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CN108138314A - 基板载体、以及溅射沉积设备和其使用方法 - Google Patents

基板载体、以及溅射沉积设备和其使用方法 Download PDF

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CN108138314A
CN108138314A CN201580083279.7A CN201580083279A CN108138314A CN 108138314 A CN108138314 A CN 108138314A CN 201580083279 A CN201580083279 A CN 201580083279A CN 108138314 A CN108138314 A CN 108138314A
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CN
China
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carrier
electrical isolation
guiding device
substrate
sputtering sedimentation
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CN201580083279.7A
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安德烈·布鲁宁
斯蒂芬·凯勒
莱内尔·欣特舒斯特
托马斯·沃纳·兹巴于尔
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Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
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Abstract

提供了用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体(100)。载体(100)包括：非导电的载体主体(102)，具有第一末端(111)和相对的第二末端(112)；电绝缘的第一导引装置(120)，设于陶瓷载体主体(102)的第一末端(111)处；和电绝缘的第二导引装置(130)，设于陶瓷载体主体(102)的第二末端(112)处。

Description

基板载体、以及溅射沉积设备和其使用方法
技术领域
本文所述的实施方式涉及用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体、用于在至少一个基板上溅射沉积的设备、和用于在至少一个基板上溅射沉积的方法。本文所述的实施方式具体地讲涉及用于在AC溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的电绝缘的载体。
背景技术
用于在基板上沉积层的技术包括例如热蒸发、化学气相沉积(Chemical VaporDeposition；CVD)和溅射沉积。溅射沉积工艺可以用于在基板上沉积一材料层，诸如绝缘材料层。在溅射沉积工艺期间，利用在等离子体区域中产生的离子，轰击具有要沉积在基板上的靶材材料的靶材以从靶材表面去除靶材材料的原子。去除的原子可以在基板上形成一材料层。在反应溅射沉积工艺中，去除的原子可与等离子体区域中的气体(例如，氮气或氧气)反应以在基板上形成靶材材料的氧化物、氮化物或氮氧化物。
具体地讲，射频(Radio Frequency；RF)溅射工艺用于在越来越多应用(诸如蜂窝电话、笔记本电脑和可植入的医疗装置)中生产涂覆的基板。通常，载体用于在沉积工艺(诸如RF溅射沉积工艺)期间支撑基板。已发现，在溅射沉积工艺期间(具体地在RF溅射工艺期间)，可能因在真空处理腔室内的电位差而发生电弧放电。电弧放电可能破坏例如载体和/或基板。另外，电弧放电可能影响在基板上沉积的材料层的均匀性和/或纯度。
鉴于上述，需要提供克服本领域的至少一些问题的用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体。本公开内容具体地旨在提供可减少或甚至避免真空处理腔室中发生电弧放电的载体、设备和方法。本公开内容还旨在允许改善在至少一个基板上沉积的材料层的均匀性和纯度的载体、设备和方法。
发明内容
鉴于上述，提供了根据独立权利要求的用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体、用于在至少一个基板上溅射沉积的设备、和用于在至少一个基板上溅射沉积的方法。本公开内容的实施方式的另外方面、优点和特征从从属权利要求、具体实施方式和附图显而易见。
根据本公开内容的一个方面，提供了用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体。所述载体包括：非导电的载体主体，具有第一末端和相对的第二末端；电绝缘的第一导引装置，设于陶瓷载体主体的第一末端处；和电绝缘的第二导引装置，设于陶瓷载体主体的第二末端处。
根据本公开内容的另一方面，提供了用于在至少一个基板上溅射沉积的设备。所述设备包括：真空腔室；一个或多个溅射沉积源，在真空腔室中；和根据本文所述的实施方式的载体，用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板。
根据本公开内容的又一方面，提供了用于在至少一个基板上溅射沉积的方法。所述方法包括：将至少一个基板定位在根据本文所述的实施方式的载体上；和使用AC溅射沉积工艺在至少一个基板上沉积材料层。
实施方式也涉及用于执行所公开的方法的设备并且包括用于进行每个所述方法方面的设备部分。这些方法方面可通过硬件部件、通过适当软件编程的计算机、这二者的任何组合的方式或以任何其他方式来进行。此外，根据本公开内容的实施方式也涉及用于操作所述设备的方法。用于操作所述设备的方法包括用于执行所述设备的每个功能的方法方面。
附图说明
为了可详细地理解本公开内容的实施方式的上述特征所用方式，在上文简要概述的实施方式的更具体的描述可以参考本文所述的实施方式进行。附图涉及本公开内容的实施方式，并且如下描述：
图1示出了根据本文所述的实施方式的用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体的正视图；
图2示出了图1的载体的横截面侧视图；
图3A示出了根据本文所述的实施方式的设于载体的第一末端处的电绝缘的第一导引装置的横截面侧视图；
图3B示出了根据本文所述的实施方式的设于载体的第一末端处的具有对应的导引布置的电绝缘的第一导引装置的横截面侧视图；
图4A示出了根据本文所述的实施方式的设于载体的第二末端处的电绝缘的第二导引装置的横截面侧视图；
图4B和图4C示出了根据本文所述的实施方式的设于载体的第二末端处的具有对应的导引布置的电绝缘的第二导引装置的横截面侧视图；
图5A示出了根据本文所述的另外实施方式的用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体的正视图；
图5B示出了图5A的载体的横截面侧视图；
图6A示出了根据本文所述的实施方式的具有两个节段的载体的正视图；
图6B示出了根据本文所述另一些实施方式的具有两个节段的载体的正视图；
图7示出了根据本文所述的又一些实施方式的具有两个节段的载体的正视图；
图8示出了根据本文所述的实施方式的用于采用载体溅射沉积的设备的示意性顶视图；和
图9示出了根据本文所述的实施方式的示出用于溅射沉积的方法的方框图。
具体实施方式
现将详细参考本公开内容的各种实施方式，它们的一个或多个示例在图式中示出。在以下对附图的描述中，相同元件符号是指相同部件。一般来说，仅描述了相对于个别实施方式的差异。每个示例通过解释本公开内容的实施方式来提供，而非意欲作为实施方式的限制。另外，示出或描述为一个实施方式的部分的特征可以用于其他实施方式或与其他实施方式结合以产生又一实施方式。描述意欲包括这样的修改和变化。
载体可以用于在溅射沉积工艺期间支撑基板。在溅射沉积工艺期间，可能因在真空处理腔室内的电位差而发生电弧放电。电弧放电可能破坏例如载体和/或基板。另外，电弧放电可能影响在基板上沉积的材料层的均匀性和/或纯度。
本公开内容的实施方式提供了电绝缘的载体。根据实施方式，载体包括非导电的载体主体。载体主体可以是模块化的。例如，载体主体可以包括两个或更多个非导电节段。由此，如本文所述的载体的实施方式提供了对于电位的降低的易感性并且可减少或甚至避免电弧放电发生。因电弧放电而对基板造成的破坏就可得以防止。另外，电弧放电不影响或干扰溅射沉积工艺，并且可以改善沉积在基板上的材料层的均匀性。可减少或甚至避免因电弧放电产生的颗粒污染材料层。
如本文所使用的术语“电弧放电”是指在有不同的电位的两个点之间的电闪络。举例来说，“电弧放电”可以被理解为跨越不同的电位的两个点(即，在两个点之间存在电位差)之间的开放空间流动的电流。当电位差超过了阈值时，就会发生电弧放电。阈值可被称为“闪络电压”、或“飞弧”电压。有不同的电位的两个点可由放置有载体和溅射沉积源的真空处理腔室内提供的溅射沉积源(例如，靶材)和例如载体的一部分或另一个点提供。
本文所述的实施方式可以用于在例如，用于锂电池制造或电致变色窗的大面积基板上溅射沉积。举例来说，一个或多个薄膜电池可以在由根据本文所述的实施方式的载体支撑的大面积基板上形成。根据一些实施方式，大面积基板可以是GEN 4.5(对应于约0.67m2的基板(0.73x0.92m))、GEN 5(对应于约1.4m2的基板(1.1m x 1.3m))、GEN 7.5(对应于约4.29m2的基板(1.95m x 2.2m))、GEN 8.5(对应于约5.7m2的基板(2.2m x 2.5m))、或甚至GEN 10(对应于约8.7m2的基板(2.85m x 3.05m))。甚至更大的代诸如GEN 11和GEN 12以及对应基板面积可相似地实现。
根据一些实现方式，载体经构造以用于支撑两个或更多个基板。举例来说，可以使用在大载体(例如，具有Gen 4.5的沉积窗)上的镶嵌部分或子载体(例如，DIN A5、A4、或A3)上定位的基板阵列。
本文所述的实施方式可以用于制造例如薄膜电池、电致变色窗和显示器，例如，液晶显示器(LCD)、PDP(等离子体显示板)、有机发光二极管(OLED)显示器等等。
如本文所使用的术语“基板”应具体地包括非柔性基板，例如，玻璃板和金属板。然而，本公开内容不限于此并且术语“基板”也可以包括柔性基板，诸如卷材或箔。根据一些实施方式，基板可以由适于材料沉积的任何材料制成。例如，基板可以由选自由以下项所组成的群组中的材料制成：玻璃(例如，钠钙玻璃、硼硅玻璃等等)、金属、聚合物、陶瓷、化合物材料、碳纤维材料、云母或任何其他材料或可由沉积工艺涂覆的材料的组合。
图1示出了根据本文所述的实施方式的用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体100。图2示出了沿着线X-X’的载体100的横截面侧视图。
载体100包括非导电的载体主体102，所述载体主体具有第一末端111和相对的第二末端112。载体主体102包括表面103，所述表面经构造以在溅射沉积工艺(例如，AC溅射沉积工艺)期间面对一个或多个溅射沉积源(未示出)。另外，如图1中示意性示出，载体100可能包括：电绝缘的第一导引装置120，在陶瓷载体主体102的第一末端111处提供；和电绝缘的第二导引装置130，在陶瓷载体主体102的第二末端112处提供。例如，陶瓷载体主体的“第一末端”可能被理解为所述陶瓷载体主体的第一边缘部分。由此，陶瓷载体主体的“第二末端”可能被理解为与所述陶瓷载体主体的第一边缘部分相对的第二边缘部分。
由此，本文所述的实施方式提供了具有减少的对不同电位的易感性的载体，使得可以减少或甚至避免电弧放电的发生。有利地，利用根据本文所述的实施方式的载体，可以避免归因于电弧放电而对基板造成破坏。另外，通过在溅射沉积工艺中采用根据本文所述的实施方式的载体，由于电弧放电不影响或干扰溅射沉积工艺，可以改善在基板上沉积的材料层的均匀性。由此，可以减少或甚至避免归因于由电弧放电产生的颗粒的材料层的污染。
在本公开内容中，“非导电的载体主体”可能被理解为具有非导电材料的载体主体。“非导电材料”可能被理解为至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、高温电绝缘聚合物和它们的任何组合。例如，非导电材料可以是金属氧化物，例如，氧化铝Al2O3或氧化硅SiO2。具体地讲，非导电材料可能被理解为(具体地相较于导电材料)呈现不良导电性或甚至不呈现导电性的材料。特别地，非导电材料或绝缘体具有与半导体或导体相比较高的电阻率。举例来说，本公开内容的非导电材料可能具有于20℃的至少1010(Ohm.m)的电阻率，特别地于20℃的至少1014(Ohm.m)的电阻率，并且更特别地于20℃的至少1016(Ohm.m)的电阻率。
根据可能与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，载体可能包括陶瓷材料，具体地玻璃陶瓷材料(例如，)。在本公开内容中，玻璃陶瓷材料可以被理解为通过基底玻璃的受控结晶而生产的多晶材料。根据本文所述的一些实施方式，玻璃陶瓷材料可以选自包括但不限于下列的群组：Li2O x A12O3x nSiO2系统(LAS系统)、MgO x A12O3xnSiO2系统(MAS系统)、ZnO x A12O3x nSiO2系统(ZAS系统)、和它们的任何组合。
通过提供如本文所述的具有陶瓷材料的载体主体的载体，可以提供呈现极小热膨胀或甚至不呈现热膨胀的载体。由此，相较于金属材料(诸如钛Ti)的常规载体，可以减少或甚至消除由载体中的温度梯度致使的载体弯曲。另外，相较于金属材料的常规载体，具有陶瓷材料的载体主体的载体提供了改善的机械稳定性，具体地于高温(例如，高于400℃)的机械稳定性。额外地，陶瓷材料的载体主体提供了重量减小的可能性，因为所述载体主体可能被设计为较小的厚度，且具有与较大厚度的金属材料的载体相同的机械稳定性。
在本公开内容中，术语“电绝缘”可能被理解为在两个或更多个元件的界面处不存在导电接触的构造。例如，在第一元件具有导电材料的情况下，接触所述第一元件的第二元件具有非导电材料。特别地，“电绝缘”可能被理解为不包括金属间接触的构造。另外，“电绝缘”可能被理解为两个或更多个元件的界面不具有金属的构造。由此，如本文所述的“电绝缘”的导引装置可能被理解为一种导引装置，其中在所述导引装置的个别部分与所述导引装置可能连接的载体主体之间不存在导电界面。
如图1和图2中示例性示出，根据本文所述的实施方式的载体100包括：第一导引装置120，示意性地示出为顶杆；和第二导引装置130，示意性地示出为底杆。在本公开内容中，“导引装置”可能被理解为一种装置，所述装置经构造以用于沿着处理设备(例如，直列式沉积工具)的运输路径导引如本文所述的载体。运输路径可以是线性运输路径。举例来说，如关于本文的图8更详细说明，一个或多个溅射沉积源可以沿着线性运输路径布置。
根据本文所述的实施方式，载体可能经构造以用于AC溅射沉积工艺中。AC溅射沉积工艺是一种溅射沉积工艺，其中阴极电压的符号以预定速率变化，例如，13.56MHz，特别地27.12MHz，更特别地40.68MHz，或13.56MHz的另一倍数。根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，AC溅射沉积工艺可以是HF(高频)或RF(射频)溅射沉积工艺。然而，本公开内容不限于AC溅射沉积工艺并且本文所述的实施方式可以用于其他溅射沉积工艺(诸如DC溅射沉积工艺)中。
根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，基板可以包括正面和背面，其中所述正面是在溅射沉积工艺中在其上沉积材料层的表面。换句话说，正面可以是在溅射沉积工艺期间面向一个或多个溅射沉积源的基板表面。正面和背面可以是基板的相对表面。换句话说，背面可以是在溅射沉积工艺期间背对一个或多个溅射沉积源的基板表面。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，载体主体102可以是板。载体主体102可以支撑基板表面，诸如所述基板的背面。根据可以与其他实施方式相结合的另一些实施方式，载体主体102可以包括或是具有一个或多个框架元件的框架。如图1中示例性示出，载体主体102可以是矩形形状的框架。载体主体102可以具有孔开口110。举例来说，孔开口110可以由载体主体102的一个或多个框架元件界定。孔开口110可以经构造以容纳至少一个基板。举例来说，孔开口110可以经构造以容纳一个基板或可以经构造以容纳两个或更多个基板。框架形状的载体主体可以例如，沿着基板周边支撑基板表面。在一些实施方式中，框架形状的载体主体可以用于掩蔽基板。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，孔开口110可以具有变化的大小。举例来说，基板可以在孔开口110内定位并且孔开口110的大小可以减小以在基板边缘处固持或夹持基板。当从载体100卸载基板时，孔开口110的大小可以增加以释放基板边缘。额外或替代地，载体可以包括一个或多个固持装置，所述固持装置经构造以用于将基板固持在载体100处。
图3A和图3B示出了根据本文所述的实施方式的载体100的第一末端111处提供的电绝缘的第一导引装置120的横截面侧视图。图4A至图4C示出了根据本文所述的实施方式的载体100的第二末端112处提供的电绝缘的第二导引装置130的横截面侧视图。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，如图3A中示例性示出，电绝缘的第一导引装置120可能包括至少一个电绝缘的磁体元件121，所述磁体元件用于磁体辅助地非接触导引。磁体元件121可能被绝缘体125围绕或嵌入所述绝缘体内。例如，绝缘体可能是如本文所述的涂层。示例性参考图3B，经由第一导引装置120磁体辅助地非接触导引载体可能由对应的磁性导轨160实现。对应的磁性导轨160可能经构造以围绕第一导引装置120，例如，呈如图3B所示的C形。另外，对应的磁性导轨160可能包括磁性导引元件161。与第一导引装置120的绝缘的磁体元件121相似，磁性导引元件可能被绝缘体125围绕或嵌入所述绝缘体内。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，经由至少一个电绝缘的第一固定元件122将电绝缘的第一导引装置120固定至陶瓷载体主体102的第一末端。至少一个电绝缘的第一固定元件122可能经构造以固定载体主体102与第一导引装置120的连接。第一固定元件122可以包括如本文所述的至少一种非导电材料，例如，至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、如本文所述的高温电绝缘聚合物和它们的任何组合。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，电绝缘的第一导引装置120包括高温电绝缘聚合物，具体地至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：聚酰亚胺(PI)；聚酰胺酰亚胺(PAI)；聚芳基醚酮(PAEK)；聚醚酮(PEEK)；聚苯硫醚(PPS)；聚芳砜(PSU)；含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，如图4A中示例性示出，其中电绝缘的第二导引装置130可能包括导轨132。如图4B中示例性示出，导轨132可能适于由对应滚筒135导引。或者，如图4C中示例性示出，电绝缘的第二导引装置130可能包括滚筒131，所述滚筒适于由对应的导引元件136(诸如导轨)导引。第二导引装置130的导轨132和/或对应滚筒135和/或滚筒131和/或对应导引元件136可能包括非导电材料和/或电绝缘材料，例如，如本文所述的高温电绝缘聚合物。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，经由至少一个电绝缘的第二固定元件123将电绝缘的第二导引装置130固定至陶瓷载体主体102的第二末端112。至少一个电绝缘的第二固定元件123可能经构造以固定载体主体102与第二导引装置130的连接。第二固定元件123可以包括如本文所述的至少一种非导电材料，例如，至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、如本文所述的高温电绝缘聚合物和它们的任何组合。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，电绝缘的第二导引装置(130)包括高温电绝缘聚合物，具体地至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：聚酰亚胺(PI)；聚酰胺酰亚胺(PAI)；聚芳基醚酮(PAEK)；聚醚酮(PEEK)；聚苯硫醚(PPS)；聚芳砜(PSU)；含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)。
根据可以与其他实施方式相结合的一些实施方式，电绝缘的第一导引装置120和/或电绝缘的第二导引装置130包括电绝缘材料的涂层。根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，第一导引装置120和/或第二导引装置130的涂层可能至少在第一导引装置120和/或第二导引装置130与载体主体102之间的界面处提供。涂层可以包括如本文所述的至少一种非导电材料，例如，至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、如本文所述的高温电绝缘聚合物和它们的任何组合。
具体地讲，第一导引装置120和/或第二导引装置130可能由如本文所述的电绝缘聚合物来至少部分涂覆，特别地至少在第一导引装置120和/或第二导引装置130与载体主体102之间的接触界面处涂覆。或者，第一导引装置120和/或第二导引装置130的涂层可能在与接触界面相比较大的面积上提供，所述接触界面在第一导引装置120和/或第二导引装置130与载体主体102之间。例如，涂层可能覆盖第一导引装置120和/或第二导引装置130的表面面积的大于50％，具体地涂层可以覆盖第一导引装置120和/或第二导引装置130的表面面积的100％。
根据可以与本文的其他实施方式相结合的一些实施方式，涂层可以具有在50至600μm的范围中的厚度。具体地，涂层可以具有在100至300μm的范围中的厚度。更具体地，涂层115可以具有在150至200μm的范围中的厚度。在一些实施方式中，可以选择涂层的厚度，使得提供了对载体与溅射沉积源之间的电位差的绝缘。如本文所使用，术语“电位差”可以特别地指一个或多个溅射沉积源与基板之间的电位差，或一个或多个溅射沉积源与载体之间的电位差。举例来说，电位值可能在50V与600V之间，特别地在100V与400V之间，并且更特别地在200V与300V之间。在一些实现方式中，涂层115的厚度取决于用于涂层的材料的性质，如介电强度、相对介电常数和电介质损耗角的至少一个。
如图2中示例性示出，载体主体102可以包括侧面，诸如至少一个第一侧面106(例如，在载体主体102的顶部处)和至少一个第二侧面107(例如，在载体主体102的底部处)。至少一个第一侧面106和至少一个第二侧面107也可以被称为“水平侧面”。载体主体102可以另外包括至少一个第三侧面108和至少一个第四侧面109(参看图1)，例如，每个侧面连接至至少一个第一侧面106和至少一个第二侧面107。至少一个第三侧面108和至少一个第四侧面109也可以被称为“竖直侧面”。侧面可以包括外侧面，例如，所述外侧面界定载体主体102外周或边缘。侧面可以另外包括内侧面，所述内侧面界定孔开口110。
术语“竖直方向”或“竖直取向”理解为与“水平方向”或“水平取向”相区分。即，“竖直方向”或“竖直取向”涉及例如载体和基板的基本上竖直的取向，其中与准确竖直方向或竖直取向数度的偏差，例如多达10°或甚至多达15°，仍被认为是“基本上竖直的方向”或“基本上竖直的取向”。竖直方向可以基本上平行于重力。
图5A示出了根据本文所述的实施方式的在溅射沉积工艺期间经构造以用于支撑两个或更多个基板10的载体主体102的正视图。图5B示出了图5A的载体500的横截面视图。
根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，载体主体102具有孔开口110，所述孔开口经构造以容纳镶嵌部分150。镶嵌部分150可以经构造以支撑两个或更多个基板10。根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，镶嵌部分150可以经构造以支撑五个或更多个基板，具体地十个或更多个基板，并且更具体地20个或更多个基板。
根据一些实施方式，镶嵌部分150可以是板。在一些实现方式中，镶嵌部分150可以经构造以可从载体主体102拆卸。举例来说，镶嵌部分150可以经构造以附接至孔开口110或从所述孔开口拆卸。镶嵌部分150可以具有一大小，所述大小对应于孔开口510的大小。举例来说，镶嵌部分150可以在孔开口110中固持或固定。
在一些实现方式中，镶嵌部分150可以由如本文所述的非导电材料制成，或利用所述非导电材料涂覆。例如，镶嵌部分150可以由与本文所述的载体主体102相同的材料制成。额外或替代地，镶嵌部分150可能包括与本文所述的载体主体102相同的材料的涂层。例如，镶嵌部分150的表面可能至少部分由如本文所述的非导电材料覆盖。具体地讲，至少部分由非导电材料覆盖的镶嵌部分150的表面可能是正面，例如，镶嵌部分150在溅射沉积工艺期间面对一个或多个溅射沉积源的表面。额外或替代地，镶嵌部分150经构造以在溅射沉积工艺期间背对一个或多个溅射沉积源的另一表面(例如，背面)可以至少部分且特别地完全由如本文所述的非导电材料覆盖或涂覆。
根据另一些实施方式，载体主体102和镶嵌部分150可以由不同的材料(具体地如本文所述的不同的非导电材料)制成。
图6A示出了根据本文所述的实施方式的用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体100的正视图。载体100包括载体主体102，所述载体主体具有两个或更多个节段，诸如第一节段102a和第二节段102b。举例来说，载体主体102可以被竖直地分开以形成两个或更多个节段。两个或更多个节段可能经构造以用于支撑至少一个基板。另外，两个或更多个节段(诸如第一节段102a和第二节段102b)可能彼此电绝缘。两个或更多个节段可以减少或甚至避免以下情况：载体100在溅射沉积工艺期间暴露至两个不同的电位，例如，两个不同的RF电位或等离子体电位。当载体100经过在一个沉积腔室中并列布置的两个溅射沉积源时，两个不同的电位可例如源自两个不同的溅射沉积源。例如，第一节段102a可以经构造以面对一个或多个溅射沉积源的第一溅射沉积源并且第二节段102b可以经构造以面对一个或多个溅射沉积源的第二溅射沉积源。
根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的实施方式，两个或更多个节段可以是板或框架。示例性参考图6A和图6B，两个或更多个节段可能是C形的，所述C形具有朝向彼此取向的C形的开口部分。举例来说，第一节段102a可以形成“C”，并且第二节段102b可以形成倒置或镜像的“C”。载体主体102可以具有孔开口110，例如，所述孔开口由两个或更多个节段提供或界定。孔开口110可以经构造以容纳如关于图5A和图5B所描述的镶嵌部分。如图6A和图6B中示例性示出，具有两个或更多个节段的载体100包括如本文所述的第一导引装置120和第二导引装置130，例如，结合图3A、图3B和图4A至图4C所说明的第一导引装置和第二导引装置。
根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，载体主体102可以包括在第一节段102a与第二节段102b之间的间隙117。间隙117可以经构造以使第一节段102a与第二节段102b彼此电气隔离。如本文所使用的术语“间隙”可以指在两个或更多个节段之间的区域或分离区域，其中所述两个或更多个节段不彼此接触。举例来说，第一节段102a和第二节段102b可以彼此远离或间隔开。举例来说，间隙可以例如将载体主体102竖直地分为两个或更多个节段。间隙可能基本上平行于溅射沉积源的旋转轴来分开载体主体102。根据一些实施方式，如图6A中示例性示出，间隙117可以是空的区域。根据如图6B中示例性示出的另一些实施方式，间隙117可以由绝缘体114(具体地如本文所述的非导电材料的绝缘体)部分或完全填充。根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，间隙117可以经构造以在基本上平行于一个或多个溅射沉积源的旋转轴的方向中延伸。术语“基本上平行”涉及例如溅射沉积源的旋转轴和间隙的基本上平行的取向，其中与准确平行取向数度的偏差，例如多达10°或甚至多达15°，仍被认为是“基本上平行”。
图7示出了根据本文所述的另一些实施方式的用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体100。载体100包括载体主体102，所述载体主体具有由间隙117分离的第一节段102a和第二节段102b。间隙117可以如参考图6A和图6B所描述来构造，例如，作为空的间隙或其中提供有绝缘体。两个或更多个节段可以是板或框架。示例性参考图7，两个或更多个节段可能是靠近彼此布置的O形(例如，环形)框架。举例来说，两个或更多个节段可以是矩形框架。第一节段102a可以包括第一孔开口110a，所述第一孔开口经构造以容纳第一基板或第一镶嵌部分。同样，第二节段102b可以包括第二孔开口110b，所述第二孔开口经构造以容纳第二基板或第二镶嵌部分。第一镶嵌部分和第二镶嵌部分可以如参考图5A和图5B所描述来构造。
图8示出了根据本文所述的实施方式的用于在至少一个基板上溅射沉积的设备200的示意性顶视图。根据本文所述的一些实施方式，设备200包括：真空腔室202(也被称为“沉积腔室”或“真空处理腔室”)；一个或多个溅射沉积源，诸如真空腔室202中的第一溅射沉积源230a和第二溅射沉积源230b；和载体100，根据本文所述的实施方式用于在溅射沉积期间支撑至少一个基板，诸如第一基板10a和第二基板10b。尽管将载体100示出为分段的载体，载体100可根据本文所述的实施方式的任一个构造。第一溅射沉积源230a和第二溅射沉积源230b可以例如是可旋转阴极，所述可旋转阴极具有待在基板(数个基板)上沉积的材料的靶材。
如图8中指出，另外的腔室可以靠近真空腔室202提供。真空腔室202可以通过阀门从相邻腔室分离，所述阀门具有阀门外壳204和阀门单元206。在将其上有至少一个基板的载体100插入真空腔室202中(如由箭头1指出)之后，可以关闭阀门单元206。真空腔室202中的大气可以通过产生技术真空(例如，利用连接至真空腔室的真空泵)和/或通过将处理气体插入真空腔室202中的沉积区域中而独立地控制。
根据一些实施方式，处理气体可以包括惰性气体(诸如氩气)和/或反应气体(诸如氧气、氮气、氢气和氨气(NH3))、臭氧(O3)、活性气体等等。在真空腔室202内，可以提供滚筒210以将载体100(其上有第一基板10a和第二基板10b)运输至真空腔室202中或离开所述真空腔室。
根据可以与本文所述的实施方式相结合的一些实施方式，载体100可以包括载体主体，所述载体主体具有两个或更多个节段，诸如第一节段102a和第二节段102b，所述载体主体经构造以用于在溅射沉积工艺期间支撑第一基板10a和第二基板10b。如图8所示，第一节段102a可以支撑第一基板10a并且第二节段102b可以支撑第二基板10b。
根据本文所述的一些实施方式，例如，在静态沉积工艺中，第一节段102a可以经构造以面对第一溅射沉积源230a并且第二节段102b可以经构造以面对第二溅射沉积源230b。如图8中示例性示出，载体100可以被竖直地分为两个或更多个节段。分开载体主体102的间隙可以基本上平行于溅射沉积源的旋转轴以减少或甚至避免以下情况：载体100暴露至源自在一个沉积腔室中并列定位的两个不同的溅射沉积源的两个不同的电位，例如，两个不同的RF电位或等离子体电位。
溅射沉积工艺可以是RF频率(RF)溅射沉积工艺。举例来说，当待在基板上沉积的材料是电介质材料时，可以使用RF溅射沉积工艺。用于RF溅射工艺的频率可以是约13.56MHZ或更高。
根据本文所述的一些实施方式，设备200可以具有AC电源240，所述电源连接至一个或多个溅射沉积源。举例来说，第一溅射沉积源230a和第二溅射沉积源230b可以连接至AC电源240，使得第一溅射沉积源230a和第二溅射沉积源230b可以交变方式偏压。一个或多个溅射沉积源可以连接至相同的AC电源。在其他实施方式中，每个溅射沉积源可以具有其自身的AC电源。
根据本文所述的实施方式，溅射沉积工艺可以作为磁控溅射进行。如本文所使用，“磁控溅射”指使用磁体组件(例如，能够产生磁场的单元)进行的溅射。这种磁体组件可以由永久磁体组成。此永久磁体可以通过使得在所产生的磁场内俘获自由电子的方式在可旋转靶材内布置或耦接至平坦靶材，所述磁场在可旋转靶材表面下方产生。这种磁体组件也可以耦接至平坦阴极而布置。磁控溅射可以由两个磁控阴极(例如，第一溅射沉积源230a和第二溅射沉积源230b，诸如，但不限于，TwinMagTM阴极组件)实现。
根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，设备200可以经构造以在至少一个基板上沉积锂或锂合金。在一些实现方式中，设备200可以经构造以沉积金属氧化物(诸如Al2O3或SiO2)和靶材材料的至少一种。靶材材料可以包括选自由下列所组成的群组的一种或多种元素(数种元素)：锂、钽、钼、铌、钛、锰、镍、钴、铟、镓、锌、锡、银、铜、和它们的任何组合。具体地讲，设备可以经构造以在至少一个基板上沉积锂磷氮氧化物(LiPON)。LiPON是在薄膜电池中用作电解质材料的非晶玻璃质材料。LiPON的层可以通过形成固体电解质的RF磁控溅射在薄膜电池的阴极材料上方沉积。
载体和采用本文所述的载体的设备可以用于竖直的基板处理。根据一些实现方式，本公开内容的载体经构造以用于在基本上竖直的取向中固持至少一个基板。术语“竖直的基板处理”被理解为与“水平的基板处理”相区分。例如，竖直的基板处理涉及在基板处理期间载体和基板的基本上竖直的取向，其中与准确竖直取向数度的偏差，例如多达10°或甚至多达15°，仍被认为是竖直的基板处理。竖直方向可以基本上平行于重力。举例来说，用于在至少一个基板上溅射沉积的设备200可以经构造以在竖直取向的基板上溅射沉积。
根据一些实施方式，在沉积材料的溅射期间载体和基板是静态或动态的。根据本文所述的一些实施方式，可以提供动态溅射沉积工艺，例如，用于薄膜电池制造。本公开内容的实施方式可以具体地有利于这些动态溅射沉积工艺，由于导电材料穿过RF等离子体移动可以致使归因于不同电位的电弧放电。由本公开内容的实施方式提供的电绝缘可以，具体地讲当载体穿过真空处理腔室移动时，减少或甚至避免电弧放电的发生。
根据本公开内容的一些实施方式，溅射沉积源可以是可旋转的溅射沉积源或可旋转的阴极。溅射沉积源可以围绕旋转轴旋转。举例来说，旋转轴可以是竖直的旋转轴。然而，本公开内容不限于可旋转的溅射沉积源或可旋转的阴极。根据可以与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，溅射沉积源可以是平坦的溅射沉积源或平坦的阴极。
图9示出了根据本文所述的实施方式的示出用于在至少一个基板上溅射沉积的方法的方框图。所述方法包括在根据本文所述的实施方式的载体100上定位310至少一个基板，和使用AC溅射沉积工艺在所述至少一个基板上沉积320材料层。
根据本文所述的实施方式，用于在至少一个基板上溅射沉积的方法可以通过计算机程序、软件、计算机软件产品和相关联控制器进行，所述计算机程序、软件、计算机软件产品和相关联控制器可以具有与用于在至少一个基板上溅射沉积的设备的对应部件通讯的CPU、存储器、用户界面、和输入与输出构件。
本公开内容的实施方式提供了电绝缘或钝化的载体。举例来说，载体可以具有用以电气隔离或钝化所述载体的绝缘部分和/或两个或更多个电绝缘的节段。载体具有减少的对电位的易感性，并且可以减少或甚至避免电弧放电的发生。可以避免归因于电弧放电而对基板造成破坏。另外，电弧放电不影响或干扰溅射沉积工艺，并且可以改善在基板上沉积的材料层的均匀性。可以减少或甚至避免归因于由电弧放电产生的颗粒的已溅射的材料层的污染。
虽然上述内容针对本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可以设计出其他和另外的实施方式，并且本公开内容的范围是由随附权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种用于在溅射沉积工艺期间支撑至少一个基板的载体(100)，所述载体包括：
-非导电的载体主体(102)，具有第一末端(111)和相对的第二末端(112)；
-电绝缘的第一导引装置(120)，设于所述陶瓷载体主体(102)的所述第一末端(111)处；和
-电绝缘的第二导引装置(130)，设于所述陶瓷载体主体(102)的所述第二末端(112)处。
2.如权利要求1所述的载体(100)，其中所述非导电的载体主体(102)包括至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、高温电绝缘聚合物、和它们的任何组合。
3.如权利要求1或2所述的载体(100)，其中所述电绝缘的第一导引装置(120)包括至少一个电绝缘的磁体元件(121)，所述电绝缘的磁体元件用于磁体辅助的非接触导引。
4.如权利要求1至3中任一项所述的载体(100)，其中所述电绝缘的第一导引装置(120)经由至少一个电绝缘的第一固定元件(122)而固定至所述陶瓷载体主体(102)的所述第一末端。
5.如权利要求1至4中任一项所述的载体(100)，其中所述电绝缘的第一导引装置(120)包括高温电绝缘聚合物，具体地是至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：聚酰亚胺(PI)；聚酰胺酰亚胺(PAI)；聚芳基醚酮(PAEK)；聚醚酮(PEEK)；聚苯硫醚(PPS)；聚芳砜(PSU)；含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的载体(100)，其中所述电绝缘的第二导引装置(130)包括滚筒(131)，所述滚筒适于由对应的导轨导引。
7.如权利要求1至5中任一项所述的载体(100)，其中所述电绝缘的第二导引装置包括(130)导轨(132)，所述导轨适于由对应的滚筒导引。
8.如权利要求1至7中任一项所述的载体(100)，其中所述电绝缘的第二导引装置(130)经由至少一个电绝缘的第二固定元件(123)而固定至所述陶瓷载体主体(102)的所述第二末端(112)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的载体(100)，其中所述电绝缘的第二导引装置(130)包括高温电绝缘聚合物，具体地是至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：聚酰亚胺(PI)；聚酰胺酰亚胺(PAI)；聚芳基醚酮(PAEK)；聚醚酮(PEEK)；聚苯硫醚(PPS)；聚芳砜(PSU)；含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)。
10.如权利要求1至9中任一项所述的载体(100)，其中所述电绝缘的第一导引装置(120)和/或所述电绝缘的第二导引装置(130)包括电绝缘材料的涂层。
11.如权利要求1至10中任一项所述的载体(100)，其中所述载体主体(102)包括两个或更多个节段(102a、102b)，其中所述两个或更多个节段经构造以用于支撑所述至少一个基板，并且其中所述两个或更多个节段彼此电绝缘。
12.如权利要求1至11中任一项所述的载体(100)，其中所述载体主体(102)包括孔开口(110)，所述孔开口经构造以容纳镶嵌部分(150)，其中所述镶嵌部分(150)经构造以支撑所述至少一个基板。
13.如权利要求12所述的载体(100)，其中所述镶嵌部分(150)包括非导电材料，具体地是至少一种选自由以下项所组成的群组中的材料：陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、高温电绝缘聚合物、和它们的任何组合。
14.一种用于在至少一个基板上溅射沉积的设备(200)，所述设备包括：
-真空腔室(202)，
-一个或多个溅射沉积源，在所述真空腔室(202)中，和
-如权利要求1至13中任一项所述的载体(100)，用于在溅射沉积工艺期间支撑所述至少一个基板。
15.一种用于在至少一个基板上溅射沉积的方法(300)，包括：
-将所述至少一个基板定位(310)在如权利要求1至13中任一项所述的载体(100)上；和
-使用AC溅射沉积工艺在所述至少一个基板上沉积(320)材料层。
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