TW202210647A - 氣相沉積設備及在真空腔室中塗覆基板的方法 - Google Patents

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Abstract

本案描述了一種氣相沉積設備。氣相沉積設備包括用於支撐待塗覆的基板的基板支撐件；具有複數個噴嘴的蒸氣源，用於透過蒸氣傳播容積將蒸氣引導朝向基板支撐件；以及，從蒸氣源向基板支撐件延伸的可加熱護罩。可加熱護罩至少部分地圍繞蒸氣傳播容積，並且包括用於掩蔽基板的不被塗覆的區域的邊緣排除部分。基板支撐件可以是具有彎曲鼓輪表面的可旋轉鼓輪，並且氣相沉積設備可以被配置為使彎曲鼓輪表面上的基板在圓周方向移動經過蒸氣源。

Description

氣相沉積設備及在真空腔室中塗覆基板的方法
本案的實施例涉及透過真空腔室中的熱蒸發進行的基板塗覆。本案的實施例還涉及藉由蒸發在一撓性基板上（例如，在撓性金屬箔上）沉積一或多個塗覆條帶。尤其，實施例涉及在一撓性箔上的鋰沉積，例如用於製造鋰電池。具體而言，實施例涉及氣相沉積設備、用於在真空腔室中塗覆基板的方法、以及安裝氣相沉積設備的方法。
用於在基板上沉積的各種技術，例如化學氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)為已知的。對於高沉積速率的沉積，熱蒸發可用作PVD製程。對於熱蒸發，加熱源材料以產生蒸氣，其可沉積在例如基板上。增加加熱的源材料的溫度，會增加蒸氣濃度並且可以促進高沉積速率。實現高沉積速率的溫度，取決於源材料的物理特性，例如作為溫度函數的蒸氣壓力，以及基板的物理限制，例如熔點。
例如，可以在坩堝中加熱要沉積在基板上的源材料，以在升高的蒸氣壓下產生蒸氣。蒸氣可以從坩堝輸送到具有複數個噴嘴的加熱的蒸氣分配器。蒸氣可以由一或多個噴嘴導引到在一塗覆容積中（例如，在真空腔室中）的一基板上。
在一撓性基板上（例如銅基板上）的透過蒸發的金屬（例如鋰）的沉積，可以用於製造電池，例如鋰電池。例如，可以在薄的撓性基板上沉積一鋰層，以製造電池的陽極。在組裝陽極疊層和陰極疊層之後，任選地在其間設有電解液及/或隔膜，所製造的層配置可被捲起或以其他方式堆疊，以生產鋰電池。
部件的表面，例如真空腔室的真空腔室壁，可以暴露於蒸氣並且可以被塗覆。頻繁維護以去除冷凝物對於大批量生產是不切實際的，例如薄箔上的網模塗覆。此外，如果對與基板不同的真空腔室的部件進行塗覆，則可能會浪費昂貴的塗覆材料。
此外，通常很難透過蒸發，在基板上沉積具有精確定義的銳利邊緣的層，特別是如果蒸氣是金屬蒸氣並且噴嘴是提供大的煙流發散。護罩配置上的掩蔽效應和材料凝結，可能在基板上產生未清晰界定的層邊緣，及/或在要保持沒有塗覆材料的基板區域上導致材料沉積。
因此，具有用於在真空腔室中塗覆基板的氣相沉積設備和方法將是有益的，其可以減少維護週期，並且同時能夠使基板上的塗層的邊緣銳利且基板邊緣免塗覆，即使基板是撓性的或彎曲的。此外，有利地提高了源材料的利用率。因此，可以降低生產成本並且層的品質可提高。
有鑑於此，提供了根據獨立請求項所述的氣相沉積設備、在真空腔室中塗覆基板的方法、以及安裝氣相沉積設備的方法。本案的其他態樣、優點、特徵從說明書及附圖中是顯而易見的。
根據一個態樣，提供了一種氣相沉積設備。該氣相沉積設備包括：用於支撐待塗覆的基板的基板支撐件；具有複數個噴嘴的蒸氣源，用於透過蒸氣傳播容積將蒸氣引導至基板支撐件；以及，從蒸氣源向基板支撐件延伸並且至少部分地圍繞蒸氣傳播容積的可加熱護罩，其中可加熱護罩包括邊緣排除部分，用於掩蔽該基板的不被塗覆的區域。
該邊緣排除部分可以配置在距基板支撐件一小段距離處，即不與基板支撐件接觸，使得基板支撐件連同支撐在其上的基板可以在氣相沉積期間一起移動經過可加熱護罩並經過蒸氣源。具體而言，該熱護罩可以安裝在蒸氣源處並且朝向基板支撐件突出，使得可加熱護罩的邊緣排除部分保持在離基板支撐件很近的距離（例如，2mm或更小）處。
根據一個態樣，提供了一種氣相沉積設備。該氣相沉積設備，包括：用於支撐待塗覆基板的基板支撐件，其中該基板支撐件是具有彎曲鼓輪表面的可旋轉鼓輪；具有複數個噴嘴的蒸氣源，用於藉由一蒸氣傳播容積將蒸氣引導至彎曲鼓輪表面；以及，從蒸氣源向彎曲鼓輪表面延伸並且至少部分地圍繞蒸氣傳播容積的可加熱護罩，該可加熱護罩在彎曲鼓輪表面上限定一塗覆窗。
根據一態樣，提供了一種用於在真空腔室中塗覆基板的方法。該方法包括步驟：使一基板沿一圓周方向移動經過一可旋轉鼓輪的一彎曲鼓輪表面上的一蒸氣源；將來自該蒸氣源的蒸氣藉由一蒸氣傳播容積引導朝向支撐在該彎曲鼓輪表面上的該基板；以及，加熱從該蒸氣源向該彎曲鼓輪表面延伸並且至少部分地圍繞該蒸氣傳播容積的一可加熱護罩。
根據一態樣，提供了一種用於在真空腔室中塗覆基板的方法。該方法包括步驟：在基板支撐件上支撐基板；將來自蒸氣源的蒸氣透過蒸氣傳播容積引導朝向支撐在基板支撐件上的基板；加熱至少部分圍繞蒸氣傳播容積的可加熱護罩；以及，用可加熱護罩的邊緣排除部分來掩蔽基板的不被塗覆的區域。
在本案所述的方法中，可加熱護罩被加熱到用於防止或至少減少可加熱護罩上的蒸氣冷凝的溫度（在本案中也稱為「操作溫度」）。相反地，撞擊可加熱護罩的蒸氣可以被重新蒸發及/或反射。「可加熱護罩」在本案中也可稱為「溫控護罩」，因為可加熱護罩的溫度可在氣相沉積期間設定為預定操作溫度，從而減少或防止可加熱護罩上的蒸氣凝結。
根據一態樣，提供了一種安裝氣相沉積設備的方法。該方法包括步驟：該方法包括提供具有用於支撐基板的彎曲鼓輪表面的可旋轉鼓輪和用於將蒸氣引導向彎曲鼓輪表面的蒸氣源；安裝可加熱護罩，使得可加熱護罩從蒸氣源向彎曲鼓輪表面延伸並限定塗覆窗，其中可加熱護罩包括邊緣排除部分，在圓周方向沿彎曲鼓輪表面延伸並遵循其曲率。
根據一態樣，提供了一種在根據本案所述的任一實施例的氣相沉積設備中製造塗覆基板的方法。該方法包括步驟：將一基板支撐在一氣相沉積設備的一基板支撐件上；將來自該氣相沉積設備的一蒸氣源的蒸氣引導朝向該基板，以在該基板上沉積一或多個塗覆條帶。
實施例還針對用於執行所揭示的方法的設備，並且包括用於執行每個所述的方法態樣的設備的部件。這些方法態樣可以藉由硬體部件、由適當軟體編程的電腦、藉由兩者的任何組合或以任何其他方式來執行。此外，根據本案的實施例還涉及製造所述設備及產品的方法，以及操作所述設備的方法。所述實施例包括用於執行所述設備的每個功能的方法態樣。
現在將詳細參考本案的各種實施例，附圖中示出了其一或多個示例。在以下對附圖的描述中，相同的元件符號指代相同的部件。僅描述了關於各個實施例的差異。每個實施例都是作為對本案的解釋而提供的，並不意味著對本案的限制。此外，作為一個實施例的一部分而示出或描述的特徵，可用於其他實施例或與其他實施例組合使用，以產生又一實施例。該說明用以包括這樣的修改和變化。
在以下對附圖的描述中，相同的元件符號指代相同或相似的部件。一般地，僅描述相對於各個實施例的差異。除非另有說明，一個部分或態樣的說明，也適用於另一實施例中的相應部分或態樣。
根據本案的實施例，提供了用於在真空腔室中藉由蒸發進行塗覆的設備和方法。為了藉由蒸發沉積具有源材料的基板，源材料可以在蒸氣源內部加熱，例如在蒸氣源的坩堝內部，加熱到高於源材料的蒸發或昇華溫度。本案的實施例導致除基板表面之外的表面上的冷凝減少，從而可以減少因真空腔室中的雜散塗覆而導致的清潔工作及材料浪費。此外，本案的實施例在基板上提供清晰界定且銳利的塗層邊緣，即使基板是撓性的及/或在氣相沉積期間處於彎曲狀態。此外，本案揭示的實施例允許精確的基板邊緣掩蔽，即使基板是配置在移動的基板支撐件上時被塗覆，特別是在塗覆鼓輪的彎曲鼓輪表面上。
圖1是根據本案描述的實施例的氣相沉積設備100的示意圖。氣相沉積設備100包括用於支撐待塗覆的基板10的基板支撐件110。氣相沉積設備100還包括具有複數個噴嘴121的蒸氣源120，用於透過蒸氣傳播容積20將蒸氣15引導朝向基板支撐件110。蒸氣傳播容積20可被理解為蒸氣源120與基板支撐件之間的容積或空間，蒸氣被該複數個噴嘴121引導通過該容積或空間。若由複數個噴嘴121發射的至少大部分蒸氣被限制在蒸氣傳播容積20中，即在複數個噴嘴121下游的限定容積中，使得在真空腔室內部但在蒸氣傳播容積20外部的其他部件（例如真空腔室壁）的雜散塗覆可以減少或免除將是有益的。
在本案所述的一些實施例中，基板支撐件110是可移動的，使得基板10可以在氣相沉積期間移動經過蒸氣源120。基板10的要保持沒有塗覆材料的區域的準確掩蔽，特別是基板邊緣的準確掩蔽（在本案中也稱為「邊緣排除」）是具有挑戰性的，特別是若基板在氣相沉積過程中移動經過蒸氣源120。
在一些實施方式中，基板支撐件110是具有彎曲鼓輪表面111的可旋轉鼓輪，並且氣相沉積設備被配置為使彎曲鼓輪表面111上的基板10在圓周方向T上移動經過蒸氣源120。例如，基板可以是撓性網膜或箔，並且氣相沉積系統可以是卷對卷的沉積系統。如果在氣相沉積期間基板移動並支撐在彎曲鼓輪表面111上，則基板上不被塗覆的區域的精確掩蔽尤其具有挑戰性，由於彎曲的鼓表面111的曲率，蒸氣源與支撐基板的基板支撐件之間的距離可能在圓周方向T上變化。
此處所述的「圓周方向T」可以理解為當塗覆鼓輪圍繞軸A旋轉時沿著塗覆鼓輪的圓周的方向，該方向對應於彎曲的鼓輪表面111的運動方向。當基板移動經過彎曲鼓輪表面上的蒸氣源120時，該圓周方向對應於基板傳送方向。在一些實施例中，塗覆鼓輪可具有在300至1400mm或更大範圍內的直徑。如以上已經提到的，當在彎曲鼓輪表面上移動的撓性基板被塗覆時，因在這種情況下蒸氣傳播容積及塗覆窗可能具有複雜的形狀，可靠地將複數個噴嘴121下游的蒸氣15屏蔽以將蒸氣限制在蒸氣傳播容積20中並提供精確界定及銳利的層邊緣是特別困難的。在此描述的實施例，也允許了在配置以塗覆設於一彎曲鼓輪表面上的一網模基板的氣相沉積設備中的可靠的及精確的邊緣排除及材料屏蔽。
氣相沉積設備100可以是用於塗覆撓性基板（例如箔）的卷對卷的沉積系統。待塗覆的基板的厚度可以為50μm或更小，特別是20μm或更小，或者甚至6μm或更小。例如，可以在氣相沉積設備中塗覆一金屬箔或一撓性金屬塗覆箔。在一些實施方式中，基板10是厚度低於30μm，例如6μm或更小的薄銅箔或薄鋁箔。基板也可以是塗有石墨、矽及/或氧化矽或其混合物的薄金屬箔(例如銅箔)，例如厚度為150μm或更小，特別是100μm或更小，或甚至低至50μm或更小。根據一些實施方式，網模還可包括石墨和矽及/或氧化矽。例如，鋰可以將包括石墨和矽及/或氧化矽的層預鋰化。
在卷對卷的沉積系統中，基板10可以從存儲捲軸展開，至少一層或多層材料層可以沉積在基板上，同時基板在塗覆鼓輪的彎曲鼓輪表面111上被引導，並且經塗覆的基板可在沉積之後纏繞在捲繞捲軸上及/或可在進一步的沉積設備中塗覆。
根據本案所述的實施例，氣相沉積設備還包括可加熱護罩130，其從蒸氣源120向基板支撐件110延伸，並且至少部分地圍繞蒸氣傳播容積20。尤其，可加熱護罩130可以安裝在蒸氣源120處，例如在蒸氣源120的周圍處，或者在真空腔室中的另一個固定支撐件處，並且可以從蒸氣源120朝向基板支撐件110延伸。可加熱護罩130可以固定地安裝在氣相沉積設備的真空腔室中，即可加熱護罩不與基板支撐件110一起移動。可加熱護罩130可成形為使得可加熱護罩至少部分或完全圍繞蒸氣傳播容積20，減少或防止蒸氣15傳播到蒸氣傳播容積之外。換言之，可加熱護罩130可形成蒸氣傳播容積20的側壁，並將蒸氣15或其至少大部分限制在蒸氣傳播容積中。被可加熱護罩（至少部分或完全）包圍的蒸氣傳播容積20外部的表面上的雜散塗覆可減少，並且可促進設備的清潔。
尤其，可加熱護罩130可以至少配置在蒸氣傳播容積20的兩個相對橫向側處，如圖1的剖視圖中示意性地描繪的，防止蒸氣朝著圖1中的左側和右側離開蒸氣傳播容積20，亦即，在沿塗覆鼓輪的軸線A延伸的橫向方向L上。此外，在一些實施例中，可加熱護罩130還可以配置在蒸氣傳播容積20的一基板入口側（限定蒸氣傳播容積20的基板入口壁）與一基板出口側（限定蒸氣傳播容積20的基板出口壁）中的至少一個處(未在圖1中示出，但在圖4中可見，其中可加熱護罩也在蒸氣傳播空間20的基板出口側137處提供一屏蔽壁)。如果兩個或多個蒸氣源在塗覆鼓輪的外圍彼此相鄰佈置（見圖3），則兩個或多個蒸氣源的兩個或多個蒸氣傳播容積可能無法藉由可加熱護罩而彼此完全分離，亦即，可加熱護罩在兩個相鄰蒸氣源之間的界面處，可具有部分敞開的側壁138或沒有側壁（見圖4）。
參照回圖1，可加熱護罩130不接觸基板支撐件110，使得支撐在基板支撐件110上的基板可以在氣相沉積期間移動經過蒸氣源120並經過可加熱護罩130。可加熱護罩130可僅在可加熱護罩130與基板支撐件110之間留有小間隙，例如5mm或更小、3mm或更小、2mm或更小、或甚至約1mm或更小的間隙，使得幾乎沒有任何蒸氣可以沿橫向方向L傳播通過該可加熱護罩。
可加熱護罩130是可加熱的，從而當可加熱護罩130被加熱至操作溫度時，例如在一些實施例中500℃或更高的操作溫度，可減少或防止可加熱護罩130上的蒸氣冷凝。防止可加熱護罩130上的蒸氣冷凝是有益的，因為可以減少清潔工作。此外，可加熱護罩130上的塗覆可以改變由可加熱護罩提供的塗覆窗的尺寸。具體而言，如果在可加熱護罩130與基板支撐件110之間提供僅幾毫米範圍內的間隙，例如約1mm或更小，則可加熱護罩上的塗覆將導致間隙尺寸的變化，且因此導致沉積在基板上的塗覆的邊緣形狀發生不期望的變化。此外，當可加熱護罩上沒有源材料積聚時，可以提高源材料利用率。具體地，如果可加熱護罩被加熱到可能高於蒸氣冷凝溫度的操作溫度時，則基本上所有在蒸氣傳播容積20內傳播的源材料都可以用於塗覆基板表面。
如本案所用，「蒸氣冷凝溫度」可被理解為可加熱護罩的閾值溫度，高於該溫度時，在可加熱護罩上蒸氣15將不再冷凝。可加熱護罩130的操作溫度可以處於或（略微）高於蒸氣冷凝溫度。例如，可加熱護罩的操作溫度可以在高於蒸氣冷凝溫度5°C與50°C之間，以避免朝向基板支撐件的過度熱輻射。應注意的是，蒸氣冷凝溫度可取決於蒸氣壓力。由於蒸氣傳播容積20中複數個噴嘴121下游的蒸氣壓力低於坩堝160內部及/或蒸氣源120的分配器161內部的源壓力，因此蒸氣源120內部的蒸氣可能已經在低於蒸氣傳播容積20內部的蒸氣15的低溫下冷凝。如本案所用，「蒸氣冷凝溫度」涉及蒸氣傳播容積20中的複數個噴嘴下游的可加熱護罩的溫度，其避免可加熱護罩上的蒸氣冷凝。如本案所用，「蒸發溫度」涉及在複數個噴嘴121上游的蒸氣源120內部的溫度，該源材料在該溫度蒸發。蒸氣源120內的蒸發溫度通常高於蒸氣傳播容積20內的蒸氣冷凝溫度。例如，蒸氣源內部的蒸發溫度可設置為高於600°C的溫度，然而如果鋰被蒸發，複數個噴嘴121下游的蒸氣冷凝溫度可低於600°C，例如500°C至550°C。在本案所述的實施例中，蒸氣源內部的溫度可為600℃或更高，而可加熱護罩的操作溫度可設定為小於600℃，例如在氣相沉積期間從500℃至550℃。
在例如500°C至550°C的操作溫度下所提供的蒸氣撞擊可加熱護罩，可立即再蒸發，或從可加熱護罩表面反射，使得個別的蒸氣分子最終在基板表面上而不是在可加熱護罩表面上。可以減少或防止可加熱護罩上的材料堆積，並且可以減少清潔工作。
「可加熱護罩」在本案中也可稱為「溫控護罩」，因為可加熱護罩的溫度可在氣相沉積期間設定為預定操作溫度，從而減少或防止可加熱護罩上的蒸氣凝結。尤其，可加熱護罩的溫度可被控制以保持在預定範圍內。可以提供控制器和由控制器控制的相應的加熱裝置，以用來在氣相沉積期間控制可加熱護罩的溫度。
根據本案所述的實施例，可加熱護罩130包括邊緣排除部分131，用於掩蔽基板的不被塗覆的區域。尤其，靠近基板支撐件110配置並且可以提供其突出的自由端的可加熱護罩130的前部，可以經配置為邊緣排除遮罩，其掩蔽基板的區域，例如基板邊緣，這些區域是保持為無塗覆材料。尤其，由於用作邊緣排除遮罩的可加熱護罩130的邊緣排除部分131，在橫向方向L上的一個或兩個對向的橫向基板邊緣11可以保持沒有塗覆材料。為了能夠作為邊緣排除遮罩，在氣相沉積過程中，邊緣排除部分131需要設置在離基板較近的距離處，具體地距離為2mm或更小或1.5mm或更小，尤其是約1mm或更小（例如，1mm+/-20%）。由於基板的厚度通常為50μm或更小，特別是在6μm和10μm之間，基板與邊緣排除部分之間的距離基本上對應於基板支撐件與邊緣排除部分之間的距離，使得在這方面，基板厚度可以忽略不計。在沉積期間，邊緣排除部分131與基板之間的2mm或更大的間隙，可能已經導致相當大的蒸氣從具有大煙流發散的遠距離配置的噴嘴傳播到間隙中，防止邊緣排除，並提供傾斜的層邊緣及塗覆基板邊緣。
根據本案所述的實施例，當可加熱護罩被加熱到操作溫度時，邊緣排除部分131與基板支撐件110之間的距離D通常為2mm或更小，尤其是1mm或更小。因此，可加熱護罩130的邊緣排除部分131可充當邊緣排除遮罩，掩蔽基板邊緣並提供銳利且輪廓分明的塗層邊緣。例如，在橫向塗層邊緣處，塗層厚度可以在橫向方向L上在3mm或更小的範圍內從100％下降到1％或更小。
當可加熱護罩從室溫（大約20℃）加熱到操作溫度，例如500℃或更高的操作溫度時，可加熱護罩130的尺寸會膨脹。因此，由於所述熱致膨脹，邊緣排除部分131可在可加熱護罩的加熱期間更靠近基板支撐件110移動。根據在此描述的實施例，當可加熱護罩被加熱到操作溫度時，例如加熱到500°C和600°C之間的溫度時，可加熱護罩130經成形並經安裝使得邊緣排除部分131與基板支撐件110之間的間隙的寬度減小到2mm或更小的基本恆定的間隙寬度，特別是約1mm。
根據在此描述的實施例，當可加熱護罩未被加熱時，即在室溫（約20℃）時，邊緣排除部分131與基板支撐件110之間的最大距離D可為2mm以上及6mm以下。可加熱護罩可以相對於基板支撐件以可變距離定位（即，非對稱定位），使得透過將可加熱護罩加熱至操作溫度時，距離變得基本恆定。另一方面，當可加熱護罩被加熱至操作溫度（例如，介於500°C與600°C之間）時，邊緣排除部分131與基板支撐件之間的最大距離D可小於2mm，尤其是1.5mm或更小，更特別地約1mm，或甚至小於1mm。另一方面，可加熱護罩的尺寸經設計及安裝，以使得即使在操作溫度下，可加熱護罩也不接觸基板支撐件。在本案所述的一些實施例中，當可加熱護罩被加熱到操作溫度時，在可加熱護罩的邊緣排除部分131和基板支撐件110之間提供1mm的基本恆定的間隙寬度。間隙寬度D可以在間隙在圓周方向T的延伸範圍內基本恆定，例如間隙寬度D可以在圓周方向T上恆定地在0.8mm和1.5mm之間，特別是大約1mm（1mm+/-15%）。
如果基板支撐件110是具有彎曲鼓輪表面111的可旋轉鼓輪，在沉積期間基板支撐在彎曲鼓輪表面111上，則可加熱護罩130的邊緣排除部分131可以在圓周方向T上沿著彎曲鼓輪表面111延伸並遵循其曲率，如圖3和圖4所示。具體地，當可加熱護罩不加熱時，邊緣排除部分131與彎曲鼓輪表面111之間的最大距離D可以是2mm以上及6mm以下，及/或當可加熱護罩被加熱到操作溫度時，邊緣排除部分與彎曲鼓輪表面之間的最大距離D可以是2mm或更小，特別是大約1mm。具體而言，在可加熱護罩的加熱狀態下，邊緣排除部分131與彎曲鼓輪表面111之間的距離D可以沿著圓周方向T上的間隙延伸為基本上恆定，例如具有基本上在1.5mm以下及0.8mm以上的恆定的數值。因此，即使在氣相沉積期間基板被配置在彎曲鼓輪表面111上，也可以可靠地從沉積中排除一個橫向基板邊緣或兩個對向的橫向基板邊緣11。
在可以與本案所述的其他實施例組合的一些實施例中，邊緣排除部分131被配置為掩蔽兩個對向的橫向基板邊緣11。例如，如圖1所示，邊緣排除部分131朝向在橫向方向L上的第一基板邊緣並且朝向在橫向方向L上的第二相對基板邊緣突出，掩蔽兩個外部相對橫向基板邊緣11，防止材料塗覆在這些基板邊緣上並確保輪廓分明的塗層邊緣。
圖2示出了在本案所述的任何氣相沉積設備中製造的經塗覆基板10的示意性截面圖。由於可加熱護罩的邊緣排除部分131的掩蔽，兩個對向的橫向基板邊緣11基本上沒有塗覆材料。具有輪廓分明的外邊緣的一塗層或兩個或更多個塗覆條帶13被沉積。具有限定且銳利的外邊緣的塗覆材料條帶可沉積在基板上。在圖2所示的例子中，具有各自限定的銳利邊緣的兩個單獨的塗覆材料的塗覆條帶被沉積在基板10上。內部基板區域12可以保持沒有塗覆材料。
參考回圖1，可加熱護罩130（可選地）可具有用於掩蔽內部基板區域12的一分段部分132，例如用於實現兩個或更多個塗覆條帶的沉積。如果分段部分132在邊緣排除部分131之間的中心延伸，則可以在基板上沉積在橫向方向L上具有基本相等寬度的兩條單獨的塗覆材料條帶。分段部分132可以配置在掩蔽基板外邊緣的邊緣排除部分131之間，並且分段部分132可以在圓周方向上延伸。分段部分132的在橫向方向L上的寬度可以為1cm以上及10cm以下。因此，可以在基板11的表面上均勻地或不均勻地配置多個間隔開的塗覆條帶。
在一些實施方式中，分段部分132可以將由可加熱護罩130提供的塗覆窗分成兩個或更多個子窗，使得兩個或更多個塗覆條帶可以沉積在基板上。分段部分132可以在氣相沉積期間靠近基板支撐件110配置，作為邊緣排除遮罩部分，其掩蔽將不被塗覆的內部基板區域12，亦即，保持沒有塗覆材料。分段部分132可以配置在離彎曲鼓輪表面111很近的距離處，例如，在2mm或更小的距離處。因此，可以提供沉積在分段部分132的兩個側邊上的兩個塗覆條帶13的銳利的內邊緣。在一些實施例中，可以提供多個分段部分132，其將塗覆窗分成三個或更多個子窗，使得三個或更多個塗覆條帶可以沉積在基板上。例如，一或多個分段部分132可以將塗覆窗分成兩個或多個在橫向方向L上具有相等寬度的子窗。因此，具有基本相等寬度的兩個、三個或更多個塗覆條帶13並且可以在基板上沉積銳利且輪廓分明的邊緣。
由可加熱護罩130所限定的塗覆窗可以具有橫向方向L上的80％或更多的，特別是90％或更多的基板寬度。在橫向方向L上的橫向基板邊緣11被加熱護罩掩蔽。塗覆窗可以被配置為一個單一的開口或者可以被分成兩個、三個、四個或更多個子窗。因此，如果沒有提供分段部分132，則可以在基板上沉積一個單一的連續材料層，或者可替代地，如果提供了一個、兩個或更多個分段部分，則可以在基板上沉積兩個、三個或更多個塗覆條帶。塗覆窗在橫向方向L上的寬度可以為20cm以上及1m以下，使得在一些實施例中可沉積有寬度為20cm以上及1m以下的塗覆條帶。可替代地，多個子窗中的每一個在橫向上的寬度可以為5cm以上及50cm以下，使得多個塗覆條帶具有5cm以上及50cm以下的寬度，特別是20cm以上及40cm以下，可以透過具有一或多個分段部分的可加熱護罩在基板上沉積。
在可以與本案所述的其他實施例結合的一些實施例中，蒸氣源120可以被配置為蒸發金屬，特別是具有500℃或更高，特別是600℃或更高的蒸發溫度的金屬。在一些實施方式中，蒸氣源120可以被配置為在基板上沉積一鋰層。蒸氣源120可包括配置為加熱至600°C或更高，特別是800°C或更高的溫度的坩堝160，以及配置為將蒸氣從坩堝160引導至複數個噴嘴121的分配器161，其中該分配器的內部容積可以被加熱到600℃或更高，特別是800℃或更高的溫度。
氣相沉積設備還可以包括加熱配置140，用於主動或被動地將可加熱護罩130加熱到高於蒸氣冷凝溫度的操作溫度，特別是500℃以上及600℃以下的溫度，特別是500℃以上及550℃以下。如果可加熱護罩130的表面溫度低於蒸氣冷凝溫度，則蒸氣15可在可加熱護罩的表面上冷凝。因此，可加熱護罩的操作溫度可被控制為高於蒸氣冷凝溫度。具體地，可加熱護罩的操作溫度可以僅略高於蒸氣冷凝溫度，例如高於蒸氣冷凝溫度10℃以上及50℃以下，以避免朝向基板的過度熱負荷。
在一些實施例中，氣相沉積設備包括連接到加熱裝置140的控制器141，控制器141經配置為控制可加熱護罩130的溫度低於蒸氣源120內部的溫度，並且高於蒸氣冷凝溫度。因此，可加熱護罩在本案中也可被稱為「溫控護罩」。可加熱護罩的操作溫度應儘可能低，以減少朝向基板的熱負荷，但應足夠高以防止蒸氣在可加熱護罩上凝結。可加熱護罩的操作溫度通常低於蒸氣源120內部的蒸發溫度，例如在坩堝160或蒸氣源的分配器161內部，因為蒸氣源120內部的壓力通常高於複數個噴嘴121下游的蒸氣傳播容積20內部的壓力。
圖3示出了根據在此描述的實施例的氣相沉積設備200的示意圖，其在沿配置為可旋轉鼓輪的基板支撐件110的旋轉軸線A的方向上觀察。氣相沉積設備200可以包括圖1所示的氣相沉積設備100的一些或全部特徵，使得可參考上述說明，在此不再贅述。基板10為撓性的，例如薄箔基板，可以在彎曲鼓輪表面111上移動經過氣相沉積設備200的蒸氣源120。
蒸氣源120包括個複數噴嘴121，用於透過蒸氣傳播容積將蒸氣引導朝向彎曲鼓輪表面111。此外，提供了可加熱護罩130。可加熱護罩130從蒸氣源120朝向彎曲鼓輪表面111延伸並且至少部分地圍繞蒸氣傳播容積。在一些實施例中，可加熱護罩130在彎曲鼓輪表面上限定塗覆窗，即彎曲鼓輪表面上的區域，從蒸氣源引導的蒸氣分子可在該區域撞擊支撐在彎曲鼓輪表面上的基板。在一些實施例中，蒸氣源120經安裝並沿可旋轉鼓輪的周邊延伸，使得蒸氣源120的複數個噴嘴121經引導朝向彎曲鼓輪表面111。
例如，由與一個蒸氣源120相關聯的可加熱護罩130限定的塗覆窗，可以在圓周方向T上在彎曲鼓輪表面111的10°以上及45°以下的角度範圍a上延伸。兩個、三個、或更多個蒸氣源120可以在圓周方向上彼此相鄰佈置，例如用於在基板上沉積多個材料層，或者用於在基板上沉積相同材料的一個厚材料層。在一個實施例中，兩個、三個或更多個金屬蒸發源，特別是鋰源，在一個可旋轉鼓輪的圓周方向T上相鄰設置，使得在基板在一個可旋轉鼓輪的彎曲鼓輪表面111上移動的同時，可以在基板上沉積一層厚金屬層。
由相鄰蒸氣源的可加熱護罩130限定的塗覆窗可以是分開的（如圖3中示意性描繪的），或者替代地，由相鄰蒸氣源的可加熱護罩130限定的塗覆窗可以部分重疊。例如，由與兩個相鄰蒸氣源相關聯的可加熱護罩提供的分隔壁可以是部分敞開的。具有部分敞開的側壁138的可加熱護罩在圖4中描繪，側壁138限定兩個相鄰塗覆窗之間的界面。
根據本案所述的實施例，可加熱護罩130包括邊緣排除部分131，邊緣排除部分131在可旋轉鼓輪的圓周方向T上延伸，並且被配置為掩蔽基板的不被塗覆的區域。例如，基板的第一橫向邊緣和與第一橫向邊緣對向的基板的第二橫向邊緣可以被排除在沉積之外。邊緣排除部分131可以在圓周方向T遵循彎曲鼓輪表面的曲率，使得當基板沿著由彎曲鼓輪表面限定的彎曲傳送路徑移動時，基板的側邊緣被準確地掩蔽。
尤其，當可加熱護罩加熱到操作溫度時，邊緣排除部分131與彎曲鼓輪表面111之間的距離D，在圓周方向T上沿邊緣排除部分131完全延伸，可以是2mm或更小，特別地大約1mm。邊緣排除部分131可以在圓周方向T上延伸超過20cm或更多、30cm或更多、或者甚至50cm或更多。具體而言，在邊緣排除部分131與彎曲鼓輪表面111之間提供周向延伸的間隙，當可加熱護罩被加熱到操作溫度時，該間隙具有大約0.8mm和大約1.5mm之間的基本上恆定的間隙寬度，特別是約1mm的恆定間隙寬度。
圖4示出了本案所述的氣相沉積設備的可加熱護罩130的立體圖。可加熱護罩130可具有至少兩個對向的橫向側壁，在其間限定蒸氣傳播容積20。邊緣排除部分131可以設置在兩個對向的橫向側壁的前部，並且被配置用於掩蔽對向的基板邊緣。如圖4示意性所示，邊緣排除部分131可具有彎曲的前表面，其曲率適合於塗覆鼓輪的曲率。當接近限定塗層邊緣並且在沉積期間特別靠近彎曲鼓輪表面配置的各個掩蔽邊緣時，邊緣排除部分131可以變得更薄。在安裝到蒸氣源之後，可加熱護罩130的兩個對向的橫向側壁可以從蒸氣源向彎曲鼓輪表面突出，在邊緣排除部分131與彎曲的基板表面之間留下小的間隙。當可加熱護罩被加熱到操作溫度時，該間隙在圓周方向具有基本恆定的間隙寬度。
邊緣排除部分131是彎曲的，在氣相沉積過程中完全地遵循彎曲鼓輪表面的曲率，使得當可加熱護罩被加熱到操作溫度並且已熱膨脹時，在邊緣排除部分131與彎曲鼓輪表面111之間提供一恆定的小間隙寬度。
可選地，可加熱護罩130還可以包括分段部分132，其設置在邊緣排除部分131之間並且被配置用於掩蔽內部基板區域。在圖4中，分段部分132以虛線描繪為可選的。分段部分132在圓周方向上的曲率進展可以對應於邊緣排除部131在圓周方向T上的曲率進展，使得在氣相沉積期間當可加熱護罩130（包括分段部分132）被加熱到操作溫度時，在分段部分132與彎曲鼓輪表面111之間產生一恆定的且小的間隙。在一些實施例中，兩個、三個、或更多個分段部分132被配置在邊緣排除部分131之間，例如在它們之間具有均勻的間距。因此，可以在基板上沉積兩個、三個、或更多個具有基本相等的橫向寬度的塗覆條帶。
如圖5A和圖5B分別示出了具有彎曲鼓輪表面111的可旋轉鼓輪形式的一部分的基板支撐件110。如本案所述的限定塗覆窗的可加熱護罩130面向彎曲鼓輪表面111，從而在可加熱的護罩130的邊緣排除部分131與彎曲鼓輪表面111之間提供一小的且基本恆定的間隙。圖5A示出了在室溫下，即未加熱狀態下的可加熱護罩，而圖5B示出了在操作溫度下的可加熱護罩，例如，在氣相沉積期間。可加熱護罩的操作溫度可以是200°C或更高，特別是300°C或更高，400°C或更高，或者甚至500°C或更高，例如在500°C與600°C之間，取決於蒸發的源材料，從而可以減少或防止可加熱護罩上的蒸氣冷凝。
可旋轉鼓輪可具有0.2m或更大的半徑，特別是0.5m或更大，例如約0.7m。邊緣排除部分的曲率半徑可以基本上對應於彎曲鼓輪表面的曲率半徑，即邊緣排除部分131可以遵循彎曲鼓輪表面111的曲率。
在圖5A中，邊緣排除部分131與彎曲鼓輪表面111之間的間隙寬度D可以至少在截面上大於圖5B中的相應間隙寬度D，亦即，在可加熱護罩加熱到蒸發溫度之後。原因是可加熱護罩可能在加熱過程中會熱膨脹。在圖5B中，間隙寬度D在可加熱護罩在圓周方向的整個延伸範圍內是基本恆定並且非常小的。在圖5A中，間隙寬度在圓周方向上可能略有變化，例如，變化範圍可能為0.5mm以上及3mm以下 — 取決於(1)可加熱護罩材料的熱膨脹係數，(2)操作溫度，(3)可加熱護罩在圓周方向上的角度延伸，及/或(4)可加熱護罩固定點的位置。
例如，如果可加熱護罩在圓周方向徑向固定地安裝在其端部分，允許可加熱護罩的中央部分徑向移動，則當可加熱護罩被加熱時，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的在可加熱護罩(在圖5A和圖5B中標記為(2))的中央區段處的一第一距離變得更小。因此，中央位置(標記為(2))處的距離D，在圖5A所示的未加熱狀態下可能比圖5B所示的加熱狀態下更大，例如0.5mm或更多或甚至1mm或更多。尤其，如果（1）室溫與操作溫度之間的溫差約為500°C，並且（2）可加熱護罩由不銹鋼或具有相似熱膨脹係數的材料製成，則在中心位置（標記(2)）處的差值D在圖5A中可以是約2.3mm，且在圖5B中約1mm。
如果可加熱護罩在圓周方向徑向固定地安裝在其端部分，允許了可加熱護罩的中央部分徑向移動，則當可加熱護罩被加熱時，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的在該可加熱護罩（圖5A和圖5B中標記的(1)）的端區段中的一第二距離幾乎不徑向向內移動。因此，在圖5A和圖5B中的端部分位置（標記為(1)）處的距離D，可以基本上彼此對應，因為當可加熱護罩被加熱時，在可加熱護罩的端部分幾乎沒有任何熱引起的運動。
綜上所述，可加熱護罩可以這樣安裝：在室溫下，間隙寬度在圓周延伸範圍內變化，使得邊緣排除部分徑向向內變化的熱運動得到預補償，並且(在操作溫度下)可以提供基本恆定的小的間隙寬度。
圖6示出了可加熱護罩的固定，使得可加熱護罩的加熱導致該可加熱護罩的熱運動，提供了在可加熱護罩的沿圓周方向上的整個延伸範圍上的在該可加熱護罩與該彎曲鼓輪表面之間的一恆定的間隙寬度。
可設置突出到相應對準凹部中的至少三個對準銷171、172，以用於保持可加熱護罩130，以使該可加熱護罩的邊緣排除部分131面向彎曲鼓輪表面，並配置成與其相距很近。該至少三個對準銷171、172可以在圓周方向上彼此間隔開並且突出到相應的對準凹部中，用於將可加熱護罩定位在距可旋轉鼓輪的一預定徑向距離處，其在當可加熱護罩被加熱時，在該可加熱護罩在圓周方向上的整個延伸上具有一亞毫米偏差，特別是偏差小於100μm或小於50μm。
例如，兩個外對準銷171可以不允許該可加熱護罩在兩個外對準銷171的位置處的任何徑向運動，但是可以可選地允許該可加熱護罩在兩個外對準銷171的位置處在圓周方向T的運動。尤其，兩個外對準銷171可以突出到在圓周方向上伸長的凹部中，但在徑向方向上不提供任何遊隙。由於兩個外對準銷171不允許可加熱護罩沿徑向運動，因此即使加熱可加熱護罩，兩個外對準銷171位置處的間隙寬度也可以保持基本恆定。
內對準銷172可允許可加熱護罩在內對準銷172的位置處沿徑向向內的方向移動，直至一端止擋件（例如，由對準凹部的壁所提供，內對準銷172突出進入該壁）可配置在例如兩個外對準銷171之間的中央。可加熱護罩的加熱，可導致可加熱護罩在內對準銷172的位置處徑向向內的熱引起的運動，直到內對準銷172抵靠在端止擋件處，並且該可加熱護罩不能再進一步移動。在該操作溫度下，在內對準銷172的位置處的第一間隙寬度可以對應兩個外對準銷171位置處的一第二間隙寬度，並且可以在從0.8mm到1.5mm的範圍內，尤其是約1mm。如果兩個外對準銷171在圓周方向上設置在可加熱護罩的端部分，則間隙可以在圓周方向上的整個延伸範圍內恆定，亦即，也位在兩個對準銷之間的位置處。
圖7是用於說明根據本案描述的實施例的用於塗覆基板的方法的流程圖。
在方塊701中，基板在圓周方向移動經過可旋轉鼓輪的彎曲鼓輪表面上的蒸氣源。
在方塊702中，蒸氣從蒸氣源藉由蒸氣傳播容積被引導朝向支撐在彎曲鼓輪表面上的基板。可加熱護罩從蒸氣源向彎曲鼓輪表面延伸並且至少部分地圍繞蒸氣傳播容積。可加熱護罩被加熱到等於或高於蒸氣冷凝溫度的操作溫度，以減少或防止可加熱護罩上的蒸氣冷凝。
在一些實施例中，蒸氣源是金屬源，特別是鋰源，並且蒸氣是金屬蒸氣，特別是鋰蒸氣。可加熱護罩的操作溫度可以是500℃以上及600℃以下，特別是在500℃和550℃之間。如果蒸氣源為鋰源，則蒸氣源內的蒸發溫度可以為600℃以上及850℃以下。
基板可以是撓性箔，特別是撓性金屬箔，更特別是銅箔或具有銅的箔，例如在其一側或兩側塗有銅的箔。基板可以具有50μm或更小的厚度，特別是20μm或更小，例如約8μm。具體而言，基板可以是厚度在亞20微米的範圍內的薄銅箔。
在一些實施例中，可加熱護罩可包括一邊緣排除部分。例如，可加熱護罩的朝向基板突出並與其靠近配置的前部，可形成為邊緣排除遮罩。在方塊703中，可加熱護罩的邊緣排除部分掩蔽了基板的不被塗覆的區域。
邊緣排除部分可以在圓周方向上延伸，並且在氣相沉積期間遵循彎曲鼓輪表面的曲率。方塊703中的掩蔽可以包括掩蔽基板的至少一個橫向邊緣或兩個對向的橫向邊緣。
可加熱護罩可以在彎曲鼓輪表面上限定塗覆窗，亦即，使由蒸氣源的複數個噴嘴所發射的蒸氣可以撞擊在基板上，而基板可以移動經過蒸氣源的一窗。
方塊703中的掩蔽還可以包括，以在兩個邊緣排除部分之間延伸的可加熱護罩的分段部分，來掩蔽基板的至少一個內部區域。可以在基板上沉積兩個（或更多）單獨的塗覆條帶。尤其，可加熱護罩可包括一分段部分，該分段部分在圓周方向延伸並將由可加熱護罩提供的塗覆窗分成兩個或更多個子窗。每個子窗可以具有10cm以上及50cm以下的寬度。可以藉由兩個或更多個子窗，將兩個或更多個在橫向方向L上具有限定寬度的單獨塗覆條帶沉積在基板上。
當可加熱護罩被加熱到操作溫度時，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的最大距離可以是2mm或更小，特別是大約1mm。尤其，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的一間隙寬度可以在圓周方向上基本恆定，例如具有在0.8mm和1.5mm之間的基本恆定的寬度，例如大約1mm（1mm+/-15%）。
進一步地，該分段部分也可以在圓周方向遵循彎曲鼓輪表面的曲率，並且當可加熱護罩加熱到操作溫度時，該分段部分與該彎曲鼓輪表面之間的最大距離可以是2mm或更小，特別地大約1mm。尤其，分段部分與彎曲鼓輪表面之間的間隙寬度在圓周方向上可以基本恆定，例如具有大約1mm（1mm+/-15%）的寬度值。
圖8是用於說明根據在此描述的實施例的安裝氣相沉積設備的方法的流程圖。
該方法包括，在方塊801中，提供具有用於支撐基板的彎曲鼓輪表面，及用於將蒸氣引導至彎曲鼓輪表面的蒸氣源的可旋轉鼓輪。
該方法還包括，在方塊802中，安裝可加熱護罩，使得可加熱護罩從蒸氣源向彎曲鼓輪表面延伸，其中可加熱護罩包括邊緣排除部分，在圓周方向沿彎曲鼓輪表面延伸並遵循其曲率。換句話說，邊緣排除部分的曲率可採用塗覆鼓輪的曲率，使得 — 當可加熱護罩加熱到操作溫度時 — 邊緣排除部分的曲率進展，完全地遵循彎曲鼓輪表面的曲率進展，而在該彎曲鼓輪表面與該邊緣排除部分之間提供一恆定且小的間隙。
方塊802中的安裝，可以包括安裝可加熱護罩，使得可加熱護罩的熱致膨脹，導致邊緣排除部分與彎曲鼓輪表面之間的在圓周方向上的一恆定距離，特別是在圓周方向上的邊緣排除部分的整個延伸的0.8mm與1.5mm之間的範圍內的距離。
具體而言，方塊802中的安裝，可包括安裝可加熱護罩，使得在可加熱護罩未加熱狀態下，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的在該可加熱護罩的中央區段中的一第一距離，在圓周方向上，係不同於（例如，大於）在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的在該可加熱護罩的一端區段中的一第二距離，例如相差為1mm或更大。原因是當可加熱護罩被加熱且熱膨脹時，可加熱護罩在圓周方向上的端部分會移動，而不同於可加熱護罩的中心部分的移動。具體而言，如果可加熱護罩在圓周方向上的兩個端部分處沿徑向固定地安裝，則當可加熱護罩熱膨脹時，端部分可能比中央部分更少地朝向彎曲鼓輪表面移動。可加熱護罩的安裝，可以使得在氣相沉積期間，當可加熱護罩被加熱到操作溫度並且具有熱膨脹時，實現了可加熱護罩的邊緣排除部分與彎曲鼓輪表面之間的恆定且非常小的間隙。
例如，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的在可加熱護罩的中央區段處的第一距離可以是2mm或更大，例如在未加熱狀態下大約2.3mm，及/或在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的在可加熱護罩的一端區段的一第二距離可以為1.5mm或更小，特別是在未加熱狀態下為1.2mm或更小。在將可加熱護罩加熱到操作溫度之後，第一距離與第二距離可以基本相同，例如從0.8mm到1.2mm，特別是大約1mm。
換句話說，安裝可加熱護罩，使得間隙寬度在圓周方向上略微變化，例如在0.5mm以上及2mm以下的變化範圍內，這樣 — 當加熱到操作溫度時 — 間隙寬度在圓周方向變得基本恆定，提供基板的精確的邊緣排除及恆定形狀的與銳利的層邊緣。
該可加熱護罩可以由金屬材料製成，例如不銹鋼，並且上述尺寸可以基於不銹鋼的熱膨脹係數。例如，不銹鋼在從室溫加熱到約550°C的操作溫度時，長度會熱膨脹約0.88%。很明顯，可加熱護罩的熱膨脹可能取決於可加熱護罩的材料，並且相應的尺寸和與其相關的熱膨脹可以基於所使用的材料進行調整，使得如果使用不同材料的可加熱護罩，則在氣相沉積期間，可在該可旋轉鼓輪與該邊緣排除部分之間可實現恆定且小的間隙寬度。
本案的實施例提供溫度控制的塗覆腔室環境，例如以減少真空腔室內部不同於基板的部件的雜散塗覆。因此，除了在預防性維護週期之間的更長的操作時間之外，還可以提供有利地改進的基板塗覆品質和產量。
在一些實施例中，在蒸氣源的坩堝中蒸發的源材料可包括例如金屬，特別是鋰、金屬合金、及在給定條件下具有氣相的其他可蒸發材料等。根據又一實施例，附加地或替代地，該材料可包括鎂(Mg)、鐿(YB)、及氟化鋰(LiF)。坩堝中產生的蒸發材料可以進入一分配器。分配器可例如包括提供傳送系統，以沿沉積設備的寬度及/或長度分配蒸發的材料的通道或管。分配器可以具有「噴淋頭反應器」的設計。
根據可與本案描述的其他實施例組合的實施例，蒸發材料可包括鋰、Yb或LiF或可由鋰、Yb或LiF組成。根據可與本案所述的其他實施例組合的實施例，蒸發器及/或噴嘴的溫度可為至少600°C，或特別地介於600°C與1000°C之間，或更特別地介於600°C與800°C之間。根據可與本案所述的其他實施例組合的實施例，可加熱護罩的操作溫度可在450°C與600°C之間，特別是在約500°C與約550°C，偏差為+/10°C或更小。
根據可與本案所述的其他實施例組合的實施例，可加熱護罩的溫度比蒸發器的溫度低，例如至少100℃。
根據可與本案所述的其他實施例結合的實施例，可加熱護罩被被動加熱，例如藉由蒸氣源的側壁，例如透過輻射。可加熱護罩例如可以被來自蒸氣源（特別是分配器）的側壁的輻射熱加熱。用語「被動地」可以理解為可加熱護罩由真空沉積設備的其他部件排他地加熱。可加熱護罩可以例如被配置為吸收、反射及/或屏蔽熱量，特別是蒸氣源側壁的輻射熱。藉由降低由可加熱護罩引導朝向基板的熱量，基板可配置得更靠近蒸發器，這使得真空腔室的設計更小且更緊湊。
此外，透過加熱可加熱護罩，例如透過雜散塗覆沉積在可加熱護罩表面上的材料也可以再蒸發。可加熱護罩上的雜散塗覆材料可以有利地藉由再蒸發去除。此外，藉由從可加熱護罩上重新蒸發材料，還可以使基板上的塗覆更加均勻。
在一些實施例中，複數個噴嘴包括三排、四排或更多排噴嘴。附加地或替代地，可以提供開口及/或噴嘴的陣列或圖案，其中四個或更多個開口及/或噴嘴配置在兩個不同的方向上，例如正交方向。
控制器可以被配置為主動控制可加熱護罩的溫度。主動控制可以包括控制供應給加熱配置的電功率，及/或可以包括控制供應給該加熱配置的加熱液體的流速。控制器可以被配置為測量蒸氣源內的溫度及/或可加熱護罩的溫度。此外，控制器還可以被配置為測量複數個噴嘴上游的蒸氣源內、複數個噴嘴下游的蒸氣傳播容積內、及/或真空腔室的另一部分內的壓力。此外，控制器可以被配置為控制坩堝及/或分配管內的蒸發速率，及/或蒸發材料在基板上的沉積速率。各個參數可以是例如溫度、速率、及壓力。各個參數可以例如由配置在各個部件處的傳感器測量。
根據可與本案所述的其他實施例組合的一些實施例，製造電池的陽極，及包括銅或由銅組成的撓性基板或網模。根據一些實施方式，網模還可包括石墨和矽及/或氧化矽。例如，鋰可以將包括石墨和矽及/或氧化矽的層預鋰化。
具體而言，這裡描述了以下實施例： 實施例一：一種氣相沉積設備包括：用於支撐待塗覆的基板的基板支撐件；具有複數個噴嘴的蒸氣源，用於透過蒸氣傳播容積將蒸氣引導至基板支撐件；以及，從蒸氣源向基板支撐件延伸並且至少部分地圍繞蒸氣傳播容積的可加熱護罩，其中可加熱護罩包括邊緣排除部分，用於掩蔽該基板的不被塗覆的區域。 實施例2：如實施例1的氣相沉積設備，其中所述基板支撐件是具有彎曲鼓輪表面的可旋轉鼓輪，並且該氣相沉積設備被配置為使該彎曲鼓輪表面上的基板在圓周方向移動經過該蒸氣源。 實施例3：實施例2的氣相沉積設備，其中該邊緣排除部分沿著在該圓周方向上的該彎曲鼓輪表面延伸，並遵循該彎曲鼓輪表面的一曲率。 實施例4：實施例2或3的氣相沉積設備，應用至少以下之一者：(i)當該可加熱護罩不加熱，該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的一最大距離為2mm以上及6mm以下；(ii)當該可加熱護罩被加熱到一操作溫度時，該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的最大距離小於2mm，尤其是約1mm或小於1mm。 實施例5：如實施例1至4中任一者的氣相沉積設備，包括至少三個對準銷，其在該圓周方向上彼此間隔開並且突出到相應的對準凹部中，用於將該可加熱護罩定位在離該可旋轉鼓輪的一預定徑向距離處，當該可加熱護罩被加熱時，其在沿該圓周方向的該可加熱護罩的一延伸上具有的一亞毫米偏差。 實施例6：如實施例1至5中任一者的氣相沉積設備，其中該邊緣排除部分經配置以掩蔽該基板的兩個對向的橫向邊緣。 實施例7：如實施例1至6中任一者的氣相沉積設備，其中該可加熱護罩包括一分段部分，該分段部分用於掩蔽一內部基板區域，以允許兩個塗覆條帶的一沉積。 實施例8：如實施例7的氣相沉積設備，其中該分段部分將由該可加熱護罩提供的一塗覆窗分成兩個或更多個子窗，其在一橫向方向上具有一基本相等寬度。 實施例9：如實施例1至8中任一項的氣相沉積設備，包括一加熱配置，用於主動地或被動地將該可加熱護罩加熱至高於一蒸氣冷凝溫度的一溫度，尤其是500℃以上及600℃以下的溫度。 實施例10：如實施例9的氣相沉積設備，還包括一控制器，連接到該加熱配置，並且配置以控制該可加熱護罩的該溫度以低於該蒸氣源內部的一溫度，並且高於該蒸氣傳播容積中的一蒸氣冷凝溫度。 實施例11：如實施例1至10中任一者的氣相沉積設備，其中該可加熱護罩不與該基板支撐件接觸，使得該基板支撐件在氣相沉積期間可相對於該可加熱護罩與該蒸氣源移動。 實施例12：如實施例1至11中任一者的氣相沉積設備，其中該可加熱護罩在兩個橫向側以及在一基板入口側與在一基板出口側中的至少一者處圍繞該蒸氣傳播容積。 實施例13：一種氣相沉積設備，包括：用於支撐待塗覆基板的基板支撐件，其中該基板支撐件是具有彎曲鼓輪表面的可旋轉鼓輪；具有複數個噴嘴的蒸氣源，用於藉由蒸氣傳播容積將蒸氣引導至彎曲鼓輪表面；以及，從蒸氣源向彎曲鼓輪表面延伸並且至少部分地圍繞蒸氣傳播容積的可加熱護罩，該可加熱護罩在彎曲鼓輪表面上限定一塗覆窗。 實施例14：如實施例13所述的氣相沉積設備，其中該可加熱護罩包括一邊緣排除部分，用於掩蔽該基板的不被塗覆的區域，該邊緣排除部分在該可旋轉鼓輪的一圓周方向上延伸並遵循該彎曲鼓輪表面的一曲率。 實施例15：一種在真空腔室中塗覆基板的方法，包括步驟：使一基板沿一圓周方向移動經過一可旋轉鼓輪的一彎曲鼓輪表面上的一蒸氣源；將來自該蒸氣源的蒸氣藉由一蒸氣傳播容積引導朝向支撐在該彎曲鼓輪表面上的該基板；以及，加熱從該蒸氣源向該彎曲鼓輪表面延伸並且至少部分地圍繞該蒸氣傳播容積的一可加熱護罩。 實施例16：如實施例15的方法，其中該可加熱護罩在該彎曲鼓輪表面上限定一塗覆窗，並且包括掩蔽該基板的不被塗覆的區域的一邊緣排除部分。 實施例17：如實施例16的方法，其中該邊緣排除部分在該圓周方向延伸，遵循該彎曲鼓輪表面的一曲率，並且掩蔽該基板的至少一個側向邊緣或兩個對向的側向邊緣。 實施例18：如實施例16或17的方法，其中在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間所提供在該圓周方向上延伸的一間隙，當該可加熱護罩被加熱至一操作溫度時，該間隙具有大約0.8mm與大約1.5mm之間的一基本恆定的間隙寬度，尤其是約1mm的恆定間隙寬度。 實施例19：如實施例15至18中任一者的方法，其中該可加熱護罩包括一分段部分，該分段部分沿該圓周方向延伸，並將由該可加熱護罩提供的一塗覆窗分成兩個或更多個子窗，該方法包括步驟：藉由該兩個或多個子窗在該基板上沉積兩個或多個單獨的塗覆條帶。 實施例20：如實施例19的方法，其中該分段部分沿該圓周方向遵循該彎曲鼓輪表面的一曲率，並且當該可加熱護罩被加熱到一操作溫度時，在該分段部分與該彎曲鼓輪表面之間的一最大距離為2mm或更小，尤其是約1mm。 實施例21：如實施例15至20中任一者的方法，其中該蒸氣源是一金屬源，尤其是一鋰源，並且該蒸氣是一金屬蒸氣，尤其是一鋰蒸氣。 實施例22：如實施例15至21中任一者的方法，其中可加熱護罩的操作溫度在約500℃與約600℃之間，或者其中蒸氣源內部的操作溫度在約600℃與850℃之間。 實施例23：如實施例15至22中任一者的方法，其中該基板是撓性金屬箔，特別是銅箔，更特別是厚度為20μm或更小的銅箔。 實施例24：如實施例15至23中任一者的方法，其中撞擊在所述可加熱護罩上的蒸氣被再蒸發或反射。 實施例25：一種在真空腔室中塗覆基板的方法，包括步驟：將基板支撐件在基板支撐件上；將來自蒸氣源的蒸氣透過蒸氣傳播容積引導朝向支撐在基板支撐件上的基板；加熱至少部分圍繞蒸氣傳播容積的可加熱護罩，以防止或減少可加熱護罩上的蒸氣冷凝；以及，以可加熱護罩的邊緣排除部分來掩蔽基板的不被塗覆的區域。 實施例26：一種用於安裝一氣相沉積設備的方法，該方法包括步驟：該方法包括提供具有用於支撐基板的彎曲鼓輪表面的可旋轉鼓輪和用於將蒸氣引導向彎曲鼓輪表面的蒸氣源；安裝可加熱護罩，使得可加熱護罩從蒸氣源向彎曲鼓輪表面延伸並限定塗覆窗，其中可加熱護罩包括邊緣排除部分，在圓周方向沿彎曲鼓輪表面延伸並遵循其曲率。 實施例27：如實施例26的方法，其中可加熱護罩經安裝使得可加熱護罩的熱致膨脹導致邊緣排除部分與彎曲鼓輪表面之間在圓周方向的距離基本恆定，尤其是在0.8mm與1.5mm之間的範圍內的一距離。 實施例28：如實施例26或27的方法，其中該可加熱護罩經安裝，使得在該可加熱護罩的一未加熱狀態下，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的在一中央區段處的一第一距離，在該圓周方向上，係不同於在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的在端區段處的一第二距離，相差有0.5mm以上及2mm以下。 實施例29：一種在實施例1至14中任一者的氣相沉積設備中製造塗覆基板的方法，包括步驟：將一基板支撐在一氣相沉積設備的一基板支撐件上；將來自該氣相沉積設備的一蒸氣源的蒸氣引導朝向該基板，以在該基板上沉積一或多個塗覆條帶。
雖然前面針對實施例，但是在不脫離基本範圍的情況下可以設計其他和進一步的實施例，並且該範圍由所附申請專利範圍來界定。
10:基板 11:橫向基板邊緣 12:內部基板區域 15:蒸氣 20:蒸氣傳播容積 100:氣相沉積設備 110:基板支撐件 111:彎曲鼓輪表面 120:蒸氣源 121:噴嘴 130:可加熱護罩 131:邊緣排除部分 132:分段部分 137:基板出口側 138:側壁 140:加熱裝置 141:控制器 160:坩堝 161:分配器 171:對準銷 172:對準銷 200:氣相沉積設備 701:方塊 702:方塊 703:方塊 801:方塊 802:方塊
為了能夠詳細理解本案的上述特徵的方式，可以藉由參考實施例對以上簡要概括的本案進行更具體的描述。本案附圖涉及本發明的實施例，描述如下： 圖1為本發明實施例的氣相沉積設備的剖面示意圖； 圖2示出了根據本案的實施例製造的塗覆基板的示意性截面圖； 圖3示出了根據本案實施例的氣相沉積設備的示意圖； 圖4示出了根據本案實施例的氣相沉積設備的可加熱護罩的透視圖； 圖5A和5B示出了根據本案實施例的氣相沉積設備的局部截面圖。該可加熱護罩在圖5A中沒有被加熱，且在圖5B中，該可加熱護罩被加熱到操作溫度； 圖6示出了本發明實施例的氣相沉積設備的局部剖視圖； 圖7示出了用於說明根據本案描述的實施例在真空腔室中塗覆基板的方法的流程圖；以及 圖8示出了用於安裝根據本案描述的實施例的氣相沉積設備的流程圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
10:基板
11:橫向基板邊緣
12:內部基板區域
15:蒸氣
20:蒸氣傳播容積
100:氣相沉積設備
110:基板支撐件
111:彎曲鼓輪表面
120:蒸氣源
121:噴嘴
130:可加熱護罩
131:邊緣排除部分
132:分段部分
140:加熱裝置
141:控制器
160:坩堝
161:分配器

Claims (20)

  1. 一種氣相沉積設備，包括： 一基板支撐件，用於支撐待塗覆的一基板； 一蒸氣源，該蒸氣源具有複數個噴嘴，用於藉由一蒸氣傳播容積將蒸氣引導至該基板支撐件；及 一可加熱護罩，該可加熱護罩從該蒸氣源朝向該基板支撐件延伸，並且至少部分地圍繞該蒸氣傳播容積，其中該可加熱護罩包括一邊緣排除部分，用於掩蔽該基板的不被塗覆的區域。
  2. 如請求項1所述的氣相沉積設備，其中該基板支撐件是具有一彎曲鼓輪表面的一可旋轉鼓輪，並且該氣相沉積設備經配置以使該彎曲鼓輪表面上的該基板，沿一圓周方向移動經過該蒸氣源。
  3. 如請求項2所述的氣相沉積設備，其中該邊緣排除部分沿著在該圓周方向上的該彎曲鼓輪表面延伸，並遵循該彎曲鼓輪表面的一曲率。
  4. 如請求項2所述的氣相沉積設備，其中應用至少以下之一者： (i)當該可加熱護罩不加熱時，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的一最大距離為2mm以上及6mm以下；以及 (ii)當該可加熱護罩被加熱到一操作溫度時，在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間的一最大距離小於2mm。
  5. 如請求項1所述的氣相沉積設備，包括至少三個對準銷，其在該圓周方向上彼此間隔開並且突出到相應的對準凹部中，用於將該可加熱護罩定位在離該可旋轉鼓輪的一預定徑向距離處，當該可加熱護罩被加熱時，該預定徑向距離在沿該圓周方向的該可加熱護罩的一延伸上具有的一亞毫米偏差。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的氣相沉積設備，其中該邊緣排除部分經配置以掩蔽該基板的兩個對向的橫向邊緣。
  7. 如請求項1至5中任一項所述的氣相沉積設備，其中該可加熱護罩包括一分段部分，該分段部分用於掩蔽一內部基板區域，以允許兩個塗覆條帶的一沉積。
  8. 如請求項7所述的氣相沉積設備，其中該分段部分將由該可加熱護罩提供的一塗覆窗分成兩個或更多個子窗，其在一橫向方向上具有一基本相等寬度。
  9. 如請求項1至5中任一項所述的氣相沉積設備，包括一加熱配置，用於主動地或被動地將該可加熱護罩加熱至高於一蒸氣冷凝溫度的一溫度。
  10. 如請求項9所述的氣相沉積設備，還包括： 一控制器，連接到該加熱配置，並且配置以控制該可加熱護罩的該溫度以低於該蒸氣源內部的一溫度，且高於該蒸氣傳播容積中的一蒸氣冷凝溫度。
  11. 如請求項1至5中任一項所述的氣相沉積設備，其中該可加熱護罩不接觸該基板支撐件，使得該基板支撐件在氣相沉積期間可相對於該可加熱護罩與該蒸氣源移動。
  12. 如請求項1至5中任一項所述的氣相沉積設備，其中該可加熱護罩在兩個橫向側以及在一基板入口側與一基板出口側中的至少一者處圍繞該蒸氣傳播容積。
  13. 一種氣相沉積設備，包括： 一基板支撐件，用於支撐待塗覆的一基板，其中該基板支撐件為具有一彎曲鼓輪表面的一可旋轉鼓輪； 一蒸氣源，該蒸氣源具有複數個噴嘴，用於藉由一蒸氣傳播容積將蒸氣引導至該彎曲鼓輪表面；以及 一可加熱護罩，該可加熱護罩從該蒸氣源向該彎曲鼓輪表面延伸，並且至少部分地圍繞該蒸氣傳播容積，該可加熱護罩在該彎曲鼓輪表面上限定一塗覆窗。
  14. 如請求項13所述的氣相沉積設備，其中該可加熱護罩包括一邊緣排除部分，用於掩蔽該基板的不被塗覆的區域，該邊緣排除部分沿該可旋轉鼓輪的一圓周方向延伸並遵循該彎曲鼓輪表面的一曲率。
  15. 一種在一真空腔室中塗覆一基板的方法，包括下列步驟： 使一基板沿一圓周方向移動經過在一可旋轉鼓輪的一彎曲鼓輪表面上的一蒸氣源； 將來自該蒸氣源的蒸氣藉由一蒸氣傳播容積引導朝向支撐在該彎曲鼓輪表面上的該基板；以及 加熱從該蒸氣源向該彎曲鼓輪表面延伸並且至少部分地圍繞該蒸氣傳播容積的一可加熱護罩。
  16. 如請求項15所述的方法，其中該可加熱護罩在該彎曲鼓輪表面上限定一塗覆窗，並且包括掩蔽該基板的不被塗覆的區域的一邊緣排除部分。
  17. 如請求項16所述的方法，其中該邊緣排除部分在該圓周方向延伸，遵循該彎曲鼓輪表面的一曲率，並且掩蔽該基板的至少一個側向邊緣或兩個對向的側向邊緣。
  18. 如請求項16或17所述的方法，其中在該邊緣排除部分與該彎曲鼓輪表面之間提供在該圓周方向上延伸的一間隙，當該可加熱護罩被加熱至一操作溫度時，該間隙具有大約0.8mm與大約1.5mm之間的一基本恆定的間隙寬度。
  19. 如請求項15至17中任一項所述的方法，其中該可加熱護罩包括一分段部分，該分段部分沿該圓周方向延伸，並將由該可加熱護罩提供的一塗覆窗分成兩個或更多個子窗，該方法包括步驟： 藉由該兩個或多個子窗在該基板上沉積兩個或多個單獨的塗覆條帶。
  20. 如請求項15至17中任一項所述的方法，其中該蒸氣源是一鋰源，並且該蒸氣是一鋰蒸氣。
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