具有可调整电极的沉积源的制作方法_3

文档序号:9252038阅读:来源:国知局
与涂布 鼓轮一起转动。
[0069] 沉积源、沉积源的电极或沉积源130的各别元件藉由支撑元件512连接于碟件 310,支撑元件512例如是连接元件。藉此,根据一些实施例,连接元件决定处理区域520的 宽度。根据可与此处所述其它实施例结合的选择性的实施例,碟件310及连接元件可亦提 供作为一个一体单元。
[0070] 如果涂布鼓轮110的温度在例如是薄膜沉积于基板上的基板处理期间变化,涂布 鼓轮110的直径改变。因此,真空的处理区域520的宽度受到涂布鼓轮的直径的变化影响, 且根据此处所述实施例可提供对电极与基板间的距离的调整,也就是说,提供对真空的处 理区域的宽度的调整。具有碟件310及支撑元件512的等离子体沉积源130或相应电极 531的支撑件提供对处理区域520的宽度的调整,如箭头526所示,支撑元件512例如是连 接元件,可选择性与碟件310 -体成型。藉此,根据一些实施例,碟件310可藉由涂布鼓轮 110被动加热或被动冷却。因此,碟件310可以一温度提供,此温度本质上相同于涂布鼓轮 110的温度,举例来说,碟件310的温度可从涂布鼓轮110的温度变化+-10°C。因此,碟件 310亦历经热膨胀,使得碟件310的热膨胀跟随涂布鼓轮110的热膨胀。
[0071] 根据可与此处所述其它实施例结合的再其它实施例,用于等离子体沉积源130的 碟件310或类似的支撑件额外地或选择性地提供有冷却通道或加热元件。藉此,碟件310 的温度可单独地控制。因此,碟件310的热膨胀的控制可独立于涂布鼓轮的温度。藉此,在 电极与基板或基板支撑件表面间的距离的宽度可分别地调整。
[0072] 对于一些实施例来说,当碟件310由具有相同于涂布鼓轮110的热膨胀系数的材 料组成或由相同于涂布鼓轮110的材料组成,且如果碟件310的温度可控制成本质上相同 于涂布鼓轮110的温度时,热膨胀(见例如箭头326)本质上相同。因此,狭缝20的宽度仅 藉由支撑元件512的热膨胀而变化,支撑元件512例如是连接元件。首先,连接元件的长度 短于涂布鼓轮的半径。因此,狭缝的宽度的变化相对于热膨胀来说大量地减少。第二,根据 一些实施例,选择具有低热膨胀系数的连接元件的材料,使得温度对连接元件的热膨胀的 影响可更进一步减少。
[0073] 根据可与此处所述其它实施例结合的再其它实施例,碟件310的材料可选择为不 同于涂布鼓轮的材料,且可选择具有不同于涂布鼓轮的热膨胀系数。藉此,对应于涂布鼓轮 110的热膨胀的碟件310的热膨胀可藉由不同温度来提供,使得无需在碟件310提供相同于 涂布鼓轮110的温度。再者,特别是如果碟件310和例如是连接元件的支撑元件512是一 体成型时,不同的热膨胀系数可亦对结合连接元件的较大径向尺寸的碟件310进行补偿。
[0074] 图13A及图13B所探讨的碟件310为圆形,类似于涂布鼓轮110的形状。然而,根 据可与此处所述其它实施例结合的再其它实施例,用于支撑沉积源或沉积源的电极的支撑 元件可分别地亦为碟件、杆件、或其它形状的一部分。一般来说,支撑件连接于轴111,使得 由箭头526所表示的热膨胀导致温度增加且在与涂布鼓轮110相较相同的方向中伸长。
[0075] 虽然上述方面及细节系有关于热膨胀,收缩可亦于操作期间提供,举例来说,如果 在较高温度的第一工艺后,处理鼓轮或涂布鼓轮冷却至较低的温度。因此,可理解的是,名 称"膨胀"意指源自一元件的热膨胀系数的行为,换言之,热膨胀可具有正向或反向含意。
[0076] 如同前述有关于图5的说明,至少一沉积源130可提供具有支撑元件512且气体 分离单元120可提供具有支撑件312。藉此,支撑件312机械式连接于碟件310或其它有关 于图13A及图13B说明的对应的支撑件。有鉴于支撑件312连接于碟件310,气体分离单元 120跟随碟件310而热膨胀或收缩。因此,根据一些实施例,气体分离单元的位置可亦如此 处所述的变化。
[0077] 图6绘示沉积源630且用以说明根据此处所述实施例的沉积源的再其它实施例。 沉积源630包括主体603。电极602藉由主体支撑。电极602连接于匹配电路680,用以于 沉积源630的处理区域内产生等离子体。藉此,等离子体可于操作期间产生在电极602及 基板间。沉积源更包括气体入口 612及排气出口 614,气体入口 612用以提供处理混合气体 至处理区域内,排气出口 614用以从处理区域移除处理混合气体。因此,处理气体从气体入 口 612流向排气出口 614。图6绘示沉积源630的示意性的剖面图。一般来说,处理气体的 入口及处理气体的出口可在垂直于图6的纸张平面的方向延伸。藉此,可提供数个开口或 狭缝开口。一般来说,处理气体的入口及出口被提供以至少沿着将进行处理的基板的宽度 延伸及/或至少沿着处理区域的所需长度延伸。一般来说,入口及出口将延伸至少略超过 基板的最大宽度,以在将进行涂布的区域内提供均匀条件。
[0078] 根据可与此处所述其它实施例结合的一些实施例,沉积源及气体分离单元可做为 一设备(arrangement)。举例来说,图6绘示固定于沉积源的主体603的气体分离单元620。 藉此,气体分离单元的狭缝宽度的调整,以及电极602与基板之间的距离的调整可以一结 合的方式提供。
[0079] 如图6中所示,沉积源可连接于墙部分102,使得主体603与墙102的距离可变化。 此以波纹管(bellows) 632及634绘示。因此,主体603、电极602、及/或气体分离单元620 可藉由支撑件支撑,支撑件机械式接触于涂布鼓轮的轴。藉此,气体分离单元的狭缝的宽度 以及电极602与基板之间的距离可调整。此例如是与图5的说明相关且是根据此处所述的 数个实施例。再者,致动器可替代性地提供于沉积源630的主体603与墙102之间,使得主 体的位置且由此气体分离单元及电极的位置可变化,以调整与基板的距离。
[0080] 图7绘示其它沉积设备700。柔性的基板106提供于第一滚轮764上,第一滚轮 764例如是具有收卷轴。根据可与此处所述实施例结合的一些实施例,将进行处理的柔性的 基板可与隔离件(interleaf) 706 -同提供于第一滚轮764上。藉此,隔离件可提供于柔性 的基板的相邻层之间,使得在第一滚轮764上柔性的基板的一层与柔性的基板的相邻层的 直接接触可避免。柔性的基板106从第一滚轮764放卷,如由箭头108所示的基板移动方 向。在柔性的基板106从第一滚轮764放卷时,隔离件706收卷于隔离件滚轮766上。
[0081] 基板106接着移动通过沉积区域,沉积区域提供于涂布鼓轮110且对应沉积源 730的位置。在操作期间,涂布鼓轮110绕着轴111转动,使得基板在箭头108的方向中移 动。根据典型实施例,基板从第一滚轮764经由一个、两个或更多个滚轮104导引至涂布鼓 轮,且从涂布鼓轮导引至例如具有收卷轴的第二滚轮764',基板于处理后收卷于第二滚轮 764'上。在处理之后,其它隔离件可从隔离件滚轮766'提供于柔性的基板106的层间,此 处的柔性的基板106收卷于第二滚轮764'上。
[0082] 基板106涂布有一或数层薄膜,换言之一或数层藉由沉积源730沉积于基板106 上。沉积发生于基板导引于涂布鼓轮110上时。绘示于图7中且可提供于此处所述实施例 中的沉积源730包括两个电极702,电极702电性连接于匹配电路680,匹配电路680用以 提供功率至电极。根据此处所述实施例的沉积源730可包括两个气体入口 712以及一气体 出口 714,两个气体入口 712位于沉积源的相对侧,气体出口 714位于两个电极702之间。 因此,处理气体的气体流可从沉积源730的外部流入沉积源的内部。如图7中所示且根据 此处所述一些实施例,基板传输方向108平行于气体流动方向。
[0083] 根据可与此处所述其它实施例结合的不同实施例,气体入口或气体出口可提供作 为气烧孔机(gaslances)、气体通道(gaschannels)、气体管道(gasducts)、气体通路 (gasspassages)、气体管件(gastubes)、导管(conduits)等。再者,气体出口可设置成泵 浦的一部分,此泵浦系从等离子体容积(plasmavolume)中取出气体。
[0084] 气体分离单元120提供于沉积源的至少一侧上,一般于沉积源的两侧上。藉此,气 体分离单元的狭缝的宽度可根据此处所述任何实施例调整,气体分离单元的狭缝的宽度也 就是元件与基板间的距离,该元件例如是气体分离单元的绘示于图1至图5中的元件124。 此外,可调整电极702相对于基板的距离。藉此,气体分离单元的支撑件可提供来调整与基 板的距离,且具有电极于其中的沉积源可选择性提供来调整与基板的距离。
[0085] 如尤其有关于图6及图7的说明,此处所述实施例尤其是有关于等离子体沉积系 统,用于自等离子体相(plasmaphase)沉积薄膜于移动的基板上。基板可在真空腔体中于 基板传输方向中移动,其中等离子体沉积源设置在真空腔体,用于转换沉积气体至等离子 体相中,且用于自等离子体相沉积薄膜于移动的基板上。
[0086] 如图7中所示,且根据此处所述实施例,等离子体沉积源730可提供作为具 有多区域电极装置的等离子体辅助化学气相沉积(plasma-enhancedchemicalvapor deposition,PECVD)源,多区域电极装置包括两个、三个、或甚至更多个对着移动的基板布 置的射频(RF)电极702。
[0087] 各别的电极702各具有一电极宽度及一电极长度,其中电极宽度于平行于基板传 输方向108中量测,且其中电极长度于垂直于移动的基板106的基板传输方向108中量测。
[0088] 电极区域对应于等离子体区域,使得至少两个电极702的等离子体区域形成一结 合的等离子体区域,结合的等离子体区域位于一个真空处理区域中。电极宽度可基于等离 子体参数决定,等离子体参数例如是沉积气体流、等离子体压力、提供于相应RF电极的RF 功率及RF频率、以及沉积气体消耗形态(cbpletionprofile)。根据再其它实施例,多区域 等离子体沉积源可亦提供而用于中频(MF)沉积。
[0089] 各别电极702的电极长度可调整,使得电极长度超过移动的基板的横向长 度,移动的基板的横向长度垂直于基板传输方向。虽然于本揭露中主要说明等离子体 沉积工艺,可理解的是,根据此处所述实施例中的等离子体沉积源可亦用于等离子体 增强蚀刻工艺(plasmaenhancedetchingprocesses)、等离子体增强表面调整工艺 (plasma-enhancedsurfacemodificationprocesses)、等离子体增强表面活化或去活化 工艺(plasma-enhancedsurfaceactivationordeactivationprocesses)、以及本令页域 技术人员已知的其它等离子体增强工艺。
[0090] 值得注意的是,名称"气体入口"表示气体供应至沉积区域(等离子体容积或处理 区域)内,而名称"气体出口"表示沉积气体的气体释放或排出到沉积区域外。根据典型的 实施例,气体入口 712及气体出口 714布置成本质上垂直于基板传输方向。
[0091] 根据可与此处所述实施例结合的一些实施例,绘示于图7中的沉积源730可于 40. 68MHz的频率操作。藉此,親接于等离子体电极的有效率功率(efficientpower)可达 成,且离子轰击能量可减少,而产生较少的膜损害。此对于敏感的柔性基板会特别有用,敏 感的柔性基板例如是箔或类似的结构。具有电极702的双电极源在没有喷头(showerhead) 的情况中进行操作,且处理气体可从电极侧进行导引,而抽取电极侧的气体导致处理混合 气体沿着移动的基板流动。根据可与此处所述其它实施例结合的一些实施例,两个电极可 以一个功率供应器以及一个匹配网络并联驱动,匹配网络也就是匹配电路。提供额外电极 以扩大(scaleup)沉积源亦可行。
[0092] 一般来说,此处所述实施例在不同工艺于相邻的处理区域或腔体中进行处理时特 别有用,不同工艺例如是使用不同处理气体,例如是4以及SiH4。藉此,需避免从一处理区 域到其它处理区域的不需要的流动,反之亦然。对于例如是柔性的TFT、柔性的PV等有关于 此处的一些应用及此处所述实施例有利的是需提供10000或以上的分离因子,这是一般的 气体分离单元不可能达成的。根据一些实施例,气体分离单元的狭缝的宽度可如此处所述 的变化。净化气体配置可额外地或选择性地提供。藉此,净化气体可亦意指分离气体。净化 气体的典型例子可为H2、例如是氩的惰性气体、或氮气。净化或分离气体在狭缝中的一方向 中流动,此方向是指向与处理气体的不需要的气体流相反的方向。因此,根据一些实施例, 气体分离可藉由在两个处理电极之间的中间空间或中间区域提供,其中提供了净化或分离 气体的入口以及排气或吸取出口。
[0093] 根据可与此处所述其它实施例结合的典型实施例,如果吸取或排气管道提供于相 邻真空处理区域之间,在吸取或排气管道所提供的区域中的压力低于任何周围的处理区域 中的压力。藉此,可避免来自吸取或排气管道的区域的污染气体进入任何处理区域。然而, 此导致高流速的处理气体流向吸取或排气管道。因此,处理气体的损失,以及特别是未使用 的处理气体的损失增加。此反而导致C〇0增加。
[0094] 为了避免此处所述沉积设备的不必要的处理气体的耗费,提供了用于净化气体的 一或数个中间气体入口区域。一般来说,这一或数个中间气体入口区域可提供以环绕处理 区域。一般来说,净化气体或分离气体可为氢、或用于在处理区域中作为处理气体的其它气 体。根据可与此处所述其它实施例结合的典型实施例,净化气体的流速调整成使得在中间 气体入口区域的总压力仅略低于在处理区域中的压力。因此,可提供在处理区域外的受控 的气体流动且气体的损失受到限制。藉此,在中间气体入口区域中的典型的总压力介于处 理区域中的总压力的50%至99%之间,例如是75%至99%。
[0095] 如图8中所示,提供了沉积源,沉积源例如是等离子体沉积源830。沉积源包括电 极602。电极连接于匹配电路680,用于提供功率至电极。藉此,等离子体可在处理区域中 点燃并维持。沉积源更包括气体入口 612及排气出口 614,气体入口 612用以提供处理混合 气体至处理区域中,排气出口 614用以自处理区域移除处理混合气体。因此,处理气体从气 体入口 612流至排气出口 614,如箭
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