CN109072412A - 用于基板的真空处理的设备、用于制造具有有机材料的装置的系统、用于使处理真空腔室和维护真空腔室相互密封的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容提供一种用于基板的真空处理的设备(100)。此设备(100)包括处理真空腔室(110)、维护真空腔室(120)、开口(130)、及磁性闭合布置(140)。开口(130)用于在处理真空腔室(110)及维护真空腔室(120)之间传送材料沉积源(1000)的至少一部分。磁性闭合布置(140)用于磁性地关闭开口(130)。

Description

用于基板的真空处理的设备、用于制造具有有机材料的装置 的系统、用于使处理真空腔室和维护真空腔室相互密封的 方法
技术领域
本公开内容的实施方式涉及一种用于基板的真空处理的设备、用于制造具有有机材料的装置的系统、及用于使处理真空腔室和维护真空腔室相互密封的方法。本公开内容的实施方式特别涉及在有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)装置的制造中使用的设备、系统和方法。
背景技术
用于在基板上进行层沉积的技术包括，例如，热蒸发、物理气相沉积(PhysicalVapor Deposition,PVD)和化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)。经涂布的基板可使用于多种应用和多种技术领域。举例来说，经涂布的基板可以用于有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)装置领域。OLED可以用于制造用于显示信息的电视屏幕、计算机屏幕、移动电话、其它手持装置和类似装置。OLED装置，例如是OLED显示器，可以包括位于都沉积在基板上的两个电极之间的一层或多层有机材料。
OLED装置可包括例如在处理设备的真空腔室中蒸发的多个有机材料的堆叠。有机材料使用蒸发源以顺序地方式通过掩模沉积在基板上。基板、荫罩掩模(shadow mask)和蒸发源设置在真空腔室内。蒸发源必须随时进行保养和重新填充。为了保养和重新填充蒸发源，处理设备必须停机，真空腔室必须排气，并且蒸发源必须从真空腔室中移除。有鉴于此，保养和重新填充蒸发源导致了相当大的工作量并且是耗时的，导致处理设备的停机时间增加，并且导致处理效率或生产量降低。
因此，需要便于保养和重新填充材料沉积源(例如蒸发源)并且减少处理设备的停机时间的设备、系统和方法。
发明内容
鉴于上述，提供了一种用于基板的真空处理的设备、用于制造具有有机材料的装置的系统、以及用于使处理真空腔室和维护真空腔室相互密封的方法。本公开内容的其它方面、优点和特征从权利要求书、说明书和附图中显而易见。
根据本发明的一方面，提出一种用于基板的真空处理的设备。此设备包括处理真空腔室、维护真空腔室、开口、及磁性闭合布置。所述开口用于在处理真空腔室及维护真空腔室之间传送材料沉积源的至少一部分。所述磁性闭合布置用于磁性地关闭此开口。
根据本发明的另一方面，提出一种用于制造具有有机材料的装置的系统。此系统包括根据本文所述的实施方式的用于基板的真空处理的设备及传送布置，所述传送布置经构造以用于在处理真空腔室中的基板载体和掩模载体的至少其中之一的非接触式传送。
根据本发明的更一方面，提出一种用于使处理真空腔室和维护真空腔室相互密封的方法。此方法包括使用磁力将密封装置保持在开口处。
实施方式还针对用于执行所公开的方法的装置，并且包括用于执行每个所描述的方法方面的装置部件。这些方法方面可以通过硬件组件、由适当软件编程后的计算机、通过上述两者的任何组合的方式或以任何其它方式来执行。此外，根据本公开内容的实施方式还针对用于操作所述设备的方法。用于操作所述设备的方法包括用于执行设备的每个功能的方法方面。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征，可通参考实施方式来获得已简要总结如上的本公开内容的更具体的描述。与本公开内容的实施方式相关的附图描述如下：
图1A和图1B显示了根据本文描述的实施方式的用于基板的真空处理的设备的示意上视图；
图1C显示了根据本文所述的进一步实施方式的用于基板的真空处理的设备的示意上视图；
图2显示了根据本文描述的实施方式的用于关闭设备的开口的顺序的示意图；
图3A和图3B分别显示了根据本文描述的实施方式的处于释放状态和吸附状态的磁性闭合布置的示意图；
图4A至图4C显示了根据本文描述的另外实施方式的用于基板的真空处理的设备的示意上视图；
图5显示了根据本文描述的实施方式的用于基板的真空处理的设备的示意透视图；以及
图6显示了根据本文描述的实施方式的用于将处理真空腔室和维护真空腔室彼此密封的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开内容的各种实施方式，这些实施方式中的一个或多个示例在附图中说明。在附图的以下描述中，相同的附图标记指示相同的部件。通常，仅描述关于各个实施方式的差异。每个示例是以解释本公开内容的方式而提供的，而不意味着对本公开内容进行限制。此外，作为一个实施方式的一部分示出或描述的特征可以用在其它实施方式，或与其它实施方式结合使用，以产生另一个实施方式。说明书包括这样的修改和变化。
本文公开的实施方式有利于材料沉积源(例如蒸发源)的保养和/或重新填充，并且可以减少处理设备的停机时间。特别地，维护真空腔室连接到处理真空腔室，使得材料沉积源的至少一部分能够通过可密封的开口从处理真空腔室传送到维护真空腔室，反之亦然。维护真空腔室可以独立于处理真空腔室进行排气。材料沉积源可以被更换(例如在材料沉积源耗尽之后)，和/或在维护真空腔室中进行保养，而无需排空真空系统和/或无需停止生产。
可密封的开口通过使用磁性闭合布置是可关闭的。举例来说，密封装置(例如是保养法兰(service flange))可以覆盖开口并且可被磁性地保持在开口处以密封开口。磁性密封可以减少真空系统中机械可移动部件的数量。源于这种可机械移动的部件的粒子的产生可以减少，并且可以改善沉积在基板上的材料层的品质。
图1A和图1B显示了根据本文描述的实施方式的用于基板的真空处理的设备100的示意上视图。设备100可以经构造以用于在基板上的有机材料层的沉积，例如用于制造OLED装置。
设备100包括处理真空腔室110、维护真空腔室120、开口130、及磁性闭合布置140。开口130用于在处理真空腔室110和维护真空腔室120之间传送材料沉积源的至少一部分，磁性闭合布置140用于磁性地关闭开口130。磁性闭合布置140可被设置在开口130处。设备100可以进一步包括密封装置，例如保养法兰，所述密封装置经构造以用于关闭开口130。参照图2解释示例性密封装置。
根据可与本文的其它实施方式结合的一些实施方式，材料沉积源可以是(例如用于有机材料的)蒸发源1000。蒸发源1000可以包括蒸发坩埚1004、分配管1006、和可选的用于分配管1006的支撑件1002。蒸发坩埚1004可以经构造以蒸发用于沉积在基板上的有机材料。分配管1006可具有一个或多个出口，并且可以与蒸发坩埚1004流体连通。在一些实施方式中，分配管1006在蒸发期间围绕轴是可旋转的。
图1A和图1B显示了蒸发源1000处于不同位置的设备100。在图1A中，蒸发源1000位于处理真空腔室110内，并且在图1B中，蒸发源1000位于维护真空腔室120中，例如用于保养和/或重新填充。尽管图1A和图1B绘示出一个蒸发源，在一些示例中，可以在设备100中提供两个或更多个蒸发源。作为示例，第一蒸发源可以位于处理真空腔室110中，并且第二蒸发源可以位于维护真空腔室120中。第一蒸发源可以经操作以用于制造装置，特别是其中包括有机材料的装置，而位于维护真空腔室120中的第二蒸发源可被同时保养和/或重新填充。设备100的停机时间可以进一步减少或甚至避免。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备100包括传送装置(未绘示)。所述传送装置经构造以用于将材料沉积源(例如是蒸发源1000)从处理真空腔室110传送到维护真空腔室120，并从维护真空腔室120传送到处理真空腔室110。传送装置可包括可连接到材料沉积源以用于执行传送的移位装置(displacement device)，例如致动器、驱动器、或臂。
蒸发源1000可以包括适于容纳蒸发材料的一个或多个蒸发坩埚1004，以及一个或多个分配管1006。根据可以与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备100，特别是蒸发源1000，包括用于分配管1006的支撑件1002。分配管1006可由支撑件1002支撑。此外，根据一些实施方式，一个或多个蒸发坩埚1004也可由支撑件1002支撑。在一些实施方式中，蒸发源1000经构造以于围绕轴旋转，特别是在蒸发期间。在一些实施方式中，分配管1006蒸气分配喷头，特别是线性蒸气分配喷头。分配管1006可以提供实质上垂直延伸的线性源。
在一些实施方式中，基板的表面使用在对应于一个基板尺寸的一个方向延伸的蒸发源1000，且使用沿着对应于另一个基板尺寸的另一方向的平移移动(由图1A中的箭头指示)来涂布。蒸发坩埚1004中产生的蒸气可向上移动并从分配管1006的一个或多个出口喷出。分配管1006的一个或多个出口可以是一个或多个开口或一个或多个喷嘴，这些开口或喷嘴例如可被设置在喷头或另一个蒸气分配系统中。蒸发源1000可以包括一蒸气分配喷头，例如，具有多个喷嘴或开口的线性蒸气分配喷头。如本文所理解的喷头可包括具有开口的外壳，使得喷头中的压力高于喷头外的压力，例如至少相差一个数量级。
在一些实施方式中，可以提供掩模，例如边缘排除掩模或荫罩掩模，以用于在层沉积制程期间掩盖(masking)基板。用语“掩盖”可以包括减少和/或阻碍材料在基板的一个或多个区域上的沉积。例如，为了界定待涂布的区域，这种掩盖可以是有用的。在某些应用中，只有基板的某些部分被涂布，而未被涂布的部分则由掩模覆盖。
根据可与本文所述的任何其它实施方式结合的一些实施方式，基板可由基板载体(例如是静电吸盘)支撑。掩模可以由掩模载体支撑。在图1A中，示例性地显示了两个基板(例如第一基板10A和第二基板10B)，和两个掩模(例如第一掩模20A和第二掩模20B)。支撑(多个)基板的(多个)基板载体可以由相应的第一传送布置所支撑(例如是一个或多个第一导轨)，所述第一传送布置经构造以用于传送(多个)基板载具。支撑掩模的掩模载体可以由相应的第二传送布置所支撑(例如是一个或多个第二导轨)，所述第二传送布置经构造以用于传送(多个)掩模载体。
根据可以与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，可以提供经构造以用于基板载体和/或掩模载体的非接触式悬浮和/或非接触式传送的传送布置。特别地，第一传送布置可经构造以用于基板载体的非接触式悬浮和/或非接触式输送。类似地，第二传送布置可经构造以用于掩模载体的非接触式悬浮和/或非接触式输送。作为一个例子，用于制造具有有机材料的装置的系统可包括本公开内容的设备和传送布置，所述传送布置经构造以用于在处理真空腔室中的基板载体和掩模载体的至少其中之一的非接触式传送。在一些实施方式中，传送布置可以被包括在设备中。
在一些实施方式中，传送布置可以包括引导结构，引导结构经构造以用于基板载体和/或掩模载体的非接触式悬浮。同样，传送布置可以包括驱动结构，驱动结构经构造以用于基板载体和/或掩模载体的非接触式传送。
在本公开内容中，经构造以用于非接触式传送的轨道或轨道布置将被理解为经构造以用于载体，特别是用于基板载体或掩模载体的非接触式传送的轨道或轨道装置。用语“非接触式”可以理解为载体的重量，例如基板载体或掩模载体的重量，不被机械接触支撑或机械力支撑，而是由磁力支撑。特别地，可以使用磁力代替机械力来将载体保持在悬浮状态或浮动状态。例如，在一些实施方式中，载体和传送轨道之间可以不存在机械接触，特别是在基板载体和/或掩模载体的悬浮、移动和定位期间。
(多个)载体的非接触式悬浮和/或传送是有益的，因为在传送期间不会产生粒子，例如不会产生由于与导轨的机械接触所产生的粒子。可以提供沉积在基板上的层的改善的纯度和均匀性，这是因为当使用非接触式悬浮和/或传送时，粒子产生被最小化。
根据可以与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，基板由基板载体支撑，基板载体可以例如通过连接元件152连接到对准系统150。对准系统150可以经构造以用于相对于掩模调整基板的位置。可理解的是，基板可以相对于掩模移动，以便在沉积有机材料期间，在基板和掩模之间提供适当的对准。根据可以与本文所述的其它实施方式结合的另一个实施方式，替代地或附加地，保持掩模的掩模载体可以连接到对准系统150。因此，掩模可以相对于基板定位，或掩模与基板可以相对于彼此定位。如本文所述的对准系统可以允许在沉积工艺期间的掩模的适当对准，这对于OLED显示器制造的高品质是有益的。
掩模和基板相对于彼此的对准的例子包括对准单元，对准单元允许在定义平面的至少两个方向上的相对对准，此平面实质上平行于基板的平面和掩模的平面。例如，至少可以在x方向和y方向上进行对准，即限定上述平行平面的两个笛卡尔方向。典型地，掩模和基板可以实质上彼此平行。特别地，此对准可以进一步在实质上垂直于基板的平面和掩模的平面的方向上进行。因此，对准单元经构造以至少用于X-Y对准，并且特别用于掩模和基板相对于彼此的X-Y-Z对准。可以与本文描述的其它实施方式结合的一个特定例子是，将基板在x方向、y方向和z方向上对准掩模，掩模可以在真空处理腔室中保持静止。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，材料沉积源，例如是蒸发源1000，经构造以用于平移移动，特别是在处理真空腔室110内平移移动。作为一个例子，设备100包括经构造以用于蒸发源1000的平移移动的源驱动器。在一些实施方式中，源驱动器可连接到蒸发源1000或包含在蒸发源1000中。根据一些实施方式，支撑件1002可连接到源驱动器或包含源驱动器。源驱动器可以是马达或其它合适的致动器。
根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备100进一步包括设置在处理真空腔室110中并且具有至少两个轨道160的源支撑系统，其中源支撑系统的至少两个轨道160经构造以用于材料沉积源至少在处理真空腔室110内的平移移动。作为示例，源驱动器可经构造以沿着至少两个轨道160移动或传送材料沉积源。
在一些实施方式中，蒸发源1000设置在处理真空腔室110中并位于至少两个轨道160上，例如，环形轨道或线性导轨。此至少两个轨道160经构造以用于材料沉积源的平移移动，特别是在操作期间(例如沉积工艺期间)。根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，用于材料沉积源的平移移动的源驱动器可设置在至少两个轨道160处、材料沉积源中、处理真空腔室110内、或上述组合的位置。
根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备100包括(例如通过阀105)连接到处理真空腔室110的至少一个另外的真空腔室101。此至少一个另外的真空腔室101可以经构造以用于将基板传送到处理真空腔室110中和将基板传送离开处理真空腔室110。图1A至图1C显示了阀105，例如是闸阀。阀105允许处理真空腔室110与至少一个另外的真空腔室101之间的真空密封。可以打开阀105以将基板和/或掩模传送到处理真空腔室110中或从处理真空腔室110移出基板和/或掩模。
在一些实施方式中，维护真空腔室120邻近处理真空腔室110而设置，且维护真空腔室120和处理真空腔室110相互连接。根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，维护真空腔室120和处理真空腔室110的连接包括开口130，其中开口130用于将材料沉积源的一部分从处理真空腔室110传送到维护真空腔室120，并且从维护真空腔室120传送到处理真空腔室110。在一些实施方式中，设备100还包括密封装置，密封装置经构造以使用磁性闭合布置来关闭开口130。特别地，密封装置可用于实质上真空密封(vacuum-tight)地密封开口130。作为一个例子，密封装置附接(attach)到蒸发源1000，如参照图4A至图4C和图5所解释的那样。当开口130被磁性闭合或密封时，维护真空腔室120可以排气并打开以用于保养材料沉积源而不破坏处理真空腔室110中的真空。
在一些示例中，开口130、磁性闭合布置和密封装置可以被包括在连接处理真空腔室110和维护真空腔室120的阀中。此阀可以经构造以用于打开和关闭处理真空腔室110和维护真空腔室120之间的真空密封。当阀处于打开状态时，即当开口打开/未被覆盖时，材料沉积源的部分可被传送到维护真空腔室120。之后，阀可以被磁性闭合，以在处理真空腔室110和维护真空腔室120之间提供真空密封。当阀关闭时，维护真空腔室120可以排气和打开以用于保养材料沉积源，而无需破坏处理真空腔室110中的真空。
在本公开内容中，“真空处理腔室”应理解为真空腔室或真空沉积腔室。本文所使用的用语“真空”可以理解为具有小于例如10毫巴的真空压力的技术真空。本文所述的真空腔室中的压力可以在10-5毫巴至约10-8毫巴之间，具体地在10-5毫巴至10-7毫巴之间，并且更具体地在约10-6毫巴至约10-7毫巴之间。根据一些实施方式，真空腔室中的压力可以被认为是真空腔室内蒸发材料的分压或总压力(当真空腔室中只有蒸发材料存在来作为将被沉积的成分时，这两者可几乎相同)。在一些实施方式中，真空腔室中的总压力可以在约10-4毫巴至约10-7毫巴的范围内，特别是在真空腔室中除蒸发材料之外存在第二种成分(例如气体或类似物)。
根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，载体经构造以用于将基板和掩模保持或支撑在实质上垂直的取向中。如本公开内容通篇所使用的，当特别是当涉及基板取向时，“实质上垂直”被理解为允许与垂直方向或取向具有±20°或更小的偏差，例如，±10°的偏差或更小。可以提供这种偏差，例如因为与垂直取向有一些偏差的基板支撑件可产生更稳定的基板位置。此外，当基板向前倾斜时，更少的颗粒到达基板表面。然而，例如在真空沉积工艺期间，基板取向被认为是实质上垂直的，这被认为不同于水平基板取向，水平基板取向可以被认为是水平±20°或更低。
用语“垂直方向”或“垂直取向”被理解为区分“水平方向”或“水平取向”。也就是说，“垂直方向”或“垂直取向”涉及实质上垂直的取向，例如载体的实质上垂直的取向，其中相对于精确的垂直方向或垂直取向具有几度的偏差，例如高达10°或甚至高达15°的偏差，仍然被认为是“实质上垂直的方向”或“实质上垂直的取向”。垂直方向可以实质上平行于重力方向。
本文描述的实施方式可以用于大面积基板上的蒸发，例如用于OLED显示器制造。具体而言，用于根据本文描述的实施方式的结构和方法的基板是大面积基板。例如，大面积基板或载体可以是第4.5代，其对应于约0.67m2(0.73m×0.92m)的表面面积，第5代，其对应于约1.4m2(1.1m×1.3m)的表面面积，第7.5代，其对应于约4.29m2(1.95m×2.2m)的表面面积，第8.5代，其对应于约5.7m2(2.2m×2.5m)的表面面积，或甚至第10代，其对应于约8.7m2(2.85m×3.05m)的表面面积。甚至更新一代，如第11代和第12代以及对应的表面面积可以类似地被实施。各个世代的一半尺寸也可提供于OLED显示器的制造。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，基板厚度可为0.1mm至1.8mm。基板厚度可以是大约0.9mm或更小，例如0.5mm。如本文所使用的用语“基板”可以特别包含实质上非柔性的基板，例如晶片、透明晶体的切片(例如蓝宝石或类似者)、或玻璃板。然而，本公开内容不限于此，并且用语“基板”还可以包括柔性基板，例如腹板(web)或箔(foil)。用语“实质上非柔性”被理解为区分“柔性”。具体而言，实质上非柔性的基板可具有一定程度的柔性，例如，具有0.9mm或更小，例如0.5mm或更小的厚度玻璃板，其中与柔性基板相比，实质上非柔性的基板的柔性较小。
根据本文所述的实施方式，基板可以由适合于材料沉积的任何材料制成。例如，基板可以由从以下材料组成的组中选择的材料制成：玻璃(例如钠钙玻璃、硼硅酸玻璃和类似玻璃)、金属、聚合物、陶瓷、化合物材料、碳纤维材料或任何其它材料、或可以通过沉积工艺涂布的材料的组合。
图1C显示了根据本文所述的进一步实施方式的用于基板的真空处理的设备200的示意上视图。图1C与参照图1A和图1B所描述的设备类似，以下仅描述不同之处。
在图1C中，蒸发源1000的蒸发坩埚1004和分配管1006从处理真空腔室110传送到维护真空腔室120，并从维护真空腔室120传送到处理真空腔室110，其中用于分配管1006的支撑件1002并不从处理真空腔室110传送到维护真空腔室120，也不从维护真空腔室120传送到处理真空腔室110。换句话说，分配管1006的支撑件1002保留在处理真空腔室110内，而蒸发源1000的蒸发坩埚1004和分配管1006则被传送。
通过将支撑件1002留在处理真空腔室110中，待保养和/或交换的材料沉积源的部分可被传送到维护真空腔室120，其中不需保养和/或交换的材料沉积源的部分则保留在处理真空腔室110中。用于执行传送所花费的作业量可被最小化。
图2是用于关闭处理真空腔室和维护真空腔室之间的开口215的顺序阶段(a)、(b)、(c)的示意图。
根据本公开内容的用于基板的真空处理的设备包括用于磁性地闭合开口215的磁性闭合布置220，此开口215经构造以用于在处理真空腔室和维护真空腔室之间传送材料沉积源的至少一部分，例如整个材料沉积源。本公开内容通篇所使用的“磁性闭合”可以理解为使用磁力来密封开口，例如实质上是真空密封(vacuum-tight)地密封开口。作为示例，密封装置230可经构造以覆盖开口，其中磁性闭合布置220可经构造以使用磁力将密封装置230保持在开口215处。在一些实施方式中，磁性闭合布置220可以包括或者可以是电磁体或电永磁体(elecropermanent magnet)布置。电永磁体装置将进一步参照图3A和图3B进行解释。
根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，此设备包括经构造以将处理真空腔室和维护真空腔室彼此分开的分隔件210。分隔件210可以是处理真空腔室和/或维护真空腔室的腔室壁。开口215可以设置在分隔件210中。
在一些实施方式中，磁性闭合布置220的至少一部分可以设置在开口215处。作为示例，磁性闭合布置220可以邻近开口215设置，例如在分隔件210处或在分隔件210中。磁性闭合布置220可配置成朝向开口215(例如保持表面240)吸引密封装置230。
根据一些实施方式，密封装置230可以包括磁性材料或由磁性材料制成。由磁性闭合布置220产生的磁场可以作用于磁性材料，以提供朝向开口215，并且特别是朝向保持表面240，吸引密封装置230的磁力。在一些实施方式中，磁性材料可以从由以下材料组成的组成的群组中选择：铁、钢、不锈钢、铁磁材料、亚铁磁材料、反磁材料及上述材料的任何组合。
根据另外的实施方式，密封装置230可以包括一个或多个磁体元件。一个或多个磁体元件可以对应于磁性闭合布置220定位，使得由磁性闭合布置220产生的磁场可以作用在一个或多个磁体元件上，以提供朝向开口215，并且特别地朝向保持表面240，吸引密封装置230的磁力。一个或多个磁体元件可以是附接到密封装置230的永磁体或整合于密封装置230中的永磁体。在这种情况下，密封装置230可以由非磁性材料制成，例如铝。
根据一些实施方式，设备在开口215处包括保持表面240。保持表面240可以由分隔件210提供，例如在邻近开口215处提供。作为示例，保持表面240可经构造以接触密封装置230的表面。可以在保持表面240处提供一个或多个密封元件，例如O形环，使得开口215可以实质上真空密封地被密封。
现在请参考图2，在阶段(a)中，密封装置230朝向开口215移动，例如朝向保持表面240移动。作为示例，密封装置可以执行朝向开口215的实质上线性的移动。在一些可以与本文描述的其它实施方式结合的实施方式中，磁性闭合布置220可以在吸附状态I和释放状态II之间切换。在释放状态II下，磁性闭合布置220可以在保持表面240处不产生外部磁场或小的外部磁场。在吸附状态I下，磁性闭合布置220可以在保持表面240处产生强的外部磁场。换句话说，处于释放状态II的保持表面240处的第二外部磁场可小于处于吸附状态I的保持表面240处的第一外部磁场。
第一外部磁场可足以将密封装置230保持在开口215处。在一些实施方式中，磁性闭合布置220可经构造以提供10N/cm2或更大的力，具体为50N/cm2以上，具体而言为100N/cm2以上，更具体而言为150N/cm2以上。此力可以是作用在密封装置上以将密封装置230保持在开口215处，特别是在保持表面240处的磁力。
在图2的阶段(a)中，磁性闭合布置220设置在释放状态II中，在释放状态II中磁性闭合布置220可以在保持表面240处不产生外部磁场或仅产生小的外部磁场。因此，密封装置230不被朝向保持表面240吸引。
在图2的阶段(b)中，密封装置230已经移动而与分隔件210接触。磁性闭合布置220仍然处于释放状态II。在释放状态II中，密封装置230未被磁性闭合布置220的磁力保持在保持表面240处。
在图2的阶段(c)中，磁性闭合布置220已切换到吸附状态I。在吸附状态I下，由磁性闭合布置220产生的磁场将密封装置230保持在保持表面240处。处理真空腔室和维护真空腔室可以实质上真空密封地彼此密封。
类似地，如图2的阶段(b)中所示，通过将磁性闭合布置220从吸附状态I切换到释放状态II，密封装置230可以被分离(例如从分隔间210分离)，释放状态II中保持表面240处不产生外部磁场或仅产生小的外部磁场。然后可将密封装置230从开口215移开，使得材料沉积源或材料沉积源的部分可移动通过开口215。
磁性闭合布置220可以通过改变磁性闭合布置220的一个或多个第一永磁体的磁化方向来在释放状态II与吸附状态I之间切换，例如，通过提供给磁性闭合布置220的磁体装置的电脉冲来实现。特别地，一个或多个第一永磁体的极性可以通过发送到磁体装置的电脉冲来反转。在一些实施方式中，此设备包括用于磁性闭合布置220的电源250。电源250可以经构造以产生电脉冲，例如电流脉冲，电脉冲可适于改变一个或多个第一永磁体的磁化。这将参照图4A和图4B进一步解释。
图4A是根据本文描述的实施方式处于释放状态II的磁性闭合布置300的示意图。图4B是图4A的磁性闭合布置300在吸附状态I下的示意图。在吸附状态I下，装置，例如密封装置230，由磁性闭合布置300保持。
磁性闭合布置300可以构造为电永磁体布置(Electropermanent magnetarrangement)。电永磁体布置包括一个或多个第一永磁体320、一个或多个第二永磁体340、以及磁体装置360。电永磁体装置使用两个磁平面，这两个磁平面相对于彼此以约90°角度的而被取向。
更详细地说，本文使用的电永磁体装置(或ElectroPermanent Magnetarrangement,EPM)可以理解为一磁体布置。在此磁体布置中，由永磁体产生的磁场可以通过电脉冲改变，特别是通过磁体装置360的绕组的电流脉冲来改变。具体地，磁场可以在磁性闭合布置300的设置有保持表面240的一侧上开启或关闭。电永磁体可以基于双磁体原理(double magnet principle)工作。一个或多个第一永磁体320可以由“软(soft)”或“半硬(semi-hard)”磁性材料组成，即由具有低抗磁力(coercivity)的材料所组成。一个或多个第二永磁体340可以由“硬(hard)”磁性材料组成，即具有较高的抗磁力的材料。一个或多个第一永磁体320的磁化方向可以通过提供给磁体装置360的电脉冲来改变。作为示例，一个或多个第一永磁体320的极性通过电脉冲可以是可逆的。由于相应材料的高抗磁力，一个或多个第二永磁体340的磁化方向可以保持固定。
一个或多个第一永磁体320的极性和一个或多个第二永磁体340的极性是磁性极性，即磁南极和磁北极。
根据一些实施方式，改变一个或多个第一永磁体320的磁化的电脉冲的持续时间(duration)是0.1秒或更多，具体为1秒或更多，并且更具体为3秒或更多。作为例子，电脉冲的持续时间在0.1秒和10秒之间的范围内，具体在0.5秒和5秒之间的范围内，并且更具体在1秒和2秒之间的范围内。
在一些实施方式中，磁体装置360可包括绕组350，例如线绕组(wirewinding)或电磁线圈(solenoid)，其至少部分地围绕一个或多个第一永磁体320设置。通过经由绕组350提供电脉冲，在一个或多个第一永磁体320的位置处产生局部磁场，此举改变一个或多个第一永磁体320的磁化。特别地，通过由磁体装置360的绕组350馈送电流脉冲，一个或多个第一永磁体320的极性可以被反转。
在一些实施方式中，提供多个第一永磁体，其中第一永磁体至少部分地由磁体装置360的绕组围绕。例如，在图4A的实施方式中，绘示了两个第一永磁体，其中线绕组围绕两个第一永磁体中的每一个延伸。多于两个的第一永磁体可以彼此相邻布置。在一些实施方式中，朝向保持表面240导向的两个相邻第一永磁体的极性可以分别是相反的极性。因此，磁场线可形成一个或多个回路，其中每个回路沿相反方向穿过相邻的第一永磁体。
在一些实施方式中，提供多个第二永磁体。例如，在图4A的实施方式中，绘示了三个第二永磁体。可以提供两个、三个或更多个第二永磁体，例如，一个接一个地排成一排。第二永磁体可经布置使得相邻的第二永磁体的相反极性的磁极可以朝向彼此。因此，磁场线不会线性地延伸穿过这一排第二永磁体，但是由于相反的磁极彼此面对而可能形成多个独立的回路。
在一些实施方式中，一个或多个第一永磁体320可排列于第一平面中，而一个或多个第二永磁体340可排列于第二平面中。第二平面可以比第一平面更靠近保持表面240。因此，一个或多个第二永磁体340可以比一个或多个第一永磁体320更靠近保持表面240设置。
在一些实施方式中，一个或多个第一永磁体320可以具有第一取向，并且一个或多个第二永磁体340可以具有不同于第一取向的第二取向。特别地，第一取向和第二取向可以是相互垂直的。例如，一个或多个第一永磁体320可以沿水平方向或水平平面取向，而一个或多个第二永磁体340可以以沿着垂直方向或垂直平面取向。
在一些实施方式中，由一个或多个第二永磁体340产生的磁场可以具有第一主取向X1，其可以实质上平行于保持表面240。由一个或多个第一永磁体320产生的磁场可以具有第二主取向X2，其实质上垂直于保持表面240。因此，通过反转一个或多个第一永磁体320的极性，产生的总磁场可以在垂直于保持表面240的方向上改变，即，朝向密封装置230的内部，或者朝向密封装置230的外部。通过将磁性闭合布置300从图4A的释放状态II切换到图4B的吸附状态I，所产生的总磁场可以转移(shift)到保持表面240的外部，以穿透到待附接(attach)的装置中。具体地，在吸附状态I下，一个或多个第一永磁体320和一个或多个第二永磁体340的相反磁极可彼此面对，使得磁力线可以被推向布置有待附接装置的保持表面240的外在环境。
穿透进入密封装置230的外部磁场370示意性地绘示于图4B中。外部磁场370保持在密封装置230中，直到一个或多个第一永磁体320的极性被电脉冲反转为止。通过向磁体装置360提供电脉冲，被吸附的密封装置可被释放。由于密封装置230由永磁体产生的磁力所保持，因此，在电力故障的情况下，也可以获得密封装置230的可靠附接。在吸附状态I下，可不需要外部电力来维持吸附状态。不会产生由于持续操作电气设备而产生的热量，且不需要额外的冷却来维持工艺稳定性。可以提供双稳态磁体装置，其在切换之后保持在释放状态II或吸附状态I。上述的切换可以自动执行。
在释放状态II下由磁性闭合布置300产生的内部磁场380示意性地绘示于在图4A中。可以提供芯390(例如是钢芯)以增加磁场强度，例如，在相邻的第二永磁体之间提供芯390。
在可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式中，一个或多个第一永磁体320包括软磁性材料或半硬磁性材料，和/或一个或多个第二永磁体340包括硬磁性材料。例如，一个或多个第一永磁体320可以包括铝镍钴(AlNiCo)和/或一个或多个第二永磁体340可以包括钕。具体地，一个或多个第一永磁体320可以是铝镍钴磁体，和/或一个或多个第二永磁体340可以是钕磁体。可以使用具有低和高抗磁力的其它磁体。例如，硬磁性材料可以具有1,000kA/m以上，特别是10,000kA/m以上的抗磁力，和/或软磁性材料可以具有1,000kA/m以下的抗磁力，特别是100kA/m或更小的抗磁力。
图4A至图4C显示了根据本文描述的另外实施方式的用于基板的真空处理的设备400的示意上视图。图4A至图4C的设备400与上文所述的设备相似，下面仅描述不同之处。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，维护真空腔室120和处理真空腔室110的连接包括开口，其中开口被配置以将材料沉积源(例如蒸发源1000)的至少一部分从处理真空腔室110传送到维护真空腔室120，并从维护真空腔室120传送到处理真空腔室110。
在一些实施方式中，设备400还包括密封装置410，密封装置410经构造以用于关闭开口。特别地，密封装置410配置成实质上真空密封地密封开口。当开口被密封装置410闭合或密封时，维护真空腔室120可以被排气和打开，以用于保养蒸发源1000而不破坏处理真空腔室110中的真空。
在一些实施方式中，密封装置410附接到蒸发源1000或包含于蒸发源1000中。作为示例，密封装置410可以以实质上垂直的取向安装到蒸发源1000的一侧，例如安装在支撑件1002处。在一些实施方式中，密封装置410可以是经构造以用于密封或闭合处理真空腔室110和维护真空腔室120之间的开口的板。将密封装置410整合于蒸发源1000中允许节省处理真空腔室110和/或维护真空腔室120的空间。
根据一些实施方式，蒸发源1000相对于密封装置410是可移动的。作为示例，至少分配管1006和蒸发坩埚1004相对于密封装置410是可移动的。在一些实施方式中，设备400可以包括连接蒸发源1000和密封装置410的连接装置420。连接装置420可经构造以提供蒸发源1000和密封装置410之间的可移动性连接。作为示例，密封装置410可以包括通过铰链连接的两个或更多个臂部，以便提供可移动性连接。
在一些实施方式中，连接装置420可以是经构造以用于相对于蒸发源1000，且特别是相对于分配管1006和蒸发坩埚1004，移动密封装置410的平移装置。为了关闭开口，蒸发源1000可适当地定位在处理真空腔室110或维护真空腔室120内，并且平移装置可相对于蒸发源1000朝向开口移动密封装置410，以便实质上真空密封地关闭或密封开口。密封装置410可以在从维护真空腔室120到处理真空腔室110的传送期间相对于蒸发源1000固定，反之亦然。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备400包括设置在维护真空腔室120中的可旋转装置430。可旋转装置430可经构造以接收蒸发源1000。例如，可旋转装置430可以是可旋转的平台。
请参照图4A，其显示了两个蒸发源1000。两个蒸发源的第一蒸发源位于处理真空腔室110内，两个蒸发源的第二蒸发源位于维护真空腔室120内。作为例子，两个蒸发源的第二蒸发源可以定位在可旋转装置430上。
如图4B所示，第一蒸发源(例如待保养或更换的蒸发源)可以从处理真空腔室110传送到维护真空腔室120，特别是传送到可旋转装置430上。例如，第一蒸发源和第二蒸发源可以背对背地定位在可旋转装置430上，例如，以密封装置朝向彼此的方式而被定位。换句话说，两个密封装置可以被定位或夹在第一蒸发源和第二蒸发源之间。
当两个蒸发源(即，第一蒸发源和第二蒸发源)位于可旋转装置430上时，可旋转装置430旋转例如约180度，使得第一蒸发源和第二蒸发源交换位置。在图4B中，旋转动作用箭头表示。然后，第二蒸发源可以被传送到处理真空腔室110中，并且连接处理真空腔室110和维护真空腔室120的开口可被密封(例如通过第二蒸发源的密封装置410被密封)。维护真空腔室120可以被排气以保养或移除第一蒸发源。这允许蒸发源的交换而不必破坏处理真空腔室110中的真空。
图5显示了根据本文描述的实施方式的用于基板的真空处理的设备500的示意俯视图。图5的设备500与上文参考图4A到图4C所描述的设备类似，仅于下文中描述不同之处。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备500包括设置在处理真空腔室110中并具有至少两个轨道160的蒸发源支撑系统，其中蒸发源支撑系统的至少两个轨道160经构造以用于蒸发源1000至少在处理真空腔室110中的移动。至少两个轨道160中的每一个轨道包括第一轨道区段161和第二轨道区段162，其中第一轨道区段161和第二轨道区段162是可分离的。在一些实施方式中，第一轨道部分161经构造而可以和蒸发源1000可以从处理真空腔室110传送到维护真空腔室120并且从维护真空腔室120传送到处理真空腔室110。
根据一些实施方式，蒸发源1000相对于密封装置510是可移动的。作为示例，设备500可包括连接蒸发源1000和密封装置510的连接装置520。作为示例，连接装置520经构造以用于引导密封装置510相对于蒸发源1000的平移移动。附加地或替代地，连接装置520可以提供或容纳用于蒸发源1000的介质(media)供应。作为示例，连接装置520可以是臂，特别是被动臂(passive arm)。在一些实施方式中，连接装置520的至少一部分提供大气环境以防止任何颗粒影响介质供应。作为例子，大气环境可以提供在连接装置520的内部，并且尤其可以提供在臂的内部。
在一些实施方式中，臂可以包括被相应的铰链连接的两个或更多个臂部分，以允许蒸发源1000和密封装置510之间的相对移动。作为示例，连接装置520包括第一臂532和第二臂534。第一臂532具有连接到蒸发源1000的第一端部和经由铰链536连接到第二臂534的第三端部的第二端部。第二臂534具有连接到处理真空腔室110和/或维护真空腔室120的第四端部。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备500包括设置在维护真空腔室120内的可旋转装置530。可旋转装置530可经构造用于接收蒸发源1000和/或第一轨道区段161。作为示例，可旋转装置530可以是可旋转平台。在一些实施方式中，设备500包括经构造以用于驱动或旋转可旋转装置530的驱动器。驱动器可以经由轴(例如是空心轴)连接到可旋转装置530。
根据一些实施方式，可旋转装置530经构造以用于支撑两个或更多个蒸发源。作为例子，第一蒸发源(例如待保养或交换的蒸发源)可以从处理真空腔室110传送到维护真空腔室120，并且特别地传送到可旋转装置530上。第二蒸发源(例如保养后的或是新的蒸发源)也可以设置在可旋转装置530上。当两个蒸发源(即，第一蒸发源和第二蒸发源)位于可旋转装置530上时，可旋转装置530旋转例如约180度，以使第一蒸发源和第二蒸发源交换位置。然后，第二蒸发源可以被传送到处理真空腔室110中，并且连接处理真空腔室110和维护真空腔室120的开口可被磁密封，例如使用密封装置510和磁性闭合布置而被磁密封。维护真空腔室120可以被排气(例如通过打开维护真空腔室120的门122)以保养或移除第一蒸发源。这允许更换蒸发源而不必破坏处理真空腔室110中的真空。
根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，设备500可包括一供应通道，例如供应线。供应通道可以经构造以用于向蒸发源1000供应例如电性连接和/或介质，例如流体(例如水)和/或气体。供应通道可以被经构造以用于引导穿过供应通道中的一根或多根管线和/或电缆，例如供水管线、供气管线和/或电缆。在一些实施方式中，供应通道具有大气环境，即供应通道可经构造使得即使在例如处理真空腔室110和/或维护真空腔室120的周围环境被抽空到技术真空时，也保持其中的大气压力。作为示例，供应通道可以包括连接装置520的至少一部分。
在一些实施方式中，供应通道从蒸发源1000延伸到在设置在处理真空腔室110和维护真空腔室120之间的馈通(feed through)。作为示例，馈通可以设置在密封装置510中或密封装置510处，或在处理真空腔室110与维护真空腔室120分开的壁部分中或所述壁部分处。根据一些实施方式，供应通道从蒸发源1000经由蒸发器控制壳体(其可以是常压箱)和连接装置520中的至少一个延伸至馈通。
在一些实施方式中，供应通道从维护真空腔室120的外部延伸到维护真空腔室中，例如通过可旋转装置530的驱动器的中空轴，并且进入可旋转装置530的中间空间或底部。供应通道可以进一步从可旋转装置530的中间空间或底部，例如经由管道(例如波纹软管)，延伸到设置在密封装置510中或密封装置510处的常压箱。常压箱可以被包括在附接到密封装置510的“背包(back pack)”中。上述馈通可以设置在提供于密封装置510中或密封装置510处的常压箱中或常压箱处。作为示例，设置在密封装置510中或密封装置510处的常压箱可以被构造为馈通。供应通道可以进一步从设置在密封装置510中或密封装置510处的常压箱，通过连接装置520延伸到蒸发器控制壳体。供应通道可以接着通过经构造以至少旋转分配管1006致动器的中空轴从蒸发器控制壳体延伸到蒸发源1000(例如蒸发源1000的常压箱)。
图6绘示根据本文描述的实施方式的用于将处理真空腔室和维护真空腔室彼此密封的方法600的流程图。方法600可以使用本文描述的装置和系统来实现。
方法600包括，在方框610中，使用磁力将密封装置保持在开口处。此开口可连接处理真空腔室和维护真空腔室，使得材料沉积源(例如蒸发源)的至少一部分可在处理真空腔室和维护真空腔室之间传送。在一些实施方式中，方法600还包括，在方框620中，通过改变磁力，从此开口释放此密封装置。例如，改变磁力可以包括使用例如电脉冲反转一个或多个第一永磁体的极性。
根据本文所述的实施方式，用于将处理真空腔室和维护真空腔室彼此密封的方法可以使用计算机程序、软件、计算机软件产品、和相互关联的控制器来执行，所述控制器可以具有CPU、存储装置、使用者界面、以及与此设备的对应部件通信的输入和输出装置。
本文公开的实施方式有利于材料沉积源(例如蒸发源)的保养和/或重新填充，并且可以减少处理设备的停机时间。特别地，维护真空腔室连接到处理真空腔室，使得材料沉积源的至少一部分能够通过可密封的开口从处理真空腔室传送到维护真空腔室，反之亦然。维护真空腔室可以独立于处理真空腔室被排气。材料沉积源可以例如在材料沉积源耗尽之后进行更换，和/或在维护真空腔室中保养而不用让真空系统排气，和/或不停止生产。
可密封的开口可使用磁性闭合布置来关闭。例如，密封装置(例如保养法兰)可以覆盖开口并且可以磁性地保持在开口处以密封开口。磁性密封可以减少真空系统中机械可移动部件的数量。基于这种可机械移动的部件而导致的颗粒的产生可以减少，并且可以改善沉积在基板上的材料层的品质。
尽管上述内容针对本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，可以设计本公开内容的其它和进一步的实施方式，并且本公开内容的保护范围由随附的权利要求书所确定。

Claims (15)

1.一种用于基板的真空处理的设备，包括：
处理真空腔室及维护真空腔室；
开口，用于在所述处理真空腔室及所述维护真空腔室之间传送材料沉积源的至少一部分；以及
磁性闭合布置，用于磁性地关闭所述开口。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括密封装置，用于关闭所述开口。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述密封装置附接(attach)至所述材料沉积源。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其中所述磁性闭合布置包括：
一个或多个第一永磁体；
一个或多个第二永磁体；以及
磁体装置，用于改变所述一个或多个第一永磁体的磁化(magnetization)。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述一个或多个第一永磁体包括软磁性材料(softmagnetic material)或半硬磁性材料(semi-hard magnetic material)，其中所述一个或多个第二永磁体包括硬磁性材料(hard magnetic material)。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其中所述磁体装置包括绕组(winding)，所述绕组至少部分地围绕所述一个或多个第一永磁体而设置。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的设备，其中所述一个或多个第一永磁体的磁化方向通过提供给所述磁体装置的电脉冲是可切换的，其中所述一个或多个第一永磁体的极性通过所述电脉冲是可逆的(reversible)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其中所述磁性闭合布置设置在所述开口处。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的设备，进一步包括位于所述开口处的保持表面，其中所述磁性闭合布置在吸附状态和释放状态之间是可切换的；
其中，在所述吸附状态下，所述磁性闭合布置在所述保持表面处产生第一外部磁场；并且
其中，在所述释放状态下，所述磁性闭合布置在所述保持表面处不产生外部磁场或产生小于所述第一外部磁场的第二外部磁场。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的设备，其中所述材料沉积源的所述一部分包括蒸发坩埚和分配管中的至少其中之一，其中所述材料沉积源进一步包括用于所述分配管的支撑件。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述蒸发源的所述蒸发坩埚和所述分配管能够从所述处理真空腔室传送到所述维护真空腔室，并且能够从所述维护真空腔室传送到所述处理真空腔室，并且其中用于所述分配管的所述支撑件不从所述处理真空腔室传送到所述维护真空腔室，且不从所述维护真空腔室传送到所述处理真空腔室。
12.一种用于制造具有有机材料的装置的系统，包括：
根据权利要求1-11中任一项所述的设备；
传送布置，经构造以用于在所述处理真空腔室中的基板载体和掩模载体的至少其中之一的非接触式(contactless)传送。
13.一种用于使处理真空腔室和维护真空腔室相互密封的方法，包括：
使用磁力将密封装置保持在开口处。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
通过改变磁力从所述开口处释放所述密封装置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中改变所述磁力包括：
反转一个或多个第一永磁体的极性。
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