我限制的反应。例如，自限性反应可以通过在反应物被反应完全消耗掉之后终止而自我限制。一种原子层沉积方法将一波(a pulse of)一种类型的前体气体顺序地喷射到反应室中。在预定的时间之后，将另一波不同类型的前体气体喷射到反应室中，以形成期望材料的单分子层。这个方法重复进行，直到基板的表面上沉积有具有期望厚度的薄膜为止。
例如，可以通过在处理室中将前体气体A和前体气体B顺序地组合起来而执行原子层沉积。在第一步骤中，气体源将一波前体气体A分子喷射到处理室中。在较短的暴露时间之后，前体气体A分子的单分子层沉积在基板的表面上。然后，处理室用惰性气体清洗。
在第一步骤期间，前体气体A分子以相对均匀的等角的(conformal)方式粘到基板的表面上。前体气体A分子的单分子层以相对等角的方式覆盖包括通孔、台阶和表面结构在内的暴露区域，其中该单分子层具有相对高的均匀性和最小的阴影。
可以选择诸如室压力、表面温度、气体喷射时间和气体流量的处理参数，使得在任何给定的时间下在基板的表面上仅一个单分子层保持稳定。另外，处理参数可以选择用于特定的粘附系数。还可以使用等离子体预处理来控制粘附系数。
在第二步骤中，另一个气体源将前体气体B分子喷射到处理室中。所喷射的前体气体B分子和粘附到基板表面上的前体气体A分子之间发生反应，并且形成典型地约1埃至20埃厚的期望的单分子层的膜。这个反应是自限性的，因为在所有前体气体A分子在反应中被消耗掉之后该反应终止。然后，该处理室用惰性气体清洗。
期望的单分子层的膜以相对等角的方式覆盖包括通孔、台阶和表面结构在内的暴露区域，其中该单分子层具有相对高的均匀性和最小的阴影。然后，使前体气体A分子和前体气体B分子顺序地循环，直到具有期望的总膜厚度的膜沉积在基板上为止。前体气体A和前体气体B的循环防止以气相状态发生反应，并且产生更加受控的反应。
已经证明原子层沉积在产生相对均匀的无针孔的膜方面是有效的，其中所述相对均匀的无针孔的膜具有仅几埃的厚度。与诸如PVD、热蒸发和CVD的其它方法相比，使用原子层沉积来沉积的电介质呈现出相对高的击穿电压和相对高的膜完整性。
已经付出了很多努力来提高原子层沉积膜的均匀性和完整性，并且取得了不同程度的成功。例如，研究人员已经开发出了新的前体气体化学性质、用于表面预处理的新技术、和用于在精确的时间下喷射前体气体的新方法，以便提高原子层沉积膜的均匀性和完整性。例如，参见美国专利No.6,972,055，该专利授予Fluens公司。
原子层沉积方法和设备一直以来总体上局限于传统的基板。已知的原子层沉积技术不容易转用于幅材(web)涂布系统，这是因为在已知的原子层沉积处理中，基板定位在处理室中的固定部位，并且前体气体顺序地喷射到处理室中。幅材涂布系统典型地使幅材基板从一个辊运动到另一个辊。美国专利申请公布No.20060153985中描述了一种在幅材基板上执行原子层沉积的一种尝试。该美国专利公布描述了一种设备，所述设备包括卷绕有间隔物的辊，以便在原子层沉积处理期间，前体气体可以在幅材基板中间流动。然而，该美国专利公布中所述的设备不能较好地适用于顺序处理。另外，在该美国专利公布中所述的设备中，由于相对大的尺寸和辊的回旋(convolution)，前体气体无法均匀地涂布幅材基板的整个表面。
根据本发明的原子层沉积处理系统具体地设计成用于在幅材基板上沉积材料，并且用于制造多种装置，例如有机发光二极管(OLED)，所述有机发光二极管是具有由有机化合物形成的发射的场致发光层。当前，OLED通过利用多种已知的印刷处理将这些发射的场致发光层成行成列地沉积在平坦的载体上而制成。所有这些已知的印刷处理斗具有许多限制。
图1示出了根据本发明的具有线性组合的九个处理室的单向原子层沉积幅材涂布系统的示意图。原子层沉积幅材涂布系统100包括辊102，所述辊102在幅材基板104传送经过多个室时支撑幅材基板104，在所述多个室处通过原子层沉积来沉积层。另外，原子层沉积幅材涂布系统100包括一系列室，所述一系列室借助吹扫气体吹扫幅材基板104的表面，并且继而在将幅材基板104暴露于前体气体之前从幅材基板104的表面泵送走吹扫气体。更具体地，在本发明的一个实施例中，原子层沉积幅材涂布系统包括线性组合的九个处理室，所述线性组合的九个处理室可以沿着被处理的幅材基板104在任何位置中重复任何次数。
处理围绕辊102从左向右运动的幅材基板的从左向右的一系列的九个处理室包括第一吹扫气体室106，所述第一吹扫气体室106在一个端部上具有暴露于幅材基板104的敞开表面并且在另一个端部上具有连接到气体歧管105的连接件，所述敞开表面与幅材基板104一起形成气体流导(conductance)较低的通道或挡板。第一吹扫气体室106通过气体歧管105和阀联接到吹扫气体源。可以使用多种类型的吹扫气体。例如，吹扫气体可以是惰性气体，例如氮气和氩气。第一吹扫气体室106用于利用吹扫气体交换幅材基板104的表面上的残余气体。
第一真空室108与第一吹扫气体室106串联地定位，以便使幅材基板104从第一吹扫气体室106直接传递到第一真空室108。第一真空室108在一个端部上具有暴露于幅材基板104的敞开表面，并且在另一个端部上具有连接到气体歧管105的连接件，其中所述敞开表面与幅材基板104一起形成挡板。第一真空室108通过气体歧管105联接到真空泵，所述真空泵将包括幅材基板104的表面在内的第一真空室108抽空到期望的压力。第一真空室108用于去除幅材基板104上的残余吹扫气体。幅材基板104现在准备好接收反应性气体。
第一前体反应室110与第一真空室108串联地定位，以便使幅材基板104在没有暴露于任何污染物质的情况下从第一真空室108直接传递到第一前体反应室110。第一前体反应室110在暴露于幅材基板104的一个端部上具有敞开表面，并且在另一个端部上具有连接到气体歧管105的连接件，其中所述敞开表面与幅材基板104一起形成挡板。第一前体反应室110通过气体歧管105和阀联接到第一前体气体源。第一前体反应室110将幅材基板104暴露于预定量的第一前体气体分子预定的时间，所述预定的时间取决于幅材基板的平移速率。
第二真空室112与第一前体反应室110串联地定位，以便使幅材基板104从第一前体反应室110直接传递到第二真空室112。第二真空室112在暴露于幅材基板104的一个端部上具有敞开表面，所述敞开表面与幅材基板104一起形成挡板。第二真空室112通过气体歧管105联接到真空泵，所述真空泵将第二真空室112抽空，以去除幅材基板的表面上的第一前体气体和由反应所产生的任何气体副产物。在多种实施例中，该真空泵可以是与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。
第二吹扫气体室114联接到第二真空室112。第二吹扫气体室114在一个端部上具有暴露于幅材基板104的敞开表面，并且在另一个端部上具有连接到气体歧管105的连接件，其中所述敞开表面与幅材基板104一起形成挡板。第二吹扫气体室114通过气体歧管105和阀联接到吹扫气体源。可以使用多种类型的吹扫气体。例如，吹扫气体可以是惰性气体，例如氮气和氩气。第二吹扫气体室114用于利用吹扫气体交换幅材基板104的表面上的残余的前体气体和气体副产物。
第三真空室116与第二吹扫气体室114串联地定位，以便使幅材基板104从第二吹扫气体室114直接传递到第三真空室116。第三真空室116在一个端部上具有暴露于幅材基板104的敞开表面，并且在另一个端部上具有连接到气体歧管105的连接件，其中所述敞开表面与幅材基板104一起形成挡板。第三真空室116通过气体歧管105联接到真空泵，所述真空泵从第三真空室116抽空吹扫气体和任何其它残余气体。在多种实施例中，真空泵可以是与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。
第二前体反应室118与第三真空室116串联地定位，以便使幅材基板104在没有暴露于任何污染物质的情况下从第三真空室116直接传递到第二前体反应室118。第二前体反应室118在一个端部上具有暴露于幅材基板104的敞开表面，并且在另一个端部上具有连接到气体歧管105的连接件，其中所述敞开表面与幅材基板104一起形成挡板。第二前体反应室118通过气体歧管105和阀联接到第二前体气体源。第二前体反应室118将幅材基板104暴露于预定量的第二前体气体分子预定的时间，所述预定的时间取决于幅材基板的平移速率。
定位在第一前体反应室110和第二前体反应室118之间的第二真空室112、第二吹扫气体室114和第三真空室116，防止第一前体气体和第二前体气体在定位在第一前体反应室110和第二前体反应室118之间的室中混合和起反应。例如，如果在第一前体反应室110和第二前体反应室118之间仅有一个公用的真空室，则第一前体气体和第二前体气体可能会混合，继而起反应而在公用的真空室中形成物质，这会导致物质在公用的真空室中积聚，并且可能会在幅材基板104上产生污染。
第四真空室120与第二前体反应室118串联地定位，以便使幅材基板104从第二前体反应室118直接传递到第四真空室120。第四真空室120在一个端部上具有暴露于幅材基板104的敞开表面，并且在另一个端部上具有连接到气体歧管105的连接件，其中所述敞开表面与幅材基板104一起形成挡板。第四真空室120通过气体歧管105联接到真空泵，所述真空泵将第四真空室120抽空以去除幅材基板的表面上的第二前体气体和由反应所产生的任何气体副产物。在多种实施例中，真空泵可以是与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。
第三吹扫气体室122联接到第四真空室120。第三吹扫气体室122在一个端部上具有暴露于幅材基板104的敞开表面，并且在另一个端部上具有连接到气体歧管105的连接件，其中所述敞开表面与幅材基板104一起形成挡板。第三吹扫气体室122通过气体歧管105和阀联接到吹扫气体源。可以使用多种类型的吹扫气体。例如，吹扫气体可以是惰性气体，例如氮气和氩气。第三吹扫气体室122用于利用吹扫气体交换幅材基板104的表面上的残余的前体气体和气体副产物。
包括第一吹扫气体室106、第一真空室108、第一前体反应室110、第二真空室112、第二吹扫气体室114、第三真空室116、第二前体反应室118、第四真空室120和第三吹扫气体室122的线性组合的九个处理室后面可以有任何数量的额外的这些线性组合的九个处理室。额外的这些线性组合的九个处理室可以直接定位在第一组九个处理室附近，或者可以定位在沿着幅材基本104的某一其它位置处。
应当理解，这些九个处理室中的每个处理室都可以具有其自身的特定的室设计。例如，期望的室尺寸典型地依据气体流量和压力要求而变化。在绝大部分系统中，室尺寸选择成充分大，以便在幅材基板104的整个长度上横过幅材基板104能够有均匀的压力。均匀的压力是重要的，因为表面反应速率取决于室压力和暴露时间。暴露时间通过幅材基板104的速度和前体室的沿着运动方向的宽度确定。具有多个喷射点的前体气体喷射歧管可以帮助最小化横过幅材的前体压差。而且，在某些实施例中，期望的是将吹扫气体室和真空室组合成单个室。
本领域的技术人员应当理解，图1中所示的示意图仅仅是示意性的表示，并且诸如系统室、用于支撑幅材基板104的额外的辊、阀和真空泵等的未示出的多种额外的元件对于用于完成功能性设备来说是必须的。另外，本领域的技术人员将理解，具有参照图1所述的线性组合的处理室的多种变型方案。例如，在一个实施例中，除去了第二真空室112和第二吹扫气体室114中的一个。在本发明的其它的更基本的实施例中，幅材涂布系统中仅包括第一前体反应室110、第二真空室112和第二前体反应室118。
图1中所示的每个室都由实心壁形成，其中一个表面暴露于幅材基板104。实心壁包括挡板，所述挡板定位成紧邻幅材基板104。例如，在某些实施例中，挡板定位成与幅材基板的表面相距约0.1毫米至2.0毫米。可以使用多种类型的挡板。例如，挡板可以是使室隔离的波纹挡板。然而，在多种实施例中，挡板与幅材基板104的表面相距足够远，并且/或者挡板足够柔软以在仍然保持期望的室压力的同时允许具有压力的气体离开室，如图1中所示。
图2A是根据本发明的单表面幅材涂布系统200的剖视图，示出了处于包括多个室的歧管204中的幅材基板202。歧管204包括端口206，所述端口206依据室的类型可以联接到气体源或者联接到真空泵。该剖视图示出了挡板208，所述挡板208隔离室210，以维持室210内部和幅材基板202的表面处的期望的局部压力。在某些实施例中，挡板208和幅材基板202的表面之间的空隙处于约0.1mm至2.0mm的范围内。然而，更小的空隙和更大的空隙也是可以的。在多种实施例中，依据所使用的室的类型和室内的期望的局部压力，挡板208可以是不同的并且/或者具有不同的空隙。
图2B是根据本发明的双表面幅材涂布系统250的剖视图，示出了处于歧管254中的幅材基板252，所述歧管254在幅材基板252的一侧上包括第一组多个室，并且在幅材基板252的另一侧上包括第二组多个室。歧管254包括端口256、256’，依据室的类型，所述端口256、256’可以联接到气体源或者联接到真空泵。该剖视图示出了挡板258、258’，所述挡板258、258’使室260、260’与幅材基板252隔离，以维持室260、260’内部和幅材基板252的表面处的期望的局部压力。在某些实施例中，挡板258和幅材基板252的表面之间的空隙处于约0.1mm至2.0mm的范围内。然而，更小的空隙和更大的空隙也是可以的。在多种实施例中，依据所使用的室的类型和室内的期望的局部压力，挡板258、258’可以是不同的并且/或者可以具有不同的空隙。
在另一个实施例中，构成本发明的原子层沉积幅材涂布系统的一系列室形成为没有实心壁。例如，可以使用气幕来代替实心壁，以分开室。在这种沉积设备中，前体气体将在幅材基板的泵送出前体气体的任一侧上混合。本领域的技术人员将理解，构成本发明的原子层沉积幅材涂布系统的室可以具有带脊部的壁或柔性壁，或具有带脊部的壁和柔性壁二者的组合。
可以通过随着辊102将一段幅材基板104从右向左传输穿过一系列九个处理室跟随该段幅材基板104来理解幅材涂布系统100的操作。首先，辊102将该段幅材基板104传输到第一吹扫气体室106，在所述第一吹扫气体室106处幅材基板104的表面暴露于吹扫气体，所述吹扫气体去除幅材基板104的表面上的任何残余气体。然后，辊102将该段幅材基板104传输到第一真空室108，在所述第一真空室108处抽空残余的吹扫气体和幅材基板104上的其它气体以及杂质。
然后，辊102将该段幅材基板104传输到第一前体反应室110，在所述第一前体反应室110处第一前体气体分子被喷射在反应室110中，以在该段幅材基板104的表面上产生第一前体气体的期望的分压力(partial pressure)。在某些沉积处理中，第一前体气体和另一种前体气体被喷射到反应室110中。在某些沉积处理中，第二前体气体和不起反应的气体被喷射到室118中。在某些实施例中，该段幅材基板104和/或反应室110的温度被控制到促进幅材基板104的表面处的期望的反应的温度。在多种实施例中，幅材基板104可以定位成与加热器或温度控制器直接热接触，并且/或者可以定位成接近热源。
然后，辊102将该段幅材基板104传输到第二真空室112，在所述第二真空室112处抽空第一前体气体和任何气体副产物。然后，辊102将该段幅材基板104传输到第二吹扫气体室114，在所述第二吹扫气体室114处利用吹扫气体交换幅材基板104的表面上的任何残余的第一前体气体和任何剩余的气体副产物。然后，辊102将该段幅材基板104传输到第三真空室116，在所述第三真空室116处从幅材基板104的表面上抽空残余的前体气体和气体副产物。
然后，辊102将该段幅材基板104传输到第二前体反应室118，在所述第二前体反应室118处第二前体气体分子被喷射到反应室118中，以在该段幅材基板104的表面上产生第二前体气体的期望的分压力。在某些沉积处理中，第二前体气体和另一种前体气体被喷射到反应室118中。在其它沉积处理中，第二前体气体和不起反应的气体被喷射到反应室118中。在某些实施例中，该段幅材基板104和/或反应室118的温度被控制到促进幅材基板104的表面上的期望的反应的温度。然后，辊102将该段幅材基板104传输到第四真空室120，在所述第四真空室120处从幅材基板的表面抽空第二前体气体和由反应所产生的任何气体副产物。然后，辊102将该段幅材基板104传输到第三吹扫气体室122，在所述第三吹扫气体室122处利用吹扫气体交换幅材基板104的表面上的任何残余的第二前体气体和任何剩余的气体副产物。
图3示出了根据本发明的具有线性组合的十三个处理室的双向原子层沉积幅材涂布系统300的示意图。双向幅材涂布系统300包括辊302，在将幅材基板304沿着任一方向传输穿过一系列十三个室时，所述辊302支撑幅材基板304，所述一系列十三个室借助吹扫气体吹扫幅材基板304的表面并且继而在将幅材基板104暴露于前体气体之前从幅材基板304的表面泵送走吹扫气体。十三个处理室允许幅材涂布系统300在幅材基板304从右向左行进时以及在幅材基板304从左向右行进时通过原子层沉积来沉积材料。双向幅材涂布系统300的一个特征是，所述双向幅材涂布系统300不仅在尺寸上紧凑，而且具有较高的生产能力。
双向幅材涂布系统300包括参照幅材涂布系统100所描述的九个处理室。另外，双向幅材涂布系统300包括制备幅材基板304以便于暴露于第一前体气体、使幅材基板304暴露于第一前体气体、继而从幅材基板304吹扫第一前体气体和任何气体副产物的四个额外的处理室。
参照图3并且参考图1中所示的幅材涂布系统的描述，当幅材基板304通过辊302从左向右传输时，幅材基板304暴露于参照图1所描述的九个处理室。即，一段幅材基板304首先穿过吹扫气体室306，继而穿过真空室308，然后穿过前体反应室310，在所述前体反应室310处该段幅材基板304暴露于处于期望的分压力的第一前体气体，以形成原子层。
然后，辊302将该段幅材基板304传输到真空室312，然后传输到吹扫气体室314，然后传输到真空室316，然后传输到第二前体反应室318，在所述第二前体反应室318处，该段幅材基板304暴露于处于期望的分压力的第二前体气体，以形成第二原子层。然后，辊302将该段幅材基板304传输到真空室320，在所述真空室320处从幅材基板的表面抽空第二前体气体和由反应所产生的任何气体副产物，然后辊302将该段幅材基板304传输到吹扫气体室322。当通过辊302从左向右传输一段幅材基板304时，不使用剩余的室312’、310’、308’和306’。
当通过辊302沿着相反的方向从右向左传输一段幅材基板304时，幅材基板304也暴露于九个处理室。幅材基板304首先通过吹扫气体室306’，继而穿过真空室308’，然后穿过第一前体反应室310’，所述第一前体反应室310’与所述第一前体反应室310相同，在所述第一前体反应室310’处该段幅材基板304暴露于处于期望的分压力的第一前体气体，以形成原子层。
然后，辊302将该段幅材基板304传输到真空室312’，然后传输到吹扫气体室322，然后传输到真空室320，然后传输到第二前体反应室318，在所述第二前体反应室318处该段幅材基板304暴露于处于期望的分压力的第二前体气体，以形成第二原子层。然后，辊302将该段幅材基板304传输到真空室316，在所述真空室316处从幅材基板的表面抽空第二前体气体和由反应所产生的任何气体副产物，然后辊302将该段幅材基板304传输到吹扫气体室314。当通过辊302从右向左传输一段幅材基板304时，不使用剩余的室312、310、308和306。
图4示出了根据本发明的双向双表面幅材涂布系统400的示意图。双向双表面幅材涂布系统400与参照图3所描述的双向原子层沉积幅材涂布系统300相同。然而，双向双表面幅材涂布系统400在幅材基板304的两侧上都包括处理室。
存在期望将材料沉积在幅材基板304的两侧上的多种沉积应用。上述应用的一种是制造和封装有机发光二极管。在本发明的多个实施例中，如图4中所示的那样，幅材基板304的每个侧上的处理室相同。然而，本领域的技术人员将理解，特定的处理可能会要求幅材基板304的一侧上的处理室与幅材基板304的另一侧上的处理室不同。另外，本领域的技术人员将理解，幅材基板304的一侧上的处理室不必与幅材基板304的另一侧上的处理室对准。
图5示出了根据本发明的包括多个线性组合的处理室的双向双表面幅材涂布系统500的示意图。图5示出了三个双向双表面幅材涂布系统502、504和506，这三个双向双表面幅材涂布系统502、504和506可以与参照图3所描述的双向原子层沉积幅材涂布系统相同。在多种实施例中，三个双向双表面幅材涂布系统502、504和506中的每个都可以具有相同的室或者可以具有不同的室。辊508用于将幅材基板510传输经过双向双表面幅材涂布系统502、504和506，如参照图2所描述的那样。
本领域的技术人员将理解，根据本发明的幅材涂布系统具有多种可能存在的构造。例如，在本发明的一个实施例中，幅材基板定位在固定的位置中并且处理室被相对于幅材基板传送。在另一个实施例中，幅材基板和处理室二者相对于彼此传送。
等同方案
虽然参照多种实施例说明了本申请人的教导，但是这并不意味着本申请人的教导局限于这些实施例。相反，如本领域的技术人员将理解的那样，本申请人的教导包含多种可替代方案、修改方案和等同方案，在没有脱离本发明的精神和范围的情况下，可以实施这些可替代方案、修改方案和等同方案。

Claims (34)

1.一种幅材基板原子层沉积系统，所述沉积系统包括：
a)至少一个辊，所述至少一个辊沿着第一方向将幅材基板的第一表面传输经过处理室；和
b)多个处理室，所述多个处理室定位成使得所述至少一个辊沿着所述第一方向将所述幅材基板的第一表面传输经过所述多个处理室，所述多个处理室包括：第一前体反应室，所述第一前体反应室将所述幅材基板的第一表面暴露于第一前体气体的期望的分压力下，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第一层；吹扫室，所述吹扫室利用吹扫气体吹扫所述幅材基板的第一表面；真空室，所述真空室从所述幅材基板的第一表面去除气体；和第二前体反应室，所述第二前体反应室将所述幅材基板的第一表面暴露于第二前体气体的期望的分压力下，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第二层。
2.根据权利要求1所述的沉积系统，其中，所述多个处理室是附装的。
3.根据权利要求1所述的沉积系统，其中，所述吹扫室和所述真空室包括单个室。
4.根据权利要求1所述的沉积系统，其中，所述多个处理室中的每个处理室的一个端部附装到气体歧管。
5.根据权利要求4所述的沉积系统，其中，所述气体歧管联接到温度控制器，所述温度控制器控制所述多个处理室的温度。
6.根据权利要求1所述的沉积系统，其中，所述至少一个辊沿着第一方向和第二方向两个方向将所述幅材基板的第一表面传输经过所述多个处理室。
7.根据权利要求1所述的沉积系统，其中，所述第一前体反应室和所述第二前体反应室中的至少一个联接到前体气体源和不起反应的气体源。
8.根据权利要求1所述的沉积系统，其中，所述第一前体反应室和所述第二前体反应室中的至少一个联接到至少两个前体气体源。
9.根据权利要求1所述的沉积系统，所述沉积系统还包括定位在所述幅材基板附近的加热器，在所述幅材基板传输经过所述第一前体反应室和所述第二前体反应室中的至少一个时，所述加热器控制所述幅材基板的温度。
10.根据权利要求1所述的沉积系统，所述沉积系统还包括定位在所述多个处理室附近的加热器，所述加热器控制所述多个处理室的温度。
11.根据权利要求1所述的沉积系统，所述沉积系统还包括联接到所述多个处理室的加热器，所述加热器控制所述多个处理室的温度。
12.根据权利要求1所述的沉积系统，所述沉积系统还包括第二组多个处理室，所述第二组多个处理室与所述多个处理室相对地定位，并且定位成使得所述至少一个辊将所述幅材基板的第二表面传输经过所述第二组多个处理室。
13.根据权利要求12所述的沉积系统，其中，所述第二组多个处理室包括：将所述幅材基板的第二表面暴露于第一前体气体的期望的分压力下由此在所述幅材基板的第二表面上形成第一层的第一前体反应室；利用吹扫气体吹扫所述幅材基板的第二表面的吹扫室；从所述幅材基板的第二表面去除气体的真空室；和将所述幅材基板的第二表面暴露于第二前体气体的期望的分压力下由此在所述幅材基板的第二表面上形成第二层的第二前体反应室。
14.根据权利要求12所述的沉积系统，其中，所述第二组多个处理室与所述多个处理室相对地定位，并且与所述多个处理室对准。
15.根据权利要求1所述的沉积系统，所述沉积系统还包括第二组多个处理室，所述第二组多个处理室定位在所述多个处理室附近，以便使所述至少一个辊将所述幅材基板的第一表面传输经过所述第二组多个处理室。
16.根据权利要求15所述的沉积系统，其中，所述第二组多个处理室包括：将所述幅材基板的第一表面暴露于第一前体气体的期望的分压力下的第一前体反应室，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第一层；利用吹扫气体吹扫所述幅材基板的第一表面的吹扫室；从所述幅材基板的第一表面去除气体的真空室；和将所述幅材基板的第一表面暴露于第二前体气体的期望的分压力下的第二前体反应室，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第二层。
17.一种幅材基板原子层沉积系统，所述沉积系统包括：
a)至少一个辊，所述至少一个辊沿着第一方向将幅材基板的第一表面传输经过处理室；和
b)多个处理室，所述多个处理室定位成使得所述至少一个辊沿着所述第一方向将所述幅材基板的第一表面传输经过所述多个处理室，所述多个处理室包括：
i)吹扫室，所述吹扫室联接到吹扫气体源，当所述幅材基板的第一表面传输经过所述吹扫室时，所述吹扫室利用吹扫气体吹扫所述幅材基板的第一表面；
ii)真空室，所述真空室联接到真空泵，当所述幅材基板的第一表面传输经过所述真空室时，所述真空室抽空所述幅材基板的第一表面，由此从所述幅材基板的第一表面去除气体；
iii)第一前体反应室，所述第一前体反应室联接到第一前体气体源，所述第一前体反应室将所述幅材基板的第一表面暴露于第一前体气体的期望的分压力下，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第一层；
iv)第二吹扫室，所述第二吹扫室联接到吹扫气体源，当所述幅材基板的第一表面传输经过所述第二吹扫室时，所述第二吹扫室利用吹扫气体吹扫所述幅材基板的第一表面；
v)第二真空室，所述第二真空室联接到真空泵，当所述幅材基板的第一表面传输经过所述第二真空室时，所述第二真空室抽空所述幅材基板的第一表面，由此从所述幅材基板的第一表面去除气体；和
vi)第二前体反应室，所述第二前体反应室联接到第二前体气体源，所述第二前体反应室将所述幅材基板的第一表面暴露于第二前体气体的期望的分压力下，由此在所述幅材基板的第一表面上形成第二层。
18.根据权利要求17所述的沉积系统，其中，所述吹扫室和所述真空室包括单个室。
19.根据权利要求17所述的沉积系统，其中，所述第二吹扫室和所述第二真空室包括单个室。
20.根据权利要求17所述的沉积系统，其中，所述第一前体反应室和所述第二前体反应室中的至少一个联接到不起反应的气体源。
21.根据权利要求17所述的沉积系统，所述沉积系统还包括定位在所述幅材基板附近的加热器，当所述幅材基板传输经过所述第一前体反应室和所述第二前体反应室中的至少一个时，所述加热器控制所述幅材基板的温度。
22.根据权利要求17所述的沉积系统，所述沉积系统还包括定位在所述多个处理室附近的加热器，所述加热器控制所述多个处理室的温度。
23.根据权利要求17所述的沉积系统，所述沉积系统还包括联接到所述多个处理室的加热器，所述加热器控制所述多个处理室的温度。
24.根据权利要求17所述的沉积系统，其中，所述至少一个辊沿着第一方向和第二方向两个方向将所述幅材基板传输经过所述多个处理室。
25.根据权利要求17所述的沉积系统，所述沉积系统还包括第二组多个处理室，所述第二组多个处理室与所述多个处理室相同，所述第二组多个处理室定位在所述多个处理室附近，以便使所述至少一个辊沿着所述第一方向将所述幅材基板的第一表面传输经过所述第二组多个处理室。
26.根据权利要求17所述的沉积系统，所述沉积系统还包括第二组多个处理室，所述第二组多个处理室与所述多个处理室相同，所述第二组多个处理室定位成使得所述至少一个辊将所述幅材基板的第二表面传输经过所述第二组多个处理室。
27.一种用于在幅材基板上沉积材料的方法，所述方法包括：
a)将幅材基板的表面传输经过吹扫室，所述吹扫室利用吹扫气体吹扫所述幅材基板的表面；
b)将所述幅材基板的表面传输经过真空室，所述真空室抽空所述幅材基板的表面；
c)将所述幅材基板的表面传输经过第一前体反应室，所述第一前体反应室将所述幅材基板的表面暴露于所述第一前体气体的期望的分压力，由此在所述幅材基板的表面上形成第一层；
d)将幅材基板的表面传输经过第二吹扫室，所述第二吹扫室利用吹扫气体从所述幅材基板的表面吹扫所述第一前体气体和气体副产物；
e)将所述幅材基板的表面传输经过第二真空室，所述第二真空室抽空所述幅材基板的表面；和
f)将所述幅材基板的表面传输经过第二前体反应室，所述第二前体反应室将所述幅材基板的表面暴露于所述第二前体气体的期望的分压力，由此在所述幅材基板的表面上形成第二层。
28.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括多次重复步骤a)至步骤f)。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，在步骤a)至步骤f)中沿着一个方向传输所述幅材基板的表面。
30.根据权利要求27所述的方法，其中，在步骤a)至步骤f)中沿着第一方向和第二方向传输所述幅材基板的表面。
31.根据权利要求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执行步骤a)至步骤f)。
32.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第一前体气体和第二前体气体中的至少一个与不起反应的气体混合。
33.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括在将所述幅材基板的表面传输经过所述第一前体反应室和所述第二前体反应室中的至少一个的同时加热所述幅材基板。
34.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括加热所述第一前体反应室和所述第二前体反应室中的至少一个。
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