[发明专利]双重气体轴承基底定位系统

说明书

双重气体轴承系统包括真空预压气体轴承、基底和气体轴承支撑器。将真空预压气体轴承以固定位置安装到机器底座。该基底具有面向真空预压气体轴承的输出面的第一表面和面向气体轴承支撑器的输出面的相对的第二表面。气体轴承在垂直于真空预压气体轴承的输出面的方向上可自由移动。通过真空预压气体轴承的输出面的气流将第一净力赋予基底的第一表面上，且通过气体轴承支撑器的气流将第二净力赋予基底的第二表面上，其中第二净力和气体轴承支撑器的输出面之间的间隙与基底的位置和厚度无关。

发明领域

本发明一般涉及使用高刚度气体轴承和低刚度气体轴承支撑器来定位基底的系统，且更具体涉及用于使用此类布置沉积薄膜材料的系统。

发明背景

对以下方面日益感兴趣：由气态前体将薄膜材料沉积在各式各样的基底上，用于各种各样的应用。感兴趣的基底包括诸如平板玻璃之类的刚性基底和诸如塑料网或金属箔之类柔性基底二者。特别感兴趣柔性支撑物，因为它们可以比刚性基底在机械方面更牢固、重量更轻，并允许制造更经济(例如通过使得能够卷对卷处理)。类似于它们的液体涂覆对应物，如果沉积头或气体递送设备在面积上小于待涂覆的基底的面积，则薄膜沉积系统是有利的。对于诸如网和箔之类连续的基底，小于基底的面积的沉积头的使用是一种要求而并非仅仅是优点。

在广泛用于薄膜沉积的技术之中有化学气相沉积(CVD)，其使用化学反应性分子，所述分子发生反应以将所需薄膜沉积在基底上。用于CVD应用的分子前体包含待沉积的薄膜的元素(原子)成分，并且通常还包括额外的元素。CVD前体是挥发性分子，将其以气相递送至腔室，以便在基底处发生反应，在其上形成薄膜。化学反应沉积具有所需膜厚度的薄膜。

原子层沉积(ALD)是提供优异的保形薄膜厚度控制的薄膜沉积技术。ALD方法将常规CVD的薄膜沉积方法分割成单原子层沉积步骤。有利地，ALD步骤是自终止的且可在进行直到或超出自终止暴露时间时，沉积一个原子层。原子层通常为约0.1～约0.5个分子单层，其典型尺寸大致不超过几个埃。在ALD中，原子层的沉积是反应性分子前体与基底之间的化学反应的结果。在每个单独的ALD反应-沉积步骤中，净反应沉积所需的原子层并大体上消除分子前体中原始包括的额外的原子。在其最纯净的形式中，ALD牵涉在不存在该反应的其它一种或更多种前体的情况下的各前体的吸附和反应。在瞬时真空ALD中，通过以下方式来完成薄膜生长：交替将两种或更多种反应性材料或前体及时递送入真空腔室中。相继地，施加第一前体以与基底反应，去除过量的第一前体，然后施加第二前体以与基底表面反应。然后去除过量的第二前体，并重复该过程。在所有的ALD方法中，使基底相继暴露于一系列与基底反应的反应物，并保持彼此分离，以避免CVD或气相反应。通过形成单层的总体薄膜材料所要求的步骤来限定ALD循环；对于使用两种前体的方法，将循环限定为第一前体暴露、吹扫步骤、第二前体暴露和第二前体吹扫步骤。

称为空间原子层沉积(SALD)的一种ALD方法版本采用从沉积头连续的(与脉冲相反)气态材料分配。在从沉积头分配时，气态前体被惰性气体流在空间上分隔，而非在时间上被分隔。虽然真空腔室可随SALD使用，但是由于气流的物理分隔而非前体在单一腔室内的时间分隔，真空腔室不再是必需的。在SALD系统中，通过基底与递送头之间的相对移动来实现所要求的相继暴露，以致在基底上的任何给定点见到必需的气态材料顺序。可以下方式来实现这种相对移动：相对于固定的递送头移动基底、相对于固定的基底移动递送头，或者移动递送头和基底二者，以便在基底处实现所需的气体暴露。示例性SALD方法描述于共同转让的美国专利7,413,982、美国专利7,456,429、美国专利7,789,961和美国专利申请公开2009/0130858(通过引用将其公开内容并入本文)中。SALD使得能够在大气压或接近大气压下操作，并且能够在未密封的或开放的空气环境中操作，使其与网涂覆相容。