CN110651361A - 真空处理系统以及操作真空处理系统的方法 - Google Patents

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Abstract

描述一种用于输送带有基板的载体的真空处理系统。所述系统包括：第一真空处理腔室，所述第一真空处理腔室用于处理所述载体上的所述基板；真空缓冲腔室，所述真空缓冲腔室为所述基板提供处理时间延迟；第二真空处理腔室，所述第二真空处理腔室用于在所述基板上掩蔽沉积材料层；以及一个或多个传送腔室，所述一个或多个传送腔室用于从所述第一真空处理腔室输送所述载体至所述真空缓冲腔室，以及用于从所述真空缓冲腔室输送所述载体至所述第二真空处理腔室。

Description

真空处理系统以及操作真空处理系统的方法
技术领域
本公开内容的多个实施方式涉及特别是用于在多个基板上沉积两种、三种或更多种不同的材料的多种真空处理系统及多种操作真空处理系统的方法。多个实施方式特别涉及多种真空处理系统以及多种操作真空处理系统的方法，其中由多个基板载体所支承的多个基板在真空处理系统中沿着基板运输路径被运输例如至各种沉积模块中以及离开各种沉积模块。再者，多个实施方式特别涉及多种真空处理系统以及操作多种真空处理系统的多种方法，其中多个基板由多个基板载体支撑在基本上垂直的取向上。
背景技术
因为许多原因，使用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用来制造这类装置的许多材料相对便宜，所以有机光电装置比起无机装置来具有成本优势的潜力。有机材料的固有特性(诸如柔性)可有利于诸如用于在柔性或非柔性基板上的沉积的应用。有机光电装置的示例包括有机发光装置(organic light emitting devices，OLEDs)、有机显示器、有机光电晶体管、有机光伏电池以及有机光电探测器。
比起传统材料，有机材料的OLED装置可具有性能优势。例如，有机发光层发光的波长可容易地利用适当的掺杂剂调整。OLED装置使用薄有机膜，当跨装置供应电压时，该薄有机膜发光。针对使用于诸如平板显示器、照明(illumination)以及背光的应用来说，OLED装置成为越来越令人感兴趣的技术。
一般在低于大气压的压力(sub-atmospheric pressure)下在真空处理系统中将材料沉积在基板上。在沉积期间，掩模装置可布置在基板的前方，其中掩模装置可具有至少一个开口或多个开口，所述至少一个开口或多个开口限定开口图案，该开口图案对应于例如通过蒸发将在基板上沉积的材料图案。基板一般在沉积期间布置在掩模装置的后方，且相对于掩模装置对准。具有准确对应于显示器的像素分辨率的掩模具有挑战性，特别是对于大面积基板以及基本上垂直的基板取向来说。
一般来说，例如为了制造彩色显示器，五个或更多个或甚至十个或更多个材料层可相继地沉积在基板上。一般来说，在层堆叠中沉积一个或多个有机材料层以及一个或多个金属材料层。特别是，例如对于相继的沉积层来说，金属层的精准度可能导致基板温度增加，这给准确的掩模对准增加了进一步的难度。增加产量以及因此减少真空处理系统的作业时间(tact time)的需求增加了进一步的挑战性。
因此，提供改良的真空处理系统以及操作改良的真空处理系统的方法用于在多个基板上沉积多个材料是有利的。
发明内容
有鉴于上述，提供一种用于处理基板的真空处理系统、一种用于在基板上沉积多层的真空处理系统以及一种操作真空处理系统的方法。
根据一个实施方式，提供一种用于输送带有基板的载体的真空处理系统。该系统包括：第一真空处理腔室，用于处理载体上的基板；真空缓冲腔室，为基板提供处理时间延迟；第二真空处理腔室，用于在基板上掩蔽沉积材料层；以及一个或多个传送腔室，用于从第一真空处理腔室输送载体至真空缓冲腔室以及用于从真空缓冲腔室输送载体至第二真空处理腔室。
根据另一实施方式，提供一种用于在大面积基板上制造有机发光二极管(OLED)显示器的真空处理系统。该系统包括：金属沉积腔室，具有蒸发器，该蒸发器用于在大面积基板上的层堆叠上的待沉积的金属材料；真空缓冲腔室，设置在真空处理系统中的金属沉积腔室的下游，真空缓冲腔室构造成储存支撑多个大面积基板的两个或多个载体；其他沉积腔室，位于真空缓冲腔室的下游且具有其他蒸发器以在大面积基板上沉积材料，该其他沉积腔室包括掩模支撑件，掩模支撑件用于遮蔽这些大面积基板以在对应于显示像素的多个区域上沉积材料的阴影掩模(shadow mask)；以及传送腔室，包括冷却元件，冷却元件邻近载体位置布置，以减少载体的温度。
根据另一实施方式，提供一种操作真空处理系统的方法。该方法包括：在第一作业时段期间，在基板上沉积材料层；在第一作业时段后续的一个或多个第二作业时段期间，在真空缓冲腔室中停放支撑基板的载体；以及在该一个或多个第二作业时段后续的第三作业时段的至少一部分期间，冷却在与冷却元件相邻的传送腔室中的载体。
本公开内容的其他方面、优点以及特征从说明书以及附图中明朗。
附图说明
为了能详细理解本公开内容的上述特征，可参照多个实施方式对简要概述于上的本公开内容进行更具体的说明。附图涉及本公开内容的多个实施方式且描述如下。多个典型实施方式示出在附图中并且在下文的描述中详细说明。
图1A示出在金属沉积后的表示玻璃基板的温度的曲线；
图1B示出表示载体例如静电吸座(electrostatic chuck)随时间变化的温度的曲线；
图2示出根据本公开内容的实施方式的真空处理系统的一部分，其中示出缓冲腔室以及传送腔室，缓冲腔室提供例如用于已处理的基板的先进先出(first-in-first-out)缓冲；
图3示出根据本公开内容的实施方式的表示用于真空处理系统的基板的温度以及载体的温度的曲线；
图4示出根据本公开内容的实施方式的传送腔室中的冷却元件的实施方式；
图5示出根据本公开内容的实施方式的冷却元件；
图6A示出根据本公开内容的实施方式的真空处理系统的示意图，该真空处理系统具有两个或多个真空群集腔室以及连接于一个或多个真空群集腔室的多个处理腔室；
图6B示出图3A的真空处理系统的示意图，以及示出根据本公开内容的实施方式的真空处理系统中的示例性的基板运输或者基板流动；
图7A示出根据本公开内容的实施方式的其他真空处理系统的示意图，该其他真空处理系统具有两个或多个真空群集腔室以及连接于一个或多个真空群集腔室的多个处理腔室；
7B图示出图4A的真空处理系统的示意图，以及示出根据本公开内容的实施方式的真空处理系统中的示例性的基板运输或者基板流动；
图8示出根据本公开内容的实施方式的蒸发源组件的顶视图；以及
图9示出操作真空处理系统的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
现将详细参照各种实施方式，各种实施方式的一个或多个示例示出于附图中。各示例以说明的方式提供而不意味为限制。再者，所示出或描述而作为一个实施方式的部分的特征能用于任何其他实施方式上或与任何其他实施方式结合使用，以产生进一步的实施方式。本公开内容意欲包括这类修改和变化。
在下方的附图说明中，相同的参考数字表示相同或类似的部件。一般来说，仅描述关于个别实施方式的不同之处。除非另有说明，一个实施方式中的部分或方面的描述也适用于另一实施方式中的对应部分或方面。
OLED装置诸如OLED平板显示器可包括多层。例如，可设置五层或更多层、或者甚至10层或更多层的组合。一般来说，多个有机层以及多个金属层沉积在背面上，其中背面可包括薄膜晶体管(TFT)结构。特别是，在封装之前，有机层可能对气体环境(例如大气)敏感。因此，在真空处理系统中制造完整的层堆叠是有利的，该层堆叠包括有机层以及金属层两者。
在本公开内容中，参照特别是用于移动装置的OLED平板显示器的制造。然而，同样可提供类似的考虑、示例、实施方式以及方面以用于其他基板处理应用。对于OLED移动显示器的示例来说，在一些处理腔室中设置通用金属掩模(common metal mask，CMM)。CMM提供用于每一个移动显示器的边缘排除掩模(edge exclusion mask)。每一个移动显示器具有一个开口，且对应于多个显示器之间的区域的基板上的区域主要通过CMM覆盖。其他层可利用精密金属掩模(fine metal mask，FFM)沉积。精密金属掩模具有多个开口，这些开口的尺寸例如在微米范围内。多个精密开口对应于移动显示器的像素或移动显示器的像素的颜色。因此，FFM以及基板需要相对于彼此高精度对准，以在微米范围内具有显示器上的像素对准。大面积基板、垂直的基板取向和所产生的重力，以及因例如蒸发工艺的热影响引起的热膨胀的组合让准确的掩模对准具有挑战性。
根据本公开内容的一些实施方式，可通过夹持装置例如通过静电吸座(electrostatic chuck)和/或通过磁性吸座在基板载体处支承基板。可使用其他形式的夹持装置。一般来说，基板载体包括载体主体以及基板接收板。通过例如静电力以及/或磁力在基板接收板处支承基板。这里所使用的“运输”、“移动”、“输送”、“替换”或“旋转”基板可意指为在一取向上、特别是在非水平取向上、更特别是在基本上垂直的取向上支承基板的载体的各自运动。
图1A示出了在例如利用金属蒸发器沉积金属层后通过载体支撑的玻璃基板的温度的曲线10。在金属沉积之后，可见基板温度上升例如至少30K。举例在10至20分钟之后，基板温度随着时间减少。然而，在较长的一段时间(timescale)(多个小时)上，如图1B中的曲线12所示，载体的温度在真空处理系统的操作期间增加。评估系统中的温度，可发现因辐射引起的基板冷却不显著。再者，由于真空处理系统中的真空气氛(vacuum atmosphere)，因而因对流引起的热交换也不显著。已经发现的是，基板的冷却主要由从基板至基板载体的传导即热传导提供。如图1B中所示，在基板载体温度增加时，该程序可能经历较长的一段时间(数小时至数10小时)。
根据本公开内容的多个实施方式，提供用于输送带有待处理的基板的载体的真空处理系统。该系统包括：第一真空处理腔室，用于处理载体上的基板；真空缓冲腔室，为基板提供处理时间延迟；第二真空处理腔室，用于基板上的材料层的掩模沉积；以及一个或多个传送腔室，用于从第一真空处理腔室输送载体至真空缓冲腔室，以及用于从真空缓冲腔室输送载体至第二真空腔室。
在可能增加基板温度30K或更多，诸如甚至50K或更多的金属沉积之后，对于例如利用精密金属掩模(FFM)的沉积来说，提供引入处理时间延迟的缓冲腔室减少对准精度问题。例如，根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，可利用可进一步增加基板上的热负载的CMM来提供金属沉积。根据本公开内容的多个实施方式的真空缓冲腔室允许具有足够低的基板温度以用于后续的(下游)FMM沉积工艺，该后续的(下游)FMM沉积工艺中，例如，精密金属掩模的高精度对准是有利的。
根据能与这里所述其他实施方式结合的本公开内容的多个实施方式，多个方面之一或更多可独立地使用或有利地结合以用于基板温度管理。改良的基板温度管理接着提供改良的掩模对准精度，该掩模特别是具有对应于显示器的像素的开口的掩模。根据一方面，能减少或最小化蒸发源的基板上的热负载。这将参照图8更详细地描述。根据另一方面，载体的质量能用作热缓冲器，以最小化基板的温度增加以及在缓冲腔室中提供改良的热传导。因此，根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，载体的厚度可为8mm或以上，例如是15mm或以上。考虑基板载体以及基板的大略相似的面积，特别是有鉴于根据一些实施方式能使用大面积基板的事实，与1mm或以下例如约0.5mm的基板厚度相比，载体厚度是大的。根据又一方面，特别是用于基板载体和/或在从基板至基板载体的热传导已经发生之后，能提供主动辐射冷却。
如图2中所示，能提供真空缓冲腔室1162。根据本公开内容的多个实施方式，真空缓冲腔室1162构造成提供处理时间延迟。真空缓冲腔室1162能为冷却区域200。根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，真空缓冲腔室能提供先进先出(first-in-first-out)堆叠以用于支撑各自基板的已接收的载体。基板缓冲腔室能额外地或替代地构造成缓冲四个或更多个基板载体。因此，处理时间延迟能为真空处理系统的作业时间的至少四倍。
根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，操作真空处理系统的方法能包括引入真空处理系统的作业时间的至少四倍的等待时间。
例如，图2示出可储存带有基板的基板载体的七个基板载体槽210。如箭头212所示，能移动基板载体槽210或基板载体的阵列，以对准基板载体槽210与相邻的传送腔室1164的运输路径214。真空缓冲腔室1162的基板载体槽210上的基板载体可沿着运输路径214运输通过传送腔室1164。例如，基板可被运输至相邻的真空腔室20例如真空群集腔室或从相邻的真空腔室20例如真空群集腔室运输。基板载体槽210的移动允许操作基板载体缓冲作为先进先出缓冲(first-in-first-out buffer，FIFO buffer)。FIFO缓冲为后续基板提供固定的基板处理延迟时间。
图2进一步示出冷却组件230，可在一些实施方式中设置冷却组件230。在传送腔室1164中设置冷却组件230。因此，在真空缓冲腔室1162中已经经历处理时间延迟的具有基板的载体能利用冷却组件冷却，载体的温度在处理时间延迟期间增加。例如，冷却组件能包括在基板载体的背侧的冷却单元220以及可选地在基板载体的前侧的冷却单元222。一般来说，基板载体的前侧为支撑基板的侧。
根据能与这里所述其他实施方式结合的本公开内容的多个实施方式，冷却单元的冷却元件能为低温冷却器(cryo-cooler)、低温产生器(cryo-generator)、低温气体冷冻器(cryo-gas-chiller)或类似物。冷却单元可冷却压缩干燥气体诸如氮、氧或空气。例如，气体能从室温冷却至-80℃或以下、诸如-100℃或以下的低温温度。
根据能与这里所述其他实施方式结合的本公开内容的多个实施方式，能设置冷却组件230与载体位置特别是在传送腔室1164中的载体位置相邻。其他细节参照图4和5描述。再者，根据一些替代或额外的修改，冷却组件230可包括具有用于冷却流体例如冷却气体的导管的区域的一个或多个冷却表面。
图3示例性地示出根据本公开内容多个实施方式的逐渐随着时间变化的基板温度(见具有虚线的曲线32)以及载体温度(见具有点线的曲线34)，也就是用于根据本公开内容的多个实施方式的真空处理系统，以及操作根据本公开内容的真空处理系统的方法。
操作真空处理系统的实施方式可包括在第一作业时段期间在基板上沉积材料层例如金属层。
对于在真空处理系统中同时处理的多个基板来说，能够描述基板运输。对于同时处理而言，一般提供作业时间使得系统中的基板的处理、基板的运输以及其他操作条件同步。根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，系统的作业时间即时段能为180秒或以下，例如从60秒至180秒。例如，在此时段即第一示例性时段T中处理基板。
图3中所示的曲线在沉积材料层后于时间301开始。例如在作业时间期间，支撑基板的载体能移动至真空缓冲腔室。根据本公开内容的多个实施方式，支撑基板的载体例如在时间302停放在真空缓冲腔室中。
停放载体一个或多个作业时段，直到大约时间304。例如，能停放支撑基板的载体三个或更多个作业时间。根据能与这里所述其他实施方式结合的多个实施方式，能提供和/或操作真空缓冲腔室作为FIFO缓冲。在该时间期间，基板温度减少以及载体温度增加。载体能用作用于基板的热缓冲器。
能移动载体至冷却组件，例如设置在传送腔室中的冷却组件。在时间304，可在其他作业时间的一部分期间通过冷却组件称作载体。如图3中的曲线34所示，载体的温度减少。接着，如图3中的时间306所示，在基板上能提供沉积，例如利用精密金属掩模的有机材料的沉积。对于例如有机材料的掩模沉积来说，如曲线32所示，基板温度已经充分地减少，以提供相对于基板的改良的掩模对准。
根据又一实施方式，第二冷却组件可设置在真空处理系统中。例如，如关于图6A以及7A所述，第二冷却组件可设置在真空处理系统的其他传送腔室中。这在图3中通过第二时间304来示出。在第二时间304之后，基板载体温度开始进一步减少。因此，基板载体温度能减少至约30℃或以下。根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，真空处理系统可具有一、二、三、四或更多个冷却组件，诸如设置在传送腔室中的冷却组件。例如，可设置两个冷却组件。
图4示出根据这里所述实施方式的真空处理系统的一个或多个传送腔室的传送腔室1164。例如，传送腔室1164能设置在真空缓冲腔室以及系统的其他真空腔室之间。其他真空腔室能示例性地为群集腔室，诸如真空旋转腔室(见例如图6A中的真空旋转腔室1130)。
传送腔室1164为真空腔室且可包括具有磁性悬浮箱432以及磁性驱动箱434的磁悬浮系统。载体410可例如在悬浮时布置在真空腔室中。根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，载体410邻近冷却组件230布置，例如冷却组件的冷却单元220。根据一些实施方式，冷却单元220能设置在载体410的背侧，也就是载体的与安装基板412的这侧相对的侧。
根据一些实施方式，第二个冷却单元222可选择地设置在基板载体410的前侧，也就是面对基板412。
图5更详细地示出根据本公开内容的实施方式的冷却组件230。冷却组件的冷却单元220能包括板材501。多个导管502能设置在板材501处。例如，这些导管502能贴附于板材或嵌入板材中。导管502彼此流体连通且提供例如带有用于冷却流体的冷却元件510的封闭回路。冷却单元的冷却元件能为低温冷却器、低温产生器、低温气体冷冻器或类似物。冷却流体在冷却元件510中冷却，且冷却流体通过导管502循环。因此，导管以及板材501能冷却至负50℃或以下诸如负100℃或以下的温度。例如在停放载体邻近冷却组件时，相邻载体410设置的冷却单元220能冷却载体。因此，载体的温度能减少。先前由载体从基板吸收的热能能够通过热辐射传送至冷却流体。
如上所述，真空处理系统可包括一个或多个传送腔室。示例性的真空处理系统1100示出在图6A中。示出在图6A中的真空处理系统包括多个真空群集腔室、多个处理腔室以及多个传送腔室。根据能与这里所述其他实施方式结合的一个实施方式，这里称作的一个或多个传送腔室能包括从真空处理系统中的第一运输取向引导载体至真空处理系统中的第二运输方向的第一真空群集腔室。再者，真空处理系统可包括从真空处理系统中的第一运输方向引导载体至真空处理系统中的第二运输方向的至少一个第二真空群集腔室。
图6A示出根据本公开内容的实施方式的真空处理系统1100。真空处理系统1100提供群集布置以及成直线布置的组合。设置多个处理腔室1120。处理腔室1120能连接于真空旋转腔室1130。以成直线布置来设置真空旋转腔室1130。真空旋转腔室1130能旋转待移动至处理腔室1120中以及离开处理腔室1120的基板。群集布置以及成直线布置的组合可视为混合布置。具有混合布置的真空处理系统1100提供多个处理腔室1120。真空处理系统的长度仍不超过特定限制。
根据本公开内容的多个实施方式，群集腔室或真空群集腔室是构造成具有连接于其上的两个或多个处理腔室的腔室例如传送腔室。因此，真空旋转腔室1130为群集腔室的示例。群集腔室能在混合布置中以成直线布置设置。
真空旋转腔室或旋转模块(这里称为“输送模块”或“输送腔室”)可理解为构造成用于改变一个或多个载体的运输方向的真空腔室，可通过在旋转模块中旋转位于轨道上的一个或多个载体来改变。例如，真空旋转腔室可包括旋转装置，该旋转装置构造成用于绕着旋转轴例如垂直旋转轴旋转构造成用于支撑载体的轨道。在一些实施方式中，旋转模块包括可绕着旋转轴旋转的至少两个轨道。第一轨道特别是第一基板载体轨道可布置在旋转轴的第一侧，以及第二轨道特别是第二基板载体轨道可布置在旋转轴的第二侧。
在一些实施方式中，旋转模块包括四个轨道，特别是可绕着旋转轴旋转的两个掩模载体轨道以及两个基板载体轨道。
当旋转模块旋转x°例如90°角时，布置在轨道上的一个或多个载体的运输方向可改变x°例如90°角。旋转模块旋转180°角可对应于轨道切换，也就是旋转模块的第一基板载体轨道的位置以及旋转模块的第二基板载体轨道的位置可替换或调换和/或旋转模块的第一掩模载体轨道的位置以及旋转模块的第二掩模载体轨道的位置可替换或调换。根据一些实施方式，旋转模块可包括转子，能在该转子上旋转基板。
图6A示出真空处理系统1100的示意图，以及图6B图解在真空处理系统中的基板运输。基板例如在真空摆动模块1110处进入真空处理系统1100。根据其他修改，装载锁定腔室可连接于真空摆动模块以用于装载以及卸除基板至真空处理系统中。真空摆动模块一般从装置制造工厂的接口(interface)直接接收基板或经由装载锁定腔室接收基板。一般来说，接口在水平取向上提供基板例如大面积基板。真空摆动模块从工厂接口设置的取向移动基板至基本上垂直的取向。在真空处理系统1100中处理基板期间维持基板的基本垂直取向，直到基板例如移动回到水平取向。摆动、以一角度移动、或旋转基板以图6B中的箭头1191示出。
根据本公开内容的多个实施方式，真空摆动模块可为用于从第一基板取向运动到第二基板取向的真空腔室。例如，第一基板取向能为非垂直取向诸如水平取向，以及第二基板取向能为非水平取向诸如垂直取向或基本上垂直取向。根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，真空摆动模块能为基板再定位腔室，该基板再定位腔室构造成在关于水平取向的第一取向以及关于水平取向的第二取向上可选地定位基板在该基板再定位腔室中。
例如由箭头1192所示，基板移动通过缓冲腔室1112(见图6A)。基板进一步移动通过群集腔室诸如真空旋转腔室1130至处理腔室1120中。在关于图6A以及6B描述的一些实施方式中，基板移动到处理腔室1120-I中。例如，在处理腔室1120-I中可以在基板上沉积孔检查层(hole inspection layer，HIL)。
接着，基板移动离开处理腔室1120至相邻的群集腔室例如真空旋转腔室1130中、通过第一传送腔室1182、通过其他群集腔室以及进入处理腔室1120-II中。这由图6B中的箭头1194指示。在处理腔室1120-II中，在基板上沉积孔传输层(hole transfer layer，HTL)。类似于孔注入层(hole injection layer)，孔传输层可利用具有每个移动显示器一个开口的通用金属掩模制造。再者，基板移动离开处理腔室1120-II至相邻的群集腔室例如真空旋转腔室1130、通过第二传送腔室1184、通过其他群集腔室以及进入处理腔室1120-III中。这由图6B中的其他箭头1194指示。
传送腔室或运输模块可理解为能被插入在至少两个其他真空模块或真空腔室之间例如多个真空旋转腔室之间的真空模块或真空腔室。能在传送腔室的长度方向上运输载体例如掩模载体和/或基板载体通过传送腔室。传送腔室的长度方向可对应于真空处理系统的主运输方向，也就是群集腔室的成直线布置。
在处理腔室1120-III中，电子阻挡层(electron blocking layer，EB)沉积在基板上。电子阻挡层能利用精密金属掩模沉积。精密金属掩模具有例如尺寸在微米范围的多个开口。多个精密开口对应于移动显示器的像素或移动显示器的像素的颜色。因此，FFM以及基板需要相对于彼此高精度对准，以具有在微米范围的显示器上的像素对准。
基板从处理腔室1120-III移动至处理腔室1120-IV，接着到处理腔室1120-V以及到处理腔室1120-VI。对于每一个运输路径例如两个基板运输路径来说，基板移动离开处理腔室而进入例如真空旋转腔室、通过传送腔室、通过真空旋转腔室以及进入下一个处理腔室。例如，用于红色像素的OLED层能在处理腔室1120-IV中沉积、用于绿色像素的OLED层能在处理腔室1120-V中沉积以及用于蓝色像素的OLED层能在处理腔室1120-VI中沉积。用于颜色像素的每一层利用精密金属掩模沉积。各自的精密金属掩模不同，使得不同颜色的像素点在基板上彼此相邻，以提供一个像素的外观。如由从处理腔室1120-VI延伸至处理腔室1120-VII的其他的箭头1194所示，基板能移动离开处理腔室而进入群集腔室、通过传送腔室、通过其他群集腔室以及进入后续的处理腔室。在处理腔室1120-VII中，电子传输层(electron transfer layer，ETL)可利用通用金属掩模(CMM)沉积。
上述的用于一个基板的基板运输是类似的用于多个基板，在真空处理系统1100中同时处理多个基板。根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，系统的作业时间也就是时段，能为180秒或以下，例如从60秒至180秒。因此，在这个时段也就是第一时段T内处理基板。在上述的处理腔室以及下述的后续处理腔室中，在第一时段T内处理一个基板，刚才已经处理的另一个基板在第一时段T内移动离开处理腔室，以及待处理的又一基板在第一时段T内移动进入处理腔室中。能在每一个处理腔室中处理一个基板，同时两个其他基板关于这个处理腔室参与基板运输中，也就是在第一时段T期间，一个其他基板从各自的处理腔室卸除且一个基板装载至各自的处理腔室中。
例如图6A以及6B中的下排，示例性基板从处理腔室1120-I到处理腔室1120-VII的上述输送提供在真空处理系统1100的一排处理腔室中。真空处理系统的该排或下部部分通过图6B中的箭头1032指示。
根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，多个基板能在真空处理系统中的一排或一部分中从群集腔室的成直线布置的一端输送至真空处理系统的群集腔室的成直线布置的相对端。在成直线布置的相对端，例如在图6A中的右手侧的真空旋转腔室1130，传送基板到真空处理系统的另一排或另一部分。这在图6B中以箭头1115指示。在通过图6B中的箭头1034所指示的真空处理系统的另一排或另一部分上，在从群集腔室的成直线布置的相对端移动至群集腔室的成直线布置的该一端即起始端的同时，基板在后续的处理腔室中被处理。
在图6A中所示的示例中，移动示例性的基板至处理腔室1120-VIII以及后续至处理腔室1120-IX。例如，能示例性地形成OLED装置的阴极的金属化层能在处理腔室1120-VIII中例如利用如上所述的通用金属掩模沉积。例如，一个或多个下述的金属可在一些沉积模块中沉积：铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)。至少一种材料可为透明导电氧化物材料，例如氧化铟锡(ITO)。至少一种材料可为透明材料。特别是，在金属化腔室诸如处理腔室1120-VIII中，基板上的热负载以及因此基板的温度增加可能是高的。因此，随着这类金属沉积后，可有利地提供根据本发明的多个实施方式的冷却。
图6A示出真空缓冲腔室1162以及传送腔室1164。能在群集腔室以及真空缓冲腔室1162之间设置传送腔室1164。群集腔室例如是真空旋转腔室1130。如图6A中示例性所示，能从处理腔室1120-VIII输送具有基板的载体通过第一传送腔室1182、通过群集腔室1130、通过传送腔室1164进入真空缓冲腔室1162。根据这里所述的多个实施方式，能从处理腔室输送基板通过一个或多个传送腔室至真空缓冲腔室。
可从真空缓冲腔室1162输送基板通过传送腔室1164，在传送腔室1164中能设置冷却布置。在邻近用于减少基板载体温度的冷却布置停放载体之后，可进一步输送载体至下一个处理腔室1120。例如，如图6A中以阴影线所示的其他传送腔室1182，能在该其他冷却布置的下游设置其他冷却布置。
根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，真空处理腔室可有利地包括具有足以容纳基板载体的长度的长传送腔室，以及具有短于基板载体的长度的短传送腔室。在冷却布置的前方停放基板载体被有利地提供在长传送腔室中，使得被停放在冷却布置的前方时不移动的基板载体可不影响相邻的腔室，例如真空旋转腔室。
根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，该一个或多个传送腔室可包括位于第一真空群集腔室和真空缓冲腔室之间的第一传送腔室以及位于第一真空群集腔室和至少第二真空群集腔室之间的第二传送腔室。再者，真空处理腔室的额外或替代的修改具有第二真空处理腔室，例如，真空缓冲腔室的下游的真空处理腔室具有用于对准阴影掩模(shadow mask)至基板的掩模对准组件。再者，第二传送腔室额外地或替代地具有在第一群集腔室以及第二群集腔室之间延伸的第一长度，第一传送腔室的尺寸适于容纳基板，以及第三传送腔室连接于第二群集腔室，第二传送腔室具有小于第一长度的第二长度。
根据本发明的多个实施方式，能设置基板运输布置。设置该基板运输布置以在从垂直偏移15°或更少的取向上输送基板。垂直分离取向有利于具有减少的占地面积。能设置基板运输布置以输送运输基板通过第一真空处理腔室、第二真空处理腔室以及该一个或多个传送腔室。
根据一方面，提供用于大面积基板的OLED显示器制造的真空处理系统。该系统包括金属沉积腔室，该金属沉积腔室具有待沉积在大面积基板上的堆叠上的已蒸发的金属材料。该系统包括设置在真空处理系统中的金属沉积腔室的下游的真空缓冲腔室以及真空缓冲腔室下游的且具有其他蒸发器以在大面积基板上沉积材料的其他沉积腔室。真空缓冲腔室构造成储存支撑大面积基板的两个或多个载体。该其他沉积腔室包括用于阴影掩模的掩模支撑件，该阴影掩模掩蔽大面积基板以在对应于显示器像素的区域上沉积材料。再者，该系统包括传送腔室，该传送腔室包括邻近载体位置布置以减少载体温度的冷却组件。本公开内容的其他方面、优点、特征以及实施方式可与这种实施方式结合。
根据一些实施方式，可在真空缓冲腔室1162的下游例如在处理腔室1120-IX以及1120-X中提供其他层。
在最终的处理之后，基板能经由缓冲腔室1112移动至真空摆动模块1110，也就是基板再定位腔室。这以图6B中的箭头1193指示。在真空摆动模块中，从处理取向也就是基本上垂直取向移动基板至对应于工厂的接口的基板取向例如水平取向。
关于图7A以及7B描述可结合关于图6A以及6B描述的实施方式的特征的另一实施方式。示出在图7A以及7B中的真空处理系统1100包括第二个真空摆动模块1210，也就是第二基板再定位腔室。再者，能设置在群集腔室以及真空摆动模块之间的第二个缓冲腔室1212。因此，能从群集腔室的成直线布置的一端输送示例性的基板至群集腔室的成直线布置的相对端。例如，基板能装载至真空摆动模块1110中以及基本上能在系统中从一端也就是图7A中的左手侧输送至相对端也就是图7A中的右手侧。可通过真空摆动模块1210也就是在相对端的真空摆动模块卸除基板离开真空处理系统。根据一些实施方式，例如由图4B中的箭头1294所示，当从一个处理腔室运输至后续的处理腔室时，基板运输可在处理腔室的一排(见图4B中的箭头1032)与处理腔室的另一排(见图4B中的箭头1034)之间切换。之后，如由图4B中的箭头1296所示，当被移动至又一后续的处理腔室时，基板能从真空处理系统的另一排中的后续处理腔室移动回到真空处理系统的第一排。因此，根据一些实施方式，示例性的基板可来回切换真空处理系统的排或真空处理系统的部分(见图32中的箭头1032以及1034)。
图6A以及6B示出例如设置在多个群集腔室诸如多个真空旋转腔室之间的传送腔室。图6A以及6B示出第一传送腔室1182以及第二传送腔室1184。减少相邻或后续的处理腔室之间的距离以及减少真空处理系统的占地面积看似表明减少传送腔室的长度。令人惊讶发现的是，部分地增加传送腔室的长度改善真空处理系统1100的作业时间。根据这里所述的多个实施方式，真空处理系统包括至少第一长度的第一类型传送腔室即第一传送腔室1182以及具有不同于第一长度的第二长度的第二类型传送腔室即第二传送腔室1184。根据本公开内容的多个实施方式，用于冷却基板载体的冷却布置可有利地布置在第一长度的第一传送腔室中。
这里所使用的例如关于基板取向的“基本上垂直取向”可理解为从竖直取向即重力矢量偏移15°或更少、10°或更少、特别是5°或更少的角度的取向。例如，基板(或掩模装置)的主表面以及重力矢量之间的角度可为在+10°以及-10°之间，特别是在0°以及-5°之间。在一些实施方式中，基板(或掩模装置)的取向在运输期间和/或在沉积期间可以不是精确垂直的，而是关于垂直轴线例如以0及-5°之间特别是-1°及-5°之间的倾斜角轻微地倾斜。负角度表示其中基板(或掩模装置)向下倾斜的基板(或掩模装置)取向。在沉积期间，基板取向从重力矢量的偏移可为有利的且可产生更稳定的沉积工艺，或者在沉积期间面向下的取向可适用于减少基板上的颗粒。然而，在运输期间和/或沉积期间精确垂直取向也是可能的。
对于增加大面积基板的基板尺寸来说，其中基板尺寸一般可以世代(generations，GEN)增加，因为真空处理系统的占地面积减少，所以垂直取向相较于水平取向是有利的。从重力在竖直取向上沿着精密金属掩模的表面起作用这一方面来说，利用精密金属掩模(FFM)在大面积基板上的沉积工艺的基本上垂直的取向还是无法预期的。相较于水平取向，在微米范围内的像素定位以及对准对垂直取向来说更为复杂。因此，针对水平真空沉积系统发展的概念可能无法转移至用于大面积系统特别是利用FFM的真空沉积系统的垂直真空沉积系统。
能够利用这里所述的实施方式来检查大面积涂布基板例如制造的显示器。这些基板或基板接收面积能为具有例如1m2或以上的尺寸的大面积基板，布置这里所述的设备和方法用于这些基板或基板接收区域。例如，大面积基板或载体能为GEN 4.5、GEN 5、GEN7.5、GEN 8.5或者甚至是GEN 10。GEN 4.5对应于约0.67m2的基板(0.73m x 0.92m)、GEN 5对应于约1.4m2的基板(1.1m x 1.3m)、GEN 7.5对应于约4.29m2的基板(1.95m x 2.2m)、GEN8.5对应于约5.7m2的基板(2.2m x 2.5m)、GEN 10代对应于约8.7m2的基板(2.85m×3.05m)。甚至诸如GEN 11以及GEN 12的更高代以及对应的基板面积能够类似地实施。例如，针对OLED显示器制造来说，包括GEN 6的上述的基板世代的一半尺寸能通过用于蒸发材料的设备的蒸发来涂布。该基板世代的一半尺寸可源自于在全基板尺寸上运行的一些工艺以及在先前处理的基板的一半上运行的后续工艺。
如这里所使用的术语“基板”可特别是包含基本上非柔性基板，例如晶片、透明水晶片诸如蓝宝石或类似物或者玻璃板。然而，本公开内容不限于此，且术语“基板”也可包含柔性基板诸如卷材(web)或箔。术语“基本上非柔性”理解为与“柔性”区分。特别是，基本上非柔性基板能具有某种程度的柔性，例如具有0.5mm或以下的厚度的玻璃板，其中基本上非柔性基板的柔性相较于柔性基板是小的。
基板可由适合用于材料沉积的任何材料制成。例如，基板可以选自由玻璃(例如钠钙玻璃(soda-lime glass)、硼硅玻璃(borosilicate glass)等)、金属、聚合物、陶瓷、化合物材料、碳纤维材料、金属或任何其他材料或能由沉积工艺进行涂布的材料的组合所组成的群组的材料制成。
根据能与这里所述其他实施方式结合的修改的又一实施方式，如这里所述的用于在垂直或基本上垂直的取向上的大面积基板的真空处理系统能够进一步包括载体，该载体用于在运输期间在真空系统中支撑基板。特别是针对大面积基板来说，在真空处理系统中的玻璃破裂可利用载体来减少。因此，基板可维持在载体上以用于后续的处理步骤。例如，基板能在进入真空处理系统时或之后直接装载在载体上，且能在离开真空处理系统时或之前直接从相同的载体卸除。
根据这里所述的多个实施方式的真空处理系统可进一步包括被布置为用于传送载体上的基板的基板运输布置。基板运输布置能包括载体运输系统。如图6A中所示，多个载体可沿着运输路径1171、1172、1174、1173运输，且也可设置在运输位置诸如运输位置1175上。载体运输系统可包括用于升举和支承载体的支承系统例如磁悬浮系统以及用于沿着轨道移动载体的驱动系统，该轨道沿着载体运输路径。例如，基板运输布置可包括在真空旋转腔室中的两个基板旋转位置。
在一些实施方式中，基板载体通过运输系统运输，运输系统可包括磁悬浮系统。例如，可设置磁悬浮系统以使得基板载体重量的至少一部分可通过磁悬浮系统运载。基板载体可沿着基板载体轨道基本上非接触地引导通过真空处理系统。可设置用于沿着基板载体轨道移动载体的驱动器。非接触悬浮减少在真空处理系统中的颗粒产生。这特别有利于OLED装置的制造。
根据能与这里所述其他实施方式结合的又一实施方式，在基本上垂直取向的大面积基板上的层沉积可通过沉积源例如蒸发源1180(见例如图6A)有利地提供，这里的蒸发源能设置成线源。线源可沿着基板的表面移动，以沉积材料在例如矩形的大面积基板上。根据又一实施方式，能够为沉积源设置两个或多个线源例如三个线源。根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，可共蒸发多个有机材料，其中两个或多个有机材料形成一个材料层。
被布置为用于朝向一个或多个基板引导蒸发的材料的沉积源例如蒸汽源一般布置在处理腔室或沉积模块中。例如，沉积源是沿着设置在处理腔室中的源运输轨道可移动的。在朝向一个或多个基板引导蒸发的材料时，该沉积源可沿着源运输轨道线性地移动。
在可与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式中，处理腔室或沉积模块可包括两个沉积区域，也就是用于布置第一基板的第一沉积区域以及用于布置第二基板的第二沉积区域。可在沉积模块中布置第一沉积区域与第二沉积区域相对。可布置沉积源以后续引导蒸发的材料朝向布置在第一沉积区域中的第一基板以及朝向布置在第二沉积区域中的第二基板。例如，例如以180°角度例如通过旋转沉积源的至少一部分，沉积源的蒸发方向可为相反的。
图8示出包括分布管706的剖面的顶视图。图8示出具有设置在蒸发器控制壳体702上方的三个分布管706的实施方式。示出在图8中的分布管706通过加热元件780加热。冷却屏蔽物782围绕分布管706设置。根据能与这里所述其他实施方式结合的一些实施方式，一个冷却屏蔽物能围绕两个或多个分布管706。在蒸发坩锅中蒸发的有机材料在这些分布管706的各自一个中分布且能通过出口712离开分布管。一般来说，多个开口沿着分布管706的长度分布。根据这里所述的多个实施方式，分布管的表面积以及喷嘴的表面积大部分由冷却屏蔽物覆盖。因此，能减少热负载。再者，分布管706具有例如三角形的形状，使得分布管例如全部三个分布管的表面相对于基板表面具有20°或更大的角度。这些分布管的外表面不平行于基板表面，以减少热辐射的热负载。各分布管流体连通于蒸发坩锅(未示出在图8中)，且其中分布形状具有垂直于分布管的长度的剖面，该剖面为非圆形且包括设置有一个或多个出口的出口侧，其中剖面的出口侧的宽度为剖面的最大尺寸的30％或更少。该形状允许用于减少热辐射，且允许相邻的分布管的出口一起靠近，例如60mm或以下。
图8示出这里所述的又一实施方式。设置三个分布管760。蒸发器控制壳体702被设置在邻近这些分布管，且经由隔热器703连接于这些分布管。如上所述，构造成维持其中的大气压力的蒸发器控制壳体构造成容纳选自由开关、阀、控制器、冷却单元、冷却控制单元、加热控制单元、电源以及测量装置所组成的群组的至少一个元件。除了冷却屏蔽物782之外，还设置具有侧壁786的冷却屏蔽物784。冷却掩模物784以及侧壁786提供U形的冷却屏蔽物，以减少朝向沉积区域也就是基板和/或掩模的热辐射。如图8A进一步所示，设置塑形屏蔽物790例如贴附于冷却屏蔽物或作为冷却屏蔽物的一部分。根据一些实施方式，也能冷却塑形屏蔽物790，以进一步减少朝向沉积区域射出的热负载。
多个屏蔽物783设置在蒸发源的出口侧壁。例如，至少5个或甚至至少7个屏蔽物设置在蒸发管的出口侧。多个屏蔽物能设置作为屏蔽物的堆叠，例如其中这些屏蔽物彼此相距0.1mm至3mm。
有鉴于上述，基板上的热负载能通过热屏蔽物诸如堆叠的热屏蔽物、冷却屏蔽物诸如主动冷却屏蔽物、通过一个或多个屏蔽物覆盖喷嘴的多个部分来减少对基板的热影响、和/或这些分布管的形状来减少。
图9示出根据本公开内容的实施方式的操作真空处理系统的方法的流程图。如框902所示，材料层诸如金属层例如在第一作业时段期间在基板上沉积。在第一作业时段后续的一个或多个第二作业时段期间，在真空缓冲腔室中停放(见框904)支撑基板的载体。再者，如框906所示，在该一个或多个第二作业时段后续的第三作业时段的至少部分期间，在邻近冷却组件的传送腔室中冷却载体。
如框908所示，在由于真空缓冲腔室中的停放而因此基板的温度已被减少之后，提供掩模沉积。
虽然前述内容涉及本公开内容的多个实施方式，在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设计本公开内容的其他和进一步的实施方式，本公开内容的保护范围由随附的权利要求确定。

Claims (15)

1.一种真空处理系统，用于输送带有待处理的基板的载体，所述真空处理系统包括：
第一真空处理腔室，用于处理所述载体上的所述基板；
真空缓冲腔室，为所述基板提供处理时间延迟；
第二真空处理腔室，用于在所述基板上掩蔽沉积材料层；以及
一个或多个传送腔室，用于从所述第一真空腔室输送所述载体至所述真空缓冲腔室以及用于从所述真空缓冲腔室输送所述载体至所述第二真空腔室。
2.如权利要求1所述的真空处理系统，其中所述真空缓冲腔室为接收的多个载体提供先进先出(first-in-first-out)堆叠。
3.如权利要求1至2任一项所述的真空处理系统，其中所述真空缓冲腔室构造成缓冲四个或更多个基板载体。
4.如权利要求1至3任一项所述的真空处理系统，其中所述一个或多个传送腔室包括：
第一真空群集腔室，从所述真空处理系统中的第一运输方向引导载体至所述真空处理系统中的第二运输方向。
5.如权利要求4所述的真空处理系统，进一步包括：
至少第二真空群集腔室，从所述真空处理系统中的第一运输方向引导载体至所述真空处理系统中的第二运输方向。
6.如权利要求5所述的真空处理系统，其中所述一个或多个传送腔室进一步包括：
第一传送腔室，位于所述第一真空群集腔室以及所述真空缓冲腔室之间；以及
第二传送腔室，位于所述第一真空群集腔室以及所述至少第二真空群集腔室之间。
7.如权利要求6所述的真空处理系统，其中所述第一传送腔室以及所述第二传送腔室的至少一个包括：
冷却组件，邻近载体位置布置，以减少所述载体的温度。
8.如权利要求7所述的真空处理系统，其中所述冷却组件包括具有区域的一个或多个冷却表面，所述区域带有用于冷却流体的多个导管。
9.如权利要求1至8任一项所述的真空处理系统，其中所述第二真空腔室具有掩模对准组件以用于对准阴影掩模(shadow mask)于所述基板。
10.如权利要求6至8的任一项所述的真空处理系统，其中所述第二传送腔室具有在所述第一群集腔室以及所述第二群集腔室之间延伸的第一长度，所述第一传送腔室的尺寸适于容置所述基板；
所述系统进一步包括：
第三传送腔室，连接于所述第二群集腔室，所述第二传送腔室具有小于所述第一长度的第二长度。
11.如权利要求1至10的任一项所述的真空处理腔室，进一步包括：
基板运输布置，设置所述基板运输布置以从垂直偏移15°或更少的取向上输送所述基板通过所述第一真空处理腔室、所述第二真空处理腔室以及所述一个或多个传送腔室。
12.一种真空处理系统，用于在大面积基板上的有机发光二极管(OLED)显示器制造，所述真空处理系统包括：
金属沉积腔室，具有用于待沉积在所述大面积基板上的层堆叠上的金属材料的蒸发器；
真空缓冲腔室，设置在所述真空处理系统中的所述金属沉积腔室的下游，所述真空缓冲腔室构造成储存支撑多个大面积基板的两个或多个载体；
其他沉积腔室，位于所述真空缓冲腔室的下游且具有其他蒸发器以在所述大面积基板上沉积材料，所述其他沉积腔室包括用于阴影掩模(shadow mask)的掩模支撑件，所述阴影掩模掩蔽所述大面积基板，以在对应于多个显示像素的多个区域上沉积所述材料；以及
传送腔室，包括邻近载体位置布置以减少所述载体的温度的冷却组件。
13.一种操作真空处理系统的方法，包括：
在第一作业时段期间，在基板上沉积材料层；
在所述第一作业时段后续的一个或多个第二时段期间，在真空缓冲腔室中停放支撑所述基板的载体；以及
在所述一个或多个第二作业时段后续的第三作业时段的至少一部分期间，冷却邻近冷却组件的传送腔室中的所述载体。
14.如权利要求13所述的方法，其中在至少3个作业时段期间，所述基板停放于真空缓冲腔室中，尤其是其中所述真空缓冲腔室提供先进先出(FIFO)缓冲。
15.如权利要求13至14任一项所述的方法，其中在所述停放期间载体温度增加，且在所述冷却期间所述载体温度减少。
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