CN208791746U - 用于涂布基板的设备 - Google Patents

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Abstract

根据实施方式，提供用于涂布基板的设备。设备包括真空工艺腔室。真空工艺腔室包括气体入口组件和溅射组件。气体入口组件包括连接至一个或多个工艺气体源的至少一个连接器。溅射组件包括溅射源。溅射组件在真空工艺腔室中是可移动的。设备进一步包括控制器。控制器被配置为根据真空工艺腔室的溅射源的当前位置，控制以下至少一个：通过气体入口组件导入真空工艺腔室的工艺气体流量、通过气体入口组件导入真空工艺腔室的工艺气体成分和通过气体入口组件导入真空工艺腔室的工艺气体分布。控制器可另外或替代地被配置为控制抽出真空工艺腔室的气流。

Description

用于涂布基板的设备
技术领域
本公开涉及一种用于在真空工艺腔室中涂布基板的设备，并且特别涉及一种用于在基板上形成至少一层溅射材料层的设备。具体来说，此设备包括溅射组件，溅射组件具有用于涂布基板的至少一个溅射源。更具体来说，本公开的至少一些方面涉及磁控溅射，特别是反应溅射或惰性溅射。至少一个溅射源的靶材可例如为可旋转圆筒状靶材。
背景技术
在许多技术领域中，在基板上形成具有高均匀性的层(即在延伸的表面上覆盖有均匀厚度)是一项重要的课题。例如，在薄膜晶体管(TFT)的领域中，厚度均匀性是可靠制造显示器金属接线的关键所在。此外，均匀的层通常有利于制造的再现性。
一种在基板上形成层的方法为溅射，溅射在不同的制造领域中已成为一种有价值的方法，例如在TFT的制造中。在溅射期间，原子通过带有能量的粒子(例如惰性或反应气体的能量化离子)轰击从靶材材料击出。因此，击出的原子可沉积在基板上，从而可形成溅射材料层。
然而，通过溅射形成层可能由于例如靶材和/或基板的几何形状而破坏高均匀性需求。特别是，由于溅射材料不规则的空间分布，可能难以实现大范围基板上溅射材料的均匀层。基板上的多种靶材的供应可改善层的均匀性。另一种选择是，在某些外部位置和零位位置(zero-position)之间，以规律的角速度旋转磁控溅射阴极的磁体。然而，特别是对于一些对均匀性要求较高的应用而言，依此实现的层均匀性可能并不足够。
因此，需要进一步的系统，以促进高度均匀的溅射材料层。
实用新型内容
根据一个实施方式，提供一种用于涂布基板的设备。设备包括真空工艺腔室。真空工艺腔室包括气体入口组件和溅射组件。气体入口组件包括用于连接至一个或多个工艺气体源的至少一个连接器。溅射组件包括溅射源。溅射组件在真空工艺腔室中是可移动的。设备进一步包括控制器。控制器被配置为根据真空工艺腔室中的溅射源的当前位置，控制以下至少一个：通过气体入口组件导入真空工艺腔室的工艺气体的流量、通过气体入口组件导入真空工艺腔室的工艺气体的成分、以及通过气体入口组件导入真空工艺腔室内的工艺气体的分布。控制器可另外或替代地经构造用于控制抽出真空工艺腔室的气流。
在设备中，所述溅射源包括可旋转靶材。
设备包括布置于所述真空工艺腔室中的基板引导系统，所述基板引导系统被布置为用于在涂布期间支撑所述基板，并且用于将所述基板移入所述真空工艺腔室和移出所述真空工艺腔室，其中所述溅射组件沿着所述基板引导系统是可移动的。
设备包括耦接至所述溅射组件的驱动系统，其中所述驱动系统被配置为实现所述溅射组件的平移运动，并且具体来说，其中所述控制器耦接至所述驱动系统，用于控制所述溅射组件的所述平移运动。
在设备中，所述气体入口组件与所述溅射组件是可一起移动的。
在设备中，所述气体入口组件和所述溅射组件安装在支架上。
在设备中，所述控制器经构造以持续调整至少一个处理气体参数。
在设备中，所述气体入口组件包括M个气体入口，用于将所述工艺气体导入所述真空工艺腔室，其中M在从1至15的范围内，并且其中所述控制器被配置为用于依据所述M个气体入口的位置，控制以下至少一个：流经所述 M个气体入口的所述工艺气体的所述流量、所述工艺气体的所述成分、以及所述工艺气体的所述分布。
在设备中，所述溅射组件包括N个另外的溅射源，其中N在从1至10的范围内，并且其中所述N个另外的溅射源和所述溅射源的类型相同。
设备进一步包括以下至少一个：
屏蔽件，布置于所述基板引导系统处，用于在涂布期间屏蔽所述基板或基板载体；
所述真空工艺腔室的腔室壁；以及
一个或多个真空泵，连接至所述真空工艺腔室的一个或多个气体出口，
其中所述控制器被配置为用于根据所述溅射组件或所述溅射源是否面向所述基板、所述屏蔽件、或所述腔室壁，来改变以下至少一个：所述工艺气体的所述流量、所述工艺气体的所述成分、所述工艺气体的所述分布、以及通过所述一个或多个真空泵抽出所述真空工艺腔室的总体气流、以及通过所述一个或多个的气体出口抽出所述真空工艺腔室的局部气流的分布。
设备包括：
电源，用于向所述溅射源施加功率，
其中所述控制器被配置为用于依据所述真空工艺腔室中的所述溅射组件或所述溅射源的所述当前位置，来控制由电源施加至所述溅射源的功率。
设备包括：
电源，用于向所述溅射源施加功率，
其中所述控制器被配置为用于依据所述真空工艺腔室中的所述溅射组件或所述溅射源的所述当前位置，来控制由电源施加至所述溅射源的功率。
可与本文所述实施方式结合的进一步的优点、特征、方面和细节经由所附的从属权利要求、说明书内容和附图，将会有更佳的了解。
附图说明
对本领域的一般技术人员而言，完整和有利的公开内容更为详尽地阐述在说明书的其余部分中，包括参照所附附图，其中：
图1根据本文所述实施方式示出用于涂布基板的设备的示意图；
图2根据本文所述实施方式示出用于涂布基板的设备的实施方式；
图3以非限制性示例示出图2的实施方式的工作原理；
图4至图5示出用于涂布基板的设备的另外实施方式；
图6示出用于涂布基板的方法的示意框图。
具体实施方式
现在将对各种示例性的实施方式进行详细说明，这些中的一个或多个示例示出于各个附图中。提供各个示例只用于解释，而并不意味着限制。例如，作为一个实施方式的一部分而被示出或描述的特征，能够被用于其他实施方式或与其他实施方式结合，以产生另外的实施方式。本公开内容旨在包含这样的修改和变化。
在附图的下列描述内容中，相同附图标记指示相同元件。一般而言，只描述个别实施方式的不同处。附图中所示的结构不一定按照实际的比例绘制，而是有助于更好地理解实施方式。
图1示出了在示意图中用于涂布基板10的设备100的顶视图。此设备100 包括真空工艺腔室102。基板在真空工艺腔室102中的涂布工艺期间可为静止的，尤其是在将层沉积至基板10上的期间。设备100包括溅射组件110，溅射组件110包括一个或多个溅射源，例如用于溅射可旋转靶材的溅射源。设备 100包括气体入口组件150。在图1中，气体入口组件150包括气体入口154 以及连接器152，连接器152用于将气体入口组件150连接至工艺气体源(未示出)。气体入口组件150可包括另外的气体入口和/或另外的连接器。工艺气体通过气体入口组件150导入至真空工艺腔室102中，并且可为反应气体，以进行反应溅射，或可为惰性气体，以进行惰性溅射。
溅射组件110在图1所示的位置中将溅射材料溅射至基板10上，并且接着沿着基板的前表面以如虚线箭头和虚线矩形所示的平移运动的方式移动，其中虚线矩形表示在稍后时间点上的溅射组件110。基板的前表面接收溅射材料，并且当溅射组件沿着前表面移动时，溅射持续进行。溅射材料层、或者在反应溅射的情况下包括溅射材料和来自工艺气体的反应物的物质层，形成在基板的前表面上。气体入口组件150和连接器152可与溅射组件110一起移动。在整个涂布工艺期间，工艺气体可接着通过气体入口组件150而被提供。或者，气体入口组件150在真空工艺腔室102中可为静止的，并且气体入口组件150 可接着包括另外的气体入口(未示出)，所述另外的气体入口在溅射组件110 平移运动的方向上布置成直线的。
由于溅射组件110的平移运动，具有良好均匀性的涂层将在溅射工艺中被沉积至基板10的前表面上。溅射组件110的平移运动意味着溅射组件附近的腔室的几何形状，和/或溅射组件面对的物体(例如基板，而不是诸如腔室壁或屏蔽件的真空工艺腔室的元件)可能发生改变。改变的环境可对借助溅射组件所执行的溅射工艺产生影响。
图1所示的实施方式中，设备100进一步包括控制器190。控制器190接收关于溅射组件110的当前位置信息，特别是关于溅射组件110的一个溅射源的位置或溅射组件110的多个溅射源的位置，如图1中由从溅射组件110指向控制器190的粗箭头所示。举例来说，关于溅射组件110或溅射组件110的(多个)溅射源的当前位置信息可被连续测量或以一定的时间间隔测量，例如通过传感器，并将结果传送至控制器190。或者，控制器190可控制溅射组件110 的平移运动，并因此可从控制平移运动所使用的数据中得知溅射组件110的当前位置。控制器190进一步可从溅射组件110的参考位置得出(多个)溅射源的(多个)位置，尤其是当(多个)溅射源彼此间以固定的空间关系布置时。
基于溅射工艺期间溅射组件110的当前位置的信息，控制器190例如通过控制一个或多个阀门(未示出)，来控制通过气体入口组件150进入真空工艺腔室102的工艺气体的流量。尤其，控制器190可根据需要并依照溅射组件 110的当前位置来调整工艺气体的流量，以保持溅射工艺固定的工作点。可选或附加地，控制器可调整工艺气体的成分(例如，通过从工艺气体源提供不同的气体混合物)和/或调整工艺气体的分布(例如，通过经由特定的气体入口而不是通过另外的气体入口来导入更多的工艺气体)。
举例来说，假如溅射组件110位于图1中以实线所示的位置中，溅射组件 110的所有或一些溅射源可面向腔室元件，例如壁或屏蔽件，而当溅射组件110 位于图1中以虚线所示的位置中时，溅射组件110的溅射源面向基板10的前侧。示例性地假设反应溅射被执行，处理气体在所示的两个位置中可有不同的反应，并且可以不同的速率(不同的局部有效泵送(local effective pumping)) 被腔室元件和基板吸收。因此，控制器可在一个位置中(例如实线所示的第一位置中)，例如提供一个相较于其它位置更高的工艺气体流量。在(多个)溅射源位置的局部气体密度，尤其是在(多个)溅射源的(多个)靶材位置的局部气体密度，可以此方式保持固定，从而产生恒定的靶材腐蚀速率和恒定的溅射材料沉积速度。
通过控制工艺气体参数(例如流量、成分和/或分布)，可实现更均匀的基板涂层。对反应溅射来说，由于溅射工艺的工作点保持不变，化学计量法可得以改善。
图2示出用于涂布基板10的设备200的实施方式。基板10贴附于基板载体12。基板载体12被基板引导系统270所引导。基板引导系统270可例如包括从下方支撑基板载体12的多个辊，以及从上方以非接触的方式引导基板载体的磁性导轨。图2所示的基板引导系统270被配置为允许基板载体12和基板10能够通过真空工艺腔室202侧壁中对应的闸门(未示出)而被传送进入和离开设备200的真空工艺腔室202。
设备200进一步包括溅射组件210。溅射组件210包括第一溅射源211和第二溅射源221。第一溅射源211具有第一可旋转靶材212和第一磁控管214。第二溅射源221具有第二可旋转靶材222和第二磁控管224。溅射组件安装在支架(carriage)230上。
设备200包括工艺气体源260。工艺气体源260可包括一个或多个的罐 (tank)和歧管。罐具有例如氩气、氙气、氪气、氖气、氧气、氮气、氢气和水蒸气的气体。歧管用于混合这些气体，以形成工艺气体。设备200包括气体入口组件250。气体入口组件250包括连接器252，连接器252与连接线262相连，并连接至工艺气体源260。气体入口组件250包括第一气体喷枪254、第二气体喷枪256和第三气体喷枪258。第一气体喷枪254通过第一连接线253连接至连接器252。第二气体喷枪256通过第二连接线255连接至连接器252。第三气体喷枪258通过第三连接线257连接至连接器252(参照图3)。第一溅射源211布置在第一气体喷枪254与第二气体喷枪256之间，并且第二溅射源 221布置在第二气体喷枪256与第三气体喷枪258之间。气体入口组件250安装在支架230上。
设备200包括真空泵系统265，真空泵系统265可包括一个或多个真空泵。在图2中，示出一个真空泵连接线267，真空泵连接线267连接真空泵系统265 至气体出口204，气体出口204布置在真空工艺腔室202的前壁中。设备200 可包括多于一个的真空泵连接线和多于一个的气体出口，例如与真空连接线一样多的气体出口。各个真空泵连接线可连接至一个真空泵，或者，多个真空泵连接线可连接至一个真空泵。
设备200包括驱动系统240，驱动系统240具有驱动器245，例如是线性电机。驱动系统240可包括轨道，例如多个轨条(rail)，支架230可在轨道上运行。支架230和安装在支架230上方的溅射组件210和气体入口组件250被驱动系统240驱动，以实现沿着和平行于基板引导系统270的平移运动。第一屏蔽件282和第二屏蔽件284布置在基板引导系统270与驱动系统240之间，其中第一屏蔽件282与第二屏蔽件284之间存在间隙，此间隙允许溅射材料能够通过屏蔽件之间而到达基板10的前表面上。
当溅射材料从第一可旋转靶材212和第二可旋转靶材222被溅射出时，支架230至少沿着基板的长度移动，并且特别还移动至基板10以外的多个位置。在图2中，溅射组件210在第一位置中以实线示出，在此位置时，第一溅射源 211和第二溅射源221面向基板处理区域之外的屏蔽件282。图2中的虚线箭头表示具有溅射组件210和处理气体入口组件250的支架230被移动，支架 230和支架230上方所安装的元件的第二位置以虚线示出。在第二位置中时，第一溅射源211和第二溅射源221面向基板处理区域中的基板10。
设备200包括控制器290。控制器290控制支架230、溅射组件210和安装在支架230上的气体入口组件250的平移运动。尤其，控制器290控制驱动系统240，特别是驱动器245，以实现支架230和安装在支架230上方的元件的平移运动，如图2中连接控制器290与驱动器245的线所示。由于控制器 290控制平移运动，控制器290掌握(possess)关于支架230、具有第一可旋转靶材212的第一溅射源211、具有第二可旋转靶材222的第二溅射源221和气体喷枪254、256和258的当前位置的信息。控制器290也可掌握关于气体出口204的位置的信息。
基于有关溅射组件210和/或有关气体入口组件250的位置信息，控制器 290控制工艺气体供应的特性和从真空工艺腔室的气体排出的特性，也就是说，控制器控制工艺气体参数。
控制器290可控制工艺气体源260，如图2中连接工艺气体源260与控制器290的线所示，其中工艺气体的成分可被控制器290控制。举例来说，控制器290可控制工艺气体源260中所含有的不同气体在多少比例下混合，以形成当前工艺气体的成分。工艺气体通过连接线262从工艺气体源260传导到至连接器252。控制器290可控制工艺气体至溅射组件210的总流量，例如通过调节通过连接线262的流量。此调节可通过连接线262中阀门，或连接器252 中的阀门，或在类似方式中的阀门来完成。控制器290进一步可控制工艺气体的分布。这表示，控制器290可控制通过个别的气体入口(例如图2中所示的气体喷枪254、256和258)的处理气体的局部流量。控制器可控制局部流量，例如通过连接线253、255、257(参见图3)中个别的阀门来进行控制，或通过连接器252中的分布系统来进行控制。
此外，控制器可控制泵系统265，如图2中连接控制器290与真空泵系统 265的线所示。控制器可控制从真空工艺腔室202抽出的气体总流量，并且，假如具有多于一个的气体出口，控制器可控制各气体出口抽出的局部流量分布。控制器可直接控制真空泵系统265的(多个)真空泵，或者可控制调节阀，其中调节阀可布置在例如真空泵连接线267中，或例如气体出口204的气体出口处。
图3示意性地示出溅射工艺期间由控制器290操作控制的示例。当溅射组件210(特别是第一溅射源211与第二溅射源221)在正在执行溅射时从图3 的左边移动至右边时，溅射组件210将从处理区P之外的区域移动至处理区P 中，此时溅射组件210面向基板10，并再次移动至处理区P之外的区域中，此时溅射组件210面向真空工艺腔室的其它元件，例如图3所示的屏蔽件282 和284、或腔室壁或其它的类似元件。在图2和图3中，处理区P包含在屏蔽件282和284之间的间隙中。
在图3所示的示例中，控制器290基于溅射组件210的位置x，调整通过连接线262输送至气体入口组件250的工艺气体的总流量F，并依据气体喷枪或溅射源的位置，调整工艺气体的分布，即通过连接线253、255和257至个别的气体喷254、256和258的局部流量。举例来说，总流量F在第一外部区E1可为较高的，此时没有任何的溅射源211、221面向基板；总流量F在第一过渡区T1中可能会减少，此时溅射组件210和气体入口组件250的元件开始进入至处理区P；总流量F在中央区C中可保持不变，此时所有这些元件(图 3中以虚线示出)位于处理区P中并面向基板10；并且总流量F在第二过渡区T2中可能会增加，此时溅射组件210和气体入口组件250的元件开始离开处理区P；总流量F在第二外部区E2中可回到与第一外部区E1中相同的数值，此时没有任何的溅射源211、221面向基板。
在第一过渡区T1和第二过渡区T2中，控制器可调整工艺气体的分布。举例来说，在图3中以实线所示的支架230与溅射组件210的位置中，控制器可控制气体入口组件250，使得通过连接线257向气体喷枪258输送的工艺气体少于通过连接线253向气体喷枪254以及通过连接线255向气体喷枪256 输送的工艺气体。当具有溅射组件210的支架230与安装在支架230上方的气体入口组件250进一步移动至图3的右方时，一旦气体喷枪256进入处理区P 中，控制器290可接着以降低通过连接线255的局部流量的方式，调整过渡区域T1中的工艺气体的分布，并接着当气体喷枪254进入处理区P时，降低通过连接线253的局部流量。在过渡区域T2中，可相应地以相同顺序增加局部流量。
控制器290可包括存储器区段，存储器区段储存如图3中示例性所示的气体参数配置。当支架230以平移运动的方式移动通过真空工艺腔室，并当溅射组件210在进行溅射时，控制器可通过从气体参数配置获得的数值调整工艺气体参数。
图3所示的经由控制器290执行的控制仅为举例之用，而不应理解为限制。尤其，气体参数配置可以更为复杂，并包括基于溅射组件和/或气体入口组件的元件的当前位置的总体气流、工艺气体分布和/或工艺气体的成分的控制信息。此外，此控制可取决于腔室几何形状的另外的方面，例如腔室壁或真空工艺腔室的其它元件的形状与近区(proximity)，和/或一个或多个真空出口的位置，通过这些真空出口，一个或多个真空泵抽空真空工艺腔室的内部空间。可能储存于一个或多个气体参数配置中的相应的控制信息能够使控制器在整个溅射工艺中保持溅射工艺的工作点不变。控制器另可在预溅射工艺中改变工艺气体参数或其它参数，其中预溅射工艺发生在溅射工艺之前。预溅射工艺的控制可与位置无关，并且预溅射可以在一个固定的位置中进行，例如在外部区E1中。
保持溅射工艺的工作点不变用于提高溅射在基板上的涂层的均匀性。移动 (多个)溅射源和控制工艺气体如何导入真空工艺腔室的组合，被视为是产生了十分均匀的涂层的结果。此外，与真空工艺腔室中的溅射源静态布置相比， (多个)溅射源的移动能够使用较少数量的溅射源。这对于被溅射至基板上的靶材材料来说可能是特别有优势的，因靶材材料是昂贵的。在使用例如反应气体(诸如氧气与氮气)的反应溅射的情况下，稳定的工作点对生长层的化学计量法会有正面的影响。
本公开内容的实施方式促进基板上的层的形成，层具有高的品质。具体来说，基板上所沉积的层的厚度在整个基板上可以是高度均匀的。此外，促进了层的高均质性(homogeneity)(举例而言，在特性方面例如生长晶体的结构、电阻率和/或层应力)。举例来说，本公开内容的实施方式可能有利于在TFT制造 (例如用于TFT-LCD显示器的制造)中形成金属化层，因为在其中，信号延迟取决于层的厚度，因此厚度的非均匀性可能导致像素在稍微不同的时间下被激励。此外，本公开内容的实施方式可能有利于形成在后续阶段被蚀刻的层，因为层厚度的均匀性促进在形成的层的不同位置达成相同的结果。
图4示出用于涂布基板10的设备300的另外的实施方式。设备300包括溅射组件310，溅射组件310包括至少一个溅射源。设备300和/或溅射组件 310可具有与本文中参照图1、2和3图所述的设备和溅射组件相同或相似的性质。设备300可包括控制器390，控制器390可具有参照图1、2和3图所述的控制器的任何性质。控制器390被配置为控制电源360，电源360经由电性连接线362连接至溅射组件310。具体来说，控制器经构造以依据溅射组件310或溅射组件310的至少一个溅射源的当前位置，来控制由电源360施加到溅射组件310的至少一个溅射源的功率。此处，除了如本文所述控制工艺气体参数外，控制器390还可控制功率。
在图5所示的实施方式中，用于涂布基板10的设备400包括控制器490，控制器490可执行参照图2和图3所述的控制器的所有功能。此外，控制器控制电源460。电源460经由电性连接线462连接至功率分布系统450，特别是连接至功率连接器452。功率连接器452经由电性连接线453连接至第一溅射源211，并且经由电性连接线455连接至第二溅射源221。控制器490根据第一溅射源211与第二溅射源221的当前位置，控制施加至第一溅射源211的功率，并控制施加至第二溅射源221的功率。举例来说，在图5中以实线所示的支架230的位置与第一溅射源211和第二溅射源221的位置中，控制器490可控制施加至溅射源的功率高于在图5中以虚线所示的位置中施加至溅射源的功率。控制器可包括储存于存储器区段中的功率配置，并且可依照溅射组件 210或溅射源的位置，读取(access)功率配置，以控制施加至溅射源的功率。
按照这样的方式，通过控制工艺气体参数与功率参数，可以稳定溅射工艺的工作点，甚至保持得更为恒定，致使溅射至基板前表面上的层的均匀性增加。
根据可与本文所述任何实施方式结合的实施方式，提供用于涂布基板的设备。此基板可为TFT基板或晶片。基板可为玻璃基板、聚合物基板或半导体基板。基板可为大面积基板，例如第6代、第7代、第7.5代、第8代、第8.5 代、第10代或甚至更高的大面积基板。基板的尺寸可举例为大于或等于1100 毫米x1250毫米、大于或等于1500毫米x1800毫米、大于或等于2160毫米x2460毫米、大于或等于2200毫米x2500毫米、或甚至大于或等于2880毫米x3130毫米。设备可为用于涂布这样的基板的涂布设施(installation)，特别是用于将一层或更多层的溅射材料溅射至这样的基板上。设备可包括一个或数个工艺腔室、一个或多个移送室、一个或多个装载锁定腔室、一个或多个摆动模块、和/或一个或多个旋转模块。设备的这些腔室和模块的可经调整尺寸以容纳本文所述的基板。其中，基板可以直立的方式传送通过设备，直立的意思是较短的侧边平行于基板的传送方向通过设备。在此情况中，相比于基板以横向的方式传送基板的其它选择，设备的占地面积可以更小，横向的意思是较长的侧边平行于传送方向。
设备包括真空工艺腔室。真空工艺腔室可连接至真空泵系统，以用于抽空真空工艺腔室。真空工艺腔室与真空泵系统可经构造用于提供真空工艺腔室中的真空环境。本申请中的用语“真空”代表低于10-2毫巴(mbar)的压力(例如但不限于约10-2毫巴，此情况可以是当工艺气体在真空工艺腔室内流动时)，或者，更特别是指低于10-3毫巴的压力(例如但不限于约10-5毫巴，此情况可以是当没有工艺气体在真空工艺腔室内流动时)。真空工艺腔室可包括真空工艺腔室壁。真空工艺腔室可包括用于将基板引导至真空工艺腔室和/或用于将基板传送出真空工艺腔室的一个或多个闸门。此(多个)闸门可形成在真空工艺腔室壁的至少一面壁中，例如在一个或多个侧壁中。此(多个)闸门可包括用于将真空紧密连接至邻近腔室或邻近模块的一个或多个闸阀。
真空工艺腔室包括溅射组件。溅射组件包括溅射源。溅射源可包括靶材，特别是可旋转靶材或平面靶材。此靶材可包括以下材料或由以下材料组成：
Al、Mo、Ti、Cu、ITO、IZO、IGZO、W、Si、Nb或上述材料的合金或组成物。溅射源可包括磁控管组件，特别是布置在溅射源的可旋转靶材内部的磁控管组件。磁控管组件可具有固定的取向，或可经构造来执行摇摆运动。
溅射源可为溅射组件的第一溅射源，并且溅射组件可包括N个另外的溅射源，其中N在从1到20的范围内，例如在从1到10的范围内。举例来说，溅射组件可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个另外的溅射源。(多个)另外的溅射源(例如第二、第三、第四等的溅射源)可以和第一溅射源类型相同。溅射源的总数量可以为N+1，并且溅射源可沿着直线或弧形布置。溅射源可以固定的间距布置在溅射源之间，或可以不同的间距布置在溅射源之间。溅射源可形成溅射源阵列。
真空工艺腔室包括气体入口组件。气体入口组件包括至少一个连接器，用于连接至一个或多个工艺气体源。设备可包括一个或多个工艺气体源，并且/ 或可包括一个或多个连接线(例如一个或多个管或管道)，用于将所述一个或多个工艺气体源连接至气体入口组件的至少一个连接器。工艺气体或多个工艺气体可包含在所述一个或多个工艺气体源中，例如用于反应溅射的(多个)工艺气体或用于惰性溅射的(多个)工艺气体。用于反应溅射的工艺气体的示例是：O2、N2、H2、H2O或上述气体的混合物。用于惰性溅射的工艺气体的示例是：Ar、Xe、Kr、Ne或上述气体的混合物。
气体入口组件可包括M个气体入口，用于将工艺气体导入真空工艺腔室内，其中M在从1到30的范围内，特别在从2到20的范围内。气体入口的数量M可由关系式M＝N’+1而与溅射源的数量N’有关，其中N’为1或N+1， N如上所述，或可由关系式M＝N’-1而与溅射源的数量N’有关，其中N’为N+1， N如上所述。这些气体入口可经布置使得从每对气体入口离开而进入真空工艺腔室内的工艺气流之间具有一个溅射源。这些气体入口可经布置成使得对于每个气体入口而言，从特定的气体入口离开而进入真空工艺腔室内的工艺气流在不同的成对溅射源之间被引导。这些气体入口可经布置使得每对气体入口之间具有一个溅射源。这些气体入口可经布置使得每对溅射源之间具有一个气体入口。气体入口可为气体喷枪。这些气体入口至少与一个连接器流体连接，例如通过管或管道系统。
真空工艺腔室可包括一个或多个气体出口，例如L个气体出口，其中L 在从1到10的范围内。所述一个或多个气体出口可经构造用于与真空泵系统的连接，真空泵系统包括一个或多个真空泵。所述一个或多个的气体出口可布置在腔室壁或多个腔室壁中，例如在真空工艺腔室的前壁或后壁中。设备可包括真空泵系统，并且尤其可包括连接至一个或多个气体出口的一个或多个真空泵。
根据本文所述实施方式，溅射组件在真空工艺腔室中是可移动的。尤其，溅射组件可相对于真空腔室是可移动的，特别是相对于(多个)真空工艺腔室壁。当基板装载于真空工艺腔室中时，溅射组件相对于基板是可移动的。溅射组件可以平移运动的方式移动。所述平移运动可为平行于所涂布基板的基板表面。所述平移运动可平行于一个或多个腔室壁，例如平行于真空工艺腔室的前壁和/或后壁。所述平移运动至少在本文所述的处理区中可为连续运动，特别是匀速运动，即具有固定速率的运动。
设备可包括耦接至溅射组件的驱动系统，其中驱动系统被配置为实现溅射组件的平移运动。溅射组件，尤其是溅射组件的(多个)溅射源，可安装在支架上。支架可以平移运动的方式移动。设备可包括轨道，例如轨道系统，用于支撑并移动轨道上方的支架。设备可包括耦接至溅射组件的支架的驱动系统，其中驱动系统被配置为用来实现支架的平移运动。
气体入口组件可与溅射组件一起移动。尤其，气体入口组件与溅射组件可一起安装于支架上。用于将至少一个连接器连接至一个或多个工艺气体源的连接线(例如管或管道)可以是柔性的，或至少一部分可以是柔性的。用于将至少一个连接器连接至一个或多个工艺气体源的连接线可因此通过弯曲对气体入口组件的运动作出反应。或者，气体入口组件，并且尤其是气体入口组件的气体入口或多个气体入口，可固定布置在真空工艺腔室中。
设备，特别是真空工艺腔室，可包括布置在真空工艺腔室中的基板引导系统。所述基板引导系统可经布置和取向，以在涂布期间支撑基板。基板引导系统可经布置用于移动基板进入真空处理腔室或从真空工艺腔室离开，例如通过真空处理腔室的侧壁的一个或多个闸门进出真空工艺腔室。基板引导系统可包括轨道，用于支撑基板或承载基板的基板载体(例如辊组件)，并且/或用于引导基板/基板载体的轨道(例如是与基板支架互相作用的磁性轨)。溅射组件，特别是支架，如果存在的话，可以是沿着基板引导系统是可移动的。在气体入口组件固定布置在真空工艺腔室中的情况下，溅射组件，并且特别是支架，可布置在气体入口组件与基板引导系统之间。
真空工艺腔室可包括处理区。处理区可至少与真空工艺腔室中平行于基板传送方向的基板的尺寸同宽，并且处理区可至少与真空工艺腔室中垂直于基板传送方向的基板的尺寸同高。真空工艺腔室可包括屏蔽件。处理区可由屏蔽件之间的间隙所定义，或可包含在间隙中。屏蔽件可布置在基板引导系统，用于在涂布期间屏蔽基板或基板载体。真空工艺腔室可包括处理区之外的至少一个非处理区，例如分别设于处理区一侧的两个非处理区。非处理区可至少与溅射组件或支架同宽。溅射组件可移动至少超过处理区的宽度。此外，溅射组件可移动到至少一个非处理区中，或超过至少一个非处理区。
设备进一步可包括控制器。根据可与本文所述任何实施方式结合的实施方式，控制器被配置为根据真空工艺腔室中的溅射源的当前位置来控制工艺气体参数，例如下述工艺气体参数中的至少一个参数：通过气体入口组件导入真空工艺腔室的总体工艺气体气流、通过气体入口组件导入真空工艺腔室内的工艺气体成分，以及通过气体入口组件导入至真空工艺腔室内的工艺气体分布。所述分布的控制可包括：控制从气体入口组件的多个气体入口流入真空工艺腔室内的局部工艺气体气流。
根据可与本文所述任何实施方式结合的实施方式，抽出真空工艺腔室的气流也可属于工艺气体参数。可选地或另外的，为了控制与工艺气体导入至真空工艺腔室中相关的工艺气体参数，依据真空工艺腔室中的溅射源的当前位置，控制器可控制抽出真空工艺腔室的气流，包括控制抽出真空工艺腔室的总体气流，和/或控制抽出工艺气体腔室的局部气流分布(特别是控制通过一个或多个气体出口抽出处理气体腔室的局部气流分布)。例如，控制器可控制抽出真空工艺腔室的气体泵送速率和/或产量。控制器可控制真空泵系统，特别是一个或多个真空泵，以控制抽出真空工艺腔室的气流。控制器可在一个或多个气体出口或一个或多个真空泵的(多个)入口控制泵送速率和/或产量。控制器可对真空泵进行直接控制，或可控制调节阀，例如位于真空工艺腔室的(多个)出口的一个或多个调节阀。
控制器可配置来控制至少一个工艺气体参数(例如总体工艺气体气流、工艺气体成分、工艺气体分布和/或抽出真空工艺腔室的气流)，并且是依据设备的以下元件中的至少一个元件的当前位置来控制的：N个另外的溅射源(其中 N系如本文先前所述)、支架以及气体入口组件的一个或多个气体入口。控制器可经构造用于控制下述参数中的至少一个：流经M个气体入口的总体工艺气体气流、工艺气体成分和工艺气体分布，并且是依据M个气体入口的位置来控制的(其中M系如本文先前所述)，和/或是依据(多个)溅射源的(多个)位置来控制的。导入真空工艺腔室中的总体工艺气体气流、工艺气体成分和工艺气体分布在本文中将被称为工艺气体入口参数，并且抽出真空工艺腔室的总体气流和抽出真空工艺腔室的局部气流分布将被称为工艺气体出口参数。这些参数一般是包括在“工艺气体参数”的用语下。控制器可依据真空工艺腔室的(多个)气体出口的(多个)位置控制工艺气体出口参数。
控制器可根据(多个)溅射源和/或(多个)气体入口的当前位置来调整至少一个工艺气体参数。(多个)溅射源和/或(多个)气体入口当前的位置可相对于真空工艺腔室的基板引导系统、屏蔽件、(多个)真空出口或腔室壁、或真空工艺腔室的任何其它固定装设于真空工艺腔室中的元件来定义。假如基板存在于真空工艺腔室中以接受涂布，当前位置可相对于基板来决定。
控制器可经构造用于连续调整至少一个工艺气体参数，特别是当溅射组件在溅射材料从溅射组件的(多个)溅射源溅射出的期间连续移动时。此处，“连续调整”并不排除至少一个工艺气体参数在(多个)溅射源和/或(多个)气体入口位置范围中可以是恒定的情况，但至少一个工艺气体参数被改变至少一次。该调整在溅射工艺期间发生。控制器进一步可经构造以在预溅射工艺期间调整至少一个工艺气体参数，而无关于预溅射工艺进行的位置。
控制器可耦接至驱动系统，用于控制溅射组件的平移运动。控制器可经构造用于取得关于溅射组件位置的信息，并且特别是关于本文所述的溅射组件的元件或气体入口组件的位置。该信息可由传感器或其它反馈装备来获得。或者，具体来说，若控制器正在控制溅射组件的平移运动时(例如通过驱动系统)，控制器可已经掌握该信息。
控制器可包括存储器区段，存储器区段用于储存气体参数配置。气体参数配置可包括关于气体参数的控制信息，气体参数与溅射组件、溅射组件的元件 (例如(多个)气体出口)和/或气体入口组件的(多个)气体入口的位置相关。控制器可根据控制器持有或取得的关于设备的所述元件的当前位置的信息，应用气体参数配置的控制信息，并可相应地控制气体参数。控制器可控制阀门、气体分布系统、气体歧管和/或泵系统，以调节气体参数，例如本文参照图1 至图3所述的那样。控制器可配置来控制气体参数，以维持溅射工艺工作点的稳定。控制器可通过调节工艺气体参数，相应地调整工艺气体环境，并使(多个)靶材的局部工艺条件保持固定。
气体参数配置和包含在气体参数配置内的控制信息可取决于真空工艺腔室的几何形状的另外的性质，例如取决于一个或多个真空出口与溅射组件/(多个)溅射源之间的当前相对位置。沿着溅射组件的运动路径的腔室几何形状可附加地或替代的改变，所述改变例如是由于腔室壁的形状而造成的，或是由于可限制或影响溅射环境的额外元件的有无而造成的。气体参数分布可反映腔室几何形状的任何此类的改变，因为即使在这些改变的情况下，控制信息也能够维持溅射工艺的工作点。
设备进一步可包括电源，用于供应功率至(多个)溅射源。除了控制所述气体参数之外，控制器还可经构造用于依照真空处理腔室中的溅射组件或(多个)溅射源的当前位置来控制由电源施加至(多个)溅射源的功率。控制器可包括存储器区段，所述存储器区段包含至少一个功率配置，所述功率配置作为溅射源的位置或真空腔室中的多个溅射源的位置的函数。控制器可经构造来读取(多个)功率配置，以依照真空腔室中的(多个)溅射源的位置，决定施加至(多个)溅射源的功率。(多个)功率配置可为预先决定的，例如是预先计算的。控制器可经构造用于控制施加至溅射源和/或至N个另外的溅射源的功率，其中N如本文先前所述。
示意性地示出于图6，提供用于在真空腔室中涂布基板的方法600。此方法包括：为溅射源提供第一工艺气体环境，以及在第一工艺气体环境中从溅射源溅射出溅射材料，其中溅射源位于相对于基板的第一位置，如图6中的参考符号610所表示。此方法包括：使溅射源相对于真空腔室移动，如图6中的参考符号620所表示。此方法进一步包括：为溅射源提供不同于第一工艺环境的第二工艺气体环境，以及在第二工艺气体环境中从溅射源溅射出溅射材料，其中溅射源位于相对于基板的第二位置，如图6中的参考符号630所表示。
第一工艺气体环境和第二工艺气体环境可使(多个)溅射源的(多个)靶材的局部溅射条件保持固定。换句话说，溅射工艺的工作点可在第一和第二位置中维持，尤其在第一和第二位置之间的任何位置也可被维持。当溅射材料被溅射时，溅射源可被移动(例如连续和/或匀速移动)。溅射源的工艺气体环境可根据溅射源相对于基板的当前位置、或相对于本文所述的真空工艺腔室的任何固定元件(例如基板引导系统)的当前位置，相应地作出调整。工艺气体环境可与本文所述的溅射组件、(多个)溅射源和/或气体入口组件的多个气体入口的连续平移运动协调一致地被连续调整。
第一工艺气体环境可由第一组工艺气体参数所决定。第一组工艺气体参数可包括下述参数中的至少一个：第一工艺气体成分、流入第一工艺气体环境的第一总体向内工艺气体气流、流入第一工艺气体环境中的局部向内工艺气体气流的第一分布、流出第一工艺气体环境的第一总体向外气流、以及流出第一工艺气体环境外的局部向外气流的第一分布。第二工艺气体环境可由第二组工艺气体参数所决定。第二组工艺气体参数可包括下述参数中的至少一个：第二工艺气体成分、流入第二工艺气体环境中的第二总体向内工艺气体气流、流入第二工艺气体环境中的局部向内工艺气体气流的第二分布、流出第二工艺气体环境外的第二总体向外气流、以及流出第二工艺气体环境外的局部向外气流的第二分布。第二工艺气体环境与第一工艺气体环境不同，原因在于下述原因中的至少一个：第二气体成分可与第一气体成分不同；第二总体向内工艺气体气流可与第一总体向内工艺气体气流不同；局部向内工艺气体气流的第二分布可与局部向内工艺气体气流的第一分布不同；第二总体向外气流可与第一总体向外气流不同；以及局部向外气流的第二分布可与局部向外气流的第一分布不同。
在第一时刻或第一时间周期期间，第一工艺气体环境可包括具有第一数量与第一分布的第一工艺气体成分。方法可包括：控制总体向内工艺气体气流和 /或总体向外气流，以在第一时刻或第一时间周期期间在第一处理环境中提供第一数量的工艺气体。方法可包括：通过以特定关系(例如以气体体积百分比表示的关系)混合气体的方式控制第一工艺气体成分。方法可包括：在第一时刻或第一时间周期期间在第一工艺气体环境中，通过控制通过气体入口流进真空工艺腔室内的工艺气体的局部向内流量，和/或是通过控制通过真空工艺腔室的气体出口的气体局部向外流量，来控制工艺气体的第一分布。在第二时刻或第二时间周期期间，第二工艺气体环境可包括具有第二数量与第二分布的第二工艺气体成分。在第二时刻或第二时间周期期间，第二工艺气体环境中的第二数量、第二工艺气体成分和工艺气体的第二分布可如本文关于第一数量、第一工艺气体成分和第一分布所述的那样来控制。第二气体成分可与第一气体成分不同。可选地或附加地，第二数量可与第一数量不同。可选地或附加地，第一分布可与第二分布不同。
第一位置处提供的第一工艺气体环境和第二位置处提供的第二工艺气体环境经选择，以使溅射溅射材料的工作点维持固定。工艺气体环境可根据(多个)溅射源和/或气体入口组件的多个气体入口的当前位置被连续调整，以使溅射工艺的工作点维持稳定。
第一工艺气体环境可提供至溅射源和N个另外的溅射源，其中N可如本文所述。第二工艺气体环境可提供至溅射源和N个另外的溅射源。多个气体入口(例如本文所述的气体入口组件的M个气体入口)可用于输送工艺气体，并在第一位置处产生第一工艺气体环境、在第二位置处产生第二工艺气体环境、或是在(多个)溅射源的任何位置处产生任何其它工艺气体环境。
本公开的至少一些方面特别涉及基板涂布的技术方案，其涉及在沉积、图案化、和基板与涂布的处理中所使用的装备、工艺和材料，代表性的例子包括但不限于涉及下述的应用：半导体与介电材料和装置、硅基晶片、平板显示器 (例如TFT)、掩膜与过滤器、能量转换与储存器(例如光伏电池、燃料电池和电池组)、固态照明(例如LEDs和OLEDs)、磁性和光学储存器、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)与纳米机电系统(Nano-Electro-Mechanical Systems,NEMS)、微光学和光机电系统 (Opto-Electro-Mechanical Systems,NEMS)、微光学和光电子装置、透明基板、建筑和汽车玻璃、用于金属和高分子箔的金属化系统与封装、以及微米和纳米成形。
虽前述内容涉及某些实施方式，其它和进一步的实施方式可在不脱离随附的权利要求书所界定的范围而被设计。

Claims (16)

1.一种用于涂布基板的设备，其特征在于，包括：
真空工艺腔室，包括：
气体入口组件，包括至少一个连接器，所述连接器用于连接至一个或多个工艺气体源；
溅射组件，包括溅射源，其中所述溅射组件在所述真空工艺腔室中是可移动的；以及
其中所述设备包括：
控制器，被配置为用于依据所述真空工艺腔室中的所述溅射组件或所述溅射源的当前位置，来控制下述内容中的至少一个：通过所述气体入口组件导入所述真空工艺腔室的工艺气体的流量、通过所述气体入口组件导入所述真空工艺腔室的所述工艺气体的成分、通过所述气体入口组件导入所述真空工艺腔室的所述工艺气体的分布、以及抽出所述真空工艺腔室的气流。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述溅射源包括可旋转靶材。
3.根据权利要求1所述的设备，包括布置于所述真空工艺腔室中的基板引导系统，所述基板引导系统被布置为用于在涂布期间支撑所述基板，并且用于将所述基板移入所述真空工艺腔室和移出所述真空工艺腔室，其中所述溅射组件沿着所述基板引导系统是可移动的。
4.根据权利要求1所述的设备，包括耦接至所述溅射组件的驱动系统，其中所述驱动系统被配置为实现所述溅射组件的平移运动，并且具体来说，其中所述控制器耦接至所述驱动系统，用于控制所述溅射组件的所述平移运动。
5.根据权利要求3所述的设备，包括耦接至所述溅射组件的驱动系统，其中所述驱动系统被配置为实现所述溅射组件的平移运动，并且具体来说，其中所述控制器耦接至所述驱动系统，用于控制所述溅射组件的所述平移运动。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述气体入口组件与所述溅射组件是可一起移动的。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述气体入口组件和所述溅射组件安装在支架上。
8.根据权利要求4所述的设备，其中所述气体入口组件与所述溅射组件是可一起移动的。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述气体入口组件和所述溅射组件安装在支架上。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经构造以持续调整至少一个处理气体参数。
11.根据权利要求1-10任一项所述的设备，其中所述气体入口组件包括M个气体入口，用于将所述工艺气体导入所述真空工艺腔室，其中M在从1至15的范围内，并且其中所述控制器被配置为用于依据所述M个气体入口的位置，控制以下至少一个：流经所述M个气体入口的所述工艺气体的所述流量、所述工艺气体的所述成分、以及所述工艺气体的所述分布。
12.根据权利要求1-10任一项所述的设备，其中所述溅射组件包括N个另外的溅射源，其中N在从1至10的范围内，并且其中所述N个另外的溅射源和所述溅射源的类型相同。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述溅射组件包括N个另外的溅射源，其中N在从1至10的范围内，并且其中所述N个另外的溅射源和所述溅射源的类型相同。
14.根据权利要求3或5所述的设备，进一步包括以下至少一个：
屏蔽件，布置于所述基板引导系统处，用于在涂布期间屏蔽所述基板或基板载体；
所述真空工艺腔室的腔室壁；以及
一个或多个真空泵，连接至所述真空工艺腔室的一个或多个气体出口，
其中所述控制器被配置为用于根据所述溅射组件或所述溅射源是否面向所述基板、所述屏蔽件、或所述腔室壁，来改变以下至少一个：所述工艺气体的所述流量、所述工艺气体的所述成分、所述工艺气体的所述分布、以及通过所述一个或多个真空泵抽出所述真空工艺腔室的总体气流、以及通过所述一个或多个的气体出口抽出所述真空工艺腔室的局部气流的分布。
15.根据权利要求1-10任一项所述的设备，包括：
电源，用于向所述溅射源施加功率，
其中所述控制器被配置为用于依据所述真空工艺腔室中的所述溅射组件或所述溅射源的所述当前位置，来控制由电源施加至所述溅射源的功率。
16.根据权利要求14所述的设备，包括：
电源，用于向所述溅射源施加功率，
其中所述控制器被配置为用于依据所述真空工艺腔室中的所述溅射组件或所述溅射源的所述当前位置，来控制由电源施加至所述溅射源的功率。
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