CN114269967A - 蒸气输送方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本公开案的实施方式一般关于有机气相沉积***和与有机气相沉积***相关的基板处理方法。在一个实施方式中，一种处理***包括盖组件和多个材料输送***。盖组件包括盖板及喷头组件，所述盖板具有第一表面和与第一表面相对设置的第二表面，所述喷头组件耦接至第一表面。喷头组件包括多个喷头。多个材料输送***中的单独材料输送***流体地连接至多个喷头中的一个或多个喷头，并设置在盖板的第二表面上。材料输送***中的每个包括输送管线、输送管线阀、旁通管线及旁通阀，输送管线阀设置在输送管线上，旁通管线在输送管线阀和喷头之间设置的一点处流体地耦接至输送管线，旁通阀设置在旁通管线上。

Description

蒸气输送方法与设备
技术领域
本案描述的实施方式一般关于电子器件制造，且更具体地，关于有机气相沉积***和与所述有机气相沉积***相关的基板处理方法。
现有技术的描述
在集成有机光电装置(如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器)的制造中，有机气相沉积变得越来越重要。CMOS图像传感器(CIS)通常具有与相应的多个CMOS晶体管集成形成的多个有机光检测器(OPD)。每个OPD-CMOS晶体管组合提供像素信号，当像素信号与图像传感器提供的其他像素信号组合时，可以用来形成图像。通常，OPD由图案化的膜堆叠形成，所述图案化的膜堆叠包括置于两个透明电极层(如氧化铟锡(ITO)电极层)之间的一层或多层有机光导膜。通常使用传统的半导体器件制造工艺在硅基板(如晶片)上形成CMOS器件，然后在CMOS器件之上形成有机光检测器。通常使用有机气相沉积工艺将有机光导膜沉积到掩模基板上，所述掩模基板上形成有多个CMOS器件。
有机气相沉积工艺通常用于制造有机发光二极管(OLED)显示器(如电视屏幕)或有机光检测器的大型阵列(如太阳能电池)，其中有机器件形成在大的矩形面板上。不幸的是，将面板制造中常规使用的有机气相沉积工艺集成到高容积半导体器件制造线中已证明具有挑战性。
因此，本领域需要适合于处置通常用于半导体器件制造的基板的有机气相沉积***及与所述有机气相沉积***相关的基板处理方法。
发明内容
本公开案的实施方式一般关于适于制造集成式有机CMOS图像传感器的有机气相沉积***及与所述有机气相沉积***的相关方法。
在一个实施方式中，一种处理***包括盖组件和多个材料输送***。盖组件包括盖板及喷头组件，所述盖板具有第一表面和与第一表面相对设置的第二表面，所述喷头组件耦接至第一表面。喷头组件包括多个喷头。在此，多个材料输送***中的单独材料输送***设置在盖板的第二表面上并流体地连接至多个喷头中的一个或多个喷头。通常，材料输送***中的单独材料输送***包括输送管线、输送管线阀、旁通管线及旁通阀，输送管线阀设置在输送管线上，旁通管线在输送管线阀和喷头之间设置的一点处流体地耦接至输送管线，旁通阀设置在旁通管线上。
附图说明
本公开案的特征已简要概述于前，并在以下有更详尽的讨论，可以通过参考所附图中绘示的本案实施方式以作了解。然而，应注意的是，附图仅绘示本公开案的典型实施方式，且因此不应认为是对其范围的限制，因为本公开案可允许其他同等有效的实施方式。
图1示意性地绘示根据一个实施方式的有机气相沉积处理***，具有以横截面表示的处理腔室和流体地耦接至处理腔室的多个材料输送***。
图2A是根据一个实施方式的可用作图1所示的处理腔室的盖组件的盖组件的示意性仰视图。
图2B是根据一个实施方式的图2A的盖组件的沿线A-A截取的顶部向上的(right-side-up)示意性截面图，进一步绘示设置在盖组件的盖板上的多个集成式材料输送***。
图2C是根据一个实施方式的图2B中所述的蒸气源中的一个的特写截面图。
图2D是根据一个实施方式的图2B的一部分的特写截面图。
图3是根据另一实施方式的蒸气源的截面图，可代替图1或图2B中所述的一个或多个蒸气源来使用。
图4A-4B是图2B和图2D所示的波纹管的替代实施方式的特写截面图。
图5是阐述根据一个实施方式的使用本案描述的处理***来处理基板的方法的流程图。
为便于理解，在可能的情况下，使用相同的数字编号代表图标中相同的元件。可以预期的是，一个方案中的元件与特征可有利地用于其他方面中而无需赘述。
具体实施方式
本公开案的实施方式一般关于适于制造集成式有机CMOS图像传感器的有机气相沉积***及与所述有机气相沉积***相关的基板处理方法。
图1示意性地绘示根据一个实施方式的可用于将一个或多个有机材料沉积到基板的表面上的处理***100。处理***100具有处理腔室102(以横截面表示)和与所述处理腔室102流体地耦接的多个材料输送***104。如本文中所使用的，术语“流体地耦接(fluidlycoupled)”是指直接地或间接地连接的两个或更多个元件，使得所述两个或更多个元件流体连通，即，使得流体可在二者间直接或间接地流动。
处理腔室102包括腔室主体106，腔室主体106包含腔室基部108、一个或多个侧壁110和腔室盖组件112。腔室盖组件112包括盖板114和耦接到盖板114的喷头组件116。在此，盖板114使用铰链115耦接至一个或多个侧壁110，铰链115允许盖板114枢转、摆动或以其他方式远离侧壁110移动以允许维修。在其他实施方式中，可使用设置在盖板114上方的升降机(crane)将盖板114从侧壁110移开，所述升降机举升盖板114。在此，腔室基部108、一个或多个侧壁110和喷头组件116共同限定处理空间118。
通常，处理空间118流体地耦接至真空源119，如耦接至一个或多个专用真空泵，专用真空泵将处理空间118维持在次大气压的条件下并从中抽出多余的气相有机材料。在此，在处理空间118和真空源119之间的排气管线上设置阀120，如节流阀。阀120用于控制处理空间118中的压力。在一些实施方式中，处理***100进一步包括设置在处理空间118和真空源119之间的冷阱(cold trap)121。冷阱121可热耦接至冷却剂源(未图示)且用于在气相有机材料到达一个或多个专用真空泵并不必要地在一个或多个专用真空泵中的表面上凝结之前凝结和捕获过量的气相有机材料。
在此，处理腔室102进一步包括设置在处理空间118中的可旋转基板支撑件122，以在气相沉积工艺期间支撑及旋转基板124。在一些实施方式中，基板124设置在基板载体126(如可携式静电吸盘)上，基板载体126进一步支撑阴影掩模组件(shadow mask assembly)128。阴影掩模组件128包括掩模框架130和阴影掩模132，所述阴影掩模132设置在掩模框架130内并由掩模框架130支撑以跨越基板124表面。在基板处理期间，有机材料通过设置在基板124上方的阴影掩模132中的开口沉积(凝结)在基板124上。通过阴影掩模132中的开口沉积到基板124上的有机材料在基板表面上形成一个或多个图案化的有机材料层。基板载体126通过侧壁110中的一个中的开口134装载到基板支撑件122和从基板支撑件122卸除，基板载体126具有设置在基板载体126上的基板124和阴影掩模组件128，开口134由门或阀(未图示)所密封。
喷头组件116包括多个喷头136(图示了四个喷头中的两个)，每个喷头可用于将气相有机材料分配到处理空间118中。每个喷头136具有加热器138，所述加热器138可用于相对于喷头组件116的每个其他喷头136独立地控制相应喷头136的温度。如下面进一步讨论的，控制材料输送***104和喷头136的部件的温度有助于控制进入处理空间118的气相有机材料的质量流量速率。例如，当部件和/或喷头136的温度增加时，通过部件和/或喷头136中的气相有机材料的流量也增加。因此，独立地控制每个喷头136相对于彼此的温度的能力有利地促进了对通过每个喷头136中的相应有机材料的流速的独立控制。在此，每个喷头136与相邻设置的喷头136间隔间隙140，以减少或实质消除它们之间的热串扰。
在一些实施方式中，每个喷头136被反射器141围绕。通常，每个反射器141包括金属，所述金属具有面向喷头的高度抛光的表面(如镜面)。反射器141用于将热保持在各个喷头136内，例如，以防止辐射热从喷头136的侧面损失到处理空间118中，以及防止相邻喷头136之间的热串扰。在图2A-2B中表示和描述可替代喷头组件116而与处理腔室102一起使用的喷头组件的其他方面。
在此，使用多个材料输送***104(所示四个)将气相有机材料输送到每个喷头136。每个材料输送***104包括蒸气源142和将蒸气源142流体地耦接至喷头136的输送管线146。在一些实施方式中，输送管线146以一对一的关系将每个蒸气源142流体地耦接到相应的喷头136，其中每个喷头136具有与每个喷头136相对应的单独蒸气源142。在其他实施方式中，两个或更多个喷头136可如通过使用流体耦接至第一输送管线146的第二输送管线147(以虚线表示)来流体地耦接至单独蒸气源142。
在处理***100的操作期间，蒸气源142通常会含有固相有机材料(如有机粉末)，将所述固相有机材料在真空下加热以将有机材料蒸发或升华成有机材料的气相。在此，使用与输送管线146热耦接的各个加热器148(如电阻加热元件)来加热输送管线146。加热器148可沿着输送管线146的长度从蒸气源142延伸到喷头136，或者可沿着输送管线146的长度的部分(如从蒸气源142到盖板114)延伸。加热器148防止气相有机材料在输送管线146中的不期望的凝结，且在一些实施方式中，加热器148可用于控制通过输送管线146的气相有机材料的流速。
在一些实施方式中，一个或多个材料输送***104具有多个独立控制的加热器148，每个加热器148沿着材料输送***104的部分从相应的蒸气源142延伸到对应的喷头136。多个独立控制的加热器148用于形成从相应的蒸气源142到对应的喷头136的多区域控制加热***149，如区域A-E。在一些实施方式中，多区域控制加热***149用于沿着单独材料输送***104的长度(如从相应的蒸气源142到对应的喷头136并包括对应的喷头136)维持均匀的温度。在一些实施方式中，多区域控制加热***149用于沿着单独材料输送***104的长度逐渐和/或渐进地改变(增加或降低)单独材料输送***104的温度，以提供对单独材料输送***104中设置的气相前驱物的材料流速的精细控制。
在此，材料输送***104的至少部分(如输送管线146、输送管线阀150、连接件以及与之热耦接的加热器148)设置在热绝缘材料(如绝缘套157)内。绝缘套157可由任何合适的材料(如热绝缘的弹性聚合物)形成，且用于防止热从材料输送***104散失到周围环境中，以及保护个人免于受到与材料输送***104的意外接触的不必要热危害。
在一些实施方式中，一个或多个材料输送***104在真空条件下操作以将气相有机材料输送到处理空间118中而不需要使用载体或推动气体。在那些实施方式中，设置在蒸气源142与盖板114之间的输送管线146上的输送管线阀150是打开的，且允许气相有机材料从中流过。在此，输送管线阀150是关断阀(shut-off valve)，所述关断阀经配置开始和停止气相沉积材料从中流过，且在需要时将处理空间118与蒸气源142流体隔离。通常，使用加热器148、专用加热器(未图标)或上述组合中的一个来加热输送管线阀150，以将输送管线阀150维持在期望的温度，从而防止气相有机材料凝结在输送管线阀150的内表面上。
当在真空条件下操作时，通过维持处理空间118和蒸气源142之间的压力差来至少部分地控制气相有机材料的流速。可通过使用流体地耦接至处理空间的阀120、调整蒸气源142的温度以及因此调整设置在处理空间中的气相有机材料的压力或同时调整以上两者来维持压力差。
在真空条件下操作材料输送***104有利地减少膜污染或与使用载气有关的质量风险。不幸的是，在上述实施方式中，设置在输送管线146和喷头136中的残留气相有机材料将在输送管线阀150关闭之后继续渗入(bleed)处理空间118中。因此，当材料输送***在真空条件下操作而不使用载气时，停止气相有机材料流入处理空间118的时间可能比所预期的时间更长。例如，一旦关闭(或实质关闭)输送管线阀150，设置在输送管线146中和喷头136中残留的气相有机材料可被连续地吸入处理空间118中。残留的气相有机材料不必要地流入处理空间118会使基板处置复杂化，并导致在处理空间118中的表面上不必要的沉积。不必要的材料沉积的实例包括气相有机材料凝结在基板支撑件122上及在基板124的后缘和前缘上、基板载体126、以及分别自基板支撑件122卸除与装载到基板支撑件122的阴影掩模组件128上。因此，在一些实施方式中，一个或多个材料输送***104进一步包括处理空间旁通***，所述处理空间旁通***可用于将残留材料从喷头136和输送管线146吸入冷阱121中，而没有残留材料移动通过处理空间118。
在此，每个旁通***包括旁通管线152和设置在旁通管线152上的旁通阀154。旁通管线152在输送管线阀150与喷头136之间设置的点处流体地耦接至相应的输送管线146。旁通阀154分别设置在旁通管线152与输送管线146和冷阱121的交叉点之间的旁通管线152上。
当旁通***以关闭模式(off-mode)配置操作时，相应的输送管线阀150将打开且旁通阀154将关闭。因此，当旁通***处于关闭模式配置时，气相有机材料将从相应的蒸气源142流向对应的喷头136。反之，当旁通***处于开启模式(on-mode)配置时，相应的输送管线阀150将关闭且旁通阀154将打开。通常，处理空间118中的压力大于由真空源119提供给旁通管线152的负压。因此，当旁通***被置于开启模式配置时，设置在输送管线146和喷头136中的残留气相有机材料将被吸入旁通管线152中或朝向旁通管线152被吸入，这将阻止残留材料从喷头136流出。旁通***的使用有利地允许气相有机材料流入处理空间118中以被快速地停止，从而能够对有机气相沉积工艺进行精细控制。
在其他实施方式中，材料输送***104使用载气以促进气相有机材料从一个或多个蒸气源142输送到处理空间118。例如，在一些实施方式中，每个蒸气源142流体地耦接(以虚线表示)至气源156。气源156将非反应性载气(如Ar、N2或He)输送至期望的蒸气源142，以与气相有机材料混合、接着将气相有机材料承载到处理空间118中或将气相有机材料推入处理空间118中。在一些实施方式中，在维护操作之前和之后，使用从气源156输送的净化气体来净化材料输送***104或材料输送***104的部分(如与材料输送***104流体地耦接的单独蒸气源142及输送管线146)。
在一些实施方式中，可使用加热器148加热旁通***的至少部分(如旁通管线152、旁通阀154、二者间的连接以及将旁通管线152流体地耦接至输送管线146的连接)且可使用绝缘套157将旁通***的至少部分绝缘。
在本案的实施方式中，处理***100的操作由***控制器160指导。***控制器160包括可程序化的中央处理单元(CPU)162，所述中央处理单元(CPU)162可与存储器164(如非挥发性存储器)和支持电路166一起操作。支持电路166通常耦接到CPU 162且包括缓存、时钟电路、输入/输出***、电源供应及类似物以及上述组合，耦接到处理***100的各种部件，以利于各种部件控制。CPU 162是在工业装置中用于控制处理***的各种部件与协处理器的任意形式的通用计算机处理器中的一种，如可程序化逻辑控制器(PLC)。(耦接至CPU162的)存储器164是非瞬时且一或多个容易取得的存储器，如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘驱动、硬盘或任何其他的数字单元格式，本地端的或是远程的。
通常，存储器164是非瞬时计算机可读取储存媒体的形式，包含指令(如非挥发性存储器)，当由CPU 162执行所述指令时，利于处理***100的操作。存储器164中的指令是以程序产品的形式，如执行本公开案的方法的程序产品。程序代码可符合多种不同程序语言中的任何一种。在一个实例中，本公开案可经实施作为储存在计算机可读取储存媒体上的程序产品，用于和计算机***一起使用。程序产品的程序限定实施方式(包括本说明书所述的方法)的功能。
示例性的非瞬时计算机可读取储存媒体包括但不限于：(i)不可写入的储存媒体(如计算机内的只读存储器装置，如CD-ROM驱动可读取的CD-ROM驱动器、闪存、ROM芯片或任何类型的固态非挥发性半导体存储器器件(如固态驱动(SSD)))，信息可永久储存于所述不可写入的储存媒体上；和(ii)可写入储存媒体(如磁盘驱动或硬盘驱动内的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)，可改变信息储存于所述可写入储存媒体上。当这些计算机可读取储存媒体承载指向本公开案所述的方法功能的计算机可读取指令时，这些计算机可读取储存媒体为本公开案的实施方式。在一些实施方式中，本案所述的方法或方法的部分由一个或多个专用集成电路(ASIC)、场式可程序门阵列(FPGA)或其他类型的硬件实施来执行。在一些其他实施方式中，本案阐述的基板处理方法由软件常用程序、ASIC、FPGA和/或其他类型的硬件实施的组合来执行。
图2A至图2D示意性地绘示根据一个实施方式集成式盖组件200的方面，集成式盖组件200在集成式盖组件200上设置有材料输送***206的至少部分。图2A是集成式盖组件200的底部等距视图(未示出材料输送***206)。图2B是沿着图2A的线A-A截取的盖组件200的顶部向上的截面图，且进一步表示集成式材料输送***206。图2C是图2B所示的集成式材料输送***206的一部分的特写截面图。图2D是图2B所示的集成式材料输送***206的另一部分的特写截面图。集成式盖组件200或集成式盖组件200的任何组合的一部分可代替盖组件112和材料输送***104，而与图1中所述的处理***100一起使用。
在此，集成式盖组件200包括盖板202、喷头组件204和多个材料输送***206(图2B中所示)。盖板202的面向处理空间的表面具有侧壁配合表面208、密封环通道210和凹入表面212。侧壁配合表面208包括环形凹口(indention)。密封环通道210在由侧壁配合表面208限定的边界内形成。凹入表面212由侧壁配合表面208的径向向内设置。通常，使用设置在密封环通道210中的密封环211(图2B中所示)将盖组件200真空密封到处理腔室的一个或多个侧壁。在此，盖板202进一步包括设置在盖板202中的一个或多个冷却导管209(在图2B中所示)，当冷却导管209耦接至冷却剂源(未图示，如冷冻剂(refrigerant)源或水源)时，可用于将盖板202维持于期望温度或低于期望温度。
喷头组件204具有多个喷头214(示出了四个)。这里，每个喷头214具有大致上圆柱形的扇形形状(即，派切片形)，共同形成大致上圆柱形的喷头组件204。每个喷头214包括背板215(图2B)、面板(faceplate)226与周壁230，面板226具有穿过面板226中设置的多个开口228、周壁230将背板215连接到面板226以共同限定腔体232(图2B)。在基板处理期间，气相有机材料从蒸气源242输送到腔体(cavity)232，并通过多个开口228分配到处理腔室(如图1的处理腔室102)的处理空间中。
通常，使用设置在喷头214中、在喷头214上或者以其他方式与喷头214热连通的相应的加热器216(图2B)来独立于每个其他喷头214的温度来控制每个喷头214的温度。在此，喷头214彼此间隔间隙222，所述间隙222具有约1mm或更大(如约5mm或更大、或约10mm或更大)的宽度X(1)，以防止喷头214之间的热传递及热串扰或实质减少喷头214之间的热传递及热串扰。在一些实施方式中，喷头组件204进一步包括反射器(如图1中所示的反射器141)，所述反射器围绕每个喷头214以防止热从喷头214中散失并防止喷头214间的热串扰。
喷头组件204进一步包括多个第一安装座(mount)223，第一安装座223耦接到周壁230的径向向外的表面或由周壁230的径向向外的表面形成。多个第一安装座223与耦接到盖板的多个第二安装座224中的相应一个相配合，并由相应的紧固件218固定到所述多个第二安装座224中的相应一个上。喷头组件204的中心(这里是每个喷头214的径向最内表面)由中心销225支撑，所述中心销225与盖板202耦接并从盖板202向下延伸。在此，多个第二安装座224从凹入表面212向外延伸，以使喷头214与盖板202间隔开约5mm或更大(如约10mm或更大)的距离，且因此而与盖板202热隔离。在一些实施方式中，多个第二安装座224与中心销225中的一者或两者(both)由热绝缘材料形成，以防止或实质减少喷头214和盖板202之间的热连通。
材料输送***206(表示四个中的两个)中的各个包括蒸气源242、输送管线246、输送管线阀250、旁通管线252和旁通阀254。使用分别与输送管线阀250和旁通阀254耦接的致动器256、258来操作输送管线阀250和旁通阀254。在此，输送管线246以一对一的关系将每个蒸气源242流体地耦接至喷头214，其中每个单独的喷头214具有与之相对应的单独蒸气源242。在其他实施方式中，一个或多个材料输送***206经配置使用第二输送管线(如图1中所述的第二输送管线147中的一个)将气相有机材料从一个单独的蒸气源242输送到多个喷头214。
输送管线阀250分别设置在喷头214和蒸气源242之间的点处的输送管线246上。旁通管线252在输送管线阀250和喷头214之间设置的点处流体地耦接到相应的输送管线246。旁通阀250设置在旁通管线252与输送管线246和真空源或冷阱(如图1中所述的真空源119或冷阱121)的相应交叉点之间的点处的旁通线252上。
在一些实施方式中，材料输送***206不使用促进气相有机材料从蒸气源242输送到喷头214的载气(如加压的“推动(push)”气体)。取而代之的是，通过维持在蒸气源242与处理空间之间的压力差(如以上在图1中所描述的)而通过输送管线246将气相有机材料从蒸气源242抽吸到处理空间。在其他实施方式中，一个或多个材料输送***206耦接至气源(如图1中描述的气源156)，气源向材料输送***206提供载气或净化气体。
在一些实施方式中，输送管线阀250和旁通阀254中的一者或两者是具有双重作用(action)设计(包括“软”或“硬”密封作用)的关断阀。当使用软密封作用时，将实质限制通过输送管线阀250的气相有机材料的流量，例如，横截面流动面积将减少大于约95％，如大于约99％但小于100％。当使用硬密封作用时，将完全限制通过输送管线阀250的气相有机材料的流量，以使喷头214与相应的蒸气源242流体隔离。通常，在基板处理操作期间和在基板处理操作之间使用软密封作用以至少实质关闭输送管线阀244，并因此实质停止将气相有机材料从蒸气源242输送到处理空间中。在维护操作期间当材料输送***206以及输送管线阀250已经被允许冷却时，硬密封作用通常用于完全关闭输送管线阀250。例如，当蒸气源242打开到大气条件以用于重新装载有机材料时，硬密封作用可用于防止处理空间的污染。同样地，当与蒸气源242流体地耦接的处理腔室打开以进行维护操作时，硬密封作用可用于防止蒸气源242的大气污染。使用软密封作用的能力有利地减少了对阀的损坏，否则如果阀完全座落在本文所述的相对较高的操作温度下可能会对阀造成损坏。因此，与传统的单密封作用关断阀相比，双作用阀设计提供了更长的使用寿命。
在此，材料输送***206的至少部分设置在盖板上或上方，以减少整体的洁净室(cleanroom)占地面积(洁净室中的***所占的水平空间)，否则整体的洁净室(cleanroom)占地面积被图1中所述的处理***100占用。例如，在一些实施方式中，当盖组件200设置在处理腔室的壁上时，蒸气源242、输送管线246、阀250、254和与阀250、254耦接的相应致动器256、258中的一个或多个，以及旁通管线252的至少部分设置在盖板202上方的区域中。
在一些实施方式中，致动器256、258中的一者或两者耦接至盖板202、设置在盖板202上或以其他方式由盖板202支撑，以分别将阀250、254、输送管线246和旁通管线252以与盖板202间隔开的关系固持并因此与盖板202热隔离。在一些实施方式中，材料输送***206的部分(包括蒸气源242、输送管线246、阀250、254和与阀250、254耦接的相应的致动器256、258中的一个或多个)以及旁通管线252的至少部分被封闭在保护壳259(以虚线示出)中，保护壳259耦接到盖板202并设置在盖板202上方。集成式盖组件200有利地允许进入处理腔室的处理空间而无需断开蒸气源242或输送管线246，这简化了集成式盖组件200的维护和清洗。在一些实施方式中，在集成式盖组件200可从处理腔室移开之前，旁通管线252可能仍需要与冷阱或真空源断开。此外，通过将蒸气源242和材料输送***206的其他部件定位成更靠近处理腔室，可缩短输送管线阀250和喷头236之间的输送管线246的长度。缩短在阀250和喷头236之间设置的输送管线246的部分的长度有利地减少了昂贵的有机沉积材料的花费，当旁通***处于开启模式配置时，有机沉积材料将被转移以排出。
图2C是图2B的一部分的特写视图，特征在于蒸气源242和输送管线246的一部分的截面图。在此，蒸气源242是安瓿(ampoule)，所述安瓿具有容器260，所述容器260具有设置在内的固相有机材料262如和有机粉末。容器260密封地耦接到壳体264，所述壳体264通过设置穿过壳体264的上部区域的出口流体地耦接到输送管线246。通常，蒸气源242包括设置在容器260周围和下方的多个加热器266，用于形成独立控制的加热区域268a-f。在一些实施方式中，当设置在蒸气源242中的固相有机材料262的量随时间用尽时，独立控制的加热区域268a-f用于向蒸气源242提供热均匀性。
在一些实施方式中，加热区域268a-f用于从安瓿的下部到上部改变蒸气源242的温度，并因此改变设置在安瓿中的有机材料的温度。例如，加热区域268a-f可用于将朝向容器260的基部设置的固相沉积材料262保持在第一温度，同时将朝向容器260的顶部设置的升华的气相有机材料加热至第二温度，所述第二温度大于所述第一温度。在图3中进一步表示和描述可与集成式盖组件200或处理***100一起使用的蒸气源242的替代实施方式。
图2D是图2B的一部分的特写截面图，特征在于输送管线246的一部分密封地延伸通过开口238，开口238穿过盖板202设置。在此，输送管线246包括第一导管246a和第二导管246b，第一导管246a流体地耦接至蒸气源242，第二导管246b将第一导管246b流体地耦接至喷头214。在此，使用滑动配合型连接件270耦接第一和第二导管246a、b，滑动配合型连接件270设置在波纹管240的上表面下方。如图所示，通过加热器248(如电阻加热元件)沿着从蒸气源242到喷头214的第一和第二导管246a、b的结合长度来加热第一和第二导管246a、b，加热器248可设置在绝缘套257中。在一些实施方式中，第二导管246b没有被加热。在一些实施方式中，设置在波纹管240下方的区域中的第一导管246a的一部分以及第二导管246b中的一者或两者没有被加热。在一些实施方式中，使用与加热器248独立的加热器来加热设置在波纹管240下方的区域中的第一导管246a的一部分以及第二导管246b中的一者或两者，加热器248用于加热设置在波纹管240和蒸气源242之间的输送管线246的部分。
在一些实施方式中，每个材料输送***206具有多个独立控制的加热器248，多个独立控制的加热器248可用于形成与图1所示和所述的多区域控制加热***149相似或相同的多区域控制加热***。
这里，调整盖板202中的开口238的尺寸以防止盖板202与输送管线246之间的直接接触。例如，在一个实施方式中，输送管线246与对应的开口238的壁间隔约1mm或更大的距离X(3)(如约3mm或更大、5mm或更大、7mm或更大、9mm或更大、如约10mm或更大)，以限制它们之间的热连通。限制盖板202与输送管线246之间的热连通，有望防止在输送管线246的相应部分中形成冷点，从而避免了气相有机材料在输送管线246的壁上的不必要的凝结。图4A-4B表示当盖组件200设置在处理空间上时，用于耦接第一导管246a和第二导管246b以及密封处理空间的替代实施方式。
图3是根据另一实施方式的蒸气源300的特写截面图，可代替分别在图1和图2A中所述的蒸气源142、242中的一个或多个来使用。在此，蒸气源300具有容器302，容器302具有设置在容器302中的固相有机材料308。容器302密封地耦接到壳体306，壳体306可耦接到本文所述的材料输送***之一的加热的输送管线。蒸气源300具有灯组件310，灯组件310包括多个灯312，多个灯312各自设置在相应的光导管314中，使得由灯312发出的辐射热能316被引导向设置在辐射热能316下方的固相有机材料304。辐射热能316用于将有机材料304升华成有机材料304的气相，然后将有机材料304的气相从蒸气源300通过出口318流至与蒸气源300流体地耦接的输送管线(未图示)。在一些实施方式中，蒸气源300流体地耦接到载气源，如图1中描述的气源156，所述载气源与气相有机材料混合并且承载或推动气相有机材料通过输送管线到与所述输送管线流体地耦接的喷头。
在一些实施方式中，蒸气源300的一个或多个特征可与蒸气源242的一个或多个特征结合。例如，在一些实施方式中，蒸气源300进一步包括多个加热器，如设置在容器302周围和/或下方的加热器266。加热器可独立地操作以提供多区域加热器，所述多区域加热器包括多个加热区域(如图2中所阐述的加热区域268a-f)。在那些实施方式中，加热器266可用于将有机材料262保持在有机材料262的升华点或接近有机材料262的升华点的温度，且灯312可仅在气相有机材料从期望的蒸气源300流出时才用于从表面闪蒸升华有机材料。
图4A和图4B是绘示以上在图2B和图2D中描述的波纹管的替代实施方式的示意性截面图。在图4A中，使用环形金属凸缘400将输送管线246密封地设置穿过盖板202，所述环形金属凸缘400绕输送管线246周围地(circumferentially)设置，以将输送管线246耦接至盖板202。在此，凸缘400在凸缘400的外直径和内直径之间具有小于约10mm的厚度X(4)，以减小输送管线246和盖板202之间可用于热传递的横截面积，从而限制输送管线246和盖板202之间的热连通。在一些实施方式中，厚度X(4)小于约8mm，如小于约6mm、小于约4mm，例如小于约2mm。在此，第一导管246a和第二导管246b通过设置在外部耦接器246c的各自端部之上的外部耦接器246c流体地耦接。加热器(未图示)可以以上面图1和图2A-2D中描述的实施方式的一个或任意组合来耦接到导管246a-c中的一个或多个。
在图4D中，使用弹性垫圈410(如硅酮垫圈)将输送管线246密封地耦接至盖板202，弹性垫圈410耦接至并夹紧在输送管线246和盖板202之间。在此，输送管线246包括以上在图1、2A-2D和图4A中描述的实施方式的一个或任意组合。
图5是阐述使用本案描述的有机气相沉积***的实施方式中的任一个或组合来处理基板的方法500的流程图。
在活动(activity)502，方法500包括以下步骤：将基板定位在处理腔室的处理空间中。通常，基板是适合于半导体器件制造的基板(如硅晶片)且具有在基板上形成的多个半导体器件。在一些实施方式中，基板包括多个半导体器件，每个半导体器件包括多个互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管。在一些实施方式中，基板包括第一电极层，如设置在多个CMOS器件上的第一铟锡氧化物层(ITO)。在一些实施方式中，将基板设置在基板载体上，所述基板载体用于将基板连同设置在基板上的(如图1所述的)阴影掩模组件一起输送。这里，处理腔室包括在图1、图2A-2D，图3和图4A-4B中阐述的实施方式的一个或任何组合中的如上文所示和所述的集成式盖组件或所述的集成式盖组件的替代实施方式。
在活动504，方法500包括以下步骤：使用多个材料输送***中的相应的材料输送***使气相有机材料流到多个喷头中的一个或多个喷头。可用于使用方法500形成有机光电探测器的合适有机材料的实例包括三(8-羟基喹啉)铝(Tris(8-hydroxyquinolinato),aluminum(Alq3))与巴克明斯特富勒烯(Buckminsterfullerene(C60))。通常，使用本案所述的材料输送***将有机材料升华和维持在气相中需要将材料输送***的部件加热到高达摄氏600度的温度，且在一些实施方式中，加热到高于摄氏600度。
在活动506，方法500包括以下步骤：将基板暴露于一个或多个气相有机材料，所述一个或多个气相有机材料已经通过一个或多个喷头分布在处理空间中。在一些实施方式中，两个或更多个有机材料从各自的蒸气源同时或连续地流入处理空间。例如，在一些实施方式中，第一有机材料从一个或多个喷头流出，以及不同于第一有机材料的第二有机材料同时从剩余的不用于第一有机材料的喷头中的一个或多个喷头流出。在第一和第二有机材料共流到处理空间中的同时旋转基板支撑件，以控制第一和第二有机材料在凝结到基板的器件侧表面上时的混合。通常，基板的较慢旋转导致不同有机材料的较少混合，以提供成层的(laminated)多层结构，而较快的旋转则提供较大程度的混合，因而使两个或更多个有机材料的分布更均匀。
在活动508，方法500包括以下步骤：通过至少部分地关闭输送管线阀以及打开旁通阀(如以上图1、图2A-2D、图3和图4A-4B的实施方式中所述的一个或任意组合)来停止来自一个或多个喷头的气相沉积材料的分配。
本案描述的实施方式有利地允许将有机气相沉积工艺集成到高容量半导体器件生产线中。
虽然前面所述针对本公开案的实施方式，但在不背离本公开案的实质范围下，可设计本公开案的其他与进一步的实施方式，且本公开案的范围由以下权利要求所限定。

Claims (20)

1.一种处理***，包括：
盖组件，包含：
盖板，所述盖板具有第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面；及
喷头组件，所述喷头组件耦接至所述第一表面，所述喷头组件包括多个喷头；及
多个材料输送***，所述多个材料输送***设置在所述盖板的所述第二表面上，其中所述多个材料输送***中的单独材料输送***流体地耦接至所述多个喷头中的一个或多个，且所述材料输送***中的所述单独材料输送***各自包含：
输送管线；
输送管线阀，所述输送管线阀设置在所述输送管线上；
旁通管线，所述旁通管线在所述输送管线阀和所述喷头之间的设置一点处流体地耦接所述输送管线；及
旁通阀，所述旁通阀设置在所述旁通管线上。
2.如权利要求1所述的处理***，其中所述单独喷头以一对一的关系流体地耦接至单独蒸气源。
3.如权利要求1所述的处理***，其中所述材料输送***中的所述单独材料输送***各自进一步包括蒸气源，所述蒸气源包含多个灯，所述多个灯各自设置在对应的光导管中。
4.如权利要求1所述的处理***，其中
所述输送管线穿过所述盖板中形成的相应开口设置，及
调整所述盖板中的所述开口和所述输送管线的尺寸以防止它们之间接触。
5.如权利要求1所述的处理***，所述处理***进一步包括非瞬时计算机可读取媒体，所述非瞬时计算机可读取媒体具有储存在所述非瞬时计算机可读取媒体上的指令，当处理器执行所述指令时，所述指令用于施行处理基板的方法，所述方法包括以下步骤：
将基板定位在处理腔室的处理空间中，所述处理腔室包含所述盖组件；
旋转所述基板；
使用所述多个材料输送***中的相应的材料输送***使气相沉积材料流到所述多个喷头中的一个或多个喷头；
通过所述多个喷头中的所述一个或多个喷头将旋转的所述基板暴露于分布在所述处理空间中的一个或多个气相有机材料；及
停止所述气相有机材料从所述一个或多个喷头中流出，包含以下步骤：
至少部分地关闭所述输送管线阀；及
打开所述旁通阀。
6.如权利要求5所述的处理***，其中使用与所述多个喷头中的每个喷头热连通设置的相应加热器来独立地加热所述多个喷头中的每个喷头，以及其中所述多个喷头中的每个喷头与相邻设置的喷头间隔约1mm或更大的间隙。
7.如权利要求5所述的处理***，其中所述多个材料输送***中的一个或多个材料输送***包括多个独立控制的加热器，所述多个独立控制的加热器各自与所述输送管线的一部分热连通，以在所述材料输送***的气相前驱物源和与所述气相前驱物源流体连通的相应喷头之间提供相应的多个独立控制的加热区域。
8.如权利要求1所述的处理***，其中所述旁通管线将所述输送管线流体地耦接至真空源。
9.一种非瞬时计算机可读取媒体，所述非瞬时计算机可读取媒体具有储存在所述非瞬时计算机可读取媒体上的指令，当处理器执行所述指令时，所述指令用于施行处理基板的方法，所述方法包括以下步骤：
将基板定位在处理***的处理空间中，所述处理***包含盖组件；
使用多个材料输送***中的相应的材料输送***使气相沉积材料流到多个喷头中的一个或多个喷头；
通过所述多个喷头中的所述一个或多个喷头将所述基板暴露于已经分布在所述处理空间中的一个或多个气相有机材料；及
停止所述一个或多个气相有机材料从所述一个或多个喷头中流出，包含以下步骤：
至少部分关闭输送管线阀；及
打开旁通阀。
10.如权利要求9所述的非瞬时计算机可读取媒体，其中所述处理***包括：
所述盖组件，包含：
盖板，所述盖板具有第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面；及
喷头组件，所述喷头组件耦接至所述第一表面，所述喷头组件包括所述多个喷头；及
多个材料输送***，所述多个材料输送***设置在所述盖板的所述第二表面上，其中所述多个材料输送***中的单独材料输送***流体地耦接至所述多个喷头中的一个或多个，且所述材料输送***中的单独材料输送***包含：
输送管线；
所述输送管线阀，所述输送管线阀设置在所述输送管线上；
旁通管线，所述旁通管线在所述输送管线阀和所述喷头之间的设置一点处流体地耦接所述输送管线；及
所述旁通阀，所述旁通阀设置在所述旁通管线上。
11.如权利要求10所述的非瞬时计算机可读取媒体，其中所述单独喷头以一对一的关系流体地耦接至单独蒸气源。
12.如权利要求10所述的非瞬时计算机可读取媒体，其中所述材料输送***中的所述单独材料输送***各自进一步包括蒸气源，其中所述蒸气源包含各自设置在相应的光导管中的多个灯，且其中所述方法进一步包括以下步骤：引导来自所述灯的辐射能以蒸发设置在所述蒸气源中的沉积材料。
13.如权利要求10所述的非瞬时计算机可读取媒体，其中
所述输送管线穿过在所述盖板中形成的相应开口设置，及
调整所述盖板中的所述开口和所述输送管线的尺寸以防止它们之间接触。
14.如权利要求10所述的非瞬时计算机可读取媒体，其中使用与所述多个喷头中的每个喷头热连通设置的相应加热器来独立地加热所述多个喷头中的每个喷头，以及其中所述多个喷头中的每个喷头与相邻设置的喷头间隔约1mm或更大的间隙。
15.如权利要求10所述的非瞬时计算机可读取媒体，其中所述多个材料输送***中的一个或多个材料输送***包括多个独立控制的加热器，所述多个独立控制的加热器各自与所述输送管线的一部分热连通，以在所述材料输送***的气相前驱物源和与所述气相前驱物源流体连通的相应喷头之间提供相应的多个独立控制的加热区域。
16.如权利要求10所述的非瞬时计算机可读取媒体，其中所述旁通管线将所述输送管线流体地耦接至真空源。
17.一种处理基板的方法，包括以下步骤：
将基板定位在处理***的处理空间中，所述处理***包含盖组件；
使用多个材料输送***中的相应的材料输送***使气相有机材料流到多个喷头中的一个或多个喷头；
通过所述一个或多个喷头将所述基板暴露于已经分布在所述处理空间中的一个或多个气相有机材料；及
停止所述一个或多个气相有机材料从所述一个或多个喷头中流出，包含以下步骤：
至少部分关闭输送管线阀；及
打开旁通阀。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述处理***包括：
所述盖组件，包含：
盖板，所述盖板具有第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面；及
喷头组件，所述喷头组件耦接至所述第一表面，所述喷头组件包括所述多个喷头；及
多个材料输送***，所述多个材料输送***设置在所述盖板的所述第二表面上，其中所述多个材料输送***中的单独材料输送***流体地耦接至所述多个喷头中的一个或多个，且所述材料输送***中的单独材料输送***包含：
输送管线；
所述输送管线阀，所述输送管线阀设置在所述输送管线上；
旁通管线，所述旁通管线在所述输送管线阀和所述喷头之间的设置一点处流体地耦接所述输送管线；及
所述旁通阀，所述旁通阀设置在所述旁通管线上。
19.如权利要求18所述的方法，其中
所述输送管线穿过在所述盖板中形成的相应开口设置，且
调整所述盖板中的所述开口和所述输送管线的尺寸以防止它们之间接触。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述材料输送***中的所述单独材料输送***各自进一步包括蒸气源，其中所述蒸气源包含各自设置在相应的光导管中的多个灯，且其中所述方法进一步包括以下步骤：引导来自所述灯的辐射能以蒸发设置在所述蒸气源中的沉积材料。
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