TWI652361B - 邊緣排除遮罩,及使用其之用以在基板上沈積層的方法及設備 - Google Patents

邊緣排除遮罩,及使用其之用以在基板上沈積層的方法及設備 Download PDF

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Abstract

揭露一種用以在一基板上沈積層的邊緣排除遮罩。邊緣排除遮罩包括具有一邊緣的一邊緣區域,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角。

Description

邊緣排除遮罩,及使用其之用以在基板上沈積層的方法及設 備
所述實施例是有關於用以沈積層的遮罩,及使用遮罩以沈積層的方法及設備。所述實施例特別有關於具有平坦邊緣的邊緣排除遮罩,及以具有平坦邊緣的邊緣排除遮罩沈積層的方法及設備,具體地有關於裝配以在基板上沈積層的遮罩結構、用以在基板上沈積層的設備及在基板上沈積層的方法。
用來沈積材料於基板上的數種方法係為人所知。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、電漿輔助化學氣相沈積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)製程等等加以塗佈(coat)。製程在欲塗佈之基板所放置的一製程設備(process apparatus)或製程腔室(process chamber)中進行。一沈積材料係在設備中被提供。多個材料,以及其氧化物、氮化物或碳化物,可被用以沈積於基板上。
塗佈材料(coated material)可被用於數種應用及數種技術領域。舉例而言,一種屬於微電子領域的應用,例如製造半導體裝置。此外,用於顯示器的基板通常是藉由PVD製程來塗佈。更多的應用包括絕緣板(insulating panel)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)面板、以及具有薄膜電晶體或彩色濾光片等的基板。
在塗佈製程中,使用遮罩以例如更佳地定義欲塗佈的區域可能是有幫助的。在某些應用中,只有部分的基板該被塗佈,不欲塗佈的部分係藉由遮罩來覆蓋。在某些應用中,例如在大面積基板塗佈設備中,讓基板的邊緣不被塗佈是有幫助的。隨著邊緣的排除,例如是藉由一邊緣排除遮罩(edge exclusion mask),可能可以提供無塗佈之基板邊緣並避免基板背側被塗佈。舉例而言,作為多種其他應用中的其中一種的液晶電視之沈積層,需要一未被塗佈的基板邊緣。上述的遮罩覆蓋基板的此一區域。然而,以遮罩來遮蓋或阻擋,可能對到達的原子、分子及聚集物(cluster)造成進一步的、額外的遮蔽效應(shadowing effect),造成塗層厚度的不確定以及薄層電阻值(sheet resistance)的不均勻。
然而,由於遮罩的位置在基板之前,材料沈積製程中的遮罩(可為一邊緣排除遮罩)也同樣地暴露於沈積材料。未被塗佈之遮罩及被塗佈之遮罩的影響可以相當複雜,且可能因沈積材料有所不同。
基於以上所述,於此所述的實施例提供可以克服至 少一部分之本領域之問題的一種遮罩(特別是一種邊緣排除遮罩)、用以沈積層之包括一邊緣排除遮罩的一種設備、及遮蓋基板邊緣的一種方法。
有鑑於以上所述,係提供如申請專利範圍獨立項第1、14及17項所述之用以在一基板上沈積層的一種邊緣排除遮罩、一種設備及一種方法。本實施例之其他方面、優點及特徵係以說明書及所附圖式表明。
根據一實施例,是提供一種用以在一基板上沈積層的邊緣排除遮罩。邊緣排除遮罩包括具有一邊緣的一邊緣區域,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角。
根據第二實施例,是提供一種用以在一基板上沈積層的邊緣排除遮罩。邊緣排除遮罩包括具有一邊緣的一邊緣區域,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角,其中遮罩包括具有40°至60°之一傾斜角的一中間區域。
根據其它實施例,是提供一種用以在一基板上沈積層的邊緣排除遮罩。邊緣排除遮罩包括具有一邊緣的一邊緣區域,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角,其中遮罩包括沿著一遮罩周邊分隔開的一或更多個凹口。
根據其它實施例,是提供一種用以在一基板上沈積層的邊緣排除遮罩。邊緣排除遮罩包括具有一邊緣的一邊緣區域,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角,更其中 邊緣區域從邊緣5mm的一距離處係具有3mm或更薄的一厚度。
根據其它實施例,是提供一種用以在一基板上沈積層的設備。設備包含用以沈積層的一腔室,包括具有一邊緣之一邊緣區域的一邊緣排除遮罩,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角;及用以沈積形成層的材料一沈積源。
根據其它實施例,是提供一種用以在一基板上沈積層的設備。設備包含用以沈積層的一腔室,包括具有一邊緣之一邊緣區域的一邊緣排除遮罩,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角,其中遮罩包括具有40°至60°之一傾斜角的一中間區域;及用以沈積形成層的材料一沈積源。
根據更進一步的實施例,是提供一種用以在一基板上沈積層的方法。方法包含以一邊緣排除遮罩遮蓋基板的一部分,其中邊緣排除遮罩包括具有一邊緣的一邊緣區域,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角;及沈積層的材料於基板上。
根據其它實施例,是提供一種用以在一基板上沈積層的方法。方法包含以一邊緣排除遮罩遮蓋基板的一部分,其中邊緣排除遮罩包括具有一邊緣的一邊緣區域,其中邊緣係適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角,其中遮罩包括具有40°至60°之一傾斜角的一中間區域;及沈積層的材料於基板上。
100‧‧‧基板
110‧‧‧邊界
120、200‧‧‧邊緣
140、240‧‧‧邊緣排除遮罩
201‧‧‧邊緣區域
202‧‧‧中間區域
203‧‧‧周圍區域
210‧‧‧第一表面
215‧‧‧凸部
220‧‧‧相對表面
260‧‧‧連接部
300‧‧‧縫隙
305‧‧‧塗佈材料
400‧‧‧連續層
401、402、403‧‧‧層
440‧‧‧側邊部分
442‧‧‧角落區域
502‧‧‧遮蓋基板的步驟
504‧‧‧沈積層的步驟
600‧‧‧沈積設備
601~610‧‧‧框架部分
612‧‧‧腔室
613‧‧‧真空法蘭
622、624‧‧‧滾輪
H、W、WC、WS‧‧‧寬度
L‧‧‧長度
為了可了解本實施例上述之特點的細節,簡要摘錄 於上之本揭露更詳細的說明會配合實施例提供。所附圖式係有關於本揭露的實施例且係說明如下:第1A圖顯示根據技術之情況,如一般使用之用以遮蓋基板之邊緣的遮罩結構;第1B圖顯示根據技術之情況,在一般的遮罩結構上沈積層的情形,特別是在一邊緣排除遮罩上沈積層的情形;第2A圖顯示根據所述實施例之具有一平坦邊緣的一邊緣排除遮罩;第2B圖顯示根據所述實施例之一遮罩結構,例如一邊緣排除遮罩;第3圖顯示根據所述實施例之一遮罩結構,特別是具有一平坦邊緣的一邊緣排除遮罩的剖面側視圖;第4圖顯示根據所述實施例之一遮罩結構,例如一邊緣排除遮罩;第5圖顯示根據所述實施例之用以在一基板上沈積層的方法流程圖;及第6圖顯示根據所述實施例之使用一邊緣排除遮罩,用以在一基板上沈積層的設備。
以下將配合描繪於圖中的一或多個實施例而對各個實施例有更完整之揭示。在以下對於圖式的敘述中,相同的元件符號指示相同的元件。只針對各個實施例間的差異進行描述。所 提供的各個例子只是用以解釋本發明,而非限定本發明。此外,作為一個實施例之一部分所描述的特徵,也能夠用於其他實施例或與其他實施例相結合,產生更多的實施態樣。本發明包括這類的調整及變化。
根據某些實施例,遮罩結構或「邊緣排除遮罩」應該被理解為覆蓋欲塗佈之基板的之至少一邊緣的遮罩。一遮罩可由數個區塊(part)或部分(portion)構成,其可形成一框架(frame),框架定義出一或多個開孔(aperture)。遮罩的框架可再具有數個框架部分(frame portion)或框架區塊(frame part)。在製造上,係相信從不同的區塊組裝的框架相較於一體成形之框架更具有經濟效益的優點。
當基板的邊緣應該保持無沈積材料或實質上無沈積材料時,邊緣排除遮罩是所欲使用的。這可能是當由於後續應用和/或對於塗佈基板的處理,只有基板之一定義區域應該被塗佈時的情況。舉例而言,將用作顯示部分(display part)的基板應該具有預定的尺寸。大面積基板係使用一邊緣排除遮罩來塗佈,以遮蔽基板之邊緣並/或避免基板背側被塗佈。此一方式使得在基板上得以進行可靠、連續的塗佈。
根據所述實施例,一邊緣排除遮罩包括具有一邊緣的一邊緣區域。之後,邊緣是適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角。從而,若沈積材料沈積在遮罩上,開孔之邊界(boundary)受到沈積的材料的影響較小。根據更進一步的實施例,設備及方 法包括如上所述的邊緣排除遮罩。
據此,當在沈積製程中使用邊緣排除遮罩時,所述實施例能降低遮蔽效應並藉此,在基板上提供均勻的塗佈,並提高邊緣使用壽命。
根據某些實施例,大面積基板可具至少0.67平方公尺的尺寸。尺寸可為約0.67平方公尺至約8平方公尺,更特別是約2平方公尺至約9平方公尺或甚至高達12平方公尺。根據此處所述之實施例之遮罩結構、設備及方法所欲應用的基板,為如同在此所述的大面積基板。舉例而言,大面積基板或載體可為第4.5代(對應約0.67平方公尺(7.3公尺×0.92公尺)的基板)、第5代(對應約1.4平方公尺(1.1公尺×1.3公尺)的基板)、第7.5代(對應約4.29平方公尺(1.95公尺×2.2公尺)的基板)、第8.5代(對應約5.7平方公尺(2.2公尺×2.5公尺)的基板)或甚至第10代(對應約8.7平方公尺(2.85公尺×3.05公尺)的基板)。更大的世代如第11代及第12代及對應的基板面積,可以以類似的方式實施。
基板可由任何適合材料沈積的材料製成。舉例而言,基板可由選自由玻璃(例如鈉鈣玻璃(soda-lime glass)、硼矽玻璃(borosilicate glass)等等)、金屬、聚合物、陶瓷、複合材料、碳纖維材料、或任何其他可藉由沈積製程被塗佈的材料或材料組合所組成之群組的材料製成。
根據某些實施例,詞語「遮罩結構」、「邊緣排除遮罩」或「遮罩部分」係用以指示一塊遮罩材料,例如碳纖維材料, 或是如鋁、鈦或不鏽鋼等的金屬。遮罩覆蓋欲塗佈之基板的一部分。遮罩覆蓋欲塗佈之基板的一部分。遮罩係位欲塗佈之基板與沈積材料源(deposition material source)之間,沈積材料源例如是坩堝或靶材等等。
邊緣排除遮罩可覆蓋基板面積之約1‰至約5%,特別是介於基板面積的約5‰至約1%之間,更特別的是介於基板面積之約1%與約2%之間。根據某些實施例,藉由邊緣排除遮罩覆蓋、遮蔽或遮蓋的基板區域係位在基板的周圍(periphery)。
根據某些實施例,「遮罩開孔」一詞應該被理解成一遮罩的一窗部(window),透過窗部,沈積材料可在沈積製程中通過。因「遮罩開孔」定義基板上塗佈材料所沈積的區域,「遮罩開孔」也可以代表塗佈窗(coating window)。開孔的邊界或內邊界係藉由塗佈窗的範圍(limitation)來定義。舉例而言,若遮罩是新的或剛清理過的,且尚未用於沈積製程,開孔的邊界由遮罩材料組成。若遮罩用於沈積製程,且沈積材料沈積於遮罩上,開孔的邊界可能是由沈積在遮罩上之材料定出的塗佈窗範圍。
根據不同的實施例,一邊緣排除遮罩可用於PVD沈積製程、CVD沈積製程或其組合。遮罩的邊緣影響在遮罩的邊緣附近的原子、分子及聚集物。這些影響可能因「材料流(stream of material)」可被亂流(turbulence)或類似情形影響,和邊緣不能必然地被視為一陡峭邊緣(sharp cut-off edge),而更加複雜。特別是更複雜的影響自相鄰的側邊部分疊加至角落。
第1A圖顯示一基板100。基板最外層的邊界(border)係以110代表。一般說來,邊界110也可描述為基板的最外線,超出線則不再有基板的材料。基板之一邊緣(edge)120可包括基板的周圍。在此所使用的邊緣120可為包括基板之邊界110的一區域。邊緣120可具有一寬度W,寬度W自邊界110延伸至基板100的表面上。藉由邊緣排除遮罩140,邊緣120可被定義於一處理後的基板上,邊緣排除遮罩140係使用在於基板100上沈積一個或多個層的過程中。邊緣120定義出介於邊緣排除遮罩及基板之間的一重疊。
寬度W可對於整個基板而言呈對稱性,亦即各個角落區域及各個側邊部分具有相同寬度,但也可以側邊與側邊有所不同,根據基板的應用而定。根據某些實施例,基板的邊緣可藉由用於塗佈基板之遮罩的開口來定義。舉例而言,一邊緣排除遮罩的開口影響基板被塗佈的區域及基板被覆蓋的一區域,例如邊緣。如此,基板之邊緣可被定義為基板被邊緣排除遮罩覆蓋,且在使用邊緣排除遮罩之塗佈製程中未被塗佈的區域。
遮罩會減少或阻礙基板之邊緣上的材料的沈積。然而,以遮罩來遮蓋或阻擋,可能對到達的原子、分子及聚集物造成進一步、額外的遮蔽效應,其會導致不確定的層厚度及薄層電阻值之均勻度。特別是基板的四個角落,由於兩個遮蔽部分(shadowing part)於這些點交會,係受到額外的遮蔽效應影響。
第1B圖中,係繪示在遮罩140上的一層產生。在 一或更多個沈積製程之後,遮罩係被一連續層400所覆蓋,其中線條表示在遮罩140上之沈積材料的成長。在沈積的第一週期之後,層401係形成在遮罩140上。層401將被塗佈在遮罩面對一沈積源裝置的表面上。沈積的第二週期係造成層402,其中層402以相較於層401更多的量延伸至遮罩的邊緣中。層402將造成介於基板與遮罩之間的重疊區域更進一步的成長。此成長係導致基板上的遮蔽作用,遮蔽作用造成不可確定的層厚度、不可確定的薄層電阻均勻度並減少遮罩邊緣的使用壽命。相同的結果適用至造成層403的沈積的第三週期。應可以理解的是,雖然第1B圖係有關於在遮罩上造成三層的三個沈積週期,此遮蔽層的概念係為一連續製程。
有鑑於以上,第1B圖繪示出當在沈積製程期間使用一般的邊緣排除遮罩所可能發生的問題。因此,由於在遮罩上之材料的沈積,遮罩開孔的邊界(boundary)係被遮罩上造成遮蔽效應的沈積材料所影響。再者,例如在遮蓋一載體中的基板的期間,遮罩裝置的震動或其它加速係導致來自塗佈層400的顆粒產生。顆粒產生無法被控制,因此也可能在要被處理的基板表面上發生不期望的顆粒。因此,遮罩結構且特別係遮罩的邊緣的設計可能在保養期間及/或基板的製程期間導致不期望的效應。
所述實施例的邊緣設計在靠近基板區域中具有一非常平坦的形狀。因此,若沈積材料係沈積在遮罩上,開孔的邊界受到遮罩上所沈積之材料的影響較小。結果,當在沈積製程中使 用邊緣排除遮罩時,所述實施例能降低遮蔽效應並提供基板上塗佈的均勻性且增加邊緣使用壽命。
因此,相較於一般的邊緣設計,第2A圖中所繪示之所述實施例的邊緣設計係降低邊緣輪廓/形狀的影響,並能得到更好的均勻度及提升的邊緣使用壽命。
參照第2A圖,係顯示用以在一基板100上沈積層的一邊緣排除遮罩240係包括具有一邊緣200的一邊緣區域201。邊緣區域201對應至遮罩鄰近基板的區域,邊緣區域201結尾在邊緣200上。邊緣200較佳地為如在此所使用的一平坦的邊緣,「平坦的邊緣(flat edge)」係指一淺薄(shallow)、薄厚度的邊緣。也顯示面對基板的一第一表面210與面對一沈積源裝置的一相對表面220。第一表面係用以容納不同的裝置,例如一支撐裝置、一保護遮蔽物、一基板載體或一冷卻框架。相對表面可保護下方的裝置不被塗佈。相對表面可曝露至至一沈積源並藉由邊緣排除遮罩240上之形成塗佈材料層的沈積材料所塗佈。如第2A圖中所示,一或更多個不同的區域可提供在邊緣排除遮罩240中。舉例而言,一周圍區域203可對應至從遮罩之外周邊(outer perimeter)延伸的遮罩的區域。一進一步的區域,例如中間區域202,可對應至遮罩介於邊緣區域201及周圍區域203之間的區域。根據替代實施例,可不使用中間區域。藉由不使用中間區域,周圍區域203可對應至從遮罩之外周邊延伸至邊緣區域201的遮罩的區域。
據此,藉由降低或消除當遮罩的邊緣區域具有過大的厚度時可能發生遮蔽效應,本實施例,較佳地在基板的外區域中,降低或消除基板上之塗佈的任何不均勻性。舉例而言,所述實施例的邊緣設計提供離邊緣10mm距離中5%的塗佈均勻度。
又根據更進一步的實施例,邊緣排除遮罩的邊緣可具有相對於基板20°或更小的一傾斜角,特別係邊緣可具有相對於基板15°或更小的一傾斜角,更特別係邊緣可具有相對於基板10°或更小的一傾斜角。邊緣的傾斜角可考慮幾何形狀及沈積源的方向特徵做選擇。
根據可與所述其它實施例結合的不同實施例,邊緣排除遮罩的邊緣區域從邊緣5mm的一距離處可具有3mm或更薄的一厚度,特別係邊緣區域從邊緣5mm的距離處可具有2mm或更薄的一厚度,更特別係邊緣區域從邊緣5mm的距離處可具有1mm或更薄的一厚度。
根據可與所述其它實施例結合的一些實施例,相對表面220可具有相對於第一表面210的二或更多個不同的傾斜角。又根據不同實施例,二或更多個不同的傾斜角可介於0°及70°,特別係二或更多個不同的傾斜角可介於10°及50°,更特別係二或更多個不同的傾斜角可介於20°及45°。
具有二或更多個不同的傾斜角的一邊緣排除遮罩具有提供足夠的高度並同時提供具有一平坦之邊緣的薄厚度的邊緣區域的優點。邊緣排除遮罩的足夠的高度對於容納不同的裝置 係必須的,裝置例如為一支撐裝置、一保護遮蔽物、一基板載體或一冷卻框架。藉由降低或消除當遮罩的邊緣區域具有過大的厚度,如目前邊緣排除遮罩只具有一個傾斜角的情況時可能發生遮蔽效應,具有一平坦的邊緣的薄厚度邊緣區域係降低或消除基板上之塗佈的任何不均勻性。具有平坦的邊緣的薄厚度邊緣區域更提高邊緣使用壽命。
根據可與所述其它實施例結合的不同實施例,周圍區域可具有相對於基板5°或更小的一傾斜角,特別係周圍區域可具有相對於基板2°或更小的一傾斜角,更特別係周圍區域可具有相對於基板0°的一傾斜角。根據更進一步的實施例,中間區域可具有相對於基板30°至70°的一傾斜角,特別係中間區域可具有相對於基板40°至60°的一傾斜角,更特別係中間區域可具有相對於基板約45°的一傾斜角。
在一預定次數的沈積流程之後,遮罩上塗佈的材料,更特別係遮罩之相對表面上塗佈的材料,可避免形成無法控制移動例如至基板或沈積設備的其它部件上的顆粒。這些顆粒可對被處理的基板具有不利的作用,說不定甚至能毀壞基板。
根據所述實施例,為了彌補此作用,係提供在其表面上具有凸部(protrusions)的一遮罩,遮罩可減少顆粒的脫落。第2B圖顯示具有相對表面220的邊緣排除遮罩240。相對表面220可包括凸部215,特別係相對表面的70%或更多可包括凸部,更特別係相對表面的90%或更多可包括凸部。如第2B圖中所示, 邊緣排除遮罩240可由二或更多個遮罩部分構成,遮罩部分可形成一框架。當邊緣排除遮罩240係由二或更多個遮罩部分構成時,藉由一連接部260,第一表面210可適於有利於二或更多個遮罩部分的囓合,如第2A圖中所示。二或更多個遮罩部分可更具有介於二或更多個遮罩部分之間一可調整的重疊區域。
第3圖繪示一基板100的側視圖,且其中基板的邊緣係被遮罩240所遮蔽。提供的遮罩係具有離基板2mm至8mm的一縫隙300,亦即遮罩遮蔽基板表面的部分並未與基板表面接觸。根據其它實施例,遮罩也可直接與基板接觸,例如沒有縫隙或縫隙可為從0mm至8mm。第3圖中的箭頭305繪示在沈積期間將要被沈積的塗佈材料。
根據可與所述其它實施例結合的更進一步的實施例,藉由在角落處具有切除部(cut-out)的邊緣排除遮罩,係提升基板被塗佈的區域的角落處的厚度均勻性。因此,可降低邊緣排除遮罩在角落處的遮蔽效應,此遮蔽效應可能累加,且此遮蔽效應可能因此造成層厚度不足的情形。
如第4圖中所示,可提供在遮罩框架中央具有開孔(aperture)的邊緣排除遮罩240。開孔可具有一凸部,亦即相較於遮罩的其他部分,在四個角落的遮罩框架可具有一凹部(recess)或一切除部。這例如描繪於角落區域442,其中相較於在遮罩框架之側邊部分(side portion)440處遮罩240與基板之重疊處的寬度(亦即形成開孔之遮罩的邊界與基板之邊界110之間的距離)WS, 在角落區域442遮罩240與基板之重疊處的寬度(亦即形成開孔之遮罩的邊界與基板的邊界110之間的距離)WC較小。角落區域442可具有一長度L及一寬度H,長度L及寬度H例如可為2cm至6cm,較佳地3cm至5cm。根據不同的實施例,在各側邊的長度及寬度可為相同,或它們可為不同。舉例來說它們可具有各遮罩之所有側邊長度大約相同的比例。
根據可與所述其它實施例結合的一些實施例,第一重疊處(亦即第一寬度WS)可為2mm至8mm,特別是3mm至6mm。作為其進一步可選的實施方式,第二重疊處(亦即寬度WC)可為0.0mm至4mm,特別是1mm至3mm。一基板的邊緣可被定義成基板應該保持實質上無沈積材料或沈積之材料的層厚度相較於未被遮蓋之基板部分降低至少25%的一區域。
根據其某些實施方式,在角落區域中甚至可能存在負的重疊,亦即一間隔。又根據更進一步的實施例,通常而言,傾向在基板上具有一區域,區域係在未被塗佈或實質上未被塗佈的基板邊緣內被沈積,其中被沈積的區域具有一矩形形狀。從而,提供略為偏離矩形態的一邊緣排除遮罩,以補償在角落處較嚴重的遮蔽效應。
根據所述實施例的具有平坦之邊緣的薄厚度邊緣區域的邊緣排除遮罩,可展現出相較於具有更大厚度之邊緣排除遮罩較低的穩定性。根據可與所述其它實施例結合的一些實施例,邊緣排除遮罩可包含沿著遮罩周邊分隔開的一或更多個凹口。凹 口具有提升遮罩結構形狀穩定性的優點。據此,無論具有平坦之邊緣的薄厚度邊緣區域,本實施例的邊緣排除遮罩可達成穩定性。
根據可與所述其它實施例結合的一些實施例,邊緣排除遮罩在朝向冷卻框架的貼合處可以一L形狀的構件提高,構件例如為一薄的構件,如10mm或更薄厚度的構件。L形狀可允許遮罩至接合部(adaptor)至冷卻框架的連接。
根據更進一步的實施例,係提供一種方法以沈積一材料層於一基板上。第5圖顯示所述方法的流程圖。可提供一基板於一沈積設備之一腔室中。根據某些實施例,基板可為如前所述的大面積基板,且沈積設備可為如第6圖例示的沈積腔室。
步驟502中,在腔室612內,一遮罩裝置係朝向基板移動,且基板的一部分(例如基板的邊緣)被遮罩覆蓋。根據所述實施例,係以如此處所述的包括具有一邊緣的一邊緣區域的一邊緣排除遮罩來遮蓋。遮罩提供具有凸部的一開孔,開孔允許沈積材料在沈積製程中通過。這類邊緣排除遮罩的例子如第2A至4圖的相關敘述所述。在遮蓋基板之後,於步驟504係沈積一層,使得邊緣保持無沈積材料或實質上無沈積材料,因此降低遮蔽效應,故基板上的塗佈能得到較佳的均勻度並提升邊緣的使用壽命。
根據可與此處描述之其他實施例結合的某些實施例,在基板上沈積材料層的方法及用以覆蓋基板之邊緣的遮罩係用 於大面積基板。根據更進一步的實施例,沈積的層是一金屬層或一陶瓷層。
第6圖顯示根據所述實施例用以在基板上沈積層之設備的示意圖。沈積設備600係用於一沈積製程,例如PVD或CVD製程,並包含用以沈積層的一腔室612。圖中顯示,一或多個基板100係位於一基板傳輸裝置上。根據某些實施例,基板支撐件(Substrate support)可為可移動式,以允許在腔室612中調整基板100的位置。特別是對於在此所述的大面積基板,沈積可在具有垂直之基板方向或實質上垂直之基板方向的情況下進行。傳輸裝置可具有位於較低處的滾輪(roller)622,滾輪622係由一或多個驅動器(drive)驅動,驅動器例如為馬達。驅動器可由軸承連接至滾輪622,以旋轉滾輪,從而,例如藉由連接滾輪與皮帶(belt)或齒輪系統等等,一個驅動器可能驅動一個以上的滾輪。
滾輪624可用於在垂直方向或實質上垂直的方向支撐基板。基板可為垂直,或輕微地偏離垂直位置,例如達5°。具有1平方公尺至9平方公尺之基板尺寸的大面積基板係非常薄,例如薄於1公釐,如0.7公釐或甚至0.5公釐。為了支撐基板並將基板提供在固定位置,在處理基板的過程中,基板係提供於一載體。據此,基板在支撐於載體中時,可由包括例如多個滾輪及驅動器的傳輸系統傳輸。舉例而言,具有基板在其中的載體係由滾輪622與滾輪624的系統所支撐。
一沈積材料源(未顯示)係提供於腔室612中,面向 欲塗佈之基板的那一側。沈積材料源提供將沈積於基板上的沈積材料。根據所述實施例,沈積材料源可為其上具有沈積材料的一靶材,或任何其他允許材料釋放以沈積至基板100上的裝置。沈積材料源可為一旋轉靶材。根據某些實施例,材料源可為可移動式,以安置和/或替換來源。根據其他實施例,材料源也可為一平面靶材。
根據某些實施例,可根據沈積製程以及塗佈基板於後續的應用來選擇沈積材料。舉例而言,來源的沈積材料可為選自由陶瓷材料、金屬(例如鋁、鉬、鈦或銅等等)、矽、銦錫氧化物及其他透明導電氧化物所組成之群組的材料。氧化物層、氮化物層或碳化物層可包括這類材料,可藉由自來源提供材料或藉由反應性沈積(亦即來自來源的材料與來自處理氣體的氧、氮或碳元素反應)來沈積。根據某些實施例,薄膜電晶體材料,例如矽氧化物、氮氧化矽、矽氮化物、氧化鋁、氮氧化鋁,可作為沈積材料。
沈積設備600包括一遮罩裝置(masking arrangement),遮罩裝置包括一遮罩結構240。根據某些實施例,遮罩240為包含具有邊緣200之邊緣區域201的邊緣排除遮罩,其中邊緣適於具有相對於基板20°或更小的一傾斜角。邊緣排除遮罩確保基板100的邊緣未塗佈上沈積材料。作為一例,材料係被濺射或者也可被蒸發。根據所述實施例,由於邊緣排除遮罩240,基板100的邊緣維持無沈積材料的狀態。
在第6圖中,左邊的邊緣排除遮罩係描繪成包括個 別的框架部分601、602、603、604、605、606、607、608、609及610,框架部分彼此連接以形成遮罩框架。特別是用於大面積基板的一遮罩結構,將具有至少4個角落部分601、603、606及608以及側邊部分,角落部分可實質上呈L形狀並將包括角落區域或角落區域的至少一個重要部分,側邊部分連接角落部分以形成遮罩框架。框架部分601至610可以以一種舌槽形態(tongue-and-groove arrangement)配置。舌槽形態配置提供框架部分相對於另一框架部分的固定位置。此外,根據在此所述的某些實施例,框架部分的舌槽形態配置框架部分遠離彼此的移動。一般說來,舌槽形態配置使得框架部分能夠彼此滑開,而不造成沈積材料可通過的間隔。為了簡化起見,只有左邊的遮罩結構240係繪示成具有部分601至610。類似地,在一處理系統中,多於一個或所有的遮罩結構可具有一個以上之形成遮罩框架的部分。
根據可與此處描述之其他實施例結合的典型的實施例,一或多個腔室612可提供作為真空腔室。腔室係用於在真空環境中處理和/或塗佈基板。壓力可低於10毫巴,例如在1×10-7毫巴與1×10-1毫巴之間。如此,沈積系統可包括一幫浦系統(Pumping system,未繪示),幫浦系統可連接至真空法蘭(vacuum flange)613,且能夠使處理用腔室612內的壓力到達足夠低,以使沈積系統能夠在特別的應用中,例如是在一1×10-7毫巴的壓力下運作。在例如為PVD製程之沈積過程中的壓力(即沈積壓力)可在 0.1帕與1帕之間。對於其中處理氣體包括氬氣以及氧氣或氮氣至少其中之一的特殊實施例,例如PVD應用,氬氣的分壓可在0.1帕與1帕之間,氧氣、氫氣和/或氮氣的分壓可在0.1帕與1帕之間。CVD應用的壓力範圍可大於PVD應用的壓力(特別是上述範圍之較高端點)2個數量級的大小。
根據可與所述其它實施例結合的一些實施例,用以在基板之沈積層的方法及設備包括參照第2A至4圖所述的邊緣排除遮罩。
雖然本發明已以示範實施例揭露如上,在不脫離本發明之精神和範圍內,可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍以後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (19)

  1. 一種用以在基板(100)上沈積層的邊緣排除遮罩(240),包括具有一邊緣(200)的一邊緣區域(201),其中該邊緣係適於具有相對於該基板20°或更小的一傾斜角,其中該遮罩的表面包括數個凸部(215)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩,其中該遮罩包括具有40°至60°之一傾斜角的一中間區域(202)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩,其中該遮罩包括沿著一遮罩周邊分隔開的一或更多個凹口。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩,其中該邊緣區域(201)從該邊緣(200)5mm的一距離處係具有3mm或更薄的一厚度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩,其中該邊緣區域(201)從該邊緣(200)5mm的一距離處係具有2mm或更薄的一厚度。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之遮罩,其中該遮罩包括面對該基板的一第一表面(210)與面對一沈積源裝置的一相對表面(220),其中該相對表面(220)具有相對於該第一表面(210)的二或更多個不同的傾斜角。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之遮罩,其中該些二或更多個不同的傾斜角係介於0°及70°。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之遮罩,更包括一中間區域(202)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之遮罩,其中該中間區域具有40°至60°之一傾斜角。
  10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之遮罩,更包括一周圍區域(203)。
  11. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之遮罩,其中該遮罩包括面對該基板的一第一表面(210)與面對一沈積源裝置的一相對表面(220),其中該遮罩的該相對表面包括該些凸部(215)。
  12. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之遮罩,包括二或更多個遮罩部分(601至610),其中該二或更多個遮罩部分具有一重疊區域,其中介於該二或更多個遮罩部分的該重疊區域係可調整的。
  13. 如申請專利範圍第2項所述之遮罩,其中該遮罩包括沿著一遮罩周邊分隔開的一或更多個凹口。
  14. 一種在基板上沈積層的方法,包括:以一邊緣排除遮罩(240)遮蓋該基板的一部分,其中該邊緣排除遮罩包括如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之具有一邊緣(200)的一邊緣區域(201);及沈積該層的材料於該基板上。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法,其中該遮罩包括沿著一遮罩周邊分隔開的一或更多個凹口。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法,其中該沈積的層係一金屬層或一陶瓷層。
  17. 一種用以在基板上沈積層的設備(600),包括:一腔室(612),用以在該腔室中沈積層,一邊緣排除遮罩(240),包括如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之具有一邊緣(200)的一邊緣區域(201);及一沈積源,用以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,其中該遮罩包括沿 著一遮罩周邊分隔開的一或更多個凹口。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之設備,其中係裝配該沈積源以沈積一金屬或一陶瓷材料。
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