CN107735510A - 用于沉积工艺的导电掩模的接地 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的实施方式包括用于使沉积腔室中使用的阴影掩模电接地的方法和设备。在一个实施方式中，提供基板支撑件，并且基板支撑件包括：基板接收表面；以及多个可压缩的接地装置，所述多个可压缩的接地装置围绕基板接收表面的周边设置。多个接地装置中的每个包括：基部构件，所述基部构件被固定到基板支撑件；以及偏压组件，所述偏压组件能移动地设置在基部构件中。

Description

用于沉积工艺的导电掩模的接地
技术领域
本公开内容的实施方式涉及用于使沉积工艺(诸如电子器件制造中使用的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺)中使用的导电阴影掩模接地的方法和设备。特定而言，本公开内容的实施方式涉及在有机发光二极管(OLED)显示装置制造中的封装工艺中使用的金属阴影掩模的电接地。
背景技术
有机发光二极管(OLED)用于制造用于显示信息的电视屏幕、计算机显示屏、移动电话、其它手持装置等等。典型OLED可以包括位于两个电极之间的有机材料层，所述有机材料层全部以形成具有可单独激励的像素的矩阵显示面板的方式沉积在基板上。OLED一般放在两个玻璃面板之间，并且玻璃面板边缘被密封以将OLED封装在其中。
在制造此类显示装置时遇到许多挑战。在一些制造步骤中，将OLED材料封装在一个或多个层中以防止湿气损坏OLED材料。在这些工艺期间，利用一个或多个掩模来屏蔽基板不包括OLED材料的部分。为了控制沉积，掩模要相对于基板小心定位。这些工艺中利用的掩模通常是具有相对低的热膨胀系数的金属或金属合金。然而，在等离子体处理期间，掩模通常电浮动，并且电子倾向于积聚在掩模的表面上。电子积聚可能导致电气放电或电弧，这可能会损坏掩模。电弧也可能会导致掩模轻微变形，这可能会导致掩模相对于基板不对准。掩模的不对准可能会不利地影响沉积并且可阻止在基板上的一个或多个器件上的恰当沉积，从而使这些器件不可用。电弧也可能会产生不当的颗粒，这降低了器件产量。
因此，需要在OLED显示装置形成期间使掩模接地的方法和设备。
发明内容
本公开内容的实施方式包括用于使沉积腔室中使用的阴影掩模电接地的方法和设备。在一个实施方式中，提供基板支撑件，并且基板支撑件包括：基板接收表面；以及多个可压缩的接地装置，所述多个可压缩的接地装置围绕基板接收表面的周边设置。多个接地装置中的每个包括：基部构件，所述基部构件被固定到基板支撑件；以及偏压组件，所述偏压组件能移动地(movably)设置在基部构件中。
在另一实施方式中，提供基板支撑件，并且基板支撑件包括：基板接收表面；以及多个可压缩的接地装置，所述多个可压缩的接地装置沿着基板接收表面的周边而设置在凹入表面上。多个接地装置中的每个包括：基部构件，所述基部构件被固定到基板支撑件；以及偏压组件，所述偏压组件能移动地设置在基部构件中。
在另一实施方式中，提供基板支撑件，并且基板支撑件包括：基板接收表面；以及多个可压缩的接地装置，所述多个可压缩的接地装置围绕基板接收表面的周边设置。多个接地装置中的每个包括：基部构件，所述基部构件围绕在基板支撑件的表面中的开口而固定到基板支撑件；销，所述销能移动地设置在基部构件中；顶盖，所述顶盖围绕销设置；多个偏压构件，所述多个偏压构件设置在顶盖与基部构件之间；以及一个或多个导电接线，所述一个或多个导电接线耦接在销与基板支撑件之间。
附图说明
因此，为了能够详细理解上述特征结构所用方式，可以参考实施方式获得上文所简要概述的本公开内容的更具体的描述，一些实施方式示出在附图中。然而，应当注意，附图仅示出了典型实施方式，并且因此不应视为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可允许其它等效的实施方式。
图1是根据一个实施方式的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室的示意截面图。
图2是用于图1的PECVD腔室的腔室主体中的内部腔室部件的分解等距视图。
图3A是图1的基板支撑件的一部分的放大截面图侧视截面图。
图3B是图1或图2的掩模的框架的一部分的放大截面图，以及图1或图2的基板支撑件和阴影框架的一部分的放大截面图。
图4是可用于图1的腔室的接地装置的一个实施方式的俯视等距视图。
为了促进理解，已尽可能使用相同元件符号标示附图间共有的相同要素。应设想到，一个实施方式中公开的要素可有益地用于其它实施方式，而无需再赘述。
具体实施方式
本公开内容的实施方式包括用于使沉积腔室中使用的阴影掩模电接地的方法和设备。掩模可用于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理腔室，PECVD处理腔室可操作以将掩模相对于基板对准，将掩模定位在基板上，并且将封装层沉积在形成于基板上的OLED材料上。本文中描述的实施方式可与其它类型的处理腔室一起使用，并且不限制为与PECVD处理腔室一起使用。本文中描述的实施方式可与其它类型的沉积工艺一起使用，并且不限制为用于封装形成在基板上的OLED。本文中描述的实施方式可与各种类型、形状和大小的掩模和基板一起使用。此外，可受益于本文中公开的掩模的合适腔室可从加利福尼亚州圣克拉拉市的AKT美国公司(AKT America,Inc.,Santa Clara,CA)获得，该公司是加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials,Inc.,Santa Clara,CA)的子公司。
图1是根据一个实施方式的PECVD腔室100的示意截面图。PECVD腔室100包括腔室主体102，腔室主体102具有开口104，开口穿过一个或多个壁以便允许一个或多个基板106和掩模108插入其中。基板106在处理期间设置在与扩散器112相对的基板支撑件110上。扩散器112具有穿过其形成的一个或多个开口114以允许处理气体进入扩散器112与基板106之间的处理空间116。
基板106可用于形成OLED显示器，其中OLED通过PECVD腔室100中的顺序沉积工艺形成在基板106的表面上。基板106可以是玻璃基板、聚合物基板或用于形成电子器件的其它合适材料。基板106可以是刚性或柔性的。基板106可用于形成单个显示器或多个显示器。每个显示器包括多个OLED，多个OLED耦接到围绕每个显示器的周边形成的电接触层。在制造期间，每个显示器的OLED部分封装在一个或多个层中，以便保护OLED不受环境影响。这些层可以包含氮化硅、氧化铝和/或聚合物材料中的一种或它们的组合。封装材料可以通过PECVD工艺在PECVD腔室100中沉积。掩模108用于在封装材料沉积期间屏蔽OLED的电接触层。掩模108包括框架118和多个开放区域或狭槽121。每个狭槽121可根据每个显示器的OLED部分的大小来确定大小。封装材料穿过狭槽121沉积在每个显示器的OLED部分上。在每个狭槽121外和每个狭槽121之间的是条带120，条带120在封装工艺期间屏蔽电接触层。
一个或多个接地装置125可以用于将掩模108电耦接到基板支撑件110，基板支撑件110被耦接到接地电位。包括框架118和条带120的掩模108是由导电材料(诸如金属合金材料)制成。在一个实施方式中，掩模108包括具有低热膨胀系数的材料。金属合金的示例包括合金(Ni-Co)和合金(Ni-Fe)。基板支撑件110和接地装置125可由导电材料(诸如铝)制成。因此，在PECVD处理期间积聚在基板106和/或掩模108上的电子可穿过掩模108、接地装置125和基板支撑件110或在掩模108、接地装置125和基板支撑件110上传送到接地电位。在一个实施方式中，接地装置125是可压缩的以在框架118与基板支撑件110之间的间距可变和/或不均匀时提供接地。
为了处理，掩模108开始时通过开口104而插入PECVD腔室100中，并且设置在多个运动对准元件122上。基板支撑件110设置在耦接到致动器123的杆130上。在PECVD腔室100中的基板支撑件110的高度可由致动器123控制。当基板支撑件110下降到与开口104相邻的水平时，基板106可以穿过开口104插入并且设置在多个升降销124上，多个升降销延伸穿过基板支撑件110。然后，基板支撑件110升高以与基板106相遇，使得基板106支撑在基板支撑件110上。基板106可以在位于基板支撑件110上时对准。
一旦基板106在基板支撑件110上对准，一个或多个可视化系统126则确定掩模108是否正确对准在基板106上。如果掩模108未被正确对准，那么一个或多个致动器128移动一个或多个运动对准元件122，以便调整掩模108相对于基板支撑件110的位置。然后，一个或多个可视化系统126可重新检查掩模108是否对准以验证对准。
一旦掩模108被正确对准于基板106上方，掩模108就被下降到基板106上，并且基板支撑件110升高，直到阴影框架132接触掩模108。在搁置在掩模108上前，阴影框架132设置在腔室主体102中，在从腔室主体102的一个或多个内壁延伸的突出部134上。基板支撑件110继续升高，直到基板106、掩模108和阴影框架132设置在与扩散器112相对的处理位置中。然后，从一个或多个气源136通过形成于背板138中的开口输送处理气体，同时提供电偏压到扩散器112，以便在扩散器112与基板106之间的处理空间116中形成等离子体。或者，远程等离子体源140可以激励处理气体，然后，从一个或多个气源136输送处理气体，以便将等离子体提供到处理空间116。在处理期间温度可以为约80摄氏度(℃)至约100℃或更高。
希望掩模108与基板106之间接触良好，以便控制封装层的沉积和/或防止在狭槽121的边缘处的“阴影”效应。例如，条带120应当直接铺设在基板106上，以便在沉积期间容纳封装材料。当接触不够充分时，封装材料可以覆盖基板106应该被屏蔽的部分。由于重力效应，掩模108的中心区域中的接触通常是令人满意的。然而，掩模的边缘和/或拐角可能无法提供充分接触，在存在不充分接触的区域中，封装材料可覆盖OLED的电接触层。
图2是用于图1的PECVD腔室100的腔室主体102中的内部腔室部件的分解等距视图。在图2中，基板106在处理期间搁置在基板支撑件110的基板接收表面200上。基板支撑件110通常是由铝材料制成。基板支撑件110的凹入表面202包括多个接地装置125。在一个实施方式中，接地装置125中的每个可以是可压缩的按钮205。基板106至少部分被掩模108所盖覆，并且阴影框架132至少部分盖覆掩模108。阴影框架132通常是由铝材料制成。掩模108和阴影框架132可以包括大于约0.5米(m)的长度×0.5m的宽度的尺寸。图示开口210在基板支撑件110中，用于使一个或多个运动对准元件122进入而延伸穿过其中并且接触和/或相对于基板106而移动掩模108，以便确保掩模108与基板106之间的正确对准。
框架118还包括在其下表面上的第一侧面215和与第一侧面215相对的第二侧面220。第二侧面220可以包括多个凹陷225，这些凹陷与阴影框架132的下表面上的突起(未示出)配合。凹陷225和突起(未示出)促进阴影框架132与掩模108的转位(index)和对准。第一侧面215通过第一外部侧壁230而与第二侧面220接合。框架118还包括从第二侧面220的平面突起的凸出区域235。条带120耦接到凸出区域235的上表面。条带120可以是紧固到框架118的基本上平面的矩形构件。条带120在与第一侧面215和第二侧面220中的一者或两者的平面基本上平行的平面中从凸起区域235向内突出。
图3A是图1的基板支撑件110的一部分的放大截面图侧视截面图。基板支撑件110上具有在处理位置中的基板106。接地装置125的一个实施方式在图3A中示出。接地装置125可以包括图1和图2中示出的接地装置125中的一个或多个。图3B是图3A的掩模108的框架118的一部分的放大截面图，以及基板支撑件110和阴影框架132的一部分的放大截面图。图3A中示出的接地装置125处于延伸或非压缩位置。图3B中示出的接地装置125处于非延伸或压缩位置。图3A中示出的位置可以是处理位置，并且可以用于为在PECVD处理期间积聚在基板106和/或掩模108上的电子提供路径。电子可通过掩模108、接地装置125和基板支撑件110或在掩模108、接地装置125和基板支撑件110上传送到接地电位。
如图3A和图3B所示，接地装置125包括固定到基板支撑件110的基部构件300。在一个实施方式中，基部构件300由紧固件302固定到基板支撑件110。紧固件302可以是螺栓或螺钉。在一个实施方式中，紧固件302包括倾斜头部304，倾斜头部304可与基部构件300的倾斜表面306对接。基部构件300至少部分设置在开口308中，开口308形成在基板支撑件110的第一表面310中。第一表面310与基板支撑件110的第二表面312相对。
接地装置125还包括能移动地耦接到基部构件300的偏压组件314。偏压组件314可包括顶盖316，顶盖316通过一个或多个偏压构件318机械偏压靠在基部构件300上。在一个实施方式中，偏压构件318可以是压缩弹簧或螺旋弹簧。偏压组件314还可包括销320。销320的尺寸设定为沿着Z方向在基部构件300的内部开口321内移动。销320可以包括倾斜表面322，倾斜表面322与基部构件300的倾斜表面324是基本上相同的。销320可以通过基部构件300的喉部部分326稳定在Y方向和X方向上。喉部部分326可以包括从基部构件300的表面延伸到开口308中的突出肩部328。倾斜表面322也可以是与顶盖316的内表面330基本上相同的。在一些实施方式中，销320和顶盖316在Z方向上一起相对于基部构件300而移动。在其它实施方式中，销320和顶盖316可以被分离以使得一者可相对于另一者移动。销320可由导电材料制成。顶盖316也可以由导电材料制成。在一些实施方式中，基部构件300是由导电材料制成。导电材料可包括铝材料。
接地装置125包括耦接在销320与基板支撑件110之间的一个或多个导电接线332。导电接线332用于为从销320和/或顶盖316到基板支撑件110和到接地电位的电流提供路径。导电接线332可以包括柔性导电材料。导电材料的示例包括铜、铝等的导电金属。导电接线332可以是呈固体形式或编织形式。
导电接线332可以包括提供销320至少在Z方向上的移动而不缠绕或阻碍的长度。在一个实施方式中，导电接线332的长度用作销320的止动件。例如，当销320如图3A所示延伸时，导电接线332的长度使得销320沿着Z方向限制在开口308中。
图3B是图1或图2的掩模108的框架118的一部分的放大截面图，以及基板支撑件110和阴影框架132的一部分的放大截面图。在处理期间，基板106的周边被条带120所屏蔽。框架118和条带120的一部分可以被阴影框架132所屏蔽。在处理期间，框架118的第一侧面215压缩接地装置125，如图3B所示。
接地装置125的可压缩性用于相对于各种距离提供框架118与基板支撑件110之间的电接触。例如，基板支撑件110的第一表面310与框架118的第一侧面215之间的间隙340可以被设计为约3毫米(mm)。如图3B所示，根据间隙340尺寸，顶盖316和销320被压缩并且在Z方向上接近行进限度。然而，基板支撑件110的第一表面310和框架118的第一侧面215中的一者或两者的平面度可能不是其整体都在这个公差范围内。接地装置125的销320和/或顶盖316可以适于在Z方向上移动约1.3mm。在图3B中示出的示例中，偏压组件314(即，顶盖316和/或销320)的接触表面342可以距基板支撑件110的第一表面310约3.2mm至约3.5mm。如果间隙340稍微超出公差，那么这允许偏压组件314沿着-Z方向移动。在图3A中示出的示例中，偏压组件314可以是完全延伸的，使得接触表面342包括接近1.3mm的高度344。因此，接地装置125具有可调整的高度，可调整的高度可以在距基板支撑件110的第一表面310约1.3mm内。
在图3B中还示出了紧固件组件334，紧固件组件334沿着凸起区域235将框架118耦接到条带120。紧固件组件334可以用于使条带120转位并固定到框架118。凸起区域235从第二侧面220的平面延伸并且由第二外部侧壁336接合到第二侧面220。内部侧壁338将第一侧面215与凸起区域235的支撑表面315接合。如图2所描绘的，框架118的第二侧面220包括多个凹陷225，多个凹陷225与阴影框架132的下表面上的突起346(仅示出了一个)配合。凹陷225和突起346促进阴影框架132与掩模108的转位和对准。
图4是可用于图1的PECVD腔室100中的接地装置125的一个实施方式的俯视等距视图。接地装置125包括基部构件300，基部构件300具有倾斜表面306。顶盖316与基部构件300同心定位。在一些实施方式中，顶盖316包括倾斜表面400。顶盖316的倾斜表面400的角度可与基部构件300的倾斜表面306的角度是基本上相同的。还示出了在顶盖316的上表面410之下的多个凹部405(以虚线示出)。凹部405中的每个可以容纳偏压构件318(如图3A和图3B所示)。
本文中公开了用于使沉积腔室中使用的阴影掩模电接地的方法和设备。具有如本文中描述的多个接地装置125的基板支撑件110为掩模提供了更长的寿命。在基板支撑件上的如本文中描述的接地装置125的测试表明约114％的百分比增加量(例如，从掩模处于浮动电位情况下的每一掩模约700基板至掩模处于接地电位情况下的每一掩模约1,500基板)。具有如本文中描述的多个接地装置125的基板支撑件110还提供降低的生产成本和/或拥有成本。在基板支撑件上的如本文中描述的接地装置125的测试表明颗粒产生降低约12％。另外，实现了器件产量或约0.6％的提高。另外，在基板支撑件上的如本文中描述的接地装置125的测试表明膜性质无明显变化。另外，使用接地装置125时等离子体密度不受影响。
尽管上述内容针对本公开内容的实施方式，但可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计本公开内容的其它和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围由随附的权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种基板支撑件，所述基板支撑件包括：
基板接收表面；以及
多个可压缩的接地装置，所述多个可压缩的接地装置设置在形成于所述基板支撑件中的相应开口内，所述开口围绕所述基板接收表面的周边定位，其中所述多个接地装置中的每个包括：
基部构件，所述基部构件被固定到所述基板支撑件，以及
偏压组件，所述偏压组件能移动地设置在所述基部构件中。
2.如权利要求1所述的基板支撑件，其中所述偏压组件包括顶盖。
3.如权利要求2所述的基板支撑件，其中所述顶盖包含铝。
4.如权利要求1所述的基板支撑件，其中所述偏压组件包括销。
5.如权利要求4所述的基板支撑件，其中所述销包含铝。
6.如权利要求4所述的基板支撑件，其中所述销包括倾斜表面。
7.如权利要求6所述的基板支撑件，其中所述偏压组件包括顶盖。
8.如权利要求7所述的基板支撑件，其中所述销的倾斜表面与所述顶盖的内表面的斜面是基本上相同的。
9.如权利要求1所述的基板支撑件，其中所述偏压组件包括顶盖和销中的一者或两者。
10.如权利要求9所述的基板支撑件，其中所述销能相对于所述顶盖和所述基部构件移动。
11.如权利要求9所述的基板支撑件，其中顶盖和所述销通过多个弹簧偏压靠在所述基部构件上。
12.一种基板支撑件，所述基板支撑件包括：
基板接收表面；以及
多个可压缩的接地装置，所述多个可压缩的接地装置围绕所述基板接收表面的周边设置，其中所述多个接地装置中的每个包括：
基部构件，所述基部构件围绕在所述基板支撑件的表面中的开口而固定到所述基板支撑件，
销，所述销能移动地设置在所述基部构件中；
顶盖，所述顶盖围绕所述销设置；
多个偏压构件，所述多个偏压构件设置在所述顶盖与所述基部构件之间；以及
一个或多个导电接线，所述一个或多个导电接线耦接在所述销与所述基板支撑件之间。
13.如权利要求12所述的基板支撑件，其中所述销包括倾斜表面。
14.如权利要求13所述的基板支撑件，其中所述销的所述倾斜表面与所述顶盖的内表面的斜面是基本上相同的。
15.如权利要求12所述的基板支撑件，其中所述基部构件至少部分嵌入在所述基板支撑件的凹入表面中。
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