CN109072400A - 用于真空处理的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于基板(10)的真空处理的方法。所述方法包括：在所述基板(10)沿着运输路径(20)移动通过处理区域(110)时，使用设于所述处理区域(110)中的离子蚀刻源(130)用离子来辐照基板表面(11)或所述基板(10)上的第一材料层的表面；沿着所述运输路径(20)将所述基板(10)移动到沉积区域(120)中；和在所述基板(10)静止时，在所述基板表面(11)上方或所述第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。

Description

用于真空处理的方法和设备
技术领域
本公开内容的实施方式涉及一种用于基板的真空处理的方法和一种用于基板的真空处理的设备。本公开内容的实施方式特别涉及用于在显示装置的制造中使用的物理气相沉积(例如，溅射沉积)的方法和设备。
背景技术
用于在基板上进行层沉积的技术包括例如溅射沉积、热蒸发和化学气相沉积(CVD)。溅射沉积工艺可以用于在基板上沉积材料层，诸如导电材料层。设在基板载体上的基板可被运输通过处理系统。为了在基板上执行多个处理措施，可以使用处理模块的直列(in-line)布置。直列处理系统包括多个连续处理模块，其中处理措施相继在各个处理模块中进行。多种材料(诸如金属，还包括金属的氧化物、氮化物或碳化物)可以用于沉积在基板上。涂覆材料可以在若干应用和若干技术领域中使用。例如，用于显示器的基板通常通过物理气相沉积(PVD)工艺(诸如溅射工艺)涂覆，例如，以在基板上形成薄膜晶体管(TFT)。
随着新的显示技术发展并且鉴于朝更大的显示器尺寸的趋势，对显示器中使用的提供改进的性能(例如，关于电气特性的性能)的层或层系统有持续需求。举例来说，在导电层之间的低接触电阻可能是有益的。在导电层之间的接触界面处的氧化材料可能增大接触电阻，从而降低制造的显示器的质量。
鉴于上文，克服本领域的问题中的至少一些的用于基板的真空处理的新的方法和用于基板的真空处理的设备是有益的。特别地，允许在导电层之间的减小的接触电阻的方法和设备是有益的。
发明内容
鉴于上文，提供一种用于基板的真空处理的方法和一种用于基板的真空处理的设备。本公开内容的另外方面、益处和特征从权利要求书、说明书和随附附图显而易见。
根据本公开内容的一个方面，提供一种用于基板的真空处理的方法。所述方法包括：在所述基板沿着运输路径移动通过处理区域时，使用设于所述处理区域中的离子蚀刻源用离子来辐照基板表面或所述基板上的第一材料层的表面；沿着所述运输路径将所述基板移动到沉积区域中；和在所述基板静止时，在所述基板表面上方或所述第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。
根据本公开内容的另一个方面，提供一种用于基板的真空处理的方法。所述方法包括：使设在处理区域中的离子蚀刻源相对于设在运输路径上的基板移动；在所述离子蚀刻源移动时用由所述离子蚀刻源提供的离子来辐照基板表面或所述基板上的第一材料层的表面；沿着所述运输路径将所述基板移动到沉积区域中；和在所述基板表面上方或所述第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。
根据本公开内容的一个方面，提供一种用于基板的真空处理的设备。所述设备包括：至少一个处理区域，具有至少一个离子蚀刻源；至少一个沉积区域，具有一个或多个沉积源；和运输路径，延伸通过所述至少一个处理区域和所述至少一个沉积区域。所述设备被配置为在所述基板通过所述至少一个离子蚀刻源时用由所述至少一个离子蚀刻源提供的离子来辐照基板表面或所述基板上的第一材料层的表面。所述设备被配置为在所述基板静止时，在所述基板表面上方或所述第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。
根据本公开内容的又一个方面，提供一种用于基板的真空处理的设备。所述设备包括：至少一个处理区域，具有至少一个离子蚀刻源；至少一个沉积区域，具有一个或多个沉积源；运输路径，延伸通过所述至少一个处理区域和所述至少一个沉积区域；和驱动器，被配置为使所述至少一个离子蚀刻源相对于所述运输路径移动。
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述的方法方面的设备零件。这些方法方面可以通过硬件部件、由适当的软件编程的计算机、这两者的任何组合或以任何其它方式执行。此外，根据本公开内容的实施方式还涉及用于操作所述的设备的方法。用于操作所述的设备的方法包括用于进行设备的每一功能的方法方面。
附图说明
为了能详细地理解本公开内容的上述特征，可通过参考实施方式来获得上文简要地概述的本公开内容的更特定的描述。随附附图涉及本公开内容的实施方式，并且描述于下：
图1示出了根据本文所述的实施方式的用于基板的真空处理的方法的流程图；
图2示出了根据本文所述的实施方式的用于基板的真空处理的设备的示意图；
图3示出了根据本文所述的另外实施方式的用于基板的真空处理的设备的示意图；
图4示出了根据本文所述的实施方式的用于基板的真空处理的设备的横截面示意图；
图5示出了根据本文所述的实施方式的用于基板的真空处理的设备的示意图；
图6示出了根据本文所述的另外实施方式的用于基板的真空处理的设备的示意图；和
图7示出了根据本文所述的实施方式的显示器的具有薄膜晶体管和像素电极的部段的横截面示意图。
具体实施方式
现在将详细地参考本公开内容的各种实施方式，这些实施方式的一个或多个示例示于附图中。在以下对附图的描述内，相同标号表示相同部件。一般，仅描述关于各别实施方式的差异。每个示例以解释本公开内容的方式提供，而不表示对本公开内容的限制。另外，被示出或描述为一个实施方式的部分的特征可以用于其它实施方式或结合其它实施方式使用以产生又进一步实施方式。本说明书旨在包括这样的修改和变化。
随着新的显示技术发展并且鉴于朝更大的显示器尺寸的趋势，对显示器中使用的提供改进的性能(例如，关于电气特性的性能)的层或层系统有持续需求。举例来说，在层之间的低接触电阻可能是有益的。特别地，在层的接触界面处氧化物(诸如金属氧化物)的出现应最小化或甚至避免，以便提供在层之间的低接触电阻。
根据本公开内容，使用诸如线性离子蚀刻源的离子蚀刻源从基板表面或基板上的第一材料层的表面去除氧化材料。当已经去除氧化材料时，将至少一个第二材料层沉积在基板表面或基板或第一材料层上。第一材料层和至少一个第二材料层可以是导电层。举例来说，导电层可以选自金属层和氧化铟锡(ITO)层。使用离子蚀刻源的蚀刻工艺和至少一个第二材料层的沉积可以在没有真空破坏的情况下执行。基板或第一材料层与第二材料层之间的接触电阻可以减小，特别地因为在基板或第一材料层与第二材料层之间的接触界面处存在减少量的氧化材料或甚至没有氧化材料。将理解，本公开内容不限于从基板表面或基板上的第一材料层的表面去除氧化材料。本文所述的实施方式，并特别是离子蚀刻源，可以用于其它表面处理工艺，例如，从基板或基板上的材料层去除其它材料或材料层。
图1示出了根据本文所述的实施方式的用于基板的真空处理的方法的流程图。
根据本公开内容的一个方面，所述方法包括，在框1100中，在基板沿着运输路径移动通过处理区域时，使用设于处理区域中的离子蚀刻源用离子来辐照基板表面或基板上的第一材料层的表面。所述方法包括，在框1200中，沿着运输路径将基板移动到沉积区域中，并且在框1300中，在基板静止时，将至少一个第二材料层沉积在基板表面上方或第一材料层上方。根据可与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，离子蚀刻源是线性离子蚀刻源。
在一些实现方式中，所述方法进一步包括在基板表面上方沉积第一材料层。特别地，可以在进行使用离子蚀刻源的蚀刻工艺之前沉积第一材料层。在沉积至少一个第二材料层之前，可以从基板表面或第一材料层的表面去除氧化材料，并且在至少一个第二材料层与基板或第一材料层之间的接触界面处的接触电阻可以改进。
根据可与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，所述方法可以进一步包括使用用于辐照基板表面或第一材料层的表面的离子蚀刻源或通过与用于辐照基板表面或第一材料层的表面的离子蚀刻源类似地或相同地配置的另一个离子蚀刻源用离子来辐照至少一个第二材料层的表面。
举例来说，本公开内容的方法可以包括工艺序列，如(i)沉积第一材料层，辐照(蚀刻)第一材料层的表面，以及沉积至少一个第二材料层；(ii)辐照(蚀刻)基板表面并在基板表面上沉积至少一个(第二)材料层；(iii)辐照(蚀刻)基板表面并沉积两个或更多(第二)材料层(即，至少一个第二材料层可以包括两个或更多个第二材料层)；(iv)沉积第一材料层，辐照(蚀刻)第一材料层，沉积至少一个第二材料层，以及辐照(蚀刻)第二材料层。
在一些实现方式中，至少一个第二材料层包括两个或更多个第二材料层。两个或更多个第二材料层可以由相同或不同的材料制成。举例来说，可以在两个或更多个第二材料层中的另一个第二材料层沉积在两个或更多个第二材料层中的一个第二材料层上之前使用离子蚀刻源用离子来辐照两个或更多个第二材料层中的一个第二材料层。
处理区域和沉积区域可以是真空处理系统的真空腔室内的区域。在其它实现方式中，处理区域和沉积区域可以由彼此连接的不同真空腔室提供。处理区域和沉积区域可以例如使用锁、阀和分隔装置(诸如气体分隔屏蔽件)中的至少一者彼此分隔。将参考图2至图6进一步说明处理区域和沉积区域。
根据一些实施方式，所述方法提供动态蚀刻工艺和静止或静态沉积工艺的组合。本公开内容的全文所使用的术语“静止”和“静态”可以被理解为基板相对于真空腔室和/或设在沉积区域中的沉积源实质上不移动。
特定地，沉积工艺可以是静态沉积工艺，例如，用于显示器处理。应注意，与动态沉积工艺不同的“静态沉积工艺”不排除基板的任何移动，如技术人员将了解。静态沉积工艺可以包括例如以下中的至少一种：在沉积期间的静态基板位置；在沉积期间的振荡基板位置；在沉积期间的基本上恒定的平均基板位置；在沉积期间的抖动基板位置；在沉积期间的摆动基板位置；阴极设于一个真空腔室中(即，一组预定阴极设于真空腔室中)的沉积工艺；基板位置，其中真空腔室例如通过关闭在层的沉积期间将真空腔室与相邻腔室分隔开的阀单元而相对于相邻腔室具有密封气氛；或上述项的组合。静态沉积工艺可理解为具有静态位置的沉积工艺、具有基本上静态的位置的沉积工艺、或具有部分地静态的基板位置的沉积工艺。鉴于此，其中基板位置可能在某些情况下在沉积期间不完全地没有任何移动的静态沉积工艺仍然可以与动态沉积工艺区分开。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，例如在用离子来辐照基板表面和/或第一材料层的表面时，离子蚀刻源可以移动或是静止的。
在一些实现方式中，在沿着运输路径运输基板时，可以使离子蚀刻源相对于运输路径移动。举例来说，所述方法可以进一步包括在移动离子蚀刻源时，用离子来辐照基板表面或第一材料层的表面。特别地，在用由离子蚀刻源提供的离子来辐照基板表面或第一材料层的表面时，基板和离子蚀刻源两者可以是正在移动的。移动基板和离子蚀刻源两者允许快速蚀刻工艺。
在其它实现方式中，在基板通过离子蚀刻源时，离子蚀刻源可以是静止的。举例来说，在用来自离子蚀刻源的离子来辐照基板表面或第一材料层的表面时，离子蚀刻源可以是静止的。静止离子蚀刻源允许设备的简单配置。
根据本公开内容的另一个方面，一种用于基板的真空处理的方法包括：使设在处理区域中的离子蚀刻源相对于设在运输路径上的基板移动；在离子蚀刻源移动时用由离子蚀刻源提供的离子来辐照基板表面或基板上的第一材料层的表面；沿着运输路径将基板移动到沉积区域中；和在基板表面上方或第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。
在一些实现方式中，所述方法进一步包括在基板表面上方沉积第一材料层。特别地，可以在进行使用离子蚀刻源的蚀刻工艺之前沉积第一材料层。在沉积至少一个第二材料层之前，可以从基板表面或第一材料层的表面去除氧化材料，并且在至少一个第二材料层与基板或第一材料层之间的界面处的接触电阻可以改进。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，移动离子蚀刻源包括在平行于运输路径的第一方向和垂直于运输路径的第二方向中的至少一者上移动。举例来说，第一方向可以是水平方向和/或第二方向可以是竖直方向。离子蚀刻源(诸如线性离子蚀刻源)可以竖直地和/或水平地扫描过基板表面，例如，以从基板表面或第一材料层的表面去除氧化材料。离子蚀刻源在第一方向和第二方向上的移动可以提高蚀刻工艺的效率。
术语“竖直方向”被理解为区分于“水平方向”。也就是说，“竖直方向”涉及离子蚀刻源的实质上竖直的移动，其中与精确的竖直方向或竖直移动有几度(例如，高达10°或甚至高达30°)偏差仍被视为是“实质上竖直的方向”或“实质上竖直的移动”。竖直方向可以实质上平行于重力。同样，“水平方向”涉及离子蚀刻源的实质上水平的移动，其中与精确的水平方向或水平移动有几度(例如，高达10°或甚至高达30°)偏差仍被视为是“实质上水平的方向”或“实质上水平的移动”。
在一些实施方式中，离子蚀刻源在第一方向和第二方向上顺序地或同时地移动。离子蚀刻源可以在由第一方向和第二方向跨越的平面中沿着连续或不连续移动路径移动。举例来说，当离子蚀刻源在第一方向和第二方向上同时地移动时，离子蚀刻源可以沿着连续移动路径移动。当离子蚀刻源在第一方向和第二方向上顺序地移动时，离子蚀刻源可以沿着不连续移动路径移动。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，离子蚀刻源的操作是基于基板在运输路径上的位置。特别地，可以通过基板的移动和/或位置来触发离子蚀刻源的开/关模式。举例来说，当基板进入处理区域时，可以接通离子蚀刻源。当基板离开处理区域并例如进入沉积区域时，可以断开离子蚀刻源。在一些实现方式中，在基板移动通过处理区域时可以重复地接通和断开离子蚀刻源。
在一些实现方式中，在用离子来辐照基板表面或第一材料层的表面时，基板正在移动或是静止的。举例来说，所述方法进一步包括在用离子来辐照基板表面或第一材料层的表面时，沿着运输路径移动基板。特别地，离子蚀刻源和基板两者在蚀刻工艺期间可能正在移动。移动离子蚀刻源和基板两者可以缩短蚀刻工艺的工艺时间。设备的吞吐量可被提高。
在其它示例中，基板固定地定位在运输路径上，而离子蚀刻源相对于运输路径移动以用离子来辐照基板表面或第一材料层的表面。保持基板静止允许灵活地选择蚀刻工艺的工艺时间。特别地，工艺时间可被选择，使得从基板表面或第一材料层的表面去除实质上整个的氧化材料。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，基板沿着运输路径的移动速度和/或离子蚀刻源的移动速度在用离子来辐照和沉积第一材料层和/或至少一个第二材料层中的至少一个期间是实质上恒定的。根据可与本文所述的其它实施方式结合的另外实施方式，基板沿着运输路径的移动速度和/或离子蚀刻源的移动速度在用离子来辐照和沉积第一材料层和/或至少一个第二材料层中的至少一个期间可变化或改变(即，可以提供不均匀的移动速度)。举例来说，基板沿着运输路径的移动速度和/或离子蚀刻源的移动速度在用离子来辐照期间可变化或改变以提供在基板处的局部蚀刻速率变化。
在一些实施方式中，在基板静止时，第二材料层沉积在基板表面上方或第一材料层的表面上方。特别地，沉积工艺可以是静止或静态沉积工艺。在另外实施方式中，在基板沿着运输路径移动通过沉积区域时，第二材料层沉积在基板表面上方或第一材料层的表面上方。特别地，沉积工艺可以是动态沉积工艺。
当提及术语“在……上方”，即一个层在另一个层上方时，将理解，从基板开始，第一材料层沉积在基板上方，并且第二材料层在第一材料层之后沉积，因此，第二材料层在第一层上方和基板上方。换句话说，术语“在……上方”用于限定层、层堆叠和/或膜的顺序，其中起点是基板。这与是否上下颠倒地看层堆叠无关。
术语“在……上方”应涵盖其中在基板与第一材料层和/或第一材料层与第二材料层之间提供一个或多个另外的材料层的实施方式。换句话说，第一材料层不直接地设置在基板上和/或第二材料层不直接地设置在第一材料层上。然而，本公开内容不限于此，术语“在……上方”应涵盖其中在基板与第一材料层和/或第一材料层与第二材料层之间不提供另外层的实施方式。换句话说，第一材料层可以直接地设置在基板上并且可以直接地与基板接触。第二材料层可以直接地设置在第一材料层上并且可以直接地与第一材料层接触。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，第一材料层和第二材料层中的至少一者可以是导电层。举例来说，第一材料层可以是第一导电层，并且第二材料层可以是第二导电层。举例来说，第一材料层和/或第二材料层的材料选自由以下项组成的组：金属、金属合金、钛、铝、氧化铟锡(ITO)和上述项的任何组合。
在一些实施方式中，第一材料层可以提供显示器TFT的源极和/或第二材料层可以提供显示器的像素电极。举例来说，第一材料层可以由金属或金属合金制成，包括钛、铝和以上项的任何组合。第二材料层可以由氧化铟锡(ITO)制成。将参考图7来更详细地解释TFT。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，在实质上竖直的取向上沿着运输路径运输基板。举例来说，在基板在实质上竖直的取向上时，用离子来辐照基板表面或第一材料层的表面。如本公开内容的全文所使用，“实质上竖直的”特别地在涉及基板取向时被理解为允许与竖直方向或取向有±20°或更小(例如±10°或更小)的偏差。此偏差可以例如因与竖直取向有一定偏差的基板支撑件可能产生更稳定的基板位置而提供。然而，例如在蚀刻工艺和/或沉积工艺期间的基板取向被认为是实质上竖直的，这被视为不同于水平基板取向。
如本文所用的术语“基板”应涵盖典型地用于显示器制造的基板。基板可以是大面积基板。例如，本文所述的基板应涵盖典型地用于LCD(液晶显示器)、PDP(等离子体显示面板)等的基板。例如，大面积基板可以是第4.5代(其对应于约0.67m2基板(0.73m×0.92m))、第5代(其对应于约1.4m2基板(1.1m×1.3m))、第6代(其对应于约2.8m2基板(1.85m×1.5m))、第7.5代(其对应于约4.29m2基板(1.95m×2.2m))、第8.5代(其对应于约5.7m2基板(2.2m×2.5m))、或甚至第10代(其对应于约8.7m2基板(2.85m×3.05m))。可类似地实现甚至更高的代(诸如第11代和第12代)和对应的基板面积。
如本文所用的术语“基板”应特别地涵盖实质上非柔性的基板，例如，晶片、透明晶体(诸如蓝宝石等)的切片、或玻璃板。具体地，基板可以是玻璃基板和/或透明基板。然而，本公开内容不限于此，并且术语“基板”也可涵盖柔性基板，诸如卷材或箔。术语“实质上非柔性”应理解为区分于“柔性”。特别地，实质上非柔性的基板可以具有一定程度的柔性，例如具有0.5mm或更小的厚度的玻璃板，其中相较柔性基板来说，实质上非柔性的基板的柔性小。
根据本文所述的实施方式，用于基板的真空处理的方法可以使用计算机程序、软件、计算机软件产品、以及可具有CPU、存储器、用户界面和与设备的对应部件通信的输入和输出装置的相关的控制器来进行。
图2示出了根据本文所述的实施方式的用于基板10的真空处理的设备100的示意图。
根据本公开内容的一个方面，设备100包括：至少一个处理区域110，至少一个处理区域110具有至少一个离子蚀刻源，诸如至少一个线性离子蚀刻源130；至少一个沉积区域120，至少一个沉积区域120具有一个或多个沉积源140；和运输路径20，运输路径20延伸通过至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120。设备100可以被配置为执行根据本文所述的实施方式的用于基板的真空处理的方法。在下文中，示例性描述至少一个线性离子蚀刻源130。然而，将理解，本公开内容不限于此，并且可以使用其它几何形状或类型的离子蚀刻源。
设备100可以包括基板载体30，基板载体30被配置为支撑基板10。具有基板10定位在其上的基板载体30可以沿着运输路径20进行运输。基板载体30可以包括板或框架，板或框架被配置为用于例如使用由板或框架提供的支撑表面支撑基板10。可选地，基板载体30可以包括一个或多个保持装置(未示出)，一个或多个保持装置被配置为用于将基板10保持在板或框架上。一个或多个保持装置可以包括机械和/或磁性夹具中的至少一个。
在一些实现方式中，基板载体30包括或是静电吸盘(E-吸盘)。E-吸盘可以具有支撑表面以用于将基板支撑在其上。在一个实施方式中，E-吸盘包括介电主体，介电主体具有嵌入在其中的电极。介电主体可以由介电材料制成，介电材料优选地是高热导率介电材料，诸如热解氮化硼、氮化铝、氮化硅、氧化铝或等效材料；或者介电主体可以由非常薄但热导率较低的材料制成，诸如聚酰亚胺。电极可耦接到电源，电源向电极提供电力以控制卡紧力。卡紧力是作用在基板上以将基板固定在支撑表面上的静电力。
至少一个线性离子蚀刻源130可以是氩离子源，氩离子源被配置为发射如标号134表示的能量粒子(离子)束。在一些实现方式中，至少一个线性离子蚀刻源130是竖直线性离子蚀刻源。至少一个线性离子蚀刻源130可以被配置为提供电感耦合等离子体(ICP)。举例来说，至少一个线性离子蚀刻源130可以包括电连接到电源(诸如射频(RF)功率源)的线圈。电流可以施加到线圈，并且可以通过激发至少一个线性离子蚀刻源内的工艺气体(例如，氩)来产生等离子体。在另外实现方式中，至少一个线性离子蚀刻源130可以被配置为使用板来提供带电耦合等离子体(CCP)。
术语“线性”可以被理解为线性离子蚀刻源130具有限定离子的发射区域(例如，实质上矩形的区域)的大尺寸和小尺寸，其中小尺寸小于大尺寸。例如，小尺寸可以小于大尺寸的10％，特别地小于大尺寸的5％，并且更特别地小于大尺寸的1％。大尺寸可以实质上竖直地延伸。换句话说，至少一个线性离子蚀刻源130可以是竖直线性离子蚀刻源。根据一些实施方式，由至少一个线性离子蚀刻源130(例如，发射区域)提供的离子的束宽可以在1mm至3000mm之间的范围内，特别地在30mm至2100mm之间的范围内，并且可以更特别地小于50mm。束宽可以垂直于至少一个线性离子蚀刻源130的线性延伸来限定。
在一些实现方式中，至少一个线性离子蚀刻源130可以具有沿着竖直线(例如，在大尺寸中)布置的一个或多个出口或离子源，一个或多个出口或离子源被配置为提供离子和/或发射区域。举例来说，可以提供一个连续出口或离子源。在其它示例中，多个出口或离子源可以沿着线布置。例如，线性离子蚀刻源可以由沿着线彼此并排紧密地排列的多个点源组成。
离子用于处理基板表面11和/或基板10上的至少一个第一材料层的表面，例如，以提供蚀刻、清洁、致密化和/或表面平滑。特别地，离子可以用于从基板表面11和/或第一材料层的表面去除氧化材料，以便提供与后续沉积的材料层(诸如第二材料层)的改进的电接触。第一材料层可以是基板表面上的最先的材料层(即，直接地与基板表面接触)，或可以是基板表面上的多个第一材料层的最上层(即，不直接地与基板表面接触)。在一些实现方式中，如果第一材料层是基板表面上的最先的材料层，那么执行第一材料层的蚀刻，但是如果第一材料层是基板表面上的多个第一材料层的最上层，那么不执行第一材料层的蚀刻。
在一些实现方式中，设备100被配置为提供动态蚀刻工艺和静态沉积工艺的组合。设备100可以被配置为在基板10通过至少一个线性离子蚀刻源130时用由至少一个线性离子蚀刻源130提供的离子(由标号134表示)辐照基板表面11或基板10上的第一材料层的表面。举例来说，在沿着运输路径20(例如在朝向至少一个沉积区域120的方向(运输方向1)上)运输基板10或基板载体30期间，辐照基板表面11或第一材料层的表面。根据一些实施方式，设备100被配置为在基板10静止时在基板表面11上方或第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。
术语“处理区域”可以被理解为其中可设有或定位基板10以使得可以用由至少一个线性离子蚀刻源130提供的离子来辐照基板10的空间或区域。术语“沉积区域”可以被理解为其中可设有或定位基板10以使得可以用由一个或多个沉积源140提供的材料来涂覆基板10的空间或区域。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备100可以包括一个或多个真空腔室。至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120可以由同一(单个)真空腔室提供。真空腔室可以被划分成两个或更多个部分或区域，从而提供至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120。真空腔室可以使用一个或多个分隔装置115(例如，气体分隔屏蔽件)来划分。在其它实现方式中，在至少一个处理区域110与至少一个沉积区域120之间不提供分隔装置。至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120可以在这两者之间无任何分隔的情况下设于真空腔室中。在又另外的实现方式中，至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120可以例如使用闸和/或阀由彼此连接的不同真空腔室提供。根据本文所述的实施方式，至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120在真空上彼此连接，使得基板10在从至少一个处理区域110传送到至少一个沉积区域120(或反之亦然)期间保持处于真空环境内。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，至少一个处理区域110包括两个或更多个处理区域，每个处理区域具有一个或多个线性离子蚀刻源。替代地或另外地，至少一个沉积区域120包括两个或更多个沉积区域，每个沉积区域具有一个或多个沉积源。特别地，设备可以具有多个处理区域和/或多个沉积区域以分别用于进行多个辐照工艺和多个沉积工艺。
如本公开内容的全文所用的术语“真空”可以被理解为实质上无物质的空间，例如，除用于沉积工艺(诸如溅射沉积工艺)的工艺气体之外已去除了所有或大部分的空气或气体的空间。举例来说，术语“真空”可以被理解为具有小于例如10毫巴的真空压力的技术真空。一个或多个真空泵(诸如涡轮泵和/或低温泵)可连接到提供至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120的一个或多个真空腔室以用于产生真空。
如本公开内容的全文所用的术语“运输路径”可以被理解为可沿着其移动或传送基板10或具有基板10定位在其上的基板载体30例如通过至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120的通路。举例来说，运输路径可以是线性运输路径。运输路径20可以限定基板10或基板载体30通过至少一个处理区域110和至少一个沉积区域120的运输方向1。运输路径20可以是单向运输路径或可以是双向运输路径。
设备100可以具有至少两个运输路径，诸如运输路径20和另一个运输路径(未示出)。可以提供至少两个运输路径，使得具有第一基板定位在其上的第一基板载体可以超过第二基板载体上的第二基板，例如当涂覆第二基板时。至少两个运输路径可以实质上平行于彼此延伸，例如，在基板10或基板载体30的运输方向1上实质上平行于彼此延伸。在一些实现方式中，至少两个运输路径可以在垂直于基板载体30的运输方向1的方向上相对于彼此移位。术语“实质上平行”涉及例如方向和/或路径的实质上平行的取向，其中与精确的平行取向有几度(例如，多达10°或甚至多达15°)偏差仍被认为是“实质上平行”的。
运输路径可以由相应轨道提供。举例来说，运输路径20可以由一轨道提供，而另一个运输路径可以由另一个轨道提供。如本公开内容的全文所使用，术语“轨道”可以被定义为容纳或支撑可以是E吸盘的基板载体30的空间或装置。举例来说，轨道可机械地(使用例如辊)、非接触地(使用例如磁场和相应的磁力)或使用它们的组合来容纳或支撑基板载体30。
图3示出了根据本文所述的另外实施方式的用于基板10的真空处理的设备200的示意图。设备100可以被配置为执行根据本文所述的一些实施方式的用于基板的真空处理的方法。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备200包括驱动器，驱动器被配置为使至少一个线性离子蚀刻源130相对于运输路径20移动。在一些实现方式中，驱动器可以被配置为使至少一个离子蚀刻源(诸如至少一个线性离子蚀刻源130)实质上平行于和/或实质上垂直于运输路径20移动。举例来说，驱动器可以被配置为在平行于运输路径20的第一方向(以标号2表示)和垂直于运输路径20的第二方向中的至少一者上移动至少一个线性离子蚀刻源130。举例来说，第一方向可以是水平方向和/或第二方向可以是竖直方向。术语“竖直方向”被理解为区分于“水平方向”。也就是说，“竖直方向”涉及线性离子蚀刻源的实质上竖直的移动，其中与精确的竖直方向或竖直移动有几度(例如，高达10°或甚至高达30°)偏差仍被视为是“实质上竖直的方向”或“实质上竖直的移动”。竖直方向可以实质上平行于重力。
设备200可以包括在至少一个处理区域110中的轨道132。轨道132可以被配置为可移动地支撑至少一个线性离子蚀刻源130。轨道132可以实质上平行于运输路径20。驱动器可以被配置为在第一方向上沿着轨道132移动至少一个线性离子蚀刻源130。举例来说，驱动器可以被配置为沿着轨道132来回移动至少一个线性离子蚀刻源130。在一些实施方式中，驱动器被配置为使至少一个线性离子蚀刻源130例如在可以是竖直方向的第二方向上实质上垂直于轨道132移动。在第一方向和第二方向上的移动可以包括在第一方向和第二方向上的双向移动。举例来说，线性离子蚀刻源的移动可以包括在第一方向上的来回移动(如图3中的双端箭头所示)和/或在第二方向上的来回移动。
在一些实施方式中，驱动器被配置为在第一方向和第二方向上顺序地或同时地移动至少一个线性离子蚀刻源130。至少一个线性离子蚀刻源130可以在由第一方向和第二方向跨越的平面中沿着连续或不连续的移动路径移动。所述平面可以是实质上竖直地取向的平面。举例来说，当至少一个线性离子蚀刻源130在第一方向和第二方向上同时地移动时，至少一个线性离子蚀刻源130可以沿着连续移动路径移动。当至少一个线性离子蚀刻源130在第一方向和第二方向上顺序地移动时，至少一个线性离子蚀刻源130可以沿着不连续移动路径移动。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备200可以被配置为在基板10静止或移动的情况下进行蚀刻工艺。举例来说，设备200可以被配置为在基板10通过至少一个线性离子蚀刻源130时或在基板10在运输路径20上静止时用由至少一个线性离子蚀刻源130提供的离子来辐照基板表面11或基板10上的第一材料层的表面。特别地，至少一个线性离子蚀刻源130和基板10两者在蚀刻工艺期间可能正在移动。在其它示例中，基板固定地定位在运输路径20上，而至少一个线性离子蚀刻源130相对于运输路径20移动以用离子来辐照基板表面11或第一材料层的表面。
图4示出了根据本文所述的实施方式的用于基板10的真空处理的设备的横截面示意图。至少一个离子蚀刻源(诸如至少一个线性离子蚀刻源130)设于轨道132上。至少一个线性离子蚀刻源130提供离子(以标号134表示)，以用于辐照支撑在基板载体30上的基板10。设备可以包括驱动器，驱动器被配置为在第一方向上沿着轨道132移动至少一个线性离子蚀刻源130。另外地或替代地，驱动器被配置为在第二方向上移动至少一个线性离子蚀刻源130，其中第二方向可以是竖直方向3。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，用于真空处理的设备可以包括磁悬浮系统(未示出)，磁悬浮系统被配置为使基板载体30在例如竖直取向上非接触悬浮。基板载体30可以是E吸盘。如本公开内容的全文所用的术语“非接触悬浮”可以被理解为基板载体30的重量不通过机械接触或机械力承载或保持，而是通过磁力承载或保持。特别地，使用磁力而不是机械力将基板载体30保持在悬浮或浮置状态。举例来说，磁悬浮系统不具有支撑基板载体30的重量的机械装置，诸如辊。在一些实现方式中，基板载体30与用于真空处理的设备之间可完全地不存在机械接触。非接触悬浮是有益的，因为不会因基板载体30与用于真空处理的设备的部件(诸如辊)之间的机械接触而产生粒子。因此，具体地因为最小化或甚至避免粒子产生，沉积在基板10上的层的纯度可被提高。
由磁悬浮系统提供的磁力足以将具有基板10定位在其上的基板载体30保持处于浮置状态。特别地，磁力可以等于基板载体30的总重量。基板载体30的总重量可以包括至少(空的)基板载体的重量和基板10的重量。举例来说，由磁悬浮系统产生的磁场被选择为使得磁力等于基板载体30的总重量，以便将基板载体30保持处于悬起或悬浮状态。
图5示出了根据本文所述的实施方式的用于基板10的真空处理的设备500的示意图。
设备500包括多个区域，诸如第一沉积区域508、至少一个处理区域510和第二沉积区域520。多个区域可以设于一个真空腔室中。替代地，多个区域可以设于彼此连接的不同真空腔室中。举例来说，每个真空腔室可以提供一个区域。特别地，第一真空腔室可以提供第一沉积区域508，第二真空腔室可以提供至少一个处理区域510，并且第三真空腔室可以提供第二沉积区域520。在一些实现方式中，第一真空腔室和第三真空腔室可以被称为“沉积腔室”。第二真空腔室可以被称为“处理腔室”或“蚀刻腔室”。另外的真空腔室或区域可以与图5的示例中所示的区域相邻地设置。
真空腔室或区域可以通过具有阀壳体504和阀单元505的阀与相邻区域分隔。具有基板10在其上的基板载体30如箭头1所示插入区域(诸如至少一个处理区域510)之后，阀单元可被关闭。区域中的气氛可通过例如用连接到区域的真空泵产生技术真空和/或通过加入一种或多种工艺气体(例如，在第一沉积区域508和/或第二沉积区域520中)来单独地控制。可以提供运输路径20，诸如线性运输路径，以便将具有基板10在其上的基板载体30运输到区域中、运输通过区域和运输到区域外。运输路径20可以至少部分地延伸通过第一沉积区域508、至少一个处理区域510和第二沉积区域520。
设备500包括在至少一个处理区域510中的至少一个线性离子蚀刻源130。至少一个线性离子蚀刻源130可以根据本文所述的实施方式来配置。在诸如第一沉积区域508和第二沉积区域520的沉积区域内，设有一个或多个沉积源。举例来说，第一沉积源540可以设于第一沉积区域508中。第二沉积源550可以设于第二沉积区域520中。一个或多个沉积源中的沉积源可以包括一个或多个阴极和一个或多个阳极。举例来说，第一沉积源540可以包括第一阴极542和第一阳极544。第二沉积源550可以包括第二阴极552和第二阳极554。例如，一个或多个沉积源可以是可旋转阴极，其具有待沉积在其10上的材料的溅射靶。一个或多个阴极中可以有磁体组件，并且可以进行磁控溅射以用于沉积层。
一个或多个阴极和一个或多个阳极可电连接到DC电源。一个或多个阴极与一个或多个阳极一起连接到DC电源以用于在溅射期间收集电子。根据可与本文所述的其它实施方式结合的又另外实施方式，一个或多个阴极中的至少一个可以具有对应的单独DC电源。特别地，第一沉积源540可以具有第一DC电源546，并且第二沉积源550可以具有第二DC电源556。
如本文所使用，“磁控溅射”是指使用磁控管或磁体组件(例如，能够产生磁场的单元)执行的溅射。这种磁体组件由一个或多个永久磁体组成。这些永久磁体可以以一方式布置在旋转溅射靶内或耦接到平面溅射靶，使得自由电子被捕获于可产生在旋转靶表面之下的产生磁场内。这种磁体组件还可以布置成耦接到平面阴极。根据本文所述的一些实施方式，溅射可进行为DC(直流)溅射。然而，也可应用其它溅射方法，诸如MF(中频)溅射、RF(射频)溅射或脉冲溅射。
图5示出了具有包括一个阴极和一个阳极的一个沉积源的沉积区域。特别地，对于用于大面积沉积的应用，沉积源阵列可设在至少一个区域(诸如第一沉积区域508和第二沉积区域520)内。
在一些实现方式中，使用第一沉积源540将第一材料层沉积在第一沉积区域508中的基板10上。举例来说，第一材料层可以是用于显示器的TFT的金属层。特别地，第一材料层可以提供TFT的漏极电极。具有第一材料层沉积在其上的基板10从第一沉积区域508运输到具有至少一个线性例子蚀刻源130的至少一个处理区域510中。至少一个线性离子蚀刻源130可以是静止的。特别地，在基板载体30上的基板10通过至少一个线性离子蚀刻源130时，至少一个线性离子蚀刻源130可以提供离子。举例来说，在基板载体30沿着运输路径20运输通过至少一个处理区域510时，可以用来自至少一个线性离子蚀刻源130的离子来照射基板表面或基板10上的第一材料层。蚀刻工艺从基板表面和/或第一材料层的表面去除氧化材料。
在完成蚀刻工艺之后，可以将基板10传送到第二沉积区域520中，以在基板10上方沉积第二材料层，例如氧化铟锡(ITO)层。举例来说，第二材料层提供显示器的像素电极，诸如静态像素的电极。由于在蚀刻工艺期间已经从第一材料层去除了氧化材料，因此第一材料层与第二材料层之间的接触电阻可被改进。
图6示出了根据本文所述的实施方式的用于基板的真空处理的设备600的示意图。设备600类似于上文参考图5所述的设备500，不同之处在于至少一个线性离子蚀刻源130可相对于运输路径20移动。可移动线性离子蚀刻源可以如参考例如图1、图3和图4所述的配置。
图7示出了根据本文所述的实施方式的显示器400的具有薄膜晶体管和像素电极的部段的横截面示意图。根据本文所述的实施方式的TFT可以例如用于显示装置(诸如液晶显示器(LCD)和/或有机发光二极管(OLED)显示器)中。
显示器包括基板410，例如玻璃基板。栅极电极420形成在基板410上或上方。栅极电极420可以使用PVD工艺沉积。举例来说，栅极电极420可以包括金属。所述金属可以选自包括由以下项组成的组：Cr、Cu、Mo、Ti和以上项的任何组合。所述金属也可以是金属堆叠，包括选自由以下项组成的组中的两种或更多种金属：Cr、Cu、Mo、Ti和以上项的任何组合。
栅极绝缘体430例如通过PECVD工艺至少形成在栅极电极420上方。举例来说，栅极绝缘体430可以包括SiNx和SiOy中的至少一种。栅极绝缘体可以具有至少两个子层，例如，至少一个SiNx层和至少一个SiOy层。沟道层440形成在栅极绝缘体430上或上方。沟道层是有源(半导)层。沟道层440的材料可以选自由以下项组成的组：ZnON、LTPS(p-Si)、IGZO和a-Si。例如SiOx的蚀刻停止层470例如通过PECVD工艺形成在沟道层440上。
源极电极450和漏极电极460例如通过PVD工艺形成在沟道层440上。源极电极450和漏极电极460(例如，根据本文所述的实施方式的第一材料层)可以由金属制成。所述金属可以选自由以下项组成的组：Cr、Cu、Mo、Ti和以上项的任何组合。所述金属也可以是金属堆叠，包括选自由以下项组成的组中的两种或更多种金属：Al、Ti、Cr、Cu、Mo和以上项的任何组合。钝化层480至少形成在源极电极450和漏极电极460上方。钝化层480可以例如通过PECVD工艺形成。
可以提供与第一材料层(例如，漏极电极460)接触的第二材料层490。在一些实现方式中，第二材料层490提供显示器的像素电极，例如，静态像素。第二材料层490，特别地是像素电极，可以由氧化铟锡(ITO)制成。
根据本文所述的实施方式的方法和设备可以至少在第一材料层(例如，漏极电极460)和第二材料层490(例如，像素电极)的制造中使用。特定地，可以沉积第一材料层，并且可以进行使用线性离子蚀刻源的蚀刻工艺以从第一材料层的表面去除氧化材料。然后，可以将第二材料层490的一部分直接地沉积在第一材料层上。可以改进第一材料层与第二材料层490之间的接触特性，特别地因为在第一材料层与第二材料层之间的接触界面处存在减少量的氧化材料或甚至没有氧化材料。可以减小第一材料层与第二材料层490之间的接触电阻，并且可以提高显示器的性能。
在一些实现方式中，可以通过蚀刻去除源极/漏极金属层堆叠的氧化金属层来改进源极/漏极金属层堆叠的接触电阻。举例来说，堆叠可以是Ti/Al/Ti层堆叠，其在TFT制造流程期间至少部分地氧化。本公开内容提供了在静态像素ITO沉积之前的蚀刻工艺，诸如动态蚀刻工艺。整个工艺流程在真空下进行，并且Ti在ITO沉积之前不会再次氧化。
根据一些实施方式，所述设备包括长高真空模块，长高真空模块具有用于蚀刻的静态线性竖直离子源，静态线性垂直离子源例如通过基板移动来触发接通/断开以移除氧化物。在另外实施方式中，所述设备包括高真空模块，高真空模块具有用于蚀刻的移动线性离子源(“混合工艺”)，移动线性离子源沿着基板(水平地和/或竖直地)扫描。可以根据基板蚀刻源位置来触发离子蚀刻源的开/关。蚀刻与沉积之间没有真空破坏。在蚀刻下一个层之后，例如，可以以低接触电阻沉积像素ITO。
根据本公开内容，使用诸如线性离子蚀刻源的离子蚀刻源从基板表面或基板上的第一材料层的表面去除氧化材料。当已经去除氧化材料时，将第二材料层沉积在基板表面或基板或第一材料层上。第一材料层和第二材料层可以是导电层。举例来说，导电层可以选自金属层和氧化铟锡(ITO)层。使用离子蚀刻源的蚀刻工艺和第二材料层的沉积可以在没有真空破坏的情况下执行。基板或第一材料层与第二材料层之间的接触电阻可以减小，特别地因为在基板或第一材料层与第二材料层之间的接触界面处存在减少量的氧化材料或甚至没有氧化材料。
虽然前述内容涉及本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下可以设计本公开内容的其它和进一步实施方式，并且本公开内容的范围由随附权利要求书确定。

Claims (17)

1.一种用于基板的真空处理的方法，包括：
在所述基板沿着运输路径移动通过处理区域时，使用设于所述处理区域中的离子蚀刻源用离子来辐照基板表面或所述基板上的第一材料层的表面；
沿着所述运输路径将所述基板移动到沉积区域中；和
在所述基板静止时，在所述基板表面上方或所述第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。
2.如权利要求1所述的方法，其中在用所述离子来辐照所述基板表面或所述第一材料层的所述表面时，所述离子蚀刻源是移动的或静止的。
3.一种用于基板的真空处理的方法，包括：
使设于处理区域中的离子蚀刻源相对于设于运输路径上的基板移动；
在所述离子蚀刻源移动时，用由所述离子蚀刻源提供的离子来辐照基板表面或所述基板上的第一材料层的表面；
沿着所述运输路径将所述基板移动到沉积区域中；和
在所述基板表面上方或所述第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述离子蚀刻源是线性离子蚀刻源。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包括：
在所述基板表面上方沉积所述第一材料层。
6.如权利要求2或3所述的方法，其中移动所述离子蚀刻源包括在平行于所述运输路径的第一方向和垂直于所述运输路径的第二方向中的至少一个方向上移动。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述离子蚀刻源在所述第一方向和所述第二方向上顺序地或同时地移动。
8.如权利要求3至7中任一项所述的方法，其中在用所述离子来辐照所述基板表面或所述第一材料层的所述表面时，所述基板是静止的或沿着所述运输路径移动。
9.如权利要求3至8中任一项所述的方法，其中在所述基板静止时，将所述至少一个第二材料层沉积在所述基板表面上方或所述第一材料层的所述表面上方。
10.如权利要求3至8中任一项所述的方法，其中在所述基板沿着所述运输路径移动通过所述沉积区域时，将所述至少一个第二材料层沉积在所述基板表面上方或所述第一材料层上方。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中在所述基板在竖直取向上时，用所述离子来辐照所述基板表面或所述第一材料层的所述表面。
12.一种用于基板的真空处理的设备，包括：
至少一个处理区域，具有至少一个离子蚀刻源；
至少一个沉积区域，具有一个或多个沉积源；和
运输路径，延伸通过所述至少一个处理区域和所述至少一个沉积区域，
其中所述设备被配置为在所述基板通过所述至少一个离子蚀刻源时用由所述至少一个离子蚀刻源提供的离子来辐照基板表面或所述基板上的第一材料层的表面，并且
其中所述设备被配置为在所述基板静止时，在所述基板表面上方或所述第一材料层上方沉积至少一个第二材料层。
13.如权利要求12所述的设备，进一步包括驱动器，所述驱动器被配置为使所述至少一个离子蚀刻源相对于所述运输路径移动。
14.一种用于基板的真空处理的设备，包括：
至少一个处理区域，具有至少一个离子蚀刻源；
至少一个沉积区域，具有一个或多个沉积源；
运输路径，延伸通过所述至少一个处理区域和所述至少一个沉积区域；和
驱动器，被配置为使所述至少一个离子蚀刻源相对于所述运输路径移动。
15.如权利要求14所述的设备，其中所述设备被配置为在所述基板通过所述至少一个离子蚀刻源时或在所述基板在所述运输路径上静止时用由所述至少一个离子蚀刻源提供的离子来辐照基板表面或所述基板上的第一材料层的表面。
16.如权利要求12至15中任一项所述的设备，其中：
所述至少一个处理区域包括两个或更多个处理区域，每个处理区域具有一个或多个离子蚀刻源；和/或
所述至少一个沉积区域包括两个或更多个沉积区域，每个沉积区域具有一个或多个沉积源。
17.如权利要求12至16中任一项所述的设备，其中所述离子蚀刻源是线性离子蚀刻源。
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