一種用于制備amoled的pecvd裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
本發(fā)明涉及AMOLED的工藝設備領域，尤其涉及一種用于制備AMOLED的PECVD裝置。
[0002]技術背景
在傳統(tǒng)工業(yè)如太陽能和LCD平板顯示行業(yè)中利用PECVD (等離子增強型化學氣相沉積)方法制備氮化膜，氧化膜，非晶/微晶硅膜等薄膜所需要的工藝溫度通常為200-280°C。在這些PECVD設備中由于要使用NF3氣體進行清洗以及薄膜沉積過程中反應腔內處于高溫氛圍，要求腔體材料必須具有較好的防氟氣腐蝕特性和優(yōu)良的高溫性能，目前滿足這些條件的金屬材料有鋁，鎳，鉭和鈦合金。其中，鎳，鉭和鈦合金受工藝水平的限制很難被加工成大尺寸，并且采用這三種材料制備腔體的成本極其昂貴而普遍不被人們采用。因此，現代工業(yè)中用于制備PECVD腔體的主流材料為鋁材，其憑借較好的高溫和耐氟性能以及相對經濟的價格優(yōu)勢得到了廣泛的應用。通常為了節(jié)省原材料，人們在滿足工業(yè)條件的情況下會盡量選擇比較薄的反應腔腔體壁。
[0003]在AMOLED (有源矩陣有機發(fā)光二極管)的工藝設備領域中，為了使薄膜具有最優(yōu)的減反射和最佳表面鈍化的效果，用于沉積AMOLED中的氮化膜，氧化膜，非晶硅膜的PECVD設備所采用的工藝溫度必須達到450°C左右，這相對于傳統(tǒng)工業(yè)中使用的PECVD設備中200-280°C的工藝溫度提高了約200°C。
[0004]一般鋁材的熔點為580-700°C，當用作制備PECVD反應腔腔體的鋁材被加熱至超過350°C以上時，鋁材的剛度/強度會明顯變差，甚至會出現軟化現象，這將嚴重影響到反應腔內的沉膜質量，此時傳統(tǒng)厚度的鋁材腔體將不再適合制作AMOLED的反應腔。為了達到反應腔剛度/強度的要求，某些廠商會將鋁材厚度增加5-7倍，這無疑將造成腔體材料成本線性增加，并且使得腔體體積增大，特別對于那些具有內腔和外腔的PECVD設備而言，真空環(huán)境的體積也相應隨之增加，這就要求使用更大功率的真空泵，造成腔體零部件成本的增力口。同時，龐大的反應腔腔體也給加工和運輸帶來很多困難。因此，如何制備出既經濟又滿足AMOLED工藝條件的反應腔腔體成為目前亟待解決的問題。
[0005]
【發(fā)明內容】
:
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于制備AMOLED的PECVD裝置，通過內腔與外腔相結合、對基板進行400-450°C的局部直接高溫加熱、采用間隔部件以及在腔體頂壁和底壁分別設置冷卻機構等一系列技術手段實現了采用低溫PECVD反應腔進行高溫AMOLED工藝的技術效果，使得反應腔內加熱板在400-450°C高溫的情況下腔體溫度仍能保持80-160°C的低溫環(huán)境，解決了傳統(tǒng)方式中以鋁作為反應腔腔體材料而面臨的400-450°C高溫環(huán)境下材料強度、剛度變差以及嚴重的熱形變問題。
[0006]本發(fā)明提供了一種用于制備AMOLED的PECVD裝置，包括:提供真空環(huán)境的外腔和進行等離子體增強型化學氣相沉積反應的內腔，所述內腔包括:
內腔腔體，采用防氟氣腐蝕材料制造；
氣體噴淋頭，設置于所述內腔腔體頂壁的內側，用于提高工藝氣體分布的均勻性； 加熱板，位于所述氣體噴淋頭的下方并設置于所述內腔腔體底壁的內側，用于承載和直接加熱待處理的基板；
間隔部件，位于所述內腔腔體底壁的內側，用于間隔開所述加熱板和所述內腔腔體底壁，在減少二者之間熱傳遞的同時實現導電的功能；
第一冷卻機構，位于內腔腔體頂壁外側，用于冷卻所述內腔腔體的頂壁；
第二冷卻機構，位于內腔腔體底壁外側，用于冷卻所述內腔腔體的底壁。
[0007]進一步地，所述防氟氣腐蝕材料為鋁。
[0008]進一步地，所述內腔腔體的頂壁和底壁的厚度為5_35mm。
[0009]進一步地，所述加熱板包括加熱板上板和加熱板下板，所述加熱板上板內或者加熱板下板內嵌有加熱電阻。
[0010]進一步地，所述加熱板上板和加熱板下板均為平板結構。
[0011]進一步地，所述加熱板下板包括下板上部和下板下部，所述下板上部為平板結構，所述下板下部包括空心的中間部分和封閉的邊緣部分。
[0012]進一步地，所述下板下部封閉的邊緣部分的外表面為斜面形狀。
[0013]進一步地,所述加熱板材料為招或者鎳。
[0014]進一步地，所述加熱板的加熱溫度范圍為400_450°C。
[0015]進一步地，所述間隔部件采用減少接觸面積的方式來減少所述加熱板與所述內腔腔體底壁之間的熱傳遞。
[0016]進一步地，所述間隔部件設置于所述下板下部的空心部分，所述間隔部件的高度與所述下板下部的邊緣部分高度一致。
[0017]進一步地，所述間隔部件為任意形狀的能夠均勻支撐所述加熱板的結構。
[0018]進一步地，所述間隔部件為外緣封閉的結構。
[0019]進一步地，所述間隔部件為f 3mm的寬度范圍的金屬框。
[0020]進一步地，所述間隔部件的材料采用導電、熱導率低且防氟氣腐蝕的材料。
[0021]進一步地，所述間隔部件的材料為鋁或者鎳。
[0022]進一步地，所述間隔部件與所述加熱板為相互獨立的兩個部件。
[0023]進一步地，所述間隔部件與所述加熱板加工為一個整體。
[0024]進一步地，所述第一冷卻機構和第二冷卻機構以滾壓方式安裝在所述內腔腔體的頂壁和底壁，所述第一冷卻機構和第二冷卻機構可以采用冷卻媒介的方式進行冷卻。
[0025]進一步地，所述內腔腔體的溫度范圍為80_160°C，所述噴淋頭的溫度范圍17(T250°C。
[0026]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下技術效果:
I)本發(fā)明提供了一種用于制備AMOLED的PECVD裝置，通過真空環(huán)境的外腔和進行等離子體增強型化學氣相沉積反應的內腔相互結合、對基板進行400-450°C的局部直接高溫加熱、采用間隔部件以及在腔體頂壁和底壁分別設置冷卻機構等一系列技術手段實現了采用低溫PECVD反應腔進行高溫AMOLED工藝的技術效果，使得反應腔內加熱板在450°C高溫的情況下腔體溫度仍能保持低至80-160°C的低溫環(huán)境，解決了傳統(tǒng)方式中以鋁作為反應腔腔體材料而面臨的400-450°C高溫環(huán)境下材料強度、剛度變差以及嚴重的熱形變問題，同時本發(fā)明的PECVD裝置的設計方案也簡化了反應腔的整體設計，降低了生產成本。
[0027]2)本發(fā)明中采用了間隔部件對加熱板和PECVD內腔腔體底壁進行了熱隔離，通過減少接觸面積的方式來減少熱傳遞，通過采用金屬材料的間隔部件來進行導電。這樣一方面可以將PECVD反應腔內的高溫限制在加熱板和待加熱的基板上，防止反應腔腔體及其它部件的損壞，另一方面金屬材料的間隔部件能夠使得加熱板上不會產生干擾等離子體場的懸浮電位，避免了對反應腔內工藝制程的影響，保證了所沉積薄膜的成膜質量。此處，考慮到接觸面積越小絕熱性能越好以及力學承重的問題，較佳的間隔部件選擇為f 3mm寬度范圍的金屬框。
[0028]3)在本發(fā)明的可選方案中，將加熱板下板下部采用邊緣部分封閉的結構或者是將間隔部件采用外緣封閉的結構，其目的是為了形成封閉的邊框以防止在沉積薄膜過程中所產生的顆粒落入加熱板下方而無法清除掉，最終影響了薄膜沉積的質量。
[0029]4)在本發(fā)明的可選方案中，間隔部件可以與加熱板加工為一個整體，這樣可以防止所述加熱板與間隔部件在相互接觸的地方形成空隙，使沉膜過程中生成的顆粒落入其中，影響成膜質量，同時也使得內腔的整體設計更加簡單，降低間隔部件和加熱板的裝配難度。
[0030]5 )在本發(fā)明的可選方案中，將加熱板下板下部封閉的邊緣部分的外表面設置為平緩的斜面形狀，可以使得反應腔內的射頻電磁場和氣體流場更加平緩，改善基板的電磁場和氣流場的邊界效應，有利于提高成膜的均勻性。
[0031]6)本發(fā)明中通過采用兩個冷卻機構的方法使得整個內腔溫度可以從400°C以上的高溫狀態(tài)降低至80-160°C的范圍，并且能保證腔體頂壁和底壁保持在同一設定溫度，從而增加整個內腔腔體的溫度均勻性，滿足腔內工藝溫度的要求。相應地，設置冷卻機構也會使得氣體噴淋頭的溫度范圍從400°C以上的高溫狀態(tài)降至17(T250°C，降低了氣體噴淋頭因高溫而產生形變的風險和部件損壞的可能，保證了氣體噴淋頭的高精度平面度及反應腔內的成膜質量。
[0032]7)本發(fā)明中采用了在等離子體增強型化學氣相沉積反應的內腔外增加真空外腔的方法，可以使得內腔腔體具有更好的熱均勻性，進一步減少內腔腔體的形變，并且通過內外腔的壓力差可以避免粉塵對工藝的影響。
[0033]
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的一種用于制備AMOLED的PECVD裝置的結構示意圖。
[0034]圖2是本發(fā)明的加熱板結構的剖面示意圖。
[0035]圖3是本發(fā)明一實施例中金屬框的結構示意圖。
[0036]
【具體實施方式】
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0037]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方法來實施，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0038]圖1是本發(fā)明所提供的一種用于制備AMOLED的PECVD裝置的結構示意圖，該PECVD裝置包括提供真空環(huán)境的外腔100和進行等離子體增強型化學氣相沉積反應的內腔200，所述外腔100的腔體可以采用鋁或者不銹鋼等耐高溫的金屬材料制成，所述內腔200的腔體210采用耐高溫且防氟氣腐蝕材料制造，例如:鋁，鎳，鉭和鈦合金等金屬材料，對于尺寸大于0.5m2的AMOLED基板而言，因鋁，鎳，鉭和鈦合金受工藝水平的限制難以做大和價格昂貴的原因，使得所述內腔腔體210的制造材料優(yōu)選為鋁，對于用鋁制備的內腔腔體的情況，其腔體210的頂壁和底壁的厚度范圍為5-35mm。
[0039]在所述內腔腔體210的頂壁內側設置有氣體噴淋頭220，其主要目的是用于提高工藝氣體分布的均勻性。
[0040]所述內腔200還包括設置于腔體底壁內側且位于氣體噴淋頭220下方的加熱板230，所述加熱板主要用于承載和直接加熱待處理的基板240，通常情況下基板240為玻璃基板，其尺寸大