CN110402301B - 溅镀沉积期间的颗粒减少 - Google Patents
溅镀沉积期间的颗粒减少 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110402301B CN110402301B CN201780083045.1A CN201780083045A CN110402301B CN 110402301 B CN110402301 B CN 110402301B CN 201780083045 A CN201780083045 A CN 201780083045A CN 110402301 B CN110402301 B CN 110402301B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- angle
- article
- frame
- carrier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/50—Substrate holders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
- C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/151—Deposition methods from the vapour phase by vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/154—Deposition methods from the vapour phase by sputtering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本文描述用于将基板支托在位的设备和方法,以当涂布基板时,最小化基板的颗粒污染。连同设备一起提供减少基板上颗粒减少的工艺。所述物件和工艺可用于制造涂覆玻璃基板,例如用于电致变色、光致变色或光伏技术。
Description
技术领域
本申请案根据专利法法规主张西元2016年11月10日申请的美国临时专利申请案第62/420,127号的优先权权益,本申请案依赖所述临时申请案全文内容且所述临时申请案全文内容通过引用方式并入本文中。
本文描述用于将基板支托在位的设备和方法,以当涂布基板时,最小化基板的颗粒污染。连同设备一起提供减少基板上颗粒减少的工艺。更具体地说,本文描述机械最小化涂覆玻璃基板的颗粒污染的设备、用于最小化涂覆玻璃基板上颗粒污染的方法和上述设备与方法的用途。
背景技术
许多应用涉及用薄膜涂布基板。例如,用于光伏或电致变色应用的薄膜可涂覆玻璃基板。在许多情况下,膜在真空下由物理气相沉积(PVD)沉积至基板上,PVD又称为溅镀沉积。在PVD中,会产生材料蒸汽,材料蒸汽接着沉积至待涂布物体。PVD的优点在于可提供许多耐用无机材料涂层。然由于是气相工艺,材料将沉积于腔室内的所有零件,以致微粒或未粘附材料积聚在腔室和基板载具。沉积期间,期减少非气相颗粒并入膜,因为此会造成成品装置的缺陷。本发明描述修改用于沉积工艺的基板载具,以进一步减少颗粒污染。
发明内容
本文描述用于将大基板支托在近乎垂直配置的物件。物件设计用于涂布装置和沉积工艺,以更有效率、更均匀地涂布基板,同时防止或最小化表面遭在涂布腔室中涂布或沉积的外来颗粒污染。
在方面(1)中,本发明提供物件,包含载具,用于将基板支托在近乎垂直配置,基板具有至少一正面、背面、顶边、底边和二侧边,载具包含框架,框架的尺度大于基板,框架包含顶部,顶部包含至少一边缘且设置以接触或间接或直接支撑基板的至少一部分的顶边、正面或背面;其中顶部包含一或更多个收集盘,一或更多个收集盘包含凸片物体,凸片物体具有长度、宽度和厚度,并以相对顶部约20°至约160°的角度θ突出顶部,其中凸片物体的长度横跨顶部的至少部分长度,且近乎平行于顶部的至少一边缘;底部近乎平行于顶部,底部包含至少一边缘且设置以接触或间接或直接支撑基板的至少一部分的底边、正面或背面;二侧部近乎互相平行又近乎垂直于顶部与底部,各侧部包含至少一边缘且设置以接触或间接或直接支撑基板的至少一部分的侧边之一、正面或背面;和一或更多个夹固机构,用于将玻璃固定于顶部、底部或侧部的至少一个;其中载具设计成当基板在载具中时,使基板保持呈大于0°至约10°的角度φ前倾。
在方面(2)中,本发明提供方面(1)的物件,其中基板保持呈大于约1°至约5°的角度φ前倾。在方面(3)中,本发明提供方面(1)或方面(2)的物件,其中凸片物体以相对顶部约40°至约170°的角度θ突出顶部。在方面(4)中,本发明提供方面(1)-(3)中任一方面的物件,其中凸片物体相对顶部的角度从最初角度θ变成最终角度ψ。在方面(5)中,本发明提供方面(4)的物件,其中角度改变是因弯曲或弯折所致,且θ与ψ相差大于60°。在方面(6)中,本发明提供方面(1)-(5)中任一方面的物件,其中框架的顶部位于基板的正面前面且具有-10°至10°的倾角ω。在方面(7)中,本发明提供方面(1)-(6)中任一方面的物件,其中框架的顶部位于基板的正面后面且具有-10°至10°的前倾角ω。在方面(8)中,本发明提供方面(1)-(7)中任一方面的物件,其中框架进一步包含一或更多个电解涂层。在方面(9)中,本发明提供方面(8)的物件,其中电解涂层包含铜、铬、钛、镍或上述物质组合物或氧化物。在方面(10)中,本发明提供方面(1)-(9)中任一方面的物件,其中至少一部分的载具具有1微米(μm)至100μm的平均表面粗糙度Ra。
在方面(11)中,本发明提供涂布基板的方法,包含:把基板放到方面(1)-(10)中任一方面的物件;和使基板经薄膜涂布工艺处理。在方面(12)中,本发明提供方面(11)的方法,其中薄膜涂布工艺包含化学气相沉积、溅镀沉积、电子束沉积、脉冲激光沉积、分子束外延或离子束沉积。在方面(13)中,本发明提供方面(11)或方面(12)的方法,其中基板保持呈大于约1°至约5°的角度φ前倾。在方面(14)中,本发明提供方面(11)-(13)中任一方面的方法,其中凸片物体以相对顶部约40°至约140°的角度θ突出顶部。在方面(15)中,本发明提供方面(11)-(14)中任一方面的方法,其中凸片物体相对顶部的角度从最初角度θ变成最终角度ψ。在方面(16)中,本发明提供方面(16)的方法,其中角度改变是因弯曲或弯折所致,且θ与ψ相差大于60°。在方面(17)中,本发明提供方面(11)-(16)中任一方面的方法,其中框架的顶部位于基板的正面前面且具有-10°至10°的倾角ω。在方面(18)中,本发明提供方面(11)-(17)中任一方面的方法,其中框架的顶部位于基板的正面后面且具有-10°至10°的前倾角ω。在方面(19)中,本发明提供方面(11)-(18)中任一方面的方法,其中框架进一步包含一或更多个电解涂层。在方面(20)中,本发明提供方面(19)的方法,其中电解涂层包含铜、铬、钛、镍或上述物质组合物或氧化物。
附加特征和优点将详述于下文中,本领域技术人员在参阅或实行实施方式所述实施例、权利要求书和附图后,在某种程度上将变得更清楚易懂。
应理解以上概要说明和下述详细说明仅为举例说明,和旨在提供概观或架构以对本发明的本质和特性有所了解。
附图说明
所含附图提供进一步了解,故当并入及构成说明书的一部分。附图不必然按比例绘制,为清楚呈现,不同元件的尺寸可能变形。附图描绘一或更多个实施方式,并连同实施方式说明一起用于解释实施方式的原理和操作。
图1是载具100的截面图,用于在溅镀沉积期间以角度φ支托基板170。基板170易受从上方露出载具区域落下的颗粒影响。收集盘130依角度θ安装在露出顶部110下面来捕集任何落下颗粒。
图2是框架200的替代前视图,其中顶部110、底部140和侧部210、220示出为全结合多个收集盘130、131。
图3A提供收集盘130的替代设计。收集盘数量可大于一,附加盘131设在第一盘130上方,以协助捕集额外颗粒。图3B示出框架顶部110的替代设计,其中框架可设计成以与基板相同或不同的角度安置,且主要放置在基板的后面或前面。
图4A至图4D提供框架底部140的各种设计。底部140具有边缘150并具任何数量的形状,例如所示形状,此可减少污染或颗粒积聚于片材170的基底。
图5是框架200的替代后视图,其中基板170示出为置于框架200后面且用二夹固机构510固定。
具体实施方式
在揭示和叙述本文材料、物件和/或方法前,应理解下述方面不限于特定化合物、合成方法或用途,因为此当可改变。还应理解所用术语仅为描述特定方面,而无限制之意。
本说明书和后附权利要求书将参照一些术语,含义定义如下:
在说明书中,除非上下文要求,否则“包含”一词或变体字将理解为暗指包括所述整体或步骤或整体或步骤群组,但不排除任何其他整体或步骤或整体或步骤群组。
需注意除非上下文清楚指明,否则说明书和后附权利要求书所用单数形式“一”和“所述”包括复数指示物。故例如,指称“一载具”包括二或更多个载具的混合物等。
“选择性”或“视情况而定”意指随后描述的事件或状况可以或可不发生,所述描述包括事件或状况发生的情况和不发生的情况。
除非特殊情况另行指明,否则在此提及数值范围时,包含上限与下限,此范围旨在包括范围端点和范围内的所有整数与分数。定义范围时,权利要求书的范围不限于所述特定值。另外,如果提及用量、浓度或其他值或参数范围、一或更多个较佳范围或列举较佳上限与较佳下限,那么无论是否个别提出,当视为具体揭示由任一对的任何范围上限或较佳值与任何范围下限或较佳值所构成的所有范围。
以“约”一词描述数值或范围端点时,本发明应视为包括所述特定值或端点。当数值或范围端点未提及“约”字时,数值或范围端点旨在包括两个实施方式:其一有“约”字修饰,另一无“约”字修饰。更应理解各范围的端点相对另一端点是有意义的,并且独立于另一端点。
兹揭示可用、可配合使用、可用于制备或为本发明产品的物件和部件。应理解当揭示所述材料的组合、子集、相互作用、群组等时,虽未明确特别提及该等化合物的各种个别与共同组合和变更,但本文具体涵盖和描述各种可能。故如果揭示一类分子A、B、C和一类分子D、E、F及揭示A-D的组合分子实例,那么即使未个别提出,仍包含各种个别与共同组合。故在此实例中,具体包含A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F的各种组合,并应视A、B、C与D、E、F和A-D组合实例已揭示所述组合。同样地,也具体包含和揭示上述任何子集或组合。是以具体包含如A-E、B-F和C-E的子群,并应视A、B、C与D、E、F和A-D组合实例已揭示所述子群。此概念可应用到本文所有方面,包括制造和使用所述组成的方法步骤,但不以此为限。故如果有各种附加进行步骤,那么应理解各附加步骤可以所述方法的任何特定实施方式或实施方式组合进行,并具体包含各种组合且应视为已揭示。
许多应用涉及玻璃上的薄膜涂层。一特殊应用是电致变色膜,例如用于智慧型视窗。当电压施加遍及膜时,膜将产生着色效果。此情况会导致视窗的光传输和热传导降低。膜堆叠在真空下由物理气相沉积(PVD)沉积至基板(例如玻璃)上,PVD又称为溅镀沉积。沉积期间,膜也涂布沉积腔室的露出表面和用于支托基板的夹具。随着时间过去,积聚膜将剥落或产生颗粒。期能最小化或消除并入膜的颗粒,因为此会造成成品装置的电气短路缺陷。在一些情况下,沉积期间使基板前倾有助于减少颗粒污染。然而,只有倾斜不足以消除颗粒污染。本发明描述修改用于沉积工艺的基板载具,以进一步减少颗粒污染。
如上所述,减少微粒污染的一种方法为使基板倾斜。在厚硬基板例子中,例如厚(2毫米或以上)钠钙玻璃基板,可让基板大幅倾斜,又不会出平面(out-of-plane)下凹。然而,随着材料与装置趋于更轻薄,越发关注更薄、有时为柔性的基板。在此情况下,出平面下凹实际上很重要,因为此会对沉积均匀性造成负面影响。随着基板变得更大、更薄,下凹的影响越显著。
为最小化下凹对任何厚度的基板的影响,利用简单碰撞模型来计算最小化颗粒沉积所需倾角。试想颗粒在真空腔室内位移并因重力而开始落下。当颗粒通过沉积至玻璃上的原子流时,由于与引入原子弹性碰撞,故将经历动量转移。令m1为入射原子质量,m2为颗粒质量。动量与能量守恒为:
m1u1+m2u2(碰撞前)=m1v1+m2v2(碰撞后),
假设落下颗粒无初始前向移动(u2=0),此可简化为:
对颗粒的轰击(前向)力故为:
其中ν是碰撞频率。碰撞后,颗粒轨迹相对垂直的角度为轰击力与重力的比率,或是:
使用合理的输入参数值(5微米(μm)ITO颗粒,W原子以250米/秒移动,以2纳米/秒的钨沉积速率为基础的碰撞频率),可得轨迹角度约3°。然而,发现只有倾斜不足以消除颗粒污染。首先应防止颗粒在真空腔室内位移,以进一步减少颗粒污染。
减少颗粒的方式是修改用于在沉积系统中支托基板的载具。参见图1,基板170可能易受从框架顶部110落下的颗粒影响。载具100围绕基板170且为牢固支托基板170和最小化沉积膜溢溅到沉积腔室内壁和基板170背面所需。在图1中,载具100被修改以减少从框架顶部110落下的颗粒数量,在颗粒确实落下的情况下,确保颗粒离基板够远而不太会影响基板。载具100在顶部110下方并入收集盘130,以捕集落下颗粒。
图1是支托基板170的载具100的截面图。载具100包括框架200(如图2所示)和至少一或更多个夹固机构120、141,用于固定和安置基板170,使所述基板得以适当角度涂布而最小化污染。载具100设计成以角度(小写phi)支托基板170,其中是垂直(0°)与基板正面下倾的角度差。倾斜可降低悬浮颗粒接触和粘附基板的可能性。应够大以防止任何从PVD腔室或框架顶部110落下的颗粒接触基板170,但又不会大到导致基板170不当下凹。在一些实施方式中,为>0°至10°、>0°至8°、>0°至5°、1°至8°、1°至5°或1°至3°。载具100可进一步包括轮子、滑轮、轨道或其他用于将载具从涂布机的某一区域移动到另一区域、或移入或移出涂布机的机构或零件。附加载具零件可包括用于安置载具、自载具装载及卸载基板、清洗载具等的机构。
参照图2,框架200包括顶部110、底部140和二侧部210。在一些实施方式中,框架包含单件材料,顶部、底部和侧部仅为便于描述。在所述区段彼此独立的情况下,可利用任何已知扣件类型扣紧,包括螺栓、焊接、夹钳等。在一些实施方式中,顶部具有内缘160(如图1所示),底部具有内缘150,和/或侧部具有内缘230。收集盘130附接至框架顶部。亦可存有附加收集盘131。
由于PVD涂布工艺通常采用高温,载具100和框架200可由金属、玻璃或陶瓷制成。在一些实施方式中,载具100和框架200包含金属。金属可包含铝、钢(例如不锈钢)、钛或合金或包含上述材料的混合物。
图2示出具收集盘130、131的实施方式。所示收集盘130、131的宽度大致等于框架200的内部开口。然而,收集盘130、131可更窄或更深(延伸离框架更远),且可不全具相等宽度;例如,收集盘130可比收集盘131宽,反之亦可。收集盘130从顶部110延伸的量可为恒定或多变,例如中心较长暨侧边附近较短,并可取决于一些因子,包括θ(如下所述)、腔室的房室数量和待沉积材料量。以载具100和框架200为例,收集盘130、131宜由能经受PVD所用温度和处理的材料制成。在一些实施方式中,收集盘130、131可由金属、玻璃或陶瓷制成。在一些实施方式中,收集盘130、131包括金属。金属可包含铝、钢(例如不锈钢)、钛或合金或包含上述材料的混合物。
回溯图1和参照图3,收集盘130以角度θ从顶部110延伸。在一些实施方式中,θ为20°至160°、30°至150°、40°至140°、50°至130°、60°至120°、70°至110°、80°至100°、60°至90°或50°至90°。角度θ被选择使收集盘130、131与待沉积材料的直接接触减至最小、最小化基板170对收集盘露出面的视界,及最大化上方颗粒捕集量。收集盘130、131(收集盘131为选择性,故以虚线表示)可具任何数量的恒定或多变形状。图3A示出三个实例,其中收集盘130、131从顶部110线性延伸(实例I),相距顶部110若干距离弯折形成凹槽(实例II),依曲线方式弯折形成类凹槽区(实例III)。在任一情况下,θ可由收集盘130、131与邻接收集盘130、131的顶部110间的初始角度决定。例如,在圆形或渐变收集盘例子中,例如图3A的实例III,θ可通过取得在收集盘与顶部110间接触点的曲面切线310决定。收集盘的最终角度ψ可通过比较收集盘的最终角度(或最终角度的切线330)与顶部表面在收集盘的接触点的角度而得。在一些实施方式中,θ与ψ的差异提供机构来描绘收集盘130提供的凹槽、通道或沟槽。在一些实施方式中,θ与ψ相差>0°至160、>0°至150°、>0°至140°、>0°至130°、>0°至120°、>0°至100°、>0°至90°、>0°至80°、>0°至70°、>0°至60°、>0°至50°、>0°至40°、>0°至30°、>0°至20°、20°至140°、40°至120°、50°至100°、60°至150°、60°至140°、60°至120°、80°至150°、80°至140°或80°至120°。
在一些实施方式中,框架200和基板170不直接接触,而是由中间支撑件320分开(图3A和图3B示出与框架110的顶部相关,但可应用到框架200的所有区段)。中间支撑件320可包含聚合物,例如特氟龙、云母、金属(例如金属弹簧)、碳(例如石墨)等。中间支撑件320的预期性质为材料能防止框架摩擦损坏或点接触基板,框架使基板保持在相对固定位置,同时容许热膨胀差异和振动而减小应力,并相容于工艺温度和真空条件。
重要的是,收集盘130、131仍会在沉积期间遭涂布。当涂层随时间积沉时,此仍是可能的颗粒污染源。如果收集盘130、131被适当排列,意指θ够锐角,致使收集盘形成某种凹槽、通道或沟槽(例如,如图1和图3A所示),那么膜将积聚于形成凹槽或沟槽。在此情况下,面向玻璃的下表面(例如顶部110的底边160)仍相对无沉积膜,此代表较少颗粒源。另外,积聚膜在上表面产生的任何颗粒在落下前需朝远离玻璃表面的方向侧向移动。此外,如图3A的实例II和III所示,收集盘130可进一步修改以增大收集盘的空间容积或使收集盘的前缘角度更大,使积聚颗粒更难逸出而增加颗粒存留。
图3B出示顶部的一些选择性和/或替代设计,以减少颗粒污染。在图3B的实例I和III中,顶部在基板前面并覆盖基板上缘。或者,如实例II和IV所示,顶部可包含顶部大多在基板后面和/或顶部围住基板(实例4并入选择性中间支撑件320)的设计。顶部可平行于基板,或者部分或所有顶部可与基板呈不同角度。如实例所示,至少部分顶部呈角度ω,其中ω是相对垂直且可为正(前倾)或负(后倾)。在一些实施方式中,部分或所有顶部可以角度ω后倾,如实例III和IV所示。在一些实施方式中,ω为-30°至30°、-20°至20°、-15°至15°、-10°至10°、-5°至5°、0°至10°、0°至5°或-5°至0°。通过使顶部后倾,任何积聚颗粒将留存在顶部或更可能落入收集盘。实例4具有顶部在玻璃平面后面,如此出自此区域的颗粒将落下到玻璃顶面或也许到背面、而非表面。在一些实施方式中,附加元件增设以减少悬浮微粒。例如,实例2提供流动阻障330,以防止或最小化颗粒流离顶部。
现论及框架110的底部140,此提供另一可能的颗粒积聚位置。由于底部位于基板170下方,颗粒在此积聚的可能性小很多,颗粒积聚将造成基板污染问题。在一些实施方式中,顶边150大致垂直基板(图4A)。然在一些实施方式中,有利的是修改底部140的顶边150,以降低颗粒在基板附近积聚的可能性。在一些实施方式中,如图4B所示,顶边150更接近垂直或呈一定角度,让与其接触的任何颗粒脱落或落下。在此实施方式中,顶边150相对垂直具有-90°至30°、-90°至20°、-90°至30°、-90°至10°、-80°至30°、-80°至10°、-70°至30°、-70°至10°、-60°至30°、-60°至10°、-45°至45°、-30°至30°、-25°至25°、-20°至20°、-15°至15°、-10°至10°或-5°至5°的角度η。或者,如图4C所示,顶边150具有多个角度或形状组合,以最小化颗粒积聚于基板附近,或如图4D所示,顶边包含圆角边缘。
图2和图5示出框架110的侧部210。侧部可具有内缘230。侧部210通常由和框架110其余部分一样的材料制成,且可直接或间接接触基板,例如透过中间支撑件320。
图5提供夹固机构510的实例。当基板被PVD涂布处理时,夹固机构510将基板支托在位,在一些情况下为基板移动经过各种工艺步骤时。夹固机构可为任何支架设计,并且够强固稳定,以在所述工艺步骤期间将相当柔性的大片玻璃支托在适当位置。在一些实施方式中,夹固机构包含一或更多个托架、夹子、粘着剂、夹钳、沟槽等。夹固机构可具有聚合物或橡胶或其他非污损接触点来接触基板,以防止损坏基板表面。
除了载具设计,还有非几何方式来减少颗粒,此可单独或结合使用。特别地,可加强沉积膜对金属表面的附着力,以减少或延迟剥落和颗粒产生。修改附着力的方法为控制载具和/或框架表面的粗糙度,例如利用喷砂或机械磨蚀。在一些实施方式中,有利的是将表面粗糙化成500纳米(nm)至100微米(μm)、1μm至100μm、500nm至50μm、1μm至75μm、1μm至50μm、1μm至25μm、1μm至10μm、500nm至10μm、500nm至5μm或1μm至5μm的值。
附着力也可使用中间涂层修改。涂层例如包含铜、铬、钛、镍或上述物质组合物或氧化物。涂层可以已知手段施用,例如电解涂布或双丝电弧喷涂,且可在日常维护期间沉积至载具上。
尽管所述实施方式是针对方形或矩形构造的基板,但所述设备和工艺同样可应用到具任何替代形状的基板。例如,所述工艺和设备也可应用到圆形、三角形或其他几何形状的基板。实施方式可能需要改变载具100、框架200或框架区段,但除此之外通常无需实质性修改。
可用于所述应用的基板包括任何能耐受PVD处理的基板。此主要包含玻璃和玻璃陶瓷基板,但也可包括一些金属和高温聚合物。
所述载具100可用于许多需要涂布基板而几乎不被残留颗粒污染的工艺。虽然特别适用PVD,但也可用于诸如化学气相沉积、溅镀沉积、电子束沉积、脉冲激光沉积、分子束外延或离子束沉积等涂布工艺。载具用于所述工艺相当简单,把基板放到载具、适当固定,然后放入薄膜涂布装置和进行涂布。视涂布工艺而定,可能需最佳化基板的倾角,以最小化积聚于基板的微粒污染量。
Claims (20)
1.一种物件,包含:
载具,用于将基板支托在近乎垂直配置,所述基板具有至少正面、背面、顶边、底边和二个侧边,所述载具包含:
a.框架,所述框架的尺度大于所述基板,所述框架包含:
i.顶部,包含至少一个边缘且设置以接触或间接或直接支撑所述基板的至少一部分的所述顶边、所述正面或所述背面;
A.其中所述顶部包含一或更多个收集盘,所述一或更多收集盘包含凸片物体,所述凸片物体具有长度、宽度和厚度,并以相对所述顶部20°至160°的角度θ在背向待支撑的所述基板的方向上突出所述顶部,以使得所述收集盘形成凹槽或沟槽以捕集落下的颗粒,和其中所述凸片物体的所述长度横跨所述顶部的至少一部分的所述长度,且近乎平行于所述顶部的所述至少一个边缘;
ii.底部,近乎平行于所述顶部,所述底部设置以接触或间接或直接支撑所述基板的至少一部分的所述底边、所述正面或所述背面;和
iii.二个侧部,所述二个侧部彼此平行且所述二个侧部近乎垂直于所述顶部与所述底部,各侧部设置以接触或间接或直接支撑所述基板的至少一部分的所述侧边的其中一个、或所述正面或所述背面;和
b.一或更多夹固机构,用于将玻璃固定于所述框架的所述顶部、所述底部或所述侧部的至少一个;和
其中所述载具设计成当基板在所述载具中时,所述基板保持呈大于0°至10°的角度φ前倾。
2.如权利要求1所述的物件,其中所述基板保持呈大于1°至5°的角度φ前倾。
3.如权利要求1所述的物件,其中所述凸片物体以相对所述顶部40°至170°的角度θ突出所述顶部。
4.如权利要求1所述的物件,其中所述凸片物体相对所述顶部的所述角度从最初角度θ变成最终角度ψ。
5.如权利要求4所述的物件,其中所述角度改变是因弯曲或弯折所致,且θ与ψ相差大于60°。
6.如权利要求1所述的物件,其中所述框架的所述顶部位于所述基板的所述正面的前方且具有-10°至10°的一倾角ω。
7.如权利要求1所述的物件,其中所述框架的所述顶部位于所述基板的所述正面的后方且具有-10°至10°的前倾角ω。
8.如权利要求1所述的物件,其中所述框架进一步包含一或更多个电解涂层。
9.如权利要求8所述的物件,其中所述电解涂层包含铜、铬、钛、镍或上述物质的组合物或氧化物。
10.如权利要求1所述的物件,其中至少一部分的所述载具具有1μm至100μm的平均表面粗糙度Ra。
11.一种涂布基板的方法,所述方法包含:
a.把所述基板放到如权利要求1至权利要求10任一项所述的所述物件;和
b.使所述基板经受薄膜涂布工艺处理。
12.如权利要求11所述的方法,其中所述薄膜涂布工艺包含化学气相沉积、溅镀沉积、电子束沉积、脉冲激光沉积、分子束外延或离子束沉积。
13.如权利要求11所述的方法,其中所述基板保持呈大于1°至5°的角度φ前倾。
14.如权利要求11所述的方法,其中所述凸片物体以相对所述顶部40°至140°的角度θ突出所述顶部。
15.如权利要求11所述的方法,其中所述凸片物体相对所述顶部的所述角度从最初角度θ变成最终角度ψ。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述角度改变是因弯曲或弯折所致,且θ与ψ相差大于60°。
17.如权利要求11所述的方法,其中所述框架的所述顶部位于所述基板的所述正面的前方且具有-10°至10°的倾角ω。
18.如权利要求11所述的方法,其中所述框架的所述顶部位于所述基板的所述正面的后方且具有-10°至10°的前倾角ω。
19.如权利要求11所述的方法,其中所述框架进一步包含一或更多个电解涂层。
20.如权利要求19所述的方法,其中所述电解涂层包含铜、铬、钛、镍或上述物质的组合物或氧化物。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662420127P | 2016-11-10 | 2016-11-10 | |
US62/420,127 | 2016-11-10 | ||
PCT/US2017/060811 WO2018089604A1 (en) | 2016-11-10 | 2017-11-09 | Particle reduction during sputtering deposition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110402301A CN110402301A (zh) | 2019-11-01 |
CN110402301B true CN110402301B (zh) | 2022-07-29 |
Family
ID=60452777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780083045.1A Active CN110402301B (zh) | 2016-11-10 | 2017-11-09 | 溅镀沉积期间的颗粒减少 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11053583B2 (zh) |
EP (1) | EP3538685A1 (zh) |
JP (1) | JP7282030B2 (zh) |
CN (1) | CN110402301B (zh) |
TW (1) | TWI773703B (zh) |
WO (1) | WO2018089604A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110923644B (zh) * | 2020-02-12 | 2020-06-19 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 用于反应溅射的物理气相沉积设备 |
KR20230002982A (ko) * | 2020-04-24 | 2023-01-05 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판 상의 오염 분자들의 증착을 감소시키기 위한 장치 및 방법 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3902862A1 (de) | 1989-02-01 | 1990-08-02 | Philips & Du Pont Optical | Verfahren zur entfernung von partikeln auf substratoberflaechen |
US5738767A (en) | 1994-01-11 | 1998-04-14 | Intevac, Inc. | Substrate handling and processing system for flat panel displays |
US6334404B1 (en) | 1999-05-19 | 2002-01-01 | United Microelectronics Corp. | Method and apparatus for reducing particle contamination on wafers |
JP4091310B2 (ja) * | 2001-02-15 | 2008-05-28 | 株式会社カネカ | シリコン薄膜太陽電池の製造方法 |
US6797131B2 (en) | 2002-11-12 | 2004-09-28 | Applied Materials, Inc. | Design of hardware features to facilitate arc-spray coating applications and functions |
JP2006225748A (ja) | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Ulvac Japan Ltd | 基板へのスパッタ薄膜の形成方法および搬送キャリア |
JP4612516B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2011-01-12 | 大日本印刷株式会社 | スパッタ装置およびスパッタ装置用キャリア |
US20100163406A1 (en) | 2008-12-30 | 2010-07-01 | Applied Materials, Inc. | Substrate support in a reactive sputter chamber |
DE102009038369B4 (de) * | 2009-08-24 | 2012-05-24 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Substrathalter für scheiben-oder plattenförmige Substrate und Vakuumbehandlungsanlage mit einer vertikalen Substrattransporteinrichtung |
DE102010055675A1 (de) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Haltevorrichtung für Substrate sowie Verfahren zur Beschichtung eines Substrates |
CN202070189U (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-14 | 浙江阿莱德生物科技有限公司 | 镀膜机真空室内气体捕集器 |
KR101856110B1 (ko) * | 2011-07-13 | 2018-06-25 | 주식회사 원익아이피에스 | 기판처리장치 및 기판처리방법 |
CN202430282U (zh) * | 2012-01-13 | 2012-09-12 | 广东志成冠军集团有限公司 | 一种新型的磁控溅射镀膜基片夹具 |
CN110106480B (zh) * | 2013-06-10 | 2021-11-09 | 唯景公司 | 用于溅射系统的玻璃托盘 |
CN203728922U (zh) | 2014-01-24 | 2014-07-23 | 常熟理工学院 | 磁控溅射镀膜装置用的载具结构 |
KR20160090983A (ko) * | 2015-01-22 | 2016-08-02 | 삼성디스플레이 주식회사 | 리플렉터를 구비한 증착원 |
CN208136329U (zh) * | 2017-12-13 | 2018-11-23 | 深圳先进技术研究院 | 一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置 |
-
2017
- 2017-11-09 CN CN201780083045.1A patent/CN110402301B/zh active Active
- 2017-11-09 US US16/348,708 patent/US11053583B2/en active Active
- 2017-11-09 WO PCT/US2017/060811 patent/WO2018089604A1/en unknown
- 2017-11-09 EP EP17804382.4A patent/EP3538685A1/en active Pending
- 2017-11-09 JP JP2019524146A patent/JP7282030B2/ja active Active
- 2017-11-10 TW TW106138925A patent/TWI773703B/zh active
-
2021
- 2021-06-01 US US17/335,699 patent/US20210285093A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210285093A1 (en) | 2021-09-16 |
CN110402301A (zh) | 2019-11-01 |
EP3538685A1 (en) | 2019-09-18 |
JP7282030B2 (ja) | 2023-05-26 |
TW201825698A (zh) | 2018-07-16 |
TWI773703B (zh) | 2022-08-11 |
US20190284681A1 (en) | 2019-09-19 |
WO2018089604A1 (en) | 2018-05-17 |
US11053583B2 (en) | 2021-07-06 |
JP2019534387A (ja) | 2019-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210285093A1 (en) | Particle reduction during sputtering deposition | |
JP6104967B2 (ja) | 基板をコーティングするための方法およびコータ | |
EP1184483B1 (en) | Thin-film formation system and thin-film formation process | |
KR20180071360A (ko) | 기판 상의 진공 증착을 위한 장치 및 진공 증착 동안에 기판을 마스킹하기 위한 방법 | |
EP0633600A1 (en) | Method and apparatus for forming thin films | |
Elofsson et al. | Tilt of the columnar microstructure in off-normally deposited thin films using highly ionized vapor fluxes | |
US20140355183A1 (en) | Method of manufacturing multi-layer thin film, member including the same and electronic product including the same | |
RU2755323C1 (ru) | Установка для вакуумного осаждения покрытий и способ нанесения покрытий на подложку | |
TWI363807B (en) | Cooled anodes assembly and physical vapor deposition apparatus and method using the same | |
JP7220147B2 (ja) | 垂直基板ホルダ | |
JP2019519673A (ja) | 基板をコーティングするための方法、及びコータ | |
RU2755324C1 (ru) | Установка для вакуумного осаждения и способ нанесения покрытия на подложку | |
EP2103709A1 (en) | Backside coating prevention device and method. | |
CN103361613A (zh) | 一种制备纳米柱状金属钨的方法 | |
Kadlec | Computer simulation of magnetron sputtering—Experience from the industry | |
US20100236920A1 (en) | Deposition apparatus with high temperature rotatable target and method of operating thereof | |
US9567666B2 (en) | Apparatus and method for making sputtered films with reduced stress asymmetry | |
KR20180022989A (ko) | 기판들을 위한 셀프-로킹 홀더 | |
CN114761611B (zh) | 用于膜沉积的系统和方法 | |
CN217202936U (zh) | 用于溅射镀膜与蒸发镀膜的治具 | |
CN205590795U (zh) | 直立式靶材结构以及溅镀设备 | |
Szyszka | Magnetron sputtering of ZnO films | |
KR101042975B1 (ko) | 스퍼터링 코팅용 글래스 고정장치 | |
US20200303172A1 (en) | Target assembly shield | |
CN110291222B (zh) | 硅靶材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |