清潔濺鍍機的方法
2023-05-04 01:14:16
專利名稱：清潔濺鍍機的方法
技術領域：
本發明是關於一種清潔濺鍍機的方法，尤指一種以玻璃以外材質的監控基板來進行濺鍍的方法。
背景技術：
濺鍍(sputtering)是一種用來形成金屬薄膜的物理氣相沉積(PVD)方法，主要可應用於傳統治具的表面處理或是半導體、液晶顯示面板、等離子體顯示面板等微型電路的工藝中。其原理是在濺鍍機的反應室(chamber)中產生等離子體，再利用磁場或電場等加速方式，使得等離子體中的離子對濺鍍靶(target)進行轟擊，以造成濺鍍靶表面(正面)的靶材原子濺出飛向基板，並在基板表面形成一層金屬薄膜。
由於濺鍍靶長期在受到氬氣(Ar)或氮氣(N)等的離子轟擊，容易發生顆粒掉落、剝離(peeling)、氧化或損耗等情形，因此需定期清潔濺鍍機或更換濺鍍靶。一般的液晶面板廠都會在固定時間內對於濺鍍機進行預防性維護(preventive maintenance)的動作以清潔濺鍍機。這種預防性維護的主要工作內容稱為預濺鍍(pre-sputtering)，其主要目的是去除濺鍍靶靶面上的汙染物以及氧化物，並且使得氣體能夠在濺鍍機的反應室中均勻分布，增加反應室的潔淨度，以提升濺鍍工藝的良率。
目前液晶面板廠利用大量的玻璃基板來進行預濺鍍的過程，以使濺鍍靶靶面上的汙染物以及氧化物得以被離子轟擊剝離、損耗，進而濺鍍到基板表面形成金屬薄膜，用以清潔濺鍍靶並避免濺鍍機的反應室被汙染。一般而言，一次預濺鍍的過程大約需要使用40到60片玻璃基板，而且這些玻璃基板在大約循環使用三次之後就必須報廢，以避免先前濺鍍到基板表面形成的金屬薄膜，在逐次累積之後，可能在這些預濺鍍的過程中發生剝離，反而汙染濺鍍機的反應室。
由於玻璃基板的成本愈來愈高，使得清潔濺鍍機所花費的成本也連帶大幅增加，而且每次約需進行40到60片的預濺鍍工藝耗時過久，也嚴重影響液晶顯示面板的產能。
發明內容
有鑑於上述問題，本發明提供一種清潔濺鍍機的方法，尤指一種以玻璃以外材質的監控基板來進行濺鍍的方法。
本發明揭露一種清潔濺鍍機的方法，此濺鍍機至少包含反應室、濺鍍陰極、基座以及載具，而濺鍍陰極設置於反應室內，且其正面具有濺鍍靶。上述基座置於反應室內並相對應於濺鍍靶，其用以承載基板。上述載具用於將基板傳送進入反應室。本發明的方法包含下列步驟首先提供一玻璃以外材質的監控基板，且其具有粗糙面，接著利用載具將此監控基板傳送進入反應室，並置於基座上，再進行至少一濺鍍工藝，然後利用載具將監控基板從該反應室中移出，最後對監控基板進行回收處理。
由於本發明是使用玻璃以外材質的監控基板，而且其具有利用噴砂、鍛造或鑄造等工藝所製備的粗糙面，可使承受濺鍍的薄膜厚度增加，減少監控基板的用量，並可有效確保反應室的潔淨度，因此能大幅降低清潔濺鍍機的預濺鍍工藝所需的成本。
以下有關本發明的詳細說明與附圖將進一步解說本發明的上述及其它技術特點。然而，附圖僅供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
圖1為本發明的較佳實施例的流程示意圖；圖2為本發明應用於清潔濺鍍機的預濺鍍工藝的流程示意圖。
主要元件符號說明100、200、300、400步驟11～17步驟具體實施方式
請參考圖1與圖2，圖1為本發明的較佳實施例的流程示意圖，圖2為本發明應用於清潔濺鍍機的預濺鍍工藝的流程示意圖。如圖1所示，本發明的較佳實施例的步驟主要包括步驟100 提供至少一監控基板；
步驟200 對於此監控基板進行加工工藝；步驟300 利用此監控基板進行預濺鍍工藝；以及步驟400 對監控基板進行回收處理。
如步驟100所示，首先根據液晶面板廠中濺鍍機的配置數量，以及各濺鍍機的濺鍍靶的使用及損耗狀況，提供至少一監控基板。接著，對此監控基板表面進行加工工藝，例如噴砂、鍛造、輾壓、蝕刻、研磨、鑄造等機械或非機械加工工藝，用以將監控基板表面製作出粗糙面。其中，步驟200的目的在於增加監控基板的表面面積及對濺鍍薄膜的附著力，以使其能承受濺鍍薄膜的厚度增大，不易剝落，進而可減少單一預濺鍍工藝中使用監控基板的次數或數量並有效保持反應室的潔淨度。此外，在本發明的較佳實施例中，監控基板為可耐高溫的剛性基板，例如不鏽鋼、鑄鐵、碳鋼、鋁合金或銅合金等金屬基板，或其他多孔性陶瓷等非金屬基板。相較於先前技術所使用的玻璃監控基板，本發明所揭露的監控基板具有較易於加工，可重複使用的次數較多，以及成本低廉等優點。
步驟300所進行的預濺鍍工藝的主要目的是去除濺鍍靶靶面上的汙染物以及氧化物，並使後續在進行實際的濺鍍工藝時，氣體能夠在濺鍍機的反應室中均勻分布，增加反應室的潔淨度，進而提升濺鍍工藝的良率。
步驟400則對於不鏽鋼監控基板進行回收處理程序，其主要目的為清洗不鏽鋼監控基板，亦即在完成預濺鍍工藝之後，這些表面形成有濺鍍薄膜的監控基板會回收統一集中管理，再利用相對應的蝕刻液來去除表面的濺鍍薄膜，以使監控基板可幾乎無限制地重複使用。去除表面濺鍍薄膜的方法非常簡單方便，可直接於液晶面板廠中實施。例如，若濺鍍薄膜包含氧化銦錫(ITO)、鋁、鉬鎢合金(MoW)、鉬(Mo)、鋁釹合金(AlNd)等成分，則可選用硝酸、氫氟酸(HF)及醋酸、磷酸等的蝕刻液或其緩衝液來加以去除。此外，本發明的回收處理程序更可視需要來選擇性地對不鏽鋼監控基板的表面重新進行噴砂等機械或非機械加工工藝，以確保各監控基板表面的粗糙面的完整性，利於清潔濺鍍機工作的進行。
接著請參閱圖2，本發明應用於清潔濺鍍機的預濺鍍工藝的流程步驟茲分述如下步驟11 將監控基板裝進載具；步驟12 濺鍍前的準備工作；
步驟13 傳送進入濺鍍機反應室；步驟14 濺鍍；步驟15 移出反應室；步驟16 將監控基板卸下；以及步驟17 判斷濺鍍靶是否潔淨若否重複步驟11，若是則結束預濺鍍工藝。
其中，步驟11將前述的監控基板裝載至濺鍍機的載具上。由於在本較佳實施例中的監控基板為不鏽鋼監控基板，而且因為不鏽鋼監控基板的重量遠大於玻璃監控基板的重量，以致於傳統用於傳送玻璃監控基板的機械手臂無法負荷，所以在本較佳實施例中採用載重能力較大的載具進行不鏽鋼監控基板的傳送工作。
步驟12為濺鍍前的準備工作，包含將不鏽鋼監控基板加熱以及降低反應室的壓力等程序。其中，提高不鏽鋼監控基板的溫度為進行一般標準濺鍍工藝前的必要過程，其溫度的高低隨著不同濺鍍工藝作調整；在此，本發明採用與後續在進行實際的濺鍍工藝時相同的溫度。降低反應室的壓力是為了將反應室中的氧氣與水氣等具以強氧化能力的氣體抽離，一般是藉由低溫泵(cryopump)或渦輪分子式泵(turbo molecular pump)來達成濺鍍前所需要的低壓，通常是10-6託耳(torr)左右的基準壓力(base pressure)。
步驟13使用載具將不鏽鋼監控基板傳送進入濺鍍機的反應室。如熟習該項技藝者所知，反應室內部主要是由設置有濺鍍靶的濺鍍陰極與基座所構成，因此不鏽鋼監控基板被傳送至反應室內後，即放置於基座上等待之後的濺鍍工藝。
接著步驟14對不鏽鋼監控基板進行濺鍍工藝。在步驟14中所進行的濺鍍工藝即為本較佳實施例的預濺鍍工藝，其主要目的是去除濺鍍靶靶面上的汙染物以及氧化物，並且使得氣體能夠在濺鍍機的反應室中均勻分布，增加反應室的潔淨度，以提升濺鍍工藝的良率。
步驟15使用載具將濺鍍後的不鏽鋼監控基板移出濺鍍機的反應室。在移出反應室的過程中會同時進行對不鏽鋼監控基板降溫的動作，以利於後續工藝。步驟16將濺鍍後的不鏽鋼監控基板從載具上卸下。步驟17判斷濺鍍靶是否潔淨。若是，則結束預濺鍍工藝；若否，則需重複進行步驟11至步驟17，直到濺鍍靶完全潔淨為止。其中，判斷濺鍍靶是否潔淨的方法，可利用檢測不鏽鋼監控基板表面的濺鍍薄膜成份或檢測濺鍍靶表面狀況等方式來達成。此外，本發明亦可利用經驗法則，直接重複進行步驟11至步驟16達預定次數。
值得注意的是，在本較佳實施例中，若需重複進行步驟11至步驟17時，可以使用同一個不鏽鋼監控基板；亦可以將另一尚未濺鍍的不鏽鋼監控基板裝載至該載具上，然後重複進行步驟11至步驟17。此外，如果已完成過至少一次預濺鍍工藝的不鏽鋼監控基板上的濺鍍薄膜厚度尚未達到設定的標準值，則可繼續使用此不鏽鋼監控基板來進行下次的預濺鍍工藝；反之，若不鏽鋼監控基板上的濺鍍薄膜厚度已達到或超過標準值，則必須中止使用，並且將該等已達到或超過標準值濺鍍薄膜厚度的不鏽鋼監控基板，集中管理來進行前述的回收處理程序，確保各監控基板表面的粗糙面的完整性，以利清潔濺鍍機工作的進行。
綜上所述，本發明的方法利用玻璃以外材質的監控基板，而且其具有粗糙面，可使濺鍍的薄膜厚度增加，減少監控基板的用量，以有效保持反應室的潔淨度，因此能大幅降低清潔濺鍍機所需的成本以及減少預濺鍍工藝所花費的時間，進而提高顯示面板的產能與製造品質。以上述較佳實施例而言，單一預濺鍍工藝僅需使用數片本發明所揭露具粗糙面的不鏽鋼監控基板，即可達到清潔濺鍍機的目的，而且不鏽鋼監控基板所能循環使用的次數遠超過玻璃監控基板，不鏽鋼監控基板的成本也低於玻璃監控基板，因此能大幅降低清潔濺鍍機所需的成本以及減少預濺鍍工藝所花費的時間，進而提高液晶顯示面板的產能。此外，本發明的方法亦可應用於半導體、有機發光二極體顯示面板、等離子體顯示面板等微型電路的工藝中。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種清潔濺鍍機的方法，該濺鍍機至少包含反應室、濺鍍陰極、基座以及載具，該濺鍍陰極設置於該反應室內，且其正面具有濺鍍靶，該基座置於該反應室內並相對應於該濺鍍靶，用以承載基板，該載具用於將該基板傳送進入該反應室，該方法包含下列步驟提供監控基板，其具有粗糙面；利用該載具將該監控基板傳送進入該反應室，並置於該基座上；進行至少一濺鍍工藝；利用該載具將該監控基板從該反應室中移出；以及對該監控基板進行回收處理。
2.如權利要求1所述的方法，其中該監控基板包含金屬基板。
3.如權利要求1所述的方法，其中該粗糙面經由加工工藝所形成。
4.如權利要求3所述的方法，其中該加工工藝包含噴砂、鍛造或鑄造。
5.如權利要求1所述的方法，其中該濺鍍工藝用以去除該濺鍍靶表面的氧化物。
6.如權利要求1所述的方法，其中該回收處理包含清洗該監控基板與噴砂。
全文摘要
一種清潔濺鍍機的方法。濺鍍機包含反應室、濺鍍陰極、基座與載具。濺鍍陰極設置於反應室內，且其具有濺鍍靶。基座置於反應室內並相對應於濺鍍靶，用以承載基板。載具用於將基板傳送進入反應室。本方法包含提供玻璃以外材質的監控基板，其具有粗糙面，接著利用載具將此監控基板傳送進反應室，並置於基座上，進行濺鍍工藝，然後用載具將監控基板移出反應室，回收處理監控基板。
文檔編號C23C14/34GK1844447SQ20061008171
公開日2006年10月11日 申請日期2006年5月10日 優先權日2006年5月10日
發明者蔡吉雄, 王國庭, 陳伯威 申請人:友達光電股份有限公司