用于蒸发源的温度控制遮蔽件、用于在基板上沉积材料的材料沉积设备及方法与流程

1.本公开内容的实施方式关于在真空腔室中通过热蒸发涂覆基板。本公开内容的实施方式进一步关于蒸发材料在基板上的材料沉积。实施方式还关于材料在基板上的温度受控沉积。


背景技术：

2.用于在基板上沉积的各种技术是已知的，例如化学气相沉积(chemical vapor deposition；cvd)及物理气相沉积(physical vapor deposition；pvd)。对于高沉积速率的沉积，热蒸发可用作pvd工艺。对于热蒸发，源材料被加热以产生可沉积在例如基板上的蒸气。升高加热源材料的温度会增加蒸气浓度，并可有利于高沉积速率。实现高沉积速率的温度取决于源材料的物理性质，例如作为温度的函数的蒸气压；及基板的物理极限值，例如熔点。
3.例如，可在坩埚中加热要沉积在基板上的材料，以在升高的蒸气压下产生蒸气。蒸气可从坩埚输送到具有多个喷嘴的加热蒸气分配器。蒸气可由一个或多个喷嘴引导到涂覆容积中(例如真空腔室中)的基板上。
4.通过蒸发将金属(例如锂)沉积在柔性基板(例如铜基板)上可用于制造电池，如锂电池。例如，锂层可沉积在薄的柔性基板上，用于生产电池的阳极。在组装阳极层堆叠及阴极层堆叠之后，可选地在其间具有电解质及/或隔板，所制造的层布置可被卷起或以其他方式堆叠以产生锂电池。
5.部件的表面(例如真空腔室的真空腔室壁)可暴露在蒸气中并可被涂覆。频繁维护以移除冷凝物对于高容量制造(例如薄箔上的卷材涂层)是不切实际的。此外，若真空腔室的部件不同于待涂覆的基板，则可能会浪费昂贵的涂覆材料。
6.此外，待沉积的材料被加热到高温，从而为待涂覆的基板提供高热负荷。然而，高温会对基板产生负面影响。因此，有益的是提供一种改进的材料沉积设备来至少部分地克服此项技术中的问题。


技术实现要素：

7.根据一个实施方式，提供一种用于蒸发源的温度控制遮蔽件。温度控制遮蔽件被配置成提供预加热区或后冷却区。
8.根据一个实施方式，提供一种用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备。材料沉积设备包括一个或多个根据本公开内容的实施方式的温度控制遮蔽件。
9.根据一个实施方式，提供一种用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备。该材料沉积设备包括用于向基板提供蒸发材料的蒸发源，该蒸发源具有第一端及与第一端相对的第二端，及在第一端与第二端之间的具有长度的表面；及一个或多个温度控制遮蔽件，其布置在蒸发源的第一端或第二端中的至少一者处，一个或多个温度控制遮蔽件从蒸发源
向外延伸，其中一个或多个温度控制遮蔽件在蒸发源的第一端与第二端之间提供表面长度的至少20％的宽度。
10.根据一个实施方式，提供一种用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备。该材料沉积设备包括：蒸发源，用于向基板提供蒸发材料，该蒸发源具有第一端及与第一端相对的第二端；及一个或多个温度控制遮蔽件，其布置在蒸发源的第一端或第二端中的至少一者处，该一个或多个温度控制遮蔽件从蒸发源以广角向外延伸。
11.根据一个实施方式，提供一种用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备。该材料沉积设备包括：基板输送装置，用于沿着基板输送方向输送基板；及至少两个蒸发源，用于沿着基板输送方向将蒸发材料提供至基板，该至少两个蒸发源各自包括一个或多个不对称的温度控制遮蔽件。
12.根据一个实施方式，提供一种用于向真空腔室中的基板提供蒸发材料的蒸发源。蒸发源包括喷嘴组件遮蔽件，其具有布置成至少一列的多个喷嘴，该列包括两个最外侧喷嘴，其中两个最外侧喷嘴在不同方向上倾斜。
13.根据一个实施方式，提供一种用于向真空腔室中的基板提供蒸发材料的蒸发源。蒸发源包括喷嘴组件遮蔽件，其具有第一端及第二端、及在第一端与第二端之间的面对基板的表面，该喷嘴组件遮蔽件具有多个开口，这些开口在第一端与第二端之间的表面处布置成至少一列，该至少一列具有邻近第一端设置的第一最外侧开口及邻近第二端设置的第二最外侧开口；及延伸穿过多个开口的多个喷嘴，其中多个喷嘴包括延伸穿过第一最外侧开口的第一最外侧喷嘴及延伸穿过第二最外侧开口的第二最外侧喷嘴，第一最外侧喷嘴及第二最外侧喷嘴相对于第一端与第二端之间的表面倾斜一定角度。
14.根据一个实施方式，提供一种用于在真空腔室中将材料沉积到基板上的方法。该方法包括在具有蒸气发射区域的蒸发源中蒸发材料；及通过温度控制遮蔽件将蒸发材料引导朝向基板区域，基板区域大于蒸气发射区域。
15.根据一个实施方式，提供一种制造电池阳极的方法。制造电池阳极的方法包括根据本文描述的任何实施方式在真空腔室中将材料沉积到基板上的方法。
16.根据一个实施方式，提供一种制造电池阳极的方法。该方法包括在根据本公开内容实施方式的材料沉积设备中引导包括阳极层或由阳极层组成的卷材；及用气相沉积设备在卷材上沉积含锂材料或锂。
17.实施方式还涉及用于执行所公开的方法的设备，并且包括用于执行每个所描述的方法方面的设备部件。这些方法方面可由硬件部件、由适当软件编程的计算机、两者的任意组合或以任何其他方式来执行。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。其包括执行设备每一功能的方法方面。
附图说明
18.为了能够详细理解本公开内容的上述特征，可参考实施方式来获得上文简要概括的公开内容的更具体的描述。附图关于本公开内容的实施方式，并描述如下：
19.图1示出了根据本文描述的实施方式的材料沉积设备的示意图；
20.图2a示出了根据本文描述的实施方式的材料沉积设备的示意图；
21.图2b示出了根据本文描述的实施方式的基板处的温度分布；
22.图3示出了根据本文描述的实施方式的材料沉积设备的示意图；
23.图4a示出了根据本文描述的实施方式的材料沉积设备的示意图；
24.图4b示出了根据本文描述的实施方式的基板处的热负荷分布；及
25.图5示出了根据本文描述的实施方式的方法的流程图。
具体实施方式
26.现在将详细参考本公开内容的各种实施方式，本案的一个或多个示例在附图中示出。在附图的以下描述中，相同的附图标记表示相同的部件。一般而言，仅描述关于个别实施方式的差异。每个示例都是以解释本公开内容的方式提供的，并不意味着对本公开内容的限制。此外，示出或描述为一个实施方式的一部分的特征可用于其他实施方式，或与其他实施方式结合使用，以产生又一实施方式。本说明书意欲包括此种修改及变化。
27.本文提供的实施方式关于通过蒸发进行薄膜涂覆，特定而言关于真空腔室中的薄膜涂覆。典型地，待涂覆的材料被加热到材料特定的温度以被蒸发。通常，在更高的温度下可提供更高的蒸发速率。特定涂覆速率的相应温度相较于其他因素更取决于例如材料蒸气压。对于高沉积速率处理，材料的冷凝热负荷可主导基板上的热负荷。
28.在蒸发系统中，蒸发材料会在具有低于蒸发材料的温度的系统部件表面冷凝。对于基板的热涂覆，基板包括较低的温度，使得蒸发材料可涂覆到基板上以在基板上形成薄层。然而，基于待沉积材料与基板之间的温度差异的涂层或材料沉积也为基板提供了冷凝能量(condensation energy)。因此，由沉积材料提供的冷凝能量加热基板，特别是在蒸发材料直接撞击基板的位置加热基板。
29.因此，提供避免将冷凝能量集中到待涂覆的基板上的系统、设备及方法，及在待涂覆的基板上提供更佳热分布(即冷凝能量)的系统、设备及方法是有益的。
30.图1示例性地示出了根据本文描述的实施方式的材料沉积设备，其可与本文描述的任何其他实施方式相结合。材料沉积设备100可包括真空腔室105。可在真空腔室中提供真空。例如，材料沉积设备可包括用于在真空腔室中提供真空的真空泵。
31.本文使用的术语“真空”可理解为真空压力小于例如10毫巴的技术真空。典型地，如本文所述的真空腔室中的压力可在10-4
毫巴与约10-8
毫巴之间，更典型地在10-4
毫巴与约10-7
毫巴之间，甚至更典型地在约10-5
毫巴与约10-6
毫巴之间。在一些实施方式中，一个或多个真空腔室中的总压力可在约10-4
毫巴至约10-7
毫巴的范围内。因此，真空腔室可以是“真空沉积腔室”，即，被配置为用于真空沉积的真空腔室。
32.根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式，材料沉积设备可包括蒸发源110。蒸发源被配置成向基板122提供蒸发材料。蒸发源110可设置在真空腔室105中，或者可至少部分设置在真空腔室105中。
33.根据可与本文描述的任何其他实施方式相结合的实施方式，材料沉积设备可包括基板输送装置120。基板输送装置可被配置成输送基板122。基板122可围绕基板输送装置120布置。基板输送装置120可以是如图1中示例性示出的涂布滚筒。涂布滚筒可包括弯曲滚筒表面，并且气相沉积设备可被配置为在圆周方向或基板输送方向d上移动弯曲滚筒表面上的基板122经过蒸发源110。例如，基板可为柔性卷材或箔，并且材料沉积设备可以是卷到卷(roll-to-roll)沉积设备。涂布滚筒可以是在垂直于图1纸面的长度方向上延伸的圆筒。
基板输送装置可以是可移动的，即，涂布滚筒可围绕轴a旋转。基板输送装置可顺时针或逆时针移动或旋转。基板输送装置可在沉积期间改变方向，例如，当基板输送装置在沉积期间顺时针旋转时，旋转方向可改变为逆时针，反之亦然。基板可在图1中箭头d所示的圆周方向或基板输送方向上移动。
34.根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，涂布滚筒可为气垫涂布滚筒。气垫涂布滚筒在滚筒表面与基板之间提供冷却气体。例如，滚筒及冷却气体可经冷却到低于室温的温度。热量可从基板移除，以允许更高的沉积速率，而不会损坏其上沉积材料的薄箔或卷材。
35.对于气垫辊，第一小组的气体出口(即，开放的气体出口)可设置在处理滚筒的卷材引导区域中。第二小组的气体出口(即，封闭的气体出口)设置在卷材引导区域的外部。由于气体仅在需要形成悬停垫(hover cushion)的卷材引导区域中排放，因此没有或极少气体被直接排放到没有被卷材重叠的区域中，可减少气体的浪费和/或可在泵系统上的较小应变下保持更好的真空。
36.根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，作为多个小组的气体出口的补充或替代，处理滚筒的外表面可涂覆有微孔表面。微孔表面可允许少量冷却气体从处理滚筒内部流到处理滚筒的表面。冷却气体可在处理滚筒与在处理滚筒上被引导用于材料沉积的卷材或箔片之间形成气垫。
37.根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式，基板可以是薄基板，例如箔或卷材。待涂覆的基板可具有50微米或更小，特定而言20微米或更小，或者甚至10微米或更小的厚度。例如，可在气相沉积设备中涂覆金属箔或柔性金属涂覆箔。在一些实施方式中，基板10是厚度小于30微米(例如10微米或更小)的薄铜箔或薄铝箔。
38.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，材料沉积设备可包括用于提供未处理基板的基板供应或展开(unwinding)辊(图1中未示出)。基板供应或展开辊可移动(即，旋转)，使得基板可从基板供应或展开辊展开。此外，材料沉积设备可包括基板接收辊，用于在将材料沉积到基板上之后收取处理过的基板。基板接收辊可移动，即，基板接收辊可旋转以收取处理过的基板。基板接收辊及基板供应或展开辊可沿相同方向旋转，即，这些辊可顺时针旋转，或者基板供应或展开辊可在相反方向上旋转，即一个辊可顺时针旋转，另一个辊可逆时针旋转，反之亦然。
39.然而，应理解，尽管图1中未示出，但基板输送装置也可以是卷到卷输送装置。卷到卷输送装置可包括展开或基板供应卷，未处理的基板可从该展开或基板供应辊提供。卷到卷输送装置可进一步包括用于卷起处理过的基板的接收辊。展开或基板供应辊及接收辊可各自设置在与蒸发源相比不同的真空腔室中，或者可设置在与蒸发源相同的真空腔室中。在展开辊与接收辊之间，基板可设置在蒸发源附近，用于将材料沉积到基板上。例如，基板可“横跨(span)”在展开辊与接收辊之间，并且可在蒸发源上方被引导以接收蒸发材料。例如，基板可具有限定的和/或受控的力。可提供基板张紧器。
40.根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式，蒸发源110可具有第一端及与第一端相对的第二端。第一端与第二端之间可限定空间。本公开内容全文使用的术语“与第一端相对的第二端”可理解为蒸发源的两侧彼此相邻布置。例如，蒸发源可包括沿相同方向延伸并且彼此相邻布置的第一壁及第二壁。第一端及第二端可理解为蒸发源的侧
壁限制。特定而言，第一端及第二端可在其间限定表面119，即，可基本上垂直于蒸发源的第一壁及第二壁的表面。蒸发源的表面可与基板输送装置对准，即，蒸发源的表面119可被定向为使得可增强待沉积材料的供应。
41.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，蒸发源可提供待沉积到基板的材料。蒸发源可包括坩埚，通过向材料提供适于蒸发材料的温度，待沉积的材料可在该坩埚中蒸发。例如，待沉积的材料可包括例如金属(特别是锂)、金属合金及在给定条件下具有气相的其他可蒸发材料或类似这。根据又一实施方式，额外地或替代地，该材料可包括镁(mg)、镱(yb)及氟化锂(lif)。
42.此外，蒸发源可包括分配器。分配器可分配蒸发材料。可在分配器中提供材料，例如，通过经由入口开口连接到分配器的坩埚来提供。分配器可具有一个或多个开口。待沉积的蒸发材料可通过开口离开分配器。源材料可通过延伸穿过开口的多个喷嘴沉积在基板122上。换言之，蒸发源可包括用于向基板提供蒸发材料的一个或多个喷嘴。待沉积的材料可例如通过多个喷嘴喷射到基板上。
43.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，提供了温度控制遮蔽件112。温度控制遮蔽件被配置成提供加热区或冷却区，特定而言是预加热区及后冷却区。特定而言，温度控制遮蔽件可被配置为在基板输送装置120中提供预加热区或后冷却区，即，朝向由基板输送装置输送的基板122或在基板122处提供。温度控制遮蔽件112可包括加热装置或冷却装置的一者。温度控制遮蔽件可设置在蒸发源110处。特定而言，可在蒸发源处提供一个或多个温度控制遮蔽件。温度控制遮蔽件112可以是可加热的，使得当温度控制遮蔽件112被加热到操作温度时(例如在一些实施方式中为500℃或更高的操作温度)，可减少或防止温度控制遮蔽件112上的蒸气冷凝。
44.根据本公开内容的实施方式，温度控制遮蔽件沿输送方向的宽度比蒸发源的相应宽度大至少10％，特定而言大至少20％。因此，材料沉积不限于蒸发源在输送方向上的区域。将材料羽流限制在蒸发源区域可能导致基板温度突然升高，这可能导致基板(例如薄箔或卷材)起皱及翘曲。因此，允许来自蒸发源的材料羽流向蒸发区域的侧面扩散，以具有预加热区和/或后冷却区。由于温度的升高与沉积的材料量直接相关，加热遮蔽件的延伸形状导致入口处的低沉积速率。沉积速率增加，例如，连续增加，直至蒸发源的主体处的最大沉积速率。如本文所述，热负荷主要由冷凝能量提供。因此，卷材或箔的温度分布与沉积速率成比例。因此，温度分布的增加类似于上述沉积速率的分布。
45.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，温度控制遮蔽件可包括导热材料。温度控制遮蔽件可包括适于接触加热或冷却的材料。例如，温度控制遮蔽件可由金属材料制成，例如不锈钢、钼、钽、钨、因瓦合金或其他高温材料或高温金属。例如，也可提供氮化铝作为良好的导热陶瓷。
46.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，一个或多个温度控制遮蔽件可设置在蒸发源的第一端及第二端处。特定而言，第一温度控制遮蔽件可设置在蒸发源的第一端，第二温度控制遮蔽件可设置在蒸发源的第二端。额外地或替代地，温度控制遮蔽件的第一部分可设置在蒸发源的第一端，温度控制遮蔽件的第二部分可设置在蒸发源的第二端。
47.换言之，温度控制遮蔽件112不接触基板输送装置120，使得支撑在基板输送装置
120上的基板可在材料沉积期间移动经过蒸发源110及温度控制遮蔽件112。温度控制遮蔽件112可仅在温度控制遮蔽件112及基板输送装置120之间留下小间隙，例如5毫米或更小、3毫米或更小、2毫米或更小、或者甚至约1毫米的间隙，从而几乎没有任何蒸气可例如在横向方向上传播通过温度控制遮蔽件。
48.根据可与本文所述的任何其他实施方式组合的实施方式，温度控制遮蔽件可沿圆周方向或基板输送方向d延伸。温度控制遮蔽件可包括沿基板输送装置120的轴线的宽度尺寸，及沿不同于基板输送装置120的轴线的方向(即，沿圆周方向或基板输送方向d)的长度尺寸。
49.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，温度控制遮蔽件可远离蒸发源径向或横向延伸。在下文中，此种温度控制遮蔽件也可称为“细长遮蔽件”。例如，温度控制遮蔽件可包括从蒸发源径向或向外延伸的直线部分113。温度控制遮蔽件或直线部分可从蒸发源被引导朝向基板122。温度控制遮蔽件或直线部分113可划定朝着基板的沉积区域。温度控制遮蔽件或直线部分可相对于蒸发源而倾斜。例如，温度控制遮蔽件可相对于蒸发源110(即，相对于蒸发源的第一端与第二端之间的蒸发源的表面119)以广角α布置。广角可在95
°
与180
°
之间，特别是在110
°
与140
°
之间，更特别是在110
°
与130
°
之间。
50.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，温度控制遮蔽件112可以是弯曲的，或者可包括弯曲部分或弯曲端111。弯曲部分可相对于直线部分113弯曲。弯曲端111可进一步划定蒸发源与基板之间的沉积区域。弯曲部分或弯曲端可朝向基板倾斜，即，与直线部分相比，弯曲端可更靠近基板。换言之，直线部分比弯曲端到基板的距离更大。
51.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，材料沉积设备可包括蒸发源110与基板输送装置120之间的沉积区域。沉积区域可理解为将要沉积的材料提供至基板的区域。沉积区域可被来自蒸发源的待沉积材料填充，并且可被一个或多个温度控制遮蔽件侧向限定，例如，以提供均匀的材料沉积。
52.根据可与本文所述的任何其他实施方式相结合的实施方式，与本领域中的常规遮蔽件相比，一个或多个温度控制遮蔽件可以是细长的。特定而言，直线部分113可以是细长的。细长的温度控制遮蔽件可理解为覆盖或包围基板的大表面积的遮蔽件，从而与本领域中的短遮蔽件或侧壁(例如从沉积源向基板以90
°
角延伸的遮蔽件)相比提供更大的沉积面积。因此，一个或多个温度控制遮蔽件可布置在蒸发源的第一端或第二端中的至少一者处，并且可朝向基板输送装置向外延伸，并且可被配置成扩大沉积面积，特别是与以90
°
角朝向基板延伸的直线遮蔽件相比。
53.根据可与本文所述的任何其他实施方式组合的实施方式，一个或多个温度遮蔽件各自可具有在蒸发源110的第一端与第二端之间的表面119的长度的至少20％的长度。
54.根据可与本文描述的任何其他实施方式相结合的实施方式，一个或多个温度控制遮蔽件可被加热。可控制遮蔽件的温度，从而防止或避免待沉积材料的冷凝。若待沉积的材料在遮蔽件处冷凝，则加热一个或多个温度控制遮蔽件可导致冷凝材料再次蒸发。有利地，可实现高沉积产率。
55.进一步有利的是，由热蒸发材料带到基板的冷凝能量可分布在基板的大面积上。温度控制遮蔽件可在基板下提供未主动提供待沉积的材料沉积区域，即，在该区域中没有布置蒸发源的喷嘴，但是待沉积的材料可通过本文描述的温度控制遮蔽件来提供。因此，当
待涂覆的基板沿着一个或多个温度控制遮蔽件输送时，与在具有喷嘴的位置处提供材料的速率相比(即，与由多个喷嘴直接提供材料的速率相比)，在没有喷嘴的区域中可以以较低的速率提供待沉积的材料。因此，在涂覆期间，由材料提供至基板的总温度更均匀地分布在基板的更大区域上。因此，可避免或防止与基板的温度相关的损坏。特别地，可避免或防止基板的褶皱。因此，基板的涂覆更有效，从而使处理过的基板的产率更高，并使处理过的基板的质量更好。
56.更有利的是，可在基板进入温度控制遮蔽件及基板输送装置之间的区域的位置处提供较低的涂覆速率。随后，当基板朝向布置有喷嘴的蒸发源(即，面向蒸发源的区域)前进时，涂覆速率可缓慢增加，使得基板的涂覆更均匀。若存在第二温度控制遮蔽件，则当基板进一步前进到布置在蒸发源第二端处的第二温度控制遮蔽件时，涂覆速率可降低。
57.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，并且示例性地参照图2a，材料沉积设备200可包括至少两个蒸发源。至少两个蒸发源可相对于如图2a中箭头d所示的基板输送方向排列。换言之，至少两个蒸发源可相对于基板输送方向设置成一列或前后排列设置。至少两个蒸发源可以是如本文所述的蒸发源。
58.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，至少两个蒸发源110各自可包括两个不对称温度控制遮蔽件，或者可具有带有相对于彼此不对称的两个部分的不对称温度控制遮蔽件。本文使用的术语“不对称”可理解为两个温度控制遮蔽件或温度控制遮蔽件的多个部分在形状及尺寸上可不同。此外，可理解，这两个不对称遮蔽件或两个部分可具有不同的长度，并且者两个不对称遮蔽件或两个部分可在不同的方向上延伸，但都朝向基板延伸。
59.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，不对称温度控制遮蔽件可包括第一不对称温度控制遮蔽件214及第二不对称温度控制遮蔽件216，这两者布置在至少两个蒸发源中的每一者的相对侧。第一不对称温度控制遮蔽件214可以是直遮蔽件，即，第一温度控制遮蔽件可不包括弯曲端。第一不对称温度控制遮蔽件214可从每个蒸发源向外延伸，即，第一不对称温度控制遮蔽件214可布置在至少两个蒸发源的一者的第一端处，及至少两个蒸发源中的另一者的第二端处，反之亦然，且一个蒸发源与另一个蒸发源可彼此相邻布置。
60.根据可与本文描述的任何其他实施方式相结合的实施方式，第二不对称温度控制遮蔽件216可包括直线部分及弯曲端。弯曲端可远离基板或朝向另一个遮蔽件弯曲。相邻蒸发源的第二不对称温度控制遮蔽件216之间提供了沉积区域。第二不对称温度控制遮蔽件216可从每个蒸发源向内延伸，即，第二不对称温度控制遮蔽件216可布置在至少两个蒸发源的一者的第二端处，及至少两个蒸发源中的另一者的第一端处，反之亦然，并且可朝向彼此延伸。特定而言，弯曲端可朝向彼此弯曲，即，相应的直线部分可指向基板，且相应的弯曲端可可选地远离基板。例如，弯曲端可相对于第二不对称温度控制遮蔽件的直线部分弯曲达一定角度。
61.有利的是，如上所述的在至少两个蒸发源之间的此种开放式遮蔽件设计允许抽真空，但仍然可防止待沉积材料的杂散涂覆。进一步有利的是，不对称遮蔽件布置，特别是如上所述的两个第二不对称温度控制遮蔽件装置的布置，防止了没有发生活性粒子沉积的两个蒸发源之间的基板过度冷却。因此，由蒸发材料带入材料沉积设备的温度也可在两个蒸
发源之间更均匀地分布，从而可有效地防止或避免例如箔的基板中出现褶皱。换言之，由于不存在或存在较少材料粒子使得基板通常会被冷却的两个蒸发源之间的界面处可被桥接以允许均匀的涂层，而不会由于两个蒸发源之间的快速温度变化而损坏基板。
62.应理解，也可沿着基板输送方向排列两个以上的蒸发源，并且在各个蒸发源之间可提供开放式遮蔽件设计，即，具有两个彼此面对的弯曲遮蔽件的不对称遮蔽件设计。
63.在图2b的示意图中示例性地呈现了开放式遮蔽件设计与蒸发源之间的开放式遮蔽件设计相结合的有益效果。图2b示出了两个温度分布，其中x轴是以秒为单位的时间，y轴是以℃为单位的基板温度。虚线234示出了材料沉积设备的温度分布，该设备包括在基板输送方向上排列的四个蒸发源，而蒸发源之间则没有开放式遮蔽件设计，且实线232示出了在基板输送方向上排列的四个蒸发源的温度分布，该四个蒸发源采用开放式遮蔽件设计，即，在蒸发源之间采用根据本文所述实施方式的不对称温度控制遮蔽件。两种曲线皆显示了相同沉积厚度的温度分布，即，总沉积速率。每个高原部分(plateau)可被视为基板被直接布置在蒸发源的一者上方。换言之，代表时间的x轴表示一个基板区段在四个蒸发源上移动的时间。因此，在到达第一个高原部之前，基板可被认为在空间上位于第一蒸发源之前，即，在图2a所示的左侧蒸发源的左侧。归因于第一温度控制遮蔽件，实线曲线232的斜率比虚线曲线234的斜率更平坦，在虚线曲线234中，当基板到达蒸发源时检测到极其陡的斜率(在图2a中左侧没有温度控制遮蔽件)。因此，特别是由于基板的质量较轻，当蒸发源处不存在温度控制遮蔽件时，基板处的温度以不稳定的方式升高，并且在基板已经经过第一蒸发源之后温度快速下降之前保持在非常高的水平。
64.相比之下，对于具有开放式遮蔽件设计的蒸发源，基板的温度缓慢升高并保持在中等水平。由于蒸发源之间的弯曲遮蔽件，没有检测到温度的急剧下降，而是温度几乎保持恒定，即使当基板不直接位于蒸发源上方时。在材料沉积后，与不具有开放式遮蔽件设计的蒸发源相比，温度的降低更平稳。
65.因此，基板处的温度可更恒定地保持在中等水平。因此，可避免或防止对基板造成与热相关的损伤。此外，可减少温度随时间推移的变化，从而减少或防止基板的褶皱或翘曲。
66.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，参看图3，本文提供材料沉积设备300，其具有开放式遮蔽件设计及具有加热区域或冷却区域的温度控制遮蔽件。换言之，图3所示的材料沉积设备可被视为关于图1及图2a所示的实施方式的组合。因此，材料沉积设备包括在输送基板122的基板输送装置120下方沿着基板输送方向d布置的至少两个蒸发源310。至少两个蒸发源310可包括第一不对称遮蔽件(或遮蔽件部分)及第二不对称遮蔽件(或遮蔽件部分)，这两者布置在至少两个蒸发源中的每一者的相对侧。第一不对称遮蔽件是根据本文描述的实施方式的温度控制遮蔽件，即，第一不对称温度控制遮蔽件可以是温度控制遮蔽件112，例如具有如图1所述的直线部分113及弯曲端111的细长遮蔽件，并且例如提供扩大的涂覆面积。第二不对称遮蔽件可以是如参考图2a所述的遮蔽件，即，第二不对称温度控制遮蔽件可包括直线部分216及弯曲端217，弯曲端217例如远离基板并朝向至少两个蒸发源中的另一个蒸发源的第二不对称温度控制遮蔽件弯曲。
67.转移如本文中关于图1及图2a描述的实施方式所述的有益效果，并返回到图2b所示的温度分布，图3所示的遮蔽件设计可导致左侧(表示左侧最远蒸发源的左侧)的温度平
稳增加，及实线曲线232右侧的温度平稳降低。因此，在蒸发源的左侧及右侧的最外侧位置处的涂覆速率降低，使得总热负荷(尤其是热负荷增加或减少)可相对于完整的沉积循环保持在中等水平，在该沉积循环中，基板可经过在基板输送方向上排列的所有蒸发源。
68.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，提供用于向真空腔室中的基板提供蒸发材料的蒸发源。蒸发源包括喷嘴组件遮蔽件，该喷嘴组件遮蔽件具有布置成列的多个喷嘴。每列包括两个最外侧的喷嘴。两个最外侧的喷嘴向不同的方向倾斜。对于图4a所示的蒸发源410，示出了多列中的一列。多个列沿着输送装置120的轴a布置。一列或多列，特别是50％或以上的列或所有列皆可具有如图4a所示及所述的倾斜喷嘴。
69.根据可与本文所述的任何其他实施方式组合的实施方式，蒸发源可具有第一端及第二端，及第一端与第二端之间的表面。喷嘴组件遮蔽件可包括在第一端与第二端之间的表面上布置成至少一列(例如多列)的多个开口。该至少一列可具有邻近第一端设置的第一最外侧开口及邻近第二端设置的第二最外侧开口。
70.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，喷嘴组件遮蔽件可包括具有多个开口的多个列。该多列可平行布置在表面上，即沿着涂布滚筒的轴布置。
71.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，多个喷嘴可延伸穿过多个开口。一列的多个喷嘴可包括延伸穿过第一最外侧开口的第一最外侧喷嘴及延伸穿过第二最外侧开口的第二最外侧喷嘴。第一最外侧喷嘴及第二最外侧喷嘴可相对于第一端与第二端之间的表面倾斜达一定角度。例如，第一及第二最外侧的喷嘴可倾斜达对应于图1所示的角度α的角度。额外地或替代地，第一最外侧喷嘴及第二最外侧喷嘴可倾斜5
°
至25
°
之间的角度，更特定而言，5
°
至15
°
，甚至更特定而言，5
°
至10
°
。
72.根据可与本文所述的任何其他实施方式结合的实施方式，并参照图4a，提供用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备400。材料沉积设备可包括根据本文描述的实施方式的蒸发源，即，包括如上所述的喷嘴组件遮蔽件的蒸发源。材料沉积设备可进一步包括根据本文所述的任何实施方式的一个或多个温度控制遮蔽件。因此，材料沉积设备400可包括细长遮蔽件或如参考图1所述的具有例如直线部分113及弯曲端111的遮蔽件112，及如参考图2a所述的第一及第二不对称遮蔽件中任一者的任意组合。
73.根据实施方式，材料沉积设备可包括沿着基板输送方向d分布的至少两个蒸发源。至少两个蒸发源可各自包括如本文所述的分配器及坩埚。此外，至少两个蒸发源可包括布置成至少一列(例如，沿着涂布滚筒的轴延伸的多列)的多个开口。至少一列从至少两个蒸发源中的每一者的第一端延伸到相应的第二端。多个开口可包括多个喷嘴318，用于向基板提供蒸发材料。多个开口可包括邻近相应第一端的第一最外侧开口及邻近至少两个蒸发源的相应第二端的第二最外侧开口。可通过第一最外侧开口及第二最外侧开口提供第一及第二最外侧喷嘴。
74.根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式，第一及第二最外侧喷嘴315可在不同的方向上倾斜。例如，第一及第二最外侧喷嘴中的每一个都可在与直接布置在倾斜的喷嘴旁边的温度控制遮蔽件相似的方向上倾斜。换言之，当倾斜喷嘴邻近第一端布置时，喷嘴可以在与布置在蒸发源的第一端处的温度控制遮蔽件的相似的方向上倾斜，并且当倾斜喷嘴邻近第二端布置时，倾斜喷嘴可以在与布置在第二端的温度控制遮蔽件的方向相似的方向上倾斜。更特定而言，相应倾斜喷嘴的倾斜角可类似于相应温度控制遮蔽件
的相应直线部分113、216的角度。
75.倾斜喷嘴设计与包括如图4a所示的细长温度控制遮蔽件的开放式遮蔽件设计相结合的有益效果可示例性地呈现在图4b的图中。图4b示出了两个蒸发源的两个热负荷，该两个蒸发源具有各自的温度控制遮蔽件设计，并且具有或不具有倾斜的喷嘴。虚线438示出了没有倾斜喷嘴的蒸发源的热负荷，实线436示出了具有倾斜喷嘴的蒸发源的热负荷。
76.在图示中，x轴是以蒸发源跨越的总长度测出的基板位置，例如，总长度为沿基板输送方向分布的四个蒸发源的总长度。y轴描述了正规化为百分比[％]的层厚度，即，y轴提供了沉积在基板上的材料量的相对度量。换言之，y轴提供了利用材料沉积设备实现的有益层厚度的百分比。因为热负荷取决于沉积在基板上的材料量，因此相对层厚度可提供关于不同位置的相对热负荷的信息。
[0077]
实现高沉积产率，即5至100微米的层厚度是有益的。然而，沉积在基板上的材料越多，提供至基板的冷凝能量越大，从而导致基板的高温，从而可能损坏基板，例如导致例如箔基板形成褶皱。此外，箔片的最高温度受到沉积材料熔化温度的限制。在使用锂的情况下，基板的最高温度有利地远低于(例如低20℃)材料的熔化温度，在锂的情况下，熔化温度为180℃。因此，在基板处提供平稳的温度增加是有利的，可防止基板发生与温度相关的损坏，同时仍然实现高沉积速率，尤其是在处理中沉积的层厚度相同时如此。
[0078]
图4b中方框437中的实线曲线436显示出，与喷嘴没有倾斜的曲线438轮廓相比，包括倾斜喷嘴的设置进一步使温度增加更加平滑。因此，温度控制遮蔽件及使用倾斜的最外侧喷嘴的组合提供了平稳的温度增加，同时仍然提供了高的沉积产率。
[0079]
根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的实施方式，提供一种用于在真空腔室中将材料沉积到基板上的方法。在操作502，材料在具有蒸气发射区域的蒸发源中蒸发。在操作504，蒸发材料由温度控制遮蔽件引导朝向基板区域，基板区域大于蒸气发射区域。根据一些实施方式，基板区域在基板的输送方向上更大。例如，发射区域外的基板区域的沉积速率小于发射区域内的沉积速率，特别是发射区域外的至少10％的基板区域的沉积速率比发射区域内的沉积速率小至少50％。根据一些实施方式，可用根据本公开内容实施方式的蒸发设备蒸发基板，和/或可用根据本公开内容实施方式的温度控制遮蔽件引导基板。
[0080]
根据又一实施方式，提供一种制造电池阳极的方法。该方法可包括根据本文描述的任何实施方式的用于在真空腔室中将材料沉积到基板上的方法。
[0081]
根据又一实施方式，提供一种制造电池阳极的方法。该方法可包括在根据本文所述的任何实施方式的材料沉积设备中引导包括阳极层或由阳极层组成的卷材，并利用气相沉积设备在卷材上沉积含锂材料或锂。
[0082]
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的一些实施方式，在制造电池阳极的方法中，卷材包括铜或由铜组成。根据一些实施方式，卷材可进一步包括石墨及硅和/或氧化硅。例如，锂可对包括石墨及硅和/或氧化硅的层进行预锂化(pre-lithiate)。
[0083]
特定而言，本文描述了以下实施方式:
[0084]
实施方式1.一种用于蒸发源的温度控制遮蔽件，该温度控制遮蔽件被配置成提供预加热区或后冷却区。
[0085]
实施方式2.根据实施方式1所述的用于蒸发源的温度控制遮蔽件，其中该温度控制遮蔽件包括加热装置或冷却装置的一者。
[0086]
实施方式3.根据实施方式1或2所述的用于蒸发源的温度控制遮蔽件，其中该温度控制遮蔽件布置在该蒸发源处并从该蒸发源向外延伸。
[0087]
实施方式4.根据实施方式1至3所述的用于蒸发源的温度控制遮蔽件，其中该温度控制遮蔽件包括直线部分及弯曲端。
[0088]
实施方式5.如实施方式4所述的用于蒸发源的温度控制遮蔽件，其中弯曲端在朝向基板支撑件的方向上延伸远离蒸发源，特别是大体上平行于蒸发源的定向。
[0089]
实施方式6.如实施方式1至5所述的用于蒸发源的温度控制遮蔽件，其中温度控制遮蔽件包括导热材料。
[0090]
实施方式7.一种用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，该材料沉积设备包括：一个或多个实施方式1至6中的温度控制遮蔽件。
[0091]
实施方式8.一种用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，该材料沉积设备包括用于向基板提供蒸发材料的蒸发源，该蒸发源具有第一端及与第一端相对的第二端，及在第一端与第二端之间具有长度的表面；及一个或多个温度控制遮蔽件，这些遮蔽件布置在蒸发源的第一端或第二端中的至少一者处，该一个或多个温度控制遮蔽件从蒸发源向外延伸，其中该一个或多个温度控制遮蔽件提供蒸发源的第一端与第二端之间的表面长度的至少20％的宽度。
[0092]
实施方式9.一种用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，该材料沉积设备包括用于向基板提供蒸发材料的蒸发源，该蒸发源具有第一端及与第一端相对的第二端；及一个或多个温度控制遮蔽件，这些遮蔽件布置在蒸发源的第一端或第二端中的至少一个处，该一个或多个温度控制遮蔽件以广角从蒸发源向外延伸。
[0093]
实施方式10.如实施方式7至9所述的用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，其中该广角在95
°
与180
°
之间。
[0094]
实施方式11.如实施方式7至10所述的用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，其中该一个或多个温度控制遮蔽件朝向该基板输送装置延伸，并且被配置为提供加热区或冷却区，特别是提供预加热区或后冷却区。
[0095]
实施方式12.如实施方式7至11所述的用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，该材料沉积设备进一步包括：布置在该蒸发源上方的基板输送装置。
[0096]
实施方式13.一种用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，该材料沉积设备包括：基板输送装置，用于沿着基板输送方向输送基板；及至少两个蒸发源，沿着基板输送方向布置，用于向基板提供蒸发材料，该至少两个蒸发源中的每一个都包括一个或多个不对称的温度控制遮蔽件。
[0097]
实施方式14.如实施方式13所述的用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，其中该两个不对称的温度控制遮蔽件布置在该至少两个蒸发源中的每一个的相对侧，并且其中该两个不对称的温度控制遮蔽件在不同方向上朝向该基板输送装置延伸。
[0098]
实施方式15.如实施方式13或14所述的用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，其中该至少两个蒸发源的第二温度控制遮蔽件彼此相邻布置，并且其中这些第二温度控制遮蔽件远离基板和/或朝向彼此弯曲。
[0099]
实施方式16.如实施方式13至15所述的用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，其中第一不对称温度控制遮蔽件是实施方式1至6的温度控制遮蔽件。
[0100]
实施方式17.如实施方式7至16所述的用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，该材料沉积设备进一步包括：容纳至少温度控制遮蔽件的真空腔室。
[0101]
实施方式18.直接或间接依赖于实施方式13时的如实施方式7至16所述的材料沉积设备，其中两个不对称温度控制遮蔽件被配置为在至少两个蒸发源之间提供材料和/或提供从第一沉积源的第一端到第二沉积源的第二端的沉积区域。
[0102]
实施方式19.一种用于向真空腔室中的基板提供蒸发材料的蒸发源，该蒸发源包括：喷嘴组件遮蔽件，其具有布置成至少一列的多个喷嘴，该列包括两个最外侧喷嘴，其中两个最外侧喷嘴在不同方向上倾斜。
[0103]
实施方式20.一种用于向真空腔室中的基板提供蒸发材料的蒸发源，该蒸发源包括：喷嘴组件遮蔽件，其具有第一端及第二端，及第一端与第二端之间的面对基板的表面，该喷嘴组件遮蔽件具有多个开口，这些开口在第一端与第二端之间的表面处布置成至少一列，该至少一列具有邻近第一端设置的第一最外侧开口及邻近第二端设置的第二最外侧开口；及延伸穿过该多个开口的多个喷嘴，其中该多个喷嘴包括延伸穿过第一最外侧开口的第一最外侧喷嘴及延伸穿过第二最外侧开口的第二最外侧喷嘴，该第一及第二最外喷嘴相对于第一端与第二端之间的表面以一定角度倾斜。
[0104]
实施方式21.如实施方式20所述的蒸发源，其中该角度在5
°
与25
°
之间，更特定而言，在5
°
与15
°
之间，甚至更特定而言，在5
°
与10
°
之间。
[0105]
实施方式22.如实施方式7至19所述的用于将蒸发材料沉积到基板上的材料沉积设备，该材料沉积设备包括如实施方式20或21所述的至少一个蒸发源。
[0106]
实施方式23.一种在真空腔室中将材料沉积到基板上的方法，该方法包括：在具有蒸气发射区域的蒸发源中蒸发材料；及通过温度控制遮蔽件将蒸发材料引导朝向基板区域，该基板区域大于蒸气发射区域。
[0107]
实施方式24.如实施方式23所述的方法，其中，基板区域在基板的输送方向上更大。
[0108]
实施方式25.如实施方式23至24所述的方法，其中发射区域外的基板区域具有比发射区域内的沉积速率小的沉积速率，尤其是发射区域外的至少10％的基板区域具有比发射区域内的沉积速率小至少50％的沉积速率。
[0109]
实施方式26.一种制造电池阳极的方法，包括：在实施方式23至25所述的真空腔室中将材料沉积到基板上的方法。
[0110]
实施方式27.一种制造电池阳极的方法，包括：在实施方式7至19的材料沉积设备中引导包含阳极层或由阳极层组成的卷材；及用气相沉积设备在卷材上沉积含锂材料或锂。
[0111]
实施方式28.如实施方式27的方法，其中卷材包括铜。
[0112]
实施方式29.如实施方式27的方法，其中卷材包括石墨及硅和/或氧化硅。
[0113]
实施方式30.如实施方式29的方法，其中阳极层是被预锂化的。
[0114]
尽管前述内容针对本公开内容的实施方式，但在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设计本公开内容的其他及更多实施方式，并且本公开内容的范围由随附权利要求书确定。