TWI743664B - 用以清洗一真空腔室之方法、用以清洗一真空系統之方法、用於一基板之真空處理之方法、及用於一基板之真空處理的設備 - Google Patents

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Abstract

一種用以清洗一真空腔室之方法係說明，此真空腔室特別是使用於數個有機發光二極體(OLED)裝置之製造中的真空腔室。此方法包括在5*10-3mbar或以下的一壓力，特別是在1*10-4mbar或下的一壓力，利用活性物種清洗真空腔室之一內側及真空腔室的內側之一元件的至少一者。

Description

用以清洗一真空腔室之方法、用以清洗一真空系統 之方法、用於一基板之真空處理之方法、及用於一基板之真空處理的設備
本揭露之數個實施例是有關於一種用以清洗一真空系統的方法、一種用以真空處理一基板的方法、及一種用以真空處理一基板的設備。本揭露之數個實施例特別是有關於數種使用於有機發光二極體裝置(organic light-emitting diode，OLED)之製造中的方法及設備。
用於在基板上之層沈積的技術舉例為包括熱蒸發、物理氣相沈積(physical vapor deposition，PVD)、及化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)。已塗佈之基板可使用於數種應用中及數種技術領域中。舉例來說，已塗佈之基板可使用於有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)裝 置之領域中。OLEDs可使用電視螢幕、電腦螢幕、行動電話、其他手持裝置、及用以顯示資訊之類似者中。例如是OLED顯示器之OLED裝置可包括有機材料之一或多層，位於沈積於基板上的兩個電極之間。
OLED裝置可包括數個有機材料之堆疊，此些有機材料的堆疊係舉例為在處理設備之真空腔室中蒸發。真空腔室之內側的真空條件及真空腔室之內側的污染物係影響已沈積之材料層及使用此些材料層製造之OLED裝置的品質。
舉例來說，OLED裝置壽命係受到有機污染物的影像。污染物可能源自於在真空之內側使用的部件及材料及/或源自於維護期間的交叉污染。在製造之前或在製造期間的清洗係致使OLED裝置之穩定、高品質製造。清洗也就是移除污染物。
用於適當清洗以達到適用於製造(預防性維護(preventive maintenance，PM)恢復)之污染程度之持續期間或時間係為關鍵資源。對製造系統的擁有者而言，每分鐘的設備停工時間係代價昂貴。因此，增加清洗效率及減少清洗時間係減少製造成本。
根據通常的做法，舉例為電漿清洗之活性物種(active species)的濃度係藉由使用較高之真空度來增加，也就是使用接近大氣壓力的壓力來增加。再者，舉例為文件WO2018/197008係有關於用以清洗至少部份之真空系統的預清洗的預清洗及遠端電漿清洗。電漿清洗可在真空下執行。舉例來 說，壓力可為10-2mbar或更少。再者，壓力可在10-2mbar至10mbar之範圍中係揭露出來，而用於遠端電漿清洗。此係有利於更改善清洗效率。
因此，對於可改善真空腔室之內側的真空條件及真空腔室之清洗的方法及設備係有需求的。本揭露特別是著重於減少污染物，使得沈積於基板上之有機材料之層的品質可改善。
有鑑於上述，提出一種用以清洗一真空腔室的方法；一種用以清洗一真空系統的方法，真空系統特別是使用於有機發光二極體(OLED)裝置之製造中；一種用以真空處理一基板的方法；及一種用以真空處理一基板而特別是來製造OLED裝置的設備。本揭露的其他方面、優點、及特徵係透過申請專利範圍、說明、及所附之圖式更為清楚。
根據一實施例，提出一種用以清洗一真空腔室之方法，此真空腔室特別是使用於數個OLED裝置之製造中的真空腔室。此方法包括在5*10-3mbar或以下的一壓力，特別是在1*10-4mbar或下的一壓力，利用活性物種清洗真空腔室之一表面及真空腔室的內側之一元件的至少一者。
根據一實施例，提出一種用以清洗一真空腔室之方法，此真空腔室特別是使用於數個OLED裝置之製造中的真空腔室。此方法包括決定真空腔室之數個壁的一平均距離；以及在一壓力利用活性物種清洗真空腔室之此些壁的數個表面及真空腔室 之內側的一元件之至少一者。此壓力係對應於此些壁之平均距離之一平均自由路徑長度的20%或97%。
根據一實施例，提出一種用以清洗一真空腔室之方法，此真空腔室特別是使用於數個OLED裝置之製造中的真空腔室。此方法包括在一遠端電漿源中之一第一壓力點燃遠端電漿源，而真空腔室係具有一第二壓力，第二壓力係低於第一壓力；以及改變遠端電漿源中之壓力至一第三壓力，第三壓力係等同於或高於第二壓力。
根據一實施例，提出一種用以清洗一真空系統之方法。真空系統具有一第一真空腔室及一第二真空腔室。此方法包括在低於1mbar之一第一壓力清洗第一真空腔室；以及在低於1mbar之一第二壓力利用活性物種清洗第二真空腔室，第二壓力係不同於第一壓力。
根據一實施例，提出一種用以真空處理一基板以製造數個OLED裝置之方法。此方法包括一種根據此處所述任何實施例之用以清洗的方法；以及沈積一有機材料之一或多層於基板上。
根據一實施例，提出一種用以真空處理一基板而特別是來製造OLED裝置的設備。設備包括一真空腔室；一遠端電漿源，連接於真空腔室，遠端電漿源具有一處理氣體入口、一管道、及一處理氣體出口，管道係用於活性物種；以及一閥，位於真空腔室及遠端電漿源之間，閥係定位以開啟或關閉管道。
根據一實施例，提出一種用以真空處理一基板而特別是來製造OLED裝置的設備。設備包括一控制器，包括：一處理器及一記憶體，記憶體係儲存數個指令，當處理器執行此些指令時係致使設備執行根據本揭露之數個實施例之方法。為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
100,200,500:方法
110,120,210,510,520:方塊
300:處理系統
301:基板
303:遮罩
305:閘閥
309:沈積源
310:處理模組
320:依循路徑傳送模組
330:過渡模組
340:維護模組
350:遠端電漿源
352:傳送軌道
400:設備
410:真空腔室
420:真空幫浦
425:幫浦
450:殼體
451:電漿產生器
452:處理氣體入口
453:凸緣
455:閥
456:旁路
457:管道
490:控制器
為了使本揭露的上述特徵可詳細地瞭解，簡要摘錄於上之本揭露之更特有之說明可參照數個實施例。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1A及1B圖繪示根據此處所述數個實施例之用以清洗使用於OLED裝置之製造中的真空系統的方法的流程圖；第2圖繪示根據此處所述數個實施例之用以真空處理基板來製造OLED裝置的方法之流程圖；第3圖繪示根據此處所述數個實施例之用以真空處理基板來製造OLED裝置的系統之示意圖；第4圖繪示根據此處所述數個實施例之用以清洗真空腔室之設備的示意圖；第5圖繪示根據此處所述數個實施例之用以清洗使用在OLED裝置之製造中之真空系統的方法的流程圖；以及第6圖繪示比較標準清洗製程之清洗效率及根據本揭露數個實施例之製程之清洗效率的圖式。
詳細的參照將以本揭露之數種實施例來達成，本揭露之數種實施例的一或多個例子係繪示於圖式中。在下方圖式之說明中，相同的參考編號係意指相同的元件。一般來說，僅有有關於個別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份之特徵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。
真空腔室之內側的真空條件及污染物之總量可能大大地影響沈積於基板上之材料層的品質。此污染物特別是有機污染物。特別是，對於OLED大量製造來說，真空元件之清潔度係強烈地影響所製造之裝置的壽命時間。對OLED裝置製造來說，甚至是電拋光表面可能仍舊太髒。本揭露之一些實施例係舉例為利用遠端電漿源而使用用於真空清洗的電漿清洗。舉例來說，真空清洗可在預清洗程序之後提供而舉例為作為用於真空系統的最終清洗程序。本揭露之數個實施例係有關於高潔淨真空(ultra clean vacuum，UCV)清洗。
舉例來說，電漿清洗可使用以處理真空腔室及/或真空系統之部件或元件。舉例來說，電漿清洗可在一處理開始或開始製造前於真空下執行，以改善清潔度。處理可利用舉例為純氧或具有氮或氬之氧的混合物之遠端電漿執行一段時間。氫或氫混合物可額外地或替代地使用。
根據本揭露之數個實施例，清洗製程係利用非常低之真空度。非常低之真空度可顯著地增加清洗效率，特別是針對大體積之真空腔室來說。相較於工業標準而使用較高之真空度來產生較高之活性物種濃度，本發明之發明人已經發現，如下方更詳細之說明，非常低之真空度可如此處所述利用，以增加清洗效率。
根據本揭露之一些實施例，提出一種用以清洗一真空腔室之方法，此真空腔室特別是使用於數個OLED裝置之製造中的真空腔室。此方法包括在5*10-3mbar或以下的一壓力，特別是在1*10-4mbar或下的一壓力，利用活性物種清洗真空腔室之一內側及真空腔室的內側之一元件的至少一者。
腔室或表面之清潔度可舉例為藉由接觸角測量來決定。如第6圖中範例地繪示，虛線係繪示出標準清洗製程之清洗效率。接觸角可舉例為在略微地超過70小時中略微地減少而少於10。實線係繪示出根據本發明之數個實施例的清洗製程。舉例為透過矽基板之真空暴露(方塊110)，所測量之幾乎為零的接觸角可在非常短的時間達成，舉例為在10小時或更短的時間中達成，或甚至是5小時或更短的時間中達成。於乾淨的腔室中16小時之真空暴露下，接觸角可在預清洗、(方塊110)矽基板上進行測量。清洗效率可增加至少一個數量級或甚至一些數量級。
相較於使用於OLED產業中之傳統的清洗策略，舉例為「真空下烘烤(bake-out under vacuum)」，本揭露之數個 實施例係不基於提高之溫度來減少及/或移除真空腔室之內側的有機污染物。特別是，在系統之內側具有舉例為電子元件之對溫度靈敏的元件時，烘烤並非有利的選項。再者，相較於傳統之策略，根據本揭露之數個實施例之活性物種的使用係展現出數個數量級之較高的清洗效率，及特別是亦無需烘烤程序。
根據本揭露之數個實施例，活性物種係射入或提供至真空腔室中，以舉例為清洗腔室中之表面。原位清洗舉例為主要是清洗真空腔室之壁及真空腔室中的元件，對清洗微小層(microscopic layers)來說可為非常有效率，例如是一些單層。根據可與此處所述其他實施例結合之本揭露的數個實施例，活性物種可為化學活性物種，例如是激發分子或原子，以舉例為解離污染物分子。
根據本揭露之數個實施例的清洗方法包括產生分子之激發狀態，舉例為氧。因此，可提供反應的O、O3及/或其他活性物種。舉例來說，可利用電漿產生活性物種，特別是在遠端電漿源中的電漿。
有鑑於將清洗之真空腔室中的活性物種之分佈策略，本揭露之一些實施例可更進一步說明。相較於基於最大化用於清洗製程之活性物種的數量的工業標準之清洗製程的策略，本揭露之數個實施例係減少參與清洗製程之活性物種的數量。再者，活性物種之效率係藉由改變真空腔室中之活性物種的分佈來增加。
在各撞擊下，電漿分子(舉例為O)可衰退成穩定狀態之O2。O2係為不反應的。較低之壓力係產生較低的密度，及因而減少初始的活性物種濃度。然而，較低的壓力係增加激發分子之平均自由路徑長度。
舉例來說，平均自由路徑長度可由下式計算：
Figure 109102589-A0305-02-0011-1
所得的值可舉例在10-3Pa下約為6m，及對應地在1Pa下為6mm。
如上所述，化學活性物種的壽命有所限制。在各撞擊下，舉例為與真空中之其他分子之撞擊，與腔室壁之撞擊、或與元件之表面之撞擊，對於活性物種來說係有機會再結合成不反應之分子。在高壓時，舉例為1mbar或更大之壓力下，每體積之原子總量係高的。再者，平均自由路徑長度係小的，平均自由路徑長度也就是撞擊之間的平均距離。甚至在所產生之活性物種的初始濃度係高的時候，到達大腔室之遠離面的機率係因而為小的。
此處所述之本揭露之數個實施例係利用低壓，而產生較長之活性物種的平均自由路徑長度。平均自由路徑長度可藉由改變腔室壓力來調整。當腔室壓力減少時，散射特性係從原子對原子(或分子對分子)撞擊持續地改變成原子對壁撞擊(也就是視線散射(line-of-sight scattering))。
對於OLED腔室來說，可提供3m之平均壁對壁距離。活性物種之平均自由路徑長度可因而少於3m，以確保透過散射來同質分佈。再者，平均自由路徑長度可為0.5m或更多，以在腔室中具有良好的所及範圍(reach)。舉例來說，舉例為5*10-5mbar或以上及/或9*10-5mbar或以下之底壓(base pressure)可根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例提供。平均壁對壁距離或壁之平均距離舉例為如下所定義。真空腔室一般具有有垂直距離的底部壁及頂部壁。再者，真空腔室一般具有有第一水平距離的兩個相對之側壁，及有第二水平距離的其他兩個相對之側壁。舉例來說，壁之平均距離可為垂直距離、第一水平距離及第二水平距離的平均。以上範例地參照長方體形狀之真空腔室。針對圓柱腔室或具有梯形剖面之腔室來說，平均距離可以類似的方式計算。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，提出一種用以清洗一真空腔室之方法，此真空腔室特別是使用於OLED裝置之製造中的真空腔室。此方法包括決定真空腔室之此些壁的一平均距離，及在一壓力清洗真空腔室之此些壁的數個表面及真空腔室之內側的一元件的至少一者，此壓力對應於此些壁之平均距離的平均自由路徑長度的20%至97%。
第1A圖繪示根據此處所述數個實施例之用以清洗舉例為使用在OLED裝置之製造中的真空系統之方法100的流程圖。
方法100包括在低壓利用活性物種清洗(方塊110)。舉例來說，活性物種可利用電漿源及/或紫外光產生，電漿源舉例為遠端電漿源。電漿清洗可在操作真空系統以舉例為沈積一或多個有機材料之層於基板上之前為最終之清洗程序，或可為在操作期間之清洗程序，舉例為閒置時間。名稱「最終」係理解為沒有其他清洗程序在電漿清洗之後執行的含義。
在遠端電漿源中，舉例為處理氣體之氣體一般係在遠端腔室中活化。遠端腔室係遠離真空腔室。清洗處理係將在真空腔室中執行。此種活化可舉例為在遠端電漿源中執行。使用於本揭露之實施例中的遠端電漿之例子包括純氧或具有氮或氬之氧混合物的遠端電漿，但不以此些為限。
用以清洗至少部份之真空系統的預清洗及利用舉例為遠端電漿源來電漿清洗至少部份之真空腔室可使用於真空系統之數種元件。於一些應用中，預清洗及電漿清洗係個別地包括真空腔室之清洗。舉例來說，個別地清洗包括真空腔室的一或多個內壁之清洗。清洗可額外地或替代地包括真空系統之真空腔室的內側的一或多個元件之清洗。此一或多個元件可選自由機械元件、可移動元件、驅動器、閥、及其之任何組合所組成的群組。舉例來說，機械元件可為設置於真空腔室之內側的任何元件，例如是使用於操作真空系統之可移動元件。範例之可移動元件包括閥，例如是閘閥，但不以此為限。驅動器可包括使用以在真空系統中傳送基板及/或載體之驅動器、用以基板及/或遮罩對準之驅動器或 致動器、用於例如是閘閥之分離相鄰真空區域或腔室之閥的驅動器、及類似者。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，用以清洗之方法係在真空系統或真空系統之部份的維護程序之後執行，此方法例如是方法100。特別是，維護之後，例如是濕清洗之預清洗係不足以達到用於OLED大量製造之適當的清潔度。在預清洗之後，清洗程序可確保清潔度，而可在例如是熱蒸發製程的沈積製程期間改善有機材料之層的品質。此清洗程序也就是電漿清洗。電漿清洗可亦使用，以避免製造期間或系統閒置期間由聚合物(O形環、纜線等)之釋氣(outgassing)所導致之再污染。
名稱「維護程序」可理解為真空系統係不進行操作，而能夠執行例如是真空系統及/或真空系統之部份的服務及/或初始裝設之數種工作的含義。維護程序可舉例為在預定之服務間隔循環地執行。
於一些應用中，清洗係在真空系統之一或多個(真空)腔室中執行。真空系統之一或多個(真空)腔室係選自由裝載腔室、清洗腔室、真空沈積腔室、真空處理腔室、傳送腔室、依循路徑傳送模組(routing module)、及其之組合所組成之群組。
如上所述，本揭露之數個實施例係意指在低壓的清洗，特別是可適用於將清洗之真空腔室的尺寸及可選擇之幾何形狀的低壓。顯示器製造係於大面積上處理，顯示器製造例如是OLED顯示器之製造。舉例來說，基板的尺寸可為0.67m2或以 上，例如是1m2或以上。
此處所述之系統可應用於在大面積基板上之蒸發，舉例為用於OLED顯示器製造。特別是，提供而用於根據此處所述數個實施例之系統的基板係為大面積基板。舉例來說，大面積基板或載體可為第4.5代、第5代、第6代、第7.5代、第8.5代、或甚至是第10代。第4.5代對應於約0.67m2之表面積(0.73m x 0.92m)、第5代對應於約1.4m2之表面積(1.1m x 1.3m)、第6代對應於約2.7m2之表面積(1.5m x 1.8m)、第7.5代對應於約4.29m2之表面積(1.95m x 2.2m)、第8.5代對應於約5.7m2之表面積(2.2m x 2.5m)、第10代對應於約8.7m2之表面積(2.85m×3.05m)。甚至例如是第11代及第12代之更高代及對應之表面積可以類似之方式應用。此些代之一半的尺寸可亦提供於OLED顯示器製造中。
根據本揭露之數個實施例，根據腔室的尺寸可提供用以利用活性物種之清洗之改善的壓力程度。因此，較低之壓力可有利地利用而用於較大的腔室。針對較小的腔室來說，壓力可對應於較短之平均自由路徑長度而更高。
根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，發明人的發現可類似地應用於半導體產業中的真空腔室，半導體產業舉例為晶圓處理或晶圓檢查。當腔室一般可能較小時，壓力可能較高。特別是，參照根據平均腔室壁距離而最佳化平均自由路徑長度的數個實施例係應用於較小的真空腔室。再者，其他清 洗參數之改善或最佳化可額外地或替代地以類似的方式應用於半導體製造。
第1B圖繪示根據此處所述數個實施例之用以清洗舉例為使用於OLED之製造中的真空系統的方法100之流程圖。
方法100包括決定如上所述之真空腔室之此些壁的平均距離(方塊120)，及在低壓利用活性物種執行清洗(方塊110)。低壓係對應於此些壁之平均距離的平均自由路徑長度之20%至97%。
數個再其他實施例可選擇地結合此處所述之其他實施例，此些再其他實施例係有關於如此處所述之使用於舉例為低壓之清洗條件的適用之製程參數。
特別是針對製造OLED裝置來說，在真空腔室中之真空的品質及真空腔室中的污染物係強烈地影響裝置表現。特別是，製造裝置的壽命可能因為污染物而劇烈地減少。因此，真空腔室之內側的表面係需要頻繁清洗。處理腔室、製造腔室、傳送腔室、移送腔室、儲存腔室，及組件腔室係對污染物敏感。人與此些腔室之內表面的互動係引入(introduces)腔室的表面及/或元件之表面所吸收的有機及無機污染物。
雖然透過人類操作員之內表面的濕清洗製程可能為耗費時間及勞力密集，濕清洗係有利於移除微小污染物，像是容置之溶劑使用、粒子、及類似者。再者，人類操作員可能引入額外的有機污染物至系統中，及一些服務可能無法透過人類操作員 有效率地達成。
根據本揭露之數個實施例，濕清洗製程可採用，以移除微小污染物。根據此處所述之數個實施例，原位清洗製程可在濕清洗製程或另一預清洗製程之後提供。
如上所述，決定活性物種之平均自由路徑長度之減少的壓力係為改善清洗效率的一個參數。壓力係決定到達被污染之表面的活性物種的濃度，舉例來說，活性物種的濃度係掌管清洗效率。活性物種可為真空腔室中之總處理氣體的小部份。在提供固定之幫浦速度下，藉由設置腔室壓力及因而對應之平均自由路徑長度，到達被污染之表面的活性物種之數量係定義出來。藉由增加幫浦速度，操作壓力(及平均自由行程(mean free pass))可在增加入口流時維持。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，入口流可在無需減少電漿之活化率(activation efficiency)的情況下增加。
第2圖繪示用於真空沈積於基板上以製造OLED裝置、顯示器裝置或半導體裝置之方法200的流程圖。有鑑於對有機污染物之靈敏度，方法可特別是對OLED裝置有用處。方法200可包括根據本揭露之用以清洗使用於舉例為OLED裝置之製造中的真空系統之方法的數個方面。
方法200包括執行清洗真空腔室之至少一部份(方塊110)，及沈積材料之一或多層於基板上(方塊210)。材料例如 是有機材料。
根據本揭露之數個實施例之電漿清洗可顯著地改善真空系統之清潔度及/或清洗效率。在5小時或更少時間之對用於大面積基板之真空腔室之的清洗，電漿清洗可產生幾近於零的接觸角。於乾淨的腔室中16小時之真空暴露下，接觸角可在預清洗、(方塊110)矽基板上進行測量。
第3圖繪示根據此處所述數個實施例之用於舉例為真空沈積於基板上來製造OLED裝置之處理系統300之一部份的示意圖。
在第3圖中，處理模組310係連接於依循路徑傳送模組320。維護模組340可耦接於處理模組。過渡模組330提供從第一依循路徑傳送模組沿著傳送方向至第二依循路徑傳送模組(未繪示)的路徑。各模組可具有一或多個真空腔室。再者，過渡模組可提供二或多個軌道，舉例為四個傳送軌道352，其中載體可移動離開其中一個依循路徑傳送模組。如第3圖中所示，沿著依循路徑傳送模組及/或過渡模組之傳送方向可為第一方向。其他依循路徑傳送模組可連接於其他處理模組(未繪示)。如第3圖中所示，閘閥305可個別設置於相鄰之模組或真空腔室之間，舉例為沿著第一方向設置在過渡模組及相鄰之依循路徑傳送模組之間及沿著第二方向設置。閘閥305可關閉或開啟，以提供此些真空腔室之間的真空密封。閘閥之存在可決定於處理系統之應用，舉例為沈積於基板上之有機材料的數個層的種類、數量、及/或順序。 因此，一或多個閘閥可設置於傳送腔室之間。
根據典型之實施例，傳送軌道352係裝配以用於非接觸傳送基板載體及/或遮罩載體，以減少真空腔室中之污染物。特別是，傳送軌道可包括支承組件及驅動結構，裝配以用於非接觸平移基板載體及/或遮罩載體。
如第3圖中所示，兩個基板301係在依循路徑傳送模組320中旋轉。此些基板係定位於其上的此兩個傳送軌道係旋轉，以對準於第一方向中。因此，此些傳送軌道上的兩個基板係提供於一位置中，以將傳送至過渡模組及相鄰之其他依循路徑傳送模組。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，傳送軌道配置之傳送軌道可從真空處理腔室延伸至真空依循路徑傳送腔室中，也就是可定向於相異於第一方向的第二方向中。因此，基板之一或多者可從真空處理腔室傳送至相鄰之真空依循路徑傳送腔室。再者，如第3圖中範例地繪示，閘閥305可設置於處理模組及依循路徑傳送模組之間。閘閥305可開啟來用於傳送此一或多個基板。因此，將理解的是，基板可從第一處理模組傳送至第一依循路徑傳送模組、從第一依循路徑傳送模組傳送至其他依循路徑傳送模組、及從其他依循路徑傳送模組傳送至其他處理模組。因此，可執行舉例為沈積有機材料之數種層於基板上的數個製程，而無需暴露基板於不想要的環境，例如是大氣環境或非真空環境。
第3圖更繪示出在處理模組310中之數個遮罩303及數個基板301。沈積源309可對應地設置於此些遮罩及/或此些基板之間。
繪示於第3圖中之此些模組的各真空腔室係包括遠端電漿源350。舉例來說，遠端電漿源可固定於真空腔室之腔室壁。腔室壁可範例地為上腔室壁。雖然處理系統300係顯示出在各腔室具有遠端電漿源的真空腔室，處理系統可包括至少一遠端電漿源350。特別是，處理系統300可包括第一真空腔室及第二真空腔室，第一真空腔室具有第一遠端電漿源，第二真空腔室具有第二遠端電漿源。
舉例為處理模組310之遠端電漿源350係連接於真空腔室。連接於遠端電漿源的控制器係裝配，以執行根據本揭露之數個實施例之電漿清洗。特別是，控制器可裝配以應用本揭露之用以清洗使用於舉例為在OLED裝置之製造中的真空系統或真空腔室之方法。具有遠端電漿源之範例真空腔室係參照第4圖更詳細地說明。
一或多個真空幫浦例如是渦輪幫浦(turbo pumps)及/或冷凍幫浦(cryo-pumps)，可舉例為經由一或多個管連接於真空腔室，而用以在真空腔室之內側產生技術真空。此一或多個管例如是波紋管。控制器可更裝配，以控制此一或多個真空幫浦來舉例為在電漿清洗程序之前減少真空腔室中之壓力。
本揭露通篇所使用之名稱「真空」可理解為具有少 於舉例為10mbar之真空壓力的技術真空之含義。特別是用於處理大面積基板之真空腔室來說，在真空腔室中之壓力可為10-3mbar及約10-7mbar之間，特別是10-4mbar及10-5mbar之間。
如第3圖中所示，處理系統300可具有數個不同之模組。各模組可具有至少一真空腔室。真空腔室可在尺寸及幾何形狀中相異。如上所述，根據可與此處所述其他實施例結合之本揭露的一些實施例，利用活性物種清洗之清洗效率可藉由採用平均自由路徑長度至真空腔室之尺寸及幾何形狀來大大地增加。原子對原子碰撞之間的有益折衷可決定出來，以增加真空腔室中之活性物種之分佈的同質性及及原子對壁碰撞，也就是在腔室中之活性物種係具有足夠的量。選擇在不同散射機制之間有利的折衷係大大地增加清洗效率。
因此，根據一些實施例，利用活性物種在清洗期間於真空腔室中的壓力可獨立地採用來用於真空處理系統中之二或多個真空腔室。平均自由路徑長度係改善或最佳化來用於獨立之腔室尺寸及/或腔室幾何形狀。根據一實施例，提出用以清洗具有第一真空腔室及第二真空腔室之真空系統的方法。方法包括於低於1mbar之第一壓力利用活性物種清洗第一真空腔室，及於低於1mbar之第二壓力利用活性物種清洗第二真空腔室。第二壓力相異於第一壓力。
根據本揭露之數個實施例，利用舉例為遠端電漿源之活性物種清洗可有高效率。典型之遠端電漿源具有用於點燃源 的壓力範圍。舉例來說，遠端電漿源之點燃在0.05mbar或以上之壓力係可行的，例如是0.1mbar至1.5mbar的壓力。遠端電漿源及活性物種所因而產生於遠端電漿源中的體積係連接於真空腔室。因此，真空腔室之腔室壓力可提升至遠端電漿源之點燃壓力，遠端電漿源係於點燃後連接於真空腔室，具有減少壓力之清洗條件係產生。真空腔室之泵送係花費額外的時間，及可能限制清洗應用在緊接於預防維護之後的時間。沒有增加將清洗之真空腔室之腔室壓力的清洗程序會允許更頻繁的清洗。此處所述之數個實施例係範例地參照下方的第4圖而提供在短暫的中斷或閒置時間的期間亦具有高效率之清洗程序。因此，在製造期間可提供再污染及整體污染程度的控制。OLED裝置之一致高品質可確保。因此，此處所述之數個實施例係亦提供污染物之有效清洗，因為在短暫的中斷期間之閒置時間可利用來進行遠端電漿清洗。
第4圖繪示用以真空處理基板之設備400的示意圖。舉例來說，基板可為此處所述之大面積基板或用於半導體產業之晶圓。特別是，用以真空處理的設備可裝配，以用於OLED裝置的製造或包括於一處理系統中來製造OLED裝置。此設備包括真空腔室410。真空腔室410可利用真空幫浦420排氣。特別是針對OLED製程來說，真空幫浦可為冷凍幫浦。遠端電漿源350係耦接於真空腔室410。根據一些實施例，遠端電漿源可耦接於真空腔室之上壁。
遠端電漿源350包括殼體450及電漿產生器451， 電漿係在殼體450中產生。針對產生活性物種來說，處理氣體入口452係設置於殼體450。在操作期間，例如是含氧處理氣體或含氫處理氣體之處理氣體可通過處理氣體入口452提供至遠端電漿源。舉例來說，處理氣體可包括氧以及氮及氬之至少一者。舉例來說，用以產生活性物種之處理氣體包括從由至少90Vol.-%氧與至少2Vol.-%氬、以及約Vol.-95%氧與約Vol.-5%氬所組成之群組選擇的至少一者。閥455可設置於遠端電漿源350及真空腔室410之間。舉例來說，閥455可包括於凸緣453中，凸緣453係連接遠端電漿源350於真空腔室410。
閥455係允許在真空腔室410及遠端電漿源350之殼體450中具有不同的壓力。因此，遠端電漿源350可在較高壓點燃，而真空腔室410係維持在較低壓。根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，用於閥455之旁路(bypass)係提供。旁路456係提供殼體450及真空腔室410之間的流體連通。如果閥係在關閉位置時，流動通過處理氣體入口452之處理氣體係會改變殼體450中的壓力，而無需具有用於進入之處理氣體流的出口。旁路之尺寸係在殼體450及真空腔室410之間提供差動泵送(differential pumping)。
因此，除了連接於遠端電漿源及真空腔室的管道457之外，處理氣體出口係根據此處所述之數個實施例有利地提供。根據可與此處所述其他實施例結合之額外或替代的調整，處理氣體出口可亦為幫浦425，幫浦425連接於遠端電漿源。除了 管道457之外，處理氣體出口係允許產生穩定之點燃條件來用於遠端電漿源。在點燃遠端電漿源之後，管道457中之閥455可開啟。活性物種可從遠端電漿源之殼體提供至真空腔室410。管道457可為凸緣453之其他部份。
本揭露之一些實施例係使用旁路，以在遠端電漿源中產生出點燃條件，而腔室壓力係幾乎不影響。在開啟對應於舉例為與旁路相關的閥之後，根據本揭露數個實施例之改善的清洗條件可幾乎立即達成。
遠端電漿源(remote plasma source，RPS)係利用凸緣連接於真空腔室。合併於凸緣中可為閥，可隔離真空腔室及遠端電漿源單元，閥例如是鐘擺閥(pendulum valve)。根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，具有舉例為可變孔口之小管係貼附於凸緣的頂部(RPS側)及凸緣之底部(腔室側)。小管係分流閥。
為了點燃RPS單元之內側的電漿，閥係關閉及入口流係流入RPS單元。小旁路係確保電漿單元之內側的一致壓力來用於點燃。在電漿穩定之後，閥可開啟。由遠端電漿源之內側的電漿所產生的活性物種可直接移動至腔室中來用以清洗。
有鑑於上述，根據一實施例，提出用以真空處理基板之設備。基板特別是用來製造OLED裝置。設備包括真空腔室、及遠端電漿源。遠端電漿源係連接於真空腔室。遠端電漿源具有處理氣體入口、管道、及處理氣體出口。管道係用於活性物種。 舉例來說，管道可連接真空腔室及遠端電漿源之殼體。處理氣體出口及管道可包括於遠端電漿源的凸緣中。設備更包括閥，位於真空腔室及遠端電漿源之間。閥係定位以開啟或關閉管道。根據一些實施例，設備可更包括旁路，用於管道，旁路係連接處理氣體出口及真空腔室。
第4圖係繪示出控制器490。控制器490係連接於真空幫浦420及遠端電漿源350。控制器490可包括中央處理單元(central processing unit，CPU)、記憶體及舉例為支援電路。為了有利於設備之控制來處理基板，CPU可為通用電腦處理器(general purpose computer processor)之任一形式的其中一者，可使用於工業設置中來用以控制數種腔室及次處理器。記憶體係耦接於CPU。記憶體或電腦可讀取媒體可為一或多個隨時可用記憶體裝置(readily available memory devices)，例如是隨機存取記憶體(random access memory)、唯讀記憶體(read only memory)、軟碟機(floppy disk)、硬碟機(hard disk)、或任何其他形式之本端或遠端的電子儲存器。支援電路可耦接於CPU，用於以傳統方式支援處理器。此些電路包括快取記憶體(cache)、電源供應器、時脈電路(clock circuits)、輸入/輸出電路及相關之次系統、及類似者。檢視製程指令及/或用以產生凹口於設置於基板上之電子裝置中之指令一般係儲存於記憶體中來作為一般已知為配方(recipe)之軟體常式。軟體常式可亦儲存於第二CPU(未繪示)及/或由第二CPU執行，第二CPU遠離由CPU控制之硬體。 軟體常式由CPU執行時係轉換通用電腦成專用電腦(控制器)。專用電腦(控制器)係控制設備操作，例如是特別控制真空幫浦420及遠端電漿源350。雖然本揭露之方法及/或製程係討論成以軟體常式來應用，此處所揭露之一些方法步驟可以硬體執行及藉由軟體控制器執行。於是，此些實施例可基於電腦系統執行而以軟體來應用，及作為專用積體電路或其他形式之硬體實施而以硬體來應用、或以軟體及硬體的組合來應用。控制器可應用或執行根據本揭露之數個實施例之用以清洗真空腔室及/或處理基板的方法，基板舉例為用於顯示器製造。
根據此處所述之數個實施例，用以真空處理基板之方法可利用電腦程式、軟體、電腦軟體產品及相關之控制器執行。相關之控制器可具有CPU、記憶體、使用者介面、及輸入及輸出裝置，與設備之相關元件通訊。
第5圖繪示根據此處所述數個實施例之其他的方法500的流程圖。方法500係用以清洗真空腔室，特別是使用在OLED裝置之製造中使用的真空腔室。方法包括(見方塊510)在遠端電漿源中於第一壓力點燃遠端電漿源，而真空腔室具有第二壓力，第二壓力低於第一壓力。此方法更包括改變遠端電漿中之壓力至第三壓力，第三壓力係等同於或高於第二壓力，高於第二壓力係舉例為略高於第二壓力(見方塊520)。舉例來說，可與此處所述其他方法結合之一些方法可包括於第一壓力點燃遠端電漿源，及減少遠端電漿源之壓力至第二壓力，第二壓力係小於第一 壓力至少一個數量級，第二壓力特別是小於第一壓力至少三個數量級。
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。
350:遠端電漿源
400:設備
410:真空腔室
420:真空幫浦
425:幫浦
450:殼體
451:電漿產生器
452:處理氣體入口
453:凸緣
455:閥
456:旁路
457:管道
490:控制器

Claims (19)

  1. 一種用以清洗一真空腔室之方法，包括：在5*10-3mbar或以下的一壓力利用活性物種清洗該真空腔室之一表面及該真空腔室的內側之一元件的至少一者；其中，該用以清洗該真空腔室之方法係藉由一種用以真空處理一基板的設備來達成，該設備包括該真空腔室、一遠端電漿源、一閥、及一旁路，該遠端電漿源連接於該真空腔室，該遠端電漿源具有一處理氣體入口、一管道、及一處理氣體出口，該管道係用於活性物種，該閥位於該真空腔室及該遠端電漿源之間，該閥係定位以開啟或關閉該管道，該旁路用於該管道，該旁路係連接該處理氣體出口及該真空腔室。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該真空腔室係使用於複數個有機發光二極體(OLED)裝置之製造中，或其中利用活性物種之該清洗係在1*10-4mbar或以下的一壓力。
  3. 如請求項1所述之方法，其中活性物種係利用一遠端電漿源產生。
  4. 如請求項3所述之方法，更包括：於一第一壓力點燃該遠端電漿源；以及減少該遠端電漿源中之壓力至一第二壓力，該第二壓力係選自於由小於該第一壓力至少一數量級，及小於該第一壓力至少三個數量級之至少一者所組成的群組。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該電漿清洗包括該真空腔室之一或多個內壁之一清洗。
  6. 如請求項1至5之任一者所述之方法，其中用以產生活性物種之一處理氣體包括氧。
  7. 如請求項6所述之方法，其中用以產生活性物種之該處理氣體包括從由至少90Vol.-%氧與至少2Vol.-%氬、以及約Vol.-95%氧與約Vol.-5%氬所組成之群組選擇的至少一者。
  8. 如請求項1至5之任一者所述之方法，其中該方法係在一真空系統或該真空系統之複數個部份的一維護程序之後執行。
  9. 一種用以清洗一真空腔室的方法，包括：決定該真空腔室之複數個壁的一平均距離；以及在對應於該些壁之該平均距離之一平均自由路徑長度的20%或更多之一壓力，利用活性物種清洗該真空腔室之一表面及該真空腔室之內側的一元件之至少一者；其中，該用以清洗該真空腔室之方法係藉由一種用以真空處理一基板的設備來達成，該設備包括該真空腔室、一遠端電漿源、一閥、及一旁路，該遠端電漿源連接於該真空腔室，該遠端電漿源具有一處理氣體入口、一管道、及一處理氣體出口，該管道係用於活性物種，該閥位於該真空腔室及該遠端電漿源之間，該閥係定位以開啟或關閉該管道，該旁路用於該管道，該旁路係連接該處理氣體出口及該真空腔室。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該真空腔室係使用於複數個有機發光二極體(OLED)裝置之製造中，或利用活性物種之該清洗係在對應於該些壁之該平均距離的該平均自由路徑長度的20%或更多與97%或更少的一壓力。
  11. 如請求項9或10所述之方法，其中活性物種係利用一遠端電漿源產生。
  12. 一種用以清洗一真空腔室的方法，包括：在一遠端電漿源中之一第一壓力點燃該遠端電漿源，而該真空腔室係具有一第二壓力，該第二壓力係低於該第一壓力；以及減少該遠端電漿源中之壓力至一第三壓力，該第三壓力係等同於或高於該第二壓力；其中，該用以清洗一真空腔室之方法係藉由一種用以真空處理一基板的設備來達成，該設備包括該真空腔室、一遠端電漿源、一閥、及一旁路，該遠端電漿源連接於該真空腔室，該遠端電漿源具有一處理氣體入口、一管道、及一處理氣體出口，該管道係用於活性物種，該閥位於該真空腔室及該遠端電漿源之間，該閥係定位以開啟或關閉該管道，該旁路用於該管道，該旁路係連接該處理氣體出口及該真空腔室。
  13. 如請求項12所述之方法，其中該真空腔室係使用於複數個有機發光二極體(OLED)裝置之製造中。
  14. 一種用以清洗一真空系統之方法，該真空系統具有一第一真空腔室及一第二真空腔室，該方法包括：在低於1mbar之一第一壓力利用活性物種清洗該第一真空腔室；以及在低於1mbar之一第二壓力利用活性物種清洗該第二真空腔室，該第二壓力係不同於該第一壓力；其中，該用以清洗該真空系統之方法係藉由一種用以真空處理一基板的設備來達成，該設備包括一真空腔室、一遠端電漿源、一閥、及一旁路，該遠端電漿源連接於該真空腔室，該遠端電漿源具有一處理氣體入口、一管道、及一處理氣體出口，該管道係用於活性物種，該閥位於該真空腔室及該遠端電漿源之間，該閥係定位以開啟或關閉該管道，該旁路用於該管道，該旁路係連接該處理氣體出口及該真空腔室，該真空腔室為該第一真空腔室或該第二真空腔室。
  15. 一種用以真空處理一基板來製造複數個有機發光二極體(OLED)裝置之方法，包括：如請求項1至5、9、10及12至14之任一者所述之用以清洗之該方法；以及沈積一有機材料之一或多層於該基板上。
  16. 一種用以真空處理一基板的設備，包括：一真空腔室； 一遠端電漿源，連接於該真空腔室，該遠端電漿源具有一處理氣體入口、一管道、及一處理氣體出口，該管道係用於活性物種；一閥，位於該真空腔室及該遠端電漿源之間，該閥係定位以開啟或關閉該管道；以及一旁路，用於該管道，該旁路係連接該處理氣體出口及該真空腔室。
  17. 如請求項16所述之設備，其中用以真空處理該基板的該設備係用以製造複數個有機發光二極體(OLED)裝置。
  18. 如請求項16至17之任一者所述之設備，更包括：一控制器，包括：一處理器及一記憶體，該記憶體係儲存複數個指令，當該處理器執行該些指令時係致使該設備執行如請求項1至5、9、10及12至14之任一者所述之該方法。
  19. 一種用以真空處理一基板之設備，包括：一控制器，包括：一處理器及一記憶體，該記憶體係儲存複數個指令，當該處理器執行該些指令時係致使該設備執行如請求項1至5、9、10及12至14之任一者所述之該方法。
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