CN1961095A - 用以沉积低温无机膜层至大型塑胶基板上的方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种用以沉积低温无机膜层至大型塑胶基板上的方法及其设备。低温(＜80℃)无机膜层无法与塑胶基板黏附得很好。因此，添加一低温(＜80℃)等离子前处理，来改善其黏附性。经过等离子前处理的无机膜层显示出良好的黏附性与不透气性。

Description

用以沉积低温无机膜层至大型塑胶基板上的方法及其设备
技术领域
本发明实施例大致是关于以化学气相沉积法沉积一薄膜层的方法。详言之，是关于在大面积塑胶基板上沉积低温无机膜层的方法及设备。
现有技术
近年来，由于有机发光二极体(OLED)显示器具有反应时间快、观赏视角大、高对比、重量轻、低耗电及可于各式基板上操作等优点，因此较液晶显示器(LCDs)更常被用于各种显示应用中。自从1987年C.W.Tang及S.A.Slyke两人指出可从一双层的有机发光元件中有效率地发出电致冷光(electroluminescence，EL)之后，有机发光二极体(OLED)显示器已成为LCD显示器最主要的竞争者。已知有多种有机材料在包括蓝光区的可见光光谱范围内，具有极高的萤光光子效应，某些区域甚至趋近100％。因此，有机材料是可用于多色显示器应用的理想材料。但是，由于将电荷注入至单层有机结晶中需使用到高电位的问题，却使得有机EL元件的研发停滞不前。C.W.Tang及S.A.Slyke两人发现的一双层有机材料(其与夹在两注射电极间的单层有机材料不同)，只有一层能进行单极传送(电洞)，另一层则用来发出电致冷光，如此可降低操作电位，因此使得OLED的应用变为可行。
在发现双层OLED之后，OLED中的有机层已演进成为多层结构，其中的每一层均具有一不同功能。该OLED单元结构是由夹在一透明阳极与一金属阴极间的一叠有机层所组成。图1绘示出构筑在一基板101上的一OLED元件结构的实例。在一透明阳极层102被沉积在该基板101上之后，在该阳极层102上沉积一叠有机层。该有机层可包含一注入电洞层103、一传送电洞层104、一发射层105、一传送电子层106及一注入电子层107。须知在建构一OLED单元时，并非全部5层有机材料都需要。揭示在1987年Applied Physics Letter(51)，913页以下的该双层OLED元件，只包括一传送电洞层104及一发射层105。在完成有机层的沉积之后，在该叠有机层顶部沉积一金属阴极108。当一适当电位110(典型情况是几伏特)被施加至该OLED单元时，所注入的正电荷与负电荷会在该发射层105中重新结合，而产生光120(即，电致冷光)。该有机层的结构以及所选择的阳极与阴极是用来使发散层中的再结合步骤最大化，因而能将从OLED元件所发出的光最大化。
早期研究显示OLEDs的使用寿命相当短，特征是EL效率降低及驱动电位升高。OLEDs劣化的主要原因是纳入水分或氧气而形成的不发光的暗点(non-emissive dark spots)。该发射层通常是由8-羟基喹啉铝(Alq3)(参见图2所示的化学式)所制成。已知暴露在潮湿环境下会在一初始的非晶层上诱发产生Alq3结晶结构。在Alq3层中产生的结晶团会使阴极出现分层现象，因而造成会随者使用期限而生成的不发光的暗点。
因此，亟需一种可在大型塑胶基板上沉积钝化层的方法，且所沉积的钝化层具有可保护其下OLED元件的良好的不透气性与黏附性。
发明内容
因此，本发明实施例是关于一种可沉积低温无机膜层至基板上的方法及设备。在一实施例中，一种用以沉积无机膜层至基板上的低温薄膜层沉积方法包含下列依序执行的步骤：将基板置放在沉积制程室中；在该基板上执行等离子处理制程；并在低于80℃的温度下沉积无机膜层至该基板上。
在另一实施例中，一种用以沉积低温无机膜层至基板上的方法包含下列依序执行的步骤：将基板置放在沉积制程室中；在该基板上执行等离子处理制程；并在低于80℃的温度下以一气体混合物来沉积无机膜层至该基板上，该气体混合物是选自由一含硅气体、NH3、一含氮气体、一含氧气体及其的组合所构成的群组中。
在另一实施例中，一种用以沉积钝化膜层(a passivation film)至基板上的低温薄膜层沉积方法包含下列依序执行的步骤：将基板置放在沉积制程室中；在该基板上执行等离子处理制程；并在低于80℃的温度下沉积钝化膜层至该基板上。
在另一实施例中，一种设备，其包含沉积制程室；用以支撑一塑胶基板的基板支撑，其是位于该沉积制程室中；RF电源，其是耦接至该制程室中，用以提供等离子气体于该该制程室中；气体源，用以提供无机气体至该制程室中；控制器，用以控制该基板的温度至低于约80℃，以于其上沉积出无机膜层。
附图说明
图1显示一OLED元件的截面示意图；
图2示出8-羟基喹啉铝(Alq3)的化学结构图；
图3示出一具有不透气层沉基于其上的基本OLED元件的截面示意图；
图4示出二胺的化学结构；
图5示出在一处理室中于一基板上沉积一薄膜层的流程图；
图6示出具有本发明一实施例的一气体分散板组件的一处理室的截面示意图。
主要元件符号说明
101、201    基板            102、202    透明阳极层
103         注入电洞层      104、204    传送电洞层
105、205    发射层          106         传送电子层
107         注入电子层      108         金属阴极
110         电位
208         顶部电极        209         钝化层
600         等离子强化化学气相沉积系统
602         处理室          604         气体源
606         壁              608         底部
610         盖组件          612         处理空间
614         抽吸气室        618         气体分配板组件
620    内表面          626    底表面
628    孔洞            630    支撑表面
632    加热器          634    上表面
638    基板支撑组件    640    玻璃基板
642    柱              646    风箱
648    限制阴影框648   650    聚升销
654    举升板          658    扩散板
660    悬挂板          662    气体通道
674    电源            680    入口端口
682    清洁气体源
具体实施方式
本发明大致是关于在一种在大面积塑胶基板上沉积低温膜层的方法及设备。本发明可应用至位于塑胶基板上的任一种元件，例如OLED、无机TFT、太阳能电池等等。该基板可以是可供半导体晶圆制造用的圆形，或可供平面面板显示器制造用的多边形，例如长方形。该可供平面面板显示器用的长方形基板表面积一般来说相当大，例如至少约300毫米×400毫米(或120,000平方毫米)。
以下将参照一设计来处理大型基板的等离子强化化学气相沉积系统来阐述本发明，例如，美国应用材料公司所出售的等离子强化化学气相沉积(PECVD)系统。但是，须知本发明也可应用在其他化学气相沉积系统中或其他膜层沉积系统中，包括那些设计来处理圆形基板的系统。
等离子强化化学气相沉积(PECVD)膜层，70年代即已开发出例如氮化硅(SiN)、氧氮化硅(SiON)及氧化硅(SiO)等膜层，其是可在一硅积体电路晶片的平坦部分进行金属化时上，作为该金属化制程的有效钝化层。自那时起，SiN、SiON及SiO膜层即被应用在塑胶包埋微电路的电子封装上，作为一种可有效阻绝空气、水气及腐蚀性离子的阻障层。SiN及SiON对抗空气、水气的效果特别好且具有良好不透气性。沉积一具有不透气性的钝化层于该OLEDs顶部，可大幅减轻目前具有不发光暗点的问题，并延长元件寿命。很重要的是无机层中残存的水气也会加速该Alq3的结晶过程，即使在包埋的元件中亦然。所沉积的该钝化层可包含多层膜层。
因考量该无机膜层热安定性的问题，应保持该钝化层的沉积过程在低温下进行，例如低于约80℃。除了良好的不透气性外，该钝化层也需要能与塑胶基板紧密地黏合，以确保膜层不会自该基板表面剥离及让水气和空气渗入而劣化其下原本具钝化性质的元件。
图3显示一OLED元件的基本结构。透明阳极层202被沉积在基板201上，该基板可以是由玻璃或塑胶制成，例如聚乙烯苯对二甲酸酯(PET)或聚乙烯萘酯(PEN)。该透明阳极层202的实例之一是一种厚度在200至2000间的铟-锡-氧化物(ITO)。在该透明阳极层202顶部沉积有传送电洞层204。该传送电洞层204的实例包括：二胺(参见图4所示的化学结构)，其是一种具有萘基取代基的联苯胺(NBP)衍生物；及N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺(TPD)，厚度在200至1000间。可以热式挥发法，于低于2×10-6的压力下，自一真空室中有隔板的Mo熔炉中将TPD沉积到基板上。
在沉积该该传送电洞层204之后，接着沉积一发射层205。该发射层205的材料典型是属于萤光金属螯合复合物类型。范例的一是8-羟基喹啉铝(Alq3)。该发射层205的厚度一般在200至1,500间。在该发射层205的沉积之后，将该有机层加以图案化。之后，沉积并图案化一顶部电极208。该顶部电极208可以是一种金属、一种金属混合物或一种金属合金。该顶部电极208的实例之一是一种由镁、银及铝所组成的合金，其厚度一般在1,000至3,000间。
建构完该OLED元件后，即可开始沉积一钝化层209。具有不透气性质的钝化层的例子包括厚度在300至5,000间的SiN及SiON。
基于该无机膜层热安定性的考量，应保持该钝化层的沉积过程在低温下进行，例如低于约80℃。可通过在约400瓦至约2000瓦间的RF功率，压力约0.5托耳至约5.0托耳、气体扩散板与基板表面间距离约0.4英寸至1.1英寸间，及沉积温度介于约40℃至约80℃之间，流入一流速约在100sccm至约500sccm间的含硅气体(例如，SiH4)、一流速约在100sccm至约500sccm间的含氮气体(例如，NH3)和/或流速约在2,000sccm至约6,000sccm间的另一含氮气体(例如，N2)，来沉积出一SiN层。接者，可通过在约400瓦至约2,000瓦间的RF功率，压力约0.5托耳至约5.0托耳、气体扩散板与基板表面间距离约0.4英寸至1.4英寸间，及沉积温度介于约40℃至约80℃间下，流入一流速约在50sccm至约500sccm间的含硅气体(例如，SiH4)、一流速约在200sccm至约2,000sccm间的含氧气体(例如，N2O)、和流速约在3000sccm至约6,000sccm间的另一含氮气体(例如，N2)，来沉积出一SiON层。通过在约1,000瓦至约4,000瓦间的RF功率，压力约O.5托耳至约5.0托耳、气体扩散板与基板表面间距离约0.4英寸至1.1英寸间，及沉积温度介于约40℃至约80℃间下，流入一流速约在100sccm至约600sccm间的含硅气体(例如，SiH4)、一流速约在5,000sccm至约15,000sccm间的含氧气体(例如，N2O)，来沉积出一SiO层。
低温不透气膜层沉积的一项重要议题是其与诸如PET或PEN基板间的黏附性强弱。若钝化层与基板间没有良好的黏附性时，所沉积的钝化层将可很容易地自基板剥离而丧失其不透气性质。在钝化层沉积前先施以等离子处理可改善其黏附性。由于考虑到其下的有机膜层的热不安定性的缘故，因此所施加的等离子处理制程需在低温(＜80℃)下进行。将具有沉积层的基板浸泡在一压力锅中的沸腾热水(约110～120℃)内约99分钟，以在严厉含水状况下挑战膜层的完整性与黏附性，之后以肉眼检视法及胶带剥离测试法(Scotch tape peeling test)进行测定。该压力锅是一种法博(Farbeware)压力锅(Salton lncorporated of Lake Forest，Illinois)。以肉眼检视来侦知整体黏附性问题。如果黏附性“不佳(poor)”，沉积膜层会自基板剥离，会在部分基板上或整个基板表面形成气泡，或看起来雾雾的，而不是透明且光亮的。胶带剥离测试法是在沉积膜层通过肉眼检视后才执行。将一小段黏性胶带的黏性侧放在基板表面上，之后将该胶带自基板表面撕掉。如果黏性性质属“良好(good)”的话，该胶带可在不造成沉积膜层损失的情况下被撕掉。如果黏附性“不够好(not good enough)”，则该沉积膜层会从基板表面剥离并与撕下来的胶带一起脱离。当沉积膜层通过肉眼检视，但却无法通过胶带剥离测试法时，则将该黏性性质称为“普通(fair)”。
表1示出沉积在PET塑胶基板上的各种不经等离子处理的钝化层的沉积条件。所有的膜层在浸泡于沸水下2小时后，以肉眼检视后，均表现出对PET基板黏附性“不佳(poor)”的情况。黏附性“不佳(poor)”意指在压力锅处理之前或之后，肉眼可看出膜层自基板表面剥离，或膜层看起来「雾雾的(foggy)」。一种对基板具有良好黏附性的介电层，其在基板表面上应该看起来是透明且光亮的，且能使基板产生反射。表1中所有的膜层都是在60℃下沉积而成，其厚度约1,000。
表1所示为没有等离子处理下对PET表现出黏附性「不佳(poor)」的各
                        种钝化层的沉积条件
  膜层   SiH4(sccm)   NH3(sccm)   N2O(sccm)   N2(sccm)   RF(瓦)   压力(托耳)   间距(英寸)
  SiN   250   300   5500   900   2.1   0.9
  SiON-1   150   750   4500   1150   1.9   0.7
  SiON-2   200   750   4500   1150   1.9   0.7
  SiON-3   250   750   4500   1150   1.9   0.7
  SiON-4   300   750   4500   1150   1.9   0.7
  SiO-1   90   7000   1300   1.5   1
  SiO-2   330   8000   2000   2.0   0.7
表1中不经等离子处理而沉积的SiN、SiON、及SiO膜层其不佳的黏附性显示下述的等离子前处理可改善沉积膜层与基板间的黏附性。图5显示沉积一钝化层的流程及在沉积前施以等离子处理的步骤。步骤510描述在基板上形成OLED元件的制程。之后，在步骤520中，将基板放在沉积制程室中。在沉积一钝化层之前，于步骤530中，使基板经过一等离子处理来提高该钝化层与基板之间的黏附性。在等离子处理步骤530之后，该基板可在步骤540中接受一钝化层的沉积。惰性气体的例子包括氩、氦、氖、氪及氙，及其的组合，其中又以氩气与氦气最常用。
可以一诸如氩、氦、氖、氪及氙之类的惰性气体，一诸如氢气或氨气之类的含氢气体，一诸如氮气或氨气之类的含氮气体，或该些气体的混合物，来实施等离子处理。该等离子处理气体的流速介于500sccm至约4,000sccm间，压力则介于0.1托耳至5托耳间。基板与气体扩散板间的距离在约0.4英寸至约1.4英寸间。等离子电力介于约400瓦至约3,000瓦间。该等离子处理时间约在2秒至约10分钟之间。会影响等离子处理的参数包括：沉积膜层种类、基板材料、制程气体种类、制程气体流速、压力、基板与气体扩散板间的距离、等离子电力高低及等离子处理时间。可在原位(in-situ)或非-原位(ex-situ)(即，远端)产生该等离子。等离子电源可以是一种RF功率或微波功率。
表2显示氩气等离子处理时间对改善PET基板上SiN层的黏附性的效应。该SiN层是于250sccm的SiH4、300sccm的NH3、5,500sccm的N2、900瓦RF功率、2.1托耳压力、基板与气体扩散板间距离0.9英寸及60℃的温度下沉积而成，其厚度约5,000。该氩气等离子前处理是在1,500sccm的氩气、1.2托耳压力、基板与气体扩散板间距离1英寸及60℃的温度下进行。
表2黏附性为等离子处理电力与时间的函数
  RF(瓦)   处理时间(秒)   黏附性
  0   0   不佳
  1000   60   普通
  1000   90   良好
  1000   120   良好
  1000   180   良好
  1800   30   良好
  1800   60   良好
  750   120   良好
  750   240   普通
表2的资料显示在750瓦RF功率下进行等离子前处理约120秒可获得良好的黏附性，但等离子前处理时间若长达240秒，则反而会使黏附性劣变从“良好”成为“普通”。黏附性“良好”表示无论是以肉眼检视或以胶带剥离测试，均无法在基板表面上发现任何膜层剥离情况。黏附性“普通”表示该具有沉积层的基板可通过肉眼检视法测试，但无法通过胶带剥离测试。所有具有沉积层的基板都先被浸泡在压力锅的沸水中约99分钟。结果显示，等离子处理时间愈长并不永远可获得最佳的黏附性效果。表2结果显示1000瓦下的制程视窗已足够宽，因为从90秒至180秒的处理均可得良好的黏附性。至于1800瓦，良好黏附性结果只出现在30秒及60秒的处理下。
表3显示氩气等离子对改善厚约5000的两SiON膜层、SiON-2及SiON-4膜层的黏附性的效应。两SiON膜层均是在于750sccm的N2O、4500sccm的N2、1150瓦RF功率、1.9托耳压力、基板与气体扩散板间距离1.0英寸及60℃的温度下沉积而成。SiON-2是以200sccm的SiH4沉积而成，SiON-4膜层则是以300sccm的SiH4沉积而成。该氩气等离子前处理是在1,500sccm的氩气、1.2托耳压力、基板与气体扩散板间距离1英寸及60℃的温度下进行。
表3示出氩气等离子前处理对两种类型膜层的黏附性的影响
  膜层种类   RF(瓦)   处理时间(秒)   黏附性
  SiON-2   1000   90   普通
  SiON-4   1000   90   PET上的SiON-4层看起来“雾雾的”
表3的结果显示该氩气等离子前处理只会对SiON-2膜层造成黏附性普通的结果，表示该SiON-2膜层没有通过胶带剥离测试。至于SiON-4层则出现“雾雾的”结果，表示肉眼检测的结果不佳。
除了氩气等离子前处理外，也在SiON层上测试了氢气等离子处理的效果。表4显示氢气等离子处理时间对改善厚约5000的三层SiON层、SiON-2、SiON-3、及SiON-4的黏附性的效应。三层SiON膜层均是在于750sccm的N2O、4,500sccm的N2、1150瓦RF功率、1.9托耳压力、基板与气体扩散板间距离0.7英寸及60℃的温度下沉积而成。SiON-2是以200sccm的SiH4沉积而成，SiON-3是以250sccm的SiH4沉积而成，SiON-4膜层则是以300sccm的SiH4沉积而成。该氢气等离子前处理是在1,500sccm的氢气、1.5托耳压力、基板与气体扩散板间距离1英寸及60℃的温度下进行。
表4示出氢气等离子处理对三种类型SiON膜层的黏附性的影响
  膜层种类   RF(瓦)   间距(英寸)   处理时间(秒)   黏附性
  SiON-2   1500   1.5   120   PET上的SiON-2层看起来“雾雾的”
  SiON-3   1000   1   180   良好
  SiON-3   2000   1   90   良好
  SiON-4   1500   1   120   良好
1,500瓦RF功率且基板与气体扩散板间距离1.5英寸下，以氢气等离子处理120秒可造成PET基板上的SiON-2膜层出现“雾雾的”结果。在1,000及2,000瓦RF功率且间距1英寸下，以氢气等离子处理90秒及180秒可造成PET基板与SiON-3膜层间具有良好的黏附性。SiON-4膜层在1,500瓦RF功率且间距1英寸下，以氢气等离子处理120秒，同样也可造成良好的黏附性结果。
上述这些结果显示以诸如氩气之类的惰性气体或诸如氢气之类的含氢气体进行等离子前处理，可改善诸如SiN、SiON或SiO之类的钝化层，在诸如PET之类的塑胶基板上具有良好的黏附性。此处的资料只显示出以等离子处理来改善无机钝化层与塑胶基板间的黏附性的可行性。沉积膜层种类、基板材料、等离子处理气体种类、等离子处理气体流速、等离子电力高低、等离子压力、基板与气体扩散板间的距离及等离子处理时间长短均会影响等离子处理及黏附性质。
除了良好的黏附性外，用来保护OLED的钝化层也须具备不透气性。表5比较一SiON层与一SiN层之间的氧气通透性。该SiN层是以250sccm的SiH4、300sccm的NH3、5,500sccm的N2、900瓦RF功率、2.1托耳压力、基板与气体扩散板间距离0.9英寸及60℃的温度下沉积而成，其厚度约5,000。在沉积该SiN层之前，该PET塑胶基板是先经过氩气等离子的前处理。该氩气等离子前处理是在1,500sccm的氩气、1000瓦RF功率、1.2托耳压力、基板与气体扩散板间距离1英寸及60℃的温度下进行约120秒。所沉积出来的SiN层经过浸泡在压力锅中的沸水99分钟后，通过肉眼检测及胶带剥离测试两种测试法。该SiON-5膜层是于130sccm的SiH4、750sccm的N2O、4,500sccm的N2、1150瓦RF功率、1.9托耳压力、基板与气体扩散板间距离0.7英寸及60℃的温度下沉积而成，其厚度约5,000。在沉积该SiON-5膜层之前，该PET塑胶基板是先经过一氢气等离子处理。该氢气等离子前处理是在1,500sccm的氢气、1500瓦RF功率、1.5托耳压力、基板与气体扩散板间距离1英寸及60℃的温度下进行约120秒。所沉积出来的SiO-5层经过浸泡在压力锅中的沸水99分钟后，通过肉眼检测及胶带剥离测试两种测试法。该SiO-5层也可在85℃、85％湿气下(85％/85℃)残存100小时。该SiO-5层的沉积速率约为872/分钟，应力则为-0.5×109达因/平方公分。
表5SiN膜层与SiON-5膜层间的氧气通透性比较
  膜层   25℃下、每天的氧气通透性
  SiN   0.2618立方公分/平方公尺·天
  SiON-5   0.1164立方公分/平方公尺·天
氧气通透性测试是以OX-TRAN(一种氧气通透性及穿透性测试系统(Mocon Inc.of Minneapolis，Minnesota))来测量。该测量是在25℃下于沉积在PET基板上约5,000的膜层上测试。结果显示SiN层与SiON-5层均具有极低的氧气通透性。该SiON-5层的氧气通透性较SiON-5层为低。
除了氧气通透性测试外，也测量SiON-5层的水分通透性。水分通透性测试是以PERMATRAN-W(一种水蒸气通透性及穿透性测试系统(Mocon Inc.of Minneapolis，Minnesota))来测量。在PET基板上约10,000的膜层上所测得的水蒸气穿透速率(water vapor transmission rate，WVTR)是13.3克/平方公尺·天。除了收集WVTR数据外，可通过比较将基板浸泡在法博压力锅的沸水中30小时之前与之后，SiON-5层折射率(RI)与厚度来执行严紧水气通透性测试。由于要在硅基板上量测厚度与RI并不容易，该测量是通过量测一硅基板上沉积的SiON-5层的折射率与厚度来达成。表6示出SiON-5层在进入压力锅之前与之后的折射率与厚度。
表6 SiON-5层在压力锅内30小时之前与之后的折射率与厚度
  压力锅内30小时之前   压力锅内30小时之后   变化％(之后-之前/之前)
  厚度()   10458   10661   1.94％
  RI   1.422   1.4146   0.54％
结果显示在严紧水气通透性测试后，其折射率与厚度的变化均极小。上述结果显示诸如SiN或SiON之类的低温钝化层，施以一等离子前处理，可改善其黏附性与不透气性。
图6示出一等离子强化化学气相沉积系统600(可购自美国应用材料公司的分公司，AKT)的截面示意图。该系统600大致包括耦接至气体源604的处理室602。该处理室602具有多个壁606及底部608，用以部分界定出处理空间612。该处理空间612典型可由位于壁606上的端口(未示出)来进出，以帮助移动基板640进出该处理室602。该多个壁606及该底部608典型是由单一铝块材或其他可与制程相容的材料所制成。该多个壁606可支持盖组件610，该盖组件610中含有抽吸气室614以耦接该处理空间612至排气端口(其包括各种抽吸组件，未示出)。
一控温的基板支撑组件638是放置在处理室602中央。该支撑组件638可于处理期间支撑玻璃基板640。在一实施例中，该基板支撑组件638包含一铝制主体624，其包纳至少一埋设于其中的加热器632。位在支撑组件638中的该加热器632(例如电阻式元件)，是被耦接至一选择性使用的电源674上以控制加热该支撑组件638及位于该组件638上的玻璃基板640至一预设温度。典型情况是，在一CVD制程中，该加热器632可维持玻璃基板640在一约150℃至约460℃的均匀温度下，视所欲沉积的材料的制程参数而定。
一般来说，该基板支撑组件638具有一底表面626及一上表面634。该上表面634可支撑该玻璃基板640。该底表面626具有一耦接至该表面的柱642。该柱642可耦接该支撑组件638至一举升系统(未示出)，该举升系统是可移动该支撑组件638于一升高的处理位置(如图上所示)及一较低位置之间，以帮助传送基板进出该处理室602。该柱642还额外提供介于该支撑组件638及系统600其他组件之间的一种电及热耦的管道。
一风箱646是耦接于该支撑组件638(或该柱642)与该处理室602的底部608之间。该风箱646可在帮助该支撑组件638垂直移动的同时，于该处理空间612与该处理室602的外的气压间提供一真空密闭效果。
该支撑组件638一般是接地，使得由一电源622提供至一位在该盖组件610与该基板支撑组件638间的气体扩散板618(或位于该室盖组件中或靠近该组件的其他电极)的该RF功率供给可激发存在于该处理空间612中(位于该基板支撑组件638与该气体扩散板618间)的气体。来自电源622的RF功率一般是选择可符合基板大小者，以驱动该化学气相沉积制程。
该支撑组件638还可支撑一限制阴影框648。一般来说，该阴影框648可防止该玻璃基板640边缘及支撑组件638出现沉积，使得基板不会黏在该支撑组件638上。该支撑组件638具有数个贯穿其中的孔洞628，用以接受数个举升销650。该等举升销650典型包含陶瓷或阳极化铝。该等举升销650可以一额外的举升板654相对该支撑组件638而被致动以自该支撑表面630突出，藉以将基板置放在离该支撑组件638一段距离之处。
该盖组件610可提供相距该处理空间612的一上方界线。该盖组件610典型可被移除或打开以服务该处理室602。在一实施例中，该盖组件610是由铝制成。
该盖组件610包含一形成于其中的抽吸气室614，其是耦接制一外部的抽吸系统(未示出)。该抽吸气室614是用来联通气体及均依地处理来自处理空间612及离开处理室602的制程副产物。
该盖组件610典型包括一入口端口680，由气体源604所供应的气体是由该入口端口680被引入至该处理室602中。该入口端口680也被耦接到一清洁气体源682上。该清洁气体源682典型可提供一清洁剂，例如解离的氟，将其引入至该处理室602中以移除沉积的副产物及处理室硬体上(包括气体分配板组件618)的沉积膜层。
该气体分配板组件618是耦接到该盖组件610的一内表面620上。该气体分配板组件618典型是设计成可实质依循该玻璃基板640的轮廓，例如大面积基板的多边形或晶圆的圆形等。该气体分配板组件618包括一孔状表面616，由气体源614供应的制程气体及其他气体可被传送通过其中而抵达处理空间612。该气体分配板组件618的孔状表面616是被设计成能提供气体均匀分散穿过该气体分配板组件618而进入处理室602。适用于本发明的气体分散板揭示于2001年8月8日Keller等人提申的美国专利申请第09/922,219号；2002年5月6日提申的美国专利申请第10/140,324号；2003年1月7日Blonigan等人提申的美国专利申请第10/337,483号；2002年11月12日授与White等人的美国专利第6,477,980号及2003年4月16日Choi等人提申的美国专利申请第10/471,592号，其全部内容在此并入作为参考。
该气体分配板组件618典型包括一扩散板658，自一悬挂板660悬垂出来。该扩散板658及该悬挂板660也可包含一单一元件。数个气体通道662贯穿形成于该扩散板658中，以容许一预定量的气体被分散通过该气体分配板组件618并进入该处理空间612。该悬挂板660可保持该扩散板658及该盖组件610的内表面620彼此相隔一段空间，以界定出其间的一抽吸空间664。该抽吸空间664可容许气体流过该盖组件610以均匀散布在整个扩散板658的宽度方向上，以提供均匀的气体在中央孔状表面616上方并以均匀分布的方式穿过气体通道662。
该扩散板658典型是由不锈钢、铝、阳极化铝、镍或其他RF导电材料制成。该扩散板658是被设计成其厚度可在孔洞666上维持足够的平坦度，且不会影响基板处理。在一实施例中，该扩散板658的厚度是介于约1.0英寸至约2.0英寸间。对半导体晶圆制造来说，该扩散板658可以是圆形的，对平面面板显示器的制造来说，其则可以是多边形的。平面面板显示器应用中，一扩散板658的例子是一约300毫米×400毫米、厚度约1.2英寸的长方形。
虽然本发明已藉较佳实施例详述于上，但习知技艺人士应能了解本发明尚有许多变化，其仍属于权利要求的范畴。

Claims (53)

1.一种沉积无机层至基板上的方法，包含：
将该基板置放在沉积处理室中：
在该基板上执行等离子处理制程；之后
在低于80℃的温度下沉积一无机层于该基板上。
2.如权利要求1所述的方法，其中该基板是塑胶制的。
3.如权利要求2所述的方法，其中该基板可以是聚乙烯苯对二甲酸酯或聚乙烯萘酯制的。
4.如权利要求2所述的方法，其中该无机层是一种钝化层。
5.如权利要求4所述的方法，其中该钝化层可以是一种氮化硅层、氧氮化硅层、氧化硅层或是其的组合。
6.如权利要求5所述的方法，其中该钝化层是一以下列方式沉积的氮化硅层：以约100sccm至约500sccm的流速流入一含硅气体，以约100sccm至约500sccm的流速流入一第一含氮气体，以约2000sccm至约6000sccm的流速流入一第二含氮气体，RF功率介于约400瓦至约2000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
7.如权利要求6所述的方法，其中该含硅气体是SiH4，该第一含氮气体是NH3且该第二含氮气体是N2。
8.如权利要求5所述的方法，其中该钝化层是一以下列方式沉积的氧氮化硅层：以约50sccm至约500sccm的流速流入一含硅气体，以约200sccm至约2000sccm的流速流入一含氧气体，以约3000sccm至约6000sccm的流速流入一含氮气体，RF功率介于约400瓦至约2000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
9.如权利要求8所述的方法，其中该含硅气体是SiH4，该含氧气体是N2O且该含氮气体是N2。
10.如权利要求5所述的方法，其中钝化层是一以下列方式沉积的氧化硅层：以约100sccm至约600sccm的流速流入一含硅气体，以约5000sccm至约15000sccm的流速流入一含氧气体，RF功率介于约100瓦至约4000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
11.如权利要求10所述的方法，其中该含硅气体是SiH4，且该含氧气体是N2O。
12.如权利要求1所述的方法，其中该等离子处理制程是在一惰性气体、一含氢气体、一含氮气体或由该等气体组成的混合物中实施。
13.如权利要求12所述的方法，其中该惰性气体是氩、氦、氖、氙或氪。
14.如权利要求12所述的方法，其中该含氢气体是氢气或是氨气。
15.如权利要求12所述的方法，其中该含氮气体是氮气或氨气。
16.如权利要求12所述的方法，其中该气体流速是介于约500sccm至约4000sccm间，压力是介于约0.1托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，且该电力是介于约400瓦至约3000瓦间。
17.如权利要求12所述的方法，其中该等离子处理制程是实施约2秒至约10分钟。
18.如权利要求12所述的方法，其中该等离子处理制程是可由该沉积制程处理室中产生或是由远端所生成。
19.如权利要求12所述的方法，其中该等离子处理制程中的等离子可由RF功率或微波功率来产生。
20.如权利要求2所述的方法，其中该基板是长方形且表面积至少120,000平方毫米。
21.如权利要求1所述的方法，其中该等离子处理可改善该无机膜层与该基板间的黏附性质。
22.一种沉积无机层在基板上的方法，包含：
将该基板置放在沉积处理室中：
在该基板上执行等离子处理制程；之后
在低于80℃的温度下以一气体混合物沉积一无机层于该基板上，该气体混合物包含一选自由下列气体组成的群组中的气体，包括一含硅气体、NH3、一含氮气体、一含氧气体或其的组合。
23.如权利要求22所述的方法，其中该无机层是一以下列方式沉积的氮化硅层：以约100sccm至约500sccm的流速流入SiH4气体，以约100sccm至约500sccm的流速流入NH3气体，以约2000sccm至约6000sccm的流速流入N2气体，RF功率介于约400瓦至约2000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
24.如权利要求22所述的方法，其中该氧氮化硅层是以下列方式沉积而成：以约50sccm至约500sccm的流速流入SiH4气体，以约200sccm至约2000sccm的流速流入N2O气体，以约3000sccm至约6000sccm的流速流入N2气体，RF功率介于约400瓦至约2000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
25.如权利要求22所述的方法，其中该氧化硅(SiO)层是以下列方式沉积而成：以约100sccm至约600sccm的流速流入SiH4气体，以约5000sccm至约15000sccm的流速流入N2O气体，RF功率介于约100瓦至约4000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
26.如权利要求22所述的方法，其中该无机膜层对该基板具有良好的黏附性质。
27.如权利要求22所述的方法，其中该无机膜层是不透气的。
28.如权利要求22所述的方法，其中该基板是塑胶且是长方形，其表面积至少120,000平方毫米。
29.如权利要求22所述的方法，其中该该等离子处理可改善该无机膜层与该基板间的黏附性质。
30.一种沉积无机层在基板上的方法，包含：
将该基板置放在沉积处理室中：
在该基板上执行等离子处理制程；之后
在低于80℃的温度下沉积一钝化层于该基板上。
31.如权利要求30所述的方法，其中该钝化层包含多层膜层。
32.如权利要求31所述的方法，其中该钝化层包含一种氮化硅层、氧氮化硅层、氧化硅层或是其的组合。
33.如权利要求30所述的方法，其中该基板是塑胶制的。
34.如权利要求32所述的方法，其中该钝化层包含一以下列方式沉积的氮化硅层：以约100sccm至约500sccm的流速流入一含硅气体，以约100sccm至约500sccm的流速流入一第一含氮气体，以约2000sccm至约6000sccm的流速流入一第二含氮气体，RF功率介于约400瓦至约2000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
35.如权利要求34所述的方法，其中该含硅气体是SiH4，该第一含氮气体是NH3且该第二含氮气体是N2。
36.如权利要求32所述的方法，其中该钝化层包含一以下列方式沉积的氧氮化硅层：以约50sccm至约500sccm的流速流入一含硅气体，以约200sccm至约2000sccm的流速流入一含氧气体，以约3000sccm至约6000sccm的流速流入一含氮气体，RF功率介于约400瓦至约2000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
37.如权利要求36所述的方法，其中该含硅气体是SiH4，该含氧气体是N2O且该含氮气体是N2。
38.如权利要求32所述的方法，其中钝化层包含一以下列方式沉积的氧化硅层：以约100sccm至约600sccm的流速流入一含硅气体，以约5000sccm至约15000sccm的流速流入一含氧气体，RF功率介于约100瓦至约4000瓦间，压力介于约0.5托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，及沉积温度约在40℃至80℃间。
39.如权利要求38所述的方法，其中该含硅气体是SiH4，且该含氧气体是N2O。
40.如权利要求30所述的方法，其中该等离子处理制程是在一惰性气体、一含氢气体、一含氮气体或由该等气体组成的混合物中实施。
41.如权利要求40所述的方法，其中该惰性气体是氩、氦、氖、氙或氪。
42.如权利要求40所述的方法，其中该气体流速是介于约500sccm至约4000sccm间，压力是介于约0.1托耳至约5.0托耳间，一气体扩散板至该基板间的距离约为0.4英寸至约1.1英寸间，且该电力是介于约400瓦至约3000瓦间。
43.如权利要求40所述的方法，其中该等离子处理制程是实施约2秒至约10分钟。
44.如权利要求40所述的方法，其中该等离子处理制程是可由该沉积制程处理室中产生或是由远端所生成。
45.如权利要求30所述的方法，其中该基板是长方形且表面积至少120,000平方毫米。
46.如权利要求30所述的方法，其中该等离子处理可改善该无机膜层与该基板间的黏附性质。
47.一种设备，包含：
沉积处理室；
基板支撑，其是位于该沉积处理室中用以支撑塑胶基板；
RF电源，其是耦接至该处理室中以提供等离子气体于该沉积处理室中；
气体源，用以提供无机气体至该沉积处理室中；
控制器，用以控制该基板温度至80℃或以下，以沉积无机膜层于该基板上。
48.如权利要求47所述的设备，其中该RF电源是耦接至该沉积处理室中的一喷头上。
49.如权利要求47所述的设备，其中该RF电源是耦接至一远端等离子源。
50.如权利要求47所述的设备，其中该基板支撑含有电阻式加热元件。
51.如权利要求47所述的设备，其中该基板支撑含有辐射加热元件。
52.如权利要求47项所述的设备，其中该沉积处理室是等离子强化沉积处理室。
53.如权利要求47所述的设备，其中该基板是长方形且表面积至少为120,000平方毫米。
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