CN115885057A - 沉积设备、处理系统以及制造光电装置层的方法 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于在基板处理系统中进行大面积基板处理的沉积设备。所述沉积设备包括:真空腔室;可旋转溅射阴极水平阵列,所述可旋转溅射阴极水平阵列被配置成具有圆柱形靶材,所述可旋转溅射阴极水平阵列设置在所述真空腔室中;以及基板支撑件,所述基板支撑件在所述真空腔室内、处于所述可旋转溅射阴极水平阵列下方,并且被配置用于使所述可旋转溅射阴极水平阵列向下溅射在所述基板支撑件上的所述基板上的静态沉积工艺。
Description
技术领域
本公开内容的实施方式涉及基板处理,例如,在群集工具中,具体地涉及在具有水平基板处理的群集工具中。本公开内容的实施方式涉及基板处理设备,诸如沉积设备,具体地涉及用于静态沉积。实施方式还可涉及水平方向的旋转阴极阵列,例如,在静态沉积应用中,是直的或弓形的,具体地用于群集系统布局。具体而言,实施方式涉及在诸如群集处理系统的基板处理系统中用于大面积基板处理的沉积设备、用于大面积基板的基板处理系统以及制造光电装置层的方法。
背景技术
真空处理系统是至少包括具有处理区域的真空腔室的系统,其中基板可以相对于用于处理基板的处理区域定位。用于在基板上沉积材料的几种方法是已知的。例如,可以通过使用诸如溅射处理或蒸发处理、喷涂处理等的物理气相沉积(PVD)处理,或者使用化学气相沉积(CVD)处理,对基板进行涂覆。其上沉积有材料的基板,即待涂覆的基板,被引入真空处理系统的真空腔室中,并且相对于真空处理系统的真空腔室的处理区域定位。
例如,涂覆处理可以在真空腔室中进行。对于溅射沉积处理,材料从设置在真空腔室中的靶材中喷射出来。该材料被沉积到基板上。在真空腔室中,可以通过用等离子体区域中产生的离子轰击靶材来提供从靶材的材料喷射。靶材通常通过应用电势差来形成溅射阴极,这样在存在所产生的电场中,等离子体区域中产生的离子加速/向带电的溅射阴极移动,并且冲击所述溅射阴极,从而使阴极的原子脱落。因此,溅射阴极提供了用于材料沉积的材料,从而形成了材料源。
涂覆处理,即材料沉积处理,可以考虑用于大面积的基板,例如用于显示器制造技术。涂覆的基板可以进一步用于多个技术领域,例如在微电子领域,在半导体装置的生产中,用于薄膜晶体管的基板,还用于绝缘板等。对于使用更大基板的趋势,例如在制造更大的显示器时,导致需要更大的真空处理系统。
溅射可以作为磁控溅射进行,其中利用磁体组件来限制等离子体以改善溅射条件。等离子体限制还可以用于调整待沉积在基板上的材料的粒度分布。例如,具有确定层属性的均匀层是有益的。这对于大面积的沉积来说尤其如此,例如,在大面积基板上制造显示器。此外,对于静态沉积工艺来说,均匀性和工艺稳定性可能尤其难以实现,其中基板不会连续移动通过沉积区域。
对于大面积基板来说,可以考虑制造系统的灵活性、拥有成本和占地面积。此外,在显示器制造生产中,基板被水平地处理。对于竖直处理系统,利用多个移动部件将基板从水平方向移动到竖直方向。因此,水平处理系统,即将基板保持在水平方向的处理系统,可以是有益的。更进一步来说,群集系统可以提高制造应用的灵活性,因为中央真空传送腔室可以灵活地将基板移动到多个处理腔室。
产品维护周期的改进分别提高了基板处理设备或基板处理系统的处理量。鉴于上文所述,改进的沉积设备、改进的处理系统以及改进的用于制造光电装置层的方法是有益的。
发明内容
鉴于上文所述,根据独立权利要求,提供了一种沉积设备、基板处理系统以及制造电子装置层,具体是光电装置层的方法。进一步的特征、细节、方面、实现方式和实施方式在从属权利要求、描述和附图中示出。
根据一个实施方式,提供了一种用于在基板处理系统中进行大面积基板处理的沉积设备。所述沉积设备包括:真空腔室;可旋转溅射阴极水平阵列,其被配置成具有圆柱形靶材,所述可旋转溅射阴极水平阵列设置在所述真空腔室中;以及基板支撑件,所述基板支撑件在所述真空腔室内、处于所述可旋转溅射阴极水平阵列下方,并且被配置用于使所述可旋转溅射阴极水平阵列向下溅射在所述基板支撑件上的基板上的静态沉积工艺。
根据一个实施方式,提供了一种用于大面积基板的基板处理系统。所述基板处理系统包括:传送腔室;根据本文中的任一实施方式所描述的并且与所述传送腔室耦接的一个或多个沉积设备;以及与所述传送腔室耦接的一个或多个装载锁定腔室。
根据一个实施方式,提供了一种制造电子装置层的方法。所述方法包括:将大面积基板装载在至少部分地设置在中央传送腔室中的机械手的机械臂上;将所述大面积基板传送到根据本文中的任一实施方式所描述的沉积设备中;以及在所述大面积基板上溅射材料层。
根据本公开内容的一个实施方式,提供了一种显示装置。所述显示装置包括设置在基板上的背板。所述背板包括用于驱动显示结构的多条线以及通过驱动所述显示结构来寻址的像素电极。所述显示装置进一步包括一个或多个有机层,用于在驱动所述像素电极时发射光。触摸屏面板被沉积在设置在所述基板上方的所述一个或多个有机层的上方。所述触摸面板可包括一个或多个层,其具有选自由铜、铝、钛、钼和钨构成的组的材料或由上述材料构成。
根据本公开内容的一个实施方式,提供了一种显示装置。所述显示装置包括设置在基板上的背板。所述背板包括用于驱动显示结构的多条线以及通过驱动所述显示结构来寻址的像素电极。所述背板包括溅射的铜线,其具有1μm或以上的厚度。所述铜线是通过溅射提供的。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征的方式,可以通过参考实施方式对上文简要概述的本公开内容进行更具体的描述,其中一些实施方式在所附的附图中进行了说明。然而,需要注意的是,所附的附图仅说明了本公开内容的典型实施方式,因此不应视为对范围的限制,因为本公开内容可以允许其他同等有效的实施方式。
图1示意性地示出了根据本公开内容的实施方式的至少具有用于从可旋转的圆柱形靶材或阴极进行水平溅射的沉积设备的处理系统;
图2A示出了包括根据本文所描述的实施方式的水平溅射阴极阵列的沉积设备的示意性截面图;
图2B示出了包括根据本文所描述的实施方式的水平溅射阴极阵列的沉积设备的示意性截面图;
图3示出了根据本文所描述的实施方式的具有吸盘(chucking)组件,即静电吸盘(ESC)的基板支撑件的示意图;
图4示意性地示出了处理系统的透视图,该处理系统至少包括用于从根据本公开内容的实施方式的可旋转的圆柱形靶材进行水平溅射的沉积设备;
图5示出了根据本公开内容的实施方式的沉积设备的一部分,说明了阴极驱动单元和相应的电源;
图6示出了根据本公开内容的实施方式的包括具有三个段的真空腔室的沉积设备的示意图;
图7A和7B示出了根据本公开内容的实施方式的沉积设备的示意性侧视图,并且说明了维护概念;
图8A和8B示出了根据本公开内容的实施方式的沉积设备的示意性侧视图,并且说明了维护概念;
图9示出了说明根据本公开内容的实施方式的用于大面积基板处理的沉积设备的维护方法的流程图;以及
图10示出了说明根据本公开内容的实施方式的制造电子装置层的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开内容的各种实施方式,其中的一些示例在图中示出。
本公开内容的实施方式涉及用于大面积基板的基板处理系统。具体地,所述基板处理系统可以是具有根据本公开内容的实施方式的沉积设备的群集处理系统,其中沉积设备包括用于在水平基板方向上沉积的圆柱形溅射阴极的阵列。圆柱形溅射阴极也可以称为可旋转溅射阴极,其中圆柱形靶材绕轴旋转以提高材料利用率。根据本公开内容的实施方式,水平方向应被理解为区别于竖直方向。狭缝开口、基板、溅射阴极或溅射阴极阵列的水平方向应理解为水平+-20°。
实施方式进一步涉及具有溅射阴极的水平阵列的沉积设备,具体是具有例如圆柱形靶材的可旋转溅射阴极。溅射阴极阵列可以在静态沉积工艺中在基板上溅射下来。溅射阴极阵列可以设置在其上沉积有材料层的基板上方。
本公开内容的实施方式可以进一步涉及来自基板上方的阴极阵列的水平溅射,具体是用于稳定或静态基板处理,其中基板支撑件被配置成在处理期间冷却基板。例如,基板支撑件可包括在处理期间吸引基板的静电吸盘(超出作用在基板上的重力)以及在基板支撑件表面与装载在基板支撑件上的基板之间提供的冷却气体。
一些实施方式可以进一步涉及具有改进的维护概念的沉积设备以及维护沉积设备的方法,具体是在用于大面积基板的基板处理系统中。然而,更进一步地,另外地或替代地,实施方式可以涉及使用具有在水平方向的基板上沉积材料的溅射阴极阵列的沉积设备制造光电装置层的方法。
对于一些应用,控制基板的温度有利于获得良好的处理结果。例如,诸如溅射沉积的基板处理可以发生在设置有先前处理操作的层的基板上。对于待进行的应用,具有先前沉积层的基板被称为待加工的基板。例如,基板可包括玻璃板或另一基板板(substrateplate)以及沉积在玻璃板或另一基板板上的一个或多个有机层。在对具有一个或多个有机层的基板上的层进行进一步沉积处理时,基板的温度被有利地控制,以减少或避免所述一个或多个有机层的劣化。
进一步地,层沉积例如可以针对相当厚的层提供。在基板上沉积厚层,例如用溅射沉积工艺,可能导致沉积层的内在应力。该应力可能导致基板翘曲或隆起,并且可能使装置制造劣化。在沉积层的过程中,可以通过对基板的温度控制来减少待沉积层的内在应力。因此,同样对于这样的应用,基板的温度被有利地控制以减少或避免装置制造的劣化。
作为另一个可组合的方面,对于静态沉积,可以利用具有圆柱形靶材的可旋转阴极的阵列。具有圆柱形靶材的可旋转阴极可以是有益的,因为靶材的材料利用率提高。改进的材料利用率可能会使得靶材交换的维护周期相当长。即使长的维护周期是有益的,但圆柱形靶材的较长维护周期与具有较短维护周期的其他部件的维护可能会发生冲突。为了利用靶材交换的较长维护周期,同时实现其他部件的较短维护周期,根据本公开内容的实施方式的沉积设备和/或处理系统和改进维护概念是有益的。相应地,水平溅射阵列在一般情况下可以是有利的,更具体的是具有进一步改善维护的设备设计。此外,简单和方便地接取部件来进行维护可以降低拥有成本,具体是考虑到用于维护的人体工程学接取。
图1示出了基板处理系统100。基板处理系统100可以是具有传送腔室120的群集系统。传送腔室120可以是中央传送腔室。机械手122可以至少部分地设置在传送腔室120内。机械手122可以具有机械臂154。机械手122可以在与传送腔室120耦接的腔室之间传送基板。至少一个装载锁定腔室105可以与传送腔室120耦接。图1示出了与传送腔室120耦接的两个装载锁定腔室105。一个或多个沉积设备110可以与传送腔室120耦接。机械手122可以在装载锁定腔室与沉积腔室之间传送基板,反之亦然,或者在与传送腔室120连接的不同沉积腔室之间传送基板。
沉积设备110包括真空腔室。此外,传送腔室120可以是真空传送腔室。相应地,基板可以在真空条件下从装载锁定腔室搬运到传送腔室,从传送腔室搬运到沉积设备110的真空腔室,以及从第一沉积设备的真空腔室搬运到另一沉积设备的真空腔室。
本文所描述的设备和系统被配置为旨在移动和处理大面积的基板,这些基板尤其可能具有1m2或以上的表面。术语“基板”可以具体地包括像玻璃基板的基板,例如,玻璃板。此外,基板可包括晶片、诸如蓝宝石等的透明晶体切片。然而,术语“基板”可包括其他可以是非柔性的或柔性的基板,如箔或网。基板可以由任何适合材料沉积的材料形成。根据本公开内容的可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板被配置成用于显示器制造,并且具体可以是大面积基板。
图1示意性地示出了基板处理系统100包括根据本公开内容的一个或多个沉积设备110。一个或多个沉积设备110旨在用于在基板上沉积材料,并且包括根据本公开内容的实施方式的真空腔室和/或溅射源区域。可以提供沉积源阵列,其被配置成在水平方向的处理区域将材料沉积到基板上。基板处理系统100进一步包括传送腔室120,具体地是与一个或多个沉积设备耦接的真空传送腔室。
图1进一步示出了装载锁定腔室105。真空传送腔室120与一个或多个沉积设备耦接。真空传送腔室可以通过开口、具体地是通过水平狭缝开口将基板移动到一个或多个真空腔室。
在一些实施方式中,基板处理系统100可包括被布置成执行诸如基板存储的特定附加功能的一个或多个支撑腔室。处理系统可包括一个或多个装载锁定腔室105,其被配置为在大气压力下或不在真空条件A下接收基板,然后在真空条件V下将基板传送到真空传送腔室中。反之亦然,装载腔室还可以在真空条件V下从传送腔室接收基板并且在大气压力下或不在真空条件A下提供所述基板。
当基板被传送到基板处理系统100的真空传送腔室120中或存在于该真空传送腔室120中时,诸如机械手的机构被配置成将基板传送到与真空传送腔室120相邻的真空腔室中,例如用于处理。利用机械手122或类似者将基板从真空传送腔室120通过开口传送到真空腔室210和/或传送到其他支撑腔室(未示出)。
在基板处理系统100的操作条件中,在基板处理系统100内部保持真空条件V,但装载锁定腔室105除外,其中在装载锁定腔室内,为了在处理之前或之后插入和/或移除基板而不影响基板处理系统100的其他部分的真空V,具体是在真空腔室、真空传送腔室120和/或基板处理系统100的支撑腔室中,可以将真空条件V变为大气条件或非真空条件A,反之也可以。
为了在传送腔室120和相邻的真空腔室,例如,装载锁定腔室105的真空腔室或沉积设备110的真空腔室之间进行传送,可以在传送腔室和相邻的真空腔室中提供狭缝开口,具体是水平狭缝开口。如图1中示例性地所示,沉积设备110的一侧设置有维护区域115。维护区域在沉积设备的一侧,与面向传送腔室120的狭缝开口相对。因此,维护区域115可以从中央传送腔室径向向外设置。可以提供从沉积设备110的第一位置到维护区域115的第二位置的运输路径130,例如,轨道、导引轨道、导引路径。沉积设备110的一个或多个部件可以沿着沉积设备110与维护区域115之间的运输路径130移动。如虚线圈102所示,基板处理系统100可具有在圈内进行制造的足迹。此外,如虚线圈104所示,在虚线圈102与虚线圈104之间可以提供用于维护的周围区域。
根据一个实施方式,提供了用于大面积基板的基板处理系统。基板处理系统包括根据本公开内容的实施方式的传送腔室和一个或多个沉积设备。所述一个或多个沉积设备与传送腔室耦接。此外,一个或多个装载锁定腔室与传送腔室耦接。根据一些可与本文所描述的其他实施方式相结合的实施方式,传送腔室具有矩形、五边形或六边形的形状。根据一些实施方式,传送腔室可以是中央传送腔室。此外,与图中所示的同心布局相比,传送腔室可以具有纵向布局。例如,传送腔室具有2个或更多个水平狭缝开口,具体是4个或更多个水平狭缝开口。根据一些实施方式,处理设备可以进一步包括至少部分地与传送腔室一起设置的机械手,所述机械手具有可移动到相邻腔室的机械臂。
根据又进一步实施方式,一个或多个进一步处理腔室可以与真空传送腔室耦接,例如,中央传送腔室。具体而言,一个或多个进一步处理腔室可以选自与传送腔室耦接的加热腔室、与传送腔室耦接的冷却腔室、与传送腔室耦接的预清洁腔室、与传送腔室耦接的储存腔室、与传送腔室耦接的检查腔室和与传送腔室耦接的CVD腔室。上述一个或多个相同类型和/或不同类型的腔室可以与中央传送腔室耦接。检查腔室可以例如测量在以前的沉积工艺中沉积的层的厚度,或者可以在基板从处理系统中卸载之前控制一个或多个层的厚度。可以提供对层厚度的控制。清洁或预清洁腔室可以从例如金属层去除氧化物,或者可以去除先前制造操作中的光刻胶残留物。
对于多种应用的制造,至少可以提供根据本公开内容的实施方式的第一沉积设备和根据本公开内容的实施方式的第二沉积设备。群集处理系统通过具有不同的处理系统和在不同沉积设备之间灵活移动的能力,可以灵活地适应各种处理。例如,可以提供多个金属沉积设备。这些金属可以是相同的金属,也可以是不同的金属。例如,可以利用沉积相同金属的沉积设备来增加特定材料层的层厚度,同时保持处理系统的单件工时(tact time)。更进一步地,另外地或替代地,可以在不同的沉积设备中提供不同的处理,即在生产模块中提供。例如,不同的处理可包括反应性溅射处理和/或非反应性溅射处理。
根据可与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,第一沉积设备和第二沉积设备被配置成在第一沉积设备和第二沉积设备中沉积第一金属层,以沉积第一金属层和第二金属层,使用两个反应性处理来沉积层,使用两个非反应性处理来沉积层,或使用一个反应性处理和一个非反应性处理来沉积层。
图2A示出了沉积设备110。沉积设备110包括真空腔室210。根据本公开内容的一些实施方式,真空腔室210可包括三个段。这三个段可以由该段的功能来定义,即一些段或该段的一部分和相邻的段可以固定地连接或一体地形成。将真空腔室分隔成多个段,可以降低拥有成本。具体地,根据本公开内容的实施方式,可以通过分段(segmentation)来进一步改善沉积设备的维护。
如图2A中示例性地示出的真空腔室210包括源框架段212。源框架段可以是相对于处理系统处于固定位置的固定段,例如,相对于中央传送腔室。源框架段被配置成分别支撑源组件和/或源支撑组件。如图2A所示,多个溅射阴极250和多个阳极252被设置在源框架段中。或者,可以提供和/或由源支撑组件支撑的一个或多个其他源。
上盖组件214设置在源框架段212的上方。上盖组件214可以从源框架段移除,例如,用于维护设置在上盖组件中的部件和/或用于维护源组件或源支撑组件的部件。
基板搬运段216设置在源框架段的下方。基板搬运段216包括或容纳用于基板处理、基板对准、基板掩蔽、基板支撑或类似者的部件。基板搬运段具有被配置成向真空腔室210装载和卸载基板的第一水平狭缝开口。第一水平狭缝开口面向图1中所示的传送腔室120。第一水平狭缝开口梁位于基板搬运段的第一侧。
基板搬运段216可以具有上部和下部,其中下部可包括底盖组件。基板搬运段216的上部包括第一水平狭缝开口。根据可以与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板搬运段216的上部被牢固地耦接至源框架段或与源框架段212一体地形成。因此,第一水平狭缝开口相对于源组件处于预定位置。另外地或替代地,第一水平狭缝开口保持在相对于源组件的预定位置。
如图2A所示,真空腔室210可以由基座218支撑。基座218可包括基架或三个或更多个支架。具体地,基座可以至少支撑源框架段212。
根据一些实施方式,提供了一种用于群集处理系统中的大面积基板处理的沉积设备。所述沉积设备包括真空腔室。所述真空腔室包括源框架段、位于源框架段上方并且可从源框架段拆卸下来的上盖组件,以及位于源框架段下方的基板搬运段。所述基板搬运段具有被配置成装载和卸载基板的第一水平狭缝开口,其中所述第一水平狭缝开口位于基板搬运段的第一侧。所述沉积设备包括源支撑组件。对于溅射源阵列的示例,源支撑组件包括:第一组阴极驱动单元,第一组阴极驱动单元的每个阴极驱动单元被配置成旋转水平圆柱形溅射阴极;以及第二组阴极驱动单元,第二组阴极驱动单元的每个阴极驱动单元被配置成旋转水平圆柱形溅射阴极,第一组阴极驱动单元和第二组阴极驱动单元与真空腔室的源框架段耦接。沉积设备进一步包括位于基板搬运段内的基板支撑件和与基板支撑件耦接以竖直地移动基板支撑件的致动器。
图2A示出了基板支撑主体220和与基板支撑主体220耦接的致动器222。致动器222可以是线性致动器或驱动器,被配置成竖直地移动基板支撑主体220。例如,图2A示出了基板支撑主体220处于基板支撑销320的上端下方的第一位置。致动器222可以将支撑主体220移动到第二位置,即上部位置,其中基板支撑主体被定位在基板支撑销320的上端上方。
在基板支撑主体从第一位置移动到第二位置时,设置在基板支撑销320上的基板将被基板支撑主体接触。因此,通过将基板支撑主体从第一位置提升到第二位置,可以将基板设置在基板支撑主体上进行材料沉积。进一步地,通过将保持基板的基板支撑主体从第二位置降到第一位置,例如在该位置之后,可以将基板设置在基板支撑销320上。
基板支撑件可用于处理系统,例如真空沉积系统,或如图1、图2A和图2B中示例性地示出的沉积设备110。可以提供基板支撑件,用于在处理系统的真空腔室内保持基板。作为示例,一个或多个材料层可以被沉积在基板上,同时基板由基板支撑件支撑。根据本公开内容的可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板支撑件可以是支撑台,例如基板支撑台,或基座,例如设置在真空处理系统的处理腔室中的基板支撑基座。支撑台可以具体地被配置成用于水平基板处理或基本水平基板处理。例如,包括基板支撑件的处理腔室可以设置在群集系统中。
基板可以在后侧,即基板的不面向沉积源的一侧,由基板支撑件保持或支撑。基板的前侧,即基板面向沉积源的一侧,不被例如载体的保持布置所覆盖,使得被沉积的材料可以以其他方式到达基板的难以到达的区域。在一些应用中,基板支撑件可包括静电吸盘,用于在后侧保持基板。当把基板装载到基板支撑件上时,基板可以被提供到静电吸盘上,直到产生静电力。本公开内容的一些实施方式提供了一种带有静电吸盘的基板支撑件。静电吸盘(ESC)的静电力使得可以在基板支撑件与基板之间提供冷却气体。
对于真空处理或在真空腔室中的层沉积,例如溅射,鉴于是真空的,用于基板冷却的热传递是有限的。由于辐射导致的基板冷却并不显著。此外,由于真空处理系统或真空沉积设备中的真空环境,对流而产生的热交换也是不显著的。已经发现,基板的冷却主要是由于传导,即热传导提供的。因此,在基板的后侧提供冷却气体能够改善基板的冷却。在用水平排列的可旋转溅射阴极进行溅射沉积期间,基板冷却的应用得益于与利用ESC的基板冷却相结合的布置。
对于某些应用,诸如包括有机层的触摸屏面板(TSP),具有有机层的基板在随后的基板处理操作期间,诸如在基板上溅射其他层时,可能对温度升高敏感。可以向基板(例如玻璃基板)与静电吸盘之间的间隙提供冷却气体,例如氦气或氩气。根据可以与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板温度设置在100℃或以下,具体地在80℃或以下。在基板处理期间,可以控制溅射工艺的功率以将基板温度调整到温度极限。根据本公开内容的可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,可以提供气垫(gascushion),例如,具有大约3至10mbar的氦气垫或氩气垫。基板与例如水冷板的ESC板之间的热传递可以得到改善。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板支撑件可包括用于基板接收表面的水冷。
图3示出了根据本文描述的实施方式的基板支撑件220的示意性截面图。所述基板支撑件可以是基板支撑台。基板支撑件220被配置成在处理腔室中支撑基板。基板支撑件100包括具有基板支撑表面(例如,正面342)的基板支撑主体340,用于支撑基板。在与正面342相对处提供有背面343。此外,基板支撑件包括吸盘组件320。该吸盘组件320被配置成在基板支撑表面处保持基板。吸盘组件可包括电极组件325,用于向基板提供静电力。例如,可以由电极组件325提供静电场,以作用于基板,用于保持基板。可以在处理腔室中支撑基板,同时由静电场保持基板。
根据本文描述的实施方式,基板支撑件220包括基板支撑表面,即正面342。基板可以通过静电力被保持在基板支撑表面处。根据实施方式,基板支撑件可包括基板支撑表面中的多个第一开口312。多个第一开口可以与气体导管310连接。气体导管可以与气体供应连接。气体导管可以与气源360连接,用于提供冷却气体。例如,气源360可以是气罐或处理系统的气体供应。气体导管可包括多个通道316。多个通道316中的每个通道可以通入多个第一开口312的一个开口中。
通过向气体导管或通道316提供冷却气体,例如氦气或氩气,可以在由基板支撑件220支撑的基板与基板之间提供冷却气体。因此,在基板处理期间,可以降低基板温度。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,冷却气体可以选自由:氦气、氩气或类似者构成的组。
根据本文所描述的实施方式,基板支撑件可包括至少一个非导电区域。所述至少一个非导电区域可以由介电材料制成。具体地,电介质可以由高导热性介电材料制成,诸如热解氮化硼、氮化铝、氧化铝、氮化硅、氧化铝或等效材料,但也可由诸如聚酰亚胺之类的材料制成。电极组件325可以嵌入至少一个非导电区域中,或者设置在非导电区域中与基板支撑表面相对的一侧上。
根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板支撑件220可包括被配置成向多个电极322施加一个或多个电压的一个或多个电压源。在一些实施方式中,一个或多个电压源被配置成使多个电极322的至少一些电极接地。作为示例,一个或多个电压源可以被配置成向多个电极322施加具有第一极性的第一电压、具有第二极性的第二电压和/或将多个电极322接地。根据一些实施方式,多个电极中的每个电极、每个第二电极、每个第三电极或每个第四电极可以与单独的电压源连接。术语“极性”是指电的极性,即负极(-)和正极(+),作为示例,第一极性可以是负极极性,第二极性可以是正极极性,或者第一极性可以是正极极性,第二极性可以是负极极性。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板支撑件的ESC可以是单极极性或双极极性静电吸盘。
根据实施方式,控制器330可以被配置成控制一个或多个电压源,用于将一个或多个电压施加到电极组件125和/或将电极组件125接地。控制器130可以被配置成调节吸盘组件,即,控制器可以被配置成控制静电吸盘。控制器330可被配置为调节气源360。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的进一步实施方式,控制器可以被配置成控制一个或多个温度传感器或与之通信。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的进一步实施方式,如图3所示的控制器330可以被分成用于电压源、气体供应和/或温度传感器的单个控制器。
本公开内容的一些实施方式可以进行温度测量A,能够提供精确的温度控制。根据一些实施方式,ESC设置有温度传感器350。因此,可以为装载在ESC上的每个基板提供基板测量,例如,在不破坏真空的情况下。更进一步说,例如氦气的冷却气体的冷却效率得到保持。工艺配方可以根据测量值来进行调整。
基板的冷却,诸如基板支撑件上装载的基板的至少一部分的冷却,可包括使冷却气体流动通过基板支撑件的基板支撑主体的前侧的多个第一开口。基板支撑主体220在材料层沉积在基板上期间充当支撑基板的工作台。
根据一些实施方式,提供了一种用于在真空处理系统中支撑基板的基板支撑件,例如,基板支撑台。所述基板支撑件包括基板支撑主体,其具有用于支撑基板的前侧和与前侧相对的后侧。吸盘组件设置在基板支撑主体中或在基板支撑主体的后侧。基板支撑主体包括:位于前侧中的多个第一开口,所述多个第一开口与气体导管流体连通;以及穿过基板支撑主体的多个第二开口,其被配置成用于在装载或卸载期间支撑基板的多个升降销。基板支撑件包括:位于前侧的多个第一突起,每个第一突起至少部分包围多个第二开口的第二开口;以及位于前侧的多个第二突起,其被配置成用于温度测量。根据一些实施方式,可以提供温度传感器。
根据本公开内容的实施方式,提供了一种制造电子装置层的方法,具体是诸如显示器的光电装置的方法。所述方法包括将大面积基板装载在至少部分设置在中央传送腔室120中的机械手122的机械臂154上。所述方法进一步包括将大面积基板传送到根据本公开内容的实施方式的沉积设备中。所述方法进一步包括在大面积基板上溅射材料层,具体是在静态沉积工艺中从可旋转溅射阴极水平阵列中溅射材料层,该水平阵列的溅射阴极向下溅射在基板支撑件上的基板上。
根据一些实施方式,所述方法进一步包括在溅射期间将基板冷却到200℃或以下的温度,具体是100℃或以下的温度。根据一些实施方式,基板温度可以更具体地是80℃或以下。基板可以通过在基板支撑主体的前端与基板之间提供冷却气体来冷却。基板可以被静电卡在基板支撑件上,以允许冷却气体压力为例如1mbar或以上和/或15mbar或以下,具体地是从2mbar到7mbar。
根据一个实施方式,所述方法可包括沉积在显示结构上的触摸屏面板,具体是包括有机层的显示结构。通过在包括一个或多个有机层的显示结构上溅射触摸屏面板的一个或多个层来提供触摸屏面板。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,在显示结构上溅射的一个或多个层选自由铜、铝、钛、钼和钨构成的组。此外,可以例如通过反应性溅射提供上述材料的氧化物、氮化物或氧氮化物。
具有有机层的显示结构的基板在随后的基板处理操作期间,诸如在基板上溅射其他层时,可能对温度升高敏感。可以向基板(例如玻璃基板)与静电吸盘之间的间隙提供冷却气体,例如氦气。根据可以与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板温度设置在100℃或以下,具体地在80℃或以下。鉴于上文所述,本公开内容的实施方式具有这样的优点:触摸屏面板可以直接沉积在其中包括有机层的显示结构上。因此,减少了对沉积在第二基板上的触摸屏的需要,其中触摸屏与显示器连接。
根据本公开内容的一个实施方式,提供了一种显示装置。所述显示装置包括设置在基板上的背板。所述背板包括用于驱动显示结构的多条线以及通过驱动显示结构来寻址的像素电极。显示装置进一步包括一个或多个有机层,用于在驱动像素电极时发光。触摸屏面板沉积在设置于基板上方的一个或多个有机层上方。触摸面板可包括一个或多个层,所述层具有选自由铜、铝、钛、钼和钨构成的组的材料或由上述材料构成。
制造电子装置层的方法的进一步应用,具体是制造诸如显示器的光电装置层的方法,可以是如下所述。对于较大的显示器尺寸,用于驱动显示器的栅极线和信号线的电阻被有益地降低,以补偿线的长度增加。此外,即使显示器的能耗被有益地降低,一些电光装置如有机显示器可能以更高的电流(同时具有较低的电压)工作。显示器的栅极线和信号线或显示器的其他导体为显示器的各个区域,具体是大面积的显示器提供电源,可以通过沉积铜层来制造,铜层的结构产生线和/或导体。为了降低电阻,该层的厚度会增加。铜(Cu)可以通过溅射沉积,例如在根据本公开内容的实施方式的沉积设备中,该设备在真空腔室中具有位于可旋转溅射阴极水平阵列下方的基板支撑件,并且配置为用于使该溅射阴极的水平阵列向下溅射在支撑于基板支撑件上的基板上的静态沉积工艺。
根据一些实施方式,铜层可以被溅射成具有1μm或以上的厚度,例如1.1μm或以上,甚至达到几微米,诸如6μm或以上达到11μm及以上。溅射厚的铜层会产生层的内在应力,可能会导致基板的翘曲或隆起。而进一步处理可能会劣化。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,冷却基板可以减少铜层的应力。因此,厚的铜层可以在基板冷却的同时有利地进行溅射。具体是对于厚度为3μm或以上的铜层,如7μm或以上的铜层,更具体地是对于厚度为10μm或以下的铜层,减少内在的应力是特别有利的。可以向基板(例如玻璃基板)与静电吸盘之间的间隙提供冷却气体,例如氦气。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板温度设置在100℃或以下,具体地在80℃或以下。
根据本公开内容的一个实施方式,提供了一种显示装置。所述显示装置包括设置在基板上的背板。所述背板包括用于驱动显示结构的多条线以及通过驱动显示结构来寻址的像素电极。所述背板包括溅射的铜线,其具有1μm或以上的厚度。所述铜线是通过溅射提供的。
回到图2A和图2B,支撑主体220作为工作台,以在基板上沉积材料层期间支撑基板。如果工作台被移动到上部位置,即第二位置,则基板可以设置在边缘排除掩模230的下方。在材料沉积期间,基板周边的小边缘,例如,最多几毫米的边缘被边缘排除掩模所覆盖。基板的边缘没有被沉积材料覆盖。边缘排除掩模230在支撑基板的工作台上提供边缘排除。边缘排除掩模230可以用边缘排除支撑框架与真空腔室210的基板搬运段216耦接。
根据可以与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,可以在真空腔室210内提供一个或多个屏蔽件。真空腔室内的屏蔽件在沉积源的操作期间减少或防止真空腔室210或沉积设备110的内表面被涂层材料覆盖。图2A示出了侧面保护屏蔽件242。侧面保护屏蔽件可以设置在源框架段内。此外,侧面保护屏蔽件可以向上延伸到上盖组件214中,并且可以向下延伸到基板搬运段216中。侧面保护屏蔽件可以进一步由若干块(piece)提供,它们相互连接。具有较小的块可以使侧面保护屏蔽件的维护更容易。侧面保护屏蔽件的维护可包括在侧面保护屏蔽件上积累了预定量的沉积材料之后清洁侧面保护屏蔽件。
图2A进一步示出了预溅射屏蔽件244。预溅射屏蔽件244可以设置在上盖组件214中。如果溅射阴极250在图2中以磁控管朝上的方式操作,即用于清洁阴极的靶材,则预溅射屏蔽件可以涂有沉积材料。预溅射屏蔽件244可以另外地或替代地保护上盖组件214的表面免受沉积材料分子的喷射涂覆。
图2A示出了溅射阴极250的阵列,具体是可旋转溅射阴极水平阵列。溅射阴极250是具有圆柱形靶材的可旋转溅射阴极。溅射阴极250沿着旋转轴延伸,该旋转轴与图2A的纸面垂直。图2A中所示的阵列溅射阴极的截面是沿着一条线提供的,即图2A中的水平线。溅射阴极阵列的溅射阴极被设置在相同的高度。溅射阴极的表面或溅射阴极的旋转轴,分别形成平面,具体是基本平行于支撑主体220的平面。与溅射阴极类似,阳极也可以设置在同一高度。图2A示出了阳极的区域与阴极的区域处于同一高度。另外,与阴极阵列相比,阳极的区域可以设置在不同的高度。例如,由阳极区域限定的平面可以在由阴极阵列限定的平面,可以在由阴极阵列限定的平面与上盖组件214之间,或者可以在由阴极阵列限定的平面与支撑主体之间。
图2B进一步示出了与图2A所示的沉积设备类似的沉积设备。对于图2A所描述的特征、细节、实现方式和实施方式可以类似地适用于对于图2B所描述的实施方式。在图2B中,源组件可以偏离对于图2A所描述的实施方式,因为源组件或相应的源支撑组件包括以第一高度设置在沉积设备中的第一组可旋转溅射阴极250,以及以第二高度设置在沉积设备中的第二组可旋转溅射阴极350。第二组可旋转阴极可以具体地包括位于溅射阴极阵列的第一边缘或边界的第一可旋转溅射阴极350和位于溅射阴极阵列的第二、相对的边缘或边界的第二可旋转溅射阴极350。与第一组可旋转阴极相比,第二组可旋转阴极可以设置在较低的高度。同样,与第一组可旋转阴极相比,第二组可旋转阴极的阴极驱动单元和支撑可旋转溅射阴极的相应轴承可以设置在较低的高度。
根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,源组件可以设置在弯曲的表面上。具体地,在阵列的边缘或边界的阴极驱动单元或溅射阴极可被设置为更接近基板支撑件。在源组件的边缘或边界的阳极352可以设置在较低的高度,例如,更接近基板支撑主体。弯曲的表面可包括在溅射阴极阵列的中央的直线部分,并且可包括在溅射阴极阵列的相对两端的弯曲部分。此外,弯曲的表面可以是弓形的,使得中心的溅射阴极与外部的溅射阴极相比更加远离支撑主体220。
根据可以与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式,第一组阴极驱动单元与第二组阴极驱动单元处于不同的高度。进一步地,另外地或替代地,如图4和图5中示例性地示出的,第一组阴极驱动单元设置在源框架段的与基板搬运段的第一侧相对的一侧。根据一些实施方式,源支撑组件可以进一步包括与第一组阴极驱动单元相对的第一组阴极轴承。根据可与本公开内容的其他实施方式相结合的进一步实施方式,源支撑组件包括多个阳极。
根据可以与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式,源框架段可以支撑沉积源,例如溅射源,具体是可旋转溅射阴极水平阵列。一个或多个源可以以阵列形式或以其他模式设置。上盖组件可包括一个或多个用于处理气体的气体通路。另外地或替代地,基板支撑主体可在基本竖直方向和水平方向上移动。例如,可以在原位(in situ)测量工艺和/或控制工艺条件,以便根据工艺规范提供层属性。
图2B示出了关于真空腔室的进一步细节,该真空腔室可以与本文所描述的其他实施方式相结合。真空腔室210的基板搬运段216包括与真空腔室的源框架段212牢固地耦接或一体地形成的上部。下盖组件318可拆卸地与真空腔室210耦接,例如,在真空腔室210的基板搬运段216的凸缘316处。如下面更详细地描述的,具有可拆卸地与基板搬运段的上部耦接的下盖组件,一般来说,真空腔室允许改进的维护概念。
根据可以与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式,在真空腔室的基板搬运段的固定部分设置有一个或多个用于连接至真空泵(见图8A的真空泵810)的凸缘310。具体地,所述一个或多个凸缘可以与真空腔室的基板搬运段的侧壁耦接。相应地,在真空腔室210的侧壁处设置有真空泵。真空腔室没有设置在沉积源阵列、基板或基板支撑主体的下方。在侧面设置真空泵增加了真空泵的维护周期,并且根据部件的维护周期提供了部件的更好的分离,这将在下面更详细地描述。
本公开内容的实施方式涉及与动态沉积相比的静态沉积,其中对于动态沉积,基板被连续地移动通过沉积源,例如,线源。
本文所描述的实施方式具体涉及材料的沉积,例如用于在大面积基板上的显示器制造。根据一些实施方式,大面积基板或支撑一个或多个基板的载体可以具有至少0.5m2的尺寸。例如,沉积系统可适于处理大面积基板,诸如GEN5的基板,它对应于约1.4m2的基板(1.1mx1.3m),GEN7.5对应于约4.29m2的基板(1.95m x 2.2m),GEN8.5对应于约5.7m2的基板(2.2mx2.5m),甚至GEN10对应于约8.7m2的基板(2.85mx3.05m)。甚至更大的世代,诸如GEN11和GEN12以及相应的基板面积也同样可以实现。根据进一步实施方式,可以处理上述基板世代的一半尺寸。替代地或另外地,半导体晶片可以在根据本公开内容的沉积系统中被处理和涂覆。
根据本文所描述的实施方式,所述方法提供了用于静态沉积工艺的基板的定位的溅射沉积。通常,具体是对于大面积基板的处理,诸如水平方向的大面积基板的处理,可以区分为静态沉积和动态沉积。动态溅射,即基板在沉积源附近连续或准连续移动的排队式(inline)处理,由于该处理在基板移动到沉积区域之前可以被稳定,然后在基板经过沉积源时保持恒定,所以会比较容易。通过基板的连续或准连续移动而避免了基于相邻的溅射阴极的不同位置而可能发生的非均匀性。然而,动态沉积也有其他的缺点,例如,产生颗粒。这可能具体适用于TFT背板沉积。应该注意的是,与动态沉积工艺相比,静态沉积工艺这一术语是不同的,它并不排除基板的任何移动,这一点技术人员会理解。静态沉积工艺可包括,例如,在沉积期间的静态基板位置,在沉积期间的振荡基板位置,在沉积期间基本恒定的平均基板位置,在沉积期间的抖动基板位置,和/或在沉积期间的摆动(wobbling)基板位置。静态沉积工艺还可以是阴极设置在一个腔室中的沉积处理,即在腔室中设置一组预定的阴极,基板位置的沉积腔室相对于相邻的腔室,例如中央传送腔室,具有密封的气氛,例如在沉积层期间通过关闭阀门单元将该腔室与相邻的腔室分开。因此,静态沉积工艺可以理解为具有静态位置的沉积工艺、具有基本静态位置的沉积工艺或具有基板的部分静态位置的沉积工艺。如本文所描述的,静态沉积工艺可以与动态沉积工艺明确区分,而不需要静态沉积工艺的基板位置在沉积期间没有任何移动。
为了减少或避免基于图2A中的可旋转溅射阴极250之间的预定距离或图2B中的可旋转溅射阴极250与溅射阴极350之间的距离的非均匀性,可以提供以下一个或多个概念。在基板上的层沉积期间提供支撑台的支撑主体220可以与致动器耦接,以水平移动,即在图2A和图2B中以左右方向移动。在基板上的材料层沉积期间,在基板上的层沉积期间提供支撑台的支撑主体220可以竖直地上下移动。可以利用致动器222进行这种竖直移动。在层沉积期间,边缘排除掩模230可以与基板一起移动以进行竖直移动。支撑主体的移动可以结合起来,并且可以另外地或替换地提供来回移动。该移动,具体是在水平方向的移动,可以对应于溅射阴极的距离,或者可以小于溅射阴极的距离,例如,溅射阴极距离的一半。基板或基板支撑件的各种类型的移动在此可称为基板摆动。
溅射阴极的阵列可以水平地移动,即在图2A和图2B中的左右方向。例如,溅射阴极的区域可以相对于真空腔室210的源框架段212移动。溅射阴极的阵列可以在层沉积期间竖直地上下移动。阴极阵列(或相对于源框架段的单个阴极)的各种类型的移动在此可称为沉积阵列摆动。上述的水平和竖直移动可以相互结合。可以同时提供基板摆动和沉积阵列摆动。基板和溅射阴极阵列相对于彼此的移动可以增加沉积层的均匀性,并且可以减少或避免非均匀性。
根据可与本文所描述的其他实施方式相结合的更进一步的实施方式,每个可旋转的溅射阴极内的磁控管可以从第一位置,例如图2A和图2B中的左边位置,以一定角度移动到第二位置,例如图2A和图2B中的右边位置,具体地是通过具有垂直于支撑主体表面的磁控管定向的中心位置。磁控管的移动可以提供来回的移动,并且可以称为磁控管的摆动。第一位置可以是角度移动的第一端位置,第二位置可以是在中心位置的相对侧上的角度移动的第二端位置。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,移动可以在第一位置和第二位置之间来回移动,其中磁控管是连续移动的,但回转位置,即两个末端位置除外。根据可以与本文所描述的实施方式相结合的其他实施方式,磁控管可以被移动到第一位置,并且在第一位置停止。此后,磁控管可以被移动到第二位置并且停在第二位置。可以在第一位置和第二位置进行材料沉积。材料沉积可以在从第一位置移动到第二位置时停止,或者反之亦然。根据进一步实施方式,具体是对于连续的磁控管移动,从第一位置移动到第二位置的周期数或从第二位置移动到第一位置的周期数可以与在基板上沉积一层的沉积时间同步。例如,可以选择周期数和移动速度,使得一个周期的时间段乘以整数n或整数n的2倍等于沉积时间。
根据又进一步实施方式,可以将不同模式的基板摆动、沉积阵列摆动和/或磁控管摆动结合。
根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,源支撑组件包括第一组磁控管驱动单元,每个磁控管驱动单元被配置成在水平圆柱形溅射阴极内以一定角度移动磁控管。
图4和图5示出了根据本公开内容的一些实施方式的沉积设备和中央传送腔室的一部分。中央传送腔室(还见图1)包括四个或更多个侧壁420,例如,如图4所示的6个侧壁。每个侧壁可以具有水平狭缝开口422。图2A示出了机械臂154通过沉积设备的真空腔室的水平狭缝开口416被部分插入沉积设备的真空腔室中。沉积设备的真空腔室包括源框架段212、上盖组件214和基板搬运段216。虚线表示支撑沉积源组件的功能部分,即源框架段与支撑用于基板处理、基板对准、基板支撑、基板掩蔽或类似部件的功能部分之间的分离。
如图5所示,阴极驱动单元540可以与源框架段212耦接,并且可以操作性地与可旋转的溅射阴极耦接,以便旋转圆柱形靶材。可以在真空腔室210的源框架段212附近设置阴极驱动柜440。具体地,阴极驱动柜440可以设置在真空腔室的与水平狭缝开口416相对的一侧。此外,可以在阴极驱动柜的上方设置供应柜430。供应柜430和阴极驱动柜440也可以相互结合。供应柜430可包括例如电源530,用于向可旋转溅射阴极250提供电源。
根据一些实施方式,沉积设备可包括一个或多个电源,该电源选自由直流电源、脉冲直流电源和双极脉冲电源构成的组或选自包括上述电源的组。
供应柜430可以进一步包括用于为溅射阴极或沉积设备的操作的其他电气元件冷却液体的冷却单元。根据本公开内容的可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,阴极驱动柜和供应柜可以设置在真空腔室的与中央传送腔室相对的一侧。因此,可以提供从维护区域115(见图1)的方便接取。
图4示出了基座218,其上设置有沉积设备的真空腔室。根据可以与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,下盖组件318设置在可移动基座418上。可移动基座418可以被移动,具体是与下盖组件318一起沿着运输路径130移动。可移动基座可以在维护区域115中移动(见图1)。图4示出了由下盖组件318支撑的支撑主体220。根据可以与本文所述描的其他实施方式相结合的一些实施方式,可以由下盖组件318支撑多个部件。因此,在沿运输路径130移动可移动基座418时,由下盖组件318支撑的部件在维护区域115中移动。可以提供改进的维护。
可移动基座,具体是可移动基座418与下盖组件318的组合可以类似于抽屉地移动,并且可包括多个屏蔽件、边缘排除掩模230、支撑主体220,即基板的支撑台、多个升降销、被配置成移动支撑主体的致动器222,或类似者。
图6示出了说明又一实施方式的沉积设备的示意图。基座218支撑沉积设备的真空腔室的一部分。真空腔室的源框架段上设置有上盖组件214。预溅射屏蔽件由第一预溅射屏蔽件644和第二预溅射屏蔽件642提供。第一预溅射屏蔽件644和第二预溅射屏蔽件642相互分离,以提供气体入口通道,用于溅射工艺的处理。图6中示出了第一组溅射阴极250和第二组溅射阴极350。示意性地示出了水平狭缝开口416,在基板支撑销320上设置了基板650。在通过致动器222移动支撑主体220时,基板650朝向溅射阴极和朝向边缘排除掩模230移动。
图6进一步示出了对准致动器620。对准致动器620可以水平地移动基板650,同时被支撑在基板支撑销上。相应地,基板650可以相对于支撑主体220对准。基板相对于支撑主体220的对准将基板设置在预定的位置,以便边缘排除掩模230在层制造期间掩蔽基板的预定部分。
根据一些实施方式,本文所公开的沉积设备可以进一步包括基板搬运段内的基板掩模和基板搬运段内的至少一个屏蔽件。维护区域设置在基板搬运段的与基板搬运段的第一侧相对的第二侧,即基板搬运段的包括水平狭缝开口的一侧,其中维护区域被配置成至少接收基板掩模和至少一个屏蔽件。如上所述,部件可以通过图6所示的可移动基座418的移动提供给维护区域。替代地,可以通过图7A和图7B中所示的推车710的移动将部件提供给维护区域。
本公开内容的实施方式提供了具有可旋转溅射阴极阵列的沉积设备,具体是具有圆柱形靶材的可旋转溅射阴极。所述沉积设备被配置为静态沉积。
进一步地,另外地或替代地,实施方式涉及具有改进的维护概念的改进的沉积设备。所述改进的维护概念考虑了沉积设备的真空腔室的功能段。这些功能段与段内部件的两个不同维护周期相关。因此,为具有较短维护周期的部件提供一条通道。而为具有较长维护周期的部件提供至少一条不同的通道。相应地,整体维护概念得到了改善。
图7A和图7B示出了沉积设备的不同侧视图,并且示出了改进的维护概念的选项。真空腔室包括用于支撑诸如可旋转溅射阴极250的阵列的沉积源的源框架段212。此外,源框架段212支撑相应的阴极驱动单元540。上盖组件240可拆卸地设置在源框架段212的旁边。基板搬运段216设置在源框架段212的下方。水平狭缝开口设置在基板搬运段中。在关于图7A和图7B所描述的实施方式中,维护狭缝开口设置在基板搬运段216的与水平狭缝开口416相对的一侧,用于装载和卸载基板。推车710的臂或把手可以插入真空腔室中对应于基板搬运段216的部分,并且可以与基板搬运段中设置的一个或多个部件耦接。这些部件可包括边缘排除掩模、掩模屏蔽件,或类似者。此外,支撑主体或其他部件可以与推车710的臂或把手耦接。在推车的臂或把手的相应的竖直移动后,这些部件可以从真空腔室中取出,并且由推车710沿着运输路径在维护区域115中运输。图7A和图7B示出了处于下部位置的支撑主体220和与支撑主体耦接的致动器,从而使基板支撑销延伸到支撑主体的表面之上。此外,图7A和图7B示出了处于上部位置的支撑主体220′。应当理解,这是在操作期间的不同时间的同一支撑主体,即在第一位置(下部位置)和第二位置(上部位置)。
图8A和图8B示出了沉积设备的不同侧视图,并且示出了改进的维护概念的其他选项。图8A和图8B对应于之前关于图6所描述的一些细节,其中避免了重复描述。真空腔室包括源框架段212以及与源框架段可拆卸地连接的上盖组件214。下盖组件可拆卸地耦接至基板搬运段216的上部。诸如支撑主体,即基板台,对准致动器,基板支撑销和一个或多个屏蔽件的多个部件,都与下盖组件耦接。这些部件可以与可移动基座418一起移动到维护区域115中。例如,可移动基座418可以具有带有滚轮818或类似者的基架。
根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板搬运段可以牢固地耦接至源框架段,或者与源框架段一体地形成,并且其中基板搬运段具有第二水平狭缝开口以插入维护推车的臂,第二水平狭缝开口在基板搬运段的第二侧。例如,这在图7A和图7B中示出。
根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板处理可包括牢固地耦接至源框架段或与源框架段一体地形成的一个或多个侧壁以及可以从一个或多个侧壁拆卸下来的底盖组件。底盖可以被移动到维护区域中。例如,底盖组件可包括运输单元,诸如可移动的基座,被配置成在源框架段下方的第一位置与维护区域中的第二位置之间水平地移动底盖,反之亦然。根据更进一步实施方式,图7中所示的推车或可移动的底盖组件也可以被移动到另一维护区域,该维护区域例如与图1中所示的维护区域相比更加遥远。
根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,运输单元可包括升降功能以竖直地移动底盖组件。相应地,底盖组件可以被竖直地移动,从而底盖组件可以从操作状态降低,其中真空腔室被密封。与底盖组件耦接的部件与底盖组件一起被降低,从而所述部件可以向维护区域竖直地移动到一边,即低于基板搬运段的侧壁的下边缘。
沉积设备可进一步包括对准系统,所述对准系统被配置成相对于基板支撑件移动基板,以及销阵列,以在基板支撑件上方支撑基板并且在基板支撑件上传送基板。基板支撑件、致动器、基板掩模、至少一个屏蔽件、对准系统和销阵列的一个或多个部件,具体是四个或更多个部件,与底盖组件耦接,以便可以在运输单元的致动时与底盖组件一起移动。
图6至图8B描述了根据本公开内容的一些实施方式的维护概念,其涉及包括可旋转溅射阴极和/或相应的阴极驱动单元的沉积设备。也可以为其他沉积源提供根据本公开内容的实施方式的维护概念和利用维护概念的沉积设备。
根据一个实施方式,提供了一种用于处理系统中大面积基板处理的沉积设备。所述沉积设备包括真空腔室,所述真空腔室具有源框架段、位于源框架段上方并且可以从源框架段拆卸下来的上盖组件以及位于源框架段下方的基板搬运段,所述基板搬运段具有被配置成装载和卸载基板的第一水平狭缝开口,所述第一水平狭缝开口位于基板搬运段的第一侧。沉积设备进一步包括设置在源框架段内的源支撑组件和/或源组件。沉积设备进一步包括位于基板搬运段内的基板支撑件;以及与基板支撑件耦接以竖直地移动基板支撑件的致动器,其中基板搬运段包括与源框架段牢固地耦接或与源框架段一体地形成的一个或多个侧壁;以及可以从一个或多个侧壁拆卸下来的底盖组件。根据一些实施方式,底盖可以移动到维护区域中。例如,底盖可包括运输单元,其被配置成在源框架段下方的第一位置与维护区域中的第二位置之间水平地移动底盖,反之亦然。此外,运输单元可以具有升降功能,以竖直地移动底盖。根据可以与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,沉积设备可以进一步包括在基板搬运段内的基板掩模,以及在基板搬运段内的至少一个屏蔽件。维护区域被设置在基板搬运段的与基板搬运段的第一侧相对的第二侧,其中维护区域被配置成至少接收基板掩模和至少一个屏蔽件。根据进一步可选实施方式,对准系统被配置成相对于基板支撑件和/或销阵列移动基板,以在基板支撑件上方支撑基板,并且在基板支撑件上传送基板。由下盖组件支撑的一个或多个、具体是四个或更多个部件可以与下盖组件一起移动到维护区域中。
本文所描述的维护概念和相应的沉积设备是关于群集处理系统的。具有在沉积设备旁边的维护区域并且包括具有根据本公开内容的段的真空腔室的实施方式,其中下盖组件支撑具有第一维护周期的部件,该部件可以从真空腔室移除到维护区域,例如,根据本公开内容的实施方式的运输设备,也可以适用于排队式处理系统。
图9示出了说明维护沉积设备的方法的流程图,具体是用于大面积基板处理的沉积设备。所述沉积设备包括真空腔室,其第一水平狭缝开口面向传送腔室。根据操作902,例如,通过移动真空腔室的盖组件或通过移动伸入真空腔室的推车的臂,分别将边缘排除掩模或基板掩模和至少一个屏蔽件向下移动。基板掩模和至少一个屏蔽件被移向真空腔室的与第一水平狭缝开口相对的一侧,即面向群集处理系统的中央传送腔室的狭缝开口(见操作904)。在操作906,对基板掩模和至少一个屏蔽件进行维护。在操作908,基板掩模和至少一个屏蔽件被移向第一水平狭缝开口。例如,下盖组件可以朝向水平狭缝开口移动,并且沉积设备的真空腔室可以被密封,以便为进一步沉积工艺排空。
根据一些实施方式,通过移动真空腔室的下盖组件来移动基板掩模和至少一个屏蔽件。根据可与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,基板支撑件和与基板支撑件耦接的致动器、对准系统和销阵列中的一个或多个可以与真空腔室的底盖组件一起移动。上述的维护程序可以依靠一个相当短的维护周期。具体是对于具有圆柱形靶材的可旋转溅射阴极来说,溅射阴极的维护周期可以是相当长的。
根据可以与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,真空腔室的上盖组件可以被移除。第一溅射阴极和/或第一阳极可以从真空腔室的顶部移除,具体是在移除上盖组件之后。移除上盖组件提供了从上方进入源框架段的途径。
在移除第一溅射阴极和/或第一阳极之后,具体是在溅射阴极阵列的一端,可以通过让人员站在真空腔室中,具体是直立在源框架段内来提供维护。根据另一个可选的实施方式,第二溅射阴极和/或溅射阴极阵列的第二相对端上的第二阳极可以被移除,以便为溅射阴极两端的人员提供维护通道。在下盖组件被移动后,可以在真空腔室的下方安装维护平台。其他的溅射阴极可以从真空腔室的底部拆卸或维护。维护人员可以占据一些先前由从真空腔室顶部移除的第一溅射阴极或第二阴极所占据的区域。
根据再进一步实施方式,提供了一种制造光电装置层的方法,如图10所示,所述方法包括将大面积基板装载在至少部分设置在中央传送腔室中的机械手的机械臂上,如框912所示。如框914所示,大面积基板被传送到根据本公开内容的实施方式的沉积设备中,并且沉积材料层,例如,在大面积基板上溅射(见框916)。根据可以与本文描述的其他实施方式相结合的一些实施方式,在溅射期间将基板冷却到100℃或以下的温度,具体是80℃或以下,如框918所示。
本公开内容中提供了各种进一步实施方式,其中一些在下面列出的条款中列出。
条款1.一种用于在基板处理系统中进行大面积基板处理的沉积设备,包括:真空腔室,所述真空腔室包括:源框架段;上盖组件,所述上盖组件在所述源框架段上方并且可从所述源框架段拆卸下来;以及基板搬运段,所述基板搬运段在所述源框架段下方,所述基板搬运段具有被配置成装载和卸载基板的第一狭缝开口,所述第一狭缝开口在所述基板搬运段的第一侧处;所述沉积设备进一步包括:源支撑组件,所述源支撑组件设置在所述源框架段内;基板支撑件,所述基板支撑件在所述基板搬运段内;以及致动器,所述致动器耦接至所述基板支撑件,以将所述基板支撑件朝向所述源框架段或所述上盖组件移动,其中所述基板搬运段包括:一个或多个侧壁,所述一个或多个侧壁与所述源框架段牢固地耦接或与所述源框架段一体地形成;以及底盖组件,所述底盖组件可从所述一个或多个侧壁拆卸下来。
条款2.根据条款1所述的沉积设备,其中所述底盖可移动到维护区域中。
条款3.根据条款2所述的沉积设备,其中所述底盖包括:运输单元,所述运输单元被配置成在所述源框架段下方的第一位置与所述维护区域中的第二位置之间水平地移动所述底盖,反之亦然。
条款4.根据条款3所述的沉积设备,其中所述运输单元具有升降功能以竖直地移动所述底盖。
条款5.根据条款2至4中任一项所述的沉积设备,进一步包括:基板掩模,所述基板掩模在所述基板搬运段内;以及至少一个屏蔽件,所述至少一个屏蔽件在所述基板搬运段内,其中所述维护区域被配置成至少接收所述基板掩模和所述至少一个屏蔽件,具体地,其中所述维护区域设置在所述基板搬运段的与所述基板搬运段的第一侧相对的第二侧。
条款6.根据条款1至5中任一项所述的沉积设备,进一步包括:对准系统,所述对准系统被配置成相对于所述基板支撑件移动基板;以及销阵列,所述销阵列用于在所述基板支撑件上方支撑基板并且在所述基板支撑件上传送所述基板。
条款7.根据条款1至6中的任一项所述的沉积设备,所述基板支撑件、所述致动器、所述基板掩模、所述至少一个屏蔽件、所述对准系统和所述销阵列中的一个或多个与所述底盖组件耦接,以便在所述运输单元致动时可与所述底盖组件一起移动。
条款8.一种用于在基板处理系统中进行大面积基板处理的沉积设备,包括:真空腔室,所述真空腔室包括:源框架段;上盖组件,所述上盖组件在所述源框架段上方并且可从所述源框架段拆卸下来;以及基板搬运段,所述基板搬运段在所述源框架段下方,所述基板搬运段具有被配置成装载和卸载基板的第一狭缝开口,所述第一狭缝开口在所述基板搬运段的第一侧处;所述沉积设备进一步包括:源支撑组件,所述源支撑组件包括:第一组阴极驱动单元,所述第一组阴极驱动单元的每个阴极驱动单元被配置成旋转水平圆柱形溅射阴极;以及第二组阴极驱动单元,所述第二组阴极驱动单元的每个阴极驱动单元被配置成旋转水平圆柱形溅射阴极,所述第一组阴极驱动单元和所述第二组阴极驱动单元耦接至所述真空腔室的所述源框架段;所述沉积设备进一步包括:基板支撑件,所述基板支撑件在所述基板搬运段内;以及致动器,所述致动器朝向所述源框架段或所述上盖组件耦接至所述基板支撑件。
条款9.根据条款8所述的沉积设备,其中所述第一组阴极驱动单元处于与所述第二组阴极驱动单元不同的高度。
条款10.根据条款8至9中任一项所述的沉积设备,其中所述第一组阴极驱动单元被设置在所述源框架段的与所述基板搬运段的第一侧相对的一侧。
条款11.根据条款10所述的沉积设备,其中所述源支撑组件进一步包括:与所述第一组阴极驱动单元相对的第一组阴极轴承。
条款12.根据条款8至11中任一项所述的沉积设备,所述源支撑组件进一步包括:第一组磁控管驱动单元,每个磁控管驱动单元被配置成在所述水平圆柱形溅射阴极内以一定角度移动磁控管。
条款13.根据条款8至12中任一项所述的沉积设备,其中所述源支撑组件进一步包括:多个阳极。
条款14.根据条款8至13中任一项所述的沉积设备,进一步包括一个或多个选自由以下各者构成的组的电源:直流电源;脉冲直流电源;和双极脉冲电源。
条款15.根据条款8至14中任一项所述的沉积设备,进一步包括:基板掩模,所述基板掩模在所述基板搬运段内;以及至少一个屏蔽件,所述至少一个屏蔽件在所述基板搬运段内;以及维护区域,所述维护区域具体地设置在所述基板搬运段的与所述基板搬运段的第一侧相对的第二侧,其中所述维护区域被配置成至少接收所述基板掩模和所述至少一个屏蔽件。
条款16.根据条款15所述的沉积设备,其中所述基板搬运段牢固地耦接至所述源框架段或与所述源框架段一体地形成,并且其中所述基板搬运段具有第二狭缝开口以插入维护推车的臂,所述第二狭缝开口在所述基板搬运段的第二侧。
条款17.根据条款15所述的沉积设备,其中所述基板搬运段包括:一个或多个侧壁,所述一个或多个侧壁牢固地耦接至所述源框架段或与所述源框架段一体地形成;以及底盖组件,所述底盖组件可从所述一个或多个侧壁拆卸下来。
条款18.根据条款17所述的的沉积设备,其中所述底盖组件可移动到所述维护区域中。
条款19.根据条款17至18中任一项所述的沉积设备,其中所述底盖包括:运输单元,所述运输单元被配置成在所述源框架段下方的第一位置与所述维护区域中的第二位置之间水平地移动所述底盖,反之亦然。
条款20.根据条款19所述的沉积设备,其中所述运输单元具有升降功能,以竖直地移动所述底盖组件。
条款21.根据条款17至20中任一项所述的沉积设备,进一步包括:对准系统,所述对准系统被配置成相对于所述基板支撑件移动基板;以及销阵列,所述销阵列用于在所述基板支撑件上方支撑所述基板并且在所述基板支撑件上传送基板。
条款22.根据条款17至21中任一项所述的沉积设备,所述基板支撑件、所述致动器、所述基板掩模、所述至少一个屏蔽件、所述对准系统和所述销阵列中的一个或多个与所述底盖组件耦接,以在所述运输单元致动时与所述底盖组件一起移动。
条款23.根据条款17至21中任一项所述的沉积设备,所述基板支撑件、所述致动器、所述基板掩模、所述至少一个屏蔽件、所述对准系统和所述销阵列中的四个或更多个耦接至所述底盖组件,以在所述运输单元致动时与所述底盖一起可移动。
条款24.一种用于大面积基板的基板处理系统,包括:传送腔室;根据条款1至23中的任一项所述的并耦接至所述传送腔室的一个或多个沉积设备;以及一个或多个装载锁定腔室,所述一个或多个装载锁定腔室耦接至所述传送腔室。
条款25.根据条款24所述的基板处理系统,其中所述传送腔室具有矩形、五边形或六边形的形状。
条款26.根据条款24至25中任一项所述的基板处理系统,其中所述传送腔室具有4个或更多个狭缝开口。
条款27.根据条款24至26中任一项所述的基板处理系统,进一步包括:至少部分地与所述传送腔室一起设置的机械手,所述机械手具有可移动到相邻腔室的机械臂。
条款28.一种维护用于大面积基板处理的沉积设备的方法,所述沉积设备具有真空腔室,所述真空腔室具有面向传送腔室的第一狭缝开口,所述方法包括:将基板掩模和至少一个屏蔽件向所述真空腔室的与所述第一狭缝开口相对的一侧移动;对所述基板掩模和所述至少一个屏蔽件进行维护;以及将所述基板掩模和所述至少一个屏蔽件向所述第一狭缝开口移动。
条款29.根据条款28的方法,其中通过移动所述真空腔室的下盖组件来移动所述基板掩模和所述至少一个屏蔽件。
条款30.根据条款29所述的方法,进一步包括:将基板支撑件、耦接至所述基板支撑件的致动器、对准系统和销阵列中的一个或多个与所述真空腔室的底盖组件一起移动。
条款31.根据条款28至30中任一项所述的方法,进一步包括:从所述真空腔室移除所述真空腔室的上盖组件;以及从所述真空腔室的顶部拆卸第一溅射阴极。
条款32.根据条款31所述的方法,进一步包括:在移动所述下盖组件后,在所述真空腔室下方安装维护平台;以及从所述真空腔室的底部进一步拆卸溅射阴极。
条款33.一种制造光电装置层的方法,所述方法包括:将大面积基板装载在至少部分地设置在中央传送腔室中的机械手的机械臂上;将所述大面积基板传送到根据条款1至23中任一项所述的沉积设备中;以及在所述大面积基板上溅射材料层。
鉴于上文所述,通过本公开内容的实施方式能够提供以下一个或多个优点。能够提供向下溅射在基板上的可旋转溅射阴极阵列。能够提供包括基板温度控制的应用,如上所述,具体是在静态沉积工艺中,在基板支撑件上支撑的基板上向下溅射的可旋转溅射阴极水平阵列,并且具有用于增强基板冷却的ESC。能够根据部件维护周期的长短提供对沉积设备部件的接取。能够提供对沉积设备的方便接取,并且能够改善维护。
尽管上述内容是针对本公开内容的实现方式,但在不脱离其基本范围的情况下,可以设计出本公开内容的其他和进一步实现方式,并且其范围由所附权利要求书确定。
Claims (19)
1.一种用于在基板处理系统中进行大面积基板处理的沉积设备,包括:
真空腔室;
可旋转溅射阴极水平阵列,所述可旋转溅射阴极水平阵列被配置成具有圆柱形靶材,所述可旋转溅射阴极水平阵列设置在所述真空腔室中;和
基板支撑件,所述基板支撑件在所述真空腔室内、处于所述可旋转溅射阴极水平阵列下方,并且被配置用于使所述可旋转溅射阴极水平阵列向下溅射在所述基板支撑件上的基板上的静态沉积工艺。
2.根据权利要求1所述的沉积设备,其中所述基板支撑件包括:
基板支撑主体,所述基板支撑主体具有用于支撑所述基板的前侧和与所述前侧相对的后侧;和
吸盘组件,所述吸盘组件设置在所述基板支撑主体中或所述基板支撑主体的所述后侧处。
3.根据权利要求2所述的沉积设备,其中所述基板支撑件进一步包括:
气体导管;
多个第一开口,所述多个第一开口在所述基板支撑主体的所述前侧中,连接至所述气体导管。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的沉积设备,其中所述基板支撑件进一步包括:
温度传感器,所述温度传感器被配置成测量基板温度。
5.根据权利要求4所述的沉积设备,其中所述温度传感器至少部分地设置在所述基板支撑主体中。
6.根据权利要求4至5中任一项所述的沉积设备,进一步包括:
气源,所述气源连接至所述气体导管;和
控制器,所述控制器连接至所述温度传感器并且连接至所述气源,以基于所述基板温度调节所述气源。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的沉积设备,其中所述真空腔室包括:
源框架段;
上盖组件,所述上盖组件在所述源框架段上方并且可从所述源框架段拆卸下来;和
基板搬运段,所述基板搬运段在所述源框架段下方,所述基板搬运段具有被配置成装载和卸载基板的第一狭缝开口,所述第一狭缝开口在所述基板搬运段的第一侧处;
所述沉积设备进一步包括:
源支撑组件,所述源支撑组件设置在所述源框架段内,以支撑所述可旋转溅射阴极水平阵列;
基板支撑件,所述基板支撑件在所述基板搬运段内;和
致动器,所述致动器耦接至所述基板支撑件,以将所述基板支撑件朝向所述源框架段或所述上盖组件移动,其中所述基板搬运段包括:
一个或多个侧壁,所述一个或多个侧壁牢固地耦接至所述源框架段或与所述源框架段一体地形成;和
底盖组件,所述底盖组件可从所述一个或多个侧壁拆卸下来。
8.根据权利要求7所述的沉积设备,其中所述底盖可移动到维护区域中。
9.根据权利要求8所述的沉积设备,其中所述底盖包括:
运输单元,所述运输单元被配置成在所述源框架段下方的第一位置与所述维护区域中的第二位置之间水平地移动所述底盖,反之亦然。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的沉积设备,进一步包括:
销阵列,所述销阵列用于在所述基板支撑件上方支撑所述基板并且在所述基板支撑件上传送所述基板。
11.根据权利要求10所述的沉积设备,其中所述基板支撑件、所述致动器、基板掩模、至少一个屏蔽件、对准系统和所述销阵列中的一个或多个耦接至所述底盖组件,以便在所述运输单元的致动时可与所述底盖组件一起移动。
12.一种用于大面积基板的基板处理系统,包括:
传送腔室;
根据权利要求1至11中任一项所述的并耦接至所述传送腔室的一个或多个沉积设备;和
一个或多个装载锁定腔室,所述一个或多个装载锁定腔室耦接至所述传送腔室。
13.一种制造电子装置层的方法,所述方法包括:
将大面积基板装载在至少部分地设置在中央传送腔室的机械手的机械臂上;
将所述大面积基板传送到根据权利要求1至11中任一项所述的沉积设备中;和
在所述大面积基板上溅射材料层。
14.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
在溅射期间将所述基板冷却到200℃或以下的温度,具体是100℃或以下,更具体是80℃或以下。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述层是沉积在有机层上方的金属层,具体是用于触摸屏面板的金属层。
16.根据权利要求14所述的方法,其中所述层是铜层,其具有900nm或以上的厚度,具体是1.1μm或以上。
17.根据权利要求14所述的方法,其中所述层是铜层,其具有3μm或以上的厚度,具体是7μm或以上,更具体是10μm或以上。
18.一种显示装置,包括:
背板,所述背板设置在基板上,所述背板具有用于驱动显示结构的多条线以及通过驱动所述显示结构来寻址的像素电极;
一个或多个有机层,用于在驱动所述像素电极时发射光;
触摸屏面板,所述触摸屏面板通过溅射设置在所述一个或多个有机层的上方。
19.一种显示装置,包括:
设置在基板上的背板,所述背板具有用于驱动显示结构的多条线以及通过驱动所述显示结构来寻址的像素电极,其中所述背板包括溅射的铜线,其具有1μm或以上的厚度。
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