CN105393333B - 用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的方法和用于执行所述方法的装置以及用于其中的辊 - Google Patents
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Abstract
根据本公开案，提供一种用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室而不破坏处理腔室中的真空的方法。用于清洁处理腔室的所述方法包括：将牺牲箔引导至所述处理腔室中；在所述处理腔室中发起第一泵工艺；当所述牺牲箔被设置在所述处理腔室中时，等离子体清洁所述处理腔室；在所述处理腔室中发起第二泵工艺；以及将所述牺牲箔引导至所述处理腔室外。
Description
技术领域
本公开案的实施方式涉及薄膜处理装置，尤其是涉及薄膜处理装置的清洁方法，并且更具体地涉及卷到卷(roll-to-roll，R2R)系统的清洁方法。本发明的实施方式尤其涉及用于等离子体清洁R2R化学气相沉积(CVD)系统的处理腔室的装置和方法。
背景技术
对柔性基板(诸如塑胶膜或箔)的处理在封装工业、半导体工业和其他工业中存在高度需求。处理可由利用所需材料(诸如金属、半导体和介电材料)涂布柔性基板、蚀刻以及针对所需应用在基板上进行其他处理操作构成。执行此任务的系统一般包括处理滚筒(drum)(例如，圆柱形辊)，处理滚筒耦接至处理系统以运输基板，并在其上处理基板的至少一部分。因此，卷到卷涂布系统可提供高产量的系统。
通常，涂布工艺(诸如化学蒸发工艺或热蒸发工艺)可用于将材料薄层沉积到柔性基板上。然而，卷到卷沉积系统在显示器行业和光伏(PV)行业中的需求也正强劲增加。举例来说，触摸面板元件、柔性显示器以及柔性PV模块致使对在卷到卷涂布机中沉积合适的层(尤其是以低制造成本)的需求增加。然而，这种设备通常具有若干层，这些层通常利用CVD工艺制造且尤其还利用PECVD工艺制造。
利用例如CVD、PECVD和/或PVD源的沉积装置(其中来自气体混合物的不同残留物在设备的后续使用中被沉积在同一处理区域中)需要深度清洁过程，以避免交叉污染的影响并确保长期工艺稳定性。通常，为了这个目的，手动地打开并清洁处理腔室，这会导致机器停机时间增加。
多年以来，在显示设备中的层已演变成多个层，其中各层提供不同功能。将多个层沉积于多个基板上可能需要多个处理腔室，所有处理腔室必需保持清洁，以维持高制造品质。一般来说，包含于其中的清洁过程可能减少基板产量。因此，本领域中需要用于处理柔性基板(诸如OLED结构、半导体结构和其他现代更精密的设备)的有效清洁方法和装置以确保最大化基板产量。
发明内容
鉴于上述内容，提供了一种用于处理柔性基板的装置和用于清洁所述装置的处理腔室的方法。本公开案的其他方面、优点和特征将从从属权利要求、本说明书以及附图显而易见。
在一方面，提供了一种用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室而不破坏处理腔室中的真空的方法。所述方法包括以下步骤：将牺牲箔引导至处理腔室中；在处理腔室中发起第一泵工艺；当牺牲箔被设置在处理腔室中时，等离子体清洁处理腔室；在处理腔室中发起第二泵工艺；以及将牺牲箔引导至处理腔室外。
另一方面，提供了一种辊，所述辊包括柔性基板以供用在用于处理该柔性基板的装置中。柔性基板包括被附连至柔性基板的牺牲箔。
又一方面，提供了一种用于处理柔性基板的装置。所述装置包括处理腔室、间隙闸门以及用于执行根据本文所述实施方式的用于清洁处理腔室而不破坏处理腔室中的真空的方法的控制器。
附图说明
因此，为了详细理解本公开案的上述特征结构的方式，上文简要概述的本公开案的更具体的描述可以参照实施方式进行。附图涉及本公开案的实施方式并描述于下文：
图1示出根据本文所述实施方式的用于沉积或涂布薄膜的卷到卷沉积装置的示意图。
图2至图4示出根据本文所述实施方式的柔性基板的示意图。
图5示出根据本文所述实施方式的辊的示意性透视图。
图6至图7示出根据本文所述实施方式的用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细参考本公开案的各种实施方式，在附图中示出这些实施方式中的一或多个实例。在对附图的以下描述中，相同附图标记意指相同部件。一般来说，仅描述相对于各个实施方式的不同点。每个实例通过对本公开案进行解释的方式来提供，并且并非意指对本公开案的限制。另外，作为一个实施方式的一部分说明或描述的特征也可用于其他实施方式，或与其他实施方式组合产生另外实施方式。预期的是，本说明书包括这样的修改和变型。
在此应当注意，如在本文所述实施方式内使用的柔性基板或腹板(web)通常可表征为可弯曲的。术语“腹板”可与术语“条(strip)”或术语“柔性基板”同义使用。例如，如本文中的实施方式中所述，腹板可为箔或另一柔性基板。
如本文中所使用的，术语“间隙闸门(gap sluice)”旨在代表通常可用于密封(例如，气密密封)用于处理柔性基板的装置的腔室的通道(channel)或锁(lock)。
如本文中所使用的，术语“牺牲箔(sacrificial foil)”旨在代表箔，该箔通常由与柔性基板的材料不同的材料制成。举例来说，该箔可由金属合金(例如像不锈钢)构成。根据本文中的实施方式，牺牲箔可例如具有10μm至200μm的厚度，特别是具有50μm至125μm的厚度。
本文所述实施方式一般涉及用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室尤其是不破坏处理腔室中的真空的方法。通常，此类清洁过程采用牺牲箔，该牺牲箔可例如被预附连至柔性基板的末端、开端或中间区段。举例来说，牺牲箔可将柔性基板连接至辊。在另外实施方式中，两个或多个牺牲箔可将柔性基板分成大量不同区段，这些不同区段由牺牲箔进行互连。根据本文中的实施方式，牺牲箔和柔性基板可布置成处于同一纵向平面。具体来说，当牺牲箔被连接至柔性基板时，牺牲箔的开端和/或末端邻接柔性基板的开端和/或末端。
在图1中示例性地示出根据本文所述实施方式的可被用于将薄膜沉积在柔性基板上的典型的柔性基板处理装置。在其中所示的处理装置100一般包括真空腔室102。真空腔室具有第一腔室部分102A、第二腔室部分102B以及第三腔室部分102C。第一腔室部分102A被配置为缠绕/退绕腔室，并且可与腔室的剩余部分分开以用于交换柔性基板，使得剩余腔室部分102B/C无需为了移除处理柔性基板进行排气(vented)并且无需在已插入新的基板之后进行排空(evacuated)。由此，就可减少装置停工时间。相应地，可有助于增加产量的整体目标的实现。注意的是，第二腔室部分102B和第三腔室部分102C在此可共同地称为“处理腔室”。根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，第二腔室部分和第三腔室部分也可被设置为单个腔室。
参照图1，基板被提供于具有轴的第一辊764上，该轴例如用于退绕。基板被缠绕在具有轴的第二辊764’上，该轴例如用于缠绕。然而，可理解的是，基板也可在相反方向上被引导通过装置100，使得用于退绕的轴可被用于缠绕，且用于缠绕的轴可被用于退绕。因此，在第一腔室部分102A中提供用于支撑待处理的柔性基板的退绕轴以及支撑具有经处理的薄膜在其上的柔性基板的缠绕轴可提供于第一腔室部102A中。柔性基板106被提供于例如具有缠绕轴的第一辊764上。
根据本文所述实施方式，柔性基板可包括至少一个牺牲箔107(见图2)。牺牲箔可附连至柔性基板的开端、末端或中间的某处，从而将柔性基板分成至少两个不同区段。可在用于清洁处理腔室的方法期间附连牺牲箔，或者牺牲箔可被预附连在辊处。一般来说，开端区段可定义为柔性基板和/或牺牲箔的首先进入柔性基板处理装置的处理腔室中的区段。图2至图4示出包括牺牲箔107的柔性基板106的各种实施方式。箭头109一般指示柔性基板和/或牺牲箔进入柔性基板处理装置的处理腔室中的运动方向。根据本文中的实施方式，可在用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的方法期间将牺牲箔附连在柔性基板的开端和/或末端。还可在用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的方法期间将牺牲箔附连在柔性基板的不同区段之间。当牺牲箔被附连在柔性基板的不同区段之间时，柔性基板可被分成至少两个不同区段，至少两个不同区段经由牺牲箔而彼此连接。一般来说，根据本文中的实施方式，一旦牺牲箔附连至柔性基板，牺牲箔和柔性基板就一个接一个排列在同一纵向平面中。
在图2中，举例来说，柔性基板106可包括牺牲箔107。牺牲箔107的前区段210可被预附连至柔性基板106的末区段222。另外，牺牲箔的末区段223可被预附连至辊(未示于图中)。
图3示出根据本文所述实施方式的预附连至柔性基板106的两个牺牲箔107a、107b。第一牺牲箔107a的末区段223可被预附连至柔性基板106的前区段221，并且第二牺牲箔107b的前区段210可被预附连至柔性基板106的末区段222。一般来说，第一牺牲箔107a的前区段211可连接至另一个柔性基板的末区段。在柔性基板的开端和末端处有牺牲箔允许例如每当第二次使用常规辊时没有牺牲箔。
根据本文所述另外实施方式，柔性基板106可包括多个牺牲箔107。举例来说，图4示出包括三个牺牲箔107的柔性基板106，这三个牺牲箔107将柔性基板分成三个不同区段。牺牲箔107a、107b及107c可被预附连于柔性基板106中间。牺牲箔107a、107b和107c将柔性基板分成可具有相同长度的不同区段。在本文所述实施方式中，前述不同区段可以具有不同长度。并不限于本文所述任何特定实施方式，柔性基板可以包括两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个或甚至七个或更多个牺牲箔，这些牺牲箔附连于沿平面的(展开)柔性基板的纵轴的开端、末端或其他位置，并将柔性基板分成离散区段。举例来说，每个离散区段长度可为从30m至1000m，特别是从50m至500m。
图5示出用于柔性基板处理装置中的示例性辊764。辊764可包括柔性基板106以及一个、两个、三个、四个、五个或更多个牺牲箔107。
一般来说，本文所述的实施方式涉及如以上示例性地描述的柔性基板处理装置，并且涉及用于清洁尤其是这种装置的处理腔室的方法和装置。举例来说，图6示出根据本文所述实施方式的用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的方法1000，并且一般可描述成包括：将牺牲箔引导至处理腔室中(见1010)；在处理腔室中发起第一泵和/或净化工艺(见1020)；等离子体清洁处理腔室(见1030)；在处理腔室中发起第二泵和/或净化工艺(见1040)；以及将柔性基板引导至处理腔室中(见1050)。顺序、尤其是关于泵和净化工艺的顺序可以是任意的，只要牺牲箔在等离子体清洁期间设置在处理腔室中即可。根据本文所述实施方式，用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的方法可包括将牺牲箔附连至柔性基板的开端和/或末端。另外，这种方法可包括将牺牲箔附连在柔性基板的至少两个不同区段中间。根据本文中的实施方式，可在纵向方向上按顺序地(即一个接一个)排列牺牲箔和柔性基板或柔性基板的不同区段。
现在回到图1，根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，待处理的柔性基板可连同板间插件(interleaf)706一起提供于辊764上。板间插件可提供于柔性基板的各相邻层之间，使得可避免在辊764上柔性基板的一层与柔性基板的相邻层直接接触。根据典型实施方式，基板经由一个、两个或更多个辊104从辊764被引导至涂布滚筒(在下文中也被称为处理滚筒)且从涂布滚筒被引导至第二辊764’(例如，具有缠绕轴的)，基板在其处理之后缠绕在第二辊764’上。在处理后，另外板间插件可从板间插件辊766’被提供于柔性基板106的各层之间，柔性基板106缠绕到辊764’上。
根据本文所述实施方式，用于分离第一腔室部分与第二腔室部分的至少一个间隙闸门140被设置于分离壁701处。如图1中所示，一般提供两个间隙闸门。一或多个间隙闸门被配置成使得柔性基板可从其中移动通过，并且间隙闸门可打开和关闭，以用于提供真空密封。根据典型实施方式，间隙闸门包括用于引导基板和/或牺牲箔的辊，例如，用于以10°或以上的角度重新定向基板和/或牺牲箔移动的辊。另外，提供可充气密封件，可充气密封件可压靠于间隙闸门的辊。间隙闸门通过对密封件充气来关闭，并且第一腔室部分102A和第二腔室部分102B以真空密封方式彼此分离。因此，可使第一腔室部分102A排气，同时可将第二腔室部分102B维持在技术真空(technical vacuum)下。
根据本文所述实施方式，可例如打开和关闭间隙闸门以将处理区域或多个处理区域密封成与缠绕区域隔离。通常，还可利用提供于间隙闸门中的基板或牺牲箔来进行打开和关闭。因此，如本文所述间隙闸门分别也可理解为加载锁(load lock)或可称为加载锁。因此，根据本公开案，这两个术语可互换。
根据另外替代实现方式，间隙闸门还可不设置辊。可充气密封件可抵靠着平坦密封表面按压基板。然而，还可利用用于选择性地打开和关闭间隙闸门的其他手段，其中打开和关闭(即，具有开放基板路径和真空密封)可在基板被插入时进行。用于在基板和/或牺牲箔被插入时关闭真空密封的间隙闸门允许基板的尤其容易的交换，因为来自新的辊的基板可附连至来自先前辊的基板和/或牺牲箔，并且柔性基板可在腔室部分102B和102C通过拉动具有附连至其的新的基板的先前基板通过装置来排空时，通过系统进行缠绕。
如图1中另外所示，由间隙闸门140之间的距离所限定的壁701和/或轴线可相对于垂直或水平取向是倾斜的，间隙闸门140能够提供第一腔室部分102A与第二腔室部分102B之间的真空分离。一般来说，倾斜的角度可为相对于垂直的20°至70°。倾斜的角度可被选择成使得涂布滚筒相较于没有倾斜的类似部件的水平布置而言是向下移位的。在间隙闸门之间所限定的壁和/或轴线的倾斜允许提供待提供的附加的处理站或沉积源630，以使得处理站或沉积源630的轴线431(例如，等离子体电极(在图1中未示出)的对称轴)位于涂布滚筒110的轴线111的相同高度上或低于该轴线。如图1中所示，四个沉积源630被设置在涂布滚筒110的旋转轴111的高度处或之下。如上所述，可减少或避免所生成的颗粒剥落和掉落于基板上。在图1中被示为蚀刻站430的第五个处理站可例如被设置在涂布滚筒110的旋转轴111之上。然而，将理解的是，蚀刻站430也可被设置在腔室部分102C的凸壁部分的其他位置中的任一个处。类似地，可沿着涂布滚筒110的弯曲表面设置一或多个加热站。
根据可与本文所述其他实施方式结合的另外实施方式，还可选择地提供用于评估基板处理的结果的光学测量单元494和/或用于调节基板上的电荷的一个或多个离子化单元492。
根据本文所述的实施方式，涂布滚筒的第一部分(即，垂直于旋转轴的涂布滚筒的横截面的区域)被设置在第二腔室部分102B中且涂布滚筒的剩余部分(即，垂直于旋转轴的涂布滚筒的横截面的区域)被设置在第三腔室部分102C中。如由图1中的虚线可见，通常，第一部分大于剩余部分，即，轴线111被设置在第二腔室部分102B中。将轴线111设置在第二腔室部分中提供装置的更容易且因此更具有成本效益的设计，这同样有利于CoO。举例来说，涂布滚筒的第一部分与涂布滚筒的剩余部分的比率可为1.1:1或更大。然而，从机械观点看，轴线可朝向第三腔室部分102C移动以稍微越过从第二腔室部分到第三腔室部分的边界，而不会使系统的稳定性过多劣化。因此，比率也可为0.8:1或更大。
根据本文所述实施方式，第三腔室部分102C具有凸形壁部分。根据本文中的实施方式，凸形要理解为具有壁部分的弯曲表面或理解为具有彼此相邻的多个平坦表面以便提供该多个表面的凸形形状。根据典型实施方式，一起形成凸形形状的多个平坦表面具有以下优点：可在平坦表面处设置下文所提到的更容易制造的真空凸缘(flange)连接。更容易的制造再次减少设备成本。
图1示出对应于多个真空处理区域的多个处理站。根据本文所述实施方式，提供至少两个处理站，其中至少两个处理站包括凸缘部分125，用于提供至第三腔室部分102C的真空连接。通常，第三腔室部分具有凸形壁部分以及基本上平行于该凸形壁部分的至少两个开口，举例来说，至少两个开口被设置在凸形壁部分内，或设置在从凸形壁部分延伸的突出物(即，基本上相对于涂布滚筒的旋转轴径向向外突出的凸形壁部分的延伸部)中。至少两个处理站被配置成被接收在第三腔室部分的该至少两个开口中。根据本文中的实施方式，凸缘部分125提供与第三腔室部分的凸形壁部分的真空紧密连接或与从凸形壁部分延伸的突出物的真空紧密连接。
因此，处理站可从第三腔室部分102C的凸形壁部分外插入。在插入时，可连接真空凸缘且在第三腔室部分中设置真空区域。根据典型实施方式，处理站可相对于涂布滚筒110的旋转轴沿着基本径向方向插入开口中。
如上所述，处理站的一部分因此被设置在真空中，即，在第三腔室部分内和/或相对于凸缘在内部。处理站的另一部分被设置于提供真空腔室102内的真空的区域外。这允许处理站的容易交换以及像冷却流体、气体、电力等消耗媒介的容易供应。根据一些实现方式，至少处理站与匹配电路680的连接被设置在第三腔室部分102C外，并且可形成上述的位于该区域外的另一部分。另外，在第三腔室部分的壁部分中的开口或在从凸形壁部分延伸的突出物中的开口通常被成形为具有预定的形状和尺寸。存在标准化的开口，使得具有配置成适应标准化的开口的凸缘的不同处理站可在不同处理区域处可互换地使用。这致使维护更为容易并且增加装置100利用的灵活性。鉴于停工时间减少(更容易的维护)并且鉴于灵活利用，可以再次减少CoO。后者导致可在一个装置上制造不同产品，使得所有者可于相同处理装置100上在不同产品的制造之间进行切换。
根据另外实施方式，涂布滚筒110的弯曲的外表面与凸缘或腔室的凸形形状的距离可为从10mm至500mm。根据本文中的实施方式，该距离是指从涂布滚筒表面至界定腔室102的真空区域的内壁或凸缘部分的尺寸。提供上文提到的凸形形状或尺寸允许第三腔室部分102C中减少的腔室容积。第三部分中减少的腔室容积允许更容易的气体分离以及处理区域更容易的排空。举例来说，第二腔室部分具有占一定容积的可排空区域，并且第三腔室部分具有占另一容积的另一可排空区域，并且所述容积与所述另一容积的比率为至少2:1，诸如3:1至6:1。
根据另外实现方式，第三腔室部分中未填充有固体材料的区域可填充有材料块，以减少要排空的区域。举例来说，第二腔室部分具有占一定容积的可排空区域，并且第三腔室部分具有占另一容积的另一可排空区域，并且所述容积与所述另一容积的比率通过容积减少块而增加到至少7:1。
如上所述，图1示出沉积装置100。沉积装置100包括腔室102，腔室102通常可设置成使得可在腔室中生成真空。根据本文中的实施方式，各种真空处理技术且尤其是真空沉积技术可用于处理基板或将薄膜沉积于基板上。如图1中所示且参考本文，装置100为卷到卷沉积装置，承载要引导和处理的柔性基板106。如由箭头108指示，柔性基板106在图1中从腔室部分102A被引导至腔室部分102B并另外引导至其中有处理站的腔室部分102C。柔性基板通过辊104被引导至涂布滚筒110，涂布滚筒110被配置用于在处理和/或沉积期间支撑基板。从涂布滚筒110处，柔性基板106被引导至其他辊104并且分别进入腔室部分102B和102A。
图1中描绘的实施方式包括五个处理站，诸如四个沉积站和一个蚀刻站。沉积源设置在处理区域中，其中在相应区域中处理由涂布滚筒支撑的基板。然而，应当理解，根据可与本文所述其他实施方式结合的另外实施方式，可提供五个或更多个处理站，例如，沉积站。举例来说，可提供六个、七个或甚至更多个(诸如，8、10或12个)处理站，例如，沉积站。这些处理区域通过气体分离单元与相邻处理区域或另外区域分开。
根据本文所述实施方式，处理站和/或它们的气体分离单元被配置成具有变化的位置以调节距涂布滚筒110的距离。也就是说，处理站和/或气体分离单元可相对于涂布滚筒在径向方向中移动。气体分离单元通常包括壁，该壁防止一个处理区域中的气体进入相邻区域(诸如，相邻处理区域)。气体分离单元的元件分别提供气体分离单元与基板106或涂布滚筒之间的狭缝。根据本文中的实施方式，该元件限定狭缝的长度，并且该元件的径向位置限定气体分离单元与基板106之间的狭缝的宽度。
根据可与本文所述其他实施方式结合的另外实施方式，装置100可另外包括用于加热柔性基板的预加热单元194。根据本文中的实施方式，可提供用于在基板处理之前加热基板的辐射加热器、电子束加热器或任何其他元件。另外，另外或替代地，可提供预处理等离子体源192(例如，RF等离子体源)，以在进入第三腔室部分102C之前利用等离子体处理基板。举例来说，利用等离子体的预处理可提供对基板表面的表面改性以增强沉积于其上的膜的膜附着力或可以另一方式来改善基板形态以改进基板的处理。
根据本文所述实施方式，以上所提到的用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的方法可包括可根据需求发起的许多附加操作和/或工艺。举例来说，图7示出可如下描述的用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的方法1001。
一般来说，可发起柔性基板处理过程1003。通常，可在处理周期1005期间，在装置的处理腔室中处理柔性基板，直到确定处理腔室的清洁要求1007。举例来说，检测设备(例如，传感器)可用信号通知(signal)处理腔室需要进行清洁，因为例如在处理腔室内污染物的过度积聚的情况下，如果污染物没有被及时移除，就会干扰处理腔室中发生的工艺。处理腔室的清洁还可以是预设的，例如，在预定量的时间之后或在已经处理预定长度柔性基板之后。另外，可发起处理腔室的清洁作为装载和/或卸载过程的一部分，装载和/或卸载过程包括将新的辊的柔性基板装载到柔性基板处理装置中和/或从柔性基板处理装置卸载新的辊的柔性基板。然而，另外根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，等离子体监测器可确定对清洁周期的需求。
根据另外实施方式，可监测对清洁的需求、净化过程和/或泵过程的状态、以及清洁过程的状态。举例来说，监测设备可为测量在沉积源处的电极电压、电极电流、以及等离子体阻抗的设备，例如，在匹配电路后。另外或替代地，还可监测流入沉积源的处理区域以及流出沉积源的处理区域的气体。举例来说，可分析在相应导管处的压力和/或甚至是气体混合物。可在清洁期间进行操作的监测设备(诸如测量沉积源处测量到的电极电压、电极电流和等离子体阻抗的监测设备)可被用于确定等离子体条件(例如，沉积等离子体的等离子体条件以及清洁等离子体的等离子体条件)。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，监测设备可为CVD工艺监测器。举例来说，监测设备可测量由下列构成的组中的至少一个：沉积源(即，也可在清洁期间利用的源)的电压、电流、相位、谐波、阻抗、或(通过使用算法)等离子体密度。因此，可通过阻抗传感器测量提供非侵入性(non-invasive)等离子体表征方法。根据不同实施方式，阻抗传感器可被用作预匹配(pre-match)或后匹配(post-match)传感器，即用于匹配电路或匹配电路后的。根据本文中的实施方式，监测传感器的后匹配安装提供电极上的RF电压以及实际等离子体阻抗的直接信息。通常，可在清洁之前或在清洁期间提供等离子体的电子“指纹识别(fingerprint)”。相角和/或谐波信号振幅中的差异可显示出工艺条件中的微小变化，例如发生工艺漂移(process drifts)。因此，可提供关于入射在已通电的电极表面处的离子通量以及因此等离子体密度的间接信息，尤其通过对沉积源供电的系统中的谐波的测量提供此类信息。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，处理站可包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)源。该等离子体增强沉积源可以2MHz至90MHz的频率(例如，40.68MHz的频率)操作，且集成式阻抗传感器可提供对相应工艺参数(例如，气体分离单元的狭缝的宽度和/或沉积源的电极距基板的距离)的实时在线工艺监测和控制。
一旦检测到清洁要求或达到阀值(例如，预设量的时间)，牺牲箔可被引导至处理腔室中1010。举例来说，这可在用完一卷柔性基板且柔性基板的被连接至牺牲箔的末区段将牺牲箔拉动至处理腔室中时发生，牺牲箔可循序连接于辊。通常，牺牲箔可经由间隙闸门(即，加载锁)进入处理腔室并取代柔性基板在处理腔室中已进行处理的那部分。随着牺牲箔进入处理腔室，经处理的柔性基板可离开处理腔室。
根据本文所述实施方式，处理腔室可在牺牲箔进入处理腔室中之前停止处理柔性基板。然而，由于牺牲箔可被涂布有非常惰性的(very unreactive)材料(诸如不锈钢)或由非常惰性的材料构成，因而不一定总是要求处理腔室在牺牲箔进入时停止处理柔性基板。
一般来说，牺牲箔可具有与柔性基板相同的宽度，使得柔性基板可覆盖并保护涂布滚筒在处理腔室内的表面。通常，牺牲箔可具有这样的一长度，使得牺牲箔至少从其进入处理腔室的点延伸到其从处理腔室离开的点。然而，牺牲箔的长度和宽度可取决于柔性基板处理装置的尺寸而变化。
在本文所述实施方式中，牺牲箔的尺寸可设定为使得一旦牺牲箔已经引导至处理腔室中，牺牲箔的前区段和末区段就延伸到处理腔室外。因此，来自牺牲箔末端的区段可从其到处理腔室中的进入点朝向处理腔室外(例如，在退绕腔室中)延伸，且来自牺牲箔前部的区段可从其从处理腔室的离开点朝向处理腔室外(例如，在清理腔室(winding-upchamber)中))延伸。根据本文中的实施方式，退绕腔室和清理腔室可被设置为单个腔室，该单个腔室在下文中一般被称为缠绕腔室。
通常，柔性基板和/或牺牲箔进入处理腔室和离开处理腔室的进入点与离开点可包括至少一个间隙闸门或锁，该至少一个间隙闸门或锁可关闭以密封处理腔室。一般来说，在将牺牲箔引导至处理腔室中且终止柔性基板的处理过程(包括，例如，CVD、PECVD和/或PVD工艺)之后，该至少一个间隙闸门或锁可关闭以密封(例如，气密地密封)处理腔室。
可发起第一泵和/或净化过程1020以从处理腔室移除剩余的处理气体。一般来说，首先激活泵以从处理腔室排空处理气体，例如，高度反应性的处理气体。此后，净化气体(诸如氩气和氮气)可被引入到处理腔室中，以促进净化工艺。净化气体随后可被泵送出处理腔室。泵通常在处理腔室内创建中度至高度真空。举例来说，处理腔室内的真空可从10-1mbar到10-7mbar，特别是从10-2mbar到10-6mbar，诸如10-3mbar。根据一些实施方式，可能需要在清洁步骤之前移除一些工艺残留物(诸如气体或固体材料)，以避免不想要的化学反应。这通常利用泵和净化工艺(pump-and-purge process)完成。根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，如本文所述的泵和净化工艺可包括多个周期，例如，至少两个或至少三个周期的抽气降压达到约10-2mbar或更低，以及利用惰性气体(例如Ar或N2)的净化充气至高达约10mabr至20mbar的压力。然而，对于一些实施方式来说，仅泵送或仅净化可足以准备用于清洁的处理装置。
通常，泵和/或净化过程1020可持续5min至30min，诸如例如20min。另外，过程可包括多个连续的泵和净化周期，例如，各持续5min的三个周期。根据本文中的实施方式，如果需要连续的泵和/或净化周期来从处理腔室移除处理气体，则检测机构(例如，以传感器为形式)可检测1007。检测机构可自主地发起泵和/或净化工艺。
一般来说，在可包括高度放热反应的涂布过程后，可能期望冷却柔性基板处理装置的涂布滚筒。冷却涂布滚筒可例如在可选步骤中发生，可选步骤在第一泵和/或净化过程之后和/或在第一泵和/或净化过程期间进行。
根据本文所述实施方式，可发起等离子体清洁(例如，等离子体蚀刻)过程1030，等离子体清洁过程可从处理腔室内的表面移除杂质和污染物。通常，等离子体清洁过程是在第一泵和/或净化过程之后发起。可通过供应RF电压来发起等离子体清洁，所述RF电压部分地和/或完全地电离例如被引入到处理腔室中的氟化气体。在本文所述的实施方式中，处理腔室在等离子体清洁过程期间被保持在低压下。举例来说，处理腔室被维持在从10-1mbar至10-4mbar的压力下，例如在10-2mbar下。
通常，RF能量的强度可以是可调节的，以便控制例如处理腔室内的污染物移除速率。通常，可供应足够的RF能量以产生高的等离子体密度，这可确保高的污染物移除速率。此外，高等离子体密度可避免污染物的底层在三维中交联，从而形成稳定但无法移除的新结构。因此，在本文所述实施方式中，可采用传感器和控制器以监测和调节等离子体密度。
根据本文所述实施方式，在等离子体清洁过程期间，涂布滚筒通常可以是静止不动。牺牲箔一般覆盖涂布滚筒且保护涂布滚筒的表面免受清洁等离子体的影响。与可与清洁等离子体反应且被清洁等离子体损害的柔性基板相反，根据本文所述实施方式的牺牲箔相对于清洁等离子体可以是惰性的且因此可在其他清洁过程中再使用。这会减少所浪费的材料(基板)的量并且可大幅度减少CoO。另外，减少或避免损害基板以使得滚筒经由基板的受损部分而暴露于清洁等离子体的风险。
根据本文所述实施方式，等离子体清洁过程的持续时间可根据处理腔室的污染程度和尺寸而变化。举例来说，等离子体清洁过程可持续2min至25min，特别是从5min至20min，例如15min。根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，用于清洁工艺的时间可为用于沉积工艺的时间的约10％至15％。在本文中的实施方式中，等离子体清洁过程还可包括插入有一或多个泵和/或净化周期1040的一系列的等离子体清洁周期，该一个或多个泵和/或净化周期1040从处理腔室移除清洁气体。为了清楚，这些泵和/或净化周期在下文中将被称为第二泵和/或净化过程。
在本文所述实施方式中，检测机构可检测1007污染物是否仍保持在处理腔室中并且可发起另一泵和/或净化过程1040，和/或发起由另一泵和/或净化过程1040跟随的另外等离子体清洁过程1030。检测机构可多次发起这样的清洁过程，直到已经从处理腔室移除所有的污染物、清洁气体和/或处理气体。
根据本文所述实施方式，在处理腔室已经被清洁至可接受的程度或预定的程度且第二泵和/或净化过程1040已经完成之后，待处理的新的柔性基板可被引导至处理腔室中1050。此后，可发起柔性基板处理过程1003，且在装置的处理腔室中处理该柔性基板1005，直到检测到处理腔室的另一清洁要求1007。
一般来说，用于清洁柔性基板处理装置的处理腔室的上述方法可包括下列变化和可选过程中的任一个。
在第一泵和/或净化过程1020与第二泵和/或净化过程1040期间和之间，包括新的柔性基板和预附连至该新的柔性基板的新的牺牲箔的新的辊可装载到柔性基板处理装置的缠绕腔室中，而不破坏处理腔室中的真空。
新的柔性基板的前端可被附连至在处理腔室外的牺牲箔的末区段。为了此目的，柔性基板处理装置可包括拼接设备，该拼接设备使得在柔性基板前部和/或末端处的牺牲箔能够被连接至或拼接至另一柔性基板。
更详细地解释，预附连至正在柔性基板处理装置的处理腔室中进行处理的柔性基板的牺牲箔可经由该柔性基板被引导和/或拉动至处理腔室中。柔性基板和预附连至该柔性基板的牺牲箔可经由进入点(即，进入处理腔室的点，例如，间隙闸门或锁)进入处理腔室。通常，在将牺牲箔引导和/或拉动至处理腔室中的同时，经处理的柔性基板可经由离开点(即，从处理腔室离开的点，例如，间隙闸门或锁)离开处理腔室。
一般而言，根据本文所述实施方式，被引导至和/或拉动至处理腔室中的牺牲箔可至少从到处理腔室中的进入点延伸至从处理腔室的离开点。在其他实施方式中，牺牲箔的前区段或末区段，或者前区段和末区段两者可延伸超过处理腔室外的离开点和/或进入点。举例来说，牺牲箔和/或柔性基板可在处理腔室外延伸5cm至500cm，特别是从20cm至160cm。
一旦牺牲箔被引导在和/或拉在处理腔室内，处理腔室的离开点和/或进入点(例如，间隙闸门)就可被关闭以气密地密封处理腔室。此后，可在处理腔室外切割牺牲箔，以便从柔性基板处理装置移除清理辊(winding-up roll)和/或退绕辊。可用新的清理辊和/或退绕辊来取代该清理辊和退绕辊，该新的清理辊和/或退绕辊随后可被连接至牺牲箔的切割端而没有破坏处理腔室中的真空。
在将新的辊的柔性基板装载至退绕(或缠绕)腔室中并将新的柔性基板或其预附连的牺牲箔连接至上述牺牲箔的末区段之后，可在退绕腔室中发起泵送过程，以创建与处理腔室中的低压条件类似的低压条件。这确保一旦打开处理腔室的进入点和离开点，处理腔室与退绕腔室之间的很少气体交换至没有气体交换。根据本文中的实施方式，减少了用来自外部环境的气体污染处理腔室的风险。
在此处其他实施方式中，可期望相对于退绕腔室将处理腔室保持在较高压力(超压(overpressure))下，使得更有效地阻止污染物进入处理腔室中。反之亦然，在本文中的其他实施方式中，可期望最小化处理气体从处理腔室逃逸的风险。因此，相比处理腔室，退绕腔室可被保持在较高压力(超压)下。
一般来说，一旦等离子体清洁、(分别具有或不具有柔性基板的)新的辊的装载/卸载以及泵和/或净化工艺已经终止，就可打开进入点和离开点(例如，间隙闸门(多个))，使得新的柔性基板可被引导至处理腔室中。一般来说，同时牺牲箔可通过相同进入点或通过单独的离开点被引导出处理腔室。因此，处理腔室可包括用于柔性基板和/或牺牲箔进入处理腔室的加载锁和用于柔性基板和/或牺牲箔从处理腔室离开的卸载锁。一旦已经打开锁或间隙闸门，工艺就会进行，诸如可以发起涂布过程。
在本文中的另外实施方式中，包括柔性基板和排列在柔性基板之间以将柔性基板分成两个或更多个不同区段的牺牲箔的辊由于下列原因而可为有利的。
在处理柔性基板期间，可能发生以下情况：柔性基板处理装置的处理腔室会受到污染，或者例如监测设备可推断可达到处理腔室中不可接受的污染程度经过的时间段。因此，可在达到不可接受的污染程度之前和/或当检测到处理腔室的污染时发起用于清洁处理腔室而不破坏其中真空的方法。
根据本文所述实施方式，可在发起等离子体清洁过程之前通过柔性基板将柔性基板最靠近处理腔室的牺牲箔区段引导和/或拉动至处理腔室中而不破坏处理腔室中的真空。一般来说，清洁过程可以包括以上关于图6至图7所描述的过程中的任一个。
因此，提供由牺牲箔分成至少两个不同区段的柔性基板可促进对处理腔室的清洁，因为这可避免卸载柔性基板以及手动清洁处理腔室。因此，可最小化柔性基板处理装置停工时间，这可减少CoO并且增加柔性基板处理装置产量。
虽然以上内容针对的是本公开案的实施方式，但是可在不背离本公开案的基本范围的情况下，设计本公开案的其他和另外实施方式，并且本公开案的范围由随附权利要求书来确定。
Claims (18)
1.一种用于清洁柔性基板处理装置(100)的处理腔室(102C)而不破坏处理腔室(102B/C)内的真空的方法(1000、1001)，所述方法(1000、1001)包括：
在柔性基板的开端或末端附连牺牲箔，其中所述牺牲箔的末区段附连到所述柔性基板的前区段，或者其中所述牺牲箔的前区段附连到所述柔性基板的末区段，其中所述牺牲箔邻接且不与所述柔性基板重叠，并且其中所述牺牲箔由与所述柔性基板的材料不同的材料制成；
将所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)引导(1010)至所述处理腔室(102B/C)中；
在所述处理腔室(102B/C)中发起(1020)第一泵工艺；
当所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)被设置在所述处理腔室(102B、102C)中时，等离子体清洁(1030)在从10-1mbar到10-7mbar的真空中的所述处理腔室(102B/C)；
在所述处理腔室(102B/C)中发起(1040)第二泵工艺；以及
将所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)引导(1050)至所述处理腔室(102B/C)外。
2.根据权利要求1所述的方法(1000、1001)，其特征在于，所述第一泵工艺进一步包括净化，使得提供第一泵和净化工艺，或者其中所述第二泵工艺进一步包括净化，使得提供第二泵和净化工艺。
3.根据权利要求1所述的方法(1000、1001)，其特征在于，所述第一泵工艺进一步包括净化，使得提供第一泵和净化工艺，以及其中所述第二泵工艺进一步包括净化，使得提供第二泵和净化工艺。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1000、1001)，其特征在于，将所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)引导(1010)至所述处理腔室(102B/C)中包括同时将柔性基板(106)引导至所述处理腔室(102B/C)外。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1000、1001)，其特征在于，将所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)引导(1050)至所述处理腔室(102B/C)外包括同时将柔性基板(106)引导至所述处理腔室(102B/C)中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1000、1001)，其特征在于，所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)是由金属合金、具体来说是不锈钢构成。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1000、1001)，其特征在于，所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)是由金属合金、具体来说是不锈钢构成。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1000、1001)，其特征在于，等离子体清洁(1030)所述处理腔室(102B/C)包括利用氟化清洁气体等离子体清洁所述处理腔室(102B/C)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1000、1001)，其进一步包括所述柔性基板处理装置(100)的所述处理腔室(102B/C)中的处理滚筒(110)的冷却。
10.根据权利要求2至3中任一项所述的方法(1000、1001)，其特征在于，在将柔性基板引导至所述处理腔室(102B/C)中之前，多次重复在所述处理腔室(102B/C)中发起(1020)所述第一泵和净化工艺、等离子体清洁(1030)所述处理腔室(102B/C)、以及在所述处理腔室(102B/C)中发起(1040)所述第二泵和净化工艺。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1000、1001)，其进一步包括在将所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)引导(1010)至所述处理腔室(102B/C)中之后，并且在于所述处理腔室(102B/C)中发起(1020)所述第一泵工艺之前，密封所述处理腔室(102B/C)。
12.根据权利要求11所述的方法(1000、1001)，其进一步包括在将所述处理腔室(102B/C)密封之后，将新的柔性基板(106)附连至所述牺牲箔(107、107b)位于所述处理腔室(102B/C)外的末区段(223)。
13.一种辊(764)，所述辊(764)包括柔性基板(106)以供用在用于处理所述柔性基板(106)的装置中，其特征在于，所述柔性基板(106)包括附连至所述柔性基板(106)的牺牲箔(107、107a、107b、107c)，
其中所述牺牲箔被附连在所述柔性基板(106)的开端(221)或末端(222)，其中所述牺牲箔的末区段附连到所述柔性基板的前区段，或者其中所述牺牲箔的前区段附连到所述柔性基板的末区段，其中所述牺牲箔邻接且不与所述柔性基板重叠，并且其中所述牺牲箔由与所述柔性基板的材料不同的材料制成。
14.根据权利要求13所述的辊(764)，其特征在于，所述柔性基板(106)包括多个牺牲箔段(107、107a、107b、107c)，所述多个牺牲箔段(107、107a、107b、107c)被附连至所述柔性基板(106)并将所述柔性基板(106)分成多个区段。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的辊(764)，其特征在于，所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)是由金属合金构成。
16.根据权利要求13至14中任一项所述的辊(764)，其特征在于，所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)由不锈钢构成。
17.根据权利要求13至14中任一项所述的辊(764)，其特征在于，所述牺牲箔(107、107a、107b、107c)的宽度等于所述柔性基板(106)的宽度。
18.一种用于处理柔性基板(106)的装置，所述装置包括处理腔室(102B/C)、间隙闸门(140)以及用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法(1000、1001)的控制器。
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