(57)【要約】  基板（１０、１０ｂ）をコーティングするための堆積装置（１００、１０１）が記載される。堆積装置は、フレキシブル基板（１０）を提供するためのストレージスプール（１１２）を格納する第１のスプールチャンバ（１１０）と、第１のスプールチャンバ（１１０）の下流に配置された堆積チャンバ（１２０）と、堆積チャンバ（１２０）の下流に配置されて、堆積後にフレキシブル基板（１０）を巻くための巻き取りスプール（１５２）を格納する第２のスプールチャンバ（１５０）とを含む。堆積チャンバ（１２０）は、グラファイトターゲット（１２５）を有する少なくとも一つの堆積ユニット（１２４）を含む複数の堆積ユニット（１２１）を通過するようにフレキシブル基板を誘導するためのコーティングドラム（１２２）を含む。さらに、堆積装置（１００）は、少なくとも一つの堆積ユニットの上流又は下流でフレキシブル基板を処理するように構成された処理デバイス（１６０）を含む。処理デバイス（１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ）は線形イオン源（１６１）を含み、線形オン源は、抽出電極（１６８）及び大地電位に電気的に接続された電源（１７６）を含み、電源（１７６）は、約１ｋＨｚから約５００ｋＨｚの範囲の周波数での動作に適合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板（１０）上に層を堆積させるための堆積装置（１００）であって：
フレキシブル基板（１０）を提供するためのストレージスプール（１１２）を格納する第１のスプールチャンバ（１１０）と、第１のスプールチャンバ（１１０）の下流に配置された堆積チャンバ（１２０）と、堆積チャンバ（１２０）の下流に配置されて、堆積後にフレキシブル基板（１０）を巻くための巻き取りスプール（１５２）を格納する第２のスプールチャンバ（１５０）とを備え、
堆積チャンバ（１２０）が：
−  少なくとも一つの堆積ユニットを通過するようにフレキシブル基板を誘導するためのコーティングドラム（１２２）、及び
−  少なくとも一つの堆積ユニットの上流又は下流でフレキシブル基板を処理するように構成された処理デバイス（１６０）
を含み、処理デバイス（１６０）が線形イオン源（１６１）を含み、
線形イオン源（１６１）が：
−  プラズマ生成ユニット（１６６）を含み且つ抽出電極（１６８）の一部として第１の線形スリット（１７０）を有する抽出ボックス（１６４）であって、前記スリットが、抽出ボックス（１６４）のフレキシブル基板（１０）と対向する一側面上に設けられたイオン出口である、抽出ボックス（１６４）、
−  抽出ボックスに隣接して且つイオンの経路において第１の線形スリット（１７０）の下流に設けられた、第２の線形スリット（１７４）を有する外側電極（１７２）、
−  抽出ボックス（１６８）及び大地電位に電気的に接続された電源（１７６）であって、約１ｋＨｚから約５００ｋＨｚの範囲の周波数での動作に適合された電源（１７６）
を含む、堆積装置。
【請求項２】
電源（１７６）が、随意で約５００Ｖ（ｐｐ）から約２０００Ｖ（ｐｐ）の電圧範囲の、正弦波ＡＣ電圧を提供するように適合されている、請求項１に記載の堆積装置。
【請求項３】
電源（１７６）の出口と抽出ボックス（１６４）との間に阻止コンデンサ（１７８）が設けられている、請求項１又は２に記載の堆積装置。
【請求項４】
電源（１７６）の出力電圧は、ＡＣ出力電圧がピークツーピークＡＣ電圧の約半分のＤＣオフセットを有するように適合されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の堆積装置。
【請求項５】
電源（１７６）の出力電圧は、ＡＣ出力電圧が、抽出ボックス（１６４）内のプラズマからの電子抽出を最小化するために、約１００Ｖ未満の負のピーク電位をもたらすＤＣオフセットを有するように適合されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の堆積装置。
【請求項６】
電源（１７６）の出力電圧は、抽出電極（１６８）に接続されたＡＣ出力電圧が、ＡＣ周波数で正イオン及び電子を断続的に抽出するように適合されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の堆積装置。
【請求項７】
電源（１７６）が、随意で約５００Ｖから約２０００Ｖの電圧範囲の、パルスＤＣ電圧を提供するように適合されている、請求項１に記載の堆積装置。
【請求項８】
外側電極（１７２）と抽出電極（１６８）とがダイオード構成を形成する、請求項１から７のいずれか一項に記載の堆積装置。
【請求項９】
フレキシブル基板（１０）を層でコーティングする方法であって：
第１のスプールチャンバ（１１０）内に設けられたストレージスプール（１１２）からフレキシブル基板（１０）を繰り出すこと；
堆積チャンバ（１２０）内に設けられたコーティングドラム（１２２）を使用してフレキシブル基板を誘導しながら、少なくとも一つの堆積ユニット（１２１）を用いてフレキシブル基板（１０）上に層を堆積させること；
少なくとも一つの堆積ユニット（１２１）の上流又は下流において、線形イオン源（１６１）を有する処理デバイス（１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ）からのイオンビームでフレキシブル基板を処理すること、
堆積後、第２のスプールチャンバ（１５０）内に設けられた巻き取りスプール（１５２）上にフレキシブル基板を巻くこと
を含み、
処理デバイス（１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ）が、イオンのパルスビームで基板（１０）を処理するように構成される、方法。
【請求項１０】
パルスビームが、処理デバイス（１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ）の抽出電極（１６８）に接続された電源（１７６）の約０ＶとＡＣ（ｐｐ）の間の電圧に等しいエネルギースペクトルを有するイオンを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ビームが、正イオンに対して断続的なパルス電子をさらに含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
抽出電極（１６８）に接続された抽出電圧は、ＡＣ出力電圧がピークツーピークＡＣ電圧の約半分のＤＣオフセットを有するように構成される、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
電源の出力電圧は、プラズマからの電子抽出を最小化するために、ＡＣ出力電圧が抽出電極において約１００Ｖ未満の負のピーク電位をもたらすＤＣオフセットを有するように提供される、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
電源（１７６）の出力電圧は、抽出電極に接続されたＡＣ出力電圧が、ＡＣ周波数を用いて正イオン及び電子を断続的に抽出するように提供され、且つ、イオン及び電子は、分散されたエネルギースペクトルを有するか、又は電源（１７６）の電圧はパルスＤＣ出力電圧として提供される、請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
基板（１０ｂ）上に層を堆積させるための堆積装置（１０１）であって：
−  少なくとも一つの堆積ユニット（１２１）の上流又は下流で基板（１０ｂ）を処理するように構成された処理デバイス（１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ）を備え、処理デバイス（１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ）が線形イオン源（１６１）を含み：
線形イオン源（１６１）が：
−  プラズマ生成ユニット（１６６）を含み且つ抽出電極（１６８）の一部として第１の線形スリット（１７０）を有する抽出ボックス（１６４）であって、前記スリットが、抽出ボックス（１６４）の基板（１０ｂ）と対向する一側面上に設けられたイオン出口である、抽出ボックス（１６４）、
−  抽出ボックスに隣接して且つイオンの経路において第１の線形スリット（１７０）の下流に設けられた、第２の線形スリット（１７４）を有する外側電極（１７２）、
−  抽出ボックス（１６８）及び大地電位に電気的に接続された電源（１７６）であって、約１ｋＨｚから約５００ｋＨｚの範囲の周波数での動作に適合された電源（１７６）
を含む、堆積装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施態様は薄膜堆積装置及び方法に関し、特に、薄層でフレキシブル基板をコーティングするための装置及び方法に関する。特に、本開示の実施態様は、フレキシブル基板をコーティングするためのロールツーロール（Ｒ２Ｒ）堆積装置及びコーティング方法に関する。具体的には、本開示の実施態様は、例えば、薄膜太陽電池製造、薄膜バッテリ製造、及びフレキシブルディスプレイ製造のために、層のスタックでフレキシブル基板をコーティングするための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック膜又は箔などのフレキシブル基板の処理は、パッケージング業界、半導体業界及びその他の業界で需要が高い。処理は、金属、半導体、及び誘電体材料などの材料によるフレキシブル基板のコーティング、エッチング及び各用途のために基板上で行われるその他の処理作業からなりうる。このタスクを実行するシステムは、一般に、基板を搬送するためのローラアセンブリを有する処理システムに結合されたコーティングドラム、例えば、円筒形ローラを含み、このコーティングドラムの上で基板の少なくとも一部分が処理される。
【０００３】
例えば、ＣＶＤプロセス又はＰＶＤプロセスなどのコーティングプロセス、特にスパッタプロセスが、フレキシブル基板上に薄層を堆積するために利用されうる。ロールツーロール堆積装置とは、例えば１キロメートル以上というかなりの長さのフレキシブル基板が、ストレージスプールから送り出され、薄層のスタックでコーティングされて、巻き取りスプールに再び巻き取られることと解される。特に、薄膜バッテリの製造、ディスプレイ業界及び光電池（ＰＶ）業界において、ロールツーロール堆積システムは極めて重要である。例えば、フレキシブルタッチパネル素子、フレキシブルディスプレイ、及びフレキシブルＰＶモジュールに対する需要の高まりにより、Ｒ２Ｒコーターで適切な層を堆積させる需要が高まる結果となっている。
【０００４】
さらに、高品質の層及び高品質の層スタックシステムを製造することのできるフレキシブル基板のコーティング装置の改良及びコーティング方法の改良に対する需要は途切れることがない。層又は層スタックシステムに対する改良は、例えば、均一性の改善、製品寿命の改善、及び単位表面積当たりの不具合の数の減少である。
【０００５】
例えば、線形イオン源からのイオンビームを用いたコーティング基板の前処理又は後処理により、全体的なコーティング品質の改良が試みられた。しかしながら、このような線形イオン源の動作には通常、数ｋＶのＤＣ電圧の供給が必要であり、それは多数の技術点課題をもたらす。上記及びその他の理由から、本発明が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
上記に照らして、独立請求項による、フレキシブル基板をコーティングする堆積装置及び方法が提供される。さらなる態様、利点及び特徴は、従属請求項、明細書、及び添付図面から明らかである。
【０００７】
本開示の一態様によれば、フレキシブル基板上に層を堆積するための堆積装置が提供される。堆積装置は、フレキシブル基板を提供するためのストレージスプールを格納する第１のスプールチャンバ、第１のスプールチャンバの下流に配置された堆積チャンバ、及び堆積チャンバの下流に配置されて堆積後にフレキシブル基板を巻くための巻き取りスプールを格納する第２のスプールチャンバを含む。堆積チャンバは、フレキシブル基板を、少なくとも一つの堆積ユニットを通過するように誘導するためのコーティングドラムを含む。さらに、堆積装置は処理デバイスを含む。処理デバイスは、少なくとも一つの堆積ユニットの上流又は下流でフレキシブル基板を処理するように構成されており、この処理デバイスは：プラズマ生成ユニットを含み且つ抽出電極の一部として第１の線形スリットを有する抽出ボックスを含む線形イオン源であって、スリットがフレキシブル基板の方向に向く抽出ボックスの側面に設けられたイオン出口である、線形イオン源と、抽出ボックスに隣接して且つイオンの経路において第１の線形スリットの下流に設けられた、第２の線形スリットを有する外側電極と、抽出電極及び大地電位に電気的に接続された電源であって、約１ｋＨｚから約５００ｋＨｚの範囲の周波数での動作に適合された電源とを備える。
【０００８】
本開示のさらなる態様によれば、フレキシブル基板を層でコーティングする方法が提供される。この方法は、第１のスプールチャンバに設けられたストレージスプールからフレキシブル基板を繰り出すこと；堆積チャンバに設けられたコーティングドラムを使用してフレキシブル基板を誘導しながら、少なくとも一つの堆積ユニットを用いてフレキシブル基板上に層を堆積させること；少なくとも一つの堆積ユニットの上流又は下流において、線形イオン源を有する処理デバイスからのイオンビームでフレキシブル基板を処理すること；堆積後、第２のスプールチャンバに設けられた巻き取りスプール上にフレキシブル基板を巻くことを含み、処理デバイスは、基板をイオンのパルスビームで処理するように構成される。
【０００９】
さらなる態様によれば、層を基板上に堆積させるための堆積装置が提供される。この装置は、少なくとも一つの堆積ユニットの上流又は下流で基板を処理するように構成された処理デバイスを含み、この処理デバイスは：プラズマ生成ユニットを含む抽出ボックスを含み且つ抽出電極の一部として第１の線形スリットを有する線形イオン源であって、スリットが、抽出ボックスの基板と対向する側面に設けられたイオン出口である、線形イオン源と、抽出ボックスに隣接して且つイオンの経路において第１の線形スリットの下流に設けられた、第２の線形スリットを有する外側電極と、抽出ボックス及び大地電位に電気的に接続された電源であって、約１ｋＨｚから約５００ｋＨｚの範囲の周波数での動作に適合された電源とを備える。実施態様は、開示の方法を実施するための装置も対象としており、それぞれ記載されている方法態様を実行するための装置部品を含む。これらの方法態様は、ハードウエア構成要素を用いてか、適切なソフトウエアによってプログラミングされたコンピュータを用いてか、これら二つの任意の組合せによってか、又はそれ以外の任意の態様で、実行されてよい。さらに、本開示による実施態様は、記載の装置を動作させるための方法も対象としている。記載の装置を動作させるための方法は、装置のあらゆる機能を実施するための方法態様を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に概説した本開示のより具体的な説明が、実施態様を参照して行われる。添付図面は本開示の実施態様に関連し、以下に記載される。
【００１１】
【図１】ここに記載される実施態様による堆積装置の概略断面図と、処理デバイスを強調する概略図とを示す。
【図２】ここに記載されるさらなる実施態様による、堆積装置の概略断面図を示す。
【図３】ここに記載される実施態様のいくつかで使用されうる堆積チャンバの一部の概略拡大図を示す。
【図４】ここに記載される実施態様のいくつかで使用されうるＡＣスパッタ源の概略図を示す。
【図５】ここに記載される実施態様のいくつかで使用されうるＤＣスパッタ源の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、本開示の様々な実施態様を詳細に参照する。それらの一又は複数の実施例は図面に示されている。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。個別の実施態様に関する相違のみが記載される。各実施例は、本開示の説明のために提示されているのであって、本開示の限定を意図していない。さらに、一実施態様の一部として図示または記載されている特徴は、他の実施態様に用いることができるか又はさらに別の実施態様を生み出すために他の実施態様と併用して用いることができる。本明細書は、このような修正形態及び変形形態を含むことが意図されている。
【００１３】
図１を例示的に参照して、本開示によるフレキシブル基板１０をコーティングするための堆積装置１００が記載される。ここに記載される他の実施態様と組み合わせることができる実施態様によれば、堆積装置１００は、フレキシブル基板１０を提供するためのストレージスプール１１２を格納する第１のスプールチャンバ１１０を含む。さらに、堆積装置１００は、第１のスプールチャンバ１１０の下流に配置される堆積チャンバ１２０を含む。加えて、堆積装置１００は、堆積チャンバ１２０の下流に配置され、堆積後にフレキシブル基板１０を巻くための巻き取りスプール１５２を格納する第２のスプールチャンバ１５０を含む。堆積チャンバ１２０は、少なくとも一つの、典型的には複数の堆積ユニット１２１を通過するようにフレキシブル基板を誘導するためのコーティングドラム１２２を含む。さらに、図１に例示的に示されるように、堆積装置は処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含む。処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、堆積装置内部の多数の位置に配置することができる。図１では、処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの三つの異なる位置が示されている。これらのうち、典型的には実施態様により一つの選択肢が実現されうるが、一つの装置内に二つ以上の処理デバイスがあってもよい。処理デバイス１６０ａは第１の堆積ユニット１２１の上流に置かれる。したがって、この処理デバイス１６０ａからのイオンビームは、第１の堆積工程の前に基板を前処理するために使用され、これによって典型的には堆積された層／コーティングの接着が改善する。処理デバイス１６０ｂは、最後の堆積ユニット１２１の下流に置かれる。したがって処理デバイス１６０ｂは、例えばコーティングの均質性を向上させるため、又はその構造を変化させるために、直前の堆積工程において堆積された層の後処理のために使用される。処理デバイス１６０ｃも、最後の堆積ユニット１２１の後に提供され、コーティングされていない基板の側面を処理するように方向付けられる。これは、例えば、第２のコーティングドラム１２２を含む第２の堆積チャンバ１２０（どちらも図示しない）が図１の第１の堆積チャンバ１２０に隣接して設けられるとき、採用されうる。この場合、処理デバイス１６０ｃは、例えば基板１０の側面を前処理することができ、基板はその後第２の堆積チャンバ内でコーティングされる。
【００１４】
通常、ここに記載される堆積装置１００、１０１は、以下に記載されるようなロールツーロール堆積装置である。堆積装置１０１は、平坦でありうる（非可撓性の）基板１０ｂ上に層を堆積させるための周知のシートツーシート原理に従って働いてもよい。このような堆積装置１０１は、後述の実施態様に関して記載される処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含み、これら処理デバイスは、少なくとも一つの堆積ユニット１２１の上流又は下流で基板１０ｂを処理するように構成される。通常、処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、線形イオン源１６１を含む。線形イオン源１６１は、プラズマ生成ユニット１６６を含む抽出ボックス１６４を含む。それは抽出電極１６８の一部として第１の線形スリット１７０を有し、線形スリットは、抽出ボックス１６４の基板１０ｂと対向する側面に設けられたイオン出口である。さらに、イオン源は、第２の線形スリット１７４を有する外側電極１７２を有し、これは、抽出ボックスに隣接し且つイオンの経路において第１の線形スリット１７０の下流に設けられる。さらに、処理デバイスは、抽出ボックス１６８と大地電位に電気的に接続された電源１７６を有し、この電源１７６は、約１ｋＨｚから約５００ｋＨｚの範囲の周波数での動作に適合される。通常、ここに開示される処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、広範なコーティング／堆積装置及び方法に採用することができ、それには、非限定的な例として、後述するシートツーシート堆積装置及びロールツーロール装置が含まれる。
【００１５】
したがって、ここに記載される堆積装置の実施態様は、例えば、前処理に起因する基板に対する層の接着の改善によって、一般的な堆積装置と比較したとき改善されている。さらなる一実施例として、堆積装置は、有利には、例えばダイヤモンド様カーボン層を生成するために、処理デバイス１６０ｂによる後処理を用いた、高密度化することのできる層でのフレキシブル基板のコーティングを提供する。
【００１６】
本開示において、「堆積装置」は通常、基板、特にフレキシブル基板上に材料を堆積させるように構成された装置と理解することができる。特に、堆積装置は、層のスタックでフレキシブル基板をコーティングするように構成されたロールツーロール（Ｒ２Ｒ）堆積である。具体的には、堆積装置は、少なくとも一つの真空チャンバ、特に真空堆積チャンバを有する真空堆積装置とすることができる。例えば、堆積装置は、長さ５００ｍ以上、１０００ｍ以上、又は数キロメートルの基板に対して構成されうる。基板の幅は、３００ｍｍ以上、特に５００ｍｍ以上、さらに詳細には１ｍ以上とすることができる。さらに、基板の幅は３ｍ以下、特に２ｍ以下にすることができる。
【００１７】
本開示では、「フレキシブル基板」は曲げることのできる基板と理解することができる。例えば、「フレキシブル基板」は「箔」又は「ウェブ」とすることができる。本開示では、「フレキシブル基板」という用語と「基板」という用語とは同義的に使用されうる。例えば、ここに記載される基板は、ＰＥＴ、ＨＣ−ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＩ、ＰＵ、ＴａＣ、ＯＰＰ、ＣＯＰ、ＣＯＣのような材料、一又は複数の金属、紙、それらの組み合わせ、及びハードコートＰＥＴ（例えば、ＨＣ−ＰＥＴ、ＨＣ−ＴａＣ）などの既にコーティング済みの基板を含みうる。いくつかの実施態様では、フレキシブル基板は、両面で指数が一致した（ＩＭ）層が設けられたＣＯＰ基板である。例えば、基板の厚さは、２０μｍ以上及び１ｍｍ以下、特に５０μｍから２００μｍとすることができる。
【００１８】
本開示では、「堆積チャンバ」は、基板上に材料を堆積させるための少なくとも一つの堆積ユニットを有するチャンバと理解することができる。特に、堆積チャンバは、真空チャンバ、例えば真空堆積チャンバでありうる。ここで使用される「真空」という用語は、例えば１０ｍｂａｒ未満の真空圧を有する、工業的真空の意味で理解することができる。典型的には、ここに記載される処理チャンバ内の圧力は、約１０−５ｍｂａｒと約１０−８ｍｂａｒとの間、さらに典型的には約１０−５ｍｂａｒと約１０−７ｍｂａｒとの間、さらにより典型的には約１０−６ｍｂａｒと約１０−７ｍｂａｒとの間でありうる。
【００１９】
本開示において、「堆積ユニット」は、基板上に材料を堆積させるように構成されたユニット又はデバイスと理解することができる。例えば、堆積ユニットは、ここに記載されるスパッタ堆積ユニットでありうる。しかしながら、ここに記載される堆積装置は、スパッタ堆積に限定されることはなく、他の堆積ユニットも追加で使用されうる。例えば、いくつかの実装態様では、ＣＶＤ堆積ユニット、蒸発堆積ユニット、ＰＥＣＶＤ堆積ユニット、又は他の堆積ユニットが利用されてよい。
【００２０】
本開示では、「コーティングドラム」は、フレキシブル基板に接触するための基板支持面を有するドラム又はローラと理解することができる。特に、コーティングドラムは回転軸の周りで回転可能で、基板誘導領域を含みうる。典型的には、基板誘導領域は、コーティングドラムの湾曲した基板支持面、例えば円筒形の対称面である。コーティングドラムの湾曲した基板支持面は、堆積装置の動作中に、フレキシブル基板に（少なくとも部分的に）接触するように適合されうる。
【００２１】
ここで使用される「上流」及び「下流」という用語は、基板の移送経路に沿った、それぞれのチャンバ又はそれぞれの構成要素の、別のチャンバ又は構成要素に対する位置を指している。例えば、動作中に、基板はローラアセンブリを介し、基板移送経路に沿って、第１のスプールチャンバ１１０から堆積チャンバ１２０を経由し、その後第２のスプールチャンバ１５０まで誘導される。したがって、堆積チャンバ１２０は、第１のスプールチャンバ１１０の下流に配置され、第１のスプールチャンバ１１０は堆積チャンバ１２０の上流に配置される。動作中に、基板が最初に第１のローラ又は第１の構成要素によって誘導されるか又はこれらを通って移送され、その後第２のローラ又は第２の構成要素によって誘導されるか又はこれらを通って移送されるとき、第２のローラ又は第２の構成要素は第１のローラ又は第１の構成要素の下流に配置されている。
【００２２】
本開示において、「処理デバイス」は、堆積の前に、イオン及び／又は電子衝突により、フレキシブル基板上に堆積された層に対して、又は基板に対して、処理を施すように構成されたデバイスと理解される。
【００２３】
ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、処理デバイスは非接触型処理デバイスである。例えば、少なくとも５ｍｍ、特に少なくとも１０ｍｍ、さらに詳細には少なくとも１５ｍｍの間隙が、処理デバイスと処理対象基板又は層との間に提供されうる。
【００２４】
ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、処理デバイスはイオン源、特に線形イオン源（ＬＩＳ）である。特に、処理デバイスは、フレキシブル基板の上、又はフレキシブル基板上に堆積される層の上にイオン衝突をもたらすように構成される。実施態様によれば、イオン源は、ＭＦ（中間周波数）電流抽出を含む。第１の堆積工程の前に（上流で）基板にイオン衝突を提供することは、堆積された層スタックの接着を改善することが判明した。また、フレキシブル基板上に堆積された層の処理は層の高密度化をもたらし、これは層の品質及び耐性を上昇させるために有利でありうる。
【００２５】
ここに記載され且つ図１に示される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、線形イオン源１６１（処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃのうちのいずれかの）は、抽出ボックス１６４を含む。これはプラズマ生成ユニット１６６を含む。抽出ボックス１６４内部のプラズマ由来のイオンは、第１の線形スリット１７０から抽出される。前記スリットは抽出電極１６８の一部であり、フレキシブル基板１０と対向するように取り付けられる抽出ボックス１６４の側面に設けられたイオン出口を形成する。外側電極１７２は、第２の線形スリット１７４をさらに有し、第２の線形スリットは、抽出ボックス１６４を出るイオンの経路において第１の線形スリット１７０の下流、即ち線形イオン源１６１の下流に設けられる。
【００２６】
ここに記載され且つ図１に例示的に示される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、電源１７６は、その出力ポートの一つで抽出ボックス１６８に電気的に接続される。他のポートで、電源は大地電位に接続される。電源１７６は、典型的には、ここでは中間周波数又はＭＦレンジとも呼ばれる、約１ｋＨｚから約５００ｋＨｚの範囲、さらに典型的には約１０ｋＨｚから約１００ｋＨｚの周波数での動作に適合される。
【００２７】
ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、電源１７６は、正弦波ＡＣ電圧又はパルスＤＣ電圧を提供するように適合される。典型的には、必須ではないが、電源１７６の電圧は、約５００Ｖ（ｐｐ）から約２０００Ｖ（ｐｐ）、さらに典型的には約７００Ｖ（ｐｐ）から約１５００Ｖ（ｐｐ）の範囲内である。
【００２８】
後述では、正弦波ＡＣ電圧（中間周波数の）に関する実施態様について記載する。経時的電圧グラフの一例が図１の横に示されている。一般的なＤＣ抽出ではなくこのような中間周波数抽出を利用することにはいくつかの利点がある。例えば、ＭＦは、一秒間に数千回抽出電極を放電することができる。通常、電荷蓄積の傾向が大きく低減されるか、又は場合によってはほぼゼロになる。これは、アーク発生の有害現象の低減をもたらしうる。典型的には、イオンビームは、正及び負に帯電したイオンを含む。負に帯電したイオンは直接抽出することができる。加えて、電子が抽出されるであろう。つまり、プラズマ源から抽出されたビームはほぼ中性となり、したがって、一部の実施態様では、荷電ビームを集束させる一般的な抑制電極を省略することができる。このようにして、一般的なトリード設計の代わりに、外側電極と抽出電極のダイオード構成を実現することができる。
【００２９】
イオンは異なるエネルギーを達成するので、イオンが抽出されるときの電流電圧に応じて、イオンビーム内で広いイオンエネルギー範囲が達成されうる。これは、基板材料に異なるイオン侵入深さをもたらし、このことは、コーティング品質の向上のために有利に使用されうる。
【００３０】
図１に示されるように、一部の実施態様においては、電源１７６の出口と抽出ボックス１６４との間に、抽出電極に対して阻止コンデンサ１７８が設けられる。電源１７６の出力電圧は、ＡＣ（ｐｐ）出力電圧がピークツーピークＡＣ電圧の約半分のＤＣオフセットを有するように適合されうる。阻止コンデンサ１７８により、抽出されたイオンと電子の数が等しくなり、コンデンサにＤＣ電流が存在しなくなる。イオンと比べて電子は軽いため可動性が高く、したがって速いので、電子流（即ち電子電流）は、イオン流と電子流との間に均衡を達成するために電圧を調節することにより影響されうる。
【００３１】
さらなる実施態様では、電源１７６の出力電圧は、ＡＣ出力電圧が約１００Ｖ未満の負のピーク電位をもたらすＤＣオフセットを有するように適合される。これは、抽出ボックス１６４内のプラズマからの電子抽出の最小化を助ける。電源１７６の出力電圧は、抽出電極１６８に接続されたＡＣ出力電圧がＡＣ周波数で正のイオン及び電子を断続的に抽出するように適合される。ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様では、電源１７６は、典型的には約５００Ｖから約２０００Ｖ、さらに典型的には約７００Ｖから約１５００Ｖの電圧範囲のパルスＤＣ電圧を提供するように適合される。経時的パルス電圧の例示的グラフが、他のグラフに示される正弦波ＡＣの代替例として図１に示されている。パルス電圧を用いて、基板（コーティングあり又はなし）がイオンビーム／電子ビームにより帯電する量を調節することができる。ビーム中に電子の大部分又はイオンの大部分がある場合、地面に対する電圧レベルにより、その量は広い範囲にわたって調節することができるか、又はそれらは等しくなるように調節されうる。後者の場合、基板／層はビームによって帯電せず、中性のままとなるであろう。その効果は、帯電基板（堆積層（複数可）あり又はなし）と堆積装置の部品、特に線形イオン源との間のアーク発生の問題が著しく低減されるか、又は場合によっては完全に回避されることである。さらに、基板の帯電挙動は広く制御することができ、それを使用してコーティングの接着及び品質などを改善することができる。
【００３２】
ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、少なくとも一つの堆積ユニット１２４は直流スパッタ堆積ユニットである。代替的に、少なくとも一つの堆積ユニット１２４は、パルス式直流スパッタ堆積ユニットとすることができる。図１及び２に概略的に示されるように、少なくとも一つの堆積ユニット１２４のターゲット１２５は、平面のターゲットとすることができる。例えば、少なくとも一つの堆積ユニット１２４は、平面的カソードスパッタ源とすることができる。代替的に、例えば、少なくとも一つの堆積ユニット１２４のターゲット１２５は、回転ターゲットとすることができる。図４及び図５を例示的に参照し、複数の堆積ユニット１２１に対して、及びここに記載されるグラファイトターゲット１２５を有する少なくとも一つの堆積ユニット１２４に対して使用されうる、様々な可能な実装態様を記載する。
【００３３】
図１及び図２を例示的に参照すると、堆積装置１００は典型的に、フレキシブル基板１０を基板移送経路に沿って、第１のスプールチャンバ１１０から第２のスプールチャンバ１５０まで誘導することができるように構成されており、基板移送経路は堆積チャンバ１２０を貫通しうると理解される。フレキシブル基板は、堆積チャンバ１２０内で層のスタックによってコーティングすることができる。複数のロールを備えるローラアセンブリ又はローラは、基板移送経路に沿って基板を移送するように提供することができ、ローラアセンブリの二つ以上のローラ、五つ以上のローラ、又は１０個以上のローラは、ストレージスプールと巻き取りスプールとの間に配置されうる。
【００３４】
ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様によれば、装置はさらに、部分的に凸状で部分的に凹状の基板移送経路に沿って、フレキシブル基板を第１のスプールチャンバから第２のスプールチャンバまで移送するように構成されたローラアセンブリを含む。言い換えるならば、一部の誘導ローラがフレキシブル基板の第１の主要面に接触し、一部の誘導ローラが第１の主要面と向かい合うフレキシブル基板の第２の主要面に接触するように、基板移送経路は部分的に右に湾曲し、部分的に左に湾曲しうる。
【００３５】
例えば、図２の第１の誘導ローラ１０７はフレキシブル基板の第２の主要面に接触し、フレキシブル基板は第１の誘導ローラ１０７（基板移送経路の「凸状」部分）によって誘導される間に左に曲げられる。図２の第２の誘導ローラ１０８は、フレキシブル基板の第１の主要面に接触し、フレキシブル基板は第２の誘導ローラ１０８（基板移送経路の「凹状」部分）によって誘導される間に右に曲げられる。したがって、有利にはコンパクトな堆積装置が提供されうる。
【００３６】
いくつかの実施態様によれば、堆積装置のいくつかのチャンバ又はすべてのチャンバは、排気可能な真空チャンバとして構成されうる。例えば、堆積装置は、第１のスプールチャンバ１１０及び／又は堆積チャンバ１２０及び／又は第２のスプールチャンバ１５０での真空の生成又は真空の維持を可能にする構成要素及び機器を含みうる。特に、堆積装置は、第１のスプールチャンバ１１０及び／又は堆積チャンバ１２０及び／又は第２のスプールチャンバ１５０での真空の生成又は真空の維持のための真空ポンプ、排気ダクト、真空密閉などを含みうる。
【００３７】
図１及び図２に例示的に示されるように、典型的には第１のスプールチャンバ１１０はストレージスプール１１２を収納するように構成され、ストレージスプール１１２はフレキシブル基板１０が巻かれた状態で提供されうる。動作中、フレキシブル基板１０は、ストレージスプール１１２から繰り出すことができ、基板移送経路（図１及び図２に矢印で示される）に沿って、第１のスプールチャンバ１１０から堆積チャンバ１２０に向かって移送されうる。ここで使用される「ストレージスプール」という用語は、コーティングされるフレキシブル基板がその上に保存されるロールと理解される。したがって、ここで使用される「巻き取りスプール」という用語は、コーティングされたフレキシブル基板を受け取るように適合されたロールと理解される。「ストレージスプール」という用語は、ここでは「供給ロール」とも呼ばれ、「巻き取りスプール」という用語は、ここでは「取り込みロール」とも呼ばれる。
【００３８】
図２を例示的に参照すると、ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、密閉デバイス１０５は、隣接するチャンバ間に、例えば、第１のスプールチャンバ１１０と堆積チャンバ１２０との間に、及び／又は堆積チャンバ１２０と第２のスプールチャンバ１５０との間に、提供されうる。したがって、有利には、巻き取りチャンバ（即ち、第１のスプールチャンバ１１０と第２のスプールチャンバ１５０）は独立に、特に堆積チャンバとは独立に、通気又は排気されうる。密閉デバイス１０５は、基板を平坦な密閉面に押し当てるように構成された膨張可能な密閉を含みうる。
【００３９】
図２に例示的に示されるように、典型的には、コーティングドラム１２２は、複数の堆積ユニット、例えば、第１の堆積ユニット１２１Ａ、第２の堆積ユニット１２１Ｂ、及び第３の堆積ユニット１２１Ｃを通過するようにフレキシブル基板１０を誘導するように構成されている。例えば、図２に概略的に示されるように、第１の堆積ユニット１２１Ａ及び第３の堆積ユニット１２１Ｃは、図４を参照してより詳細に例示的に記載されるＡＣ（交流）スパッタ源とすることができる。
【００４０】
図２の曲がった矢印で例示的に示されているように、コーティングドラム１２２は、典型的には回転軸１２３の周りで回転可能である。特に、コーティングドラムは能動的に駆動されうる。言い換えると、コーティングドラムを回転させる駆動力が提供されうる。コーティングドラムは、フレキシブル基板１０に接触するための、湾曲した基板支持面、例えば、コーティングドラム１２２の外面を含みうる。特に、湾曲した基板支持面は、例えば、図３を参照して例示的に記載されるように、電位を印加するデバイス１４０を利用することによって、電位を提供するために導電性とすることができる。例えば、基板支持面は、導電性材料、例えば金属材を含みうるか、又は導電性材料からなりうる。
【００４１】
したがって、コーティングドラムによって、複数の堆積ユニットを通過するようにフレキシブル基板を誘導している間に、フレキシブル基板はコーティングドラムの基板支持面に直接接触しうる。例えば、複数の堆積ユニットのうちの一部の堆積ユニットは、図１、図２及び図３に概略的に示されるように、コーティングドラム１２２の周りの円周方向に配置されうる。コーティングドラム１２２が回転するにつれて、フレキシブル基板は、フレキシブル基板の第１の主要面が所定の速度で堆積ユニットを通過する間にコーティングされうるように、コーティングドラムの湾曲した基板支持面に対向する堆積ユニットを通過するように誘導される。
【００４２】
したがって、動作中に、基板は、コーティングドラムの湾曲した基板支持面上の基板誘導領域上で誘導される。基板誘導領域は、コーティングドラムの動作中に基板が湾曲した基板面に接触する、コーティングドラムの角範囲として定義することができ、コーティングドラムの巻き付け角（ｅｎｌａｃｅｍｅｎｔ  ａｎｇｌｅ）に対応しうる。いくつかの実施態様では、コーティングドラムの巻き付け角は、図２に概略的に描かれているように、１２０°以上、具体的には１８０°以上、又は場合によっては２７０°以上でありうる。いくつかの実施態様では、動作中、コーティングドラムの最上部分はフレキシブル基板に接触せず、コーティングドラムの巻き付け領域は、コーティングドラムの少なくとも下半分の全体を占めることができる。いくつかの実施態様では、コーティングドラムには、本質的に対称にフレキシブル基板が巻き付けられる。
【００４３】
ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様によれば、コーティングドラム１２２は、典型的には０．１ｍから４ｍ、さらに典型的には０．５から２ｍの範囲、例えば約１．４ｍの幅を有する。コーティングドラムの直径は、１ｍを上回ってもよく、例えば１．５ｍと２．５ｍの間である。
【００４４】
いくつかの実施態様では、ローラアセンブリの一又は複数のローラ、例えば誘導ローラは、ストレージスプール１１２とコーティングドラム１２２との間に、及び／又はコーティングドラム１２２の下流に配置されうる。例えば、図１に示される実施態様では、二つの誘導ローラがストレージスプール１１２とコーティングドラム１２２との間に提供され、少なくとも一つの誘導ローラは第１のスプールチャンバ内に配置され、少なくとも一つの誘導ローラはコーティングドラム１２２の上流の堆積チャンバ内に配置されうる。いくつかの実施態様では、三つ、四つ、五つ以上、特に八つ以上の誘導ローラがストレージスプールとコーティングドラムとの間に提供される。誘導ローラは能動型又は受動型のローラでありうる。
【００４５】
ここで使用される「能動型」ローラ又はロールは、それぞれのローラを能動的に動かす又は回転させるための駆動部又はモータが設けられたローラであると理解されうる。例えば、能動型ローラは、所定のトルク又は所定の回転速度を提供するように調整されうる。典型的には、ストレージスプール１１２及び巻き取りスプール１５２は、能動型ローラとして提供されうる。いくつかの実施態様では、コーティングドラムは能動型ローラとして構成されうる。さらに、能動型ローラは、動作中に所定の張力で基板を引っ張るように構成された基板張力ローラとして構成することができる。ここで使用される「受動型」ローラは、受動型ローラを能動的に動かす又は回転するためのドライブを備えていないローラ又はロールと理解される。受動型ローラは、動作中に外側のローラ面に直接接触しうるフレキシブル基板の摩擦力によって回転されうる。
【００４６】
図２に例示的に示されるように、一又は複数の誘導ローラ１１３は、コーティングドラム１２２の下流、及び第２のスプールチャンバ１５０の上流に配置されうる。例えば、少なくとも一つの誘導ローラは、フレキシブル基板１０を真空チャンバに向かって、例えば堆積チャンバ１２０の下流に配置された第２のスプールチャンバ１５０に向かって誘導するために、コーティングドラム１２２の下流の堆積チャンバ１２０に配置されるか、又はフレキシブル基板を巻き取りスプール１５２の上に滑らかに誘導するため、フレキシブルローラをコーティングドラムの基板支持面に対して本質的に接線方向に誘導するために、コーティングドラム１２２の上流の第２のスプールチャンバ１５０に配置されうる。
【００４７】
図３は、ここに記載される実施態様のいくつかで使用されうる堆積チャンバの一部の概略拡大図を示す。
【００４８】
図３を例示的に参照すると、ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様によれば、それぞれが動作中に一つの堆積ユニットから他の堆積ユニット（例えば隣接する堆積ユニット）へのプロセスガスの流れを減らすため、二つの隣接する堆積ユニットの間にガス分離ユニット５１０が提供されうる。ガス分離ユニット５１０は、堆積チャンバの内部空間を複数の分離された区画に分割するガス分離壁として構成され、各区画は一つの堆積ユニットを含みうる。二つの隣接するガス分離ユニットの間にそれぞれ一つの堆積ユニットが配置されうる。言い換えるならば、堆積ユニットは、それぞれガス分離ユニット５１０によって分離されうる。したがって、有利には、隣接する区画／堆積ユニットの間に高いガス分離を設けることができる。
【００４９】
ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、それぞれの堆積ユニットを格納する区画の各々は、個々の堆積ユニットの堆積条件を適切に設定することができるように、他の堆積ユニットを格納する他の区画とは独立に排気することができる。ガス分離ユニットによって分離されうる隣接した堆積ユニットによって、異なる材料をフレキシブル基板上に堆積することができる。
【００５０】
ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様によれば、ガス分離ユニット５１０は、それぞれのガス分離ユニットとそれぞれのコーティングドラムとの間のスリット５１１の幅を調整するように構成されうる。いくつかの実施態様によれば、ガス分離ユニット５１０は、スリット５１１の幅を調整するように構成されたアクチュエータを含みうる。隣接する堆積ユニット間のガス流を低減するため、及び隣接する堆積ユニット間のガス分離係数を高めるために、ガス分離ユニットとコーティングドラムとの間のスリット５１１の幅は、小さな値、例えば１ｃｍ以下、特に５ｍｍ以下、具体的には２ｍｍ以下とすることができる。いくつかの実施態様では、スリット５１１の円周方向の長さ、即ち二つの隣接する堆積区画間のそれぞれのガス分離通路の長さは、１ｃｍ以上、特に５ｃｍ以上、又は場合によっては１０ｃｍ以上でありうる。いくつかの実施態様では、スリットの長さは、場合によってはそれぞれ約１４ｃｍであってよい。
【００５１】
ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様によれば、複数の堆積ユニット１２１の少なくとも一つのうちの第１の堆積ユニットはスパッタ堆積ユニットでありうる。いくつかの実施態様では、複数の堆積ユニット１２１の各堆積ユニットはスパッタ堆積ユニットである。そのとき、一又は複数のスパッタ堆積ユニットは、ＤＣスパッタリング、ＡＣスパッタリング、ＲＦ（高周波）スパッタリング、ＭＦ（中周波）スパッタリング、パルススパッタリング、パルスＤＣスパッタリング、マグネトロンスパッタリング、反応性スパッタリング、又はこれらの組み合わせに対して構成されうる。ＤＣスパッタ源は、導電性材料、例えば銅などの金属を用いたフレキシブル基板のコーティングに適している場合がある。交流（ＡＣ）スパッタ源、例えばＲＦスパッタ源又はＭＦスパッタ源は、フレキシブル基板を導電性材料又は絶縁材料で、例えば誘電体材料、半導体、金属又はカーボンでコーティングするために適している場合がある。
【００５２】
しかしながら、ここに記載される堆積装置は、スパッタ堆積に限定されず、いくつかの実施態様では他の堆積ユニットが使用されうる。例えば、いくつかの実装態様では、ＣＶＤ堆積ユニット、蒸発堆積ユニット、ＰＥＣＶＤ堆積ユニット又は他の堆積ユニットが利用されうる。特に、堆積装置のモジュール式設計により、堆積チャンバから第１の堆積ユニットを半径方向に取り除くことにより、及び堆積チャンバに別の堆積ユニットを装填することにより、第１の堆積ユニットを第２の堆積ユニットで置き換えることが可能でありうる。そのために、堆積チャンバには、一又は複数の堆積ユニットを交換するために開閉されうる密閉ふたが提供されうる。
【００５３】
ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様によれば、フレキシブル基板上に非導電性材料を堆積するために、少なくとも一つのＡＣスパッタ源が、例えば堆積チャンバに提供されうる。いくつかの実施態様では、フレキシブル基板上に導電性材料を堆積させるために、少なくとも一つのＤＣスパッタ源が堆積チャンバに提供されうる。
【００５４】
ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできる、図３に例示的に示された実施例によれば、複数の堆積ユニットの少なくとも一つの第１の堆積ユニット３０１はＡＣスパッタ源でありうる。図３に示される実施態様では、複数の堆積ユニットのうちの二つの第１の堆積ユニットは、ＡＣスパッタ源、例えば、以下により詳細に記載される二つのターゲットを備えるスパッタ源である。酸化ケイ素などの誘電体材料がＡＣスパッタ源を用いてフレキシブル基板上に堆積されうる。例えば、二つの隣接する堆積ユニット、例えば第１の堆積ユニットが、反応性スパッタプロセスにおいて、フレキシブル基板の第１の主要面上に酸化ケイ素層を直接堆積させるように構成されうる。結果として得られる酸化ケイ素層の厚さは、互いに隣り合う二つ以上のＡＣスパッタ源を利用することによって、例えば２倍に、増大しうる。
【００５５】
複数の堆積ユニットのうちの残りの堆積ユニットは、ＤＣスパッタ源でありうる。図３に示される実施態様では、少なくとも一つの第１の堆積ユニット３０１の下流に配置された複数の堆積ユニットのうちの少なくとも一つの第２の堆積ユニット３０２は、例えばＩＴＯ層を堆積させるように構成されたＤＣスパッタ源でありうる。他の実施態様では、カーボン層又はＩＴＯ層を堆積させるように構成された二つ以上のＤＣスパッタ源が提供されうる。いくつかの実施態様では、カーボン層又はＩＴＯ層は、少なくとも一つの第１の堆積ユニット３０１によって堆積される酸化ケイ素層の上に堆積されうる。
【００５６】
さらに、いくつかの実施態様では、少なくとも一つの第２の堆積ユニット３０２の下流に配置された少なくとも一つの第３の堆積ユニット３０３（例えば三つの第３の堆積ユニット）が、例えば金属層を堆積するために、ＤＣスパッタユニットとして構成されうる。図３に例示的に示されるように、ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、少なくとも一つの堆積ユニット１２４は、少なくとも一つの第２の堆積ユニット３０２の下流で少なくとも一つの第３の堆積ユニット３０３の上流に配置することができる。例えば、図３に例示的に示されるように、合計七つの堆積ユニットが提供されうる。しかしながら、図３に示される堆積チャンバ構成は一実施例であり、例えば堆積ユニットの順序を変えた、又は堆積ユニットの数を変えた他の構成が可能であることを理解されたい。
【００５７】
例えば、処理デバイス１６０は、図３に例示的に示されるように、複数の堆積ユニットの下流の堆積チャンバ内に配置されうる。さらに、ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様では、処理デバイス１６０ｂは、フレキシブル基板がコーティングドラム１２２の基板支持面に接触しているときに処理デバイス１６０を使用してフレキシブル基板上に堆積させた層を高密度化することができるように配置されている。明示的には示されていないが、二つ以上の処理デバイスが堆積チャンバ１２０内に提供されうると理解されたい。例えば、一又は複数のさらなる処理デバイスが、複数の堆積ユニットのうちの隣接する二つの堆積ユニット間に提供されうる。したがって、有利には、層スタックの個々の層の高密度化を行うことができる。
【００５８】
図４はＡＣスパッタ源６１０をより詳細に示しており、図５はＤＣスパッタ源６１２をより詳細に示している。図４に示されるＡＣスパッタ源６１０は、二つのスパッタデバイス、即ち第１のスパッタデバイス７０１及び第２のスパッタデバイス７０２を含みうる。本開示では、「スパッタデバイス」は、フレキシブル基板上に堆積される材料を含むターゲット７０３を含むデバイスと理解されたい。ターゲットは、堆積される材料又は少なくとも堆積される材料の成分から作製されうる。いくつかの実施態様では、スパッタデバイスは、回転軸を有する回転ターゲットとして構成されたターゲット７０３を含みうる。いくつかの実装態様では、スパッタデバイスは、ターゲット７０３がその上に配置されうるバッキングチューブ７０４を含みうる。いくつかの実装態様では、スパッタデバイスの動作中に磁場を生成するための磁石アレンジメントが、例えば回転ターゲットの内部に設けられうる。回転ターゲット内に磁石アレンジメントが設けられる場合、スパッタデバイスはスパッタマグネトロンと称されることがある。いくつかの実装態様では、スパッタデバイス又はスパッタデバイスの部品を冷却するために、冷却チャネルがスパッタデバイス内に設けられうる。
【００５９】
いくつかの実装態様では、スパッタデバイスは堆積チャンバの支持体に接続されるように適合されてよく、例えばフランジがスパッタデバイスの端部に設けられうる。いくつかの実施態様によれば、スパッタデバイスは、カソード又はアノードとして動作しうる。例えば、第１のスパッタデバイス７０１はカソードとして動作することができ、また、第２のスパッタデバイス７０２はある時点でアノードとして動作しうる。第１のスパッタデバイス７０１と第２のスパッタデバイス７０２との間に交流が印加されるとき、その後のある時点で、第１のスパッタデバイス７０１はアノードとして動作し、第２のスパッタデバイス７０２はカソードとして動作しうる。いくつかの実施態様では、ターゲット７０３はシリコンを含んでもよく又はシリコンから作製されてもよい。
【００６０】
「ツインスパッタデバイス」という用語は、一対のスパッタデバイス、例えば第１のスパッタデバイス７０１と第２のスパッタデバイス７０２を意味する。第１のスパッタデバイスと第２のスパッタデバイスはツインスパッタデバイスペアを形成しうる。例えば、ツインスパッタデバイスペアの両スパッタデバイスは、フレキシブル基板をコーティングするために、同じ堆積プロセスにおいて同時に使用されうる。ツインスパッタデバイスは同様に設計されうる。例えば、ツインスパッタデバイスは、同じコーティング材料を提供することができ、実質的に同じサイズ及び実質的に同じ形状を有しうる。ツインスパッタデバイスは、堆積チャンバ内に配置されうるスパッタ源を形成するために、互いに隣接して配置されうる。ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様によれば、ツインスパッタデバイスの二つのスパッタデバイスは、同じ材料、例えばシリコン、ＩＴＯ、又はカーボンから作製されたターゲットを含む。
【００６１】
図３及び図４に示されるように、第１のスパッタデバイス７０１は、第１のスパッタデバイス７０１の回転軸となりうる第１の軸を有する。第２のスパッタデバイス７０２は、第２のスパッタデバイス７０２の回転軸となりうる回転軸を有する。スパッタデバイスは、フレキシブル基板上に堆積される材料を提供する。反応性堆積プロセスについては、最終的にフレキシブル基板上に堆積される材料は、追加的にプロセスガスの化合物を含むことができる。
【００６２】
図３に例示的に示される実施態様によれば、フレキシブル基板は、コーティングドラム１２２によってツインスパッタデバイスを通過するように誘導される。そのとき、コーティングウインドウは、コーティングドラム１２２上のフレキシブル基板の第１の位置７０５、及びコーティングドラム１２２上のフレキシブル基板の第２の位置７０６によって限定される。コーティングウインドウ、即ち第１の位置７０５と第２の位置７０６との間のフレキシブル基板の一部は、材料がその上に堆積される基板の領域を規定する。図３に示すように、第１のスパッタデバイス７０１から放出された堆積材料の粒子と、第２のスパッタデバイス７０２から放出された堆積材料の粒子は、コーティングウインドウ内のフレキシブル基板に到達する。
【００６３】
ＡＣスパッタ源６１０は、第１のスパッタデバイス７０１の第１の軸から第２のスパッタデバイス７０２の第２の軸までの距離が３００ｍｍ以下、特に２００ｍｍ以下になるように適合されうる。典型的には、第１のスパッタデバイス７０１の第１の軸と第２のスパッタデバイス７０２の第２の軸との距離は、１５０ｍｍと２００ｍｍの間、さらに典型的には１７０ｍｍと１８５ｍｍの間、例えば１８０ｍｍでありうる。いくつかの実施態様によれば、円筒形のスパッタデバイスでありうる第１のスパッタデバイス７０１及び第２のスパッタデバイス７０１の外径は、９０ｍｍと１２０ｍｍの間、さらに典型的には約１００ｍｍと約１１０ｍｍの間の範囲とすることができる。
【００６４】
いくつかの実施態様では、第１のスパッタデバイス７０１には第１の磁石アレンジメントが設けられ、第２のスパッタデバイス７０２には第２の磁石アレンジメントが設けられうる。磁石アレンジメントは、堆積効率を改善する磁場を生成するように構成された磁石ヨークであってよい。いくつかの実施態様によれば、磁石アレンジメントは互いに向かって傾けられてもよい。互いに向かって傾けられて配置された磁石アレンジメントは、この文脈では、磁石アレンジメントによって生成される磁場が互いに向って方向付けられていることを意味しうる。
【００６５】
図５は、ここに記載される実施態様のいくつかに使用されうるＤＣスパッタ源６１２の拡大概略図を示す。いくつかの実施態様では、図３に示された少なくとも一つの第２の堆積ユニット３０２はＤＣスパッタ源６１２として構成される、及び／又は少なくとも一つの第３の堆積ユニット３０３はＤＣスパッタ源６１２として構成される。ＤＣスパッタ源６１２は、フレキシブル基板の上に堆積される材料を提供するためのターゲット６１４を含む少なくとも一つのカソード６１３を含みうる。少なくとも一つのカソード６１３は回転式カソードであってよく、特に回転軸の周りで回転可能な本質的に円筒形のカソードであってよい。ターゲット６１４は、堆積される材料から作製されうる。例えば、ターゲット６１４は、銅又はアルミニウムのターゲットなどの、金属ターゲットであってよい。図５に例示的に示されるように、少なくとも一つの堆積ユニット１２４がＤＣスパッタ源として構成される実施態様では、ターゲット６１４は例えばグラファイトターゲットでありうる。さらに、図５に例示的に示されるように、生成されたプラズマを閉じ込めるための磁石アセンブリ６１５が、回転式カソードの内部に配置されうる。
【００６６】
いくつかの実装態様では、ＤＣスパッタ源６１２は、図５に例示的に示されるように、単一のカソードを含みうる。いくつかの実施態様では、導電性の表面、例えば堆積チャンバの壁面は、アノードとして動作しうる。他の実装態様では、分離されたアノード、例えばロッド形状を有するアノードは、少なくとも一つのカソード６１３と分離されたアノードとの間に電場が生成されうるように、カソードの隣に設けられる。少なくとも一つのカソード６１３とアノードとの間に電場を印加するために、電源が供給されてよい。金属などの導電性材料の堆積を可能にしうるＤＣ電場が印加されうる。いくつかの実装態様では、パルスＤＣ場が少なくとも一つのカソード６１３に印加される。いくつかの実施態様では、ＤＣスパッタ源６１２は、二つ以上のカソード、例えば二つ以上のカソードのアレイを含みうる。
【００６７】
ここに記載される他の実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、堆積ユニット、特にカソード（例えば、ＡＣスパッタ源、ＤＣ回転式カソード、ツイン回転式カソード、及びダブルＤＣ平面カソード）は置き換え可能であると理解される。したがって、共通の区画設計が提供されうる。さらに、堆積ユニットは、それぞれの堆積ユニットを個別に制御するように構成されたプロセスコントローラに接続されうる。したがって、有利には、プロセスコントローラは、反応性プロセスを完全に自動化することができるように提供されうる。
【００６８】
ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできるいくつかの実施態様によれば、ここに記載される堆積源は、反応性堆積プロセスのために構成されうる。さらに、プロセスガスが、個々の堆積ユニットが提供される複数の分離された区間のうちの少なくとも一つに追加されうる。例えば、プロセスガスは、アルゴン、Ｃ２Ｈ２（アセチレン）、ＣＨ４（メタン）及びＨ２（水素）のうちの少なくとも一つを含むことができる。ここに記載されるプロセスガスの提供は、層の堆積にとって有利でありうる。
【００６９】
ここに記載される堆積装置の実施態様を考慮すると、フレキシブル基板１０を層のスタックでコーティングするための堆積装置１００が提供されることに留意されたい。ここに記載される他のいずれかの実施態様と組み合わせることのできる実施態様によれば、堆積装置１００は、フレキシブル基板１０を提供するためのストレージスプール１１２を格納する第１のスプールチャンバ１１０と、第１のスプールチャンバ１１０の下流に配置された堆積チャンバ１２０と、堆積チャンバ１２０の下流に配置されて、堆積後にフレキシブル基板１０を巻くための巻き取りスプール１５２を格納する第２のスプールチャンバ１５０とを含む。堆積チャンバ１２０は、少なくとも一つのスパッタ堆積ユニット１２５を含む複数の堆積ユニット１２１を通過するようにフレキシブル基板を誘導するためのコーティングドラム１２２を含む。コーティングドラムは、コーティングドラムの基板誘導面に電位を供給するように構成されている。例えば、コーティングドラムの基板誘導面を、ここに記載される電位印加デバイスを使用することにより電位に曝すことができる。
【００７０】
「層のスタック」とは、交互に堆積された二つ又は三つ以上の層であり、これら二つ又は三つ以上の層は、同じ又は二つ若しくは三つ以上の異なる材料から構成されうると理解することができる。さらに、層のスタックは一又は複数の導電層、例えば金属層、及び／又は一又は複数の絶縁層、例えば誘電体層を含みうる。いくつかの実施態様では、層のスタックは、一又は複数の透明な層、例えばＳｉＯ２層又はＩＴＯ層を含みうる。いくつかの実施態様では、層のスタックのうちの少なくとも一つの層は、導電性の透明な層、例えばＩＴＯ層でありうる。例えば、ＩＴＯ層は、容量性のタッチアプリケーション、例えばタッチパネルに有利でありうる。
【００７１】
追加的に又は代替的に、イオン衝突及び／又は電子衝突は、例えば堆積チャンバ１２０内に提供されたプラズマからコーティングドラム１２２に向かって、例えばここに記載される電位を印加するためのデバイス１４０によりコーティングドラムに電位を提供することによって、電子又はイオンを加速することにより達成することができる。以上の説明は実施態様を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱せずに他の実施態様及びさらなる実施態様が考案可能であり、本開示の範囲は特許請求の範囲によって定められる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月15日(2020.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図１を例示的に参照して、本開示によるフレキシブル基板１０をコーティングするための堆積装置１００が記載される。ここに記載される他の実施態様と組み合わせることができる実施態様によれば、堆積装置１００は、フレキシブル基板１０を提供するためのストレージスプール１１２を格納する第１のスプールチャンバ１１０を含む。さらに、堆積装置１００は、第１のスプールチャンバ１１０の下流に配置される堆積チャンバ１２０を含む。加えて、堆積装置１００は、堆積チャンバ１２０の下流に配置され、堆積後にフレキシブル基板１０を巻くための巻き取りスプール１５２を格納する第２のスプールチャンバ１５０を含む。堆積チャンバ１２０は、少なくとも一つの、典型的には複数の堆積ユニット１２１を通過するようにフレキシブル基板を誘導するためのコーティングドラム１２２を含む。さらに、図１に例示的に示されるように、堆積装置は処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含む。処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、堆積装置内部の多数の位置に配置することができる。図１では、処理デバイス１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの三つの異なる位置が示されている。三つの異なる位置のうち、典型的には実施態様により一つの選択肢が実現されうるが、一つの装置内に二つ以上の処理デバイスがあってもよい。処理デバイス１６０ａは第１の堆積ユニット１２１の上流に置かれる。したがって、この処理デバイス１６０ａからのイオンビームは、第１の堆積工程の前に基板を前処理するために使用され、これによって典型的には堆積された層／コーティングの接着が改善する。処理デバイス１６０ｂは、最後の堆積ユニット１２１の下流に置かれる。したがって処理デバイス１６０ｂは、例えばコーティングの均質性を向上させるため、又はその構造を変化させるために、直前の堆積工程において堆積された層の後処理のために使用される。処理デバイス１６０ｃも、最後の堆積ユニット１２１の後に提供され、コーティングされていない基板の側面を処理するように方向付けられる。これは、例えば、第２のコーティングドラム１２２を含む第２の堆積チャンバ１２０（どちらも図示しない）が図１の第１の堆積チャンバ１２０に隣接して設けられるとき、採用されうる。この場合、処理デバイス１６０ｃは、例えば基板１０の側面を前処理することができ、基板はその後第２の堆積チャンバ内でコーティングされる。
【国際調査報告】
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