CN102449189B - 用来处理基质的装置和基质载体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过将基质暴露到起始材料的交替的饱和表面反应用来在气体沉积设备的反应室中处理基质的装置，所述装置包括装载机构，该装载机构用来在基质支撑件上将基质装载到反应室中。根据本发明，基质被布置用来借助粘合剂以可分离的方式连接到基质载体。

Description

用来处理基质的装置和基质载体

技术领域

本发明涉及一种用来处理基质的装置，并且特别地涉及通过将基质暴露到起始材料的交替的饱和表面反应用来在气体沉积设备的反应室中处理基质的、根据权利要求1的前序的装置，该装置包括装载机构，该装载机构用来在基质支撑件上将基质装载到反应室中。本发明也涉及一种载体，并且特别地涉及根据权利要求12的前序的载体，在通过将基质暴露到起始材料的交替的饱和表面反应而处理基质时，该载体在气体沉积设备的反应空间中用来支撑基质。

背景技术

在现有技术中，其中基质暴露到起始材料的交替的饱和表面反应的诸如原子层沉积(ALD)设备的气相沉积设备包括载体或基质支撑件，基质被放置到该载体或基质支撑件上以便装载到气体沉积设备的反应室中。换句话说，载体或基质支撑件用来将要被处理的一个或多个基质引入反应室中以便在处理期间在反应室内支撑该基质和从反应室移除基质。现有技术基质支撑件包括支撑平面，例如，基质在大体上水平的位置、从水平位置到倾斜的位置或到大体上竖直的位置被放置在该支撑平面上。盒(cassette)状基质支撑件的使用也是已知的。在这些盒状基质支撑件中，可以将多个基质并排地放置在支撑平面上，例如，在水平的、竖直的或倾斜的位置。

这些现有技术基质支撑件或载体的问题是，在大体上竖直的位置将基质放置到反应室中以便涂覆是麻烦的，并且基质支撑件或载体需要极其复杂的方案。在这一点上，直立位置，即竖直位置指的是基质的主表面或要被涂覆的表面(诸如硅片表面)在反应室中大体上处于竖直位置的基质的位置。将基质放置在竖直位置中是费力的任务，因为基质必须通过基质支撑件例如通过夹持它而被保持在适当位置中而不覆盖要被涂覆的表面。与现有技术基质支撑件或载体相关的另一问题是，它们不能高效地防止气体沉积反应器中的涂层的背面沉积。背面沉积指的是一个或更多个涂层沉积在要被涂覆的基质的例如对着载体的背面上，这通常是不希望的。背面沉积起因于气体沉积方法的优秀保形性，在该气体沉积方法中，基质暴露到起始材料的交替表面反应，这时涂层倾向于沉积在基质的所有表面上。用来防止背面沉积的现有技术装置包括复杂的且昂贵的方案，诸如通过将具有大的有效表面面积的高度多孔件放置在基质后面得到基质的背面的冲出气体流的流动控制，由此涂层将沉积在这个多孔件上，或者通过将基质放置在尽可能平坦且均匀的基质载体上。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种装置和载体，该装置和载体用来在气体沉积设备的反应室中处理基质使得上述问题可以被解决。本发明的目的通过权利要求1的特征部分的装置被实现，该装置的特征在于，基质布置成通过粘合剂可分离地连接到基质支撑件。本发明的目的还通过根据权利要求12的特征部分的载体被实现，该载体的特征在于，该载体包括用来将基质可分离地连接到载体的粘合剂层。

本发明的优选实施例在从属权利要求中被公开。

本发明基于基质通过粘合剂可分离地连接到基质支撑件或载体的想法。粘合剂可以施加到支撑件或载体，并且基质连接到其上，例如，通过将基质压在粘合剂上。替代地，粘合剂可以施加到基质的表面上以便连接到支撑件或载体。该粘合剂可以是可以施加到基质支撑件上或到基质上并且实现基质到支撑件或载体的可分离连接的任何粘合剂。替代地，可以使用粘合剂带状结构来将基质连接到载体，该结构至少在其一个侧面上包括粘合剂层。在那种情况下，该带可以放置在基质支撑件或载体上，并且该基质还可连接到该带的粘合剂层。该带也可以在两个侧面上包括粘合剂层，使得第一侧面上的粘合剂层放置在支撑件或载体上并且基质连接到第二侧面上的粘合剂层。在那种情况下，粘合剂带用作基质和支撑件或载体之间的连接机构。替代地，带状结构可用作诸如载体，基质在带状结构的粘合剂层上连接到该载体，并且带状结构的基础材料用作基质支撑件或载体。

本发明的方法和装置具有的优点是，通过带状结构的粘合剂或粘合剂层，将基质连接到载体或基质支撑件是容易且简单的。通过粘合剂执行的基质的连接使得基质能够被装载且放置在反应室中的竖直位置中。在那种情况下，基质支撑件中的竖直基质位置不需要复杂的和昂贵的方案。同时，粘合剂层将基质紧密地连接到基质支撑件，带状结构的载体或基础材料因此防止粘合剂的连接区域上的背面沉积。因此，本发明使得通过一个单个方案结合两个单独的现有技术问题成为可能，使得与竖直基质位置和背面沉积相关的问题可以以简单的方式被解决。因此，可以避免复杂的基质支撑件和与其相关联的方案。

具体实施方式

本发明涉及气体沉积设备，在该气体沉积设备中，要被涂覆的基质暴露到起始材料的交替的饱和表面反应。这些气体沉积方法和设备的例子是原子层沉积方法(ALD方法)及其设备，该原子层沉积方法及其设备在基质的表面上每次产生诸如原子层的一个沉积层。这些气体沉积方法中的典型特征是它们的良好的保形性，即一致性，这使得涂层均匀地生长在基质的所有表面上。气体沉积设备包括反应室，一个或多个基质被引入该反应室中以便处理或涂覆它们。气态起始材料被供给到反应室中使得基质的表面暴露到交替的饱和表面反应以便在基质的表面上提供沉积层。基质通过基质支撑件或载体被引入反应室中。基质支撑件总体上指的是气体沉积设备的一个或多个部分，基质被放置且支撑在其上以便将基质引入反应室中从而在反应室中处理和从反应室移除。而载体指的是支架、平面、表面或类似物，基质被放置在其上以便引入到反应室中、在反应室中处理和从反应室移除。气体沉积设备也可包括优选自动的装载机构，以便在基质支撑件或载体上将基质装载到反应室中。通常，基质被放置在基质支撑件或载体上使得将不被涂覆的基质的侧面对着基质支撑件或载体，并且因此，要被涂覆的基质的侧面放置成远离或离开基质支撑件或载体。

在本发明的第一实施例中，气体沉积设备包括一种装置，在该装置中，基质布置成通过粘合剂可分离地连接到基质支撑件。作为粘合剂，可以使用任何合适的粘合剂，通过该任何合适的粘合剂，基质可以可分离地连接到基质支撑件。在那种情况下，基质支撑件可以配备有粘合剂或粘合剂层，该基质可以连接到该粘合剂或粘合剂层。粘合剂可以施加在一个或更多个基质将连接到其上的基质支撑件的整个表面上或者仅仅在那个表面的一部分上。替代地，基质支撑件可包括一个或更多个单独的连接机构，诸如连接支架、连接销、连接平面或类似物，该单独的连接机构可以可分离地或可更换地安装在基质支撑件上。要被安装在基质支撑件上的这个单独的连接机构因此包括用来将基质连接到基质支撑件的粘合剂层。单独的连接机构可以是例如包括基础材料的带状结构，在其第一侧面上，存在用来将基质连接到带状结构的第一粘合剂层。带状结构可以安装在基质支撑件上，例如，通过机械连接、粘合剂连接或胶，诸如第一侧面上的粘合剂层。带状结构还可在其第二侧面上包括第二粘合剂层，该第二粘合剂层用来将带状结构连接到基质支撑件和/或用来将该基质连接到带状结构。换句话说，带状结构可以是例如双面带，在该双面带的第一和第二侧面上可以连接一个或更多个基质。在那种情况下，带状结构可以安装在基质支撑件上，例如，使得它从基质支撑件悬挂，或者替代地，基质支撑件可包括销、凸耳或类似物，带状结构卷绕该销、凸耳或类似物使得它在其间延伸并且带状结构通过其粘合剂层连接到该销、凸耳或类似物。带状结构也可通过将其第二侧面上的第二粘合剂层压在基质支撑件的表面上而连接到基质支撑件的表面上。

基质支撑件也可由大体上完全带状的结构构成，该大体上完全带状的结构包括基础材料和其第一侧面上的粘合剂层。在这种方案中，带状结构也可在其第二侧面上包括第二粘合剂层。在那种情况下，在基础材料的第一和第二侧面上，带状结构包括粘合剂层，一个或更多个基质可连接到该第一和第二粘合剂层。例如，反应室可包括一个或更多个安装件或类似物，在反应室内带状结构连接到该安装件以在这些安装件之间延伸。在这种方案中，实际基质支撑件可由大体上完全带状的结构构成，并且其它部件对于基质支撑件来说不是必需的。例如，可以使用带状结构使得要被涂覆的条材或类似物首先在其第一侧面上被连接到带的第一粘合剂层，并且随后该条材被切割成较短的小块，该小块保持连接到该带。此后，例如，通过气体沉积方法，执行该条材或该小块的第二侧面涂覆。然后，具有较强粘合剂层的第二带在其第二涂覆的侧面上连接在该条材或从其切割的小块上，并且移除第一带。此后，条材或从其切割的小块的第二侧面通过例如气体沉积方法被涂覆。因此，该条材或另一类似的平面产品的两个侧面可以以交替的方式被涂覆并且可选择地涂覆有不同的涂层。在上面，应当注意，这个程序也可以应用于其中任何一个表面要被单独地涂覆的任何产品。如果希望，也可以省略切割成小块。另一应用由将带状基质支撑件连续地传送过反应室并且该基质连接到带状基质支撑件构成。

上述带状结构可以被布置用来在直的位置、弯的位置、水平的位置、竖直的位置、倾斜的位置、折叠的位置、螺旋形位置或基质可连接到带状结构的一个或两个侧面的某种其它形状的位置放置在反应室中。

带状结构也可以是可以被引过一个或更多个气体沉积设备及其反应室的条材、条状或其它细长结构。在那种情况下，基质通过粘合剂连接到条状结构，由此基质也可以被传送过一个或更多个气体沉积设备以便将基质的表面暴露到起始材料的表面反应。在那种情况下，该设备可以根据卷轴到卷轴原理进行操作，其中基质连接到其上的条状结构从第一卷轴经由至少一个气体沉积设备的反应室行进到第二卷轴上。以这种方式可以达到很高的涂覆速度，这是因为条状结构可以以高的速度穿过反应室。因此，该基质可以被传送过一个气体沉积设备的一个或更多个反应室和/或传送过两个或更多个气体沉积设备。

用于涂覆基质的另一替代方案是将条状或细长带状结构引过气体沉积设备的反应室使得基质被接连地传送过不同的起始材料区域。在那种情况下，反应室设置有两个或更多个起始材料区域，不同的起始材料被供给到该两个或更多个起始材料区域。然后，一次或更多次接连地将条状结构传送过不同的起始材料区域，由此基质暴露到不同起始材料的表面反应。因此，基质可以被传送过反应室使得在一个反应室内基质可以多次暴露到不同起始材料以便在基质的表面上产生多个沉积层而不必脉冲输送起始材料供给到反应室中。

当希望时，粘合剂可以直接设置在基质的表面上(例如，通过涂布或以其它方式施加它)。在那种情况下，基质可以放置在基质支撑件上使得粘合剂被压在基质支撑件上以便基质连接到基质支撑件。

粘合剂、粘合剂层或带状结构被设置成完全地或部分地覆盖基质连接到其上的基质支撑件的表面。换句话说，一个或更多个基质连接到其上的基质支撑件的表面在其整个表面面积上或仅仅在其表面面积的一部分上设置有粘合剂或粘合剂层。因此，基质连接到其上的基质支撑件的表面可以在其整个表面或该表面的仅仅一部分上设置有上述带状结构。在那种情况下，在基质支撑件中可以产生例如设置有粘合剂或带状结构的两个或更多个连接点，该两个或更多个连接点的每一个布置成连接一个或更多个基质。粘合剂、粘合剂层或带状结构还可设置成使得它完全地或部分地覆盖基质连接到基质支撑件处的表面或对着基质支撑件的表面。然后，基质可以在对着基质支撑件的整个表面上或者仅仅在所述表面的一部分上通过粘合剂连接到基质支撑件或到带状结构。

由于基质通过粘合剂连接到基质支撑件或带状结构，因此可以在希望位置将基质放置在反应室中而不依靠复杂的支撑件方案。因此，基质支撑件和/或基质可以布置成放置在反应室中，例如，在大体上水平的位置、竖直的位置或水平位置和竖直位置之间的有角度的位置。

如上所述的粘合剂或粘合剂层布置成在被粘合剂或粘合剂层覆盖的区域中大体上防止基质暴露到表面反应。因此，通过粘合剂，可以防止不希望的背面沉积。此外，当必要时，粘合剂可以在不希望沉积的基质的特定点用作掩模。在那种情况下，例如，粘合剂或粘合剂层可以事先布置成使得仅仅基质的表面上的特定部位、区域或形状被覆盖，由此，它同时将产品连接到基质支撑件或带状结构。

当通过将基质暴露到起始材料的交替的饱和表面反应而处理基质时，也可以结合用来将基质支撑在气体沉积设备的反应室中的载体实现根据本发明的方案。根据本发明，该载体包括用来将基质可分离地连接到载体的粘合剂层。载体可以是基质放置在其上以便将基质引入反应室中并且以便在反应室中处理的任何基础、板、平面、安装支架或类似物。载体可以是单独的零件，基质与载体一起被引入反应室中并且在处理期间基质被放置在载体上，或者载体可以是基质支撑件的一部分。该载体可以由一个或更多个平面组成，并且它可以是例如盒状结构，该盒状结构包括多个相邻的平面或安装支架，该多个相邻的平面或安装支架的每一个布置成接收一个或更多个基质。因此，该载体可以在一个或更多个侧面上、或在被包括在盒状结构中的每一个支架的一个或更多个侧面上包括粘合剂层。

该载体也可包括带状结构，该基质被布置用来连接到该带状结构的粘合剂层。带状结构可以例如通过粘合剂层或机械地连接到载体。带状结构可以实现为使得它包括用来将基质连接到带状结构的第一粘合剂层和用来将带状结构连接到载体的第二粘合剂层。替代地，基质可以连接到带状结构的第一和第二粘合剂层。

根据本发明，该载体可以仅由带状结构形成，换句话说，该载体是带状结构。这个带状结构可以包括基础材料，并且在基础材料的第一侧面上包括一个或更多基质可连接到其上的第一粘合剂层。带状结构还可在其第二侧面上包括一个或更多基质可连接到其上的第二粘合剂层。带状结构或带可以是柔性的或刚性的。柔性带可以折叠成折叠形式，并且因此基质可以连接在折层之间，由此可以以盒状次序并排放置多个基质。柔性带也可以弯曲成螺旋形或某种其它弯曲形状以便基质连接在螺旋形环或折层之间。

根据本发明，包括具有第一和第二侧面(该第一和第二侧面中，至少一个侧面配备有粘合剂)的基础材料的带可以用作基质载体，用来通过将基质暴露到起始材料的交替的饱和表面反应用来在气体沉积设备的反应室中处理基质。

通过本发明的装置和载体，可以实现三个重要目的。粘合剂或带状结构使得基质可以在大体上竖直的位置或者在竖直位置和水平位置之间的位置被放置在反应室中和在反应室中处理而在基质载体中不设置复杂的方案。换句话说，粘合剂或带允许使用容易且简单的方案将基质任意放置在反应室内的希望位置中。同时，当粘合剂或带将基质连接到基质支撑件或载体时，也防止涂层的背面沉积或在与带的粘合剂或粘合剂层结合的基质区域上防止涂层的形成。此外，通过选择粘合剂或带的粘合剂与其接触的区域、部位或形状，可以作出希望的选择使得除了基质连接外，粘合剂或粘合剂层还可用作掩模以防止涂层沉积到基质上的预定区域或部位上。

对于本领域技术人员来说显然的是，由于技术进步，可以以各种方式实现本发明的基本思想。因此，本发明及其实施例不限于上述例子，而是它们可以在权利要求的范围内变化。

Claims (15)

1.一种通过将基质暴露到起始材料的交替的表面反应来在气体沉积设备的反应室中处理所述基质的装置，所述装置包括用来在基质支撑件上将所述基质装载到所述气体沉积设备中的装载机构，所述基质布置成通过粘合剂连接到所述基质支撑件，其特征在于，所述基质支撑件由带状结构构成，所述带状结构包括基础材料并且在基础材料的第一侧面上包括第一粘合剂层，所述带状结构是细长结构，所述细长结构布置用来被引过所述气体沉积设备，以便将连接到其上的基质一次或更多次地暴露到起始材料的表面反应，所述装置包括第一卷轴和第二卷轴，所述基质连接到其上的基质支撑件适于穿过所述反应室从第一卷轴行进到第二卷轴上，所述基质支撑件的第一粘合剂层适于在气体沉积设备中防止基质的不希望的背面沉积。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带状结构在所述基础材料的第二侧面上包括第二粘合剂层。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述带状结构在所述基础材料的第一侧面和第二侧面上包括粘合剂层，一个或更多个基质能连接到该第一粘合剂层和第二粘合剂层。

4.根据前述权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带状结构被布置用来在直的位置或弯的位置放置在所述气体沉积设备中。

5.根据前述权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带状结构被布置用来在水平位置、竖直位置或倾斜的位置放置在所述气体沉积设备中。

6.根据前述权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带状结构被布置用来在折叠位置放置在所述气体沉积设备中。

7.根据前述权利要求1所述的装置，其特征在于，所述粘合剂层完全地或部分地覆盖所述基质将连接到其上的所述基质支撑件的表面。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基质支撑件和/或所述基质被布置用来在大体上水平的位置、竖直的位置或有角度的位置放置在所述气体沉积设备中，所述有角度的位置在所述水平的位置和所述竖直的位置之间。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括自动装载机构，所述自动装载机构用来在所述基质支撑件上将所述基质装载到所述气体沉积设备中。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述粘合剂或所述粘合剂层布置成在被所述粘合剂或所述粘合剂层覆盖的区域上基本上防止所述基质暴露到所述表面反应。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述粘合剂或所述粘合剂层布置成将所述基质紧密地连接到所述基质支撑件，使得在粘合剂连接区域上防止表面反应产生的背面沉积。

12.一种在通过将基质暴露到起始材料的交替的表面反应而处理所述基质时用来在气体沉积设备中支撑所述基质的载体，所述载体包括用来将所述基质连接到所述载体的粘合剂层，其特征在于，所述载体是带状结构，所述带状结构包括带状的基础材料并且在所述带状的基础材料的第一侧面上包括第一粘合剂层，一个或更多个基质能连接到所述第一粘合剂层，并且所述带状结构被折叠，使得基质可以连接在折层之间，或者所述带状结构以螺旋形或其它弯曲形状弯曲，使得所述基质能够连接在折层之间。

13.根据权利要求12所述的载体，其特征在于，所述带状结构还在其第二侧面上包括第二粘合剂层，一个或更多个基质能连接到所述第二粘合剂层。

14.根据权利要求12或13所述的载体，其特征在于，所述带状结构是柔性的。

15.一种带的用途，所述带包括具有第一侧面和第二侧面的带状的基础材料，所述第一侧面和第二侧面中，至少一个侧面设置有粘合剂，所述带用作基质载体，用于通过将所述基质暴露到起始材料的交替的表面反应来在气体沉积设备的反应室中处理基质，所述基质连接到穿过反应室从第一卷轴行进到第二卷轴上的所述带，所述粘合剂适于在气体沉积设备中防止基质的不希望的背面沉积。