TWI625421B - 用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體之方法及用於執行其之設備與用於其中之滾輪 - Google Patents

用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體之方法及用於執行其之設備與用於其中之滾輪 Download PDF

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Abstract

根據本揭露，一種用於清潔一可撓式基板處理設備之一處理腔體而不破壞處理腔體內之真空之方法係提供。用於清潔處理腔體之方法包括導引一犧牲箔至處理腔體中；開始於處理腔體中之一第一幫浦製程；當犧牲箔係提供至處理腔體中時，電漿清潔處理腔體；開始於處理腔體中之一第二幫浦製程；以及導引犧牲箔離開處理腔體。

Description

用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體之方法及用於執 行其之設備與用於其中之滾輪
本揭露之數個實施例是有關於薄膜處理設備，特別是其之清潔方法，且更特別是卷對卷(roll-to-roll，R2R)系統之清潔方法。本發明之數個實施例特別是有關於用以電漿清潔R2R化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)系統之處理腔體的設備及方法。
處理例如是塑膠膜或箔之可撓式基板係在封裝工業、半導體工業及其他工業中有高度的需求。處理可由以所需材料塗佈可撓式基板、蝕刻及其他為了所需應用而在基板上進行之處理操作所組成，所需材料例如是金屬、半導體及介電材料。執行此項工作之系統一般包括處理鼓輪(processing drum)，耦接於處理系統以傳輸基板，且至少部分之基板係於其上進行處理，處理鼓輪例如是圓柱滾輪。卷對卷塗佈系統可藉此提供高產量系統。
一般來說，例如是化學蒸鍍製程或熱蒸鍍製程之塗佈製程可利用來沉積金屬之薄膜於可撓式基板上。然而，卷對卷沉積系統亦在顯示器工業及光伏(photovoltaic，PV)工業面臨需求大量增加的情況。舉例來說，觸控面板元件、可撓式顯示器、以及可撓式PV模組係致使對卷對卷塗佈機中進行沉積合適層之需求增加，特別是以低製造成本之情況來進行。然而，此種裝置一般具有數層，此些層一般係以CVD製程製造並特別亦以電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)製程製造。
利用例如是CVD、PECVD及/或物理氣相沉積(PVD)源的沉積設備需要徹底之清潔程序，以避免交叉汙染效用(cross contamination effects)且確保長期製程的穩定性，其中來自混合氣體之不同殘餘物係在設備之接續使用中沉積於相同的處理區域中。為了此目的，處理腔體通常係人工地開啟且清潔，而可能導致機器停工期增加。
多年來，在顯示裝置內之數層係已經發展成多層之各層係提供不同功能。沉積多層於多個基板上可能需要多個處理腔體，全部之處理腔體必需保持清潔，以維持高製造品質。一般來說，包含於其中之清潔程序可能減少基板之產能。因此，於此領域中，對於有效之清潔方法及用於處理可撓式基板之設備係有需求，以確保基板之產能最大化，可撓式基板例如是有機發光二極體(OLED)結構、半導體結構及其他近代更精密之裝置。
有鑑於上述，用於處理可撓式基板之設備及用於清潔其之處理腔體之方法係提供。本揭露之其他方面、優點及特性係藉由附屬申請專利範圍、說明書、及所附圖式更加的清楚。
於一方面，一種用於清潔一可撓式基板處理設備之處理腔體而不破壞處理腔體內之真空之方法係提供。此方法包括以下：導引一犧牲箔至處理腔體中；開始於處理腔體中之一第一幫浦製程；當犧牲箔係提供至處理腔體中時，電漿清潔處理腔體；開始於處理腔體中之一第二幫浦製程；以及導引犧牲箔離開處理腔體。
於另一方面，一種滾輪係提供，此滾輪包括用於一設備中之一可撓式基板，此設備係用以處理可撓式基板。可撓式基板包括貼附於其之一犧牲箔。
於再另一方面，一種用於處理一可撓式基板之設備係提供。設備包括一處理腔體、一間隙閘及一控制器，設備用以執行根據此處所述實施例之一方法，此方法用於清潔處理腔體而不破壞處理腔體內之真空。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：
100‧‧‧可撓式基板處理設備
102‧‧‧真空腔體
102A‧‧‧第一腔體部
102B‧‧‧第二腔體部
102C‧‧‧第三腔體部
104、764、764’‧‧‧滾輪
106‧‧‧可撓式基板
107、107a、107b、107c‧‧‧犧牲箔
108、109‧‧‧箭頭
110‧‧‧塗佈鼓輪
111‧‧‧轉動軸
125‧‧‧法蘭部
140‧‧‧間隙閘
192‧‧‧預處理電漿源
194‧‧‧預加熱單元
210、211‧‧‧前區段
221‧‧‧起始部
222‧‧‧末部
223‧‧‧末區段
430‧‧‧蝕刻站
431‧‧‧軸
492‧‧‧離子化單元
494‧‧‧光學量測單元
630‧‧‧沉積源
680‧‧‧匹配電路
701‧‧‧分離牆
706‧‧‧隔離件
766’‧‧‧隔離件滾輪
1000、1001‧‧‧方法
1003、1005、1007、1010、1020、1030、1040、1050‧‧‧流程步驟
為了可詳細地了解本揭露上述之特點，簡要摘錄於上之本揭露更特有的說明可參照實施例。所附之圖式係有關於本揭露之數個實施例且係說明於下方： 第1圖繪示根據此處所述實施例之用於沉積或塗佈薄膜之卷對卷沉積設備的示意圖。
第2-4圖繪示根據此處所述實施例之可撓式基板之示意圖。
第5圖繪示根據此處所述實施例之滾輪之示意圖。
第6-7圖繪示根據此處所述實施例之用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體之方法的流程圖。
詳細的參照將以本揭露之各種實施例來達成，本揭露之實施例的一或多個例子係繪示在圖式中。在圖式之下述說明中，相同參考編號係意指相同元件。一般來說，僅有有關於特有實施例之相異處係進行說明。各例子係藉由說明本揭露的方式提供且不意味為本揭露之一限制。再者，所說明或敘述而做為一實施例之部分之特性可用於其他實施例或與其他實施例結合，以取得再其他實施例。此意指本說明包括此些調整及變化。
值得注意的是，應用於此處所述實施例中的可撓式基板或網狀物(web)一般可以具有可彎折做為特性。名稱「網狀物」與名稱「條狀物(strip)」或名稱「可撓式基板」可以同義之方式使用。舉例來說，如此處所述實施例中之網狀物可為箔(foil)或另一可撓式基板。
如此處所使用，名稱「間隙閘(gap sluice)」係意欲代表一般可用以密封用於處理可撓式基板之設備的腔體之一通 道(channel)或一鎖件(lock)，密封例如是嚴密地密封(hermetically seal)。
如此處所使用，名稱「犧牲箔(sacrificial foil)」係意欲代表一箔，箔一般係以不同於可撓式基板的材料之材料製成。舉例來說，箔可以金屬合金組成，金屬合金例如是不銹鋼。根據此處所述實施例，犧牲箔可例如是具有10μm至200μm之厚度，特別是50μm至125μm之厚度。
根據此處所述實施例，一般係有關於用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體之方法，特別是在不破壞處理腔體內之真空的情況下。一般來說，此種清潔程序係應用犧牲箔，犧牲箔可例如是預貼附於可撓式基板之末、起始或中間區段。舉例來說，犧牲箔可連接可撓式基板於滾輪。於其他實施例中，兩個或多個犧牲箔可分隔可撓式基板成數個可區分區段，此些可區分區段係以犧牲箔互相連接。根據此處所述實施例，犧牲箔及可撓式基板可配置在相同縱向面中。特別是，當犧牲箔係連接於可撓式基板時，犧牲箔之起始部及/或末部鄰接於可撓式基板之起始部及/或末部。
根據此處所述實施例，典型之可撓式基板處理設備係範例性繪示於第1圖中，可撓式基板處理設備可用於沉積薄膜於可撓式基板上。繪示於其中之處理設備100一般包括真空腔體102。真空腔體具有第一腔體部102A、第二腔體部102B及第三腔體部102C。第一腔體部102A係配置成為收卷/放卷腔體，且可 分隔腔體之剩餘部分而用於交換可撓式基板，使得剩餘腔體部102B/C不需要排氣以移除已處理之可撓式基板且不需要在新的基板已經插入後排氣。如此一來，設備之停工期可減少。因此，增加產量之整體目的係可達到。值得注意的是，第二腔體部102B及第三腔體部102C於此可共同意指「處理腔體」。根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，第二及第三腔體部可亦為一單一腔體。
請參照第1圖，基板係提供於具有轉軸之第一滾輪764上，轉軸例如是用於放卷。基板係收卷於具有轉軸之第二滾輪764’上，轉軸例如是用以收卷。然而，可理解的是，基板可亦於相反方向中導引通過設備100，使得用於放卷之轉軸可改而用於收卷，且用於收卷之轉軸可改而用於放卷。因此，支撐將進行處理之可撓式基板的放卷轉軸以及支撐具有已處理薄膜於其上之可撓式基板的收卷轉軸可提供於第一腔體部102A中。可撓式基板106係提供於例如是具有收卷轉軸的第一滾輪764上。
根據此處所述實施例，可撓式基板可包括至少一犧牲箔107(見第2圖)。犧牲箔可貼附於可撓式基板之起始部、末部或中間的某處而分隔可撓式基板成至少兩個可區分區段。在用於清潔處理腔體之一方法的期間，犧牲箔可進行貼附，或者犧牲箔可預貼附於滾輪。一般來說，首先進入可撓式基板處理設備之處理腔體中之可撓式基板及/或犧牲箔的區段可定義為起始區段。第2-4圖繪示包括犧牲箔107之可撓式基板106之數個實施例的示 意圖。箭頭109一般係指示出可撓式基板及/或犧牲箔進入可撓式基板處理設備之處理腔體中之移動方向。根據此處所述實施例，在用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體的方法之期間，犧牲箔可貼附於可撓式基板之起始部及/或末部。在用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體的方法之期間，犧牲箔可亦貼附於可撓式基板之中間可區分區段。當犧牲箔係貼附於可撓式基板之中間可區分區段時，可撓式基板可分隔成至少兩個可區分區段，此至少兩個可區分區段係藉由犧牲箔連接於彼此。一般來說，根據此處所述實施例，一旦犧牲箔係貼附於可撓式基板，犧牲箔及可撓式基板係一個接著另一個位於相同之縱向面中。
於第2圖中，舉例來說，可撓式基板106可包括犧牲箔107。犧牲箔107之前區段210可預貼附於可撓式基板106之末區段222。再者，犧牲箔之末區段223可預貼附於滾輪(未繪示於圖式中)。
第3圖繪示根據此處所述實施例之犧牲箔107a、107b預貼附於可撓式基板106之示意圖。第一個犧牲箔107a之末區段223可預貼附於可撓式基板106之前區段221，且第二個犧牲箔107b之前區段210可預貼附於可撓式基板106之末區段222。一般來說，第一個犧牲箔107a之前區段211可連接於另一個可撓式基板之末區段。具有犧牲箔於可撓式基板之起始部及末部係讓例如是在每個再次使用一般之滾輪時不需要犧牲箔。
根據此處所述其他實施例，可撓式基板106可包括 數個犧牲箔107。舉例來說，第4圖繪示包括三個犧牲箔107之可撓式基板106之示意圖，犧牲箔107係分隔可撓式基板成三個可區分區段。犧牲箔107a、107b、及107c可預貼附於可撓式基板106之中間。犧牲箔107a、107b及107c係分隔可撓式基板成數個可具有相同長度之可區分區段。於此處所述實施例中，前述之可區分區段可為不同之長度。不限於此處所述任何特定實施例，可撓式基板可包括兩個或更多、三個或更多、四個或更多、五個或更多、六個或更多、或甚至七個或更多貼附犧牲箔，犧牲箔係貼附於沿著平面(未捲繞)可撓式基板之縱軸的起始部、末部或某處，犧牲箔分隔可撓式基板成數個分離的區段。舉例來說，各分離的區段之長度可為從30m至1000m，特別是從50m至500m。
第5圖繪示範例式之滾輪764的示意圖，滾輪764用以使用於可撓式基板處理設備中。滾輪764可包括可撓式基板106及一個、兩個、三個、四個、五個或更多犧牲箔107。
一般來說，此處所述實施例係有關於範例性說明於上之可撓式基板處理設備，且有關於用於清潔特別是此種設備之處理腔體的方法及裝置。舉例來說，第6圖繪示根據此處所述實施例之用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體的方法1000，且可大體上說明成包括：導引犧牲箔至處理腔體中(見1010)；開始於處理腔體中之第一幫浦及/或吹洗製程(見1020)；電漿清潔處理腔體(見1030)；開始處理腔體中之第二幫浦及/或吹洗製程(見 1040)；以及導引可撓式基板進入處理腔體中(見1050)。只要犧牲箔係在電漿清潔的期間提供至處理腔體中，此順序可為任意之順序，特別是有關於幫浦及吹洗製程。根據此處所述實施例，用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體之方法可包括貼附犧牲箔於可撓式基板之起始部及/或末部。再者，此方法可包括貼附犧牲箔於可撓式基板之至少兩個可區分區段之中間。根據此處之實施例，犧牲箔及可撓式基板或可撓式基板之可區分區段可以一連串之方式配置，也就是說，在縱向中一個接著另一個。
現在回到第1圖，根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，將進行處理之可撓式基板可與隔離件706一起提供於滾輪764上。隔離件可提供於可撓式基板之數個相鄰層之間，使得在滾輪764上的可撓式基板的一層與可撓式基板的相鄰層直接接觸可避免。根據典型實施例，基板係從滾輪764經由一個、兩個或多個滾輪104導引至塗佈鼓輪(在下文中亦意指處理鼓輪)且從塗佈鼓輪導引至第二滾輪764’，第二鼓輪764’例如是具有收卷軸，基板係在處理後捲繞於收卷軸上。在處理之後，另一隔離件可從隔離件滾輪766’提供於可撓式基板106之此些層之間，可撓式基板106之此些層係捲繞於滾輪764’上。
根據此處所述實施例，用於分離第一腔體部與第二腔體部的至少一間隙閘140係提供於分離牆701。如第1圖中所示，一般係提供兩個間隙閘。此或此些間隙閘係配置，使得可撓式基板可於其移動通過且間隙閘可開啟及關閉，用於提供真空密 封。根據典型之實施例，間隙閘包括滾輪，用以導引基板及/或犧牲箔，例如是用以重新導引基板及/或犧牲箔移動10°或以上之角度。再者，可充氣密封件係提供而可壓抵間隙閘之滾輪。間隙閘係藉由密封件之充氣來關閉，且第一腔體部102A及第二腔體部102B係以真空密封方式彼此分隔。因此，第一腔體部102A可在第二腔體部102B可保持於技術真空(technical vacuum)的情況下進行排氣。
根據此處所述實施例，間隙閘可例如是開啟及關閉以密封處理區域或有別於收卷區域而密封處理區域。一般來說，開啟及關閉可亦在基板或犧牲箔提供於間隙閘中時進行處理。如此一來，如此處所述之間隙閘可亦理解為負載鎖件(load lock)或可意指負載鎖件。因此，根據本揭露，兩個名稱可交換。
根據其他可選擇之應用，間隙閘可亦提供而不具有滾輪。可充氣密封件可壓抵基板於平面密封表面上。然而，可亦利用其他選擇性地開啟或關閉間隙閘的手段，其中開啟及關閉可在基板插入時進行，開啟及關閉也就是具有開放之基板路徑及真空密封。當來自新的鼓輪之基板可貼附於來自先前滾輪之基板及/或犧牲箔，且可撓式基板可在腔體部102B及102C排氣時透過系統捲繞，在基板及/或犧牲箔係插入時用於關閉真空而密封之間隙閘係特別讓基板可簡單的進行交換，腔體部102B及102C係藉由拉動先前之基板與透過設備貼附於其之新的基板來排氣。
如進一步繪示於第1圖中，牆701及/或由此些間隙 閘140間的距離所定義軸可相對於垂直或水平方向傾斜，間隙閘140具有在第一腔體部102A及第二腔體部102B之間提供真空分隔之能力。一般來說，傾斜之角度可為相對於垂直線之20°至70°。相較於類似元件以不傾斜之方式水平配置，傾斜之角度可選擇，使得塗佈鼓輪係向下地配置。牆及/或定義於此些間隙閘之間的軸的傾斜係允許提供額外之處理站或將設置之沉積源630，使得其之軸431係位於相同於塗佈鼓輪110之轉動軸111之高度或低於塗佈鼓輪110之轉動軸111，軸431例如是電漿電極(未繪示於第1圖中)之對稱軸。如第1圖中所示，四個沉積源630係提供於塗佈鼓輪110之轉動軸111之高度或低於塗佈鼓輪110之轉動軸111。如上所述，產生之粒子剝落或掉落於基板上之情況係可減少或避免。以第1圖中之蝕刻站430繪示之第五個處理站例如是提供於塗佈鼓輪110之轉動軸111的上方。然而，將理解的是，蝕刻站430可亦提供於腔體部102C之凸狀牆部之任何其他位置。類似地，一或數個加熱站可沿著塗佈鼓輪110之曲面提供。
根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，光學量測單元494及/或一或數個離子化單元492可亦選擇性地提供。光學量測單元494用以評估基板處理之結果，離子化單元492係用以調整在基板上之電荷。
根據此處所述實施例，塗佈鼓輪之第一部分係提供於第二腔體部102B中且塗佈鼓輪之剩餘部分係提供於第三腔體部102C中，塗佈鼓輪之第一部分也就是垂直於轉動軸之塗佈鼓 輪之剖面的一區域，塗佈鼓輪之剩餘部分也就是垂直於轉動軸之塗佈鼓輪之剖面的一區域。如由第1圖中之虛線可見，一般來說，第一部分係大於剩餘部分，也就是軸111係提供於第二腔體部102B中。設置軸111於第二腔體部中係提供較簡易且因而較有成本效益設計之設備，其亦為持有成本(CoO)。舉例來說，塗佈鼓輪之第一部分與塗佈鼓輪之剩餘部分之比可為1.1：1或更大。然而，從機械觀點來說，軸可朝向第三腔體部102C移動，以略為地位於從第二至第三腔體部分的邊界上方，而不會破壞太多系統之穩定度。因此，比可亦為0.8：1或更大。
根據此處所述實施例，第三腔體部102C具有凸狀牆部。根據此處所述實施例，凸狀係理解為具有曲面的牆部或具有彼此鄰接之數個平面以提供凸狀之此些表面。根據典型實施例，一起形成凸狀之此些平面具有下述之真空法蘭連接件可提供於一平面的優點，其可較易於製造。較易於製造係再次減少設備成本。
第1圖繪示對應於數個真空處理區域之數個處理站之示意圖。根據此處所述實施例，至少兩個處理站係提供，其中至少兩個處理站包括法蘭部125，用以提供真空連接於第三腔體部102C。舉例來說，一般來說，第三腔體部具有凸狀牆部及至少兩個本質上平行於其之開口，舉例來說，此至少兩個開口係提供於凸狀牆部中，或自凸狀牆部延伸之一突出件內，也就是說，凸狀牆部之延伸係相對於塗佈鼓輪之轉動軸本質上向外徑向突 出。此至少兩個處理站係設置以容置於第三腔體部之此至少兩個開口中。根據此處之實施例，法蘭部125係提供與第三腔體部之凸狀牆部的真空緊密連接或從凸狀牆部延伸之突出件的真空緊密連接。
因此，處理站可從第三腔體部102C之凸狀牆部外插入。在插入的部分，真空法蘭可連接且真空區域係提供於第三腔體部內。根據典型實施例，處理站可插入開口中，開口係位於沿著相對於塗佈鼓輪110之轉動軸的本質上徑向方向。
如上所述，處理站之一部分係因此提供於真空中，也就是在第三腔體部中及/或相對於法蘭部內。處理站之另一部分係設置於此區域外，此區域中係提供真空腔體102內之真空。此讓處理站係簡單進行交換，且像是冷卻流體、氣體、電力等消耗媒介係簡單地提供。根據一些應用，至少處理站與匹配電路680之連接係提供於第三腔體部102C外，且可形成上述之位於此區域外之另一部分。再者，在第三腔體部之凸狀牆部中之開口或從凸狀牆部延伸之突出件中之開口一般係以具有預設之形狀及尺寸的方式成形。此處係具有標準化之開口，使得具有法蘭部之不同處理站係可交換而使用於不同處理區域，法蘭部係設置以符合標準化的開口。此係致使維護較簡易且增加設備100之使用的彈性。有鑑於停工期減少(維護較簡易)以及有鑑於使用之彈性，CoO可再度減少。後述之部分係致使不同的產品可於一設備製造，使得擁有者可於相同處理設備100交換不同產品之製造。
根據再其他實施例，塗佈鼓輪110之彎曲外表面及腔體之法蘭部或凸狀牆部之距離可為從10mm至500mm。根據此處之實施例，此距離係意指從塗佈鼓輪之表面至內牆或法蘭部之尺寸，其限定真空腔體102之真空範圍。提供上述之凸狀或尺寸係讓第三腔體部102C中之腔體體積減少。在第三腔體部中之減少的腔體體積係讓氣體分離較為簡單且處理區域之排氣較為簡單。舉例來說，第二腔體部具有可排氣區域之一體積且第三腔體部具有其他可排氣區域之一其他體積，且此體積與此其他體積之比係為至少2：1，例如是3：1至6：1。
根據再其他應用，在第三腔體部中之未填滿固態材料之區域可填充材料塊，以減少需進行排氣之區域。舉例來說，第二腔體部具有可排氣區域之一體積及第三腔體部具有其他可排氣區域之一其他體積，且此體積與此其他體積之比係藉由數個體積縮減塊增加到至少7：1。
如上所述，第1圖繪示沉積設備100的示意圖。沉積設備100包括真空腔體102，真空腔體102一般可提供，使得真空可產生於腔體中。根據此處之實施例，數種真空處理技術以及特別是真空沉積技術可應用於處理基板或沉積薄膜於基板上。如第1圖中所示且於此參照，設備100係為卷對卷沉積設備，承載進行導引及處理的可撓式基板106。可撓式基板106於第1圖中係從第一腔體部102A導引第二腔體部102B且更導引至具有處理站於其中之第三腔體部102C，如箭頭108所示。可撓式基板 係藉由滾輪104導引至塗佈鼓輪110，塗佈鼓輪110係配置以用以於在處理及/或沉積期間支撐基板。來自塗佈鼓輪110的可撓式基板106係導引至其他滾輪104且分別進入腔體部102B及102A。
繪示於第1圖中之實施例包括五個處理站，例如是四個沉積站及一個蝕刻站。沉積源係提供於處理區域中，其中由塗佈鼓輪支撐之基板係在各自區域中進行處理。然而，可理解的是，根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，可提供五個或甚至更多例如是沉積站之處理站。舉例來說，可提供六個、七個或甚至更多例如是沉積站之處理站，例如是8、10或12個處理站。此些處理區域係藉由數個氣體分離單元與相鄰之處理區域或其他區域分離。
根據此處所述實施例，處理站及/或它們的氣體分離單元係配置以具有變化的位置來調整與塗佈鼓輪110之距離。也就是說，處理站及/或氣體分離單元可於相對於塗佈鼓輪之徑向方向中移動。氣體分離單元一般包括牆，牆係防止於一處理區域中之氣體進入相鄰區域，例如是相鄰處理區域。氣體分離單元之元件係分別提供狹縫於氣體分離單元及可撓式基板106或塗佈鼓輪之間。根據此處之實施例，此元件係定義狹縫之長度，且此元件之徑向位置係定義氣體分離單元和可撓式基板106之間的寬度。
根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，設備100可更包括預加熱單元194以加熱可撓式基板。根據此處之實施例，可在處理基板前提供輻射加熱器、電子束(e-beam) 加熱器或任何其他加熱基板之元件。再者，可額外地或選擇性地提供預處理電漿源192，以於進入第三腔體部102C之前藉由電漿處理基板，預處理電漿源192例如是射頻(RF)電漿源。舉例來說，以電漿進行預處理可對基板表面進行表面調整，以增加沉積於其上之膜的膜黏性或可改善基板型態成另一性質而改善其之處理。
根據此處所述實施例，上述用於清潔可撓式基板設備之處理腔體的方法可包括許多額外的操作及/或製程，此些操作及/或製程可根據需求執行。舉例來說，第7圖繪示用於清潔可撓式基板設備之處理腔體的方法1001，其可說明於下文。
一般來說，可撓式基板處理程序可開始於1003。在處理週期1005的期間，可撓式基板可在設備之處理腔體中處理，通常直到處理腔體之清潔需求係決定1007出來。舉例來說，偵測裝置(例如是感應器)可發出訊號來表示處理腔體必需進行清潔，處理腔體必需進行清潔係因為例如是在處理腔體內過度增加的汙染物。如果沒有及時移除處理腔體內過度增加的汙染物，在處理腔體中可能發生干擾製程的情況。處理腔體之清潔可亦例如是預設在預定之時間總量後或在可撓式基板已經進行處理之預定長度後。再者，處理腔體之清潔可以做為部分的裝載及/或卸載程序來開始，裝載及/或卸載程序包括裝載及/或卸載新的一卷之可撓式基板至可撓式基板處理設備中及/或從可撓式基板處理設備卸載新的一卷的可撓式基板。再者，再根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，電漿監控器可決定對於清潔週期之需 求。
根據再其他實施例，可監控對於清潔之需求、吹洗程序及/或幫浦程序之狀態、以及清潔程序之狀態。舉例來說，監控裝置可為監控電極電壓、電極電流、以及例如是在匹配電路後之在沉積源之電漿阻抗的裝置。流入沉積源之處理區域以及流出沉積源之處理區域之氣體亦可額外或選擇性監控。舉例來說，在各自導管及/或甚至混合氣體之壓力可進行分析。例如是量測電極電壓、電極電流及電漿阻抗的監控裝置可用以決定電漿狀況，電漿阻抗係在可於清潔期間操作之沉積源進行量測，電漿狀況例如是沉積電漿以及清潔電漿。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，監控裝置可為化學氣相沉積(CVD)製程監控器。舉例來說，監控裝置可量測由沉積源之電壓、電流、相位、諧波、阻抗、或藉由使用演算法、電漿密度所組成之群組的至少一者，也就是說，此源可亦於清潔期間使用。因此，非侵略性電漿特性方法(non-invasive plasma characterization method)可藉由阻抗感測器量測提供。根據不同實施例，阻抗感測器可為預先匹配(pre-match)或後匹配(post-match)感測器，也就是說，用於匹配電路或用於匹配電路後。根據此處之實施例，監控感測器之後匹配設置係提供電極之RF電壓以及實際電漿阻抗的直接資訊。一般來說，可於清潔之前或在清潔期間提供電漿之電子「足跡(fingerprint)」。在相角及/或調波訊號振幅之差異可顯示出處理條件中之些許改 變，例如是製程飄移(process drifts)之起始。因此，可提供離子通量(ion flux)入射於已供電之電極表面及電漿密度的非直接資訊，特別是藉由量測供電沉積源之系統中的諧波。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，處理站可包括電漿輔助化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)源。電漿輔助沉積源可於2MHz至90MHz之頻率操作，舉例為40.68MHz之頻率，且內裝阻抗感測器(integrated impedance sensor)可提供而用於即時連續式製程之監控並控制各別之製程參數，例如是氣體分離單元之狹縫的寬度及/或沉積源之電極與基板之距離。
一旦偵測到清潔需求或到達閥值(例如是預設之時間總量)，犧牲箔可導引至處理腔體1010內。舉例來說，此可在一卷之可撓式基板係用完且可撓式基板之末區段係拉動犧牲箔進入處理腔體內時執行，可撓式基板之末區段係連接於犧牲箔，且犧牲箔本身可連接於滾輪。一般來說，犧牲箔可經由間隙閘(也就是負載鎖件)進入處理腔體且取代在處理腔體中已進行處理之部分的可撓式基板。在犧牲箔進入處理腔體時，已處理之可撓式基板可離開處理腔體。
根據此處所述實施例，在犧牲箔進入處理腔體中之前，處理腔體可停止處理可撓式基板。然而，既然犧牲箔可以極度不反應材料(very unreactive material)進行塗佈或包含極度不反應材料，處理腔體不必要總是因犧牲箔進入而停止處理可撓式基 板，極度不反應材料例如是不銹鋼。
一般來說，犧牲箔可與可撓式基板之寬度相同，使得可撓式基板可覆蓋且保護在處理腔體中之塗佈鼓輪之表面。犧牲箔通常係可具有一長度，此長度係為犧牲箔至少從其進入處理腔體之點延伸到從處理腔體離開之點。然而，犧牲箔之長度與寬度可根據可撓式基板處理設備之尺寸變化。
於此處所述實施例中，犧牲箔可調整尺寸，使得一旦犧牲箔係已經導引至處理腔體中，犧牲箔之前及末區段係延伸至處理腔體外。因此，從犧牲箔之末部開始之區段可自其進入處理腔體部之點朝向處理腔體之外部(例如是在放卷腔體中)延伸，且自犧牲箔之前部開始之區段可自離開處理腔體部之離開點朝向處理腔體之外部(例如是在結束腔體(winding-up chamber)中)延伸。根據此處之實施例，放卷及結束腔體可為一單一腔體，一般係於此後意指為收卷腔體。
一般來說，可撓式基板及/或犧牲箔進入處理腔體及離開處理腔體之進入與離開點可包括至少一個間隙閘或鎖件，間隙閘或鎖件可關閉以密封處理腔體。一般來說，在導引犧牲箔進入處理腔體中且終結可撓式基板之處理程序(包括例如是CVD、PECVD及/或PVD製程)之後，此至少一間隙閘或鎖件可關閉以密封處理腔體，例如是嚴密密封。
第一幫浦及/或吹洗程序1020可開始以從處理腔體移除剩餘之處理氣體。一般來說，幫浦係首先啟動以從處理腔體 排出處理氣體，例如是高反應之處理氣體。之後，吹洗氣體可引入至處理腔體中，以有利於吹洗製程，吹洗氣體例如是氬及氮。吹洗氣體可接著抽出處理腔體。幫浦經常在處理腔體中形成中度至高度真空。舉例來說，處理腔體內之真空可從10-1mbar到10-7mbar，特別是從10-2mbar到10-6mbar，例如是10-3mbar。根據一些實施例，一些製程殘餘物可能需要在清潔步驟前移除，以避免不想要的化學反應，製程殘餘物例如是氣體或固體材料。此部分一般係以幫浦及吹洗製程(pump-and-purge process)完成。根據可與此處其他實施例之一些實施例，此處所述之幫浦及吹洗製程可包括數個週期，例如是至少兩個或至少三個週期之抽出以達到大約10-2mbar或更低且以惰性氣體吹洗至約10mabr到20mbar之壓力，惰性氣體例如是Ar或N2。然而，對於一些實施例來說，僅進行抽吸或僅進行吹洗可能足以準備用於清潔之處理設備。
一般來說，幫浦及/或吹洗程序1020可從5min持續至30min，例如是20min。再者，程序可包括數個連續幫浦及吹洗週期，例如是各持續5min之三個週期。根據此處之實施例，如果連續幫浦及/或吹洗週期係需自處理腔體移除處理氣體，偵測機構(例如是為感測器之形式)可進行偵測1007。偵測機構可自動地啟動幫浦及/或吹洗製程。
一般來說，在可能包括高放熱反應(exothermic reactions)之塗佈程序後，可撓式基板處理設備之塗佈鼓輪可能需要進行冷卻。冷卻塗佈鼓輪可例如是在選擇性步驟中執行，選擇 性步驟係在第一個幫浦及/或吹洗程序之後及/或在第一個幫浦及/或吹洗程序期間。
根據此處所述實施例，電漿清潔(例如是電漿蝕刻)程序1030可開始，電漿清潔程序可在處理腔體中從表面移除雜質與汙染物。一般來說，電漿清潔程序係在第一幫浦及/或吹洗程序後開始。電漿清潔可藉由提供RF電壓來開始，電漿清潔係部分及/或完全離子化例如是導入至處理腔體中的氟化氣體。在此處所述實施例中，處理腔體係在電壓清潔程序期間保持低壓。舉例來說，處理腔體係保持在從10-1mbar至10-4mbar之壓力，例如是10-2mbar之壓力。
一般來說，RF能量之強度可調整，以控制例如是在處理腔體之內部移除汙染物的速率。足夠之RF能量通常可提供以產生高電漿密度而可確保汙染物移除之高速率。再者，高電漿密度可避免下層之汙染物在三維中交叉結合而創造出穩定但無法移除之新結構。因此，在此處所述實施例中，感測器及控制器可應用於監控且調整電漿密度。
根據此處所述實施例，在電漿清潔程序期間，塗佈鼓輪一般可靜止。犧牲箔一般係覆蓋塗佈鼓輪且保護塗佈鼓輪之表面不受清潔之電漿影響。相反於可能與清潔之電漿作用且被清潔之電漿損害之可撓式基板來說，根據此處所述實施例之犧牲箔對清潔之電漿而言可為惰性的(inert)且因而在其他清潔程序中係重新使用。此減少浪費材料(基板)之總量且可大幅地減少CoO。 再者，損害基板而使得塗佈鼓輪係經由基板之損害部分暴露於清潔之電漿的風險係減少或避免。
根據此處所述實施例，電漿清潔程序可根據處理腔體之汙染程度及尺寸來變化持續的時間。舉例來說，電漿清潔程序可從2min持續至25min，特別是從5min至20min，例如是15min。根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，用於清潔製程之時間可為用於沉積製程之時間的約10%至15%。於此處之實施例中，電漿清潔程序可亦包括一連串之電漿清潔週期，一連串之電漿清潔週期係介於一或數個幫浦及/或吹洗週期1040之間，一或數個幫浦及/或吹洗週期1040係從處理腔體移除清潔氣體。為了達到清楚說明之目的，此些幫浦及/或吹洗週期於此後將意指為第二幫浦及/或吹洗程序。
於此處所述實施例中，偵測機構可偵測1007汙染物是否仍然維持在處理腔體中且可開始另一幫浦及/或吹洗程序1040，及/或開始接續在另一電腔清潔程序之後的另一幫浦及/或吹洗程序1040。偵測機構可開始此些清潔程序數次，直到全部的汙染物、清潔及/或處理氣體係已經從處理腔體移除。
根據此處所述實施例，在處理腔體已經清潔至可接受或預定程度且第二幫浦及/或吹洗程序1040已經結束之後，將進行處理之新的可撓式基板可導引至處理腔體1050中。此後，可撓式基板處理程序1003可開始，且可撓式基板係在設備之處理腔體中處理1005，直到處理腔體之另一清潔需求係偵測1007 出來。
一般來說，用於清潔可撓式基板處理設備之處理腔體的上述方法可包括下述之變化及選擇性之程序。
在第一幫浦及/或吹洗程序1020與第二幫浦及/或吹洗程序1040期間及之間，在不破壞處理腔體中之真空的情況下，新的滾輪可載入至可撓式基板處理設備之收卷腔體中，新的滾輪包括新的可撓式基板及預貼附於其之新的犧牲箔。
在處理腔體外，新的可撓式基板之前端可貼附於犧牲箔之末區段。為了此目的，可撓式基板處理設備可包括接合裝置(splicing device)，接合裝置係讓在前部之犧牲箔及/或可撓式基板之末部連接或接合於另一可撓式基板。
更詳細地說明，預貼附於可撓式基板之犧牲箔可透過可撓式基板導引及/或拉動至處理腔體中，可撓式基板係在可撓式基板處理設備之處理腔體中進行處理。可撓式基板及預貼附於其之犧牲箔可經由進入點(也就是進入處理腔體之點，例如是間隙閘或鎖件)進入處理腔體。一般來說，在犧牲箔導引及/或拉動至處理腔體中之同時，已處理之可撓式基板可經由離開點(也就是從處理腔體離開之點，例如是間隙閘或鎖件)離開處理腔體。
根據此處所述實施例，導引及/或拉動至處理腔體中之犧牲箔可至少從進入處理腔體之進入點延伸到從處理腔體離開之離開點。於其他實施例中，犧牲箔之前區段或末區段，或者前區段以及末區段可延伸超出到處理腔體之離開及/或進入點 外。舉例來說，犧牲箔及/或可撓式基板可在處理腔體外從5cm延伸至500cm，特別是從20cm至160cm。
一旦犧牲箔係導引及/或拉動至處理腔體內時，其之離開及/或進入點(例如是間隙閘)可關閉以嚴密地密封處理腔體。之後，犧牲箔可於處理腔體外切割，以從可撓式基板處理設備移除結束滾輪(winding-up roll)及/或放卷滾輪。結束滾輪及放卷滾輪可以新的結束滾輪及/或放卷滾輪取代，新的結束滾輪及/或放卷滾輪可不破壞處理腔體中之真空接續地連接於犧牲箔之切割端。
在載入新的可撓式基板至放卷(或收卷)腔體中且連接(例如是藉由接合)新的可撓式基板或其預貼附之犧牲箔於上述之犧牲箔之末區段之後，幫浦程序可在放卷腔體中開始，以形成類似於處理腔體中之低壓狀態。一旦處理腔體之離開點係開啟，此舉確保在處理腔體及放卷腔體之間係少量之氣體進行交換至沒有氣體進行交換。根據此處之實施例，來自外部環境之氣體汙染處理腔體的風險係減少。
於此處其他實施例中，相對於放卷腔體保持處理腔體於高壓(過壓(overpressure))可能係需要的，使得汙染物進入處理腔體中係更有效地防止。反之亦然，於此處其他實施例中，最小化處理氣體從處理腔體離開之風險可能係有需要的。因此，相較於處理腔體，放卷腔體可保持於高壓(過壓)。
一般來說，一旦電漿清潔、(分別具有或不具有可撓 式基板之)新的滾輪之裝載/卸載以及幫浦及/或吹洗製程係已經結束，進入及離開點(例如是間隙閘)可開啟，使得新的可撓式基板可導引至處理腔體內。一般來說，在犧牲箔可經由相同進入點或分開之離開點同時導引出處理腔體外。因此，處理腔體可包括負載鎖件以及卸載鎖件(unload lock)，負載鎖件用於讓可撓式基板及/或犧牲箔進入處理腔體，卸載鎖件用於讓可撓式基板及/或犧牲箔從處理腔體離開。一旦鎖件或間隙閘已經開啟，製程係可開始，製程例如是塗佈程序。
於此處之其他實施例中，包括可撓式基板及配置於可撓式基板之間的犧牲箔的滾輪係因下述理由而具有優點，犧牲箔分隔可撓式基板成兩個或多個可區分區段。
在處理可撓式基板之期間，可撓式基板處理設備之處理腔體可能受汙染，或者例如是監控裝置可能在一段時間後推斷出在處理腔體中之汙染可能達到不可接受程度。因此，用於清潔處理腔體之方法而不破壞其中之真空可在汙染到達不可接受程度之前及/或偵測到處理腔體之汙染時執行。
根據此處所述實施例，在不破壞處理腔體中之真空啟動電漿清潔程序之前，可撓式基板之最靠近處理腔體之犧牲箔區段可導引及/或藉由可撓式基板拉動至處理腔體中。一般來說，清潔程序可包括有關於第6-7圖所說明的任何程序。
因此，由於可避免卸載可撓式基板以及人工地清理處理腔體，提供藉由犧牲箔分隔成至少兩個可區分區段之可撓式 基板可有利於處理腔體之清潔。因此，可撓式基板處理設備之停工期可最小化，而減少CoO且增加可撓式基板處理設備之產量。
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。

Claims (18)

  1. 一種用於清潔一可撓式基板處理設備(100)之一處理腔體(102C)而不破壞該處理腔體(102B/C)內之一真空的方法(1000、1001)，該方法(1000、1001)包括：貼附一犧牲箔於一可撓式基板之一起始部、一末部、或該起始部及該末部之兩處；導引(1010)該犧牲箔(107、107a、107b、107c)至該處理腔體(102B/C)中；開始(1020)於該處理腔體(102B/C)中之一第一幫浦製程；當該犧牲箔(107、107a、107b、107c)係提供至該處理腔體(102B、102C)中時，電漿清潔(1030)該處理腔體(102B/C)；開始(1040)於該處理腔體(102B/C)中之一第二幫浦製程；以及導引(1050)該犧牲箔(107、107a、107b、107c)離開該處理腔體(102B/C)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法(1000、1001)，其中該第一幫浦製程更包括吹洗(purging)，使得一第一幫浦及吹洗製程係提供，或者其中該第二幫浦製程更包括吹洗，使得一第二幫浦及吹洗製程係提供。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法(1000、1001)，其中該第一幫浦製程更包括吹洗，使得一第一幫浦及吹洗製程係提供，以及其中該第二幫浦製程更包括吹洗，使得一第二幫浦及吹洗製 程係提供。
  4. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之方法(1000、1001)，其中導引(1010)該犧牲箔(107、107a、107b、107c)至該處理腔體(102B/C)中包括同時導引一可撓式基板(106)離開該處理腔體(102B/C)。
  5. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之方法(1000、1001)，其中導引(1050)該犧牲箔(107、107a、107b、107c)離開該處理腔體(102B/C)包括同時導引一可撓式基板(106)至該處理腔體(102B/C)中。
  6. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之方法(1000、1001)，其中該犧牲箔(107、107a、107b、107c)係由一金屬合金所組成。
  7. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之方法(1000、1001)，其中該犧牲箔(107、107a、107b、107c)係由不鏽鋼所組成。
  8. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之方法(1000、1001)，其中電漿清潔(1030)該處理腔體(102B/C)包括以一氟化清潔氣體電漿清潔該處理腔體(102B/C)。
  9. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之方法(1000、1001)，更包括冷卻該可撓式基板處理設備(100)之該處理腔體(102B/C)中之一處理鼓輪(110)。
  10. 如申請專利範圍第2至3項之任一項所述之方法(1000、1001)，其中在導引一可撓式基板至該處理腔體(102B/C)中之前， 開始(1020)在該處理腔體(102B/C)中之該第一幫浦及吹洗製程、電漿清潔(1030)該處理腔體(102B/C)以及開始(1040)在該處理腔體(102B/C)中之該第二幫浦及吹洗製程係重覆複數次。
  11. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之方法(1000、1001)，更包括在導引(1010)該犧牲箔(107、107a、107b、107c)至該處理腔體(102B/C)中之後，且在開始(1020)該處理腔體(102B/C)中之該第一幫浦製程之前，密封該處理腔體(102B/C)。
  12. 如申請專利範圍第11項之任一項所述之方法(1000、1001)，更包括在密封該處理腔體(102B/C)之後，在該處理腔體(102B/C)外貼附一新的可撓式基板(106)至該犧牲箔(107、107b)之一末區段(223)。
  13. 一種滾輪(764)，包括用於一設備中之一可撓式基板(106)，該設備係用以處理該可撓式基板(106)，其中該可撓式基板(106)包括一犧牲箔(107、107a、107b、107c)，該犧牲箔貼附於該可撓式基板之一起始部、一末部、或該起始部及該末部之兩處。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之滾輪(764)，其中該可撓式基板(106)包括複數個犧牲箔區段(107、107a、107b、107c)，該些犧牲箔區段(107、107a、107b、107c)係貼附於該可撓式基板(106)且分隔該可撓式基板(106)成複數個區段。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之滾輪(764)，其中該犧牲箔(107、107a、107b、107c)係由一金屬合金所組成。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之滾輪(764)，其中該犧牲箔(107、107a、107b、107c)係由不鏽鋼所組成。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之滾輪(764)，其中該犧牲箔(107、107a、107b、107c)之寬度係等同於該可撓式基板(106)之寬度。
  18. 一種用於處理一可撓式基板(106)之設備，該設備包括一處理腔體(102B/C)、一間隙閘(140)及一控制器，該設備用以執行根據申請專利範圍第1至3項之任一項所述之該方法(1000、1001)。
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