TWI675502B - 於有機發光二極體結構上形成薄膜封裝結構的方法與對應之於基板上製造有機發光二極體裝置的方法 - Google Patents

於有機發光二極體結構上形成薄膜封裝結構的方法與對應之於基板上製造有機發光二極體裝置的方法 Download PDF

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Abstract

本文所述的實施例一般關於封裝一有機發光二極體結構的一種方法與裝置，特別是關於具有薄膜封裝結構的期望輪廓控制的一有機發光二極體結構的一薄膜封裝結構。於一實施例中，於一有機發光二極體結構上形成一薄膜封裝結構的一方法包括於配置於一基板上的一有機發光二極體結構上形成一薄膜封裝結構，與藉由供應包括一含鹵素氣體的一處理氣體混合物至薄膜封裝結構來對薄膜封裝結構進行一電漿處理製程。

Description

於有機發光二極體結構上形成薄膜封裝結構的方法 與對應之於基板上製造有機發光二極體裝置的方法
本文所述的實施例一般關於用於製造一封裝結構以用於一有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)裝置的一種方法與裝置，特別是用於製造具有期望輪廓控制(profile control)的一薄膜封裝(thin film encapsulation，TFE)結構以用於一有機發光二極體結構。
有鑑於更快的反應時間、更大的視角、更高的對比度、更輕的重量、更低的功率與適用於撓性基板，近來有機發光二極體在顯示應用(display applications)上備受關注。通常地，一傳統的有機發光二極體係藉由使用夾層於用於發射光線的兩電極之間的一或更多個有機材料層來致能(enabled)。此一或更多個的有機材料層包括能夠單極(電洞)傳輸(monopolar(hole)transport)的一層與用於電致發光的另一層，因此降低用於有機發光二極體顯示器的所需操作電壓。
除了使用於有機發光二極體的有機材料，許多聚合物材料也用於開發小分子、可撓性有機發光二極體(flexible organic light emitting diode，FOLED)與聚合物發光二極體(polymer light emitting diode，PLED)顯示器。許多這些有機與聚合物材料係撓性的，以用於在一些基板上的複雜多層裝置(multi-layer devices)的製造，使複雜多層裝置用於各種透明多色顯示應用(multi-color display applications)係理想的，例如薄平面顯示器(flat panel display，FPD)、電氣幫浦式有機雷射(electrically pumped organic laser)與有機光放大器。
目前的有機發光二極體的製造需要有機材料的蒸發、金屬的沈積與使用多個圖案化陰影遮罩的一基板上的電介材料。在一連串製造有機發光二極體結構的沈積與蝕刻製程之後，基板上位於圖案化陰影遮罩所在處下方的區域係經常發現一些沈積殘留(deposition residuals)。舉例來說，第1圖繪示一傳統的有機發光二極體裝置120。此傳統的有機發光二極體裝置120包括形成在一基板106之上的具有一薄膜堆疊111的一傳統有機發光二極體結構102。一接觸層108可配置於此基板106與此有機發光二極體結構102之間。此薄膜堆疊111可包括形成在有機發光二極體結構102之上的一薄膜封裝結構113。此薄膜封裝結構113可包括配置於此有機發光二極體結構102之上的一第一材料層110、配置於此第一材料層110之上的一緩衝層112與配置於此緩衝層112之上的一第二材料層114。如第1圖所示，在製造程序期間，一圖案化陰影遮罩104係對準基板106以使此有機發光二極體結構102係經由未受到此陰影遮罩104保護的一開口121曝露出來。定位此圖案化陰影 遮罩104以使此接觸層108的一部份105係被圖案化陰影遮罩104所遮蔽，而使得當製造薄膜封裝結構113時，任何隨後沈積的材料不會沈積於此部份105之上。
然而，某些情況下，薄膜封裝結構113的第一材料層110、緩衝層112、與第二材料層114的一些部分(例如尖端末端)152、154、156可被延伸，且在圖案化陰影遮罩104之下生成，產生不希望於基板106上發現之如圓圈所標示的尾部殘留(tail residual)150。此尾部殘留150可能改變期望於薄膜封裝結構113所形成的輪廓，不利地影響電氣性能與所產生的有機發光二極體裝置120的鈍化能力，因此最終導致裝置失效(device failure)。
再者，當需要一佈線和/或接合製程以整合或鑄造此有機發光二極體裝置120的金屬結構時，此不規則的薄膜輪廓亦可能導致整合困難。此尾部殘留150的鬆弛接合性質(bonding nature)也可能產生此薄膜封裝結構113的空隙或缺陷，因此將產生不希望看到的水分或空氣進入此有機發光二極體裝置120，從而劣化此裝置的電氣性能。
因此，需要具有最小尾部殘料的用於形成一有機發光二極體裝置的封裝結構的一改良方法與裝置。
本文所述的實施例一般關於封裝一有機發光二極體結構的一種方法與裝置，特別是關於具有薄膜封裝結構的期望輪廓控制的一有機發光二極體結構的一薄膜封裝結構。於一實施例中，於一有機發光二極體結構上形成一薄膜封裝結構的一方法包括在配置於 一基板上的一有機發光二極體結構上形成一薄膜封裝結構，並藉由供應包括一含鹵素氣體的一處理氣體混合物(treatment gas mixture)至薄膜封裝結構來對薄膜封裝結構進行一電漿處理製程(plasma treatment process)。
另一實施例中，於一基板上製造有機發光二極體裝置的一方法包括在一基板上形成一材料層以在配置於一處理腔室(processing chamber)中的基板上的一有機發光二極體結構上形成一薄膜封裝結構，與在材料層上進行一電漿處理製程以移除材料層中的一尾部結構，其中電漿處理製程係藉由供應包括至少一含鹵素氣體的一處理氣體混合物來進行。
再一實施例中，於一基板上製造有機發光二極體裝置的一方法包括在一有機發光二極體結構上的一薄膜封裝結構上進行一電漿處理製程，以移除薄膜封裝結構中的一尾部結構，其中電漿處理製程係藉由供應包括至少一含鹵素氣體的一處理氣體混合物至薄膜封裝結構來進行。
因此可詳細理解的是上述本揭露之特徵的方式，本揭露之更詳細之描述(如以上概述)可參照實施例，某些實施例係繪示於附圖之中。值得注意的是，然而，這些附圖僅繪示本揭露之具代表性的實施例，因此並非用以限定本發明，本揭露可允許其他等效之實施例。
102‧‧‧有機發光二極體結構
104‧‧‧陰影遮罩
105‧‧‧部份
106‧‧‧基板
108‧‧‧接觸層
110‧‧‧第一材料層
111‧‧‧薄膜堆疊
112、312‧‧‧緩衝層
113‧‧‧薄膜封裝結構
114‧‧‧第二材料層
120‧‧‧有機發光二極體裝置
121‧‧‧開口
150‧‧‧尾部殘留
152、154、156‧‧‧尖端末端(tip ends)
200‧‧‧方法
202、204、206‧‧‧製程
300‧‧‧有機發光二極體裝置
302‧‧‧有機發光二極體結構
305‧‧‧部分
306‧‧‧基板
307‧‧‧開口
308‧‧‧接觸層
309‧‧‧遮罩
310‧‧‧第一無機層
310a、312a、314a‧‧‧第二部分
310b、312b、314b‧‧‧第一部份
310c、312c、314c‧‧‧尖端末端
310d、312d、314d‧‧‧側壁
311‧‧‧材料層
312‧‧‧緩衝層
314‧‧‧第二無機層
315‧‧‧第一預定距離
320‧‧‧第二預定距離
322‧‧‧區域
324‧‧‧軸
326‧‧‧電漿
328‧‧‧箭頭
340‧‧‧圓圈
341‧‧‧尾部殘留
400‧‧‧處理腔室
402‧‧‧腔室壁
404‧‧‧底部
406‧‧‧噴頭
408‧‧‧狹縫閥開口(slit valve opening)
410‧‧‧真空泵
412‧‧‧背板
414‧‧‧壁架(ledge)
416‧‧‧致動器
418‧‧‧基板支撐件
422‧‧‧升舉銷
424‧‧‧加熱和/或冷卻元件(heating and/or cooling elements)
426‧‧‧射頻回程帶(RF return straps)
428‧‧‧射頻電源(RF source power)
430‧‧‧遠端電漿源
432‧‧‧氣體源(gas source)
434‧‧‧噴頭懸吊裝置
436‧‧‧突出部分(lip)
450‧‧‧固定機構(fastening mechanism)
490‧‧‧匹配網路(match network)
500‧‧‧叢集系統
502‧‧‧蝕刻處理腔室(etching processing chamber)
504‧‧‧電漿處理腔室(plasma treatment chamber)
505、508‧‧‧負載鎖定腔室
507‧‧‧處理腔室
515‧‧‧轉移腔室
525‧‧‧傳送機器人
530‧‧‧末端作用器
535‧‧‧腕部(wrist)
540‧‧‧指部(fingers)
550‧‧‧基座
555‧‧‧升舉銷
560‧‧‧狹縫閥或門
565、570‧‧‧光學影像感測器
第1圖繪示藉由具有尾部殘留的一薄膜封裝結構來封裝一傳統有機發光二極體結構的一示意剖面圖。
第2圖係用來在根據各種本文所述之各種實施例的有機發光二極體結構上形成此薄膜封裝結構的一方法的一流程圖。
第3A-3D圖繪示第2圖的方法的不同階段期間的一有機發光二極體裝置的示意剖面圖。
第4圖係可用來進行本文所述之方法的一電漿增強化學氣相沉積(PECVD)腔室的一示意剖面圖。
第5圖係包括本文所述之處理腔室(processing chambers)的一多腔室基板處理系統的一示意圖。
為幫助理解，在可能的情況下，係使用相同的參考符號以標示共同出現於圖式中的相同元件。可以預期的是，一實施例的元件與特徵可被有利地合併於其他實施例中，不需要進一步詳述。
本文所述的實施例關於用於封裝一有機發光二極體結構的一方法與裝置，特別是製造用於封裝具有期望輪廓控制的一有機發光二極體結構的一薄膜封裝結構。此薄膜封裝結構包括配置於具有期望輪廓控制的無機材料之間的至少一緩衝層。製造此薄膜封裝結構之後或期間，如果有尾部殘留的話，可進行一電漿製程(plasma process)，例如一電漿處理製程、一電漿清洗製程或一電漿殘留移除製程，以移除可能 在此基板上發現的尾部殘留。藉此，可移除污染物、殘留、變形的輪廓、空隙或缺陷或改變根據需要的此基板上的此薄膜封裝結構。
第2圖係根據本文所述之各種實施例的具有一期望輪廓控制的於有機發光二極體結構上形成一封裝結構的一方法200的流程圖。第3A-3E圖繪示第2圖的方法200的不同階段期間的一有機發光二極體裝置300的示意剖面圖。
此方法200始於製程202，如第3A圖所繪示，將具有預形成的有機發光二極體結構302配置於其上的一基板306引入至一電漿處理腔室(plasma processing chamber)，例如配置於一叢集系統(cluster system)(例如第5圖所繪示的叢集系統500，包括多個電漿處理腔室)中的第4圖所繪示的處理腔室400。以下將參照第4圖與第5圖以更進一步描述此處理腔室400與此叢集系統500。
於一實施例中，基板306具有配置於其上的接觸層308與如第3A圖所示的配置於接觸層308之上的有機發光二極體結構302。於一範例中，此基板306係可由玻璃或塑膠所組成，例如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)。此接觸層308係可由氮化矽(SiN)和/或氧化矽(SiO2)所組成。
在基板306提供於電漿處理腔室中之後，例如第4圖所繪示的處理腔室400，一遮罩309係對準於基板306之上，遮罩309與基板306係以一第一預定距離315隔開且遮罩309係位於基板306 之上，以使有機發光二極體結構302係經由未受到遮罩309所保護的一開口307曝露出來，如第3A圖所示。遮罩309係被定位，以使相鄰但遠離於有機發光二極體結構302的接觸層308的一部分305(例如一尖端末端)係被此遮罩309所遮蔽，而使任何隨後沈積的材料不會沈積在此部分305上。接觸層308的部分305係有機發光二極體裝置300的電性接觸(electrical contact)。遮罩309可由一金屬材料所組成，例如因瓦合金(INVAR®)。
在製程204，在基板306提供於電漿處理腔室中之後，可執行一沈積製程以在基板306上形成可用以形成作為一薄膜封裝結構的一材料層311。在基板306包括預形成於其上的有機發光二極體結構302的範例中，材料層311包括形成在此有機發光二極體結構302之上的一第一無機層310、一緩衝層312與第二無機層314，如第3B圖所示，結合以形成薄膜封裝結構。此第一無機層310、此緩衝層312與此第二無機層314可連續地在單一沈積腔室中形成，例如第4圖所繪示的處理腔室400，而不會破壞真空並從此處理腔室移除此基板306，直到此材料層311被完成並形成在此基板306之上。或者，第一無機層310、緩衝層312、與第二無機層314可各自於不同的電漿處理腔室中形成，但不同的電漿處理腔室全部合併於相同的叢集系統中，例如第5圖所繪示的叢集系統500。在這樣的例子中，基板306係在合併於叢集系統500中的不同處理腔室之間轉移，不會破壞真空而使起因於曝露在大氣或環境所產生的汙染物和/或濕氣維持在最小的可能性。
在此基板306具有第一無機層310與預形成於其上的緩 衝層312的例子中，在製程204所執行的沈積製程可以主要是在此基板306之上形成第二無機層314。值得注意的是，材料層311可包括多於或少於第3B圖所繪示的第一無機層310、緩衝層312與第二無機層314。舉例來說，在第一無機層310與緩衝層312之間的介面、或在緩衝層312與第二無機層314之間的介面、和/或在第一無機層310之下、和/或在第二無機層314之上、或視需要而定的任何地方，材料層311可更包括界面層(interface layers)、阻障層(barrier layers)或任何適合的黏著增強層(adhesion enhancement layers)。本文所繪示的例子中，在製程204所執行的沈積製程包括在基板306上形成第一無機層310、緩衝層312與第二無機層314。
此第一無機層310可以是一介電層，包括氮化矽(silicon nitride，SiN)、氧氮化矽(silicon oxynitride，SiON)、二氧化矽(silicon dioxide，SiO2)、氧化鋁(aluminum oxide，Al2O3)、氮化鋁(aluminum nitride，AlN)、氧化鈦(titanium oxide，TiO2)、氧化鋯(zirconium(IV)oxide，ZrO2)、氧化鈦鋁(aluminum titanium oxide，AlTiO)、鋁鋯氧化物(aluminum zirconium oxide，AlZrO)、氧化鋅(zinc oxide，ZnO)、氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氮氧化鋁(AlON)、及其組合，或藉由一電漿增強化學氣相沉積、一原子層沈積製程或任何適合的沈積製程所形成的其他適合的介電層。於一實施例中，此第一無機層310係一氮化矽層。此緩衝層312可為一有機層，例如一六甲基二矽氧烷(hexamethyldisiloxane，HMDSO)層、例如藉由一電漿增強化學氣相沉積製程所形成的一氟化的電漿聚合六甲基二矽氧烷(plasma-polymerized HMDSO， pp-HMDSO：F)。或者，此緩衝層312可為一單體或由碳氫化合物(hydrocarbon compounds)所組成的聚合物材料。此單體或聚合物材料可具有一化學式CxHyOz，其中x、y、z係整數。於一特定實施例中，緩衝層312可係選自由聚丙烯酸酯、聚對二甲苯(parylene)、聚醯亞胺、聚四氟乙烯、氟化的乙烯丙烯(fluorinated ethylene propylene)共聚物、全氟烷氧基共聚物樹脂(perfluoroalkoxy copolymer resin)、乙烯與四氟乙烯的共聚物、聚對二甲苯或其他適合的聚合物材料所組成的一群組。於特定範例中，緩衝層312係聚丙烯酸酯或聚對二甲苯。於一範例中，緩衝層312可藉由一噴墨製程(inkjet process)、一急速蒸發器、噴墨、一旋轉塗佈製程(spin-coating process)、噴塗、氣溶膠覆層(aerosol coating)或視需要而定之其他適合的沈積製程來形成。第二無機層314可以是相似、相同或完全相同於第一無機層310的一介電層。
於一實施例中，在材料層311沈積的期間，第二無機層314具有形成在此遮罩309上的一第一部份314b與形成在有機發光二極體結構302上的一第二部分314a。同樣地，第一無機層310與緩衝層312分別具有形成在遮罩309上的一第一部份310b、312b與形成在有機發光二極體結構302上的一第二部分310a、312a。如上所述，在遮罩309下方或相鄰於遮罩309的區域，一些尾部殘留341可能在第一無機層310、緩衝層312與第二無機層314的尖端末端310c、312c、314c被發現，如第3B圖繪示的圓圈340所標示。此非期望的尾部殘留341可能不利地影響此有機發光二極體裝置300的電氣性能(electric performance)與池輪廓(pool profile)，且使係用以形成作為在有機發光 二極體結構上的薄膜封裝結構的材料層311失去功效(incapacitating capability)。
在製程206，係執行一電漿處理製程。電漿處理製程可從基板306移除此非期望的尾部殘留341。電漿處理製程亦可係一電漿蝕刻或電漿灰化(plasma ashing)製程。電漿處理製程可在相同的處理腔室中，沈積係於此處理腔室進行以形成此材料層311，例如第4圖繪示的處理腔室400。同樣地，電漿處理製程可在合併於第5圖繪示的叢集系統500中的其他適合的電漿處理腔室中進行，此處理腔室400亦合併於叢集系統500中。或者，電漿處理製程可在非合併於叢集系統500中的其他獨立型(stand-alone)處理腔室中進行，處理腔室400係合併於叢集系統500中。
於電漿處理製程係在與形成材料層311的製程腔室相同的處理腔室400中進行的例子中，電漿處理製程可在伴隨著遮罩309維持於處理腔室400中並位於基板306上的情況下進行。如第3C1圖所繪示，遮罩309係位於基板306上方，並與基板306以一第二預定距離320隔開。如第3B圖所繪示，第二預定距離320係略大於第一預定距離315。具有較長長度的第二預定距離320可允許來自電漿處理製程的電漿326通過開口307，進一步地延伸至材料層311與遮罩309之間的區域322(例如：遠離有機發光二極體結構302但接近遮罩309)，以有效地從基板306移除尾部殘留341，如箭頭328所示。在一範例中，第二預定距離320可具有比第一預定距離315更大的長度。具有較長長度的第二預定距離320可藉由調整(例如：擴大)基板支撐件(substrate support)418的間隔來達到，其中基板306係相對於遮罩309定位於基板支撐件418之上。
於電漿處理製程係在與形成材料層311的處理腔室400不同之獨立的製程腔室中進行的另一範例中，可於遮罩309不設置於基板上的情況下進行電漿處理製程，如第3C2圖所繪示。於此範例中，電漿處理製程係全面地(globally)且普遍地於整個基板306上進行，以移除鬆弛的接合結構(bonding structures)，包括尾部殘留341。因此，可在材料層311中(以及接觸層308的曝露部分305)發現一輕微的整體厚度減少(overall thickness reduction)。當電漿處理製程係控制為一和緩的表面殘留移除製程(gentle surface residual removal process)，基板306上的結構的整體厚度減少係最小的且可忽略的。因此，在製程206的電漿處理製程之後，可大部分(predominately)移除尾部殘留341以提供材料層311的一控制/期望的輪廓(如軸324所定義)，之後可用來當作有機發光二極體結構302的薄膜封裝結構。
在一範例中，在製程206所進行的電漿處理製程可包括從一遠端源(remote source)供應電漿至處理腔室的一遠端電漿源製程(remote plasma source process)。如果有尾部殘留的話，此電漿處理製程可包括在基板306上所進行的一遠端電漿處理製程(remote plasma treatment process)(或稱為遠端電漿清洗(remote plasma cleaning)或遠端電漿蝕刻(remote plasma etching)製程)，以從基板306移除尾部殘留341。遠端電漿處理製程係一和緩的殘留移除製程，用以緩慢地移除基板306上此遮罩309之下的尾部殘留341。遠端電漿處理製程係藉由供應通過 遠端電漿源(remote plasma source)430的一處理氣體混合物(如第4圖所繪示)，並產生通過噴頭(showerhead)406至用於處理的基板306的一遠端電漿(remote plasma)來執行。於期望一定向電漿源(directional plasma source)的一些實施例中，處理氣體混合物可被供應至此處理腔室400，然後如第4圖所繪示的一射頻電源(RF source power)428被提供以從處理氣體混合物激發電漿以形成所需的處理腔室中的電漿。
在一範例中，用以移除尾部殘留341的此處理氣體混合物包括一含鹵素氣體和/或一載體氣體。如第3D圖所示，當電漿在遠端電漿源430遠端地產生時，來自遠端電漿的從處理氣體混合物分離的反應性物種(reactive species)係相對地輕微且和緩的以緩慢地、和緩地且逐漸地與尾部殘留341化學地反應，直到尾部殘留341被移除。可相信的是，於遠端電漿源中，供應於處理氣體混合物中的惰性氣體可促進增加由處理氣體混合物所形成的電漿中的離子的壽命。離子增加的壽命可促進與基板306上的尾部殘留341更全面地反應，以改良基板306整個表面的移除均勻度(removal uniformity)。在尾部殘留341被移除之後，可分別從第一無機層310、緩衝層312與第二無機層314獲得實質垂直的側壁310d、312d、314d。
另一實施例中，在製程206所進行的電漿處理製程亦可係一定向電漿處理製程(directional plasma treatment process)，其使用應用至噴頭組件(showerhead assembly)或基板支撐組件(substrate support assembly)或前述二者的一射頻電源(RF source power)或偏壓電源(bias power)(包括或未包括遠端電漿源製程)以產生電漿。射頻電源、偏壓電 源或遠端電漿源係在處理氣體混合物存在的情況下用以產生電漿以移除尾部殘留341。
處理氣體混合物中的含鹵素氣體的合適例子包括三氟化氮(nitrogen trifluoride，NF3)、三氯化硼(BCl3)、氯氣(Cl2)、氯化氫(HCl)、溴化氫(HBr)及類似物。載體氣體的合適例子包括一惰性氣體，例如氬(Ar)、氦(He)、或含氮或含氧氣體，例如氮氣(N2)、氧氣(O2)、一氧化二氮(N2O)、二氧化氮(NO2)、氨氣(NH3)、一氧化氮(NO)及類似物。於一實施例中，含鹵素氣體係三氟化氮(NF3)，以大約800sccm至大約2000sccm之間的體積流動速率(volumetric flow rate)通過基板尺寸為370毫米(mm)x470毫米的基板。於一實施例中，惰性氣體或載體氣體係氬或氦，以大約500sccm至大約2000sccm之間的體積流動速率穿過基板尺寸370毫米x470毫米的基板。
在製程206的電漿處理製程期間，可調整多個製程參數以控制電漿處理製程。於一例示性實施例中，處理腔室400中的一製程壓力係調整至大約10毫托(mTorr)至大約5000毫托之間，例如大約300毫托至大約3000毫托之間。可維持一基板溫度在大約攝氏40度至大約攝氏100度之間的範圍。可進行電漿處理製程大約5秒至600秒之間，例如大約20秒至大約60秒之間。
再者，在一些例子中，當使用遠端電漿源來進行處理製程時，一射頻電源和/或一偏壓電源可被供應至噴頭406或基板支撐件418以進行一射頻輔助遠端電漿處理製程(RF assisted remote plasma treatment process)(例如，在電漿處理製程的期間，供應一遠端電漿電 源(remote plasma power)與一射頻電源和/或一射頻偏壓電源)。可相信的是，供應至電極的其中之一(第4圖所繪示的基板支撐件418或噴頭406)的射頻電源和/或偏壓電源(稱作射頻輔助的遠端電漿源(remote plasma source,RPS)製程)可促進移除效率與提供集中的離子/電漿密度。當應用射頻電源和/或偏壓電源至此處理腔室時，包括例如是氬或氦之一惰性氣體、或例如是氧氣(O2)、水(H2O)、二氧化氮(NO2)或一氧化二氮(N2O)之一含氧氣體的一氣體混合物可被供應至處理腔室。因此，藉由以一期望的範圍來選擇射頻電源和/或偏壓電源，可促進一致的清洗效率。於一範例中，在大約13.5百萬赫(MHz)的頻率的射頻電源和/或偏壓電源可以大約10瓦(Watt)至大約2000瓦之間的範圍被供應至具有基板尺寸370毫米x470毫米的基板的處理腔室。
在遠端電漿源製程(例如是電漿處理製程)之後，可從基板306移除尾部殘留，如第3D圖所示之具有一期望與控制的輪廓、結構與尺寸。
第4圖係可用以進行操作的處理腔室400的一示意剖面圖，上述操作例如是根據第2圖於上文中描述的方法200的製程204之沈積製程與製程206之電漿處理製程。可沈積一或更多個的薄膜在置於處理腔室400內的基板306上。處理腔室400一般包括定義一製程空間(process volume)的腔室壁402、一底部404與一噴頭406。一基板支撐件418係配置於此製程空間之內。此製程空間係通過一狹縫閥開口(slit valve opening)408來使用，以使基板306可被移入與被移出此處理腔室400。基板支撐件418係連接於一致動器416以提高或下降基 板支撐件418。通過此基板支撐件418，可移動地配置升舉銷422以移動此基板306接近或遠離基板接收表面(substrate receiving surface)。基板支撐件418亦包括加熱和/或冷卻元件(heating and/or cooling elements)424以維持此基板支撐件418在一預定的溫度。基板支撐件418亦包括射頻回程帶(RF return straps)426以在基板支撐件418的周邊提供一射頻回程路徑(RF return path)。
噴頭406係藉由一固定機構(fastening mechanism)450來耦接於一背板(backing plate)412。噴頭406係藉由一或更多個的固定機構450來耦接於背板412，以幫助噴頭406避免下垂(sag)和/或控制噴頭406的直線度/曲度(straightness/curvature)。
一氣體源(gas source)432係連接於背板412，以通過噴頭406中的氣體通路提供氣體至在噴頭406與基板306之間的一處理區域。一真空泵410係耦接於處理腔室400以維持製程空間於一預定壓力。一射頻電源428係經由一匹配網路(match network)490耦接至背板412和/或噴通406，以提供一射頻電流(RF current)至噴頭406。射頻電流在噴頭406與基板支撐件418之間產生一電場，而可從噴頭406與基板支撐件418之間的氣體來產生一電漿。
例如是一感應耦合遠端電漿源(inductively coupled remote plasma source)430之一遠端電漿源430係耦接於氣體源432與背板412之間。在處理基板與處理基板之間，可提供一清洗氣體至遠端電漿源430以產生一遠端電漿。來自遠端電漿的自由基可被提供至處理腔室400以清洗處理腔室400的元件。可藉由提供至此噴頭406 的射頻電源428來進一步激發此清洗氣體。
根據第2圖所描述於上文的製程206所進行的電漿處理製程中，可從遠端電漿源430來產生在製程206所進行的遠端電漿源製程的電漿，然後通過噴頭406供應至用於處理的基板306，以有效地從基板306移除尾部殘留341(如果有的話)。
噴頭406係藉由噴頭懸吊裝置(showerhead suspension)434來附加地耦接於背板412。於一實施例中，噴頭懸吊裝置434係一撓性的金屬裙部(skirt)。於一實施例中，噴頭懸吊裝置434具有噴頭406可置於其上的一突出部分(lip)436。背板412可置於耦接於腔室壁402的一壁架(ledge)414的一上表面之上以密封此處理腔室400。
第5圖係適用於有機發光二極體、薄膜電晶體之製造、與在平坦介質上之太陽能電池之製造的一多腔室基板處理叢集系統500的一俯視圖。叢集系統500包括多個處理腔室400、502、504、507與定位於一中心轉移腔室(transfer chamber)515周圍的一或多個的負載鎖定腔室(load lock chamber)505、508。可配置處理腔室400、502、504、507來完成一些不同的處理步驟以達到平坦介質的期望處理，平坦介質例如是一大面積基板306(以虛線所描繪的輪廓)。配置負載鎖定腔室505、508以從叢集系統500之外的一周圍環境來轉移一四邊形的的基板至此轉移腔室515之內的一真空環境。
定位於轉移腔室515之內係具有一末端作用器(end effector)530的一傳送機器人(transfer robot)525。末端作用器530係配置以被支撐且獨立於傳送機器人525的移動以轉移基板306。此末端作 用器530包括適於支撐基板306的一腕部(wrist)535與多個指部(fingers)540。於一實施例中，傳送機器人525被配置以繞著一垂直軸旋轉和/或在一垂直方向(Z方向)被線性驅動，而末端作用器530係配置以在獨立於和相對於傳送機器人525的一水平方向(X和/或Y方向)線性地移動。舉例來說，傳送機器人525提高與下降末端作用器530(Z方向)至此轉移腔室515內的各種高度，以使末端作用器530對準處理腔室400、502、504、507與負載鎖定腔室505、508的開口。當傳送機器人525係在一適合的高度時，末端作用器530係水平地延伸(X或Y方向)以轉移和/或定位基板306進出處理腔室400、502、504、507與負載鎖定腔室505、508的任何一個。此外，可旋轉傳送機器人525以使末端作用器530對準其他的處理腔室400、502、504、507和負載鎖定腔室505、508。
於一範例中，合併於叢集系統500的處理腔室400、502、504、507可為第4圖所繪示的處理腔室400(例如電漿增強化學氣相沉積處理腔室)或其他適合的腔室，例如高密度電漿化學氣相沈積(HDP-CVD)、物理氣相沈積(PVD)、原子層沈積(ALD)、熱退火(thermal annealing)、表面處理、電子束(Electron Beam，E-Beam)處理、電漿處理(plasma treatment)、蝕刻腔室、離子植入腔室、表面清洗腔室、量測腔室(metrology chambers)、旋轉塗佈腔室(spin-coating chamber)、聚合物旋壓沉積室(polymer spinning deposition chamber)或任何視需要而定的適合腔室。於描述多腔室基板處理叢集系統(multi-chamber substrate processing cluster system)500的一範例中，叢集系統500包括處理腔室 400(例如電漿增強化學氣相沉積處理腔室)、蝕刻處理腔室(etching processing chamber)502、電漿處理腔室(plasma treatment chamber)504與其他視需要而定的適合處理腔室507。藉由這樣的配置，亦可整合在製程204所形成的材料層311(包括第一無機層310、緩衝層312、與第二無機層314)與在製程206的電漿處理製程，以在一單一的腔室內和/或一單一的叢集系統500內進行而不會破壞真空，以維持此基板的清潔度而不會有來自環境的非期望的汙染物與殘留。
已移除負載鎖定腔室505內部的一部分以暴露處理期間適用於接收與支撐大面積基板306的一基板支撐件或基座550。基座550包括可相對於基座550的一上表面移動的多個升舉銷555，以有助於大面積基板306的轉移。在大面積基板306的一轉移程序(transfer process)的一範例中，這些升舉銷555係從基座550的上表面延伸出來或延伸上來。末端作用器530以X方向在升舉銷上方延伸進入處理腔室400、502、504、507或負載鎖定腔室505、508。傳送機器人525在Z方向下降此末端作用器530，直到此大面積基板306由這些升舉銷555來支撐為止。這些升舉銷555係被隔開以允許末端作用器530的多個指部540不受干擾地通過這些升舉銷555。可進一步下降末端作用器530以確保在大面積基板306與末端作用器530的指部540之間的淨空(clearance)，且在X方向回縮(retract)末端作用器530來進入轉移腔室515。這些升舉銷555可回縮至與基座550的上表面實質上齊平(flush with)的位置，以使大面積基板306與基座550接觸，如此基座550可支撐大面積基板306。可密封在轉移腔室515與負載鎖定腔室505、 508(或處理腔室400、502、504、507)之間的一狹縫閥或門560，而製程可於負載鎖定腔室505、508(或處理腔室400、502、504、507)中開始進行。為了在進行處理之後移開大面積基板306，可逆轉此轉移程序，其中這些升舉銷555升舉大面積基板306且末端作用器530可取回(retrieve)此大面積基板306。於一範例中，可透過第一負載鎖定腔室505來轉移基板306至多腔室基板處理叢集系統500。在定向與對準基板306至一期望的位置之後，然後基板306係透過轉移腔室515來轉移至處理腔室400、502、504、507的任何一個，以進行所需的任何適合的製程，以在基板306之上形成一裝置結構。於完成處理腔室400、502、504、507中的製程之後，然後視需要從第二負載鎖定腔室508的多腔室基板處理叢集系統500移出與轉出基板306。
多腔室基板處理叢集系統500中的環境係與周圍壓力(即此叢集系統500之外的壓力)隔離，且藉由一或多個真空泵(未繪示)來維持在一負壓力。在進行處理的期間，處理腔室400、502、504、507係抽真空(pump down)至一預定壓力，以有利於薄膜沈積與其他製程。同樣地，在大面積基板的轉移期間，轉移腔室515被保持在一減少的壓力，以有利於處理腔室400、502、504、507與轉移腔室515之間的一最小的壓力梯度。在一實施例中，轉移腔室515中的壓力係維持在低於周圍壓力的壓力。舉例來說，此轉移腔室中的壓力可以是大約7托耳(Torr)至大約10托耳，而處理腔室400、502、504、507中的壓力可更低。在一實施例中，此轉移腔室515內所維持的壓力可實質上等於處理腔室400、502、504、507和/或負載鎖定腔室505、508內的壓 力，以有助於叢集系統500中一實質相等的壓力。
在轉移腔室515與處理腔室400、502、504、507中的大面積基板306的轉移期間，大面積基板306的適當排列對於預防大面積基板306的碰撞和/或破壞係重要的。此外，叢集系統500的內部必須保持乾淨且沒有碎屑，例如是一基板的碎片、破碎的設備與粒狀汙染物。當一些傳統系統包括允許看入各種處理腔室400、502、504、507的內部的視線(line of sight viewing)的視窗(view windows)，這些視窗可能無法允許全視(full view))和/或此大面積基板與各種處理腔室400、502、504、507的內部的精確檢查。此外，當此大面積基板係在系統內時，傳統系統無法用以檢視此大面積基板306與提供處理結果的度量值(metric)。
傳送機器人525包括視需要配置於傳送機器人525上的一或多個光學影像感測器(optical image sensors)565、570。此一或多個光學影像感測器565、570可以是光掃描器、光學成像儀(optical imagers)或光學相機(optical cameras)，例如一電荷耦合裝置(charged-coupled device，CCD)、一互補式金氧半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)裝置、一攝影機(video camera)及類似物。在一實施例中，一或多個光學影像感測器565、570係安裝在傳送機器人525上的一位置，以檢視大面積基板306、指部540與光學影像感測器565、570的視線中的任何物件。在此實施例中，當傳送機器人525係靜止的或在叢集系統500中移動時，可定向光學影像感測器565、570以實質上在X、Y與Z方向檢視物件。光學影像感測器565、570可包括例如 是一魚眼鏡頭(fisheye lens)之廣視角光學鏡組(wide angle optics)，以允許(enable)一更廣的視野。
綜上所述，本文係提供藉由具有一期望製程的一薄膜封裝結構所封裝的一有機發光二極體結構。於一材料層形成於一有機發光二極體結構上之後，可藉由進行一電漿處理製程來獲得具有期望輪廓控制的薄膜封裝結構。所產生的材料層可以是用以形成薄膜封裝結構的層。如果有尾部殘留的話，所進行的電漿處理製程可從基板移除尾部殘留以形成具有期望輪廓與乾淨表面的薄膜封裝結構。電漿處理製程可包括一遠端電漿源製程與選擇性地伴隨一射頻功率(RF power)輔助製程以移除/清洗尾部殘留。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，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 (20)

  1. 一種在一有機發光二極體(OLED)結構上形成一薄膜封裝(thin film encapsulation)結構的方法，包括：在配置於一基板上的一有機發光二極體結構上形成一薄膜封裝結構；以及藉由供應包括一含鹵素氣體的一處理氣體混合物(treatment gas mixture)至該薄膜封裝結構，來對該薄膜封裝結構進行一電漿處理製程(plasma treatment process)，其中該電漿處理製程係用於移除該薄膜封裝結構中的一尾部結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該含鹵素氣體係選自由三氟化氮(nitrogen trifluoride，NF3)、三氯化硼(BCl3)、氯氣(Cl2)、氯化氫(HCl)、溴化氫(HBr)所組成之一群組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該處理氣體混合物更包括一載體氣體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該載體氣體係一惰性氣體、一含氮氣體或一含氧氣體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄膜封裝結構包括一第一無機層、一緩衝層與配置於該緩衝層上的一第二無機層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該第一無機層係以一單一層的形式或多層的形式的至少一材料來製造，該至少一材料係選自由氮化矽(silicon nitride，SiN)、氧氮化矽(silicon oxynitride，SiON)、二氧化矽(silicon dioxide，SiO2)、氧化鋁(aluminum oxide，Al2O3)、氮化鋁(aluminum nitride，AlN)、氧化鈦(titanium oxide，TiO2)、氧化鋯(zirconium(IV)oxide，ZrO2)、氧化鈦鋁(aluminum titanium oxide，AlTiO)、鋁鋯氧化物(aluminum zirconium oxide，AlZrO)、氧化鋅(zinc oxide，ZnO)、氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氮氧化鋁(AlON)及其組合所組成之一群組。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄膜封裝結構包括形成於其中的尾部殘留(tail residuals)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該尾部殘留係形成在遠離該有機發光二極體結構的一區域。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該尾部殘留係在該薄膜封裝結構的一第一無機層、一緩衝層與一第二無機層的尖端末端(tip end)被發現。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該尾部殘留包括氧化矽(silicon oxide)、氮化矽(silicon nitride)和/或氧氮化矽(silicon oxynitride)。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電漿處理製程包括來自一遠端電漿源(remote plasma source)或該電漿處理製程期間所施加的一射頻電源(RF source power)或偏壓電源(bias power)所產生的一電漿。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該遠端電漿源係產生自一電漿源(plasma source)，該電漿源遠端地產生自進行該電漿處理製程的一電漿處理腔室(plasma processing chamber)。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包括：當產生該遠端電漿源時，施加該射頻電源至該電漿處理腔室。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中在該基板上形成該薄膜封裝結構的相同的該電漿處理腔室或不同的該電漿處理腔室中，進行該電漿處理製程。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該處理氣體混合物包括三氟化氮(NF3)與氬(Ar)。
  16. 一種在一基板上製造有機發光二極體裝置的方法，包括：在一基板上形成一材料層，以在配置於一處理腔室中的該基板上的一有機發光二極體結構上形成一薄膜封裝結構；以及在該材料層上進行一電漿處理製程，以移除該材料層中的一尾部結構，其中係藉由供應包括至少一含鹵素氣體的一處理氣體混合物來進行該電漿處理製程。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中在該基板上形成該材料層會在該基板上產生尾部殘留。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該材料層包括一第一無機層、一緩衝層與配置於該緩衝層上的一第二無機層。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該材料層係以一單一層的形式或多層的形式的至少一材料來製造，該至少一材料選自由氮化矽(silicon nitride，SiN)、氧氮化矽(silicon oxynitride，SiON)、二氧化矽(silicon dioxide，SiO2)、氧化鋁(aluminum oxide，Al2O3)、氮化鋁(aluminum nitride，AlN)、氧化鈦(titanium oxide，TiO2)、氧化鋯(zirconium(IV)oxide，ZrO2)、氧化鈦鋁(aluminum titanium oxide，AlTiO)、鋁鋯氧化物(aluminum zirconium oxide，AlZrO)、氧化鋅(zinc oxide，ZnO)、氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氮氧化鋁(AlON)及其組合所組成之一群組。
  20. 一種在一基板上製造有機發光二極體裝置的方法，包括：在一有機發光二極體結構上的一薄膜封裝結構上進行一電漿處理製程以移除該薄膜封裝結構中的一尾部結構，其中係藉由供應包括至少一含鹵素氣體的一處理氣體混合物至該薄膜封裝結構來進行該電漿處理製程。
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