TWI303667B

TWI303667B - Method and apparatus of depositing low temperature inorganic films on plastic substrates

Info

Publication number: TWI303667B
Application number: TW094112431A
Authority: TW
Inventors: Li Hou; Tae Kyung Won
Original assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2008-12-01
Also published as: US20050238816A1; WO2005108642A1; CN1961095B; CN1961095A; TW200535262A; KR20070012508A; JP2007533860A

Description

1303667 玖、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明實施例大致係關於以化學氣相沉積法沉積一薄膜層的方法。詳言之，係關於在大面積塑膠基板上沉積低溫無機膜層的方法及設備。【先前技術】

近年來，由於有機發光二極體（OLED)顯示器具有反應時間快、觀賞視角大、高對比、重量輕、低耗電及可於各式基板上操作等優點，因此較液晶顯示器（LCDs)更常被用於各種顯示應用中。自從1987年C.W. Tang及S.A· Slyke兩人指出可從一雙層的有機發光元件中有效率地發出電致冷光 (electroluminescence，EL)之後，有機發光二極體（0 LED)顯示器已成為LCD顯示器最主要的競爭者。已知有多種有機材料在包括藍光區的可見光光譜範圍内，具有極高的螢光光子效應，某些區域甚至趨近100%。因此，有機材料是可用於多色顯示器應用的理想材料。但是，由於將電荷注入至單層有機結晶中需使用到高電位的問題，卻使得有機EL元件的研發停滯不前。C.W. Tang及S.A· Slyke兩人發現的一雙層有機材料（其與夾在兩注射電極間之單層有機材料不同），只有一層能進行單極傳送（電洞），另一層則用來發出電致冷光，如此可降低操作電位，因此使得0LED的應用變為可行。在發現雙層0LED之後，0LED中的有機層已演進成為多層結構，其中的每一層均具有一不同功能。該0LED胞結 3 1303667

構係由爽在一透明陽極與一金屬陰極間的一疊有機層所組成。第1圖緣示出構築在一基板1〇1上的一〇LEd元件結構的實例。在一透明陽極層1 02被沉積在該基板1 0 1上之後，在該陽極層102上沉積一疊有機層。該有機層可包含一注入電同層103 傳送電洞層104、一發射層105、一傳送電子層106及一注入電子層107。須知在建構一 OLED胞時，並非全部5層有機材料都需要。揭示在i987年Applied Physics Letter (51)，913頁以下之該雙層〇LED元件，只包括一傳送電洞層104及一發射層ι〇5。在完成有機層的沉積之後，在該疊有機層頂部沉積一金屬陰極1〇8。當一適當電位11〇(典型情況是幾伏特）被施加至該〇LED胞時，所注入的正電荷與負電荷會在該發射層1〇5中重新結合，而產生光12〇(即，電致冷光）。該有機層的結構以及所選擇的陽極與陰極係用來使發散層中的再結合步驟最大化，因而能將從0LED元件所發出的光最大化。早期研究顯示OLEDs的使用壽命相當短，特徵是EL效率降低及驅動電位升高。OLEDs劣化的主要原因是納入水分或氧氣而形成的不發光的暗點（non-emissive dark spots)。該發射層通常是由8-羥基喹啉鋁（Alq3)(參見第2圖所示的化學式）所製成。已知暴露在潮濕環境下會在一初始的非晶層上誘發產生Alq3結晶結構。在Alq3層中產生的結晶團會使陰極出現分層現象，因而造成會隨者使用期限而生成的不發光的暗點。因此，亟需一種可在大型塑膠基板上沉積鈍化層的方 4 1303667 法，且所沉積之鈍化層具有可保護其下〇 led元件之良好的 ' 不透氣性與黏附性^ I 【内容】

A 因此，本發明實施例係關於一種可沉積一低溫無機膜層 ^ 至一基板上的方法及設備。在一實施例中，一種用以沉積一無機膜層至一基板上的低溫薄膜層沉積方法包含下列依序 φ 執行的步驟：將一基板置放在一沉積製程室中；在該基板上執行一電漿處理製程；並在低於80它的溫度下沉積一無機膜層至該基板上。在另一實施例中，一種用以沉積一低溫無機膜層至一基板上的方法包含下列依序執行的步驟：將一基板置放在一沉積製程室中；在該基板上執行一電漿處理製程；並在低於㈣ C的溫度下以一氣體混合物來沉積一無機膜層至該基板上’該氣體混合物係選自由一含矽氣體、NH3、一含氮氣體、含氧乳體及其之組合所構成的群組中。在另一實施例中，一種用以沉積一鈍化膜層（a - passivation film)至至一基板上的低溫薄膜層沉積方法包含 • 下列依序執行的步驟：將一基板置放在一沉積製程室中；在 . 該基板上執行一電漿處理製程；並在低於80°C的溫度下沉積一純化膜層至該基板上。、驁在另一實施例中，一種設備，其包含一沉積製程室；一用以支撐一塑膠基板的基板支撐，其系位於該沉積製程室 5 1303667 中，一RF電源，其係耦接至該製程室中，用以提供一電漿氣體於該該製程室中；一氣體源，用以提供一無機氣體至該製程室中；一控制器，用以控制該基板的溫度至低於約8(rc，以於其上沉積出一無機膜層。【實施方式】

本發明大致係關於在一種在大面積塑膠基板上沉積低溫膜層的方法及設備。本發明可應用至位於塑膠基板上的任一種元件，例如OLED、無機TFT、太陽能電池等等。該基板可以是可供半導體晶圓製造用的圓形，或可供平面面板顯示器製造用的多邊形，例如長方形。該可供平面面板顯示器用的長方形基板表面積一般來說相當大，例如至少約3〇〇毫米乂400毫米（或12〇,〇〇〇平方毫米）。以下將參照一設計來處理大型基板的電漿強化化學氣相沉積系統來闡述本發明，例如，美商應用材料公司所出售的一電漿強化化學氣相沉積（PECVD)系統。但是，須知本發明也可應用在其他化學氣相沉積系統中或其他膜層沉積系統中’包括那些設計來處理圓形基板的系統。電漿強化化學氣相沉積（PECVD)膜層，70年代即已開發出例如氮化矽（SiN)、氧基氮化矽（SiON)及氧化矽（SiO)等膜層’其係可在一矽積體電路晶片的平坦部分進行金屬化時上，作為該金屬化製程的有效鈍化層。自那時起，SiN、Si ON 及SiO膜層即被應用在塑膠包埋微電路的電子封裝上，作為 6 1303667 第,號蔚膝处年么月修一種可有效阻絕空氣、水氣及腐蝕性離子的阻障層。SiN及 SiON對抗空氣、水氣的效果特別好且具有良好不透氣性。沉積一具有不透氣性的鈍化層於該Ο LEDs頂部，可大幅減輕目前具有不發光暗點的問題，並延長元件壽命。很重要的是無機層中殘存的水氣也會加速該Alq3的結晶過程，即使在包埋的元件中亦然。所沉積的該純化層可包含多層膜層。

因考量該無機膜層熱安定性的問題，應保持該鈍化層的沉積過程在低溫下進行，例如低於約8〇〇C。除了良好的不透氣性外’該鈍化層也需要能與塑膠基板緊密地黏合，以確保膜層不會自該基板表面剝離及讓水氣和空氣滲入而劣化其下原本具鈍化性質的元件。

第3圖顯示一 OLED元件的基本結構。一透明陽極層202 被沉積在一基板201上，該基板可以是由玻璃或塑膠製成，例如聚苯對二曱酸乙二酯（PET)或聚萘二酸乙二酯（pEN)。該透明陽極層202的實例之一是一種厚度在2〇〇A至200 0A間的銦-錫-氧化物（ITO)。在該透明陽極層202頂部沉積有一傳送電洞層204。該傳送電洞層204的實例包括：二胺（參見第4圖所示的化學結構），其係一種具有萘基取代基的聯苯胺（NBp) 衍生物·，及N，N，-二苯基-N，N，-二（3-曱基苯基）-(1，1，-聯苯基）-4,4 一胺（TPD)’厚度在200A至ΙΟΟΟΑ間。可以熱式揮發法，於低於2 X 1〇·6的壓力下，自一真空室中有隔板的Mo鎔爐中將TPD沉積到一基板上。在沉積該該傳送電洞層204之後，接著沉積一發射層 7 1303667 205。該發射層205的材料典型係屬於螢光金屬螯合複合物類、型。範例之一是8 -經基ττ奎琳紹（Alq3)。該發射層205的厚度一般在200A至1，500A間。在該發射層205的沉積之後，將該有機層加以圖案化。之後，沉積並圖案化一頂部電極208。該頂部電極208可以是一種金屬、一種金屬混合物或一種金屬合金。該頂部電極208的實例之一是一種由鎂、銀及鋁所組成的合金，其厚度一般在1，000A至3,000A間。 • 建構完該OLED元件後，即可開始沉積一鈍化層209。具有不透氣性質的純化層的例子包括厚度在300A至5,000人間的 SiN及 SiON。

基於該無機膜層熱安定性的考量，應保持該純化層的沉積過程在低溫下進行，例如低於約80°C。可藉由在約400瓦至約20 00瓦間的RF電力，壓力約0.5托耳至約5.0托耳、氣體擴散板與基板表面間距離約0.4英吋至1.1英吋間，及沉積溫度介於約40°C至約80°C間下，流入一流速約在1〇〇 sccm至約 500 seem間的含矽氣體（例如，SiH4)、一流速約在1 〇〇 sccm 至約500 seem間的含氮氣體（例如，NH3)和/或流速約在2,000 seem至約6,000 seem間的另一含氮氣體（例如，n2)，來沉積出一 SiN層。接者，可藉由在約400瓦至約2，000瓦間的RF電力，壓力約0.5托耳至約5.0托耳、氣體擴散板與基板表面間距離約0.4英吋至1.4英吋間，及沉積溫度介於約40°C至約80 C間下，流入一流速約在5 0 s c c m至約5 0 0 s c c m間的含石夕氣體 (例如，SiEU)、一流速約在200 seem至約2,000 seem間的含氧 8 1303667

氣體（例如，N2〇)、和流速約在3000 seem至約6,000 sccin間的另一含氮氣體（例如，N2)，來沉積出一 SiON層。藉由在約 1，〇〇〇瓦至約4,000瓦間的RF電力，壓/約〇·5托耳至約5·〇托耳、氣體擴散板與基板表面間距離約〇·4英吋至丨·1英吋間，及沉積溫度介於約4 0 °C至約8 0 °C間下，流入一流速約在1 0 〇 seem至約600 seem間的含石夕氣體（例如，SiH4)、一流速約在 5，000 seem至約15,000 seem間的含氧氣體（例如，N20)，來沉積出一 SiO層。低溫不透氣膜層沉積的一項重要議題是其與諸如PET或 PEN基板間的黏附性強弱。若鈍化層與基板間沒有良好的黏附性時，所沉積的鈍化層將可很容易地自基板剝離而喪失其不透氣性質。在鈍化層沉積前先施以電漿處理可改善其黏附性。由於考慮到其下之有機膜層的熱不安定性的緣故，因此所施加的電漿處理製程需在低溫（<8〇°C )下進行。將具有沉積層之基板浸泡在一壓力鍋中的沸騰熱水（約1 1〇〜120 °C )内約 99分鐘’以在嚴厲含水狀況下挑戰膜層的完整性與黏附性，之後以肉眼檢視法及膠帶剝離測試法（Scoteh tape peeling test)進行測定。該壓力鍋是一種法博（Farbeware)壓力鍋 (Salton Incorporated of Lake Forest，Illinois)。以肉眼檢視來摘知整體黏附性問題。如果黏附性「不佳（ρ〇〇Γ)」，沉積膜層會自基板剝離’會在部分基板上或整個基板表面形成氣泡’或看起來霧霧的，而不是透明且光亮的。膠帶剝離測試法係在沉積膜層通過肉眼檢視後才執行。將一小段黏性膠帶 9 1303667 的黏性侧放在基板表面上，之後將該 ,^. 醪帶自基板表面撕掉。如果黏性性質屬「良好（g00d)」的这膠帶可在不造成沉積膜層損失的情況下被撕掉。如果 1 ^ 不夠好（not good enough)」，則該沉積膜層會從基板 I丞板表面剝離並與撕下來的膠帶一起脫離。當沉積膜層通過肉眼檢 U限檢視，但卻無法通過膠帶剝離測試法時，則將該黏性性質稱為「普通（hh)」。

表1示出沉積在PET塑膠基板上之各種不經電漿處理的鈍化層的沉積條件。所有的膜層在浸泡於沸水下2小時後，以肉眼檢視後，均表現出對PET基板黏附性「不佳（p〇〇r)」的情況。黏附性「不佳（poor)」意指在壓力鍋處理之前或之後，肉眼了看出膜層自基板表面剝離，或膜層看起來「霧霧的 (foggy)」°種對基板具有良好黏附性的介電層，其在基板表面上應該看起來是透明且光亮的，且能使基板產生反射。表1中所有的膜層都是在60。〇下沉積而成，其厚度約1，〇〇〇人。

10 1303667 表1 所示為沒有電漿處理下對PET表現出黏附性「不佳 (poor)」之各種鈍化層的沉積條件膜層 SiH4 nh3 n2o n2 RF 壓力間距 (seem) (seem) (seem) (seem) (瓦） (托耳） (英吋） SiN 250 300 5500 900 _2a 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中不經電漿處理而沉積之SiN、SiON、及SiO膜層其不佳的黏附性顯示下述之電漿前處理可改善沉積膜層與基板間的黏附性。第5圖顯示沉積一鈍化層的流程及在沉積前施以電漿處理的步驟。步驟51〇描述在基板上形成OLED元件的製程。之後，在步驟520中，將基板放在沉積製程室中。在沉積一鈍化層之前，於步驟530中，使基板經過一電漿處理來提高該鈍化層與基板之間的黏附性。在電漿處理步驟 53 0之後，該基板可在步驟540中接受一鈍化層之沉積。惰性氣體的例子包括氬、氦、氖、氪及氙，及其之組合，其中又以氬氣與氦氣最常用。可以一諸如氬、氦、氖、氪及氙之類的惰性氣體，一諸如氩氣或氨氣之類的含氫氣體，一諸如氮氣或氨氣之類的含 11 1303667 氮氣體，或該些氣體之混合物，來實施電漿處理。該電漿處理氣體的流速介於500 sccm至約4,000 sccn^，壓力則介於〇·1托耳至5托耳間。基板與氣體擴散板間的距離在約〇 4英吋至約1.4英吋間。電漿電力介於約4〇〇瓦至約3,〇〇〇瓦間。該電漿處理時間約在2秒至約1 〇分鐘之間。會影響電漿處理的參數包括：沉積膜層種類 '基板材料、製程氣體種類、製程氣體流速、壓力、基板與氣體擴散板間的距離、電漿電力高低

及電漿處理時間。可在原位或非-原位（ex-j/化）（即，逡端）產生該電漿。電漿電源可以是一種RF電力或微波電力。表2顯示氬氣電漿處理時間對改善PET基板上SiN層之黏附性的效應。該SiN層係於250 seem之SiH4、300 seem之NH3、 5,5 00 seem之N2、900瓦RF電力、2.1托耳壓力、基板與氣體擴散板間距離〇·9英吋及60 °C的溫度下沉積而成’其厚度約 5,000A。該氬氣電漿前處理係在丨，500 sccn^氬氣、I2托耳麈力、基板與氣體擴散板間距離1英对及6〇c的溫度下進行。

12 1303667 表2 黏附性為電漿處理電力與時間之函數 RF (瓦）處理時間（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的資料顯示在75 0瓦RF電力下進行電聚前處理約120 秒可獲得良好的黏附性，但電漿前處理時間若長達240秒，則反而會使黏附性劣變從「良好」成為「普通」。黏附性「良好」表示無論是以肉眼檢視或以膠帶剝離測試，均無法在基板表面上發現任何膜層剝離情況。黏附性「普通」表示該具有沉積層的基板可通過肉眼檢視法測試，但無法通過膠帶剝離測试。所有具有沉積層的基板都先被浸泡在壓力锅的彿水中約99分鐘。結果顯示，電漿處理時間愈長並不永遠可獲得最佳的黏附性效果。表2結果顯示1000瓦下的製程視窗已足夠寬，因為從90秒至1 8 0秒的處理均可得良好的黏附性。至於1 800瓦’良好黏附性結果只出現在30秒及60秒的處理下。表3顯示氬氣電漿對改善厚約5000A之兩Si〇N膜層、 13 1303667

SiON-2及SiON-4膜層之黏附性的效應。兩SiON膜層均係在於 750 seem 之 N2〇、450〇 sccm 之 N2、1150 瓦 RF電力、1.9 托耳壓力、基板與氣體擴散板間距離1·〇英吋及60°C的溫度下沉積而成。8丨0>^_2係以20〇3(^111之8旧4沉積而成，8丨0>1-4膜層則係以300 seem之SiH4沉積而成。該氬氣電漿前處理係在1，500 seem的氬氣、1.2托耳壓力、基板與氣體擴散板間距離1英对及60°C的溫度下進行。

表3示出氬氣電漿前處理對兩種類型膜層之黏附性的影響膜層種類 RF(瓦）處理時間（秒）黏附性 SiON-2 1000 90 普通 SiON-4 1000 90 PET上的 SiON-4層看起來「霧霧的」表3的結果顯示該氬氣電漿前處理只會對以〇>^2膜層造成黏附性普通的結果，表示該SiON-2膜層沒有通過膠帶剝離測試《至於SiON-4層則出現「霧霧的」結果，表示肉眼檢測的結果不佳。除了氬氣電漿前處理外，也在SiON層上測試了氫氣電漿處理的效果。表4顯示氫氣電漿處理時間對改善厚約5〇〇〇人之三層SiON層、SiON_2、Si〇N-3、及Si0N_4之黏附性的效應。二層 SiON 膜層均係在於 750 seem之 N20、4,500 sccmiN2、 1150瓦RF電力、i.9托耳壓力、基板與氣體擴散板間距離〇·7 14 1303667 英时及60°C的溫度下沉積而成。SiON-2係以200 seem之SiH4 沉積而成，SiON-3係以250 seem之SiH4沉積而成，SiON-4膜層則係以3〇〇 seem之Si Η#沉積而成。該氫氣電漿前處理係在 1，500 seem的氫氣、1.5托耳壓力、基板與氣體擴散板間距離 1英吋及60°C的溫度下進行。表4示出氫氣電漿處理對三種類型SiON膜層之黏附性的影響膜層種類 RF(瓦）間距 (英吋）處理時間 (秒）黏附性 SiON-2 1500 1.5 120 PE 丁上的 SiON-2層看起來「霧霧的」 SiON-3 1000 1 180 良好 SiON-3 2000 1 90 良好 SiON-4 1500 1 120 良好

Φ 1，500瓦RF電力且基板與氣體擴散板間距離1.5英吋下，以氫氣電漿處理120秒可造成PET基板上的Si ON-2膜層出現「霧霧的」結果。在1，〇〇〇及2,000瓦RF電力且間距1英吋下，以氫氣電漿處理90秒及180秒可造成PET基板與SiON-3膜層間具有良好的黏附性。SiON-4膜層在1，500瓦RF電力且間距1 '英吋下，以氫氣電漿處理120秒，同樣也可造成良妤的黏附性結果。 15 1303667

上述這些結果顯示以諸如氬氣之類的惰性氣體或諸如氫氣之類的含氫氣體進行電漿前處理，可改善諸如siN、Si〇N 或SiO之類的鈍化層，在諸如PET之類的塑膠基板上具有良好的黏附性。此處的資料只顯示出以電漿處理來改善無機鈍化層與塑膠基板間之黏附性的可行性。沉積膜層種類、基板材料、電漿處理氣體種類、電漿處理氣體流速、電漿電力高低、電漿壓力、基板與氣體擴散板間的距離及電漿處理時間長短均會影響電漿處理及黏附性質。除了良好的黏附性外，用來保護0LED的鈍化層也須具備不透氣性。表5比較一 SiON層與一 SiN層之間的氧氣通透性。該 SiN層係以 250 seem之 SiH4、300 seem之 NH3、5,500 seem之N2、900瓦RF電力、2.1托耳壓力 '基板與氣體擴散板間距離0.9英吋及60°C的溫度下沉積而成，其厚度約5,000A。在沉積該SiN層之前，該PET塑膠基板係先經過氬氣電漿的前處理。該氬氣電漿前處理係在1，500 seem的氩氣、1〇〇〇瓦RF 電力、1.2托耳壓力、基板與氣體擴散板間距離1英吋及60 °C 的溫度下進行約120秒。所沉積出來的SiN層經過浸泡在壓力鍋中的沸水99分鐘後，通過肉眼檢測及膠帶剝離測試兩種測試法。該 SiON-5 膜層係於 130 seem 之 SiH4、750 seem之 N20、 4,5 00 sccm之N2、1150瓦RF電力、1.9托耳壓力、基板與氣體擴散板間距離0.7英吋及60°C的溫度下沉積而成，其厚度約 5,000A。在沉積該SiON-5膜層之前，該PET塑膠基板係先經過一氫氣電漿處理。該氫氣電漿前處理係在丨，500 seem的氫 16 1303667 氣、1 500瓦RF電力、ι·5托耳壓力、基板與氣體擴散板間距離1英吋及60°C的溫度下進行約12〇秒。所沉積出來的si0-5 層經過浸泡在壓力鍋中的沸水9 9分鐘後，通過肉眼檢測及膠帶剝離測試兩種測試法。該SiO-5層也可在85°C、85%濕氣下 (8 5%/85°C )殘存1〇〇小時。該si〇-5層的沉積速率約為872A/ 分鐘，應力則為-0.5 x 1〇9達因/平方公分。表5 SiN膜層與Si〇N-5膜層間的氧氣通透性比較膜層 25°C下、每天的氧氣通透性 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

氧氣通透性測試係以〇X_TRAN(—種氧氣通透性及穿透性測试系統（Mocon Inc. of Minneapolis，Minnesota))來測量。該測量係在25°C下於沉積在PET基板上約5,000人的膜層上測試。結果顯示SiN層與Si0N_5層均具有極低的氧氣通透性°該Si0N·5層的氧氣通透性較SiON-5層為低。除了氧氣通透性測試外，也測量SiON-5層的水分通透性°水分通透性測試係以PErMATRAN-W(—種水蒸氣通透性及穿透性測试系統（M〇con Inc· of Minneapolis，Minnesota)) 來測量。在PET基板上約i〇,〇〇〇 A的膜層上所測得的水蒸氣穿透速率（water vapor transmission rate，WVTR)是 13.3 克/平方公尺·天。除了收集WVTR數據外，可藉由比較將基板浸泡在法博壓力鍋的沸水中3〇小時之前與之後，Si〇N-5層折射率 17 1303667 (RI)與厚度來執行嚴緊水氣通透性測試。由於要在石夕基板上量測厚度與RI並不容易，該測量係藉由量測一石夕基板上沉積之Si ON-5層的折射率與厚度來達成。表6示出si ON-5層在進入壓力鍋之前與之後的折射率與厚度。表6 SiON-5層在壓力鍋内30小時之前與之後的折射率與厚度壓力鍋内3 0小時之前壓力鍋内3 0小時之後變化％ (之後-之前/之前）厚度（A) 10458 10661 1.94% RI 1.422 1.4146 0.54% 結果顯示在嚴緊水氣通透性測試後，其折射率與厚度的變化均極小。上述結果顯示諸如SiN或S i ON之類的低溫鈍化層，施以一電漿前處理，可改善其黏附性與不透氣性。第6圖不出一電漿強化化學氣相沉積系統6〇〇 (可購自美商應用材料公司的分公司，AKT)的截面示意圖。該系統6〇〇大致包括一耦接至一氣體源6〇4的處理室6〇2。該處理室6〇2 具有多個壁606及一底部608 ,用以部分界定出一處理空間 612。該處理空間612典型可由位於壁6〇6上的一埠（未示出）來進出，以幫助移動一基板640進出該處理室6〇2。該多個壁 606及該底部608典型係由一單一鋁塊材或其他可與製程相容的材料所製成。該多個壁606可支持一蓋組件61〇,該蓋組件610中含有一抽吸氣室614以耦接該處理空間612至一排氣 18 1303667 埠（其包括各種抽吸組件，未示出）。

一控溫的基板支撐組件63 8係放置在處理室602中央。該支撐組件638可於處理期間支撐玻璃基板64〇。在一實施例中，該基板支撐組件63 8包含一鋁製主體624，其包納至少一埋設於其中的加熱器632。位在支撐組件638中的該加熱器 632(例如電阻式元件），係被耦接至一選擇性使用的電源674 上以控制加熱該支撐組件63 8及位於該組件63 8上的玻璃基板640至一預設溫度。典型情況是，在一 CVD製程中，該加熱器632可維持玻璃基板640在一約150 °C至約460 °C的均勻溫度下，視所欲沉積的材料之製程參數而定。一般來說，該基板支撐組件638具有一底表面626及一上表面634。該上表面634可支撐該玻璃基板640。該底表面626 具有一耦接至該表面的柱642。該柱642可耦接該支撐組件 638至一舉升系統（未示出），該舉升系統係可移動該支撐組件 638於一升高的處理位置（如圖上所示）及一較低位置之間，以幫助傳送基板進出該處理室602。該柱642還額外提供介於該支撐組件638及系統600其他組件之間的一種電及熱耦的管道° 一風箱646係耦接於該支撐組件638(或該柱642)與該處理室602之底部608之間。該風箱646可在幫助該支撐組件638 垂直移動的同時，於該處理空間612與該處理室602之外的氣壓間提供一真空密閉效果。該支撐組件638—般係接地，使得由一電源622提供至一 19 1303667 位在該蓋組件610與該基板支撐組件638間之氣體擴散板 618(或位於該室蓋組件中或靠近該組件之其他電極）的該“ 電力供給可激發存在於該處理空間6 12中（位於該基板支樓組件638與該氣體擴散板618間）的氣體。來自電源622的RF電力一般係選擇可符合基板大小者，以驅動該化學氣相沉積製程。該支撐組件638還可支撐一限制陰影框648。一般來說，該陰影框648可防止該玻璃基板640邊緣及支撐組件638出現沉積’使彳寸基板不會黏在該支樓組件6 3 8上。該支樓組件6 3 8 具有複數個貫穿其中的孔洞628，用以接受複數個舉升銷 650。该等舉升銷650典型包含陶瓷或陽極化鋁。該等舉升銷 650可以一額外的舉升板654相對該支撐組件638而被致動以自該支撐表面630突出，藉以將基板置放在離該支撐組件638 一段距離之處。該蓋組件6 1 0可提供相距該處理空間6 1 2的一上方界線該蓋組件61 〇典型可被移除或打開以服務該處理室602。在一實施例中，該蓋組件6 1 0係由鋁製成。該蓋組件610包含一形成於其中的抽吸氣室614，其係耦接裝外部的抽吸系統（未示出）。該抽吸氣室6 1 4係用來聯通氣體及均依地處理來自處理空間612及離開處理室6〇2的製程副產物。該蓋組件610典型包括一入口埠680，由氣體源004所供應的氣體係由該入口埠680被引入至該處理室602中。該入口 20 1303667 埠680也被耦接到一清潔氣體源682上。該清潔氣體源682典型可提供一清潔劑，例如解離的氟，將其引入至該處理室602 中以移除沉積的副產物及處理室硬體上（包括氣體分配板組件618)的沉積膜層。

該氣體分配板組件61 8係耦接到該蓋組件6 1 〇的一内表面620上。該氣體分配板組件61 8典型係設計成可實質依循該玻璃基板640的輪靡，例如大面積基板的多邊形或晶圓之圓形等。該氣體分配板組件618包括一孔狀表面616，由氣體源 614供應的製程氣體及其他氣體可被傳送通過其中而抵達處理空間612。該氣體分配板組件61 8之孔狀表面616係被設計成能提供氣體均勻分散穿過該氣體分配板組件618而進入處理室602。適用於本發明之氣體分散板揭示於2〇〇1年8月8曰 Keller等人提申之美國專利申請案第09/922，219號；20 02年5 月6曰提申之美國專利申請案第10/140,324號；2003年1月7曰 Blonigan等人提申之美國專利_請案第i〇/337,483號；2002 年1 1月12日授與White等人之美國專利第6,477,980號及2003 年4月16日Choi等人提申之美國專利申請案第10/471，5 92 號，其全部内容在此並入作為參考。該氣體分配板組件61 8典型包括一擴散板658，自一懸掛板660懸垂出來。該擴散板658及該懸掛板660也可包含一單一元件。複數個氣體通道6 62貫穿形成於該擴散板658中，以容許一預定量的氣體被分散通過該氣體分配板組件618並進入該處理空間612。該懸掛板660可保持該擴散板65 8及該蓋 21 1303667 組件6 1 0的内表面620彼此相隔一段空間，以界定出其間的一抽吸空間664。該抽吸空間664可容許氣體流過該蓋組件610 以均勻散佈在整個擴散板658的寬度方向上，以提供均勻的礼體在中央孔狀表面616上方並以均勻分布的方式穿過氣體通道662。

該擴散板658典型係由不銹剛、紹、陽極化链、鎳或其他RF導電材料製成。該擴散板65 8係被設計成其厚度可·在孔洞666上維持足夠的平坦度，且不會影響基板處理。在一實施例中，該擴散板658的厚度係介於約1.〇英吋至約2 〇英忖間。對半導體晶圓製造來說’該擴散板658可以是圓形的，對平面面板顯示器之製造來說，其則可以是多邊形的。平面面板顯示器應用中，一擴散板658的例子是一約30〇亳米χ4〇〇毫米、厚度約1.2英吋的長方形。雖然本發明已藉較佳實施例詳述於上，但習知技藝人士應能了解本發明尚有許多變化，其仍屬於附隨之申請專利範圍的範_。【圖式簡單説明】第1圖顯示一0LED元件的截面示意圖；第2圖乔出8-羥基喳啉鋁（Alq3)的化學結構圖；第3圖禾出一具有不透氣層沉基於其上之基本〇LED元件的截面示意圖；第4圖示出二胺的化學結構； 22 1303667 第5圖示出在一處理室中於一基板上沉積一薄膜層的流程圖；第6圖示出具有本發明一實施例之一氣體分散板組件之一處理室的截面示意圖。

【主要元件符號說明】 101 ' 201 基板 102 > 202 透明陽極層 103 注入電洞層 104、 204 傳送電洞層 105 > 205 發射層 106 傳送電子層 107 注入電子層 108 金屬陰極 110 電位 208 頂部電極 209 鈍化層 600 電漿強化化學氣相沉積系統 602 處理室 604 氣體源 606 壁 608 底部 610 蓋組件 612 處理空間 614 抽吸氣室 618 氣體分配板組件 620 内表面 626 底表面 628 孔洞 630 支撐表面 632 加熱器 634 上表面 638 基板支撐組件 640 玻璃基板 642 柱 646 風箱 648 限制陰影框648 650 聚升銷 654 舉升板 658 擴散板 23 1303667 660 懸掛板 662 氣體通道 674 電源 680 入口埠 682 清潔氣體源

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Claims

1303667 … 吁7年έ月别修(更)正本1 '> ^ …、L-———一一·^一^一 1. 一種沉積一無機層在―美板上的：二‘―: R # 暴板上的方法，包含：將該基板置放在一沉積處理室中：在該基板上執行一電漿處理製程；之後在低於80°c的溫度下沉積一無機層於該基板上。 2·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基板是塑膠 3·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該基板是由聚苯對二曱酸乙二醋（PET)或聚萘二酸乙二醋（pEN)製成的。 4.如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該無機層是一種鈍化層（passivation film)。 ♦ 5·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該鈍化層可以是一氮化矽（SiN)層、一氧基氮化矽（Si〇N)、一氧化矽（si〇) 層或是其之組合。 6.如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該鈍化層是一以下列方式沉積的氮化矽（SiN)層：以約1〇〇 sccrn至約500 seem的流速流入一含石夕氣體，以約1〇〇 sccin至約500 seem的 S,L速》,L入一第一含氮氣體’以約2 0 0 0 s c c m至約6 0 0 0 s c c m的 25 1303667 流速流入一第二合ϋ备μ ^ 3氣乳體，RF電力介於約400瓦至約2000瓦間’ >1力介於約〇·5托耳至約5 〇托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為〇·4英，寸至約間，纟沉積溫度約在 40°C 至 80°C 間。 7·如申明專利範圍第6項所述之方法，其中該含矽氣體是SlH4’該第一含氮氣體是NH3且該第二含氮氣體是N2。 8_如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該鈍化層是一以下列方式沉積的氧基氮化矽（si〇N)層：以約5〇 sccin至約 500 seem的流速流入一含矽氣體，以約2〇〇 sccin至約2000 seem的流速流入一含氧氣體以約3〇〇〇 sccin至約6〇〇〇 SCCm 的流速流入一含氮氣體，Rp電力介於約4〇〇瓦至約2〇〇〇瓦間’壓力介於約0.5托耳至約5.〇托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為〇·4英吋至约1 ·丨英吋間，及沉積溫度約在 40°C 至 80°C 間。。 9·如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該含矽氣體是SiHU’該含氧氣體是n2〇且該含氮氣體是n2。 1〇·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中鈍化層是一以下列方式沉積的氧化矽（si〇)層··以約1〇〇 seem至約600 seem的流速流入一含矽氣體，以約5〇〇〇 sCCm至約15000 seem 26 1303667 約100瓦至約4000瓦 ’〜氣體擴散板至該的流速流入一含氧氣體，rF電力介於間’壓力介於約0.5托耳至約5 0托耳間基板間的距離約為〇 · 4英时至約1 · 1英对間 40°C 至 80°C 間。及沉積溫度約在

11. 體是SiH4 如申請專利範圍第Η)項所述之方法，其㈣含破氣且該含氧氣體是ν2ο。 12.如申請專㈣圍ρ項所述之方法，其中該電莱處製程係在-惰性氣體、一含氫氣體、一含氮氣體或由該等體組成之混合物 13·如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該惰性氣體是氬、氦、氖、氙或氪。

14·如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該含氫氣體是氫氣或是氨氣。 15·如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該含氮氣體是氮氣或氨氣。 16·如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該氣體流逮係介於約500 seem至約4000seem間，壓力係介於約0· 1托耳 27 1303667 至約5 · 0托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為〇 4英对至約1.1英吋間，且該電力係介於約4〇〇瓦至約3〇〇〇瓦間。 17·如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該電漿處理製程係實施約2秒至約10分鐘。 18,如申請專利範園第12項所述之方法，其中該電漿處理製程係可由該沉積製程處理室中產生或是由遠端所生成。 19·如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該電漿處理製程中的電漿可由RF電力或微波電力來產生。 2〇·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該基板是長方形且表面積至少12〇,〇〇〇平方毫米。 21·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電漿處理可改善該無機膜層與該基板間的黏附性質。 22. 一種沉積一無機層在一基板上的方法，包含：將該基板置放在一沉積處理室中：在該基板上執行一電漿處理製程；之後在低於80°C的溫度下以一氣體混合物沉積一無機層於該基板上，該氣體混合物包含一選自由下列氣體組成之群組 28 1303667 中的氣體，包括一含矽氣體、NH3、一含氮氣體、一含氧氣體或其之組合。

23·如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該無機層是一以下列方式沉積的氮化矽（SiN)層：以約100 seem至約 500 seem的流速流入SiHU氣體，以約100 seem至約500 seem 的流速流入NH3氣體，以約2000 seem至約6000 seem的流速流入N2氣體，RF電力介於約400瓦至約2000瓦間，壓力介於约 0.5托耳至約5.0托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為0.4英吋至約1·1英吋間，及沉積溫度約在40°C至80°C間。

24.如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該氧基氮化矽（SiON)層係以下列方式沉積而成：以約50 seem至約500 seem的流速流入SiH4氣體，以約200 seem至約2000 seem的流速流入N2O氣體，以約3000 seem至約6000 seem的流速流入 N2氣體，RF電力介於約400瓦至約2000瓦間，壓力介於約0.5 托耳至約5.0托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為〇·4英吋至約1.1英吋間，及沉積溫度約在4〇°C至80°C間。 25·如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該氧化矽 (SiO)層係以下列方式沉積而成：以約1 〇〇 seem至約600 seem 的流速流入SiH4氣體，以約5000 seem至約1 5000 seem的流速流入NaO氣體，RF電力介於約1〇〇瓦至約4000瓦間，壓力介於 29 1303667 約〇·5托耳至約5 〇托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為〇·4英时至約1·1英吋間，及沉積溫度約在40°C至80°c間。 26·如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該無機膜層對該基板具有良好的黏附性質。

27·如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該無機膜 28.如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該基板是塑膠且是長方形，其表面積至少iaojoo平方亳米。 29·如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該該電漿處理可改善該無機膜層與該基板間的黏附性質。

30· 一種沉積一無機層在一基板上的方法，包含：將該基板置放在一沉積處理室中：在該基板上執行一電漿處理製程；之後在低於80C的溫度下沉積一鈍化層於該基板上。 31.如申請專利範圍第30項所述之方法，其中該她化層包含多層膜層。 30 1303667 32·如申請專利範圍第31項所述之方法，其中該鈍化層包含一氮化矽（SiN)層、一氧基氮化矽（si〇N)、一氧化矽（SiO) 層或是其之組合。 33·如申請專利範圍第30項所述之方法，其中該基板是塑膠。

34·如申請專利範圍第32項所述之方法，其中該鈍化層包含一以下列方式沉積的氮化矽（SiN)層··以約1〇〇 seem至約 500 seem的流速流入一含矽氣體，以約100 seem至約500 seem的流速流入一第一含氮氣體，以約2000 seem至約6000 seem的流速流入一第二含氮氣體，RF電力介於約400瓦至約 2000瓦間，壓力介於约0.5托耳至約5.0托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為0 · 4英对至約1 · 1英对間，及沉積溫度約在4(TC至8(TC間。 35·如申請專利範圍第34項所述之方法，其中該含石夕氣體是SiH4，該第一含氮氣體是NH3且該第二含氮氣體是n2。 36·如申請專利範圍第32項所述之方法，其中該鈍化層包含一以下列方式沉積的氧基氮化矽（SiON)層：以約 50 seem 至约500 seem的流速流入一含矽氣體，以約200 seem至約 2000 seem的流速流入一含氧氣體，以約3000 seem至約6000 31 1303667 seem的流速流入一含氮氣體，rf電力介於約400瓦至約2000 瓦間，麗力介於約0.5托耳至約5 〇托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為0.4英吋至約1 ·丨英吋間，及沉積溫度約在 40°C 至 80°C 間。。 37·如申請專利範圍第36項所述之方法，其中該含矽氣體疋SiHU ’該含氧氟體是n2〇且該含氮氣體是n2。

38. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中鈍化層包含一以下列方式沉積的氧化矽（si〇)層：以約1〇〇 seem至約 600 seem的流速流入一含矽氣體，以約5〇0〇 seem至約15000 seem的流速流入一含氧氣體，rf電力介於約1〇〇瓦至約4000 瓦間’壓力介於約0.5托耳至約5·〇托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為0.4英吋至約1 · 1英吋間，及沉積溫度約在40°C至80°C間。

39. 如申凊專利範圍第38項所述之方法，其中該含石夕氣體是SiHr且該含氧氣體是^〇。 40·如申請專利範圍第30項所述之方法，其中該電漿處理製程係在一惰性氣體、一含氩氣體、一含氮氣體或由該等氣體組成之混合物中實施。 32 1303667 41 ·如申請專利範圍第4 0項所述之方法，其中該惰性氣體是氬、氦、氖、氙或氪。 42·如申請專利範圍第40項所述之方法，其中該氣體流速係介於約500 seem至約4000 seem間，壓力係介於約0.1托耳至約5 · 0托耳間，一氣體擴散板至該基板間的距離約為〇 4 英对至約1.1英吋間，且該電力係介於約4〇〇瓦至約3〇〇〇瓦間。

43·如申請專利範圍第40項所述之方法，其中該電漿處理製程係實施約2秒至約1 〇分鐘。 44·如申請專利範圍第40項所述之方法，其中該電漿處理製程係可由該沉積製程處理室中產生或是由遠端所生成。

45.如申請專利範圍第30項所述之方法，其中該基板是長方形且表面積至少120, 〇〇〇平方亳米。 46.如申明專利範圍第項所述之方法，其中該電藥處理可改善該無機膜層與該基板間的黏附性質。 47· —種設備，包含：一沉積處理室；一基板支撐，其係位於該沉積處理室中用以支撐一塑碜 33

1303667 基板，一 RF電源，其係耦接至該處理室中以提供一電該沉積處理室中；一氣體源，用以提供一無機氣體至該沉積處理一控制器，用以控制該基板溫度至80°C或以下一無機膜層於該基板上。 48. 如申請專利範圍第47項所述之設備，其源係耦接至該沉積處理室中的一喷頭上。 49. 如申請專利範圍第47項所述之設備，其源係耦接至一遠端電漿源。 50. 如申請專利範圍第47項所述之設備，其中撐含有電阻式加熱元件。 51.如申請專利範圍第47項所述之設備，其中撐含有輻射加熱元件。 52. 如申請專利範圍第47項所述之設備，其中理室是一電漿強化沉積處理室。 53. 如申請專利範圍第47項所述之設備，其中漿氣體於室中；，以沉積中該RF電中該RF電該基板支該基板支該沉積處該基板是 34 1303667 長方形且表面積至少為120,000平方毫米。

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