TW201544623A - 基板之支持設備及其相關之系統與方法、及具有其之裝置 - Google Patents

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Abstract

一種用於在真空層沈積期間支持基板的支持設備係被提供。支持設備包括：框架，具有一個或多個框架構件；以及一個或多個接觸介面，提供在該一個或多個框架構件上，並被配置以接觸輸送系統的一個或多個輸送滾輪(conveying roller)；其中，該一個或多個接觸介面的材料之D型蕭氏硬度(shore D hardness)係介於85至90的範圍。

Description

基板之支持設備及其相關之系統與方法、及具有其之裝置
本發明實施例是有關於一種用於在真空製程(如層沈積)期間支持基板之支持設備，且本發明實施例特別是有關於一種用於在真空層沈積期間支持基板的支持設備。
目前有多種已知方法用來沈積材料在基板上。舉例來說，基板可藉由物理氣相沈積(physical vapor deposition,PVD)製程、化學氣相沈積(chemical vapor deposition,CVD)製程、電漿增強型化學氣相沈積(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)製程等而被塗佈(coat)。典型地，製程係執行在待被塗佈之基板所在的製程設備或製程腔室之中。沈積材料係提供在設備之中。複數種材料與材料的氧化物、其氮化物或其碳化物可被用於沈積在基板上。再者，其他製程步驟如蝕刻、結構、回火、或類似步驟可在製程腔室中被處理。
塗佈材料可使用在多種應用及多種技術領域中。舉 例來說，應用在微電子領域的中，例如製造半導體裝置。並且，用於顯示器的基板也常藉由PVD製程被塗佈。其他的應用包含隔離面板(insulating panel)、有機發光二極體顯示器(organic light emitting diode,OLED)面板、TFT基板、彩色濾光片或類似物。
一般來說，玻璃基板可在製程期間被支持在載體 (carrier)上。載體支持玻璃或基板，並透過製程機器而被驅動。載體一般形成框架或平台，這樣的載體沿著基板的周邊支持基板的表面，或者，在後面的例子中，載體係支持基板的表面。特別地，框架形狀的載體也可被使用以罩住玻璃基板，其中被框架圍繞之載體中的鏤空區域(aperture)提供了用來在被暴露之基板部位上塗佈待沈積材料的一個鏤空區域、或用來使其他製程步驟執行在被開口暴露之基板部位的一個鏤空區域。
載體透過製程機器被輸送系統所驅動。典型地，輸 送系統包含載體所放置的滾輪上，使得載體可藉由滾輪的轉動而沿著輸送路徑被移動。在輸送期間，磨損或耗損會發生在載體與滾輪接觸的區域。這可能會造成不被期望的顆粒產生，導致沈積製程期間的污染效果。如此，可能會發生沈積層的品質劣化。
由前述來看，一種目的在於提供支持設備，特別是 可在真空層沈積期間支持基板的支持設備，以克服習知中至少部分問題。
有鑑於上文，依據獨立項1之一種用於在真空層沈 積期間支持基板的支持設備、依據獨立項13之一種用於輸送此支持設備之系統、用於沈積層在基板上之設備、及用於輸送支持設備之方法係被提供。本發明進一步的方面、優點、及特徵係呈現在附屬項、說明書、及所附圖式之中。
根據一實施例，提出一種用於在真空層沈積期間支 持基板的支持設備。支持設備包括：框架，具有一個或多個框架構件；以及一個或多個接觸介面，提供在該一個或多個框架構件上，並被配置以接觸輸送系統的一個或多個輸送滾輪(conveying roller)；其中，該一個或多個接觸介面的材料之D型蕭氏硬度(shore D hardness)係介於85至90的範圍。
根據另一方面，提出一種用於輸送上述支持設備的 系統。此系統包含輸送滾輪，輸送滾輪被配置以接觸支持設備的一個或多個接觸介面，以輸送支持設備。
根據再一方面，提出一種用於沈積層在基板上的設 備。此設備包含：腔室(chamber)，腔室之中適於層沈積；依據上文之支持設備，在該腔室中；以及沈積來源，用於沈積形成該層的材料。
根據又一方面，提出一種方法，用於輸送上述之支 持設備。此方法包括：藉由至少一接觸介面，接觸該輸送系統之至少一輸送滾輪；以及輸送該支持設備。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
10‧‧‧支持設備
20‧‧‧基板
30‧‧‧框架
50、500‧‧‧接觸介面
60‧‧‧輸送滾輪
61‧‧‧凹口
100‧‧‧方法
101、102‧‧‧方塊
501‧‧‧連接構件
600‧‧‧腔室
612‧‧‧製程腔室
620‧‧‧基板輸送裝置
630‧‧‧沈積源
665‧‧‧虛線
因此，可詳細理解本發明之上述特徵之方式，即上文簡要概述之本發明之更特定描述可參照實施例進行。隨附圖式係關於本發明之實施例，且描述如下：第1圖繪示依照此處所述實施例之支持設備與提供在支持設備之基板區域之基板的示意圖。
第2圖繪示依照此處所述實施例之另一支持設備與提供在支持設備之基板區域之基板的示意圖。
第3圖繪示依照此處所述實施例之支持設備之用於輸送支持設備之系統的詳細示意圖。
第4圖繪示依照此處所述實施例之用於沈積層材料在使用支持設備之基板上之設備的示意圖。
第5圖繪示依照此處所述實施例之用於輸送支持設備的方法的流程圖。
現將參考本發明之各種實施例進行詳細說明，範例性的說明係繪示在圖式之中。在以下圖式的描述中，相同構件符號指示相同部件。一般而言，僅描述相對於個別實施例的差異。每個範例係提供以作為本發明之解釋，且每個範例並非用於作為本發明之限制。進一步，作為一個實施例的一部分說明或描述的 特徵可用於其他實施例上或組合其他實施例使用以產生又一實施例。目的是使得該描述包括此類修改及變化。
第1圖繪示依照此處所述實施例之支持設備10或載 體。用於在真空製程(如真空層沈積)期間支持基板20之支持設備10包含：框架30，具有一個或多個框架構件；以及一個或多個接觸介面50，提供在該一個或多個框架構件上，並被配置以接觸輸送系統的一個或多個輸送滾輪(conveying roller)。該一個或多個接觸介面的材料之D型蕭氏硬度(shore D hardness)係介於85至90的範圍。
在輸送期間，磨損或耗損會發生在載體與滾輪接觸 的區域。因為此一個或多個接觸介面50的材料之D型蕭氏硬度(shore D hardness)係介於85至90的範圍，在輸送期間所產生的顆粒係機械式地(mechanically)被壓入接觸介面50的材料之中(顆粒阱(particle trap))，故而避免了在沈積製程期間的污染效果。如此，沈積層的品質係被增進。換言之，對於例如是由金屬製成的輸送滾輪的材料而言，一個或多個接觸介面50的材料是比較軟的，故而在輸送期間所產生的顆粒係機械式地被壓入接觸介面50的材料之中。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，一個 或多個接觸介面的材料之D型蕭氏硬度(shore D hardness,HSD)係介於HSD 87至89的範圍，特別地為HSD 87或HSD 89。在一例子中，一個或多個接觸介面的材料為PEEK(聚醚醚酮，poly ether ether ketone)，例如非增強型PEEK，而材料硬度為HSD 87。 在另一例子中，一個或多個接觸介面的材料為玻璃纖維增強型PEEK，而材料硬度為HSD 89。
框架30係配置以支持基板20。典型地，框架30可 包含一個或多個框架構件。在第1圖之例子中，框架30可包含四個框架構件，即兩個垂直方向(vertically oriented)框架構件與兩個水平方向(horizontally oriented)框架構件。在此例中，一個或多個接觸介面50可提供於一個或多個水平框架構件上。然而第1圖的框架30也可僅包含一個框架構件，即長方型框架構件。
依據一些實施例，框架30定義開口(aperture opening) 以容置基板20。舉例來說，基板20可被放置在開口之中。在一例子中，基板20可被固定在開口之中，從而覆蓋開口的周圍或邊緣，以避免塗佈周圍或邊緣。對應地，邊緣排除罩幕(edge exclusion mask)可藉由載體的框架而被提供。依據一些實施例，用於支持基板20的至少部份邊緣區域的支持表面可被提供在開口之中。在一例子中，框架30的切面可為L型，以提供支持表面。依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，一個或多個框架構件包含聚合物(polymer)、塑膠、及金屬。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，罩幕 設備(arrangement)(未繪示)可被提供以覆蓋基板20的周圍或邊緣，以避免所述周圍或邊緣受到層沈積。依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，框架30本身可作為罩幕設備或可提供額外的 罩幕。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，輸送滾輪的C型洛氏硬度(Rockwell C hardness,HRC)係至少HRC 52。在典型的實施例中，輸送滾輪的硬度係介於HRC 52至61的範圍，特別是介於HRC 53至60、或HRC 53至59的範圍。在一例子中，輸送滾輪為硬化滾輪(如雙人牌(Cronidur))，具有的硬度例如是介於HRC 58至60。因此，大部分或甚至全部在輸送期間所產生的顆粒係機械式地被壓入接觸介面50的材料之中。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，一個或多個接觸介面50的材料硬度係小於輸送滾輪的材料硬度。因此，大部分或甚至全部在輸送期間所產生的顆粒係機械式地被壓入接觸介面50的材料之中。
上述用於接觸介面的D型蕭氏硬度規格與用於輸送滾輪的C型洛氏硬度規格僅為示範例，任何適當的硬度規格可被使用在此處所述的實施例。特別地，無論所使用的規格為何，一個或多個接觸介面的材料硬度需小於輸送滾輪的材料硬度，使得在輸送期間所產生的顆粒可機械式地被壓入接觸介面的材料之中。
在一例子中，可將壓入硬度(indentation hardness)納入考量(一般的壓入硬度規格例如是洛式、維氏(Vickers)、蕭氏、及勃氏(Brinell))。因尖銳物件如壓痕活塞(indenter piston)提供之持續加壓負載而導致的材料形變，壓入硬度量測一個樣本的抵抗 力。在此測試中，藉由特定尺寸和負載壓痕所留下的痕之關鍵尺寸可被量測。依據此處所述實施例，當針對接觸介面的材料與接觸滾輪的材料使用相同的壓痕和相同的加壓負載以執行此一測試時，對於壓痕所留下的關鍵尺寸(例如壓痕深度)，接觸介面的材料所留下的關鍵尺寸係大於/高於輸送滾輪的材料上的壓痕所留下的關鍵尺寸(此例中為壓痕深度)。換言之，接觸介面的材料係軟於輸送滾輪的材料，或接觸滾輪的材料係硬於接觸介面的材料。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，一個 或多個接觸介面50的材料包含聚合物、塑膠、及/或金屬，特別是聚醚酮(Poly ether ketone)、PEEK、PEEEK(聚醚醚醚酮，Poly ether ether ether ketone)、玻璃纖維增強型PEEK(glass fibre reinforced PEEK)、及/或PEEKK(聚醚醚酮酮，Poly ether ether ketone ketone)。因此，接觸介面50的製造簡單且有成本效益。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，一個或多個接觸介面50包含材料層、桿(rod)、杆(rail)、及棒(bar)之至少一者。第1圖之例顯示的實施例中，接觸介面50係材料層或包含材料層。在典型的實施例中，材料層係被提供在框架30上。在一例子中，一個或多個框架構件包含位在框架30被配置以接觸輸送系統之滾輪的區域之中的材料層，且具體地可包含僅位在框架30被配置以接觸輸送系統之滾輪的區域之中的材料層。在典型的實施例中，一個或多個框架構件可至少部分地被塗佈材 料層或與材料層被壓入一起。材料層可為薄膜或塗佈層，例如具有介於100至300μm之範圍的厚度，具體地約200μm。
在典型的實施例中，一個或多個框架構件與一個或 多個接觸介面50係由相同材料製成。在其他實施例中，一個或多個框架構件與一個或多個接觸介面50係由不同材料成。因此，接觸介面50可依據如製程需求或其他考量(如製造或成本的複雜因素)而被設計。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，一個 或多個接觸介面50係可拆除地(detachably)被提供在該一個或多個框架構件上。在一例子中，當接觸介面50故障或磨損時，接觸介面50可被更換或替換。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，一個 或多個框架構件與一個或多個接觸介面50係一體成型(made of one piece)。這允許支持設備10的製造簡易並具成本效益。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，一個 或多個接觸介面50具有圓型、橢圓型、或長方型。在一例子中，當接觸介面為材料層，框架構件(接觸介面50例如以塗佈或壓合而被提供在框架構件上)可具有圓型、橢圓型、或長方型，使得材料層採用框架構件的型狀。
在一些可與此處其他實施例結合的實施例之典型的 實施例中，支持設備10係被配置以支持垂直方向基板20。在一實施例中，接觸介面50可以僅僅是支持設備10以及與支持設備 10相對移動之輸送系統的構件(如滾輪)兩者接觸的一個範圍或區域。因此，可確保的是大部分或甚至全部在輸送期間所產生的顆粒係被接觸介面50吸收。
第2圖繪示依照此處所述其他實施例在真空製程期間用於支持基板的支持設備10。
第2圖的支持設備係相仿於第1圖的支持設備，差別在於接觸介面500包含桿、杆、或棒。桿、杆、或棒可分別稱為「接觸桿」、「接觸杆」、「接觸條」。「桿」、「杆」、及「棒」的用語可包含任何長形構件、或適合作為接觸介面的構件。在典型的實施例中，桿、杆、或棒係提供在一個或多個框架構件上，並配置以接觸一個或多個輸送系統的輸送滾輪。在第2圖所示之例中，桿、杆、或棒例如係藉由一個或多個連接構件501(如連接橋)而貼附至框架。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，桿、杆、或棒的切面為圓型、橢圓型、或長方型。
依據一些實施例，桿、杆、或棒係至少部分地被第1圖所述之材料層覆蓋。在一例子中，桿、杆、或棒可由聚合物、塑膠、及/或金屬製成，而至少部分覆蓋桿、杆、或棒的材料層可包含如上文之第1圖所述之接觸介面的材料。
第3圖繪示依照此處所述實施例之用於輸送支持設備10之系統的詳細示意圖。
輸送支持設備10之系統包含輸送滾輪60，用以接 觸支持設置10的一個或多個接觸介面500，以用於輸送支持設備10。
第3圖的支持設備相仿於第2圖的支持設備之處在 於接觸介面500包含桿、杆、或棒。桿、杆、或棒係提供在一個或多個框架構件上，並配置以接觸輸送系統的一個或多個輸送滾輪。在第3圖所示之例中，桿、杆、或棒係藉由一個或多個連接構件501(如連接橋)而貼附至框架。
依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，輸送 滾輪60包含凹口61。在一例子中，凹口61係被配置以容置至少部分接觸介面500。接觸介面500可被配置以與凹口61接合(engage)。在典型的實施例中，凹口61係配置以在輸送期間引導支持設備10。雖然第3圖顯示之例中接觸介面500包含桿、杆、或棒，本揭露並不限於此。第3圖的支持設備也可配置為如第1圖所述之支持設備。
依據不同實施例，支持設備10可使用於PVD沈積 製程、CVD沈積製程、基板結構修邊(edging)、加熱(例如回火)、或任何一種基板製程。如此處所述之支持設備10的實施例與使用此支持設備10的方法特別適用於非定態(non-stationary)(即連續的)垂直方向大面積玻璃基板的基板處理。非定態處理通常需要的是支持設備也提供用於製程的罩幕構件。
第4圖繪示依照實施例之腔室600的示意圖，例如 是沈積腔室。腔室600係適用於沈積製程，如PVD和CVD製程。 依據此處所述實施例，在基板輸送裝置620上，基板20係顯示為位在支持設備10或載體之中或之上。沈積源630(例如材料源或沈積材料源)係提供在製程腔室612之中，面對基板20待被塗佈之側。材料源630(例如沈積材料源)提供待被沈積在基板20上的沈積材料。
在第4圖中，沈積源630可為具有沈積材料的靶材(target)、或任何其他允許材料被釋放以沈積在基板20上的設備。典型地，材料源630可為可旋轉靶材。依據一些實施例，為了置放及/或更換來源，沈積源630可以是可移動的。依據其他實施例，材料源可以是平面靶材。
依據一些實施例，沈積材料可依據沈積製程及之後之已塗佈基板20的應用而被選擇。舉例來說，來源630的沈積材料可以是選自由以下材料所組成的群組：金屬(例如鋁、鉬、鈦、銅、或類似物)、矽、氧化銦錫、及其他透明導電氧化物。典型地，包含此種材料的氧化層、氮化層、或碳化層，可藉由從來源提供材料而被沈積、或藉由反應沈積法而被沈積，反應沈積法即來源的材料與來自處理氣體的元素(如氧、氮、或碳)進行反應。依據一些實施例，薄膜電晶體材料如矽氧化物、矽氮氧化物、矽氮化物、氧化鋁、或氧氮化鋁可使用為沈積材料。
典型地，基板20係提供在支持設備10或載體之中或之上，基板20也可作為邊緣排除罩幕，特別是用於非定態沈積製程。虛線665範例性地顯示在腔室之操作期間之沈積材料的 路徑。依據一些可與此處其他實施例結合的實施例，罩幕製程可藉由一不同的邊緣除罩幕而被提供，此製程係提供在製程腔室612之中。如此，依據此處所述實施例之支持設備10有利於定態製程以及非定態製程。
第5圖繪示依照此處所述實施例之用於輸送支持設備的方法100的流程圖。
用於輸送支持設備的方法100包含：藉由該些接觸介面之至少一者，接觸輸送系統之此些輸送滾輪之至少一者(方塊101)；以及輸送支持設備(方塊102)。在典型的實施例中，支持設備係藉由輸送系統之滾輪的轉動而被輸送。
依據一些實施例，大面積基板的尺寸至少0.174m2。典型地，此尺寸可以是約1.4m2至約8m2，更典型地約2m2至約9m2，或甚至達12m2。具體地，依據此處所述實施例之支持設備可被使用的長方型基板，係此處所述的大面積基板。舉例來說，大面積基板可以是第5代基板(對應至約1.4m2基板(1.1m x 1.3m))、第7.5代基板(對應至約4.39m2基板(1.95m x 2.25m))、第8.5代基板(對應至約5.5m2基板(2.2m x 2.5m))、或第10代基板(對應至約8.7m2基板(2.85m×3.05m))。更高世代如第11代基板及第12代基板及對應基板面積可以相仿的方式被實施。
典型地，基板可由任何適用材料沈積的材料所製成。舉例來說，基板可由選自以下群組的材料所製成：玻璃(例如鈉鈣玻璃、硼矽酸鹽玻璃等)、金屬、聚合物、陶瓷、複合材料、碳纖 維材料、或任何其他材料或可藉由沈積製程而被塗佈之材料的組合。
在輸送期間，磨損或耗損會發生在載體與滾輪接觸 的區域。因為一個或多個接觸介面的材料之D型蕭氏硬度係介於85至90的範圍，在輸送期間所產生的顆粒係機械式地被壓入接觸介面的材料之中，故而避免在沈積製程期間造成污染。如此，沈積層的品質係被增進。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧支持設備
20‧‧‧基板
30‧‧‧框架
50‧‧‧接觸介面

Claims (20)

  1. 一種支持設備，用於在真空製程期間支持一基板，該支持設備包括：一框架，具有一個或多個框架構件；以及一個或多個接觸介面，提供在該一個或多個框架構件上，並被配置以接觸一輸送系統的一個或多個輸送滾輪(conveying roller)；其中，該一個或多個接觸介面的一材料之一D型蕭氏硬度(shore D hardness)係介於85至90的範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個接觸介面的該材料之該D型蕭氏硬度係介於87至89的範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個接觸介面的該材料之該D型蕭氏硬度係87或89。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個接觸介面包含一材料層、一桿(rod)、一杆(rail)、一棒(bar)之至少一者。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個接觸介面包含聚合物(polymer)、塑膠、及金屬之至少一者。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個接觸介面包含聚醚酮(Poly ether ketone)、PEEK(聚醚醚酮，poly ether ether ketone)、PEEEK(聚醚醚醚酮，Poly ether ether ether ketone)、玻璃纖維增強型PEEK(glass fibre reinforced PEEK)、及 PEEKK(聚醚醚酮酮，Poly ether ether ketone ketone)中之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個框架構件包含聚合物、塑膠、及金屬之至少一者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個框架構件與該一個或多個接觸介面係由相同材料製成。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個框架構件與該一個或多個接觸介面係由不同材料製成。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個接觸介面係可拆除地(detachably)被提供在該一個或多個框架構件上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個框架構件與該一個或多個接觸介面係一體成型(made of one piece)。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，其中該一個或多個接觸介面具有圓型、橢圓型、或長方型。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之支持設備，被配置以支持一垂直方向基板(vertically oriented substrate)。
  14. 如申請專利範圍第1至13項之一所述之支持設備，其中該一個或多個接觸介面的材料硬度係小於該輸送滾輪的材料硬度。
  15. 一種系統，用於輸送如申請專利範圍第1至13項之一所 述之支持設備，該系統包括：該輸送滾輪被配置以接觸該支持設備之該一個或多個接觸介面，以輸送該支持設備。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該一個或多個接觸介面的材料硬度係小於該輸送滾輪的材料硬度。
  17. 一種設備，用以沈積一層在一基板上，該設備包括：一腔室(chamber)，腔室之中適於層沈積；一依據申請專利範圍第1至13項之任一項所述之支持設備，位在該腔室中；以及一沈積來源，用於沈積形成該層的材料。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之設備，其中該一個或多個接觸介面的材料硬度係小於該輸送滾輪的材料硬度。
  19. 一種方法，用於輸送如申請專利範圍第1至13項之一所述之支持設備，該方法包括：藉由該些接觸介面之至少一者，接觸該輸送系統之該些輸送滾輪之至少一者；以及輸送該支持設備。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該一個或多個接觸介面的材料硬度係小於該輸送滾輪的材料硬度。
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