CN109075114A - 用于真空处理基板的设备、用于真空处理基板的系统和用于在真空腔室中传送基板载体和掩模载体的方法 - Google Patents

用于真空处理基板的设备、用于真空处理基板的系统和用于在真空腔室中传送基板载体和掩模载体的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于真空处理基板的设备。该设备包括真空腔室、基板传送组件、掩模传送组件和具有致动器和位于致动器与真空腔室之间的机械隔离元件的对准系统。

Description

用于真空处理基板的设备、用于真空处理基板的系统和用于 在真空腔室中传送基板载体和掩模载体的方法
技术领域
本公开内容的实施方式涉及一种用于真空处理基板的设备、一种用于真空处理基板的系统和一种用于在真空腔室中传送基板载体和掩模载体的方法。本公开内容的实施方式特别涉及一种用于固持用于制造有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)装置的基板和掩模的载体。
背景技术
用于在基板上层沉积的技术包括例如热蒸发、物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。涂覆的基板可用于多种应用和数个技术领域。例如，涂覆的基板可用于有机发光二极管(OLED)装置领域。OLED可用于制造用于显示信息的电视屏幕、计算机监视器、移动电话、其他手持装置等。诸如OLED显示器的OLED装置可包括沉积在基板上位于两个电极之间的一层或多层有机材料。
OLED装置的功能可取决于有机材料的涂层厚度。厚度必须在预定的范围内。在OLED装置的生产中，为了实现高分辨率OLED装置，在蒸发材料的沉积方面存在技术挑战。特别是，通过处理系统的基板载体和掩模载体的准确且平稳的传送仍然具有挑战性。此外，基板相对于掩模的精确对准对于获得高质量的处理结果是至关重要的，例如对于生产高分辨率OLED装置来说。
基于上述，用于真空处理基板的新载体、用于真空处理基板的系统和用于在真空腔室中传送基板载体和掩模载体的方法克服在本领域中的至少一些问题是有益的。本公开内容特别旨在提供可以在真空腔室中有效地传送的载体。
发明内容
基于上述，提供一种用于真空处理基板的设备、一种用于真空处理基板的系统和一种用于在真空腔室中传送基板载体和掩模载体的方法。根据权利要求书、说明书和所附附图，本公开内容的其他方面、益处和特征是显而易见的。
根据本公开内容的一个方面，提供一种用于真空处理基板的设备。该设备包括真空腔室、基板传送组件、掩模传送组件和具有致动器和在致动器与真空腔室之间的机械隔离元件的对准系统。
根据本公开内容的一个方面，提供一种用于真空处理基板的设备。该设备包括真空腔室、基板轨道组件、掩模轨道组件和具有致动器和在致动器与真空腔室之间的机械隔离元件的对准系统。
根据本公开内容的另一方面，提供一种用于真空处理基板的系统。该系统包括根据本文描述的实施方式的用于真空处理基板的设备、基板载体和掩模载体。
根据本公开内容的另一方面，提供一种用于在真空腔室中传送基板载体和掩模载体的方法。该方法包括利用真空腔室中的对准系统的致动器将基板载体和掩模载体相互对准；补偿或减少从真空腔室传递到致动器的机械噪音、动态变形和静态变形中的至少一个。
实施方式还涉及用于执行所公开的方法的设备，并且包括用于执行每个所描述的方法方面的设备部分。这些方法方面可以通过硬件部件、由适当软件编程的计算机，由以上两者的任何组合或以任何其他方式来执行。此外，根据本公开内容的实施方式还涉及用于操作所描述的设备的方法。用于操作所描述的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的方式，可以通过参考实施方式来对上面简要说明的本公开内容有更具体的描述。附图涉及本公开内容的实施方式并且在下文中进行描述：
图1A绘示根据本文描述的实施方式的第一轨道组件或第一传送组件和基板载体的示意图。
图1B绘示根据本文描述的实施方式的第二轨道组件或第二传送组件和掩模载体的示意图。
图2绘示根据本文描述的实施方式的用于真空处理基板的设备的示意图。
图3A绘示根据本文描述的实施方式的用于具有对准系统或固持装置的基板的真空处理设备的示意图。
图3B绘示根据本文描述的实施方式的用于具有对准系统或固持装置的基板的真空处理设备的示意图。
图4和图5绘示根据本文描述的另外实施方式的用于具有对准系统或固持装置的基板的真空处理设备的示意图。
图6绘示根据本文描述的另外实施方式的用于具有对准系统或对准系统或固持装置的基板的真空处理设备的示意图。
图7绘示根据本文描述的实施方式的用于真空处理基板的系统的示意图。
图8绘示根据本文描述的实施方式的用于在真空腔室中传送基板载体和掩模载体的方法的流程图。
图9A绘示根据本文描述的另外实施方式的用于具有对准系统或固持装置的基板的真空处理设备的一部分的示意图。
图9B绘示根据本文描述的一些实施方式的对准框架，例如用在图9A的设备中。
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，其中的一个或多个示例在附图中绘示。在附图的以下描述中，相同的附图标记代表相同的部件。通常，仅描述关于各个实施方式的差异。每个示例通过解释本公开内容的方式提供，但不意味着对本公开内容的限制。此外，作为一个实施方式的一部分阐述或描述的特征可以用在其他实施方式上或与其他实施方式结合使用，以产生又一个实施方式。这意味着说明书包括这样的修改和变化。
本公开内容提供用于基板载体的第一轨道组件或第一传送组件和用于掩模载体的第二轨道组件或第二传送组件，其可以在至少一个维度上尺寸相同。换句话说，掩模载体可装配到第一轨道装置中，并且基板载体可装配到第二轨道装置中。第一轨道装置和第二轨道装置可灵活地使用，同时通过真空系统提供载体的精确且平稳的传送。轨道组件是指用于传送载体的轨道，并且因此可以被称为传送组件。对准系统或固持装置允许基板相对于掩模精确对准，反之亦然。可实现高质量的处理结果，例如用于生产高分辨率OLED装置。
图1A绘示第一传送组件110和基板载体120的示意图。图1B绘示第二传送组件130和掩模载体140的示意图。图2绘示根据本文描述的实施方式的用于真空处理基板10的设备200的示意图。
设备200包括真空腔室、配置用于传送基板载体120的第一传送组件110、配置用于传送掩模载体140的第二传送组件130和对准系统配置用于将基板载体120和掩模载体140相互定位。第一传送组件110包括配置为在基板10的第一端12处支撑基板载体120的一第一部分，例如第一轨道112，以及配置为在基板10的第二端14处驱动或支撑基板载体120的第二部分，例如第二轨道114，第二端14与基板10的第一端12相对。第二传送组件130包括另外的第一部分，例如另外的第一轨道132，配置为在掩模20的第一端22处支撑掩模载体140，以及另外的第二部分，例如另外的第二轨道134，配置为在掩模20的第二端24处支撑掩模载体140，第二端24与掩模20的第一端22相对。对于一些实施方式，第一传送组件110的第一部分与第二部分之间的第一距离D和第二传送组件130的另外的第一部分与另外的第二部分之间的第二距离D'可以基本上相等或基本上相同。距离可以在第二方向(y方向)上定义，该第二方向可以是基本上垂直的方向。
本文描述的实施方式是有关于具有对准系统的基板载体和掩模载体之间的对准。对准系统由机械隔离元件(如减振器或振荡衰减器)安装在真空腔室上。此外，连接至基板载体和掩模载体的对准系统的致动器经由机械隔离元件，特别是仅经由机械隔离元件连接至真空腔室。也就是说，基板载体与掩模载体之间的机械连接路径是直接路径，即不经过真空腔室或真空腔室的壁。
这种对准系统对于具有基本上相同的距离(即第一距离D和第二距离D')的轨道组件可能是特别有益的。第一传送组件110或轨道组件的尺寸可以设定为能够传送掩模载体140，并且第二传送组件130或轨道组件的尺寸也可以设定为能够传送基板载体120。第一传送组件110和第二传送组件130可灵活使用，同时提供通过真空系统的载体的准确且平稳的传送。
贯穿本公开内容所使用的“基本上相等”或“基本上相同”尤其在提及距离(例如第一部分与第二部分之间的距离D和D')时理解为允许从完全相同/一致中的微小偏差。作为一个示例，第二距离D'可以在D±(5％×D)的范围内，或者可以在D±(1％×D)的范围内。该偏差可能是由于制造公差和/或热膨胀。然而，该距离被认为基本上相等或基本上相同。
真空腔室可以包括腔室壁201。如图2中示例性所示，第一传送组件110和第二传送组件130可以配置在真空腔室的腔室壁201与一个或多个沉积源225之间。特别地，第一传送组件110可以配置在腔室壁201与第二传送组件130之间。同样，第二传送组件130可以配置在第一传送组件110与一个或多个沉积源225之间。
参考图1A，基板载体120可以包括提供支撑表面122的支撑结构或主体，支撑表面122可以是基本上平坦的表面，配置用以接触例如基板10的后表面。特别地，基板10可以具有与后表面相对的前表面(也称为“处理表面”)，并且在真空处理期间在前表面上沉积层，例如真空沉积处理。基板10的第一端12可以是基板10的第一边缘，并且基板10的第二端14可以是基板10的第二边缘。处理表面可以在第一端或第一边缘与第二端或第二边缘之间延伸。第一端(或第一边缘)和第二端(或第二边缘)可以例如在第一方向上基本上彼此平行地延伸。类似地，掩模20的第一端22可以是掩模20的第一边缘，并且掩模20的第二端24可以是掩模的第二边缘。第一端(或第一边缘)和第二端(或第二边缘)可以基本上彼此平行地延伸，例如在第一方向上，其可以是x方向。
根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，基板载体120可以是提供静电力的静电吸盘(E-吸盘)，用于将基板10和可选的掩模固持在基板载体120处，并且特别是在支撑表面122处。作为一个示例，基板载体120包括电极装置(未绘示)，该电极装置配置为提供作用在基板10和掩模20中的至少一个上的吸引力。
根据一些实施方式，基板载体120包括具有多个电极的电极装置和控制器，该电极装置提供用于将基板10和掩模20中的至少一个固持在支撑表面122处的吸引力。控制器可以配置为将一个或多个电压施加到电极装置以提供吸引力(也被称为“夹紧力”)。
电极装置的多个电极可以嵌入到主体中，或者可以被提供(例如放置)在主体上。根据可与本文描述的其它实施方式组合的一些实施方式，所述主体是电介质体，例如电介质板。电介质体可以由电介质材料制成，优选为高热导率电介质材料，例如热解氮化硼(pyrolytic boron nitride)、氮化铝(aluminum nitride)、氮化硅(silicon nitride)、氧化铝(alumina)或等效材料，但也可以由诸如聚酰亚胺的材料制成。在一些实施方式中，多个电极(例如精细金属条的网格)可以放置在电介质板上并用薄的电介质层覆盖。
根据可与本文所述的其它实施方式组合的一些实施方式，基板载体120包含配置用于将一个或多个电压施加到所述多个电极的一个或多个电压源。在一些实施方式中，所述一个或多个电压源配置为将所述多个电极中的至少一些电极接地。作为一个示例，一个或多个电压源可以配置为将具有第一极性的第一电压、具有第二极性的第二电压和/或接地施加到多个电极。
在本公开内容中，“掩模载体”应理解为配置用于固持掩模的载体。例如，掩模可以是边缘排除掩模(edge exclusion mask)或阴影掩模(shadow mask)。边缘排除掩模是配置用于掩蔽基板的一个或多个边缘区域的掩模，使得在基板的涂覆期间没有材料沉积在一个或多个边缘区域上。阴影掩模是配置用于掩蔽待沉积在基板上的多个特征的掩模。例如，阴影掩模可以包括多个小开口，例如，网格状小开口。
根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，第一传送组件110(或轨道组件)和第二传送组件130(或轨道组件)沿第一方向(x方向)延伸，其可以是基本上水平方向。特别地，第一部分、第二部分、另外的第一部分和另外的第二部分都可以在第一方向上延伸。换句话说，第一部分、第二部分、另外的第一部分和另外的第二部分可基本上彼此平行地延伸。第一部分、第二部分、另外的第一部分和另外的第二部分的延伸也可以被称为“纵向延伸”。
在一些实施方式中，第一传送组件110配置用于至少在第一方向上传送基板载体120。类似地，第二传送组件130可以配置用于至少在第一方向上传送掩模载体140。第一方向也可以称为“传送方向”。
根据一些实施方式，第一部分(例如第一轨道112)和另外的第一部分(例如另外的第一轨道132)配置在由第一方向和垂直于第一方向的另一个方向限定的第一平面中。类似地，第二部分(例如第二轨道114)和另外的第二部分(例如另外的第二轨道134)可配置在由第一方向和另一个方向限定的第二平面中。第一平面和第二平面可以基本上彼此平行。在一些实施方式中，第一平面和第二平面可以是基本上垂直的平面或基本上水平的平面。
根据可与本文描述的其他实施方式组合的一些实施方式，第一方向可以是水平方向(x方向)。另一个方向可以是另一个水平方向或垂直方向。作为一个示例，另一个方向可以是第二方向(y方向)，其可以是基本上垂直的方向，或者可以是第三方向(z方向)，其可以是基本上水平的方向。
在一些实施方式中，第一距离D和第二距离D'被限定在垂直于第一方向和诸如第二方向(y方向)的另一个方向的方向上。第一距离D可以是第一部分与第二部分之间的间距，例如第一部分和第二部分的最外表面或边缘表面之间相互面对的间距。类似地，第二距离D'可以是另外的第一部分与另外的第二部分之间的间距，例如另外的第一部分和另外的第二部分的最外表面或边缘表面之间相互面对的间距。
根据一些实施方式，诸如第一轨道112的第一部分与诸如另外的第一轨道132的另一个第一部分之间的第三距离或第三间距可以是100mm或更小，具体地为70mm或更小，具体地50mm或更小，并且更具体地40mm或更小。类似地，诸如第二轨道114的第二部分与诸如另一个第二轨道134的另一个第二部分之间的第四距离或第四间距可以是200mm或更小，100mm或更小，具体地70mm或更小，更具体地说50mm或更小。第三距离和第四距离可以基本上相同。在一些实施方式中，第三距离和第四距离可以在第二方向(y方向)上定义，该第二方向可以是垂直方向，或者可以在第三方向(z方向)上定义，该第三方向可以是水平方向。后者情况在图2中绘示。距离或间距可以限定在彼此面对的各个部分的边缘或表面之间。
根据可与本文描述的其它实施方式组合的一些实施方式，设备200可配置用于基板载体120和/或掩模载体140的非接触式悬浮和/或非接触式传送。作为一个示例，设备200可以包括导引结构，该导引结构配置为用于基板载体120和/或掩模载体140的非接触式悬浮。同样，设备200可以包括驱动结构，该驱动结构配置用于基板载体120和/或掩模载体140的非接触式传送。第二轨道114和另外的第二轨道可以提供用于悬浮载体和第一轨道的支撑装置，并且另外的第一轨道可以提供用于传送的驱动力的驱动结构，例如沿着x方向。特别地，可以使用磁力而不是机械力将载体固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。
载体的非接触式悬浮和/或传送是有益的，因为在传送期间不产生颗粒，例如由于与轨道的机械接触产生的。可以改进沉积在基板10上的层的纯度和均匀性，因为当使用非接触式悬浮和/或传送时，粒子产生被最小化。
在一些实施方式中，基板载体120具有第一尺寸H(或第一延伸尺寸)且掩模载体140具有另外的第一尺寸H'(或另外的第一延伸尺寸)。可以在垂直于第一方向的方向上限定第一尺寸H和另外的第一尺寸H'。第一尺寸H和另外的第一尺寸H'可以基本上相同。
根据一些实施方式，第一尺寸H和另外的第一尺寸H'等于或小于第一距离D和第二距离D'。换句话说，基板载体120和掩模载体140小于第一部分与第二部分之间的间隙。
第一间隙G1、第二间隙G2、另外的第一间隙G1'和另外的第二间隙G2'可以基本上相同或相等。间隙的尺寸或宽度可以限定在垂直于第一方向的方向上，例如第二方向。作为一个示例，第一间隙G1、第二间隙G2、另外的第一间隙G1'和另外的第二间隙G2'可以小于30mm，具体地小于10mm，并且更具体地小于5mm。作为一个示例，第一间隙G1、第二间隙G2、另外的第一间隙G1'和另外的第二间隙G2'中的至少一个可以在1mm与5mm之间的范围内，并且较佳地在1mm与3mm之间的范围内。
一个或多个沉积源225可以设置在真空腔室中。基板载体120可以配置为在真空沉积过程期间固持基板10。真空系统可以配置用于例如用于制造OLED装置的有机材料的蒸发。作为一个示例，一个或多个沉积源225可以是蒸发源，特别是用于在基板上沉积一种或多种有机材料以形成OLED装置的层的蒸发源。用于支撑基板10的基板载体120可以沿着由第一传送组件110提供的传送路径(例如线性传送路径)，传送进入并且通过真空腔室并且特别地进入和/或通过沉积区域。
材料可以沿着发射方向从一个或多个沉积源225朝向待涂覆基板10所处的沉积区域发射。例如，一个或多个沉积源225可以提供具有沿着一个或多个沉积源225的长度配置在至少一条线中的多个开口和/或喷嘴的线源。材料可以通过多个开口和/或喷嘴喷射。
本公开内容的设备可以配置用于定位载体，特别是基板载体和/或掩模载体。特别地，该设备可以配置用于沿着传送组件移动基板载体和/或掩模载体。更具体地说，该设备可以配置用于通过沿着第一传送组件移动基板载体来将基板载体定位在第一位置。另外，该设备可以配置为通过沿着第二传送组件移动掩模载体来将掩模载体定位在第二位置。例如，第一传送组件或轨道组件和第二传送组件或轨道组件可以配置用于非接触式传送。因此，该设备可以配置用于相互独立地移动基板载体和掩模载体，使得基板载体和掩模载体可以彼此相对定位，例如，用于将基板载体与掩模载体对准。
根据可与本文描述的其他实施方式组合的一些实施方式，载体配置用于将基板和掩模固持或支撑在基本上垂直的方向上。如贯穿本公开内容所使用的，特别是当提及基板取向时，“基本上垂直”被理解为允许与垂直方向或取向有±20°或更低的偏差，例如，±10°或更低。可以提供例如这种偏差是因为与垂直取向有一些偏差的基板支撑可能导致更稳定的基板位置。此外，当基板向前倾斜时，更少的颗粒到达基板表面。然而，例如在真空沉积过程期间，基板取向被认为是基本垂直的，这被认为不同于水平基板取向，可以被认为是水平±20°或更低。
术语“垂直方向”或“垂直取向”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”与例如载体的基本上垂直的取向有关，其中几度的偏差，例如从精确的垂直方向或垂直取向到10°或甚至高达15°仍然被认为是“基本上垂直的方向”或“基本上垂直的取向”。垂直方向可以基本上平行于重力。
本文描述的实施方式可用于在大面积基板上蒸发，例如用于OLED显示器制造。具体而言，提供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，对应于约0.67m2的表面积(0.73m×0.92m)，第5代，对应于约1.4m2的表面积(1.1m×1.3m)，第7.5代，对应于约4.29m2的表面积(1.95m×2.2m)，第8.5代，相对于约5.7m2的表面积(2.2m×2.5m)，或甚至第10代，相对于约8.7m2的表面积(2.85m×3.05m)。甚至更大的一代，如第11代和第12代以及相对应的表面积可以类似地实施。世代的一半尺寸也可以在OLED显示器制造中提供。
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0.1至1.8mm。基板厚度可以是大约0.9mm或更小，例如0.5mm。本文使用的术语“基板”可以特别包括基本上非柔性的基板，例如晶片、诸如蓝宝石之类的透明晶体片或者玻璃板。然而，本公开内容不限于此，并且术语“基板”还可以包括例如网或箔的柔性基板。术语“基本上不柔性”理解为区分“柔性”。具体而言，基本上非柔性的基板可以具有一定程度的柔性，例如，厚度为0.9mm或更小，例如0.5mm或更小的玻璃板，其与柔性基板相比，基本上不柔性基板的柔性小。
根据本文描述的实施方式，基板可以由适合于材料沉积的任何材料制成。例如，基板可以由选自玻璃(例如钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃等)、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处理而被涂覆的材料的组合。
术语“掩蔽”可以包括减少和/或阻碍材料在基板10的一个或多个区域上的沉积。掩蔽例如可以用于限定待涂覆的区域。在一些应用中，仅涂覆基板10的一部分，并且未涂覆的部分被掩模覆盖。
图3A绘示根据本文描述的其他实施方式的用于真空处理的设备300的示意图。
设备300包括固持装置，例如对准系统310。对准系统310可以配置为将基板载体120和掩模载体140相互定位。作为一个示例，对准系统310可以配置为通过在保持掩模载体140静止的同时移动基板载体120或者通过在保持基板载体120静止的同时移动掩模载体140，以相互对准基板载体120和掩模载体140。在又一些示例中，基板载体120和掩模载体140都可以移动以将基板载体120和掩模载体140相互定位或对准。
根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，固持装置(例如对准系统310)可配置用于固持基板载体120和/或掩模载体140。对准系统310可以至少部分地配置在第一传送组件与第二传送组件之间。作为一个示例，对准系统310的一个或多个固持装置(例如第一安装件316和第二安装件314)可配置在第一部分(例如第一轨道112)与另外的第一部分(例如另外的第一轨道132)之间。对准系统310的一个或多个另外的固持装置可配置在第二部分(例如第二轨道114)与另外的第二部分(例如另外的第二轨道134)之间。通过提供对准系统310至少部分地在第一传送组件和第二传送组件之间，可以改进基板载体120和掩模载体140的对准。
在一些实施方式中，对准系统310包括一个或多个固持装置，例如第一安装件316和第二安装件314，配置为可在平行于传送方向(x方向)的移动方向上移动和/或移动方向不同于基板传送方向(即，第一方向)。致动器318在图3A中由箭头表示，可以使第一安装件316和第二安装件相互移动。例如，所述一个或多个固持装置可以配置成可以在基本上平行的方向上和/或在基本上垂直于基板表面的平面的方向上移动。
提供一种用于分别支撑基板载体和掩模载体的对准系统或一种用于分别支撑和对准载体的固持装置。对准系统可以包括可连接到基板载体和掩模载体中的至少一个的两个或更多个致动器。例如，图3A绘示上部致动器318和下部致动器318。致动器可以设置在矩形载体的所有四个角附近。对准系统配置为将基板载体支撑在第一平面中或与第一平面平行。两个或更多个致动器中的第一致动器可以配置为至少在第一方向上使基板载体和掩模载体相互移动。两个或更多致动器中的第二致动器可以配置为至少在第一方向和不同于第一方向的第二方向上使基板载体和掩模载体相互移动，并且其中第一方向和第二方向在第一平面上。此外，两个或更多个对准致动器中的至少一个致动器可以配置为在第三方向(图3A中的z方向)上使基板载体120和掩模载体140相互移动，特别是其中第三方向基本上垂直于第一平面和/或基板表面11。在一些实施方式中，例如四个致动器中的至少一个致动器不配置为沿第一方向或第二方向主动地移动载体，但仅在第三个方向上移动载体。
根据可与本文描述的其它实施方式组合的一些实施方式，第一致动器可相对于第二方向浮动，例如图3A中的y方向。术语“浮动”可理解为致动器允许载体沿第二方向的移动(例如由另一个致动器驱动)。作为一个示例，第一致动器配置为主动地沿第一方向移动基板载体120，并配置为被动地允许基板载体120沿第二方向移动。在一些实现中，术语“浮动”可以理解为“可自由移动”。
在一些实施方式中，掩模载体140可以在第二传送组件上被传送到设置对准系统310的预定位置上。致动器可以将掩模载体140移动到预定位置。此后，基板载体120可以在第一传送组件上被传送到对应于掩模载体140的预定位置上。由各自的第一安装件和第二安装件连接到载体的致动器将掩模载体和基板载体相互对准。在对准之后，可以将掩模固定到基板上，例如，由磁力或电磁力夹紧。
根据可与本文描述的其他实施方式结合的一些实施方式，固持装置可以是或可以包括配置用于相对于掩模载体140对准基板载体120的对准系统。特别地，对准系统可以配置为调整基板载体120相对于掩模载体140的位置。例如，对准系统可以包括两个或更多个致动器，例如四个致动器。例如，对准系统可以配置用于使固持基板10的基板载体120相对于固持掩模20的掩模载体140对准，以便在材料沉积期间提供基板10与掩模20之间的适当对准，例如，有机材料的沉积期间。
在一些实施方式中，掩模载体140可以移动到第二传送组件上的预定掩模位置。此后，固持装置或对准系统310可以接合以固持掩模载体140。在掩模载体140被定位之后，基板载体120可以移动到预定的基板位置。此后，固持装置或对准系统310可以接合以固持基板载体120。然后，基板载体120可以相对于掩模载体140被对准，例如由如本文所述的对准系统。
在一些实施方式中，对准系统包括用于将基板载体120和掩模载体140相互定位的一个或多个致动器。作为一个示例，两个或更多个致动器可以是用于将基板载体120和掩模载体140相互定位的压电致动器。然而，本公开内容不限于压电致动器。作为一个示例，两个或更多个对准致动器可以是电动或气动致动器。两个或更多个对准致动器可以例如是线性对准致动器。在一些实施方式中，两个或更多个对准致动器可以包括由以下组成的群组中选择的至少一个致动器：步进致动器、无刷致动器、DC(直流)致动器、音圈致动器、压电致动器、气动致动器以及上述任何组合。
根据一些实施方式，一个或多个致动器可以设置在第一传送装置和第二传送装置之间。特别地，一个或多个对准致动器可以设置在基板载体120和掩模载体140之间。一个或多个对准致动器可以以节省空间的方式实施，进而减小设备的占地面积。此外，经由致动器的第一安装件与第二安装件之间的机械连接路径可以是短的，例如，在各自的预定位置中可以最多为掩模载体和基板载体之间的距离的300％，特别是至多150％的距离。
根据本公开内容的一些实施方式，对准系统310可以配置用于固持掩模载体和/或基板载体。根据可与本文描述的其它实施方式组合的一些实施方式，对准系统可包括至少两个单元，每个单元具有第一安装件、第二安装件和位于第一安装件与第二安装件之间的致动器。安装件可以具有接收部，该接收部能够配置为连接到设置在掩模载体或基板载体上的至少一个配合连接元件。例如，该至少一个配合连接元件可以配置为一锁定螺栓。当掩模载体和/或基板载体处于预定位置时，对准系统和锁定螺栓可有利地用于固持正确的位置。根据一些实施方式，对准系统还可以包括安装件，其中安装件利用例如磁力的磁性固定装置连接到掩模载体和/或基板载体。磁性固定装置可以是例如可以接通或断开的电磁体。电磁体可以由线圈和例如磁芯提供。此外，磁性固定装置可以是电永磁体(electropermanent magnet)，其可以例如被启动或停用，即接通或断开。电永磁体可以基于双磁体原理工作。一个或多个第一永磁体可以由“软”或“半硬”磁性材料组成，即具有低矫顽力(low coercivity)的材料。一个或多个第二永磁体可以由“硬”磁性材料组成，即具有较高矫顽力的材料。另外或可选地，一个或多个第一永磁体可以由“软”或“半硬”磁性材料组成，即具有低矫顽力的材料，其可以用电磁体启动。例如，该一个或多个安装件可以包括电磁体，该电磁体可以接通用于将该安装件接合到掩模载体或基板载体。根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，固持装置可包括两个安装件，即用于固持掩模载体的一个安装件和用于固持基板载体的一个安装件。例如可以为固持装置提供两个磁性安装件。
如图3A所示，对准系统310可以包括机械隔离元件312。机械隔离元件设置在致动器与对准系统安装到真空腔室的位置之间，例如真空腔室的壁。因此，真空腔室的振动、振荡或变形对掩模载体和基板载体的对准具有减小的影响或没有影响。机械隔离元件可以配置为补偿静态和/或动态变形。根据一些实施方式，致动器318设置在第一安装件316和第二安装件314之间。机械隔离元件312设置在致动器318与对准系统与真空腔室的连接之间，例如连接到真空腔室的壁，例如连接到真空腔室的顶壁。机械隔离元件也设置在安装件与对准系统与真空腔室的连接之间。第一安装件和第二安装件之间的直接机械连接路径包括致动器。第一安装件和第二安装件之间的直接机械连接通路不包括机械隔离元件或真空腔室的一部分，例如真空腔室的壁的一部分。这种配置允许致动器和连接到致动器的安装件从真空腔室中机械分离。
图3B绘示根据本文描述的其他实施方式的用于真空处理的设备300的示意图。设备300包括对准系统310。对准系统310可以配置成如上所述相互定位基板载体120和掩模载体140，例如关于图3A。
根据可以与本文描述的其他实施方式组合的一些实施方式，对准系统310可以配置用于固持基板载体120和/或掩模载体140。对准系统310可以至少部分地配置在第一传送组件与第二传送组件之间。作为一个示例，固持装置的一个或多个安装件可配置在第一部分(例如第一轨道112)和另外的第一部分(例如另外的第一轨道132)之间。固持装置的一个或多个另外的安装件可以配置在第二部分(例如第二轨道114)和另外的第二部分(例如另外的第二轨道134)之间。安装件可以例如是磁性元件或锁定螺栓。
在一些实施方式中，对准系统310可以配置在真空腔室的顶壁和/或底壁处。对准系统至少部分地设置在掩模载体和基板载体之间或各自的轨道部分之间的间隙内。作为一个示例，对准系统310可以从底壁延伸到第一部分(例如第一轨道112)与另外的第一部分(例如另外的第一轨道132)之间的位置。同样，对准系统310可以从顶壁延伸到第二部分(例如第二轨道114)与另外的第二部分(例如另外的第二轨道134)之间的位置。根据本公开内容的一些实施方式，其可与在本文描述的其他实施方式相结合，对准系统设置在第一轨道与第二轨道之间的间隙中，可为设备300提供掩模轨道和载体轨道，其中掩模载体大于基板载体或反之亦然。使掩模载体大于基板载体减小了腔室部件的风险，例如，腔室壁的一部分涂覆有材料。例如，第一轨道112与另外的第一轨道之间可能存在偏移。附加地或替代地，第二轨道114与另外的第二轨道134之间可能存在偏移。
通过在第一传送组件与第二传送组件之间提供对准系统310，可以改进基板载体120和掩模载体140的对准。例如，可以减小对准系统的长度(尺寸)，即连接到致动器的第一安装件和第二安装件之间的距离可以减小，使得不准确性可能不会通过具有安装件的臂的长度的杠杆作用来增加。根据一个实施方式，对准系统可以至少部分地设置在第一轨道和第二轨道之间的间隙中。对准系统配置为固持第一载体(例如基板载体)在面向间隙的一侧，并且对准系统配置为固持第二载体(例如掩模载体)在面向间隙的一侧。
图4绘示用于例如在一个或多个基板上的材料沉积的真空处理的设备300。沉积源225，特别是蒸发源可以设置在真空处理腔室中。图4绘示真空处理腔室的一部分，即侧壁、顶壁和底壁。基板载体中的基板10设置在沉积源的两侧上。沉积源可以改变蒸发的方向。例如，沉积源可以蒸发到左侧，如图4中的箭头所示。然后可以例如通过沉积源225的旋转蒸发到右侧。
在一些实施方式中，对准系统310可以配置在真空腔室的顶壁和/或底壁处。举例来说，对准系统310可从底壁延伸到第一部分(例如第一轨道112)与另外的第一部分(例如另外的第一轨道132)之间的位置。同样，对准系统310可从顶壁延伸到第二部分(例如第二轨道114)与另外的第二部分(例如另外的第二轨道134)之间的位置。在对准系统310与顶壁和致动器318的连接之间，提供机械隔离元件312。机械隔离元件312将致动器318与真空腔室的顶壁机械地分离。在另一个对准系统310与底壁和另一个致动器318的连接之间，提供机械隔离元件312。机械隔离元件312将另一个致动器318与真空腔室的底壁机械地分离。
图5绘示类似于图4的用于对一个或多个基板进行真空处理的设备。与图4相比，图5中绘示的对准系统连接到真空腔室的侧壁201。根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，一个或多个对准系统可连接到真空腔室的侧壁。另外地或替代地，一个或多个对准系统可以连接到真空腔室的顶壁或底壁。在图5中，对准系统由机械隔离元件312连接到真空腔室。根据本文所述的实施方式，对准系统连接机械隔离元件或由机械隔离元件连接。
根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，机械隔离元件可以是减振器、振荡衰减器、衬套、橡胶衬套和主动机械补偿元件中的至少一个。主动机械补偿元件可以是压电电子单元，其主动地补偿真空腔室或所有真空腔室的振动或变形。例如，真空腔室可能在系统排空期间变形或者发生来自系统部件的振动，例如，真空泵或其中设备提供的建筑物可能发生的振动。机械隔离元件可以补偿静态和动态变形，特别是动态变形。例如，被动机械隔离可以由提供限定的机械传输行为的材料/装置组合来提供，例如使用弹性体、负刚度装置(NSD,negative stiffness device)、弹簧/弦线、液压/气动衰减器、调谐质量衰减器或其组合。被动机械隔离可以包括弹性体、NSD、弹簧、弦线、液压衰减器、气动衰减器和调谐质量衰减器中的至少一个。附加地或可替代地，主动隔离可以由主动机械补偿元件提供，例如压电元件、电磁操作器、电活性聚合物(EAP，electroactive polymer)和线性马达中的至少一个。
图9A绘示用于一个或多个基板的真空处理的另一个设备300的一部分。对准系统310位于载体之间，即掩模载体和基板载体之间。根据可与本文描述的其它实施方式组合的一些实施方式，对准系统310可配置为提供三个方向或三个轴线的对准，例如图9A及图9B中所说明的x-、y-和z-方向。例如，一个对准系统可以配置用于沿着一个方向对准，并且另一个对准系统可以配置用于沿着另一个方向对准。附加地或替代地，对准系统可以配置用于沿着两个或更多个方向对准。例如，可以用一个致动器或致动器的组合提供沿着两个或更多个方向的对准。
固持装置或安装件(314、316)可以提供对准系统和载体之间的连接。例如，可以使用磁性夹具。该磁性夹具可以由电磁铁、电永磁体和/或可切换磁体提供。图9B绘示使得看到连接到框架910的第二安装件314侧视图。根据可与本文描述的其它实施方式组合的一些实施方式，对准系统310安装到框架910。框架910可安装到真空腔室，例如安装到真空腔室的顶壁和底壁，具有包括机械隔离元件312的连接。
图9B绘示框架910与真空腔室(未绘示)的壁之间的与机械隔离元件312的四个连接。具有安装件和致动器的六个对准系统连接到框架910。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，包括真空腔室和框架之间的机械隔离元件的连接的数量等于或小于安装在框架上的对准系统的数量。使用框架将对准系统安装到框架上，尤其是刚性框架，允许对准系统之间的直接机械连接路径，这改善了整体对准。此外，如上所述，框架可以经由机械隔离元件与真空腔室机械隔离。因此，本文描述的实施方式可以提供用于分离相互对准的掩模和基板载体的振动隔离对准器。本文描述的实施方式可以经由致动器在掩模载体和基板载体之间提供直接机械连接路径，并且将真空腔室从直接机械连接路径中排除。此外，安装件经由机械隔离元件提供到真空腔室的直接机械连接路径，并且可以另外经由框架提供。
根据一些实施方式，掩模载体和基板载体相互的对准可以通使各自的轨道中的那些载体与固持装置(例如对准系统的安装件或夹具)固持一段距离来提供，例如对准系统安装到一个框架。掩模载体可以由致动器(沿着图9A中的z方向)进入夹持位置，并且可以夹持到对准系统。基板载体可以由致动器(沿着图9A中的z方向)进入夹持位置，并且可以夹持到对准系统。可以连接到框架的对准系统，在两个载体之间的所有三个方向上提供对准。对准后，可将掩模夹在基板上。
图6绘示用于一个或多个基板的真空处理的另一设备300。图6中所示的对准系统310包括分别设置在基板载体和掩模载体之间的第一安装件，或者分别设置在与基板载体和掩模载体(即第一传送组件和第二传送组件)之间的间隙平行的平面中的第一安装件。对准系统的另外安装件分别设置在基板载体或传送组件的相对侧上。因此，掩模载体和基板载体由来自同一侧的安装件安装。替代图6中所示的实施方式，其中安装件从左侧接触载体，安装件也可以从右侧接触载体。如图6所示，对准系统310的至少一部分设置在间隙内或邻近间隙。对准系统310使用机械隔离元件或经由机械隔离元件连接到真空腔室。根据另外的实施方式，类似的概念是可能的，其中对准系统的第一安装件和对准系统的第二安装件从与间隙相对的侧面连接到各自的载体。这种配置还可以允许安装件和真空腔室之间的机械连接路径仅经由机械隔离元件。
图7绘示根据本文描述的实施方式的用于真空处理基板的系统700的示意图。
系统700包括根据本文描述的实施方式的真空处理基板的装置、基板载体120和掩模载体140。在一些实施方式中，第一传送组件110配置用于传送基板载体120和掩模载体140，和/或第二传送组件130配置用于传送基板载体120和掩模载体140。
根据可与本文所述的任何其他实施方式组合的一些实施方式，系统700包括具有根据本文所述的任何实施方式的装置的真空腔室(例如，真空处理腔室701)。此外，系统700包括具有传送装置的至少一个另外的腔室702。至少一个另外的腔室702可以是旋转模块、传送模块或其组合。在旋转模块中，传送组件和配置在其上的载体可以围绕旋转轴线(例如垂直旋转轴线)旋转。作为一个示例，载体可以从系统700的左侧传送到系统700的右侧，反之亦然。传送模块可以包括轨道，使得载体可以通过传送模块以不同的方向转移。真空处理腔室701可以配置用于沉积有机材料。可以在真空处理腔室701中提供沉积源225，特别是蒸发源。沉积源225可以设置在轨道或线性引导件722上，如图7中示例性所示的。线性引导件722可以配置为用于沉积源225的平移运动。此外，可以提供用于提供沉积源725的平移运动的驱动器。特别地，可以提供用于沉积源225的非接触式传送的传送设备。
可以提供配置用于沉积源225沿线性引导件722的平移运动的源支撑件731。源支撑件731可支撑蒸发坩埚721和配置在蒸发坩埚721上的分配组件726。因此，蒸发坩埚721中产生的蒸汽可向上移动并从分配组件的一个或多个出口移出。因此，分配组件726配置用于从分配组件向基板提供蒸发的有机材料，特别是蒸发的源材料的羽状物(plume)。
如在图7中示例性所示的，真空处理腔室701可以具有栅阀715，真空处理腔室701可以经由栅阀715连接到相邻的另外腔室702，例如，路由模块或相邻的服务模块。特别地，栅阀715允许对相邻的另外腔室进行真空密封并且可以打开和关闭，以将基板和/或掩模移入或移出真空处理腔室701。
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。这里使用的术语“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。如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认为是真空腔室内蒸发材料的分压或总压力(当仅蒸发材料作为成分存在时，其可以近似相同沉积在真空腔室中)。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成分(例如气体之类)。
通过示例性参考图7，根据可与本文所述的任何其他实施方式组合的实施方式，两个基板(例如，第一基板10A和第二基板10B)可以支撑在各自的传送轨道上，诸如本文所述的各自的第一传送组件110。此外，两个轨道，例如是可以提供如本文所述的用于在其上提供掩模载体140的两个第二传送组件120。特别地，用于传送基板载体120和/或掩模载体140的轨道可以如参照图1至图6所描述的来配置。
在一些实施方式中，基板的涂覆可以包括由各自的掩模(例如边缘排除掩模或阴影掩模)掩蔽基板。根据一些实施方式，例如图7中示例性所示的掩模，在掩模载体140中提供对应于第一基板10A的第一掩模20A和对应于第二基板10B的第二掩模20B，以将掩模固持在预定位置上。
根据可与本文描述的其他实施方式组合的一些实施方式，基板由基板载体120支撑，基板载体120可连接到如本文所述的对准系统(图7中未绘示)。对准系统可以配置用于调整基板相对于掩模的位置。应该理解为，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他实施方式组合的另一个实施方式，可替换地或附加地，固持掩模的掩模载体140可以连接到对准系统。因此，掩模可以相对于基板定位，或者掩模和基板可以相互定位。如本文所述的对准系统，可以允许在沉积过程期间适当对准掩模，这对于高质量或OLED显示器制造是有益的。
掩模和基板相互对准的示例包括致动器，其可以允许在限定平面的至少两个方向上进行相对对准，该平面基本上平行于基板平面和掩模平面。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。通常，掩模和基板可以基本上彼此平行。具体地，该对准可以进一步在基本上垂直于基板平面和掩模平面的方向上进行。因此，对准单元至少配置用于X-Y对准，并且特别地用于掩模和基板相互的X-Y-Z对准。可以与本文描述的其他实施方式组合的一个具体示例是将基板在x方向、y方向和z方向上对准到可以在真空处理腔室中固持静止的掩模。
图8绘示根据本文描述的实施方式的用于在真空腔室中对准基板载体和掩模载体的方法800的流程图。方法800可以利用根据本公开内容的设备和系统。
方法可以包括利用对准系统的致动器将基板载体和掩模载体相互对准(参见框810)。补偿或减少(见框810)机械噪音、来自系统的振动以及来自建筑物的振动，即可能从真空腔室例如从真空腔室的壁传递到致动器的动态和静态变形中的一种。
此外，一种可以包括经由致动器在掩模载体和基板载体之间提供直接机械连接路径的方法。例如，直接机械连接路径不包括真空腔室的一部分，例如真空腔室的壁的一部分。根据可与本文描述的其它实施方式组合的一些实施方式，载体(例如基板载体和/或掩模载体)在各自的轨道组件或传送组件上的传送可设置有磁悬浮系统以用于载体的非接触式传送。载体可以使用非接触式传送系统相互预先对准。在预对准之后，对准系统可以例如以第一安装件和第二安装件连接到载体，并且可以提供与机械接触的精确对准，例如，对准系统的机械接触。机械精细对准可以由根据本文描述的实施方式的致动器提供。
例如磁悬浮系统的非接触式传送系统的预先对准和由致动器的机械接触的精确对准的组合，允许对准系统具有降低的复杂性并因此降低拥有成本。例如，这可以由与悬浮系统预先对准来提供。
根据本文描述的实施方式，用于在真空腔室中对准和/或传送基板载体和掩模载体的方法可以使用计算机程序、软件、计算机软件产品和相关控制器来进行，所述控制器可以具有CPU、存储器、用户接口以及与设备的相对应部件通信的输入和输出装置。
本公开内容提供一种用于基板载体的第一传送组件和用于掩模载体的第二传送组件，可以在至少一个维度上尺寸相同。换言之，掩模载体可以装配到第一传送组件或轨道组件中，并且基板载体可以装配到第二传送组件或轨道组件中。第一传送组件和第二传送组件可被灵活使用，同时提供通过真空系统的载体的精确且平稳的传送。对准系统或固持装置分别允许基板相对于掩模的精确对准，反之亦然。可实现高质量的处理结果，例如用于生产高分辨率OLED装置。
虽然前述内容涉及本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下可以设计本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且其范围由随附的权利要求书确定。

Claims (18)

1.一种用于处理基板的设备，包括：
真空腔室；
在所述真空腔室中的基板传送组件；
在所述真空腔室中的掩模传送组件；和
对准系统，包括在所述真空腔室中的致动器；和
在所述致动器与所述真空腔室之间的机械隔离元件。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述对准系统安装到框架。
3.如权利要求1至2中任一项所述的设备，其中所述对准系统包括：
第一安装件和第二安装件，所述第一安装件用于将基板载体安装到所述对准系统，所述第二安装件用于将掩模载体安装到所述对准系统。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述致动器设置在所述机械隔离元件与所述第一安装件之间的机械连接路径中，并且所述致动器设置在所述机械隔离元件与所述第二安装件之间的机械连接路径中。
5.如权利要求3至4中任一项所述的设备，其中所述致动器配置为使所述第一安装件和所述第二安装件相互移动。
6.如权利要求3至5中任一项所述的设备，其中所述致动器连接到所述第一安装件和所述第二安装件，并且设置在所述第一安装件与所述第二安装件之间。
7.如权利要求3至6中任一项所述的设备，其中所述第一安装件和所述第二安装件中的至少一个包括磁性固定装置。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述磁性固定装置包括电磁体或电永磁体中的至少一个。
9.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述致动器选自于由以下组成的群组：步进致动器、无刷致动器、DC(直流)致动器、音圈致动器、气动致动器和压电致动器。
10.如权利要求1至9中任一项所述的设备，其中所述对准系统的至少一部分设置在所述掩模传送组件与所述基板传送组件之间。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述第一安装件和所述第二安装件中的至少一个设置在所述掩模传送组件与所述基板传送组件之间。
12.如权利要求10至11中任一项所述的设备，其中所述第一安装件和所述第二安装件经由所述致动器机械连接。
13.如权利要求1至12中任一项所述的设备，其中所述机械隔离元件是减振器、振荡衰减器、衬套、橡胶衬套和主动机械补偿元件中的至少一个。
14.一种用于处理基板的系统，包括：
如权利要求1至13中任一项所述的设备；
基板载体，设置在所述基板传送组件上；和
掩模载体，设置在所述掩模传送组件上。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述基板传送组件配置用于所述基板载体的非接触式传送，并且所述掩模传送组件配置用于所述掩模载体的非接触式传送。
16.一种用于对准腔室中的基板载体和掩模载体的方法，包括：
利用包括所述真空腔室中的一个或多个致动器的对准系统将所述基板载体和所述掩模载体相互对准；和
补偿或减少从所述真空腔室传递到所述致动器的机械噪音、动态变形和静态变形中的至少一种。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括：
将所述掩模载体安装到所述致动器；和
将所述基板载体安装到所述致动器，其中经由所述致动器提供所述掩模载体与所述基板载体之间的直接机械连接路径。
18.如权利要求16至17中任一项所述的方法，进一步包括：
在基板传送组件上非接触式地传送所述基板载体；
在掩模传送组件上非接触式地传送所述基板载体；和
用所述基板传送组件和所述掩模传送组件中的至少一个使所述基板载体和所述掩模载体相互对准。
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