CN110892090A

CN110892090A - 渗透屏障

Info

Publication number: CN110892090A
Application number: CN201880049362.6A
Authority: CN
Inventors: R.本茨; S.沃瑟; J.维查特
Original assignee: Evatec AG
Current assignee: Evatec AG
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-03-17
Also published as: JP2020528494A; EP3658699A1; US20200216955A1; WO2019020393A1; EP3658700A1; TW201918577A; KR20200037824A; TW201910546A; WO2019020391A1; JP2020528107A; TWI770226B; US20200230643A1; KR20200037825A; CN110914469A

Abstract

层沉积设备，包含基材载体(14)、具有PVD层沉积室和/或ALD层沉积室的无机材料层沉积站(10)以及聚合物沉积站(8)。控制单元(20)控制在基材载体(14)上的基材(12)对来自无机材料层沉积站(10)和聚合物沉积站(8)的沉积作用的间歇暴露。

Description

渗透屏障

为了在基材上实现有效地阻止水分子向基材渗透和渗透到基材上的薄层，这样的渗透屏障层必须是无机材料层。

定义：

在本说明书和权利要求书的框架内，我们通常将术语“基材”理解为工件。基材可以包含对温度（例如高于150℃或更低）敏感的材料。基材可具有板状形状。基材可以是电气器件，并且可包含印刷电路板材料作为热敏材料的实例。

有机材料层，例如聚合物的层，例如大多数等离子体聚合的层没有足够的密封效果，或者需要大的层厚度才能成为有效的渗透屏障。用等离子体增强CVD(PECVD)，通常在高温（例如高于150℃）下和/或通过使用危险气体（例如硅烷）可实现致密的无机层。

纯无机材料层的缺点是，它们是脆性的，并且其温度膨胀系数不适合于起始基材的温度膨胀系数。因此，已经很小的温度升高可能导致无机材料层的裂纹或无机材料层对起始基材的粘附性的损害。

定义：

我们将术语“起始基材”理解为如上所定义的基材，其尚未处理或尚未充分处理用于阻止渗透。

本发明的一个目的是提供基材，其经渗透防护，从而避免上述提到的缺点。这通过包含起始基材和渗透屏障层系统的基材来实现。渗透屏障层系统包含聚合物材料层系统，该聚合物材料层系统包含至少一个等离子体聚合的含聚合物材料的层并且直接位于起始基材上。渗透屏障层系统进一步包含无机材料层系统，该无机材料层系统包含直接沉积在聚合物材料层系统上的至少一个PVD沉积的或至少一个ALD沉积的含无机材料的层。

定义

我们将“聚合物材料层系统”理解为包含一个或多于一个“含聚合物材料”的层的层系统。这些层中的至少一个“含有等离子体聚合的聚合物材料”。如果“聚合物材料层系统”包含多于一个“含聚合物材料”的层，那么这些层中的一些可不同于通过等离子体而聚合。所述层可进一步分别含有不同的聚合物材料。

因此，我们将“含聚合物材料”的层或“等离子体聚合的含聚合物材料的”层理解为由聚合物材料组成的层，或含有至少一种剩余材料（例如无机材料）的聚合物材料的层。

我们将“无机材料层系统”理解为包含一个或多于一个“含无机材料”的层的层系统。这些层中的至少一个是PVD或ALD沉积的。如果“无机材料层系统”包含多于一个“含无机材料”的层，则这些层中的一些可以是PVD沉积的，这些层中的一些可以是ALD沉积的，这些层中的一些甚至可以是通过与PVD和ALD不同的方法（例如通过CVD、PECVD等）沉积的。该层可进一步分别包含不同的无机材料或由不同的无机材料组成。

因此我们将“含无机材料”的层理解为由无机材料组成的层，或包含至少一种剩余材料（例如聚合物材料）的无机材料的层。

如果我们提到含SS的起始基材、含PP的聚合物材料层系统以及用PVD/ALD沉积的无机材料层系统，那么基材的最小结构因此是SS-PP-PVD/ALD。

聚合物材料层系统因此提供PVD/ALD沉积层系统相对于起始基材的良好粘附性，并密封了在无机材料层系统中可能出现的裂纹。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，基材进一步包含至少一个进一步的聚合物层系统，该聚合物层系统包含至少一个进一步的含聚合物材料的层（其可以是或不是等离子体聚合的），并且该聚合物层系统直接沉积在PVD/ALD沉积的无机材料层系统上。因此，结构变为：SS-PP-PVD/ALD-PP。

如果不提供进一步的层系统，则该进一步的聚合物材料层系统提供基材的表面的至少一部分，其暴露于环境中或将被进一步处理。

尽管在起始基材和PVD/ALD沉积的无机材料层系统之间的聚合物材料层系统可能已经足够的事实，但是在大多数情况下，应用该进一步的聚合物材料层系统或另外的聚合物材料层系统作为最外层系统，除密封无机材料层系统中的裂纹外，其还是防水或防液体的。

在一个实施方案中，起始基材本身包含一个或多于一个起始基材层，并且具有至少一个等离子体聚合的含聚合物材料的层的聚合物材料层系统直接沉积在所提到的起始基材层的最外面。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，起始基材可通过以下特征中的至少一项来表征：

•最通常地，它是工件；

•它具有板状形状；

•它是电气器件；

•它包含热敏材料，例如对高于150℃或更低的温度敏感；

•它包含印刷电路板材料。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，它包含至少一个进一步的渗透屏障层系统，其包含聚合物材料层系统（其包含至少一个含聚合物材料的层）和无机材料层系统（其包含至少一个PVD或ALD沉积的含无机材料的层），并以指示的序列堆叠在一个PVD/ALD沉积的无机材料层系统上。结果实际上是结构：

SS-PP-PVD/ALD-PP-PVD/ALD-....(PP)。

因此，结果是，从起始基材SS出发，聚合物材料层系统PP，直接在聚合物材料层系统上的无机材料层系统PVD/ALD，直接在这样的无机材料层系统上的聚合物材料层系统PP以及直接在刚提到的聚合物材料层系统上的又一个无机材料层系统PVD/ALD。取决于所提到的层系统的相应厚度和待实现的屏障准确度，此层系统序列可以在根据本发明的基材上继续。此外，在良好的实施方案中，最外层是聚合物材料层系统(PP)的层。

因此，并且在根据本发明的基材的一个实施方案中，其包含多于一个渗透屏障层系统，其一个在另一个上堆叠。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个含无机材料的层含有氧化硅或是氧化硅的层。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，在含聚合物材料的层和含无机材料的层之间包含至少一个特定应用的界面。该界面包含含聚合物材料的层的聚合物材料以及含无机材料的层的无机材料，在一个实施方案中，该含无机材料的层是PVD-或ALD-沉积的。因此，所提到的特定制造的界面的材料成为所谓的ormocer (有机改性陶瓷)。在一个实施方案中，完整的层并且不仅界面，可以是ormocer的层。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，基材的至少一部分表面是含聚合物材料的层的表面。因此，该结构可以表示为：

SS-PP-PVD/ALD-………PP。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个或多于一个或甚至全部的含聚合物材料的层是等离子体聚合的层。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，等离子体聚合的含聚合物材料的层或多于一个或全部的含聚合物材料的层是从至少一种气体材料和至少一种液体材料中的至少一种聚合的。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个含聚合物材料的层含有碳。在一个实施方案中，至少一个等离子体聚合的含聚合物材料的层含有碳。

应当理解，如果提供了多于一个含聚合物材料的层，则这样的层可以分别不同地聚合，一些从气体材料聚合，一些从这样的液体材料聚合，和/或从不同的气体材料聚合和/或从不同的液体材料聚合。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个含聚合物材料的层含有硅。从而并且在一个实施方案中，一个等离子体聚合的含聚合物材料的层含有硅。

根据本发明的基材的一个实施方案包含含聚合物材料的层，在一个实施方案中等离子体聚合的含聚合物材料的层，其由以下的至少一种沉积：四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)、乙炔、乙烯、可能这些材料中至少两种的混合物。

含硅的液体，如四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)等，易于处理并导致在硅和交联网络之间具有与熔融二氧化硅类似的特征的层。

烃(例如C2H2、C2H4等)以气体或以液体的形式形成类似于类金刚石碳(DLC)的交联网络，其通常具有良好的屏障效果。

在根据本发明的基材的进一步的实施方案中，至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层是选自以下的至少一种材料的层：氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛、氮化钛、氧化钽、氮化钽、氧化铪或相应的氧氮化物或其混合物。

请注意，特别是如果至少一些或甚至所有含无机材料的层特别是通过PVD而不是通过PECVD沉积，则沉积可能会偏离明确定义的固体材料，其是溅射靶材料或待蒸发的固体材料。甚至对于ALD沉积，前体气体也可能由明确定义的固体材料的升华导致。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，通过溅射来沉积至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层通过蒸发来沉积，在良好的实施方案中通过电子束蒸发来沉积。通过使用电子束蒸发，可以蒸发具有高熔化温度的材料，例如氧化硅。这些层中的一些可以通过溅射来沉积，一些通过蒸发来沉积。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，通过ALD来沉积至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，通过等离子体增强ALD (PEALD)来沉积至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层。

因此，借助于等离子体将反应性气体激活。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层在第一步骤中通过前体气体并在随后远端进行的步骤中通过反应性气体来沉积。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层在第一步骤中和在沉积区域中通过前体气体来沉积，以及在此沉积区域进行的随后步骤中通过反应性气体来沉积。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层用含硅和/或金属的前体气体以及用反应性气体来沉积。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层用含硅、铝、钛、钽、铪中的至少一种的前体气体来沉积。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，至少一个或多于一个或全部的含无机材料的层用前体气体和反应性气体沉积，该反应性气体含有氧和氮中的至少一种。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，渗透屏障层系统是对水分子的渗透屏障层系统。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，渗透屏障层系统是对可见光透明的。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，渗透屏障层系统从基材的表面到起始基材的表面是电绝缘的。

在根据本发明的基材的一个实施方案中，渗透屏障层系统的至少一个层是电绝缘的。

除非相互矛盾，否则可以组合实现根据本发明以及如所提到的基材的两个或更多个实施方案。

本发明进一步涉及一种层沉积设备，其包含：

·基材载体；

·至少一个无机材料层沉积站，其包含至少一个PVD层沉积室和/或至少一个ALD层沉积室，各自包含无机材料的源；

·至少一个聚合物沉积站，其包含至少一个具有用于单体进料的进料线系统和等离子体源的等离子体聚合室；

·控制单元，其被构造为控制所述基材载体对来自所述无机材料层沉积站和来自所述至少一个聚合物沉积站的沉积作用的间歇暴露。

根据本发明的层沉积设备的一个实施方案包含至少一个冷却站。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个ALD层沉积室，所述至少一个ALD层沉积室包含气体供应装置，所述气体供应装置可操作地并且可控制地至少流动连接到含有前体的前体存储器以及流动连接到含有反应性气体的反应性气体存储器。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个无机材料层沉积站包含至少两个ALD层沉积室，所述至少两个ALD层沉积室中的一个包含可操作地并且可控制地连接到含有前体的前体存储器的气体供应装置，所述ALD沉积室中的另一个包含可操作地并且可控制地流动连接到含有反应性气体的反应气体存储器的气体供应装置。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，来自所述前体存储器的前体气体含有硅和金属中的至少一种。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，所述金属是铝、钽、钛、铪中的至少一种。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，反应性气体含有氧和氮中的至少一种。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个ALD层沉积室，该ALD层沉积室包含激光源、气体供应装置，该气体供应装置可操作地至少流动连接到含有前体的前体存储器以及流动连接到含有反应性气体的反应性气体存储器。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个无机材料层沉积站包含至少两个ALD层沉积室，所述至少两个ALD层沉积室中的一个包含可操作地连接到含有前体的前体存储器的气体供应装置，所述ALD沉积室中的另一个包含可操作地连接到含有反应性气体的反应气体存储器的气体供应装置和激光源。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个PVD层沉积室。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，PVD层沉积室是溅射层沉积室。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，PVD层沉积室是蒸发室，在一个实施方案中是电子束蒸发室。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，PVD层沉积室具有固体材料源，该固体材料源具有至少一种金属或金属合金、或者具有这样的金属或金属合金的氧化物或氮化物或氧氮化物。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站相互远离，并且所述基材载体从这些站中的一个可控制地移动到这些站中的下一个，优选在真空环境中。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个PVD层沉积室和/或至少一个ALD层沉积室和/或至少一个冷却室包含对于层沉积操作可控制地密封的且对于基材处理可打开的沉积空间，以及与所述可控制地密封的且可打开的沉积空间邻接的泵口。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个具有用于单体进料的进料线系统且具有等离子体源的等离子体聚合室包含对于层沉积操作可控制地密封的且对于基材处理可打开的沉积空间，以及与所述可控制地密封的且可打开的沉积空间邻接的泵口。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站在共同的沉积区域中进行层沉积。

根据本发明的层沉积设备的一个实施方案沿着所述基材载体的线性或一般弯曲或圆形的移动路径包含一系列的多于一对的无机材料层沉积站和聚合物沉积站。

根据本发明的层沉积设备的一个实施方案沿着所述基材载体的线性或一般弯曲或圆形的移动路径包含一系列的无机材料层沉积站和直接在刚提到的无机材料层沉积站之后的聚合物沉积站。

根据本发明的层沉积设备的一个实施方案包含直接在无机材料层沉积站之后的冷却站。

根据本发明的层沉积设备的一个实施方案是真空设备，其包含至少一个输入负载锁和至少一个输出负载锁或至少一个双向输入/输出负载锁。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站层沉积到共同的沉积区域内，并且控制单元被构造为间歇地启用/禁用所提到的站。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，将至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站沉积到相互远离的区域中，并且所述控制单元被构造为控制所述基材载体在所述区域之间的移动。

根据本发明的层沉积设备的一个实施方案被构造为使得通过无机材料层沉积站和聚合物沉积站二者能够在受控的过渡时间范围期间同时在共同的沉积区域中进行沉积。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，进料线系统与含有液体或气体单体材料的存储器受控地流动连通。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，进料线系统与包含含有碳的材料的存储器受控地流动连通。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，进料线系统与包含含有硅的材料的存储器受控地流动连通。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，所述进料线系统与含有四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)、乙炔、乙烯中的至少一种的存储器受控地流动连通。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，基材载体被构造为同时承载多于一种基材和/或多于一种起始基材。

在根据本发明的层沉积设备的一个实施方案中，所有聚合室是等离子体聚合室。

根据本发明的层沉积设备的一个实施方案具有以下特征中的至少一项：

·基材载体被构造为承载一批基材和/或起始基材；

·基材载体被构造为承载多种单一基材和/或单一起始基材；

·基材载体的移动是围绕远离基材或起始基材的轴和/或围绕基材和/或起始基材的各自中心轴的旋转移动；

·在真空环境中提供基材载体。

如所提到的，真空层沉积设备可包含至少一个冷却站。

例如提供这样的冷却站以在基材刚经过所述无机材料层沉积站或一个无机材料层沉积站（尤其是具有PVD层沉积室的无机材料层沉积站）之后进行冷却，或直接在暴露于一个无机材料层沉积站和在随后暴露于下一个无机材料层沉积站前之间进行冷却。

如上所述，至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物材料沉积站分别包含相互远离的对于沉积相互密封并分别泵抽的真空处理室。基材载体可控制地从所提到的站之一可移动到下一个站，因此且在良好的实施方案中，在真空环境中进行。

这样的实施方案可以例如包含可旋转的盘形或环形基材载体，该载体被构造为沿其外围并从一个站到下一个站承载大量单一基材。因此，尚未处理的起始基材首先要经过真空等离子体聚合站(PPS)，并随后接着经过无机材料层沉积站PVD/ALDS。

沿着基材载体移动路径(可以是线性的、弯曲的或圆形的)的站的序列在最小构造下变为：

PPS-PVD/ALDS

如果如上所述提供将基材进行冷却，则站的结构变为（以CS来称呼冷却站）：

PPS-PVD/ALDS-CS

或

PPS-PVD/ALDS1-CS-PVD/ALDS2-CS

其中PVD/ALDS1和PVD/ALDS2表示用于沉积相同或不同材料的无机材料层沉积站。

随后，可以将所考虑的基材输送到进一步的聚合物材料沉积站，和然后如果需要的话，随后输送至一个或多于一个进一步的无机材料沉积站和聚合物材料沉积站，以良好的方法，通常由聚合物材料沉积站终止全部的站序列。

一个或多于一个或全部聚合物材料沉积站可以是等离子体聚合站，在一些情况下，一些或全部等离子体聚合站可以由不使用真空等离子体的聚合站来代替。

因此，以下的站序列占优势：

PPS- PVD/ALDS -PPS- n*(PVD/ALDS -PPS- PVD/ALDS...)-PPS (n≥0)。

如果必需对所有PVD/ALDS进行冷却，则序列变为：

PPS- PVD/ALDS -CS-PPS- n*(PVD/ALDS -CS-PPS- PVD/ALDS

...)-PPS (n≥0)。

如所提到的，在共同的真空处理室中提供无机材料沉积站和聚合物材料沉积站(被构造为例如真空等离子体聚合站)。

可以考虑批量加工系统，其中例如将用于待同时处理的大量基材的载体曲面暴露于无机材料沉积以及聚合物材料沉积。

如果无机材料层沉积站和聚合物材料沉积站在共同的真空处理室中或在单独的、分别泵抽的处理室中相互彼此远离，则控制单元控制基材载体移动和可能启用/禁用站以及因此使基材暴露于相应的沉积作用的时间。

层沉积系统的一个实施方案包含多于一对的PVD层沉积站和聚合站。

如果层沉积设备是真空设备并且因此包含相应的输入/输出负载锁，则所有处理和输送室或站(包含可能提供的冷却站)都是真空站。

因为至少一个PVD层沉积室和/或至少一个ALD层沉积室包含：对于沉积操作可控制地密封的且对于基材处理可打开的沉积空间，以及与所述可控制地密封的且可打开的沉积空间邻接的泵口；和/或因为至少一个具有用于单体进料的进料线系统和具有等离子体源的等离子体聚合室包含：对于层沉积操作可控制地密封的且对于基材处理可打开的沉积空间，以及与所述可控制地密封的且可打开的沉积空间邻接的泵口，实际上排除了各自的沉积空间的相互交叉污染。

在ALD中由此利用PEALD沉积方法的反应性气体激活显著地减少了加工时间。

请注意，在一些利用ALD（从而同样利用PEALD）的情况下，可能必须首先将基材在反应性气体气氛(例如在氧化气氛中)中暴露于加工步骤，以便改善随后通过ALD（从而在一个实施方案中通过PEALD）沉积的层的粘附性。

如果不矛盾，则可组合根据本发明的设备的两个或更多个实施方案。

本发明进一步涉及在起始基材上提供渗透屏障系统或制造提供有表面渗透屏障层系统的基材的方法。该方法包括：

a) 在起始基材上，通过由PVD和/或由ALD沉积至少一个包含至少一个含无机材料的层的无机材料层系统来建立渗透密封；

b) 通过将包含至少一个含聚合物材料的层的聚合物材料层系统直接沉积在所述起始基材上并将所述无机材料层系统直接沉积在所述聚合物材料层系统上来提供所述无机材料层系统对所述起始基材的粘附性以及所述无机材料层系统的裂纹密封。

根据本发明的方法的一个变体包含真空等离子体聚合该正在沉积的含聚合物材料的层或至少一个正在沉积的含聚合物材料的层。

在根据本发明的方法的一个变体中，建立渗透密封包含等离子体增强ALD。

在根据本发明的方法的一个变体中，沉积至少一层以形成电绝缘层。

在根据本发明的方法的一个变体中，将渗透屏障层系统沉积为对可见光透明。

在根据本发明的方法的一个变体中，在沉积期间起始基材处的温度不超过预定值，在一个变体中，不超过至多150℃。

根据本发明的方法的一个变体包含直接在无机材料层系统上沉积包含至少一个含聚合物材料的层的进一步的聚合物材料层系统。

根据本发明的方法的一个变体包含真空等离子体聚合多于一个含聚合物材料的层的材料。

根据本发明的方法的一个变体包含重复步骤a)和b)。

根据本发明的方法的一个变体包含直接在最后沉积的无机材料层系统上沉积包含至少一个含聚合物材料的层的进一步的聚合物材料层系统。

根据本发明的方法的一个变体包含在至少一次沉积无机材料层系统期间或之后冷却基材。

根据本发明的方法的一个变体包含沉积氧化硅的含无机材料的层。

根据本发明的方法的一个变体包含在沉积含聚合物材料的层与沉积含无机材料的层之间以受控的方式沉积至少一个材料界面，该界面具有如下的材料，这种材料包含沉积的含聚合物材料的层的聚合物材料以及含无机材料的层的无机材料。

根据本发明的方法的一个变体包含从气体或液体材料沉积至少一个含聚合物材料的层。

根据本发明的方法的一个变体包含从含碳材料沉积至少一个含聚合物材料的层。

根据本发明的方法的一个变体包含从含硅材料沉积至少一个含聚合物材料的层。

根据本发明的方法的一个变体包含从四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)、乙炔、乙烯中的一种来沉积至少一个含聚合物材料的层。

根据本发明的方法的一个变体包含沉积至少一个含无机材料的层，该层包含以下的至少一种或由以下的至少一种组成：氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛、氮化钛、氧化钽、氮化钽、氧化铪或相应的氧氮化物。

根据本发明的方法的一个变体包含通过溅射、或通过蒸发、或通过电子束蒸发、或通过ALD、或通过等离子体增强ALD来沉积至少一个含无机材料的层。

根据本发明的方法的一个变体包含在ALD沉积室中通过ALD来沉积至少一个含无机材料的层，并且将前体气体和反应性气体进料到所述ALD沉积室中。

根据本发明的方法的一个变体包含在至少两个随后的ALD沉积室中通过ALD沉积至少一个含无机材料的层，并且将前体气体进料到所述至少两个ALD沉积室中的第一个中并且将反应性气体进料到所述至少两个随后的ALD沉积室中的第二个中。

在根据本发明的方法的一个变体中，前体气体含有硅或金属。

在根据本发明的方法的一个变体中，所提到的金属是铝、钽、钛、铪中的至少一种。

在根据本发明的方法的一个变体中，反应性气体含有氧和氮中的至少一种。

根据本发明的方法的一个变体包含在至少一个层沉积空间中沉积含无机材料的层，在所述沉积期间密封所述至少一个沉积空间，和通过直接连接到所述沉积空间的泵来泵抽所述沉积空间。

因此，大量减少了为了沉积含无机材料的层而进入或来自沉积空间的交叉污染。

根据本发明的方法的一个变体包含在层沉积空间中沉积含聚合物材料的层，在所述沉积期间密封所述沉积空间，和通过直接连接到所述沉积空间的泵来泵抽所述沉积空间。

因此，大量减少了为了沉积含聚合物材料的层而进入或来自沉积空间的交叉污染。

显然，在根据本发明的方法的一个变体中，一方面对于沉积含无机材料的层，以及另一方面对于沉积含聚合物材料的层，两个沉积空间在沉积操作期间分别密封并且分别泵抽。

根据本发明的方法的一个变体包含制造抑制水分子渗透的渗透屏障层系统。

根据本发明的方法的一个变体在真空中进行。

必须注意，如果不矛盾，根据本发明的基材的所有实施方案、根据本发明的层沉积设备的所有实施方案以及根据本发明的方法的所有实施方案，可分别地以任意组合而组合。

现在并且只要对于技术人员是必需的，将借助附图进一步例证本发明。它们示出：

图1：根据本发明的方法的流程图；

图2至图6：示意性地且简化地示出了根据本发明的层沉积系统的实施方案；

图7：示意性地且简化地示出了根据本发明的真空层沉积系统的俯视图；

图8：示意性地且简化地示出了图7的系统的剖面图；

图9和10：最示意性地且简化地示出了处于打开和关闭位置的冷却站，例如可提供在图7和8的系统中；

图11：示意性地且简化地示出了集成到根据图7和8的系统的冷却站；

图12：示意性地示出了根据本发明的基材；

图13：示意性地且简化地示出了可应用于根据本发明的设备中的一室ALD沉积站；

图14：示意性地且简化地示出了可应用于根据本发明的设备中的两室ALD沉积站。

在图1中，在时间轴t上示意性地示出了通过根据本发明的层沉积设备进行并产生根据本发明的基材的根据本发明的方法的流程图。

在步骤1中，提供起始基材(在根据本发明进行处理之前)或多于一种起始基材（至多一批起始基材）。在步骤2中，一种或多于一种起始基材涂有含聚合物材料的层系统PP，该层系统PP包含至少一个等离子体聚合的含聚合物材料的层。因此，以及在现今有利的实施方案中，将气体或液体单体进行等离子体聚合，产生至少一个等离子体聚合的聚合物层，其直接沉积在一种或多于一种起始基材上。

聚合的液体或气体或液体单体含有碳，且如果是液体则含有硅。作为待聚合（尤其是等离子体聚合）的材料，可使用TMS或HMDS(O)或HMDS(N)或TEOS或乙炔或乙烯，从而，如果沉积具有多于一个含聚合物材料的层的含聚合物材料的层系统，可一个接一个地使用所提到的单体的各自不同的一种，或甚至其混合物。另外，可以通过等离子体聚合来实现多于一个或全部的含聚合物材料的层。

在含聚合物材料的层系统的沉积之后，并在步骤3中，直接在含聚合物材料的层系统PP上沉积包含至少一个含无机材料的层的含无机材料的层系统PVD/ALD。这通过PVD(物理气相沉积)沉积或通过ALD(原子层沉积)沉积来进行。沉积的含无机材料的无机材料层系统在最小构造中由单个含无机材料的层组成。

作为PVD沉积方法，可以使用溅射，从而使用磁控管溅射或蒸发，从而尤其使用电子束蒸发。各个PVD沉积方法可非反应性地或反应性地进行。例如在步骤3中沉积的无机材料可以是氧化硅、氮化硅、金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物例如氧化铝或氮化铝、氧化钛、氮化钛、氧化钽、氮化钽、氧化铪或相应的氧氮化物。

如果一个或多于一个含无机材料的层，或以最小构造，一个含无机材料的层，通过ALD沉积来沉积，则使用至少一种前体气体和至少一种反应性气体，两者进料至一个ALD处理室或单独进料至随后的ALD处理室。

因此，可通过等离子体源激活反应性气体，产生等离子体增强ALD。

在一个实施方案中，前体气体含有至少一种金属。前体气体可含有硅、铝、钽、钛、铪中的至少一种。反应性气体可含有氧和/或氮。

请注意，如果含无机材料的层系统包含多于一个含无机材料的层，则这样的层可以具体地通过PVD和/或ALD由不同的材料沉积。

含无机材料的层还可含有一些量的聚合物材料，这在一些应用中甚至可能是需要的。

在含聚合物材料的层和含无机材料的层之间实现的界面区域中，可存在无机材料以及聚合物材料二者的材料。

由于起始基材的特定温度膨胀系数通常与步骤3中沉积的至少一个含无机材料的层系统PVD/ALD的温度膨胀系数十分不同，所以在步骤2中沉积的含聚合物材料的层系统PP提供了含无机材料的层系统PVD/ALD的良好粘附性，并密封了在脆性的含无机材料的层系统PVD/ALD中可能出现的裂纹。

在本发明的一些应用中，起始基材不应负载超过限定值(例如150°C或以下)的高温。因此，例如作为起始基材的材料的印刷电路板材料不应在超过150℃的温度下进行处理。

在这样的情况下，在没有另外措施的情况下，具有各个厚的含无机材料的层的PVD/ALD系统的沉积可通过超过允许的温度而导致使起始基材热过载。

因此，以及在这种情况下，如图1中通过步骤4的虚线所示，在含无机材料的层系统PVD/ALD沉积的步骤3之后提供冷却步骤。替代地，或者另外地，且如在图1的右侧处示意性地示出，可以将含无机材料的层系统PVD/ALD的沉积分为多于一个沉积子步骤，如PVD/ALD1、PVD/ALD2等，且可在后续的PVD/ALD系统沉积子步骤之间引入冷却步骤。由于沉积的含无机材料的层系统可包含多于一个相同或不同无机材料的含无机材料的层，因此PVD/ALD1、PVD/ALD2等步骤可以是对于不同或相同的无机材料的沉积步骤，从而可能有选择地使用PVD和ALD沉积。

根据图1，在步骤3 (可能的冷却步骤4)的终止之后，得到基材，该基材包含：起始基材，在步骤2时直接在起始基材上沉积的含聚合物材料的层系统PP，以及通过步骤3直接在含聚合物材料的层系统PP上沉积的PVD和/或ALD沉积的含无机材料的层系统PVD/ALD。对于一些应用，此基材可能已经足够好到用于进一步的用途，因为一个含聚合物材料的层系统PP和含无机材料的层系统PVD/ALD的组合已经提供了渗透屏障系统。

然而，在大多数情况下，根据图1中的步骤5，在步骤3中所沉积的含无机材料的层系统PVD/ALD上进一步应用进一步的含聚合物材料的层系统PP，该含聚合物材料的层系统PP如在步骤2的上下文中所解释的那样沉积。通常，由步骤5得到的基材是最小的构造，因为在步骤5中沉积的含聚合物材料的层系统PP提供了另外的渗透密封并且提供了吸收相应分子(其渗透必须被抑制，尤其是水分子)的层。

然而，在沉积步骤5之后，如图1中在步骤6的虚线中所提到的，可沉积一对或多于一对的含无机材料的层系统PVD/ALD和含聚合物材料的层系统PP，借此最终形成所得基材的最外表面的那个层是含聚合物材料的层。显然且如果有必要，在含无机材料的系统PVD/ALD的各个沉积步骤期间或之后，类似于步骤3的沉积给出的说明，进行冷却步骤。

如所提到的，根据本发明进行借助于图1说明的步骤序列，与进行这样的处理步骤序列的层沉积设备的构造无关。

对于所提到的方法的大多数应用，沉积的整个层系统在所得基材的最外表面与起始基材的表面（在其上沉积第一PP层系统）之间是电绝缘考虑的。因此例如沉积层中的至少一层是电绝缘的。

进一步并且再次地，对于该方法的频繁应用，整个层的堆叠对于可见光是透明的，可能起始基材也是这样。

现今，含聚合物材料的层系统PP和含无机材料的层系统PVD/ALD的总厚度在50nm和300nm之间。

在下表中，举例说明了根据如借助图1所解释并产生了根据本发明的基材的方法进行的不同工艺流程。因此，ALD-a用至少一种前体气体来进行ALD沉积步骤，而ALD-b在反应性气体气氛中进行后续反应步骤，在一个实施方案中，通过等离子体源的等离子体来改善。请注意，在工艺流程5、6和8中，ALD步骤ALD-a和ALD-b二者均在单个处理站中进行，而根据工艺流程7，这些ALD步骤在不同的处理站中进行。指示n *指出框中的序列可以重复一次以上。

对于一些材料组合，可能建议在进行ALD-a步骤之前，在反应性气体气氛(可能用等离子体增强)中进行处理步骤，以改善ALD沉积层的粘附性。这类似于进行ALD-b步骤。

为了使处理步骤的交叉污染最小化，各个处理室（特别是用于PP沉积和/或PVD沉积和/或ALD沉积和/或冷却的室）中的至少一些是单独泵抽的，且在沉积操作期间是密封的。

图2最示意性地且简化地示出了层沉积系统的实施方案，这里为真空层沉积系统，其如在图1的上下文中提到的来进行步骤序列或工艺流程。

在图2的实施方案中，提供了真空等离子体聚合站PPS 8和无机材料沉积站PVD/ALDS 10。站8和10二者在基材载体14上的起始基材12上进行相应的层沉积。从而如示意性地显示，两个层沉积均在共同的真空处理室16中并在共同区域D中进行。处理室16由泵装置18来泵抽。

等离子体聚合站8以受控的方式由含气体或液体单体材料的单体源201供应，如示意性地显示通过阀装置203来控制。

如果无机材料沉积站10是PVD沉积站，取决于是仅从固体材料源（例如仅从溅射靶材）进行沉积，还是包括来自固体材料源的材料与反应性气体或气体混合物反应来进行沉积，用在205 PVD处示意性地显示的反应性气体或气体混合物来供应无机材料沉积站10，如示意性地显示通过阀装置207 PVD来控制。

如果无机材料沉积站10是ALD沉积站，则如示意性地显示，从罐装置209AL以受控的方式通过阀装置211AL将前体气体供应到沉积站10。另外地沉积，如示意性地显示通过阀装置215AL从罐装置213AL以受控的方式将反应性气体或气体混合物供应到沉积站10。

为了进行图1的时间序列，提供控制单元20，该控制单元，如由开关S示意性地显示的，能够控制等离子体聚合站8或PVD/ALD沉积站10，并因此(未示出)通过控制阀装置203以及可能的207PVD或203和211AL和215AL来控制相应的气体供应的时间序列。在供应单体材料和供应用于反应性PVD沉积方法的反应性气体之间，或在供应单体材料、供应前体气体和/或供应反应性气体到ALD沉积方法之间，可能必须用冲洗气体(未示出)来冲洗处理室16。

如果必须处理批量的起始基材，即包含例如布置在室16内的圆顶或曲面形状的旋转基材载体上的大量起始基材，则组合的等离子体聚合PPS站和无机材料沉积站PVD/ALDS的这种结构是特别适合的。在这样的载体上的基材可另外围绕基材中心轴旋转。因此，特别是在这种情况下，通过蒸发，尤其且取决于待蒸发的固体材料，通过电子束蒸发来进行PVD无机材料沉积可能是有利的。

将液体或气体单体材料进料到基材载体附近的处理室16中，并通过等离子体源进行等离子体聚合。在PPS站的操作期间，可以通过可移动遮板(shutter)装置保护待蒸发的坩埚材料免受聚合物材料之害，以及反过来，在PVDS站的操作期间，可通过相应的可移动遮板保护等离子体源免受无机材料沉积之害。

图3示意性地显示了刚刚提到的实施方案。通过电子束蒸发站10_PVD实现无机材料沉积站10。通过等离子体源21和单体进料线系统22实现等离子体聚合站8，该单体进料线系统22与包含一种或多于一种如上所提到的气体或液体单体的罐装置24受控地流动连通。基材载体14通过围绕其中心轴A14旋转的批量载体圆顶或曲面14_a来实现。批量载体14上的基材15可以另外围绕各自的基材中心轴A₁₅旋转。

如26处虚线所示，可提供可移动的遮板装置以在禁用循环期间分别保护站10_PVD以及等离子体源21。

在这种情况下，使用用于无机材料沉积的蒸发可能不需要如图1所提到的冷却步骤。

图4再次最简化且示意性地示出了根据本发明的层沉积设备的进一步的结构实施方案，其再次作为真空层沉积设备而实现，进行在图1的上下文中所提出的方法或步骤序列。

与图2和3的实施方案相反，在图4的实施方案中，PPS站8和PVD/ALDS站10进行沉积到如通过I、II、III指示的不同沉积区域中。起始基材12或起始基材12的序列通过基材载体14从一个沉积区域（例如I）输送到下一个（例如II）中。如虚线所示，沿着基材12的行进路径P，并且如已经在图1的上下文中所提出的，在基材上进行层沉积的最后的站有利地为PPS站8。尽管进行沉积到不同的沉积区域I、II…，但是沉积站8、10等在共同的整体处理室16_a中操作。与图2和3的实施方案相反，基材12从一个沉积站移动到下一个，并且基材载体因此以受控的方式沿着线性或一般弯曲或圆形的路径P是可移动的。控制单元(未在图4中示出)控制沉积站的可能的间歇启用和基材载体14的输送移动。

该实施方案结构特别适合于单基材处理，并且在良好的实施方案中，通过相应的溅射源或通过ALD来实现一个或多个无机材料沉积站10。在这种情况下，如图1的上下文中所提出的冷却可能成为必需的。如果必需且注意到图1，在无机材料沉积站10或随后提供的任何这样的另外的站10的下游提供冷却站(在图4中未示出)，特别是如果应用溅射的话。

请注意，在图4、5至8中未示出相应的气体或液体的受控供应以及控制这些供应的时间序列的时间控制单元，但是它们类似于图2的实施方案来实现。

图5示意性地且最简化地示出了根据本发明且再次作为真空层沉积设备实现的层沉积设备的现今有利的结构。

在图5的结构实施方案中，根据关于图1的说明的一个或多于一个PPS聚合物沉积站8和一个或多于一个无机材料沉积站PVD/ALDS 10以及可能提供的一个或多于一个冷却站(未在图5中示出)通过相应的处理室56来提供，所述处理室56如示意性地显示的那样通过泵58单独泵抽，并且因此在相应的操作状态下也相互密封。承载大量基材52的基材载体54沿着轨道P可控制地移动，轨道P可以是线性的、弯曲的或在一个实施方案中是圆形的。基材载体54在用泵装置62泵抽的真空输送室60中操作。

特别是如果无机层沉积是通过PVD进行的，由此尤其是通过溅射进行的，则在处理起始基材或更一般地基材(其是热敏感的)时，提供冷却步骤，以及因此提供在图1的上下文中所提出的冷却室或冷却站可能变得必需。

如果通过ALD进行无机材料的沉积或无机材料的沉积之一，则基本上两种方法是可能的，如现在注意到图13和图14所提出的。

根据图13的实施方案，作为ALDS沉积站实现的沉积站10包含由泵装置222泵抽的单个处理室220。前体气体以及反应性气体二者均进料到处理室220。从而前体气体经由受控的阀装置211AL从气罐装置209AL进料到处理室220，且反应性气体经由受控的阀装置215AL从气罐装置213AL进料到处理室220。通过时间控制单元20来控制相应气体进料以及可能的冲洗气体或清洗气体的供应(未示出)的时间序列。

根据图14的实施方案，作为沉积站ALDS实现的沉积站10包含至少两个处理室224和226，每个处理室通过相应的泵装置228和230泵抽。为了使交叉污染最小化，在操作中室相互可密封。前体气体经由受控的阀装置211AL从气罐装置209AL进料到处理室224。反应性气体经由受控的阀装置215AL从气罐装置213AL进料到处理室226。通过时间控制单元20来控制相应气体进料以及可能的冲洗气体或清洗气体的供应(未示出)的时间序列。

在其中在远离用于沉积无机材料的沉积区域的沉积区域中进行聚合材料的沉积的所有实施方案中，可根据图13或根据图14来构造作为ALDS站实现的站10。

根据本发明并且因此也根据图4或图5的真空层沉积设备的一般结构可以以不同的更具体的结构来实现。类似于图3中的A₁₅，基材可围绕或不围绕其中心轴旋转(未示出)。

图6中示意性地示出了另一种具体的设备结构。这里，基材载体64是可绕轴A64可控制地旋转的转盘或桶。基材65沿着基材载体64的外围布置并保持，其基材平面平行于轴A64。

沿着旋转的基材载体64的轨迹路径固定地提供PPS站8和无机材料沉积站10 PVD/ALDS。站的方位间隔与基材载体64上的基材的方位间隔一致。沉积站8、10用相对于轴A64径向的主沉积方向B布置。显然，且如果必需，提供一个或多于一个冷却站，以及输入/输出负载锁装置(未示出)。图6的实施方案的站可分别泵抽，如图5的实施方案，并且因此是相互可密封的，或可提供于固定地围绕基材载体64的共同真空容器中，这与图4的大致表示是一致的。这里，基材也可围绕类似于图3的设备结构中的轴A₁₅的中心轴来旋转。

在现今有利的结构中，真空层沉积设备被构造为如在申请人的WO 2010/105967中所公开的。沉积步骤，特别是PVD无机材料层沉积步骤，可以分成两个或多于两个在相应的站进行的相同的沉积步骤，所述相应的站可能具有相互连接的冷却站。关于方法拆分的一般方法，我们可以参考在申请人的WO 2010/106012中的公开内容。

尽管如此，在图7和图8的实施方案中示意性地且简化地示出了这样的现今有利的真空层沉积设备。如图8的简化的剖面图所示，单一基材72承载在盘形基材载体74上。

在基材平面垂直于基材载体74的旋转轴A₃₀的情况下，将基材72在基材载体74上沉积。与在基材载体74上的基材72的圆形路径对齐，如图7所示，提供具有平行于轴A₃₀的主沉积方向B的相应数量的PPS站8和PVD/ALDS站10。基材载体74在真空输送室76中操作。固定站8和10的方位间隔等于基材载体74上的基材72的方位间隔。提供双向负载锁站LL 9，其中未处理的起始基材例如从环境进料到真空输送室76并到基材载体74上，然而处理过的基材从基材载体74上卸下，例如进入环境。

请注意，站8、10通过泵79分别泵抽并且是通过以下相互可密封的：通过升降装置102可控制地将基材72从基材载体74抬起到与密封框架接合，从而密封相应的沉积室。

如果通过ALD进行无机材料的沉积并且根据图14的实施方案实现相应的沉积站10，则在图4、5、6、7和8的实施方案中，相应的ALDS站通过至少两个随后使用、分别泵抽且相互可密封的处理室来实现。

除了提供根据本发明的沉积站之外，WO 2010/106012公开了可在本发明的上下文中使用的设备的一般结构。

如果如已经在图1的上下文中所提出的那样且必须提供在PVD无机层沉积期间或之后的基材的冷却，则将与申请人的WO 2016/091927中讨论的那些相似的冷却室集成到如图5至8、13、14的上下文中所提出的设备中。

在WO 2016/091927中，公开了冷却器真空室。冷却器室在图9(关闭位置)和10(打开位置)中示意性地示出。冷却器室的这样的原理非常适合于集成为特别是在图7和8中所示的系统中的一个或多于一个冷却室。此真空冷却室可用导热气体(例如氦气)加压，以显著升高从基材到被冷却的蛤型冷却室围壁的热传递。

图11最示意性地且简化地示出了将这样的冷却室或冷却站集成在如图7和8所示的设备中的可能的方法。

在这样的冷却站100处，将基材72通过升降装置102从基材载体74抬起，还提供与沉积站或沉积室配合，参见图7和8。关于用于基材载体74的真空输送室104，基材72的抬起建立了薄的密封的冷却隔间106，其中基材72位于靠近冷却蛤状构件108的位置。至少一个冷却构件108被冷却，例如通过在冷却通道系统110中循环的液体冷却介质。可将导热气体(例如氦气)供应到冷却隔间106中。可抬起的且抓住基材72的基材载体74的部件74a通过直接接触升降装置102来冷却，如果有需要的话也可对其进行主动冷却。

如果必须在起始基材上沉积多对含聚合材料的层系统和含无机材料的层系统，则可能必须多于一次进行这些系统的沉积，即重复沉积循环至少一次。这可以通过图7和8的基材载体74或图6的基材载体64的多于一次360°旋转来进行。

在图12中，最示意性地示出了具有根据本发明的渗透屏障层系统且根据本发明的方法制造的基材。

如在90_a处的虚线中所示，起始基材90可能已经或尚未被薄层覆盖。起始基材90沿着其延伸表面Su的至少一部分被等离子体聚合材料的层系统PP 92直接覆盖。等离子体聚合材料的PP层系统92可以是单层或多层的，从而不同聚合材料的多于一个层可以是聚合材料层系统92的一部分。

直接在含聚合材料的PP层系统92上提供PVD和/或ALD沉积的一种或多种无机材料的含无机材料的层系统94。再一次地，含无机材料的层系统94可由单个PVD或ALD沉积的无机材料层组成，或由多于一个PVD和/或ALD沉积的相同或不同无机材料的无机材料层组成。

在最小的基材构造中，系统96的最外层是聚合材料的层。层系统96直接位于无机材料层系统94上。

回顾图1，当从PP沉积过渡到PVD或ALD沉积或反之从PVD或ALD沉积过渡到PP沉积时，可提供过渡时间范围，其中同时沉积聚合物材料以及无机材料，即通过在此时间范围内同时并且在相同的沉积区域中操作相应的沉积站。

注意到图12，这导致了材料界面区93，其中无机材料以及聚合材料以不同的浓度存在。根据图12的最小结构可以进一步提供有进一步的PVD和/或ALD沉积的含无机材料的层系统，以及进一步的PP含聚合材料的层系统，即在层系统96上例如根据以下的序列：

PVD/ALD-PP-PVD/ALD-…PP…

通常，在无机材料的层（例如通过ALD沉积）中提供一些量的聚合材料可为有利的。

如果全部层系统92、94、96等将是电绝缘的，这可通过提供一个或多于一个充分电绝缘的层来实现。

进一步地，所有应用在起始基材上的层可选为对于可见光透明的。

为了公开本发明的所有方面的目的，这些方面总结如下：

1)基材，其包含：

·起始基材；

·渗透屏障层系统，其包含：

聚合物材料层系统，其包含至少一个等离子体聚合的含聚合物材料的层，并直接位于所述起始基材上；

无机材料层系统，其包含直接沉积在所述聚合物材料层系统上的至少一个PVD或至少一个ALD沉积的含无机材料的层。

2)方面1的基材，其进一步包含至少一个进一步的聚合物层系统，其包含至少一个进一步的含聚合物材料的层，并且直接沉积在所述无机材料层系统上。

3)方面1或2之一的基材，其中所述起始基材包含一个或多于一个起始基材层，并且所述聚合物材料层系统沉积在所述起始基材层的最外面。

4)方面1至3之一的基材，其中所述起始基材具有以下特征中的至少一项：

•最通常地，它是工件；

•它具有板状形状；

•它是电气器件；

•它包含热敏材料，例如对高于150℃或更低的温度敏感；

•它包含印刷电路板材料。

5)方面1至4之一的基材，其包含至少一个进一步的所述渗透屏障层系统，其直接位于所述一个渗透屏障系统上。

6)方面1至5之一的基材，至少一个含无机材料的层包含氧化硅或由氧化硅组成。

7)方面1至6之一的基材，其在含聚合物材料的层和含无机材料的层之间包含至少一个界面，所述界面包含所述含无机材料的层的无机材料以及所述含聚合物材料的层的聚合物材料。

8)方面1至7之一的基材，其中所述基材的表面是含聚合物材料的层的表面。

9)方面1至8之一的基材，其包含多于一个含聚合物材料的层，且多于一个或全部含聚合物材料的层是等离子体聚合的层。

10)方面1至9之一的基材，所述至少一个等离子体聚合的层或多于一个或全部含聚合物材料的层是从至少一种气体材料和至少一种液体材料中的至少一种聚合的。

11)方面1至10之一的基材，至少一个含聚合物材料的层含有碳。

12)方面1至11之一的基材，所述至少一个含聚合物材料的层含有碳。

13)方面1至12之一的基材，至少一个含聚合物材料的层含有硅。

14)方面1至13之一的基材，所述等离子体聚合的含聚合物材料的层含有硅。

15)方面1至14之一的基材，其包含由四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)、乙炔、乙烯中的至少一种沉积的含聚合物材料的层。

16)方面1至15之一的基材，其包含由四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)、乙炔、乙烯中的至少一种沉积的等离子体聚合的含聚合物材料的层。

17)方面1至16之一的基材，其中至少一个含无机材料的层包含选自以下的至少一种材料：氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛、氮化钛、氧化钽、氮化钽、氧化铪或相应的氧氮化物或其混合物。

18)方面1至17之一的基材，通过溅射来沉积至少一个或多于一个或全部含无机材料的层。

19)方面1至18之一的基材，通过蒸发、优选通过电子束蒸发来沉积至少一个或多于一个或全部无机材料层。

20)方面1至19之一的基材，通过ALD来沉积至少一个或多于一个或全部含无机材料的层。

21)方面1至20之一的基材，通过等离子体增强ALD (PEALD)来沉积至少一个或多于一个或全部含无机材料的层。

22)方面20或21之一的基材，所述至少一个或多于一个或全部含无机材料的层在第一步骤中通过前体气体并在随后的较远地进行的步骤中通过反应性气体来沉积。

23)方面20或21之一的基材，所述至少一个或多于一个或全部含无机材料的层在第一步骤中和在沉积区域中通过前体气体来沉积，以及在所述沉积区域中进行的随后步骤中，通过反应性气体来沉积。

24)方面20至23之一的基材，所述至少一个或多于一个或全部含无机材料的层用含硅和/或金属的前体气体以及用反应性气体来沉积。

25)方面20至24之一的基材，所述至少一个或多于一个或全部含无机材料的层用含硅、铝、钛、钽、铪中的至少一种的前体气体来沉积。

26)方面20至25之一的基材，所述至少一个或多于一个或全部含无机材料的层用前体气体和反应性气体沉积，所述反应性气体含有氧和氮中的至少一种。

27)方面1至26之一的基材，其中所述渗透屏障层系统是对水分子的渗透屏障层系统。

28)方面1至26之一的基材，其中所述渗透屏障层系统是对可见光透明的。

29)方面1至28之一的基材，所述渗透屏障层系统从所述基材的表面到所述起始基材的表面是电绝缘的。

30)方面1至29之一的基材，其中所述渗透屏障层系统的至少一层是电绝缘的。

31)层沉积设备，其包含：

·基材载体；

32)方面31的层沉积设备，其包含至少一个冷却站。

33)方面31或32之一的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个ALD层沉积室，该至少一个ALD层沉积室包含气体供应装置，该气体供应装置可操作地至少流动连接到含有前体的前体存储器以及流动连接到含有反应性气体的反应性气体存储器。

34)方面31至33之一的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少两个ALD层沉积室，所述至少两个ALD层沉积室中的一个包含可操作地连接到含有前体的前体存储器的气体供应装置，所述ALD沉积室中的另一个包含可操作地连接到含有反应性气体的反应性气体存储器的气体供应装置。

35)方面33或34之一的层沉积设备，来自所述前体存储器的前体气体含有硅和金属中的至少一种。

36)方面35的层沉积设备，所述金属是铝、钽、钛、铪中的至少一种。

37)方面33至36之一的层沉积设备，所述反应性气体含有氧和氮中的至少一种。

38)方面31至37之一的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个ALD层沉积室，所述至少一个ALD层沉积室包含激光源、气体供应装置，所述气体供应装置可操作地至少流动连接到含有前体的前体存储器以及流动连接到含有反应性气体的反应性气体存储器。

39)方面31至38之一的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少两个ALD层沉积室，所述至少两个ALD层沉积室中的一个包含可操作地连接到含有前体的前体存储器的气体供应装置，所述ALD沉积室中的另一个包含可操作地连接到含有反应性气体的反应性气体存储器的气体供应装置和激光源。

40)方面31至39之一的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个PVD层沉积室。

41)方面41的层沉积设备，所述PVD层沉积室是溅射层沉积室。

42)方面40的层沉积设备，所述PVD层沉积室是蒸发室或电子束蒸发室。

43)方面40至42之一的层沉积设备，所述PVD层沉积室具有固体材料源，该固体材料源具有至少一种金属或金属合金、或者具有这样的金属或金属合金的氧化物或氮化物或氧氮化物。

44)方面31至43之一的层沉积设备，其中至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站彼此远离，并且所述基材载体从这些站中的一个可控制地移动到这些站中的下一个，优选在真空环境中。

45)方面31至44之一的层沉积设备，其中至少一个PVD层沉积室和/或至少一个ALD层沉积室包含对于沉积操作可控制地密封的且对于基材处理可打开的沉积空间，以及与所述可控制地密封的且可打开的沉积空间邻接的泵口。

46)方面31至45之一的层沉积设备，其中至少一个具有用于单体进料的进料线系统且具有等离子体源的等离子体聚合室包含对于层沉积操作可控制地密封的且对于基材处理可打开的沉积空间，以及与所述可控制地密封的且可打开的沉积空间邻接的泵口。

47)方面31至46之一的层沉积设备，其中至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站在共同的沉积区域中进行沉积。

48)方面31至47之一的层沉积设备，其沿着所述基材载体的线性或一般弯曲或圆形的移动路径，包含一系列的多于一对的无机材料层沉积站和聚合物沉积站。

49)方面31至48之一的层沉积设备，其沿着所述基材载体的线性或一般弯曲或圆形的移动路径，包含一系列的无机材料层沉积站和直接在无机材料层沉积站之后的聚合物沉积站。

50)方面31至49之一的层沉积设备，其包含直接在无机材料层沉积站之后的冷却站。

51)方面31至50之一的层沉积设备，其为真空设备，所述真空设备包含至少一个输入负载锁和至少一个输出负载锁或至少一个双向输入/输出负载锁。

52)方面31至51之一的层沉积设备，其中将至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站沉积到共同的沉积区域上，并且所述控制单元被构造为间歇地启用/禁用所提到的站。

53)方面31至52之一的层沉积设备，其中将至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站沉积到相互远离的区域中，并且所述控制单元被构造为控制所述基材载体在所述区域之间的移动。

54)方面31至53之一的层沉积设备，其被构造为使得通过无机材料层沉积站和聚合物沉积站二者能够在受控的过渡时间范围期间同时在共同的沉积区域中进行沉积。

55)方面31至54之一的层沉积设备，所述进料线系统与含有液体或气体单体材料的存储器受控地流动连通。

56)方面31至55之一的真空层沉积设备，所述进料线系统与含有包含碳的材料的存储器受控地流动连通。

57)方面31至56之一的层沉积设备，所述进料线系统与含有包含硅的材料的存储器受控地流动连通。

58)方面31至57之一的层沉积设备，所述进料线系统与含有四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)、乙炔、乙烯中的至少一种的存储器受控地流动连通。

59)方面31至58之一的层沉积设备，所述基材载体被构造为同时承载多于一种基材和/或多于一种起始基材。

60)方面31至59之一的层沉积设备，其中所有聚合室是等离子体聚合室。

61)方面31至60之一的层沉积设备，其具有以下特征中的至少一项：

·基材载体被构造为承载一批基材和/或起始基材；

·基材载体被构造为承载多种单一基材和/或单一起始基材；

·基材载体的移动是围绕远离基材或起始基材的轴和/或围绕基材或起始基材的各自中心轴的旋转移动；

·在真空环境中提供基材载体。

62)在起始基材上提供渗透屏障层系统或制造提供有表面渗透屏障层系统的基材的方法，该方法包含：

63)方面62的方法，其包含真空等离子体聚合所述含聚合物材料的层或至少一个含聚合物材料的层的材料。

64)方面62或63的方法，其中建立所述渗透密封包含等离子体增强ALD。

65)方面62至64之一的方法，至少一层从电绝缘层沉积。

66)方面62至65之一的方法，将所述渗透屏障层系统沉积为对可见光透明。

67)方面62至66之一的方法，其中在所述沉积期间起始基材处的温度不超过预定值，其优选不超过至多150℃。

68)方面62至67之一的方法，其包含直接在所述无机材料层系统上沉积包含至少一个含聚合物材料的层的进一步的聚合物材料层系统。

69)方面62至68之一的方法，其包含真空等离子体聚合多于一个含聚合物材料的层的材料。

70)方面62至69之一的方法，其包含重复所述步骤a)和b)。

71)方面62至70的方法，其包含直接在最后沉积的无机材料层系统上沉积包含至少一个含聚合物材料的层的进一步的聚合物材料层系统。

72)方面62至71之一的方法，其包含在至少一次沉积无机材料层系统期间或之后冷却所述基材。

73)方面62至72之一的方法，其包含沉积氧化硅的含无机材料的层。

74)方面62至73之一的方法，其包含在沉积含聚合物材料的层与沉积含无机材料的层之间以受控的方式沉积至少一个材料界面，所述界面具有如下的材料，这种材料包含所述沉积的含聚合物材料的层的聚合物材料以及所述含无机材料的层的无机材料。

75)方面62至74之一的方法，包含从气体或液体材料沉积至少一个含聚合物材料的层。

76)方面62至75之一的方法，包含从含碳材料沉积至少一个含聚合物材料的层。

77)方面62至76之一的方法，包含从含硅材料沉积至少一个含聚合物材料的层。

78)方面62至77之一的方法，包含从四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)、乙炔、乙烯中的一种来沉积至少一个含聚合物材料的层。

79)方面62至78之一的方法，其包含沉积至少一个含无机材料的层，该层包含以下的至少一种或由以下的至少一种组成：氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛、氮化钛、氧化钽、氮化钽、氧化铪或相应的氧氮化物。

80)方面62至79之一的方法，其包含通过溅射、或通过蒸发、或通过电子束蒸发、或通过ALD、或通过等离子体增强ALD来沉积至少一个含无机材料的层。

81)方面62至80之一的方法，其包含通过在ALD沉积室中的ALD来沉积至少一个含无机材料的层，并且将前体气体和反应性气体进料到所述ALD沉积室中。

82)方面62至81之一的方法，包含在至少两个随后的ALD沉积室中通过ALD沉积至少一个含无机材料的层，并且将前体气体进料到所述至少两个ALD沉积室中的第一个和将反应性气体进料到所述至少两个随后的ALD沉积室中的第二个。

83)方面81或82之一的方法，所述前体气体含有硅或金属。

84)方面83的方法，所述金属是铝、钽、钛、铪中的至少一种。

85)方面81至84之一的方法，所述反应性气体含有氧和氮中的至少一种。

86)方面62至85之一的方法，其包含在至少一个层沉积空间中沉积含无机材料的层，在所述沉积期间密封所述至少一个沉积空间，和通过直接连接到所述沉积空间的泵来泵抽所述沉积空间。

87)方面62至86之一的方法，其包含在层沉积空间中沉积含聚合物材料的层，在所述沉积期间密封所述沉积空间，和通过直接连接到所述沉积空间的泵来泵抽所述沉积空间。

88)方面62至87之一的方法，其包含制造所述渗透屏障层系统，该系统抑制水分子的渗透。

89)方面62至88之一的方法，其在真空中进行。

90)方面62至89之一的方法，其通过根据方面31至61的设备来进行。

Claims

1.层沉积设备，其包含：

·基材载体；

·至少一个聚合物沉积站，其包含至少一个等离子体聚合室，所述室具有用于单体进料的进料线系统和等离子体源；

2.权利要求1所述的层沉积设备，其包含至少一个冷却站。

3.权利要求1或2之一所述的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个ALD层沉积室，所述至少一个ALD层沉积室包含气体供应装置，所述气体供应装置可操作地至少流动连接到含有前体的前体存储器以及流动连接到含有反应性气体的反应性气体存储器。

4.权利要求1至3之一所述的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少两个ALD层沉积室，所述至少两个ALD层沉积室中的一个包含可操作地连接到含有前体的前体存储器的气体供应装置，所述ALD沉积室中的另一个包含可操作地连接到含有反应性气体的反应性气体存储器的气体供应装置。

5.权利要求3或4之一所述的层沉积设备，来自所述前体存储器的前体气体含有硅和金属中的至少一种。

6.权利要求5所述的层沉积设备，所述金属是铝、钽、钛、铪中的至少一种。

7.权利要求3至6之一所述的层沉积设备，所述反应性气体含有氧和氮中的至少一种。

8.权利要求1至7之一所述的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个ALD层沉积室，所述至少一个ALD层沉积室包含激光源、气体供应装置，所述气体供应装置可操作地至少流动连接到含有前体的前体存储器以及流动连接到含有反应性气体的反应性气体存储器。

9.权利要求1至8之一所述的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少两个ALD层沉积室，所述至少两个ALD层沉积室中的一个包含可操作地连接到含有前体的前体存储器的气体供应装置，所述ALD沉积室中的另一个包含可操作地连接到含有反应性气体的反应性气体存储器的气体供应装置和激光源。

10.权利要求1至9之一所述的层沉积设备，至少一个无机材料层沉积站包含至少一个PVD层沉积室。

11.权利要求10所述的层沉积设备，所述PVD层沉积室是溅射层沉积室。

12.权利要求10所述的层沉积设备，所述PVD层沉积室是蒸发室或电子束蒸发室。

13.权利要求10至12之一所述的层沉积设备，所述PVD层沉积室具有固体材料源，所述固体材料源具有至少一种金属或金属合金、或者具有这样的金属或金属合金的氧化物或氮化物或氧氮化物。

14.权利要求1至13之一所述的层沉积设备，其中至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站相互远离，并且所述基材载体从这些站中的一个可控制地移动到这些站中的下一个，优选在真空环境中。

15.权利要求1至14之一所述的层沉积设备，其中至少一个PVD层沉积室和/或至少一个ALD层沉积室包含对于沉积操作可控制地密封的且对于基材处理可打开的沉积空间，以及与所述可控制地密封的且可打开的沉积空间邻接的泵口。

16.权利要求1至15之一所述的层沉积设备，其中至少一个具有用于单体进料的进料线系统且具有等离子体源的等离子体聚合室包含对于层沉积操作可控制地密封的且对于基材处理可打开的沉积空间，以及与所述可控制地密封的且可打开的沉积空间邻接的泵口。

17.权利要求1至16之一所述的层沉积设备，其中至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站在共同的沉积区域中进行沉积。

18.权利要求1至17之一所述的层沉积设备，其沿着所述基材载体的线性或一般弯曲或圆形的移动路径，包含一系列的多于一对的无机材料层沉积站和聚合物沉积站。

19.权利要求1至18之一所述的层沉积设备，其沿着所述基材载体的线性或一般弯曲或圆形的移动路径，包含一系列的无机材料层沉积站和直接在所述无机材料层沉积站之后的聚合物沉积站。

20.权利要求1至19之一所述的层沉积设备，其包含直接在无机材料层沉积站之后的冷却站。

21.权利要求1至20之一所述的层沉积设备，其为真空设备，所述真空设备包含至少一个输入负载锁和至少一个输出负载锁或至少一个双向输入/输出负载锁。

22.权利要求1至21之一所述的层沉积设备，其中至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站沉积到共同的沉积区域上，并且所述控制单元被构造为间歇地启用/禁用所提到的站。

23.权利要求1至22之一所述的层沉积设备，其中至少一个无机材料层沉积站和至少一个聚合物沉积站沉积到相互远离的区域中，并且所述控制单元被构造为控制所述基材载体在所述区域之间的移动。

24.权利要求1至23之一所述的层沉积设备，其被构造为使得通过无机材料层沉积站和聚合物沉积站二者能够在受控的过渡时间范围期间同时在共同的沉积区域中进行沉积。

25.权利要求1至24之一所述的层沉积设备，所述进料线系统与含有液体或气体单体材料的存储器受控地流动连通。

26.权利要求1至25之一所述的真空层沉积设备，所述进料线系统与含有包含碳的材料的存储器受控地流动连通。

27.权利要求1至26之一所述的层沉积设备，所述进料线系统与含有包含硅的材料的存储器受控地流动连通。

28.权利要求1至27之一所述的层沉积设备，所述进料线系统与含有四甲基硅烷(TMS)、六甲基二硅氧烷(HMDS(O))、六甲基二硅氮烷(HMDS(N))、四乙基原硅烷(TEOS)、乙炔、乙烯中的至少一种的存储器受控地流动连通。

29.权利要求1至28之一所述的层沉积设备，所述基材载体被构造为同时承载多于一种基材和/或多于一种起始基材。

30.权利要求1至29之一所述的层沉积设备，其中所有聚合室是等离子体聚合室。

31.权利要求1至30之一所述的层沉积设备，其具有以下特征中的至少一项：

·所述基材载体被构造为承载一批基材和/或起始基材；

·所述基材载体被构造为承载多种单一基材和/或单一起始基材；

·所述基材载体的移动是围绕远离所述基材或起始基材的轴和/或围绕所述基材或起始基材的各自中心轴的旋转移动；

·在真空环境中提供所述基材载体。

32.一种在起始基材上提供渗透屏障层系统、或制造提供有表面渗透屏障层系统的基材的方法，其通过根据权利要求1至31中的至少一项所述的设备来进行。