ES2617956T3 - Mecanismo de transporte de sustrato que pone en contacto un único lado de un sustrato de banda flexible para una deposición de película fina de rollo a rollo - Google Patents

Mecanismo de transporte de sustrato que pone en contacto un único lado de un sustrato de banda flexible para una deposición de película fina de rollo a rollo Download PDF

Info

Publication number
ES2617956T3
ES2617956T3 ES11810477.7T ES11810477T ES2617956T3 ES 2617956 T3 ES2617956 T3 ES 2617956T3 ES 11810477 T ES11810477 T ES 11810477T ES 2617956 T3 ES2617956 T3 ES 2617956T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
precursor
zone
flexible substrate
substrate
zones
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
Application number
ES11810477.7T
Other languages
English (en)
Inventor
Eric R. Dickey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lotus Applied Technology LLC
Original Assignee
Lotus Applied Technology LLC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lotus Applied Technology LLC filed Critical Lotus Applied Technology LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2617956T3 publication Critical patent/ES2617956T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
    • 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C23C16/45551—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction for relative movement of the substrate and the gas injectors or half-reaction reactor compartments
    • 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45555—Atomic layer deposition [ALD] applied in non-semiconductor technology

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Un sistema para depositar una película fina sobre un sustrato flexible, que comprende: una primera zona de precursor en la que se introduce un primer gas precursor cuando el sistema está en uso; una segunda zona de precursor en la que se introduce un segundo gas precursor cuando el sistema está en uso; una zona de aislamiento interpuesta entre la primera y segunda zonas de precursor y en las que se introduce un gas inerte cuando el sistema está en uso; y un mecanismo de transporte de sustrato para transportar de forma recíproca el sustrato flexible a lo largo de una trayectoria de transporte en espiral de un lado a otro entre la primera y segunda zonas de precursor múltiples veces y cada vez a través de la zona de aislamiento, incluyendo: una pluralidad de primeras guías de giro separadas a lo largo de la primera zona de precursor, una pluralidad de segundas guías de giro separadas a lo largo de la segunda zona de precursor, estando las primeras y segundas guías de giro dispuestas para guiar el sustrato flexible en una configuración en espiral, y un husillo de recogida proximal a las guías de giro internas y situado para enrollar el sustrato flexible en un interior de la trayectoria de transporte en espiral, para evitar de este modo que una superficie externa del sustrato flexible entre en contacto mecánicamente con el mecanismo de transporte de sustrato y dañe la película fina formada en la superficie externa del sustrato flexible.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Mecanismo de transporte de sustrato que pone en contacto un unico lado de un sustrato de banda flexible para una deposicion de pelfcula fina de rollo a rollo.
Solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica la prioridad del Arffculo 35 U.S.C. § 119(e) de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos n.° 61/366.927, presentada el 23 de julio de 2010, que se incorpora en el presente documento por referencia.
Campo tecnico
El campo de la divulgacion se refiere a una deposicion de pelfcula fina, incluyendo deposicion de capa atomica (ALD), sobre sustratos flexible.
Antecedentes
La Solicitud de Patente de Estados Unidos 11/691.421, presentada el 26 de marzo de 2007, y publicada como Publicacion n.° US 2007/0224348 A1 ("la solicitud '421"), que se incorpora en el presente documento por referencia, describe un sistema y un metodo para ALD en el que un sustrato flexible es transportado de un lado a otro entre unas primera y segunda zonas de precursor separadas por una zona de aislamiento en la que se inyecta un gas inerte para inhibir la migracion de gases precursores fuera de las zonas de precursor.
La Solicitud de Patente de Estados Unidos 12/980.234, presentada el 28 de diciembre de 2010, y publicada como Publicacion n.° 2011/0159204 A1 ("la solicitud '234"), que reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos n.° 61/290.826, presentada el 29 de diciembre de 2009 ("la solicitud '826"), ambas de las cuales se incorporan por referencia en el presente documento, describe un sistema de ALD mejorado por radicales en el que se generan radicales de oxfgeno monoatomico a partir de un segundo gas precursor que contiene oxfgeno compuesto, tal como CO2, que no es reactivo con un primer gas precursor, tal como trimetilaluminio (TMA). En el sistema de las solicitudes '234 y '826, los radicales de oxfgeno se generan a partir del segundo precursor en una ubicacion aguas arriba de y separados una distancia suficiente de la primera zona de precursor, de tal forma que los radicales de oxfgeno se recombinen antes de migrar hasta la primera zona de precursor.
En ciertas realizaciones de las solicitudes '421, '234 y '826, el sustrato puede enrollarse a lo largo de una trayectoria serpenteante alrededor de rodillos u otras grnas de giro separadas a lo largo de la primera y segunda zonas de precursor, como se muestra en las figuras 1, 2 y 4 de la solicitud '421. Esta configuracion de trayectoria serpenteante da lugar a que ambos lados del sustrato esten en contacto con los rodillos a medida que el sustrato se mueve a traves del sistema. El presente inventor ha reconocido que dicho contacto mecanico puede interferir con el proceso de ALD, ya que puede alterar el precursor quimisorbido o producir un dano mecanico al revestimiento y/o al sustrato subyacente. Este dano es generalmente causado por imperfecciones o parffculas en la superficie de los rodillos, o por imperfecciones superficiales, tales como golpes; picos, rugosidad superficial general o parffculas en la superficie del sustrato. Cuando tales caracteffsticas se ponen en contacto, la fina pelfcula de oxido fragil puede romperse, comprometiendo sus propiedades de barrera.
La solicitud '421 describe varias grnas de giro como alternativas a los rodillos. Una alternativa descrita implica pinones que utilizan perforaciones a lo largo de los margenes de la banda, como en las bobinas de peffcula de camara. Los pinones u otras grnas de giro similares que entran en contacto con la banda a lo largo de sus bordes pueden eliminar el contacto con la mayor parte de la superficie de la banda. El presente inventor ha reconocido que los pinones y unas grnas de giro similares pueden ser diffciles o economicamente poco practicos de implementar cuando se usa un material de banda de sustrato muy fino y ancho, como es comun en aplicaciones comerciales de envasado de alimentos, en donde es comun una banda de polfmero del orden de aproximadamente 1-4 metros de ancho y aproximadamente 12 micrometros de espesor. Los materiales de sustrato de banda de polfmero flexible fina del tipo utilizado para el envasado de alimentos, que tienen un espesor inferior a aproximadamente 25 micrometros (|im) y una anchura superior a aproximadamente 200 mm, o sustratos mas gruesos que tienen un espesor de aproximadamente 25 a 200 micrometros y una anchura mayor de aproximadamente 300 mm, pueden hundirse, retorcerse, doblarse, estirarse o atascarse cuando no se soportan sustancialmente a lo largo de toda su anchura a medida que pasan alrededor de las grnas de giro.
En otra alternativa descrita en la solicitud '421, las grnas de giro pueden comprender cojinetes de fluido (por ejemplo, cojinetes de gas) que soportan el sustrato sobre un cojm dinamico de fluido, tal como gas precursor y/o gas inerte inyectado a traves de pequenas perforaciones en una carrera de cojinete del cojinete de fluido. Sin embargo, los cojinetes de fluido son complicados y diffciles de implementar en la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
practica.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista en seccion transversal esquematica que ilustra un sistema y un metodo para ALD sobre un sustrato flexible en el que un sustrato se mueve a traves de una camara de reaccion a lo largo de una trayectoria de transporte en espiral, de acuerdo con una primera realizacion.
La figura 2 es una vista en seccion transversal esquematica que ilustra un sistema y un metodo para ALD, de acuerdo con una segunda realizacion, que incluyen una zona de precursor intermedia que proporciona una disposicion apilada de tres zonas de precursor para las bobinas de sustrato externas.
La figura 3 es una vista en seccion transversal esquematica que ilustra un sistema y un metodo que incluyen un proceso basado en plasma para ALD sobre un sustrato flexible, de acuerdo con una tercera realizacion.
La figura 4 es una vista en seccion transversal esquematica que ilustra un sistema y un metodo para una ALD potenciada por radicales sobre un sustrato flexible usando una configuracion apilada de cinco zonas, de acuerdo con una cuarta realizacion.
Descripcion detallada de las realizaciones preferidas
Con referencia a la figura 1, un sistema 100 de acuerdo con la presente divulgacion implica transportar un sustrato de banda flexible 106 de un lado a otro entre una primera y segunda zonas de precursor 110, 112 a lo largo de una trayectoria de transporte en espiral (o "trayectoria en espiral"). En el sistema 100 mostrado en la figura 1, una zona de aislamiento 116 interpuesta entre las zonas de precursor 110, 112 contiene un fluido inerte (por ejemplo, gas de purga) para impedir que los precursores de las zonas de precursor 110, 112 se mezclen, como se describe en la solicitud '421. El fluido inerte puede comprender un lfquido inerte, pero mas preferiblemente consiste esencialmente en un gas inerte, tal como nitrogeno (N2) o CO2. Cuando se usan, los primeros y segundos gases precursores reactivos (Precursor 1 y Precursor 2) se introducen en la primera y segunda zonas de precursor respectivas 110, 112 desde el primer y segundo sistemas de suministro de precursor 120, 122. Los sistemas de suministro de precursor 120, 122 pueden incluir recipientes de fuente de precursor (no mostrados) situados fuera o dentro de las zonas de precursor 110, 112. Adicionalmente, o como alternativa, los sistemas de suministro de precursor 120, 122 pueden incluir tubenas, bombas, valvulas, depositos y otros equipos asociados para suministrar gases precursores a las zonas de precursor 110, 112. Un sistema de suministro de gas inerte 126 esta incluido de manera similar para inyectar gas inerte en la zona de aislamiento 116. Aunque los sistemas de suministro 120, 122, 126 estan representados en la vista esquematica de la figura 1 estableciendo un flujo de gas lateral, en algunas realizaciones, los sistemas de suministro 120, 122, 126 pueden establecer un flujo cruzado a traves de la anchura del sustrato 106, es decir, un flujo que es normal con respecto a la pagina de la figura 1.
Las zonas de precursor 110, 112 y la zona de aislamiento 116 estan definidas y rodeadas por un alojamiento o recipiente de camara de reaccion exterior 130. El recipiente 130 se divide por el primer y segundo divisores 134, 136 en tres subcamaras, concretamente, una primera camara de precursor 150, una segunda camara de precursor 152 y una camara de gas inerte 156. El recipiente 130 puede comprender un recipiente de presion o recipiente de vacfo que afsla sustancialmente el espacio de proceso del entorno externo. En otras realizaciones, el recipiente 130 puede tener pasos de entrada y salida para la interconexion con otros modulos de proceso o equipos.
Para evitar sustancialmente las reacciones no ALD causadas por la mezcla de cantidades no adsorbidas del Precursor 1 y el Precursor 2 en una de las camaras 150, 152, 156, el sistema 100 inhibe la migracion del Precursor 1 desde la primera zona de precursor 110 a la zona de aislamiento 116, e inhibe la migracion del Precursor 2 desde la segunda zona de precursor 112 a la zona de aislamiento 116. Una serie de primeros pasos 160 a traves del primer divisor 134 estan separados para recibir los segmentos enrollados 162 de sustrato 106, y se proporciona una serie correspondiente de segundos pasos 164 a traves del segundo divisor 136. Los pasos 160, 164 estan preferiblemente configurados para restringir el flujo de gases entre las zonas 110, 112, 116, para evitar o limitar la difusion de gases precursores en una zona comun. Para un sustrato de banda, los pasos 160, 164 comprenden preferiblemente ranuras que tienen una anchura (exagerada en la figura 1) que es ligeramente mayor que el espesor del sustrato 106 y una longitud (no mostrada) que se extiende en el plano de la figura 1 (es decir, normal con respecto a la pagina) que es ligeramente mayor que una anchura del sustrato 106. Los pasos 160, 164 pueden incluir ranuras dimensionadas solo ligeramente mas gruesas y mas anchas que el espesor y anchura del sustrato 106 que pasa a traves de ellas, dejando solo una cantidad muy pequena de espacio libre y margenes para permitir que el substrato 106 pase traves de las mismas sin raspar contra los lados de los pasos 160, 164. Por ejemplo, el espacio libre y los margenes pueden variar entre micrometros y milfmetros en ciertas realizaciones. Los pasos 160, 164 tambien pueden incluir tuneles alargados a traves
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
de los cuales pasa el substrato 106. Tales ranuras y tuneles a veces se denominan valvulas de abertura, aunque no se utiliza ninguna compuerta de valvula movil real. Los pasos 160, 164 estan dispuestos y configurados para que el sustrato 106 pase a traves de los mismos de un lado a otro entre la primera y la segunda zonas de precursor 110, 112 multiples veces, y cada vez a traves de la zona de aislamiento 116. Por lo tanto, la zona de aislamiento 116 esta preferiblemente separada (aunque imperfectamente) de la primera zona de precursor 110 por el primer divisor 134 y de la segunda zona de precursor 112 por el segundo divisor 136.
En una realizacion alternativa (no mostrada), se eliminan la camara de gas inerte 156 de la zona de aislamiento 116 y los divisores 134, 136, de manera que la zona de aislamiento 116 consiste esencialmente en una serie de pasos estrechos largos que se extienden completamente entre las zonas de precursor 110, 112. En una realizacion de este tipo, ninguna camara de gas inerte comun 156 conecta los pasos, por lo que el gas inerte se inyecta directamente en los pasos medialmente de la primera y segunda zonas de precursor 110, 112 para ayudar a evitar la migracion y la mezcla de precursores. La zona de aislamiento 116 de esta realizacion incluira un colector, o varios colectores, para encaminar lmeas de gas inerte a toberas a lo largo de los lados de los pasos. El colector o colectores se formaran en el material de la camara de reaccion que rodea los pasos, y se puede conectar a un sistema de suministro de gas inerte a lo largo de los lados del sistema, o en un extremo del sistema.
Durante el procesamiento de pelfcula fina de ALD, el sustrato 106 se desenrolla de un primer rodillo 166. El primer rodillo 166 puede incluir un carrete extrafole (no mostrado) cargado sobre un husillo de desenrollamiento (no mostrado) del sistema 100. El sustrato 106 se enrolla a lo largo de la trayectoria en espiral definida por una progresion de rodillos 168 (u otras grnas de giro) para multiples vueltas que convergen hacia un rodillo central 170 o husillo de recogida interno (no mostrado) proximal de las grnas de giro internas 172. El rodillo central 170 tambien puede incluir un carrete extrafole (no mostrado) cargado sobre el husillo de recogida interno, en el que un accionamiento mecanico hace girar el husillo de desenrollamiento y/o de recogida para enrollar (o invierte la direccion para desenrollar) el sustrato 106 alrededor del rodillo central 170. Los rodillos 168 pueden ser rodillos locos o accionados mecanicamente, en cuyo caso pueden accionarse sincronicamente. Los rodillos 168 estan posicionados de tal forma que el sustrato flexible 106 transita hacia adelante y hacia atras a traves de la primera y segunda zonas de precursor 110, 112 multiples veces y cada vez a traves de la zona de aislamiento 116. Por consiguiente, un primer conjunto de rodillos 174 esta situado diagonalmente a lo largo de la primera zona de precursor 110, y un segundo conjunto de rodillos 176 esta situado diagonalmente en la segunda zona de precursor 112 directamente opuesto y que refleja el primer conjunto de rodillos 174. En algunas realizaciones, el primer y/o segundo conjuntos de rodillos pueden estar situados dentro de una zona de aislamiento, o los conjuntos de rodillos pueden dividirse entre zonas de precursor y de aislamiento. Un rodillo loco 179 esta situado en la zona de aislamiento 116, proximal al primer rodillo 166 para tensar el sustrato 106 segun se desenrolla del primer rodillo 166 y se enrolla alrededor del trayecto en espiral sobre el rodillo central 170. La progresion de los rodillos 168 se dispone de manera que solamente un primer lado 180 del sustrato 106 se ponga en contacto con los rodillos 168, y una segunda cara o superficie principal externa 182 del sustrato 106 opuesto al primer lado 180 esta sustancialmente libre de contacto mecanico con los rodillos 168. En otras palabras, el sustrato flexible 106 se enrolla en un interior de la trayectoria de transporte en espiral para impedir que la superficie exterior 182 se ponga en contacto mecanicamente con el mecanismo de transporte de sustrato (es decir, los rodillos 168) y dane la pelfcula fina formada en la superficie principal externa 182. Tambien puede depositarse una pelfcula fina sobre el primer lado 180 del sustrato 106, aunque de calidad inferior debido al contacto del primer lado 180 con los rodillos 168.
Durante cada vuelta del sustrato 106 alrededor de la trayectoria en espiral, se expone secuencialmente a la primera zona de precursor 110, la zona de aislamiento 116 y la segunda zona de precursor 112, completando de este modo un ciclo de ALD, y luego de nuevo a la zona de aislamiento 116 en preparacion para la proxima vuelta y el proximo ciclo de ALD. En la disposicion mostrada en la figura 1, el tiempo de residencia en cada una de las zonas de precursor 110, 112 cambia en cada vuelta, a medida que la distancia recorrida por el sustrato 106 entre los rodillos sucesivos 168 en la trayectoria en espiral disminuye. El numero de ciclos de ALD se determina por el numero de vueltas realizadas por el sustrato 106 alrededor de la trayectoria en espiral, y el numero total de zonas de precursor atravesadas a lo largo de la trayectoria en espiral, como se describe con respecto a la figura 2, a continuacion.
Cuando el sistema 100 y el sustrato enrollado 106 son ven a lo largo de los ejes de rotacion de los rodillos 168, como se muestra esquematicamente en la figura 1, la trayectoria en espiral es similar a angulos en espiral, es decir, una espiral hecha de segmentos de lmea sustancialmente recta en lugar de una curva continua. Los angulos en espiral rectangular de la figura 1 estan formados a partir de un conjunto de segmentos de banda rectos entre los rodillos sucesivos 168, con la sucesion de segmentos de banda dispuestos para converger en el rodillo central 170. En otras realizaciones, la trayectoria en espiral puede estar en forma de diversos polfgonos diferentes distintos de un cuadrado. En cualquier caso, debido a las caractensticas de saturacion de ALD, puede crearse una pelfcula uniforme y de alta calidad de espesor consistente, a pesar del hecho de que el tiempo de residencia en cada una de las zonas de precursor 110, 112 puede ser significativamente diferente para cada ciclo, con la condicion de que la dosificacion del
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
precursor y los tiempos de exposicion de purga para los tiempos de residencia mas cortos de la revolucion mas interna del sustrato 106 sean suficientes para proporcionar la dosificacion y purga requeridas.
La configuracion en espiral tambien se presta bien al concepto de un proceso de doble pase, en el que el rodillo central 170 actua como un nucleo "temporal". En tal proceso, el primer rodillo 166 de un sustrato de partida se carga sobre un husillo de desenrollamiento en un lugar fuera de la trayectoria de transporte en espiral tal como, por ejemplo, en un bloqueo de carga (no mostrado) o adyacente a una alimentacion directa de atmosfera-vado (figura 4). Como una alternativa a la ventilacion de la camara o recipiente de reaccion 130, el bloqueo de carga o la alimentacion directa de atmosfera-vado 408 puede montarse en el exterior del recipiente 130 para la escala de atmosfera a vado. Una alimentacion directa de atmosfera- vado adecuada se fabrica por Energy Conversion Devices, Inc., de Auburn Hills, Ml. Se puede usar un "elemento de gma" de banda, que permanece unido al rodillo central 170 y adaptado en el sistema 100 para multiples recorridos de recubrimiento de sustrato. Cada nuevo rollo de material de sustrato de partida se une al elemento de gma en el bloqueo de carga, luego se enrolla en la trayectoria de transporte en espiral y sobre el rodillo central 170, antes de invertir la direccion de transporte para devolver el sustrato 106 al sistema 100 y sobre el primer rodillo 166. Despues, el substrato 106 se enrolla a traves del avance de los rodillos 168, sobre el rodillo central 170 y, a continuacion, se invierte la direccion de transporte de manera que el sustrato 106 se rebobina de nuevo sobre el primer rodillo 166, proporcionando dos pases completos a traves de todo el sistema 100. Por consiguiente, el recubrimiento de pelfcula fina se aplica tanto a medida que el sustrato 106 se enrolla en el sistema 100, asf como tambien se retira, logrando asf el proceso de pase doble. Utilizando la banda de gma, la carga de un nuevo rodillo de sustrato se simplifica y todo el extremo delantero del nuevo material de sustrato se recubre completamente con el mismo numero de ciclos de ALD, reduciendo el desperdicio. Por supuesto, el extremo trasero del sustrato del primer rodillo 166 no quedara completamente recubierto, ya que el extremo trasero permanece conectado a un carrete del primer rodillo 166 y no completara el numero completo de vueltas a traves del sistema 100 alrededor del trayecto espiral.
Con el fin de desgasificar, limpiar o eliminar el vapor de agua proximal al sustrato 106 a medida que entra y transita alrededor de la trayectoria en espiral desde el primer rodillo 166 hasta el rodillo central 170, algunas realizaciones pueden enrollar el sustrato 106 sin ningun gas precursor en las zonas de precursor 110, 112, es decir, con los sistemas de suministro de precursor 120, 122 desactivados. Despues de desgasificar y enrollar el sustrato 106 sobre el rodillo central 170, los sistemas de suministro de precursor 120, 122 se reactivan para inyectar los Precursores 1 y 2 en las zonas de precursor 110, 112, respectivamente. Tras la introduccion de los Precursores 1 y 2 en las zonas de precursor 110, 112, la direccion de transporte se invierte y el sustrato 106 se pasa de nuevo al sistema 100 y sobre el primer rodillo 166, completando de este modo un proceso de unico pase.
El elemento de gma puede estar hecho de o revestido con un material especial que minimice la acumulacion de revestimiento sobre el elemento de gma. En particular, el elemento de gma puede estar hecho de o revestido con un material que incluye fluor, tal como PTFE (TEFLON®), que se ha demostrado que previene la nucleacion de la pelfcula de aLd para muchas qmmicas del proceso. Tambien se pueden usar materiales de elemento de gma o materiales de revestimiento de elementos de gma que contienen silicona, u otros materiales hidrofobos, o materiales que inhiben la formacion de grupos hidroxilo o la quimisorcion de precursores de ALD, para minimizar o prevenir la acumulacion de revestimiento sobre el elemento de gma.
La figura 2 ilustra un sistema 200 de acuerdo con otra realizacion, para revestir un sustrato 206. El sistema 200 incluye una primera y segunda zonas de precursor 210, 212, y una tercera zona de precursor 214 situada entre las mismas. Por lo tanto, el sistema 200 proporciona una disposicion apilada de las tres zonas de precursor 210, 212, 214 separadas por las zonas de aislamiento 216 y 218. Cuando estan en uso, el primer, segundo y tercer gases precursores reactivos (Precursor 1, Precursor 2, y Precursor 3) se introducen en la primera, segunda y tercera zonas de precursor respectivas 210, 212, 214 del primer, segundo y tercer sistemas de suministro de precursor correspondientes 220, 222, 224. Los Precursores 13 pueden ser gases precursores iguales o diferentes, capaces de producir mas de un ciclo de ALD para cada vuelta en las bobinas de sustrato externas 263. Como en el sistema 100 de la figura 1, el sistema 200 incluye un primer conjunto de rodillos 274 que estan situados diagonalmente a lo largo de la primera zona de precursor 210. Un segundo conjunto de rodillos 276 se divide (opcionalmente) en un conjunto de rodillos de porcion principal 277 que estan situados diagonalmente en la segunda zona de precursor 212 y un conjunto de rodillos de porcion secundaria 278 dispuestos en la tercera zona de precursor 214. Los rodillos de porcion principal 277 forman una porcion en espiral principal externa 284 que se extiende desde la primera a la segundas zonas de precursor 210 y 212, y que se extiende a traves de la tercera zona de precursor 214, facilitando asf multiples ciclos de ALD en cada segmento externo 263 por cada vuelta. Los rodillos de porcion secundaria 278 forman una porcion en espiral secundaria interior 286, de modo que los segmentos de sustrato internos 288 pasan a traves de un subconjunto de las zonas de precursor, por ejemplo, la primera y tercera zonas de precursor 210 y 214 (pero no la segunda zona de precursor 212). Por lo tanto, la porcion en espiral secundaria 286 facilita la exposicion a un ciclo de ALD por cada revolucion interna de los segmentos de sustrato internos 288. En algunas realizaciones (no
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
mostradas) tambien pueden disponerse rodillos de porciones secundarias dentro de la segunda zona de precursor 212 para producir multiples ciclos de ALD en cada revolucion del sustrato. Ademas, en algunas realizaciones se puede utilizar tambien un mayor numero de zonas de precursor intermedias.
La figura 3 ilustra un sistema de deposicion de pelfcula fina 300 de acuerdo con otra realizacion para depositar una pelfcula fina sobre un sustrato 306 usando un procedimiento a base de plasma del tipo descrito en las solicitudes '826 y '234, en las que se utilizan radicales de oxfgeno u otros radicales como un precursor co-reactante. En una configuracion de ALD potenciada por radicales, se introduce TMA en la primera y segunda zonas de precursor 310, 312, y se inyecta CO2 en una zona de aislamiento 316 a un caudal suficiente para conseguir una presion diferencial ligeramente superior a las zonas de precursor 310, 312 para evitar la migracion del precursor de TMA a la zona de aislamiento 316. Para generar radicales de oxfgeno que reaccionen con las moleculas de TMA quimisorbidas en una superficie principal externa 382 del sustrato 306, se genera un plasma 390 en la zona de aislamiento 316 proximal del sustrato 306. El plasma 390 se genera por un generador de radicales 394 en una posicion separada una distancia suficiente de la primera y segunda zonas de precursor 310, 312 de tal forma que los radicales de oxfgeno se recombinan antes de que puedan migrar a las zonas de precursor 310, 312. En algunas realizaciones que utilizan el generador de radicales 394, la superficie principal externa 382 esta expuesta a una especie de radicales gaseosos durante cada transito a traves de una o mas de las zonas de aislamiento y precursor 316, 310 y 312. En algunas realizaciones, los radicales tambien pueden desactivarse por un dispositivo de desactivacion de radicales activos 398, tal como una especie de vapor que facilita la desactivacion, o mediante el uso de materiales que reaccionaran con los radicales para atraparlos o desactivarlos, por ejemplo, absorbente o un catalizador. En un sistema en el que se introduce TMA en la primera y segunda zonas de precursor 310, 312 y se genera plasma de oxfgeno a partir de un gas inerte en la zona de aislamiento 316, cada vuelta da como resultado dos ciclos de ALD. En el caso de TMA y radicales de oxfgeno (O) generados a partir de CO2, se deposita una pelfcula fina de A^O3. En otras realizaciones, los radicales pueden introducirse en una cualquiera de las zonas de precursor.
Cuando se utiliza una tecnica potenciada por plasma (por ejemplo, usando radicales de oxfgeno como un co-reactivo en la zona de aislamiento 316 con precursor de TMA en ambas zonas de precursor 310, 312), cada ciclo de ALD deposita aproximadamente dos angstrom (A) de pelfcula fina sobre el sustrato 306 de manera que una vuelta del sustrato da lugar a una deposicion de aproximadamente 4 A de material sobre el sustrato 306. Una configuracion con ocho vueltas (no mostrada) dara como resultado la deposicion de 32 A de pelfcula fina segun el sustrato se desenrolla de un rodillo de desenrollamiento sobre un rodillo central, y 32 A mas de pelfcula fina segun el sustrato se invierte y se enrolla de nuevo sobre el rodillo de desenrollamiento para un total de aproximadamente 64 A de pelfcula fina, que es un espesor suficiente para proporcionar las propiedades de capa de barrera para aplicaciones de envasado de alimentos.
La pelfcula fina depositada por los sistemas de ALD de rollo a rollo y los y metodos descritos en el presente documento puede utilizarse en aplicaciones comerciales de envasado de alimentos para una banda de polfmero del orden de aproximadamente 1-4 metros de ancho y aproximadamente 12 micrometros de espesor. Tambien pueden usarse materiales de sustrato de banda de polfmero flexible finos usados para el envasado de alimentos, que tienen un espesor de menos de aproximadamente 25 micrometros (|im) y una anchura superior a aproximadamente 200 mm, o sustratos mas gruesos que tienen un espesor de 25 a 200 micrometros y una anchura mayor 300 mm.
Se espera que una pelfcula fina depositada por el metodo ALD de rollo a rollo descrito en el presente documento, con contacto de rodillo sobre unicamente un lado del sustrato, y que tiene un espesor de aproximadamente 60 A, muestre una WVTR de mejor (menos) de 0,5 g/m2/dfa, cuando se mide a 38 grados Celsius, a una humedad relativa del 90 %.
Ejemplo 1
Deposicion de A^O3 sobre material de sustrato PET:
1. Anchura del sustrato: aprox. 3 metros.
2. Espesor del sustrato: De 12 a 25 micrometros.
3. Temperatura del sustrato: temperatura ambiente (~20 °C) a 120 °C.
4. Primera zona de precursor: tMa de 0,002 a 0,050 Torr de presion parcial de TMA.
5. Segunda zona de precursor: Plasma que contiene oxfgeno generado a partir de CO2 o una
mezcla de N2 y O2, con una presion nominal total de 1,2 Torr.
6. Exposicion del precursor: el sustrato recorre entre 5 cm y 500 cm dentro de cada una del
plasma y las zonas de precursor que contienen TMA en cada vuelta.
7. Velocidad de la banda: de 0,5 a 10 m/s.
8. Tasa de crecimiento esperada de la pelfcula fina: de 1,5 a 2,0 A por ciclo de proceso de ALD
(por vuelta).
9. Numero de vueltas: 10 por pase (10 cada vez para desenrollar y enrollar).
10. Espesor esperado de la pelfcula de revestimiento total: 3-4 nm (total para pase doble).
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Se espera que el revestimiento sobre el lado intacto tenga una WVTR de menos de 0,5 g/m2^a a 38 °C, humedad relativa del 90 %. En las condiciones ideales, la WVTR puede estar por debajo de 0,1 g/m2^a. Aunque la superficie que entra directamente en contacto con los rodillos puede estar revestida, no se espera que proporcione una contribucion de barrera significativa, con respecto a la superficie intacta, debido al dano mecanico.
Configuracion alternativa del Ejemplo 1: Para el sistema descrito en los parrafos [0024] y [0026], anteriores, se espera una tasa de crecimiento de revestimiento de 3-4 A de A^Oa por vuelta, dando como resultado aproximadamente 6 nm de espesor total usando el pase doble descrito. Se espera que el revestimiento en el lado intacto tenga una WVTR de menos de 0,5 g/m2/dfa a 38 °C, humedad relativa del 90 %. En las condiciones ideales, la WVTR puede estar por debajo de 0,1 g/m2Ma. Aunque la superficie que entra directamente en contacto con los rodillos puede estar revestida, no se espera que proporcione una contribucion de barrera significativa, con respecto a la superficie intacta, debido al dano mecanico.
Ejemplo 2
Deposicion de pelfcula de carrera de alto contenido en AhO3 sobre material de sustrato de PEN:
1. Anchura del sustrato: aprox. 2 metros.
2. Espesor del sustrato: 50-150 micrometros.
3. Temperatura del sustrato: temperatura ambiente (~20 °C) a 200 °C.
4. Primera zona de precursor: tMa de 0,002 a 0,050 Torr de presion parcial de TMA.
5. Segunda zona de precursor: TMA de 0,002 a 0,050 Torr de presion parcial de TMA.
6. Zona de aislamiento: Plasma que contiene oxfgeno generado a partir de CO2 o una mezcla de N2 y O2, con una presion nominal total de 1,2 Torr.
6. Exposicion del precursor: el sustrato recorre entre 5 cm y 500 cm dentro de cada una del plasma y las zonas de precursor que contienen TMA en cada vuelta.
7. Velocidad de la banda: de 0,1 a 5 m/s.
8. Tasa de crecimiento esperada de la pelfcula fina: de 1,5 a 2,0 A por ciclo de proceso de ALD (3-4 A por vuelta).
9. Numero de vueltas: 25 por pase (25 cada vez para desenrollar y enrollar).
10. Espesor esperado de la pelfcula de revestimiento total: aprox. 18 nm (total para pase doble).
Se espera que el revestimiento en el lado intacto tenga una WVTR de menos de 0,01 g/m2/dfa a 38 °C, humedad relativa del 90 %. En las condiciones ideales, la WVTR puede estar por debajo de 0,001 g/m2/dfa. Aunque la superficie que entra directamente en contacto con los rodillos puede estar revestida, no se espera que proporcione una contribucion de barrera significativa, con respecto a la superficie intacta, debido al dano mecanico.
La figura 4 ilustra un sistema 400 para depositar una pelfcula fina sobre el sustrato 406, de acuerdo con otra realizacion de ALD potenciada por radicales. El sistema 400 incluye la alimentacion directa atmosfera-vado que se ha analizado previamente 408, asf como una primera, segunda y tercera zonas de precursor 410, 412, 414, con una primera zona de aislamiento 416 interpuesta entre la primera y tercera zonas de precursor 410 y 414, y una segunda zona de aislamiento 418 interpuesta entre la segunda y tercera zonas de precursor 412 y 414. Cuando el sistema 400 esta en uso, el primer, segundo y tercer gases precursores reactivos (Precursor 1, Precursor 2 y Precursor 3) se introducen en la primera, segunda y tercera zonas de precursor respectivas 410, 412, 414 del primer, segundo y tercer sistemas de suministro de precursor 420, 422, 424. Se introduce gas inerte en la primera y segunda zonas de aislamiento 416 y 418 desde los sistemas de suministro de gas inerte respectivos 426 y 428. Como se ha mencionado previamente, los gases pueden inyectarse o introducirse en las diversas zonas en una direccion normal con respecto a la pagina, fluyendo a traves de la anchura del sustrato flexible.
Las zonas de precursor 410, 412, 414 y las zonas de aislamiento 416, 418 estan definidas y rodeadas por una camara o recipiente de reaccion externo 430 y un alojamiento de rodillo central o camara central 432. Cuatro divisores 434, 436, 438, 440 dividen el recipiente 430 en cinco camaras. La primera y segunda camaras de precursor 450, 452 son cada una de las camaras a continuacion; sin embargo, la disposicion interna de los divisores 436 y 438, junto con el alojamiento de rodillo central 432 divide una tercera camara de precursor en un par de subcamaras o porciones, concretamente, las porciones 454A y 454B. Las camaras de gas inerte tambien se dividen de forma similar en las porciones 456A, 456B, y las porciones 458A, 458B, respectivamente. Las porciones "A" y "B" pueden acoplarse de forma comunicada a traves de conductos.
Los precursores 1-3 pueden ser gases precursores iguales o diferentes. Cuando se introduce un precursor formador de metal (por ejemplo, TMA) en la primera, segunda y tercera zonas de precursor 410, 412, 414 y se genera un plasma de oxfgeno 490 por un generador de radicales 494 a partir de un gas inerte en la primera y segunda zonas de aislamiento 416, 418, cada vuelta del sustrato 406 alrededor de la trayectoria
en espiral da lugar a cuatro ciclos de ALD, mejorando el tiempo total de procesamiento. Al igual que en las realizaciones que se han mencionado anteriormente, son posibles zonas adicionales.
Sera evidente para los expertos en la tecnica que se pueden hacer muchos cambios en los detalles de las 5 realizaciones que se han descrito anteriormente sin apartarse de los principios subyacentes de la invencion. Por lo tanto, el alcance de la presente invencion unicamente debe determinarse mediante las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema para depositar una pelfcula fina sobre un sustrato flexible, que comprende:
    una primera zona de precursor en la que se introduce un primer gas precursor cuando el sistema esta en uso;
    una segunda zona de precursor en la que se introduce un segundo gas precursor cuando el sistema esta en uso;
    una zona de aislamiento interpuesta entre la primera y segunda zonas de precursor y en las que se introduce un gas inerte cuando el sistema esta en uso; y
    un mecanismo de transporte de sustrato para transportar de forma redproca el sustrato flexible a lo largo de una trayectoria de transporte en espiral de un lado a otro entre la primera y segunda zonas de precursor multiples veces y cada vez a traves de la zona de aislamiento, incluyendo:
    una pluralidad de primeras grnas de giro separadas a lo largo de la primera zona de precursor,
    una pluralidad de segundas grnas de giro separadas a lo largo de la segunda zona de precursor, estando las primeras y segundas grnas de giro dispuestas para guiar el sustrato flexible en una configuracion en espiral, y
    un husillo de recogida proximal a las grnas de giro internas y situado para enrollar el sustrato flexible en un interior de la trayectoria de transporte en espiral,
    para evitar de este modo que una superficie externa del sustrato flexible entre en contacto mecanicamente con el mecanismo de transporte de sustrato y dane la pelfcula fina formada en la superficie externa del sustrato flexible.
  2. 2. El sistema de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente un generador de radicales en proximidad a la trayectoria de transporte en espiral para generar una especie de radical gaseoso en al menos una de la primera zona de precursor, la segunda zona de precursor, y la zona de aislamiento, para facilitar de este modo la exposicion del sustrato flexible a la especie de radical gaseoso.
  3. 3. El sistema de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente una tercera zona de precursor en la que se introduce un tercer gas precursor cuando el sistema esta en uso, estando la tercera zona de precursor interpuesta entre la primera y segunda zonas de precursor, y en la que la zona de aislamiento comprende una primera zona de aislamiento interpuesta entre la primera y la tercera zonas de precursor y una segunda zona de aislamiento interpuesta entre la segunda y la tercera zonas de precursor, y en la que al menos una porcion de la trayectoria de transporte en espiral se extiende hasta la tercera zona de precursor.
  4. 4. El sistema de la reivindicacion 3, que comprende adicionalmente un generador de radicales en cada una de la primera y segunda zonas de aislamiento.
  5. 5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 2 o 4, en el que el generador de radicales incluye un generador de plasma; y/o que comprende adicionalmente un dispositivo de desactivacion de radicales activos.
  6. 6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un elemento de grna que tiene una primera porcion final acoplada al husillo de recogida, una porcion de extremo opuesta configurada para conectarse al sustrato flexible en una periferia de la trayectoria de transporte en espiral, y una porcion media enrollada alrededor de las grnas de giro a lo largo de la trayectoria de transporte en espiral.
  7. 7. El sistema de la reivindicacion 6, en el que el elemento de grna esta fabricado o revestido con un material que inhibe la nucleacion de pelfcula de ALD en el elemento de grna o la formacion de grupos hidroxilo o la quimisorcion de precursores de ALD en el elemento grna; y/o en el que el elemento de grna esta fabricado o revestido con un material seleccionado del grupo que consiste en: materiales que contienen fluor, materiales que contienen silicona, materiales hidrofobos, y combinaciones de los mismos.
  8. 8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sustrato flexible tiene una anchura mayor de 200 mm y un espesor menor de aproximadamente 25 micrometres; y/o en el que el sustrato flexible tiene una anchura de aproximadamente 1 metro a aproximadamente 4 metros.
  9. 9. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de las primeras y segundas grnas de giro incluye un rollo; y/o en el que el mecanismo de transporte de sustrato comprende adicionalmente un husillo de desenrollamiento para desenrollar el sustrato flexible de un rollo situado en la periferia de la trayectoria de transporte en espiral.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
  10. 10. Un metodo para depositar una peKcula fina sobre un sustrato flexible, que comprende:
    introducir un primer gas precursor en una primera zona de precursor;
    introducir un segundo gas precursor en una segunda zona de precursor separada de la primera zona de precursor;
    introducir un gas inerte en una zona de aislamiento entre la primera y segunda zonas de precursor; y
    guiar un sustrato flexible a lo largo de una trayectoria de transporte en espiral definida por una progresion de las grnas de giro que convergen hacia un husillo de recogida interno en torno al cual se enrolla en sustrato, haciendo la trayectoria de transporte en espiral que el sustrato flexible transite de un lado a otro a traves de la primera y segunda zonas de precursor multiples veces y cada vez a traves de la zona de aislamiento, mientras que una porcion del primer gas precursor se adsorbe a una superficie principal externa del sustrato flexible durante su transito a traves de la primera zona de precursor, y durante un transito posterior a traves de la segunda zona de precursor, el segundo gas precursor reacciona con el primer precursor adsorbido en la superficie principal externa del sustrato flexible, para depositar de este modo una pelfcula fina sobre la superficie principal externa que esta libre de contacto mecanico con las grnas de giro.
  11. 11. El metodo de la reivindicacion 10, que comprende adicionalmente introducir un tercer gas precursor en una tercera zona de precursor interpuesta entre la primera y segunda zonas de precursor, y en el que la zona de aislamiento comprende una primera zona de aislamiento interpuesta entre la primera y la tercera zonas de precursor y una segunda zona de aislamiento interpuesta entre la segunda y la tercera zonas de precursor.
  12. 12. El metodo de la reivindicacion 11, en el que el guiado del sustrato flexible incluye guiar el sustrato flexible a lo largo de una porcion principal externa de la trayectoria de transito en espiral que incluye entre la primera y segunda zonas de precursor y que se extiende a traves de la primera y segunda zonas de aislamiento, despues a lo largo de una porcion secundaria interna de la trayectoria de transito en espiral dentro de la porcion principal externa, que abarca la porcion secundaria interna entre la primera y tercera zonas de precursor y que se extiende a traves de la primera zona de aislamiento.
  13. 13. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende adicionalmente exponer la superficie principal externa a una especie de radical gaseoso durante cada transito a traves de una o mas de las zonas de aislamiento y de precursor.
  14. 14. El metodo de la reivindicacion 13, en el que la especie de radical gaseoso comprende radicales que contienen oxfgeno y opcionalmente que comprende ademas desactivar la especie de radical gaseoso con un dispositivo de desactivacion de radicales activos.
  15. 15. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, por el que la pelfcula fina formada sobre la superficie principal externa comprende una capa de barrera que tiene una tasa de transmision de vapor de agua de menos de 5,0 x 10-1 g/m2/dfa; y/o en el que el sustrato flexible tiene una anchura mayor de 200 mm y un espesor menor de aproximadamente 25 micrometros; y/o que comprende adicionalmente desenrollar el sustrato flexible de un husillo de desenrollamiento situado en la periferia de la trayectoria de transporte en espiral; y/o que comprende adicionalmente invertir la direccion de transporte del sustrato flexible para conseguir un proceso de pase doble; y/o que comprende adicionalmente conectar el sustrato flexible a un elemento de grna que tiene una primera porcion final acoplada al husillo de recogida interno, una porcion de extremo opuesta configurada para conectarse al sustrato flexible en la periferia de la trayectoria de transporte en espiral, y una porcion media que pasa a traves de las grnas de giro a lo largo de la trayectoria de transporte en espiral.
ES11810477.7T 2010-07-23 2011-07-22 Mecanismo de transporte de sustrato que pone en contacto un único lado de un sustrato de banda flexible para una deposición de película fina de rollo a rollo Active ES2617956T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36692710P 2010-07-23 2010-07-23
US366927P 2010-07-23
PCT/US2011/045049 WO2012012744A2 (en) 2010-07-23 2011-07-22 Substrate transport mechanism contacting a single side of a flexible web substrate for roll-to-roll thin film deposition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2617956T3 true ES2617956T3 (es) 2017-06-20

Family

ID=45493837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11810477.7T Active ES2617956T3 (es) 2010-07-23 2011-07-22 Mecanismo de transporte de sustrato que pone en contacto un único lado de un sustrato de banda flexible para una deposición de película fina de rollo a rollo

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9297076B2 (es)
EP (1) EP2596146B1 (es)
JP (1) JP5828895B2 (es)
KR (1) KR101791033B1 (es)
CN (1) CN103119198B (es)
BR (1) BR112013000116A2 (es)
ES (1) ES2617956T3 (es)
WO (1) WO2012012744A2 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI530399B (zh) 2011-12-27 2016-04-21 Nitto Denko Corp Transparent gas barrier film, transparent gas barrier film manufacturing method, organic EL element, solar cell and thin film battery (1)
EP2861781A4 (en) * 2012-06-15 2016-02-24 Picosun Oy COATING APPLICATION ON A SUBSTRATE CONTINUOUS SHEET BY ATOMIC LAYER DEPOSITION
US9631275B2 (en) 2012-11-30 2017-04-25 Lg Chem, Ltd. Device for forming a layer
CN103966572A (zh) * 2013-02-05 2014-08-06 王东君 卷对卷式原子层沉积设备及其使用方法
JP2014154361A (ja) * 2013-02-08 2014-08-25 Nitto Denko Corp 透明ガスバリアフィルムの製造方法、透明ガスバリアフィルムの製造装置、及び有機エレクトロルミネッセンスデバイス
US9435028B2 (en) * 2013-05-06 2016-09-06 Lotus Applied Technology, Llc Plasma generation for thin film deposition on flexible substrates
JP2016532774A (ja) 2013-07-16 2016-10-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フィルムのロール加工
US9556514B2 (en) 2014-02-06 2017-01-31 Veeco Ald Inc. Spatial deposition of material using short-distance reciprocating motions
US9133546B1 (en) * 2014-03-05 2015-09-15 Lotus Applied Technology, Llc Electrically- and chemically-active adlayers for plasma electrodes
CN104152844A (zh) * 2014-08-11 2014-11-19 江南石墨烯研究院 一种在真空中搭载衬底的方式
EP3213341A4 (en) * 2014-10-17 2018-08-29 Lotus Applied Technology, LLC High-speed deposition of mixed oxide barrier films
KR101834171B1 (ko) * 2016-08-29 2018-03-05 에스에프씨주식회사 유기 박막 제조공정의 증착공정 평가 장치
DE102019007935B4 (de) * 2019-11-14 2023-06-29 Elfolion Gmbh Verfahren zum Bearbeiten flexibler Substrate und Vakuumbearbeitungsanlage zur Umsetzung des Verfahrens

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1350662A (en) * 1918-05-29 1920-08-24 Firestone Tire & Rubber Co Rack
SE393967B (sv) 1974-11-29 1977-05-31 Sateko Oy Forfarande och for utforande av stroleggning mellan lagren i ett virkespaket
JPS6030124A (ja) 1983-07-28 1985-02-15 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 多段電極型半導体薄膜生成装置
JPH0734332B2 (ja) * 1986-03-12 1995-04-12 株式会社ト−ビ 透明導電性フイルムの製造方法
JP2824808B2 (ja) * 1990-11-16 1998-11-18 キヤノン株式会社 マイクロ波プラズマｃｖｄ法による大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置
KR940000259A (ko) 1992-06-12 1994-01-03 게리 리 그리스월드 테이프 지지체상에서의 다층 필름 제조 시스템 및 방법
JP3911780B2 (ja) 1997-08-12 2007-05-09 株式会社カツシカ 棒状化粧料繰り出し容器
US6186090B1 (en) * 1999-03-04 2001-02-13 Energy Conversion Devices, Inc. Apparatus for the simultaneous deposition by physical vapor deposition and chemical vapor deposition and method therefor
US6660326B2 (en) 2000-08-04 2003-12-09 Tomoegawa Paper Co. Ltd. Production method for monolayer powder film and production apparatus therefor
KR100492769B1 (ko) 2001-05-17 2005-06-07 주식회사 엘지이아이 수직챔버를 구비한 플라즈마중합 연속처리장치
US7081271B2 (en) 2001-12-07 2006-07-25 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of refractory metal silicon nitride
WO2003076678A2 (en) 2002-03-08 2003-09-18 Sundew Technologies, Llc Ald method and apparatus
EP1347077B1 (en) 2002-03-15 2006-05-17 VHF Technologies SA Apparatus and method for the production of flexible semiconductor devices
US7067439B2 (en) 2002-06-14 2006-06-27 Applied Materials, Inc. ALD metal oxide deposition process using direct oxidation
WO2004032189A2 (en) * 2002-09-30 2004-04-15 Miasolé Manufacturing apparatus and method for large-scale production of thin-film solar cells
US6821563B2 (en) 2002-10-02 2004-11-23 Applied Materials, Inc. Gas distribution system for cyclical layer deposition
IN266855B (es) 2002-12-26 2015-06-09 Toppan Printing Co Ltd
US6878207B2 (en) 2003-02-19 2005-04-12 Energy Conversion Devices, Inc. Gas gate for isolating regions of differing gaseous pressure
US7018713B2 (en) 2003-04-02 2006-03-28 3M Innovative Properties Company Flexible high-temperature ultrabarrier
US6888172B2 (en) 2003-04-11 2005-05-03 Eastman Kodak Company Apparatus and method for encapsulating an OLED formed on a flexible substrate
US20050005846A1 (en) * 2003-06-23 2005-01-13 Venkat Selvamanickam High throughput continuous pulsed laser deposition process and apparatus
JP4349043B2 (ja) * 2003-08-29 2009-10-21 コニカミノルタオプト株式会社 プラズマ放電処理装置、プラズマ放電処理方法
JP2005126756A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 化合物半導体薄膜の製造方法および製造装置
US20050172897A1 (en) 2004-02-09 2005-08-11 Frank Jansen Barrier layer process and arrangement
JP4601975B2 (ja) 2004-03-01 2010-12-22 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
KR100618606B1 (ko) 2004-06-02 2006-09-08 한국전기연구원 금속 산화물 소자를 제조하는 방법
US20060073276A1 (en) 2004-10-04 2006-04-06 Eric Antonissen Multi-zone atomic layer deposition apparatus and method
GB0423685D0 (en) 2004-10-26 2004-11-24 Dow Corning Ireland Ltd Improved method for coating a substrate
WO2006093168A1 (ja) * 2005-03-04 2006-09-08 Youtec Co., Ltd. Ｃｖｄ装置と、それを用いた多層膜形成方法と、それにより形成された多層膜
US20070224248A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Smith Steven A Method and compositions for treating acne
DE602007014190D1 (de) 2006-03-26 2011-06-09 Lotus Applied Technology Llc Atomlagenabscheidungssystem und verfahren zur beschichtung von flexiblen substraten
US7456429B2 (en) 2006-03-29 2008-11-25 Eastman Kodak Company Apparatus for atomic layer deposition
US20070281089A1 (en) * 2006-06-05 2007-12-06 General Electric Company Systems and methods for roll-to-roll atomic layer deposition on continuously fed objects
US8187679B2 (en) * 2006-07-29 2012-05-29 Lotus Applied Technology, Llc Radical-enhanced atomic layer deposition system and method
US7976899B2 (en) 2006-10-23 2011-07-12 General Electric Company Methods for selective deposition of graded materials on continuously fed objects
DE102007009615A1 (de) * 2007-02-26 2008-08-28 Leybold Optics Gmbh Anlage und Verfahren zur Vakuumbehandlung von bandförmigen Substraten
WO2009001493A1 (ja) * 2007-06-25 2008-12-31 Sharp Kabushiki Kaisha 焼成装置
JP2010070837A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Fujifilm Corp フィルムロールおよび成膜装置のクリーニング方法
KR20110100618A (ko) * 2008-12-05 2011-09-14 로터스 어플라이드 테크놀로지, 엘엘씨 향상된 장벽 층 특성을 갖는 얇은 막의 고속 증착

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013535575A (ja) 2013-09-12
JP5828895B2 (ja) 2015-12-09
US20120021128A1 (en) 2012-01-26
KR20130043163A (ko) 2013-04-29
CN103119198B (zh) 2015-08-19
WO2012012744A2 (en) 2012-01-26
WO2012012744A3 (en) 2012-04-12
EP2596146A2 (en) 2013-05-29
KR101791033B1 (ko) 2017-10-27
EP2596146A4 (en) 2016-06-22
CN103119198A (zh) 2013-05-22
EP2596146B1 (en) 2017-02-22
US9297076B2 (en) 2016-03-29
BR112013000116A2 (pt) 2016-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2617956T3 (es) Mecanismo de transporte de sustrato que pone en contacto un único lado de un sustrato de banda flexible para una deposición de película fina de rollo a rollo
ES2361661T3 (es) Dispositivo y procedimiento de deposición de capas atómicas y método de revestimiento de substratos flexibles.
JP5778174B2 (ja) ラジカル増進薄膜堆積のための酸素ラジカルの発生
KR101935621B1 (ko) 권취 성막 장치
CN105316656B (zh) 成膜装置
KR20180130548A (ko) 롤-투-롤 원자 층 침착 장치 및 방법
EP2732071B1 (en) Mixed metal oxide barrier films and atomic layer deposition method for making mixed metal oxide barrier films
WO2017099057A1 (ja) 原子層堆積装置および原子層堆積方法
JP6119745B2 (ja) 巻き取り成膜装置
KR20180020093A (ko) 성막 장치, 성막 방법 및 기억 매체
TWI667366B (zh) Film forming device and film forming method
TW202045753A (zh) 循環式磊晶沉積系統
JP6442874B2 (ja) 積層体の製造方法、及び積層体製造装置
JP2022108026A (ja) 連続処理装置
JP2015045077A (ja) 成膜装置、成膜方法
WO2016190274A1 (ja) フィルム搬送装置、フィルム搬送方法及び成膜装置
JP2015203120A (ja) 成膜装置及びベースフィルムの搬送方法
KR20180059168A (ko) 롤투롤 원자층증착 시스템의 기판 장력 유지 장치