具有可调整电极的沉积源的制作方法_4

文档序号:9252038阅读:来源:国知局
头801所示。图8绘示入口及出口的通道,而本质上垂 直于以箭头801表示的气体流动方向的各别狭缝开口无法轻易地自图8中看见。根据典型 的应用,可提供数个开口或狭缝开口。
[0096] 在提供于电极602及基板之间的处理区域附近,可提供一或数个气体分离单元 620。绘示于图8中的局部示意图显示出气体分离单元在电极602的三侧。根据可与此处 所述其它实施例结合的再其它实施例,可提供一或数个分离气体入口 842。如图8中所示, 可提供两个分离气体入口。藉此,分离或净化气体提供于在分离气体入口 842及气体分离 单元620之间的中间气体入口区域中,如箭头843所示。其它的气体分离单元834被设置, 以提供气体流动阻障。因此,如上所述的对应的压力可提供于此些区域中。虽然图8中并 未绘示出来,如箭头843所示的分离或净化气体可亦提供于为相邻等离子体沉积源所提供 的净化气体的相反方向中。
[0097] 一般来说,各沉积源及例如是真空处理区域的对应处理区域具有自身各自对应的 真空泵浦或泵浦站,用以各区域的排气。再者,设备的壳体的腔体102包括共同的真空泵浦 或泵浦站,也就是说,腔体包括各自的法兰。在操作期间,此泵浦站或真空泵浦用于提供整 个腔体的压力,此压力低于其中一个中间气体入口区域中的最低压力。因此,可避免来自腔 体的气体流入中间气体入口区域。再者,如上所述,可避免来自中间气体入口区域的气体流 入处理区域。在此些边界条件下,压力及气体流速可调整以提供所需的气体分离因子。
[0098] 根据此处所述一些实施例且如图8中所示,电极602可为弯曲电极。藉此,弯曲电 极成形为具有与涂布鼓轮本质上固定的距离,涂布鼓轮用于在处理期间支撑基板。处理区 域提供于涂布鼓轮的不同角位置。根据典型实施例,处理鼓轮或涂布鼓轮可配置以加热及 /或冷却至20°C至400°C的温度。可用于不同处理应用的温度差异可产生处理鼓轮的热膨 胀。热膨胀(正或负,负也就是如果鼓轮从较高的温度冷却至较低的温度而收缩)可在数 个毫米的范围中。
[0099] 如此处所述且根据一些实施例,气体分离单元、沉积源的电极、或包括沉积源、气 体分离单元及分离气体入口的整个处理站中的至少一者以可移动的方式装配,使得在基板 支撑件表面及相应元件之间的距离可变化。以圆柱涂布鼓轮的实施例来说,相应元件可以 径向可移动的方式装配。
[0100] 根据可与此处所述其它实施例结合的不同实施例,气体分离单元及沉积源的电 极,或者是包括沉积源、气体分离单元及分离气体入口的整个处理站中的至少一者可用相 应的波纹管来装配。气体分离提供于处理站及基板支撑件表面之间。因此,基板支撑件表 面于垂直于基板移动方向的方向中延伸,至少沿着包括气体分离单元、中间气体入口区域、 分离气体入口、以及若有,分离气体入口附近的其它气体分离单元(见例如图12)的各处理 站的整个长度延伸。藉由此处所述的致动器或支撑件可提供相应元件的一或数个位置的变 化,从而提供至基板支撑件表面的基本固定或预定的距离,基板支撑件表面例如是涂布鼓 轮的弯曲表面。
[0101] 例如是有关于图3A及图3B说明,有鉴于转动的处理鼓轮或涂布鼓轮以及静止的 支撑件的结合更为复杂,用于沉积薄膜于基板106上的其它设备900可包括气体缓冲装置 (gascushiondevice,G⑶)来取代转动的涂布鼓轮。相应设备绘示于图9中。此设备包 括腔体902、第一滚轮764及第二滚轮764',第一滚轮764用于提供基板,第二滚轮764'用 于接收基板106。然而,基板移动方向可亦颠倒。沉积源提供以形成具有气体缓冲装置910 的处理区域。
[0102] 根据可与此处所述其它实施例结合的典型实施例,气体缓冲装置系为凸状元件, 例如是为圆柱部分或为其它凸状截面形状的形式。GCD是静止的且具有基板支撑件表 面,例如是以金属、陶瓷或类似的材质制成。GCD可提供有冷却通道及盘旋气体导管配置 (hoveringgasconduitarrangement)。导入例如是氢的悬浮气体于基板支撑件表面及基 板之间导致气体缓冲的产生,使得基板悬浮(hovers)在基板支撑件表面上。藉此,气体缓 冲可供基板以实质上无磨擦移动的方式来通过一或数个处理区域及/或可供基板及GCD的 表面间的热传导。
[0103] G⑶可固定地连接于处理站或处理站的部分,例如是沉积源的一或数个电极、一或 数个气体分离单元、及/或一或数个分离气体入口。如果G⑶固定地连接于处理站或处理 站的部分,热膨胀仅影响连接之处。如上所述,既然相较于涂布鼓轮的整个范围,连接之处 具有较小的尺寸,则热膨胀影响较少。再者,相较于设置来在操作期间旋转的涂布鼓轮,用 于流体及电性信号以及功率的连通可更简易地提供。
[0104] 根据可与此处所述典型实施例结合的不同应用,G⑶或处理/涂布鼓轮的温度控 制或调整可藉由热转移流体(heattransferfluid)提供,热转移流体例如是热传导油。再 者,可提供用于冷却流体的冷却通道与电性加热的结合,冷却流体例如是水冷却。温度受到 由基板处理所引入的热、因辐射的热损失及至冷却流体的热传导的影响。一或数个温度传 感器可监控热及一或数个位置。再者,一或数个热元件可被控制,以分别提供用于基板或基 板支撑件表面的所需温度。藉此,值得注意的是,对于一些应用来说,基板支撑件表面的温 度受到控制,而不是基板的温度,或者除了基板的温度之外,基板支撑件表面的温度受到控 制。此避免基板的温度的量测更为复杂。
[0105] 图10绘示其它沉积设备1000。柔性的基板106提供于第一滚轮764上。根据可 与此处所述其它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706 -起 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间,使得在第一滚轮 764上的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。
[0106] 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及对应于沉积源 130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第二滚轮764',基板于处理后收卷于第二滚轮764'。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,柔性的基板106收卷于第 二滚轮764'上。
[0107]基板106涂布有一或数层薄膜,也就是说一或数层藉由沉积源130沉积于基板106上。沉积发生在基板导引于涂布鼓轮110上时。绘示于图10中以及可提供于此处实施例中 的沉积源130包括一个电极602,电极602电性连接于匹配电路680,匹配电路680用以提 供功率至电极。根据此处所述一些实施例的沉积源130可包括气体入口与气体出口,气体 入口位于沉积源的一侧,气体出口位于沉积源的相对侧,也就是沉积源各自的电极。因此, 处理气体的气体流可沿着沉积源的上方的电极提供。如图10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。此处值得注意的是,名称"气体入口"表示 气体提供至沉积区域(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 气体释放或排出至沉积区域外。根据典型实施例,气体入口及气体出口布置成实质上垂直 于基板传输方向。
[0108] 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、气体通道、气体管道、气体通路、气体管件、导管等。再者,气体出口可配置作为 泵浦的一部分,此泵浦从等离子体容积取出气体。
[0109] 气体分离单元620提供于沉积源的至少一侧上,一般来说沉积源的两侧上。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。再者,电极602相对于基板的距离亦可额外地或选择性地调整。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。
[0110] 如尤其有关于图6及图7的说明,此处所述的实施例尤其有关于等离子体沉积系 统,用以从等离子体相沉积薄膜于移动的基板上。基板可在真空腔体内的基板传输方向中 移动,用于转换沉积气体成等离子体相且用于从等离子体相沉积薄膜于移动的基板上的等 离子体沉积源位于真空腔体。
[0111] 如图10中所示且根据可与此处所述其它实施例结合的再其它实施例,可提供一 或数个分离气体入口 842。一般来说,分离气体入口可分别提供于相邻处理区域间及/或沉 积源间。藉此,分离或净化气体提供于中间气体入口区域中,中间气体入口区域位于分离气 体入口 842与气体分离单元620之间。
[0112] 滚轮104设置用于张力量测,滚轮104从第一滚轮764引导基板106至第二滚轮 764'或反之亦然。根据此处所述实施例的典型应用,至少一张力量测滚轮提供于设备中。再 者,在涂布鼓轮的两侧上的两个张力量测滚轮允许对涂布鼓轮的收卷侧及放卷侧上的张力 量测。一般来说,张力量测滚轮设置用以量测柔性的基板的张力。藉此,基板传输可有较佳 地控制,在涂布鼓轮上的基板的压力可受到控制,以及/或对基板的损害可以减少或避免。 根据可与此处所述其它实施例结合的再其它实施例,额外的张力量测滚轮或额外一组的张 力量测滚轮(也就是在涂布鼓轮的收卷侧及放卷侧上)可提供用于隔离件导引。
[0113] 根据可与此处所述其它实施例结合的再其它实施例,进一步用于导引柔性的基板 的滚轮104可具有13°的最小包覆角(wrappingangle),一般是15°或以上。藉此,最小 包覆角与缠绕(enlacement)变化决定于且介于第一滚轮764及第二滚轮764'分别为空的 或完全装满基板时的这两个操作状态之间的事实相关。根据可与此处所述其它实施例结合 的再其它实施例,间隙闸(gapsluices) 1004提供真空密封形式的阀,使得当柔性的基板进 料通过间隙闸1004且夹持于间隙闸1004中时,收卷及放卷区域的气体可与设备的处理区 域的气体分离。
[0114] 如图10中所示,沉积设备配置成使得沉积源提供于涂布鼓轮的较低半部处。也就 是说,全部沉积源的整体配置或至少中间三个沉积源的配置提供在涂布鼓轮110的轴的下 方。藉此,所产生的可能污染基板及工艺的粒子因重力之故而保持在沉积站中。因此,可避 免不需要的粒子产生在基板上。
[0115] 此处所述实施例尤其有关于沉积设备及其操作方法。藉此,隔间提供于一腔体或 壳体,沉积源可装配于此腔体或壳体。根据可与此处所述其它实施例结合的典型实施例,可 提供两个或更多个隔间。举例来说,可提供四个、五个、六个、八个或十二个隔间。沉积源可 选自由CVD源、PECVD源及PVD源所组成的群组。利用隔间的概念让沉积源可进行交换,使 得沉积设备可弹性地使用于不同的应用或一应用的不同工艺步骤。根据典型的应用,此设 备可用于制造柔性的TFT显示器,且特别是用于柔性的TFT显示器的阻障层堆叠。
[0116] 如上已经说明,根据此处所述实施例的设备及方法可包括数个任选的特性、方面 及细节,这些特性、方面及细节可选择性地或结合的应用。举例来说,用于收卷及放卷隔离 件的滚轮。因此,方法可包括提供隔离件于滚轮上的基板的层间,或在收卷侧接收隔离件。 再者,基板的温度或涂布鼓轮的温度可从20°C至250°C,或甚至高达400°C。一般来说,设备 配置成用于为500m或更长的长度的基板,例如是900m或更长,例如是1000m。基板的宽度 可为300mm或更宽,例如是400mm。一般来说,基板的厚度可为50ym至125ym。
[0117] 根据可与此处所述其它实施例结合的一些实施例,且例如是如图7、图9及图10所 示,涂布鼓轮(或各自G⑶)以及滚轮104及1004 (若存在),以及滚轮764及滚轮764'设 置成使得基板仅由滚轮接触基板背侧,也就是基板的与将在处理区域中进行处理的侧相反 的那一侧。
[0118] 图11A至图11C绘示根据此处所述实施例的处理气体的流动、净化或分离气体的 流动、以及吸取或泵浦区域的不同实施例的示意图。图11A绘示两个彼此于各自处理区域 的相邻沉积站的示意图。处理区域提供于涂布鼓轮110。涂布鼓轮110形成弯曲的基板支 撑件表面。然而,根据可与此处所述其它实施例结合的可选择的实施例,提供平坦基板支撑 件表面的不同基板支撑件可亦提供。在此情况中,处理站及相应电极将不会成形为对应弯 曲的表面,而是将成形且定位为对应于平坦表面。
[0119] 各处理站1130具有电极602。在电极的一侧提供气体入口 612。根据典型的实施 例,气体入口可为狭缝或数个开口,沿着涂布鼓轮110的轴方向延伸。形成气体分离单元 620的墙部分提供在相邻于气体入口 612处。沉积站1130具有匹配电路680,匹配电路680 可连接于电极602,使得用于在处理区域中点燃及保持等离子体的功率可提供至电极。
[0120] 在沉积站或相应处理区域之间,提供了用于例如是氢的分离气体的分离气体入口 1842。再者,抽取或吸取通道提供于处理站或相应处理区域之间。例如是泵浦端口的真空 通道1142位于图11A中的分离气体入口 1842的两侧上。
[0121]根据可与此处所述其它实施例结合的一些实施例,分离气体入口 1842可更包括 墙部分,墙部分提供其它的气体分离单元1620。根据可与此处所述的其它实施例结合的典 型实施例,此些沉积站1130或此些沉积站1130的至少一者包括致动器,以改变沉积站与涂 布鼓轮110的距离。藉此,改变距离可藉由有关于图1及图2说明的致动器来提供,或可藉 由有关于图3A及图3B以及图5、图13A及图13B说明的支撑件来提供。藉此,电极602、第 一气体分离单元620及第二气体分离单元1620的相对于涂布鼓轮110的轴的径向位置可 变化及调整。举例来说,基于涂布鼓轮的温度变化,该变化及调整可用以补偿涂布鼓轮110 的热膨胀或收缩。
[0122] 此处所述一些实施例提供气体分离单元的元件或墙部分、泵浦或排气管道、及分 离气体入口的结合,以提供用于增加在相邻处理区域之间的分离因子。如图11A中所示,分 离气体入口 1842提供于沉积站之间,且例如是排气管道的真空通道1142提供于分离
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