CN115885374A - 真空沉积系统、基板运输系统和运输基板通过真空腔室的方法 - Google Patents

真空沉积系统、基板运输系统和运输基板通过真空腔室的方法 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于涂覆基板的真空沉积系统(100)。所述真空沉积系统包括：第一真空腔室(101)；和基板运输系统(110)，所述基板运输系统具有多个运输辊(111)，所述多个运输辊沿载体运输路径(T)布置以用于运输基板载体(10)通过所述第一真空腔室。所述多个运输辊中的至少一个运输辊(120)或至少一个运输辊的外支撑层(122)是弹力安装的。具体地，所述至少一个运输辊可包括柔性层或柔性元件。进一步描述了一种基板运输系统和一种运输基板通过真空腔室的方法。

Description

真空沉积系统、基板运输系统和运输基板通过真空腔室的 方法
技术领域
本公开内容的实施方式涉及运输基板通过真空沉积系统的真空腔室。特别地，本公开内容的实施方式涉及一种基板运输系统，所述基板运输系统被配置为沿基板运输路径运输基板载体通过至少一个基板处理腔室，所述基板载体承载要涂覆的基板。另外的实施方式涉及一种运输基板通过真空沉积系统的真空腔室的方法以及一种具有基板运输系统的真空沉积系统。
背景技术
表面加工、表面涂覆、表面活化/钝化和其他表面相关工艺是许多薄膜、蚀刻和表面活化技术的基础。作为一个示例，等离子体辅助表面工艺提供了一种用于活化、涂覆和/或蚀刻基板(诸如玻璃基板)的强力工具。在这些工艺期间，基板可移动通过真空沉积系统的若干真空模块。例如，基板可在装载腔室处进入真空沉积系统，可被运输到其中基板被涂覆一个或多个层的一个或多个真空处理腔室，并且之后可被运输到其中基板可离开真空沉积系统的卸载腔室。在行进通过真空腔室期间，基板可由承载基板的基板载体(本文也简称为“载体”)承载。
具体地，真空沉积系统可以是包括若干真空处理腔室的直列式(in-line)系统，基板随后被运输通过这些真空处理腔室。一个或多个层可在真空处理腔室中被沉积在基板上。基板载体可由基板运输系统运输通过真空沉积系统，所述基板运输系统包括多个运输辊，在运输期间，在所述多个运输辊上至少部分地支撑基板载体的重量。
然而，在基板运输系统的运输辊上支撑和运输基板载体可能导致因在运输辊的外支撑层与基板载体之间的摩擦力而产生的小颗粒。这些小颗粒可能不利地影响沉积层的质量。另外，在运输辊上运输基板载体可能引起基板中的振动和材料张力，使得存在基板损坏或甚至破裂的风险，特别是在基板载体被不均地支撑在多个运输辊上或被支撑在未准确对准的运输辊上的情况下。
鉴于上文，提供一种用于运输基板载体通过真空沉积系统的基板运输系统将是有益的，所述基板运输系统允许平稳的载体运输，其中降低损坏基板和使基板破裂的风险。另外，提供一种适合于在真空沉积系统的真空环境中使用并且使得能够提高沉积质量的具有运输辊的基板运输系统将是有益的。
发明内容
鉴于上文，提供了一种用于涂覆基板的真空沉积系统、一种用于真空沉积系统的基板运输系统以及一种运输基板通过真空腔室的方法。本公开内容的另外的方面、优点和特征从描述和附图中明白易懂。
根据一个方面，提供一种用于涂覆基板的真空沉积系统。所述真空沉积系统包括：第一真空腔室；和基板运输系统，所述基板运输系统具有多个运输辊，所述多个运输辊沿基板运输路径布置以用于运输基板载体通过第一真空腔室。多个运输辊中的至少一个运输辊、或至少一个运输辊的至少外支撑层是弹力安装的。替代地，至少一个运输辊的外支撑层可以是弹力层、特别是弹性层。
在一些实施方式中，多个运输辊中的每个运输辊是弹力安装的，或者多个运输辊中的每个运输辊具有弹力安装的外支撑层。替代地，多个运输辊中的每个运输辊具有作为弹力层的外支撑层。
换句话说，至少一个运输辊的外支撑层(即，在基板运输期间直接地支撑基板载体的辊层)可弹力安装。替代地，至少一个运输辊的包括外支撑层的若干层可弹力安装。替代地，整个运输辊可弹力安装。替代地，至少一个运输辊的外支撑层可以是弹性层。上述替代方案中的一些也可组合在一个实施方式内。
在一些实施方式中，可在至少一个运输辊的外支撑层下方提供柔性层，使得外支撑层可在重量载荷下弹性地向下移动并且当重量载荷移除时再次向上移动。这允许更平稳的基板载体运输。
根据另一方面，提供了一种用于真空沉积系统的基板运输系统。所述基板运输系统包括多个运输辊，所述多个运输辊沿基板运输路径布置以用于在所述多个运输辊上运输基板载体。多个运输辊中的至少一个运输辊包括柔性层或柔性元件，使得至少一个运输辊的外支撑层经由柔性层或柔性元件弹力安装。相应地，当在至少一个运输层的外支撑层上支撑基板载体时，所述外支撑层可在向下方向上弹性移动。
在一些实施方式中，多个运输层中的每个运输辊的外支撑层可弹力安装。替代地或附加地，整个运输辊、特别是多个运输辊中的每个运输辊可弹力安装。
根据另一个方面，提供了一种运输基板通过真空腔室的方法。所述方法包括将基板载体支撑在基板运输系统的多个运输辊中的两个、三个或更多个运输辊上，其中所述两个、三个或更多个运输辊中的至少一个运输辊或所述至少一个运输辊的至少外支撑层是弹力安装的，以用于在基板载体的重量载荷下在两个、三个或更多个运输辊上提供更均等的载荷分布。所述方法进一步包括在多个运输辊上运输基板载体通过真空腔室，特别是运输到在其中涂覆基板的沉积源。
根据一个方面，提供了一种在本文所述的真空沉积系统中制造涂经覆基板的方法。所述方法包括：用基板运输系统朝沉积源运输承载基板的基板载体通过真空沉积系统的真空腔室；和用沉积源在基板上沉积涂层。
实施方式还针对用于进行所公开的方法的设备并且包括用于执行每个所描述方法方面的设备部分。这些方法方面可借助于硬件部件、由适当软件编程的计算机、这两者的任何组合或以任何其他方式执行。另外，根据本公开内容的实施方式还针对用于制造所描述的设备和产品的方法、和操作所描述的设备的方法。所描述的实施方式包括用于执行所描述的设备的每一功能的方法方面。
附图说明
为了可详细地理解本公开内容的上文陈述的特征，可参考实施方式来得到上文简要地概述的本公开内容的更特别的描述。附图涉及本公开内容的实施方式并且被描述如下：
图1示出根据本文所述的实施方式的包括基板运输系统的真空沉积系统的示意图；
图2示出本文所述的基板运输系统的运输辊的示意性截面图，
图3A至图3C示出本文所述的基板运输系统的运输辊的示意性截面图；
图4示出本文所述的基板运输系统的运输辊的示意性截面图，
图5A至图5B示出本文所述的基板运输系统的运输辊的示意性截面图；
图6A至图6C示出本文所述的基板运输系统的运输辊的示意性截面图；并且
图7是图示根据本文所述的实施方式的运输基板通过真空腔室的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考本公开内容的各种实施方式，各图中图示这些实施方式的一个或多个示例。在各图的以下描述内，相同的参考数字代表相同的部件。仅描述相对于单独实施方式的差异。每个示例以解释本公开内容的方式提供并且不意在作为本公开内容的限制。另外，被图示或描述为一个实施方式的部分的特征可在其他实施方式上或结合其他实施方式使用，以产生又一个实施方式。说明书旨在包括这样的修改和变化。
在各图的以下描述内，相同的参考数字代表相同或类似的部件。一般来讲，仅描述相对于单独的实施方式的差异。除非另有指明，否则一个实施方式中的部分或方面的描述也适用于另一个实施方式中的对应的部分或方面。
图1示出根据本文所述的实施方式的用于涂覆基板11的真空沉积系统100。真空沉积系统100包括第一真空腔室101和基板运输系统110，基板运输系统110具有多个运输辊111以用于运输承载基板11的基板载体10通过第一真空腔室101。
要涂覆的基板11可由基板载体10承载，基板载体10在基板载体10的基板保持表面处保持基板。例如，基板11可通过机械固定装置(诸如夹具)和/或通过另一种固定装置(诸如静电或磁性吸盘)保持在基板载体10处。
应用于真空沉积系统100中的工艺可包括但不限于物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、等离子体辅助溅射沉积、蒸镀和其他类型的沉积工艺。第一真空腔室101可以是容纳沉积源105的基板处理腔室，沉积源105被配置为在要涂覆的基板11上沉积涂层。
在通过基板运输系统110进行的运输期间，基板11和基板载体10可保持在基本上竖直的取向上。例如，重力方向与基板11的主表面之间的角度在运输期间可以是15°或更小，特别是5°或更小。
承载基板11的基板载体10可在基板运输系统110的多个运输辊111上被运输通过第一真空腔室101。在一些实施方式中，多个运输辊111或多个运输辊111的至少一部分可由驱动系统(例如电动马达)驱动旋转。在一些实施方式中，多个运输辊111或多个运输辊111的至少一部分可以是不由驱动系统主动旋转的被动辊。而是，多个运输辊可通过由沿基板运输路径T在所述运输辊上支撑和移动的基板载体施加的摩擦力而被驱动旋转。基板载体10可由驱动系统(例如线性马达)移动，所述驱动系统在基板载体上施加磁驱动力，使得被支撑在多个运输辊111的子集上的基板载体10可沿基板运输路径T移动通过第一真空腔室101或依次通过多个真空腔室。
承载基板11的基板载体10的重量可以是100kg或更多、特别是200kg或更多，或者可甚至更重。承载基板11的基板载体10沿基板运输路径T的长度可以是1m或更长、特别是2m或更长或甚至3m或更长。承载基板11的基板载体10在竖直方向V上的高度可以是1m或更高、特别是2m或更高或甚至3m或更高。具体地，基板载体10在基板载体10的主延伸平面中可具有2m(或更大)×3m(或更大)的尺寸。基板载体在垂直于运输方向T的方向上的厚度可以是30cm或更小、特别是20cm或更小。基板载体在垂直于运输方向T的方向上的厚度可以是10mm或更大、特别地20mm或更大、更特别地100mm或更大。
在基板运输期间，基板载体10可随时被支撑在多个运输辊111中的两个、三个或更多个运输辊上。例如，基板载体10在图1中所示的时间被支撑在三个运输辊上，这三个运输辊中的每一个运输辊承载载体重量的一部分。如果基板载体10的重量均匀分配在运输辊(在这些运输辊上支撑基板载体)上，则将是有益的，例如，用于减少摩擦、基板载体中的材料应力和不均辊磨损。
出于多种原因，多个运输辊的准确对准是有益的：例如，如果运输辊中的一者在竖直方向V上相对于相邻运输辊没有准确对准(例如，布置得略高一些)，则在基板运输期间，基板载体的重量不均地分布在相邻运输辊上，从而导致具有高的峰值载荷(例如，超过平均力50％或更多)的载体-辊碰撞。这可能导致基板损坏或甚至玻璃破裂和运输辊中的一些辊的异常磨蚀和磨损。相应地，通常需要付出很大努力才能使运输辊相对于彼此准确对准，使得运输辊布置在对应竖直位置处。然而，在两个相邻真空腔室之间的界面处，相对于彼此精确对准运输辊特别有挑战性，使得在基板运输期间可能仍存在在相邻辊上的不均载荷分布和辊-载体碰撞的风险。
不仅相邻运输辊的准确相对对准是有益的，而且每个运输辊的准确绝对对准也是有益的。例如，每个运输辊应布置在沿运输辊的相应旋转轴线A的适当位置处，以便减小外辊表面与基板载体之间的摩擦力。另外，运输辊应对准，使得相应旋转轴线A水平延伸。例如，如果旋转轴线A相对于水平方向倾斜，则基板载体在运输期间可能不与运输辊的外支撑层面接触(area contact)，而可能仅接触外支撑层的侧边缘，从而增加运输辊与基板载体之间的摩擦力并且导致在真空腔室中产生不想要的颗粒。另外，运输辊可能在基板运输期间将振动或其他不期望移动传递到基板载体，这可能导致玻璃基板的损坏或甚至破裂。
鉴于上文，改进真空沉积系统中的基板运输将是有益的，具体是因为基板运输可能出于上述原因而与颗粒产生、摩擦磨损、振动和基板损坏及破裂相关联。根据本文所述的实施方式，提供了一种改进的基板运输系统110，基板运输系统110包括至少一个运输辊120，该至少一个运输辊120是弹力安装的，且/或具有至少弹力(resiliently)安装的外支撑层122，且/或具有弹力外支撑层。换句话说，在一些实施方式中，整个运输辊可弹力安装。在一些实施方式中，至少一个运输辊120的外支撑层122可例如通过在外支撑层122下方布置柔性或弹性层或元件来弹力安装。在一些实施方式中，至少一个运输辊的若干外层可例如通过将至少一个运输辊的旋转轴承安装在柔性层或元件上来弹力安装。
至少一个运输辊120的外支撑层122提供外辊表面，在基板运输期间，基板载体10通常被直接地支撑在该外辊表面上。例如，外支撑层可以是金属套筒或衬套，该金属套筒或衬套提供径向外辊表面并且通过旋转轴承而可旋转地安装。当至少一个运输辊120在基板运输期间承载基板载体的(部分)重量时，如果外支撑层122是弹力安装在例如弹性层上的，则外支撑层122可在竖直方向V上向下弹性移动例如多达约1mm或多达约2mm的距离，这取决于由基板载体施加的重量负载和取决于运输辊的对准准确度。通常，外支撑层122在竖直方向V上向下移动更小的距离，例如0.1mm或0.5mm，或者外支撑层122倾斜小的角度，例如1°或更小，例如如果运输辊的旋转轴线A略不对准的话。特别地，至少一个运输辊120的外支撑层122(外支撑层122可以是基本上刚性的层，诸如金属衬套)可通过在重量载荷下以弹性方式在竖直方向上略向下移动来对至少一个运输辊120上的重量载荷作出反应。当至少一个运输辊120上的重量载荷在基板载体通过之后被移除时，外支撑层122可再次弹性向上移动到原始位置。
相应地，由于至少一个运输辊120是弹力安装的或至少一个运输辊120的至少外支撑层122是弹力安装的，即使至少一个运输辊略不对准，在相邻运输辊上的重量载荷在基板运输期间也更均匀地分布。这在图1中示意性地图示。至少一个运输辊120(从左起第二个辊)安装在略高于两个相邻运输辊的竖直位置处。具体地，至少一个运输辊120的旋转轴线A略高于多个运输辊111的旋转轴线要对准的预定高度水平H。在没有外支撑层122的弹力安装的情况下，基板载体的重量载荷将非常不均地分布在支撑基板载体的运输辊上。然而，如本文所述，至少一个运输辊120的至少外支撑层122是弹力安装的并且可在重量载荷下向下移动。相应地，基板载体10的重量在基板运输期间更均匀地分布在至少一个运输辊120和相邻运输辊上。
由于至少一个运输辊120是弹力安装的或至少一个运输辊120的至少外支撑层122是弹力安装的，振动、冲击和其他移动在基板载体与至少一个运输辊之间传递的程度更小，使得具有柔性的至少一个运输辊可起减震器的作用。可使基板运输变得顺畅，并且从基板载体到至少一个运输辊的振动传递和从至少一个运输辊到基板载体的振动传递均可减少。可降低基板损坏和运输辊不均磨损的风险。
与使用没有柔性的运输辊的基板运输系统相比，本文描述的基板运输系统的多个运输辊可以更高的容差对准，因为基板载体运输对运输辊的对准更不敏感。具体地，在两个真空腔室或两个真空模块之间的过渡部附近的运输辊的准确对准方面必须付出的努力更少，并且载体-辊碰撞被抑制。
在一些实施方式中，至少一个运输辊120的弹力安装的外支撑层122可在重量载荷下相对于至少一个运输辊的旋转轴线A倾斜，并且因此可更好地适配于基板载体10的互补接触表面(参见图2中以虚线描绘的倾斜外支撑层122)的形状和取向。具体地，外支撑层122的弹力安装可确保在基板运输期间外支撑层122与基板载体10之间的面接触。例如，如果至少一个运输辊120的旋转轴线A因不对准而相对于水平方向略倾斜，则至少一个运输辊120的外支撑层122可在由基板载体10的水平接触表面施加的重量载荷下水平对准。在其他情况下，当基板载体在至少一个运输辊上施加重量载荷时，如果基板载体10的接触表面略倾斜、不对准或不平整，则至少一个运输辊120的外支撑层122可通过倾斜来适配于基板载体的这样的接触表面。可减少因在基板载体与运输辊之间的摩擦力而在真空腔室中产生颗粒，并且可提高沉积质量。
根据一些实施方式，多个运输辊111中的一个或多个运输辊可设置有弹性元件和/或弹性层，使得一个或多个运输辊的外支撑层是弹力安装的并且可在重量载荷下在竖直方向上弹性移动和/或倾斜。
根据一些实施方式，多个运输辊111(诸如沿基板运输路径T布置的十个、二十个或更多个运输辊)中的每个运输辊是弹力安装的，或者具有弹力安装的外支撑层。相应地，在基板运输期间，重量载荷可沿整个基板运输路径T更均匀地分布在多个运输辊上，并且可减少或避免因不对准运输辊而引起的高峰值载荷。
本文描述的实施方式提供了以下有益效果：(1)载体重量在多个相邻运输辊上更好的载荷分布；减少在运输辊上的峰值载荷；(2)至少一个或多个运输辊自对准；改进在基板载体与至少一个运输辊之间的接触区；(3)减轻可能由一个或多个运输辊不对准引起的可能的硬碰撞或振动；(4)降噪、阻尼、表面粗糙度均衡；(5)在基板载体运输期间的辊加速和辊减速的改进，提高了移动连续性。
在可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式中，外支撑层122的接触区域(即，外支撑层的在运输期间与基板载体接触的上部区域)在施加在接触区域上的处于100N与2000N之间的范围中的重量载荷(径向按压力)下、特别是在400N与1000N之间的范围中的重量载荷下向下移动1mm。例如，至少一个运输辊的辊弹性(弹簧常数)可以是100N/mm或更大且2000N/mm或更小(对于400kg或更小的基板载体重量)。相应地，当至少一个运输辊120承载40kg或更多且100kg或更少的重量时，该至少一个运输辊的接触区域向下移动1mm。例如，当至少一个运输辊120承载50kg的重量时，该至少一个运输辊的接触区域向下移动1mm。
在可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式中，至少一个运输辊120包括在重量载荷下可变形、具体是可弹性变形的柔性层130。柔性层130可包围至少一个运输辊120的旋转轴线A并且可布置在外支撑层122下方。例如，柔性层130可以是设置在至少一个运输辊120的外支撑层122下方的弹性材料层，使得外支撑层122因布置在外支撑层122下方的柔性层130的弹性变形而在重量载荷下弹性让位(give way)。
在一些实施方式中，柔性层130包括可弹性变形材料或由可弹性变形材料制成。可弹性变形材料可具有在至少一个运输辊120的径向方向上的厚度，用于提供在100N/mm与2000N/mm之间的辊弹性(例如，对于在400kg以下的载荷)。例如，柔性层130的径向厚度可以是0.5mm或更大且5mm或更小。在一些实施方式中，可弹性变形材料可以是含氟弹性体(fluoroelastomer)、特别是FKM材料。
在图1所示的实施方式中，至少一个运输辊120是绕旋转轴线A可旋转的，并且包括由可弹性变形材料制成的柔性层130，该柔性层包围旋转轴线A并且径向地布置在外支撑层122下方。外支撑层122可以是衬套，例如可基本上硬性的金属衬套，特别是具有经抛光金属表面的金属衬套。
在一些实施方式中，多个运输辊中的每个运输辊可具有对应设置，特别是包括位于外支撑层122下方的柔性层130，使得外支撑层经由柔性层130弹力安装。相应地，朝向沉积源105和远离沉积源105的平稳载体运输是可能的。另外，例如，如果沿连续延伸通过两个或更多个真空腔室的基板运输路径T提供多个运输辊111，则从第一真空腔室到第二真空腔室中平稳运输载体是可能的。特别地，至少一个运输辊120可以是布置在第一真空腔室中的最后一个运输辊，并且具有弹力安装的外运输层的另一个运输辊可以是沿基板运输路径T布置在第一真空腔室下游的第二真空腔室中的第一运输辊。
在可与本文描述的其他实施方式结合的一些实施方式中，真空沉积系统100进一步包括布置在第一真空腔室101中的沉积源105和沿基板运输路径T布置在第一真空腔室101下游或上游的第二真空腔室。基板运输路径T可从第一真空腔室101延伸到第二真空腔室中，且/或反之亦然。特别地，基板运输系统可从第一真空腔室延伸到第二真空腔室中来在多个运输辊上在第一真空腔室与第二真空腔室之间运输基板载体。基板运输路径可延伸通过多个真空腔室，例如三个、五个或更多个真空腔室。
沉积源105可以是蒸发源和溅射沉积源中的至少一者，例如，用于在基板11上沉积层的具有一个或多个可旋转阴极的溅射沉积源。在一些实施方式中，基板11可以是玻璃基板。
在一些实施方式中，真空沉积系统100进一步包括驱动器，例如马达，以用于旋转多个运输辊111中的至少一些或全部运输辊来沿基板运输路径T移动基板载体10。在一些实施方式中，多个运输辊111或至少多个运输辊111的子集可以是被动辊，并且可提供驱动系统(诸如线性马达)以用于在多个运输辊111上沿运输路径T移动基板载体。
在一些实施方式中，基板运输系统110包括沿基板运输路径T布置的十个、二十个、三十个或更多个运输辊，以用于在这些运输辊上支撑和运输基板载体10。多个运输辊111中的每个运输辊或至少多个运输辊的111的外支撑表面分别可弹力安装，以便在重量载荷下略向下移动并且在移除重量时向上移动回到原始位置，
图2以截面图进一步详细地示出图1的真空沉积系统100的至少一个运输辊120。该截面平面沿至少一个运输辊120的旋转轴线A延伸。至少一个运输辊120可包括布置在至少一个运输辊120的外支撑层122下方的柔性层130、特别是弹性层。柔性层130在重量载荷下可弹性变形，并且包围至少一个运输辊120的旋转轴线A。柔性层130可在径向方向上直接地布置在外支撑层122下方，或者柔性层130可布置在至少一个运输辊的另一个径向位置处(参见例如图3A至图3C)。
柔性层130可由可弹性变形材料、特别是FKM材料制成。柔性层130可具有0.5mm或更大且5mm或更小的在径向方向上的厚度。
柔性层130可被配置为允许外支撑层122在由相对于旋转轴线A倾斜的接触表面施加的重量载荷下相对于旋转轴线A倾斜，以便确保在至少一个运输辊上运输基板期间在外支撑层122与基板载体10之间的面接触。如图2中以虚线示意性描绘的，由于柔性层130的可变形性，外支撑层122(外支撑层122可以是金属衬套)可适配于基板载体10的接触表面，从而减少在基板载体10与至少一个运输辊120的外支撑层122之间的界面处的摩擦力和颗粒产生。
在可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式中，至少一个运输辊120的外支撑层122是外衬套123(例如金属衬套)，外衬套123可由至少一个运输辊120的旋转轴承124可旋转地支撑。柔性层130可布置在旋转轴承124与外衬套123之间，使得外衬套123被弹力安装。
旋转轴承124可以是辊轴承，所述辊轴承具有安装在固定(stationary)轴126上的固定内轴承壳、和可旋转外轴承壳，柔性层130和外支撑层122依次布置在该可旋转外轴承壳上以与该外轴承壳一起旋转。
外衬套123可以是金属衬套，以用于在金属衬套上支撑基板载体10。在一些实施方式中，外衬套123可具有机械加工表面，以用于在机械加工表面上支撑基板载体10。例如，外衬套123的外表面可被抛光。通过机械加工外衬套123的外表面，可使表面粗糙度均衡，从而减少噪声和/或摩擦。另外，通过机械加工外衬套123的外表面，特别是通过抛光外表面，可改进基板载体10的移动连续性和辊加速/减速。
在可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式中，至少一个运输辊120包括安装在轴126(轴126沿旋转轴线A延伸)上的旋转轴承124和由旋转轴承124可旋转地支撑的外衬套123，其中旋转轴承124具有固定内壳和可旋转的外壳。在图2中所示的实施方式中，柔性层130布置在旋转轴承124的外壳与外衬套123之间。如图3A至图3C中所示，柔性层可以替代地或附加地布置在至少一个运输辊120的其他位置处，例如，布置在外衬套123的外表面上或在轴126与旋转轴承124之间。
图3A至图3C示出根据本文所述的实施方式的真空沉积系统的运输辊的示意性截面图。运输辊基本上对应于图2中描绘的至少一个运输辊120，使得可参考以上说明，而不再重复。然而，柔性层130布置在与图2中描绘的位置不同的位置处，如下文将描述的。
图3A示出本文所述的真空沉积系统的运输辊320，包括安装在沿旋转轴线A延伸的轴126上的旋转轴承124，其中旋转轴承124具有固定内壳和可旋转的外壳，其中外支撑层122、特别是外衬套123由旋转轴承124可旋转地支撑。包围旋转轴线A的柔性层330、特别是可弹性变形层布置在轴126与旋转轴承124之间。相应地，旋转轴承124和外支撑层122经由柔性层330弹力安装。
图3B示出本文所述的真空沉积系统的运输辊321，包括安装在沿旋转轴线A延伸的轴126上的旋转轴承124，其中旋转轴承124具有固定内壳和可旋转的外壳。另外，外支撑层122由旋转轴承124可旋转地支撑。外支撑层122可以是弹力层，特别是弹性层331，更特别是FKM层。换句话说，外支撑层122可能不是弹力安装的，但是本身可以是弹力的。相应地，运输辊321的弹性的外表面可适配于被支撑在运输辊上的基板载体的形状和/或取向。另外，运输辊321的外表面可在重量载荷的作用下在向下方向上竖直移动。可选地，外衬套123(例如金属衬套)可布置在旋转轴承124的外壳与弹性层331之间。相应地，可在外衬套123上提供弹性层331。在图3B的实施方式中，弹力层是运输辊321的最外层。
相应地，在一些实施方式中，柔性层可布置在外衬套123的外表面上并且可提供运输辊的外支撑层122。
图3C示出本文所述的真空沉积系统的运输辊322，包括安装在沿旋转轴线A延伸的轴126上的旋转轴承124，其中旋转轴承124具有固定内壳和可旋转的外壳。另外，外支撑层122由旋转轴承124可旋转地支撑。外支撑层122可以是外衬套，例如金属套筒。另外，柔性层332可布置在轴126上，特别是布置在轴126与支撑轴126的轴支撑件140之间。相应地，由于轴126是经由柔性层332弹力安装的，外支撑层122可在重量载荷下与旋转轴承124和轴126一起以弹性方式竖直移动，使得基板载体的重量可更均匀地分布在相邻运输辊上。
图4是根据本文所述的实施方式的真空沉积系统的运输辊420的示意性截面图。运输辊420基本上对应于图2中描绘的至少一个运输辊120，使得可参考以上说明，而不在此重复。代替柔性层，在运输辊420的外支撑层122下方提供可环形地包围旋转轴线A的柔性元件430，以用于弹力安装外支撑层122。
运输辊420可包括安装在沿旋转轴线A延伸的轴126上的旋转轴承124，并且外支撑层122(特别是外衬套123)由旋转轴承124可旋转地支撑。在被支撑在运输辊420上的重量载荷下可变形的柔性元件430可包围运输辊420的旋转轴线A。
在一些实施方式中，柔性元件430包括可弹性弯折(elastically bendable)元件，特别是弹簧元件或容差套筒(tolerance sleeve)。柔性元件430可直接布置在外支撑层122下方，如图4中所示，或者柔性元件430可布置在另一个径向位置处，例如，布置在图3A至图3C中所示的位置处。例如，柔性元件430可以是可弯折环，特别是弹簧环，所述可弯折环在径向方向上布置在旋转轴承124与外支撑层122之间。
在一些实施方式中，柔性元件430可以是波形弹簧环，所述波形弹簧环可布置在旋转轴承124的外壳与外支撑层122之间。波形弹簧环可被径向压缩并且允许外支撑层122在重量载荷下相对于运输辊420的旋转轴线A竖直移动。波形弹簧环的恢复力确保外支撑层在重量载荷移除后返回到原始位置。
由柔性元件430、特别是由波形弹簧环提供的弹簧常数可对应于上文提到的关于柔性层的值。特别地，波形弹簧环可被配置为使得外支撑层122的接触区域在运输辊上的100N或更大且2000N或更小的重量载荷(例如，对于在高达400kg的范围中的重量)下向下移动1mm。实际上，当沿基板运输路径运输基板载体时，外支撑层122可下垂小于1mm，例如0.5mm，这取决于载体重量且取决于一次支撑载体重量的运输辊的数量。
代替将弹簧环直接径向布置在外支撑层122下方，弹簧环可布置在运输辊的另一个径向位置处(例如，布置在旋转轴承124的径向下方)，或者布置在轴126上(例如，布置在轴与支撑轴的轴支撑件之间)。
图5A示出根据本文所述的实施方式的真空沉积系统的运输辊520的示意性截面图。运输辊520基本上对应于图3C中描绘的运输辊322，使得可参考以上说明，而不重复。
运输辊520可经由柔性层530或柔性元件弹力安装。柔性层530可以是包括可弹性变形材料的层。柔性层530可设置在运输辊520的轴126与支撑轴126的轴支撑件140之间。具体地，在图5A中所示的实施方式中，当重量被支撑在运输辊520的外支撑层122上时，轴126可与运输辊520一起在竖直方向上灵活移动。
图5B示出根据本文描述的实施方式的真空沉积系统的另一个运输辊521的示意性截面图。运输辊521是与可旋转轴511一起旋转的可旋转支撑轮510。可旋转轴511可以是经由旋转轴承可旋转的，该旋转轴承可旋转地将可旋转轴511支撑在轴支撑件140上。在图5B中所示的实施方式中，内轴承壳可以是可旋转的，而外轴承壳可以固定方式安装在轴支撑件140处。
在可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式中，运输辊是安装在可旋转轴511上以便与可旋转轴511一起旋转的支撑轮510。支撑轮510可包括在重量载荷下可弹性变形的柔性层531或柔性元件。例如，支撑轮的外支撑层122可以是弹力安装的，或者基板支撑轮的外支撑层122可以是弹力层，特别是柔性层531。
相应地，运输辊521可安装在可旋转轴511上并且可包括外支撑层，所述外支撑层例如经由柔性层或柔性元件弹力安装，或者所述外支撑层本身是柔性层531。
图6A至图6C是根据本文描述的实施方式的真空沉积系统的运输辊的示意图。该真空沉积系统可包括前述实施方式的任何特征，使得可参考以上说明，在此不再重复。
运输辊可安装在柔性支撑件上，特别是柔性棒上。例如，图6A中描绘的运输辊631安装在可弹性弯折棒632上。当运输辊631承载重量时，可弹性弯折棒632可像板簧一样起作用。相应地，运输辊631经由可弹性弯折棒632弹力安装。当移除重量载荷时，可弹性弯折棒632弹性返回到原始位置。柔性棒可在垂直于柔性棒长度方向的方向上是柔性的，并且运输辊631可安装在柔性棒的与柔性棒的第二端相对的第一端处，在所述第二端，柔性棒被支撑在棒支撑件上。
在一些实施方式中，运输辊620可安装在柔性支撑件622上，该柔性支撑件被配置为(刚性)摆动杆(swinger lever)，该摆动杆绕垂直于摆动杆的长度方向延伸的枢轴轴线621可枢转。运输辊620可以可旋转地安装在摆动杆的第一端处，枢轴轴线621可布置在摆动杆的第二端处。例如，图6B中描绘的运输辊620安装在可枢转支撑棒上，该可枢转支撑棒可朝预定竖直位置预张紧，在该预定竖直位置，运输辊620基本上设置在与相邻运输辊的高度水平对应的适当高度水平处。例如，可提供预张紧元件以将支撑棒保持在预定竖直位置处。在运输辊620上的重量载荷下，可枢转支撑棒可在向下方向上枢转，使得运输辊620在重量载荷下向下移动。当从运输辊620移除重量载荷时，由于预张紧元件的预张紧力，支撑棒可朝向原始高度位置再次向上枢转。相应地，运输辊620经由可枢转支撑棒弹力安装。
图6a和图6b中的支撑棒可被配置为使得相应运输辊在100N与2000N之间的重量载荷下向下移动1mm。
在可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式中，多个运输辊中的至少一个运输辊641和第二运输辊642安装在共用摇臂轴(rocker axle)643的相对侧上的摇臂梁644上，以便围绕共同摇臂轴643可枢转。可选地，可提供预张紧元件，以用于将摇臂梁644推向至少一个运输辊641和第二运输辊642两者布置在对应预定高度水平的位置。将两个相邻运输辊安装在摇臂梁上可进一步促进在基板载体运输期间在多个运输辊上的均等的重量分布。例如，在一些实施方式中，多个运输辊(或多个运输辊的子集)可成对地安装在相应摇臂梁上。
根据本文所述的实施方式中的任一者，至少一个运输辊641和第二运输辊642可弹力安装，或者至少一个运输辊641和第二运输辊642的相应外支撑层可弹力安装。例如，至少一个运输辊641可具有弹性辊层。
根据本文所述的一个方面，提供一种用于真空沉积系统的运输辊。运输辊被配置为在真空腔室中支撑和运输基板，并且包括可变形并且包围运输辊的旋转轴线的柔性层或柔性元件，使得运输辊的外支撑层被弹力安装。运输辊可根据本文所述的实施方式中的任一者配置。
图7是用于图示运输基板通过真空腔室或通过包括一个、两个或更多个真空腔室的真空沉积系统的方法的流程图。
在框710中，将承载基板的基板载体支撑在基板运输系统的沿基板运输路径布置的多个运输辊中的两个、三个或更多个运输辊上。弹力安装至少一个运输辊或至少一个运输辊的至少外支撑层，以用于在两个、三个或更多个运输辊上提供更均等的载荷分布。可根据本文所述的实施方式中的任一者配置至少一个运输辊。
在框720中，在多个运输辊上运输基板载体通过真空腔室。特别地，两个、三个或更多个运输辊可布置在真空沉积系统的相邻真空腔室中，并且基板载体可在两个、三个或更多个运输辊上在两个相邻真空腔室之间运输。
在框730中，可通过在真空腔室中提供的沉积源将涂层沉积在基板上。
至少一个运输辊可包括柔性层或柔性元件，该柔性层或柔性元件在径向方向上布置在外支撑层下方并且允许外支撑层的接触区域相对于至少一个运输辊的旋转轴线A倾斜。相应地，可确保外支撑层与基板载体之间的面接触。
如本文所述的包括具有弹性缓冲器、特别是FKM缓冲器的一个或多个运输辊的基板运输系统允许更平稳的基板载体运输，其中降低基板损坏的风险。另外，由于减少了真空系统中的颗粒产生，可提高沉积在基板上的层的层质量。
尽管前述内容针对实施方式，但是在不脱离基本范围的情况下，可设想其他和进一步的实施方式，并且范围由所附权利要求书确定。

Claims (19)

1.一种用于涂覆基板的真空沉积系统(100)，包括：
第一真空腔室(101)；和
基板运输系统(110)，所述基板运输系统具有多个运输辊(111)，所述多个运输辊沿基板运输路径(T)布置以用于运输基板载体(10)通过所述第一真空腔室，
其中所述多个运输辊中的至少一个运输辊(120)或至少一个运输辊的至少外支撑层(122)是弹力安装的，或者其中至少一个运输辊的外支撑层是弹力层。
2.根据权利要求1所述的真空沉积系统，其中所述至少一个运输辊(120)包括在重量载荷下可变形并且包围所述至少一个运输辊(120)的旋转轴线(A)的柔性层(130)或柔性元件(330)。
3.根据权利要求2所述的真空沉积系统，其中所述柔性层(130)包括可弹性变形材料、特别是FKM。
4.根据权利要求2所述的真空沉积系统，其中所述柔性元件(330)是可弹性弯折元件、特别是弹簧元件或容差套筒。
5.根据权利要求4所述的真空沉积系统，其中所述弹簧元件是波形弹簧环。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的真空沉积系统，其中所述柔性层或柔性元件允许所述外支撑层(122)的接触区域在重量载荷下相对于所述旋转轴线(A)倾斜。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的真空沉积系统，其中所述外支撑层(122)是由所述至少一个运输辊的旋转轴承(124)可旋转地支撑的外衬套，其中所述柔性层(130)或柔性元件(330)包围所述旋转轴承并且布置在所述旋转轴承与所述外衬套之间。
8.根据权利要求7所述的真空沉积系统，其中所述外衬套包括经抛光金属表面，所述经抛光金属表面用于在所述经抛光金属表面上支撑所述基板载体(10)。
9.根据权利要求1至6任一项所述的真空沉积系统，其中所述至少一个运输辊包括：
旋转轴承(124)，所述旋转轴承安装在沿所述旋转轴线(A)延伸的轴(126)上，所述旋转轴承具有固定内壳和可旋转的外壳；和
外衬套(123)，所述外衬套由所述旋转轴承可旋转地支撑，其中柔性层或柔性元件布置在以下位置中的至少一者处：
·在所述轴(126)与所述旋转轴承(124)的所述固定内壳之间；
·在所述轴(126)与支撑所述轴的所述轴支撑件(140)之间；和
·在所述外衬套(123)的外表面上。
10.根据权利要求1所述的真空沉积系统，其中所述至少一个运输辊(120)安装在柔性支撑件上、特别是柔性棒上。
11.根据权利要求10所述的真空沉积系统，其中所述柔性支撑件是可弹性弯折棒，当所述至少一个运输辊承载重量时，所述可旋转弯折棒像板簧一样起作用。
12.根据权利要求10所述的真空沉积系统，其中所述柔性支撑件被配置为摆动杆，所述摆动杆是绕枢轴轴线可枢转的，所述枢轴轴线垂直于所述摆动杆的长度方向延伸。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的真空沉积系统，其中所述多个运输辊中的所述至少一个运输辊和相邻运输辊安装在共用摇臂轴的相对侧上的摇臂梁上，以便能绕所述共同摇臂轴一起枢转。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的真空沉积系统，其中所述至少一个运输辊是支撑轮(510)，所述支撑轮安装在可旋转轴(511)上，以便与所述可旋转轴(511)一起旋转，其中所述支撑轮(510)包括在重量载荷下可变形的柔性层或柔性元件。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的真空沉积系统，进一步包括：
沉积源(105)，所述沉积源设置在所述第一真空腔室(101)中；和
第二真空腔室，
其中所述基板运输系统从所述第一真空腔室延伸到所述第二真空腔室来在所述多个运输辊(111)上在所述第一真空腔室与所述第二真空腔室之间运输基板载体。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的真空沉积系统，其中所述基板运输系统(110)包括十个、二十个或更多个运输辊，所述十个、二十个或更多个运输辊沿所述基板运输路径(T)布置以用于在所述十个、二十个或更多个运输辊上支撑和运输所述基板载体(10)，其中每个运输辊或每个运输辊相应的外支撑层是弹力安装的。
17.一种用于真空沉积系统的基板运输系统(110)，所述基板运输系统包括多个运输辊(111)，所述多个运输辊沿基板运输路径(T)布置以用于在所述多个运输辊上运输基板载体，其中所述多个运输辊中的至少一个运输辊(120)包括柔性层或柔性元件，使得所述至少一个运输辊的外支撑层通过所述柔性层或柔性元件弹力安装。
18.一种运输基板(11)通过真空腔室(101)的方法，包括：
将承载所述基板(11)的基板载体(10)支撑在基板运输系统(110)的沿基板运输路径(T)布置的多个运输辊(111)中的两个、三个或更多个运输辊上，其中所述两个、三个或更多个运输辊中的至少一个运输辊(120)或所述至少一个运输辊的至少外支撑层是弹力安装的，以用于在所述两个、三个或更多个运输辊上提供更均等的载荷分布，和
在所述多个运输辊上运输所述基板载体通过所述真空腔室。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述至少一个运输辊(120)包括布置在所述外支撑层下方的柔性层(130)或柔性元件(330)，所述柔性层或柔性元件允许所述外支撑层的接触区域在重量载荷下相对于所述至少一个运输辊的旋转轴线(A)倾斜。
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