JP2019512044A - 堆積装置、真空システム、及び堆積装置を動作させる方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、真空堆積プロセスのための堆積装置（１００）を提供する。堆積装置は、真空チャンバ（１３０）と、真空チャンバ内に配置された移動可能な堆積ソース（１１０）と、移動可能な堆積ソースのための媒体供給ラインのための供給通路を提供する供給装置（１２０）とを含み、供給装置は、軸方向に偏位可能な要素（１２２）を含む。【選択図】図３

Description

本開示の実施形態は、１つ以上の層、特にその中に有機材料を含む層を基板上に堆積させるための堆積装置に関する。詳細には、本開示の実施形態は、真空チャンバ内の基板上に蒸発した材料を堆積させるための材料堆積装置に関する。実施形態はさらに、特にＯＬＥＤ製造のための真空堆積システムおよび堆積装置を動作させる方法に関する。

有機堆積装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造のためのツールである。ＯＬＥＤは、発光層が特定の有機化合物の薄膜を含む特別なタイプの発光ダイオードである。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、テレビスクリーン、コンピュータモニタ、携帯電話、情報を表示するための他のハンドヘルドデバイスなどの製造に使用される。ＯＬＥＤはまた、一般的な空間照明にも使用することができる。ＯＬＥＤディスプレイで可能な色、輝度および視野角の範囲は、ＯＬＥＤピクセルが光を直接放射し、バックライトを伴わないため、従来のＬＣＤディスプレイよりも広い。したがって、ＯＬＥＤディスプレイのエネルギー消費は、従来のＬＣＤディスプレイのエネルギー消費よりもかなり低い。

ＯＬＥＤデバイスの製造は、一般に、基板をコーティングするための堆積ソースを伴う。堆積ソースは、一般に、基板に対して移動され、その間、蒸発した材料が基板に向けられてもよい。

堆積ソースには、通常、動作中に供給媒体が供給される。しかしながら、堆積ソース供給媒体を供給することは、堆積ソースが堆積中にソース搬送経路に沿って移動するとき、困難であり得る。例えば、ソースの移動により媒体供給ラインが損傷し、媒体供給が中断するリスクがある。中断または損傷した媒体供給は、システムのダウンタイムにつながる可能性がある。

したがって、堆積プロセスの中断および堆積装置のダウンタイムのリスクを低減することが有益である。詳細には、供給媒体が確実に供給される堆積ソースを有する堆積装置を提供することが有益である。

上記に鑑み、堆積装置、真空システム及び堆積装置を動作させる方法が提供される。本開示の更なる態様、利点および特徴が、特許請求の範囲、明細書および添付の図面から明らかである。

本開示の一態様によれば、真空堆積プロセスのための堆積装置が提供される。堆積装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内に配置された移動可能な堆積ソースと、移動可能な堆積ソースのための媒体供給ラインのための供給通路を提供する供給装置とを含み、供給装置は、軸方向に偏位可能な要素を含む。

本開示の別の態様によれば、真空システムが提供される。真空システムは、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる堆積装置と、堆積装置の真空チャンバに隣接して配置された第２の真空チャンバとを含み、堆積装置の供給装置が、真空チャンバから第２の真空チャンバに隣接する空間へ少なくとも部分的に延在している。

本開示のさらなる態様によれば、堆積装置を動作させる方法が提供される。本方法は、移動可能な堆積ソースを真空チャンバ内で移動させることと、供給装置の供給通路を通って延在している媒体供給ラインを介して移動可能な堆積ソースに供給することとを含み、供給装置は、軸方向に偏位可能な要素を含む。

本開示の上記列挙した特徴が詳細に理解できるように、上記で簡潔に要約した本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照してなされ得る。添付の図面は、本開示の実施形態に関するものであり、以下に説明される。

図１ａおよび図１ｂは、本明細書に記載の実施形態による堆積装置の断面図を概略的に示す。 本明細書に記載の実施形態による堆積装置の断面図を概略的に示す。 本明細書に記載の実施形態による堆積装置の断面図を概略的に示す。 本明細書に記載の実施形態による真空システムの上面図を概略的に示す。 本明細書に記載の実施形態による真空システムの側面図を概略的に示す。 本明細書に記載の実施形態による堆積装置を動作させる方法を示すチャートを示す。

本開示の様々な実施形態を詳細に参照し、その１つ以上の実施例を図に示す。図面についての以下の記載の中で、同じ参照番号は、同じ構成要素を指す。一般に、個々の実施形態に関する相違点のみが、記載されている。各実施例は、本開示の説明のために提供され、本開示の限定を意味するものではない。さらに、一つの実施形態の一部として説明または記載された特徴は、他の実施形態で使用されるか、または他の実施形態と共に使用されて、さらなる実施形態をもたらすことができる。本記載は、そのような変更および変形を含むことが、意図されている。

図１ａおよび図１ｂは、真空堆積プロセスのための堆積装置１００の概略的な断面図を示す。

堆積装置１００は、真空チャンバ１３０を含む。具体的には、真空チャンバ１３０は、真空堆積用に構成され、例えば、コーティングチャンバまたは処理チャンバとすることができる。本明細書で使用する「真空」という用語は、例えば１０ミリバール未満の真空圧を有する技術的真空の意味で理解することができる。図１ａおよび図１ｂに典型的に示されるように、堆積装置１００は、移動可能な堆積ソース１１０を含む。移動可能な堆積ソース１１０は、基板上に堆積される材料のソースを提供するように構成されたデバイスまたはアセンブリであってもよい。具体的には、移動可能な堆積ソース１１０は、蒸発した材料を基板に向けるように構成された蒸発ソースであってもよい。例えば、移動可能な堆積ソース１１０は、基板に有機材料をコーティングするように構成されてもよい。本開示の目的のためには、移動可能な堆積ソース１１０は、移動可能な堆積ソースに供給される供給媒体を消費する移動可能な消費者として理解されてもよい。

本明細書に記載された実施形態による堆積装置は、大面積基板上のディスプレイ製造に使用されてもよい。大面積基板、または大面積基板を支持するキャリア、すなわち大面積キャリアは、少なくとも０．１７４ｍ^２のサイズを有することができる。典型的には、キャリアのサイズは、約１．４ｍ^２から約８ｍ^２まで、より典型的には約２ｍ^２から約９ｍ^２まで、または１２ｍ^２まででさえあり得る。

図１ａ及び図１ｂに典型的に示されるように、移動可能な堆積ソース１１０が、堆積装置１００の真空チャンバ１３０の内部に配置される。真空チャンバ１３０は、真空チャンバ空間１７０の内部の真空を維持するように適合されている。大気環境１８０、例えば約１バールの大気圧を有する大気環境が、真空チャンバを取り囲んでもよい。移動可能な堆積ソース１１０は、真空チャンバ１３０内の第１の方向１５０に移動可能であってもよい。例えば、移動可能な堆積ソース１１０は、真空チャンバ１３０内に設けられたトラックに沿って移動可能であってもよい。いくつかの実施形態では、移動可能な堆積ソース１１０は、直線的な経路に沿って移動可能であってもよく、すなわち、ソースの移動は、まっすぐな並進移動であってもよい。

図１ａにおいて、移動可能な堆積ソース１１０は、第１の位置にある。移動可能な堆積ソース１１０は、真空チャンバ１３０内、例えば堆積チャンバまたは処理チャンバ内のソース搬送経路に沿って移動可能であってもよい。移動可能な堆積ソース１１０が、例えば第１の位置と第２の位置との間のソース搬送経路に沿って移動している間、蒸発した材料が、１つ以上の基板の方に向けられてもよい。したがって、ソース搬送経路は、第１の位置と第２の位置との間に延在することができる。

いくつかの実施形態では、ソース搬送経路は、０．５ｍ以上、詳細には１ｍ以上、より詳細には約２ｍの長さ、例えば第１の位置と第２の位置との間の距離、を有することができる。搬送経路の長さは、１０ｍ未満、例えば、８ｍ未満、５ｍ未満または３ｍ未満であり得る。基板は、移動可能な堆積ソース１１０による堆積中に静止していてもよい。例えば、移動する堆積ソースによる静止基板上の材料の堆積が、大面積基板にとって好ましいが、大面積基板に限定されない。

図１ｂにおいて、移動可能な堆積ソース１１０は、図１ａに例示されている第１の位置から、真空チャンバ１３０内の第２の位置に移動している。いくつかの実施形態では、移動可能な堆積ソース１１０の移動は、ソース搬送経路に沿った第１の位置から第２の位置への連続的な移動または段階的な移動である。ソースの移動中、蒸発した材料が、真空チャンバ１３０内の堆積領域に配置された基板上に堆積されてもよい。

いくつかの実施形態では、移動可能な堆積ソースをソース搬送経路に沿って移動させるためのソース駆動装置が、設けられてもよい。ソース駆動装置は、移動可能な堆積ソースを真空チャンバ内のトラックに沿って移動させるように構成された駆動ユニットを含むことができる。いくつかの実施形態では、移動可能な堆積ソースの移動中に、移動可能な堆積ソースの重量の少なくとも一部を運ぶために、磁気浮上装置などの保持装置が設けられてもよい。ソース駆動装置によって生成されるべき駆動力が低減され、摩擦による粒子生成が減少され得る。

本明細書に記載の実施形態によれば、堆積装置１００は、図１ａおよび図１ｂに示すような供給装置１２０を含む。供給装置１２０は、真空チャンバ１３０の周囲環境から真空チャンバの壁を通って移動可能な堆積ソース１１０へ媒体供給ライン１４０を案内するフィードスルーとして構成することができる。供給装置１２０は、移動可能な堆積ソース１１０のための媒体供給ライン１４０のための供給通路１２４を提供する。例えば、供給装置１２０は、堆積ソースに電気、冷却流体および／または信号などの供給媒体を供給する媒体供給ライン１４０のための供給通路１２４を形成する。

供給通路１２４は、管状の供給通路であってもよく、すなわち、供給装置１２０は、管状の要素によって囲まれた移動可能な堆積ソース１１０への通路を提供してもよい。詳細には、本明細書に記載された実施形態による供給装置１２０は、媒体供給ライン１４０に利用可能なスペースが増加した供給通路１２４を提供してもよい。

例えば、供給通路１２４は、５０ｍｍ以上、詳細には１００ｍｍ以上、より詳細には約２００ｍｍ以上の直径を有することができる。いくつかの実施形態では、媒体供給ラインを配置するための供給通路１２４の断面積は、５０ｃｍ^２、詳細には１００ｃｍ^２以上、より詳細には３００ｃｍ^２以上である。

詳細には、供給装置１２０の第１の端部が、移動可能な堆積ソース１１０に結合することができる。供給装置１２０の供給通路１２４は、真空チャンバ１３０の壁を通って延在することができる。詳細には、供給装置１２０は、移動可能な堆積ソース１１０から真空チャンバ１３０の開口部を通って大気環境１８０に延在することができる。いくつかの実施形態では、供給装置１２０の第２の端部が、真空チャンバ１３０の壁に結合される。他の実施形態では、供給装置は、真空チャンバから出て真空チャンバの周囲環境の中へ延在している。

いくつかの実施形態では、移動可能な堆積ソース１１０は、エンクロージャ、例えば真空チャンバの主空間内の圧力とは異なる圧力を提供するためのエンクロージャを含むことができる。エンクロージャは、その内部空間に大気圧を提供するように構成された大気エンクロージャであってもよい。媒体供給ライン１４０が、供給通路を通ってエンクロージャの内部空間に案内されてもよい。したがって、エンクロージャは、約１バールの大気圧などの大気環境を維持するように適合されてもよい。いくつかの実施形態では、供給通路１２４は、エンクロージャを、真空チャンバ１３０の外部に設けられた大気圧に接続することができる。したがって、供給通路１２４は、エンクロージャと、真空チャンバ１３０の外部の環境との流体接続を提供することができる。

本明細書に記載の実施形態によれば、供給装置１２０は、軸方向に偏位可能な要素１２２を含む。用語「軸方向に偏位可能な」要素は、該軸方向に偏位可能な要素の長手方向軸に沿って偏位可能である、すなわち伸長可能および／または収縮可能である要素として理解することができる。図１ａおよび図１ｂに例示的に示すように、偏位可能な要素１２２は、第１の方向１５０に偏位可能であり得る。軸方向に偏位可能な要素１２２の軸方向寸法は、移動可能な堆積ソース１１０の変位に応じて変化してもよい。詳細には、偏位可能な要素１２２は、移動可能な堆積ソース１１０の移動方向に偏位可能であってもよい。換言すれば、移動可能な堆積ソース１１０が移動するとき、軸方向に偏位可能な要素１２２が、移動可能な堆積ソース１１０の移動に応じて伸縮する。

図１ａおよび図１ｂに示すように、媒体供給ライン１４０は、供給通路１２４を通って移動可能な堆積ソース１１０まで通すことができる。媒体供給ライン１４０のための供給通路１２４は、信頼できる供給装置を提供することができるように、ソースの位置に適合することができる。例えば、限定しないが、１つ以上の電力ケーブル、１つ以上の通信ケーブル、１つ以上の冷却水供給ライン、冷却剤を堆積ソースに供給するための供給ライン、および／または堆積ソースに電力を供給するための電流供給ラインが、供給通路に沿って供給装置を通って延在することができる。さらに、軸方向に偏位可能な要素１２２が、軸方向に延在して偏位することができるので、本明細書に記載の実施形態による供給装置１２０は、特に省スペースであり得る。

具体的には、湾曲した部分を提供する１つ以上のジョイントを有する関節アームを使用する供給装置と比較して、本明細書に記載される実施形態による供給装置１２０は、特にメンテナンスに都合が良く、省スペースであり得る。例えば、軸方向に偏位可能な要素１２２は、直線的な方向に、すなわち、ジョイントまたは他の曲げられた部分を伴わずに、延在することができる。スペースの必要量を減らすことができ、あまり複雑でなく、メンテナンスに都合の良い供給装置を提供することができる。さらに、供給装置の質量、したがって風袋重量が、軸方向に偏位可能な要素を含む供給装置によって減少され得る。ジョイントまたは関節のあるレバーを備えた供給装置は、移動しているソースに供給するときに、折りたたみ運動を用い得る。移動しているソースに接続されたレバーの風袋重量は、水平方向の力を堆積ソースに加えることがある。前記力を補償するための装置が、使用され得る。対照的に、本明細書に記載されるような偏位可能な要素を有する供給装置を提供することは、堆積装置のスケールアップが容易に可能であり得るので、有益であり得る。さらに、これにより、所有コストを削減することができる。

図１ａにおいて、移動可能な堆積ソース１１０は、第１の位置にある。移動可能な堆積ソース１１０が、第１の位置にあるとき、軸方向に偏位可能な要素１２２が、収縮状態にあってもよい。収縮状態は、偏位可能な要素１２２の長さが伸長状態に比べて短い状態であってもよい。図１ｂにおいて、移動可能な堆積ソース１１０は、軸方向に偏位可能な要素が伸長状態にある第２の位置にある。

供給装置１２０は、移動可能な堆積ソース１１０に結合することができる。具体的には、偏位可能な要素１２２の端部が、移動可能な堆積ソース１１０に結合されてもよい。したがって、図１ｂでは、偏位可能な要素１２２は、収縮状態に比べて長い長さを有する伸長状態にある。偏位可能な要素１２２は、移動可能な堆積ソース１１０の移動に適合することによって伸長した。同様に、移動可能な堆積ソース１１０が、第１の位置から第２の位置へ移動する場合、軸方向に偏位可能な要素１２２は、移動可能な堆積ソース１１０の移動に適合することによって収縮した。したがって、偏位可能な要素１２２の寸法、すなわち長さが、適合した。例えば、伸長状態と収縮状態との間の偏位可能な要素の長さの差は、０．５ｍ以上、より具体的には１ｍ以上、または約２ｍ以上でさえあってもよい。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、軸方向に偏位可能な要素１２２の軸、例えば長手方向軸は、第１の方向１５０に延在することができる。媒体供給ライン１４０は、移動可能な堆積ソース１１０の移動中に供給通路１２４を通って案内されることができ、これにより、媒体供給ライン１４０のよじれ、曲がり、または破損のリスクを低減することができる。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、軸方向に偏位可能な要素１２２は、エキスパンションジョイントとすることができる。エキスパンションジョイントは、軸方向の力または運動などの、エキスパンションジョイントに加えられる外力に応じて伸長および／または収縮することができる。いくつかの実施形態では、エキスパンションジョイントは、金属を含むエキスパンションジョイントであってもよい。金属エキスパンションジョイントは、可撓性の金属管であってもよい。例えば、金属エキスパンションジョイントは、内部空間の第１の圧力および周囲空間の第２の圧力を維持するための気密性の壁を有してもよい。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、偏位可能な要素１２２は、ベローズとすることができる。ベローズは、ベローズの内部がベローズの壁によってベローズの外部から密封されるように、気密性の材料で作られてもよい。したがって、ベローズの内部空間における第１の圧力は、真空チャンバ１３０の主空間における第２の圧力とは異なっていてもよい。ベローズは、外力が加えられたときに伸長および／または収縮することができる弾性の要素または管であり得る。ベローズは、外力がもはや加えられなくなったときに初期状態に戻るベローズであってもよい。いくつかの実施形態では、ベローズは、金属または金属合金で作られてもよい。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、偏位可能な要素１２２は、エッジ溶接ベローズであってもよい。エッジ溶接ベローズは、例えば、個々の金属ダイヤフラムを溶接することによって作られてもよい。

ベローズは、例えば、ベローズが直線的に伸縮するような、直線的に偏位可能な線形ベローズであってもよい。ベローズは、大気に対して真空を確実に密封することができ、サイクル要求に耐えることができる。ベローズは、複数のソース搬送経路長に対して容易に設けることができる。これは、例えば、所有コストを削減することができる。さらに、例えば大面積基板用の堆積プロセス用の長いソース搬送経路長に対して、堆積装置が設けられ得る。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、軸方向に偏位可能な要素１２２は、第１の方向に軸に沿って延在してもよく、第１の方向１５０における軸方向に偏位可能な要素１２２の寸法は、例えば軸方向に偏位可能な要素１２２に伸長力または圧縮力を加えることによって、軸方向に偏位可能な要素１２２を軸に沿って伸長および／または圧縮することによって、変えることができる。例えば、軸方向に偏位可能な要素１２２は、可撓性の要素または弾性の要素であってもよい。いくつかの実施形態では、軸方向に偏位可能な要素１２２は、軸方向に曲げられる要素である。いくつかの実施形態では、軸方向に偏位可能な要素１２２は、横方向に偏位させる、例えば、曲げるまたは湾曲させることもできる。

典型的には、軸方向に偏位可能な要素１２２は、真空チャンバ１３０の壁に密封結合されるように、および／または移動可能な堆積ソース１１０に密封結合されるように構成される。従って、媒体供給ライン１４０は、供給通路１２４の内側に設けることができる。

本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、供給装置１２０は、真空チャンバの外部の環境から供給通路１２４に沿って、移動可能な堆積ソースのエンクロージャ、詳細には大気ケーシングに媒体供給ライン１４０を送り込むように構成することができる。大気ケーシングは、真空チャンバの内部に配置されたときに大気圧を維持するように構成されてもよい。大気ケーシングは、大気ハウジングまたは大気ボックスと記述することもでき、移動可能な堆積ソースを動作させるための要素を収容してもよい。例えば、スイッチ、バルブ、コントローラ、冷却ユニット、冷却制御ユニットからなる群から選択された少なくとも１つの要素を、大気ケーシングの内部に設けることができる。冷却ユニットは、典型的には、水などの冷却流体を供給することによって、動作中、移動可能な堆積ソース１１０を冷却する。制御ユニットは、冷却流体の温度を制御してもよく、および／または移動可能な堆積ソース１１０の温度を制御してもよい。さらに、堆積プロセスの制御パラメータを制御するために、１つ以上のコントローラが、大気ハウジング内に配置されてもよい。この観点から、供給通路１２４は、供給装置１２０が、適用可能なサイズに容易にスケーリングできるので、すなわち偏位可能な要素の直径の選択によって、媒体供給ライン１４０のためのスペースを増大させ得る。

図１ａおよび図１ｂにおいて、軸方向に偏位可能な要素の内部空間は、大気環境１８０と流体接続している。本明細書で使用する「流体接続」という用語は、２つの空間の間の流体の流れまたは交換として理解することができる。例えば、一方の空間における、圧力などの１つのパラメータの変化は、他方の空間における対応する変化を誘発することができる。

本明細書で使用される「基板」という用語は、実質的に非可撓性の基板、例えばウェハ、サファイアなどの透明な結晶のスライス、またはガラスプレートを、具体的には包含することができる。しかしながら、本開示はこれに限定されず、「基板」という用語は、ウェブまたはフォイルなどの可撓性の基板を包含することもできる。例えば、基板は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、金属、ポリマー、セラミック、化合物材料、炭素繊維材料、または堆積プロセスによってコーティングすることができる任意の他の材料もしくは材料の組み合わせからなる群から選択される材料で作製することができる。

本明細書に記載された実施形態による移動可能な堆積ソースは、堆積されるべき材料を蒸発させるように構成されたるつぼと、蒸発した材料を基板に向けるように構成された分配アセンブリとを含むことができる。例えば、薄膜を堆積させるための有機材料が、るつぼから分配アセンブリを介して分配アセンブリの１つ以上の出口を通って基板に向かって導かれてもよい。分配アセンブリは、分配パイプを含むことができる。

本明細書に記載された実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、媒体供給ラインは、移動可能な堆積ソースから供給通路１２４を通って延在することができる。媒体供給ライン１４０は、冷却チャネル、電気接続部、移動可能な堆積ソースに電力を供給するケーブル、移動可能な堆積ソースに信号を供給するケーブル、センサ信号を導くためのケーブル、ガスチャネル、水チャネルのうちの少なくとも１つまたはそれ以上を含むことができる。

図２は、本明細書に記載の実施形態による堆積装置２００を概略的に示す。図２の堆積装置２００は、図１の堆積装置１００の特徴の一部または全部を含むことができ、それ故、上記の説明を参照することができ、ここでは繰り返さない。

詳細には、堆積装置２００は、真空チャンバ内に配置された移動可能な堆積ソース１１０と、移動可能な堆積ソース１１０に供給媒体を供給するように構成された供給装置１２０とを含む。

堆積装置２００の供給装置１２０は、軸方向に偏位可能な要素１２２と、媒体供給ライン１４０のための供給通路１２４を提供する剛性の管要素２１０とを含む。

いくつかの実施形態では、供給装置１２０は、管要素を含むことができる。管要素は、例えば、円筒形管または長方形管などの管状形態を有する要素であってもよい。管要素の内部空間は、管壁によって囲まれていてもよい。いくつかの実施形態では、管要素は、図２に例示的に示すような剛性の管要素２１０である。剛性の管要素２１０は、剛性の材料で作ることができる。図２に例示的に示すように、剛性の管要素は、例えば、その内部空間における供給ラインのための供給通路１２４を提供する要素であってもよい。剛性の管要素２１０は、供給通路１２４を形成する内部空間を提供することができる。図２において、剛性の管要素２１０は、直線状の管、例えば、金属製の直線状の管である。剛性の管要素は、他の実施形態では、他の材料、具体的には気密性の材料で作られてもよい。剛性の管要素の材料は、大気圧より低い圧力の環境によって取り囲まれながら、剛性の管要素の内部空間内に大気環境を維持するように構成することができる。

剛性の管要素２１０の第１の端部が、図２に概略的に示されるように、移動可能な堆積ソース１１０に密封結合されてもよい。密封は、剛性の管要素２１０の内側に設けられた大気環境から剛性の管要素を取り囲むことができる真空環境を密封するように構成されてもよい。剛性の管要素２１０は、移動可能な堆積ソースから真空チャンバ１３０の開口部に向かって延在してもよく、開口部を通って真空チャンバから突き出てもよい。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、剛性の管要素２１０は、真空チャンバの壁の開口部を通って第１の方向１５０に直線的に延在することができる。剛性の管要素は、非可撓性の要素、すなわち、例えば第１の方向への力の適用の際に収縮可能でも伸長可能でもない要素であってもよい。例えば、剛性の管要素は、適切な剛性を提供する中空の金属管であり得る。

本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、軸方向に偏位可能な要素１２２の第１の端部が、真空チャンバ１３０の外に突き出た剛性の管要素２１０の一部分に密封接続されてもよい。軸方向に偏位可能な要素１２２の第２の端部が、真空チャンバ１３０の壁に密封接続されてもよい。図２に示すように、軸方向に偏位可能な要素１２２の第１の端部は、第１の結合部によって真空チャンバ１３０の壁に結合されてもよい。軸方向に偏位可能な要素１２２の第２の端部は、第２の結合部によって剛性の管要素２１０に結合されてもよい。第１および第２の結合部は、真空チャンバ１３０を密封して、内部に設けられた真空を維持することができる。

真空チャンバと真空チャンバの外に突き出た剛性の管要素の一部分との間の密封要素として、軸方向に偏位可能な要素を使用することは、真空チャンバの主空間における粒子の生成を低減することができ、堆積結果を改善することができるので、有益であり得る。

剛性の管要素２１０は、移動可能な堆積ソース１１０とともに移動可能であってよい。移動可能な堆積ソース１１０と剛性の管要素２１０との結合のために、移動可能な堆積ソース１１０の直線的な並進移動は、剛性の管要素２１０の直線的な並進移動を伴い得る。剛性の管要素２１０は、例えば第１の方向１５０に、移動可能な堆積ソース１１０と共に移動可能である。従って、剛性の管要素２１０を軸方向に偏位可能な要素１２２に結合することにより、軸方向に偏位可能な要素１２２は、剛性の管要素２１０の直線的な並進移動に適合する。例えば、移動可能な堆積ソース１１０を第１の方向１５０に直線的に並進移動させることによって、剛性の管要素２１０は、第１の方向１５０への直線的な並進移動に追従する。したがって、軸方向に偏位可能な要素１２２は、第１の方向１５０への並進移動中、圧縮することができる。同様に、軸方向に偏位可能な要素は、移動可能な堆積ソースが反対方向へ並進移動する間、伸長してもよい。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、軸方向に偏位可能な要素１２２は、剛性の管要素２１０を囲むことができる。詳細には、剛性の管要素の少なくとも一部分が、軸方向に偏位可能な要素１２２によって囲まれていてもよい。剛性の管要素２１０の内部空間は、大気環境１８０と流体接続することができる。剛性の管要素２１０と軸方向に偏位可能な要素１２２との間の周方向空間は、真空チャンバ１３０の主空間と流体接続することができる。従って、移動可能な堆積ソース１１０に接続された剛性の管要素２１０の内部空間は、移動可能な堆積ソース１１０の大気ケーシングと流体接続し得る。

図３は、本明細書に記載の実施形態による堆積装置３００を示す。図３の堆積装置３００は、図２の堆積装置２００のいくつかの特徴または全ての特徴を含むことができ、それ故、上記の説明を参照することができ、ここでは繰り返さない。

詳細には、堆積装置３００は、移動可能な堆積ソース１１０と、真空チャンバ１３０の大気環境から堆積ソースに媒体供給ラインを供給するための供給通路１２４を提供する供給装置１２０とを含む。供給装置１２０は、図２に示す供給装置と同様であってもよく、上記の説明を参照することができる。詳細には、供給装置１２０は、媒体供給ラインのための供給通路を形成する剛性の管要素２１０と、剛性の管要素２１０を部分的に囲む軸方向に偏位可能な要素１２２とを含むことができる。

詳細には、軸方向に偏位可能な要素１２２は、第１の端部が、真空チャンバの外に突き出た剛性の管要素の端部に接続され、第２の端部が、真空チャンバの壁に接続された、ベローズまたは他のエキスパンションジョイントを含むことができる。詳細には、軸方向に偏位可能な要素の第２の端部は、真空チャンバの壁に設けられた開口部の縁部に接続されてもよい。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、堆積装置１００は、図３に例示的に示すように、移動可能な堆積ソース１１０を移動させるための駆動ユニット３２０を含むことができる。駆動ユニット３２０は、移動可能な堆積ソースをソース搬送経路に沿って、詳細には第１の方向１５０に対応する直線方向に、移動させるように構成することができる。いくつかの実施形態では、駆動ユニット３２０は、供給装置に接続されるか、または供給装置の一部である。詳細には、駆動ユニット３２０は、供給装置１２０の一部分に結合されてもよい。そうして、供給装置１２０および移動可能な堆積ソース１１０が、駆動ユニット３２０によって並進移動または一緒に移動され得る。

いくつかの実施形態では、駆動ユニット３２０は、真空チャンバ１３０の外側に配置されてもよく、詳細には真空チャンバから突き出た供給装置の一部分に結合されてもよい。駆動ユニット３２０は、通常の駆動ユニットの使用を可能にする大気圧条件下で作動させることができる。例えば、駆動ユニット３２０は、剛性の管要素を移動させるように構成されたリニアモータなどのモータを含むことができる。詳細には、耐摩耗性でメンテナンスにあまり手のかからない駆動ユニットが、堆積ソースを移動させるために、真空チャンバの外部に設けられてもよい。さらに、真空チャンバ１３０の外側に配置された駆動ユニット３２０は、より容易に電力および制御信号を供給することができる。駆動ユニット３２０は、容易にアクセス可能であり得る。供給装置１２０は、供給ラインに対してより多くのスペースを提供することができ、供給装置１２０のサイズを縮小することができる。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、駆動ユニット３２０は、真空チャンバから突き出ている剛性の管要素２１０の一部分３１０に結合されてもよい。例えば、剛性の管要素２１０は、駆動ユニットによって駆動される被駆動部または被案内部を含むことができる。例えば、被駆動部は、図３に示すように、剛性の管要素２１０の第１の端部に位置していてもよい。剛性の管要素２１０は、駆動ユニット３２０によって提供された並進移動を、移動可能な堆積ソース１１０に伝えることができる。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、剛性の管要素２１０は、駆動ユニット３２０の駆動力を、移動可能な堆積ソース１１０に並進移動させるように構成された並進移動要素として構成することができる。例えば、剛性の管要素２１０は、真空チャンバの外側に配置することができるリニアモータなどのモータによって移動させることができる。

いくつかの実施形態では、堆積装置１００は、保守点検領域またはメンテナンス領域を含むことができ、図３に例示的に示されるように、閉鎖可能な通路３３０が、真空チャンバと保守点検領域との間に設けられ得る。閉鎖可能な通路３３０は、真空チャンバと保守点検領域との間で堆積ソースを移動させるために、開くことができる。堆積ソースは、例えば保守点検またはメンテナンスのために、保守点検領域に移送することができる。

本明細書に記載された実施形態によれば、堆積ソースに供給する媒体供給ラインは、閉鎖可能な通路３３０で真空チャンバに接続された保守点検領域を経由せずに、供給通路を経由して真空システムの外に導かれ得る。したがって、スペースの縮小された保守点検領域を提供することができる。いくつかの実施形態では、堆積ソースを保守点検するための保守点検領域が、真空チャンバに隣接する、真空システムの分離可能な区画として設けられていないような、真空チャンバを含む堆積装置を提供することさえ可能である。詳細には、媒体供給ラインは、堆積ソースから供給通路を通って真空システムの大気環境に直接送られてもよい。堆積チャンバに隣接する別個の区画として必要とされるのは、より小さな保守点検領域でよい場合、または保守点検領域が全く必要とされない場合、堆積装置の外側寸法を小さくすることができる。さらに、真空チャンバと保守点検領域との間に閉鎖可能な通路３３０が、設けられなくてもよい。

いくつかの実施形態では、真空チャンバは、移動可能な堆積ソースにアクセスして保守点検するために、真空チャンバを開閉するための、通路、例えば、任意選択でバルブ付きの保守点検用ドアを含んでもよい。例えば、保守点検用ドアは、堆積ソースの部品の交換、媒体供給ラインによって供給される堆積ソースのデバイスのうちのいずれかの保守点検またはメンテナンス、堆積ソースの修理、および／または空にされたチャンバの外部から供給通路を介して容易にアクセスできない媒体供給ラインの一部にアクセスすること、のうちの少なくとも１つのために使用され得る。

本開示の別の態様によれば、真空システムが提供される。

図４は、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる堆積装置を含む真空システム４００を示す。堆積装置は、真空チャンバ１３０と、真空チャンバ１３０内に配置された移動可能な堆積ソースとを含む。真空システム４００は、第２の真空チャンバ４４０をさらに含むことができる。第２の真空チャンバ４４０は、真空チャンバ１３０に隣接して配置することができる。真空チャンバと第２の真空チャンバ４４０との間で１つ以上の基板を移動させるための通路が、設けられてもよい。具体的には、コーティングされるべき基板が、第２の真空チャンバから通路を通って真空チャンバに移送され、コーティングされた基板が、真空チャンバから第２真空チャンバに移送され得る。第２の真空チャンバは、例えば、トランジットチャンバ、ルーティングモジュール、または回転モジュールであってもよい。

図４において、移動可能な堆積ソース１１０は、回転可能であってもよい分配パイプ４１０を含む。分配パイプ４１０は、長さ方向に沿って、具体的には、本質的に垂直な方向に延びていてもよい。分配パイプ４１０は、蒸発した材料４１２を基板４２０上に噴霧するための１つ以上の出口を有することができる。基板４２０の表面は、例えばソース搬送経路の方向である第１の方向に広がっていてもよい。

図４は、互いに対向して配置され得る２つの基板を示す。具体的には、ソース搬送経路は、２つの基板の間の領域内に延びることができる。いくつかの実施形態では、基板上の層の堆積をマスキングするためのマスクを、例えば基板に近接して、基板と移動可能な堆積ソース１１０との間に設けることができる。分配パイプ４１０は、回転させることができ、例えば、第１の基板が配置され得る第１の堆積領域から、第２の基板が配置され得る第２の堆積領域まで、約１８０°回転させることができる。

移動可能な堆積ソース１１０が、第１の方向１５０に直線的に移動されるとき、剛性の管要素２１０は、移動可能な堆積ソース１１０に接続されているので、剛性の管要素２１０もまた、第１の方向に直線的に移動することができる。移動可能な堆積ソース１１０の直線的な移動は、第１の方向に延在することができる搬送トラック４３０によって案内されてもよい。したがって、剛性の管要素２１０の供給通路１２４内に配置された媒体供給ライン１４０は、移動可能な堆積ソース１１０が移動するときに、移動可能な堆積ソース１１０に供給することができる。軸方向に偏位可能な要素１２２は、移動可能な堆積ソース１１０の移動中、偏位することができる。さらに、軸方向に偏位可能な要素は、真空チャンバの主空間と真空チャンバ１３０の周囲環境との間に密封を提供することができる。

真空システム４００の第２の真空チャンバ４４０は、回転装置４４２を含むことができる。詳細には、第２の真空チャンバ４４０は、回転モジュールとすることができる。回転装置４４２は、１つ以上の基板を受け取るように構成されてもよい。回転装置４４２は、１つ以上の基板の配向を第１の配向から第２の配向に変更するように構成されてもよい。例えば、配向は、参照番号４４４によって図形的に示されるように、基板４２０を回転させることによって変更することができる。第３の真空チャンバが、例えばゲートバルブ４５０に接続された第３の真空チャンバなどのように、第２の真空チャンバ４４０と一直線でない場合、配向を変更することは有用であり得る。その場合、基板４２０を約９０°回転させて、基板を第３の真空チャンバに移送することができる。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、堆積装置１００の供給装置１２０は、少なくとも部分的に真空チャンバ１３０の外へ延在する。例えば、供給装置１２０、詳細には剛性の管要素２１０は、第２の真空チャンバに接続された真空チャンバの側で真空チャンバから突き出てもよい。

図５は、真空システム４００の概略側面図を示す。供給装置１２０が、真空チャンバ１３０から出て、第２の真空チャンバ４４０に隣接する空間へ、詳細には、第２の真空チャンバ４４０の下方の空間へ延在する。詳細には、第２の真空チャンバ４４０の下方の空間は、大気環境の空間とすることができる。したがって、駆動ユニット３２０は、第２の真空チャンバ４４０の下方の空間に配置されてもよい。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる第２の堆積装置が、第２の真空チャンバ４４０に隣接して配置されてもよい。詳細には、第２の堆積装置は、第１の堆積装置に対して第２の真空チャンバ４４０の反対の位置に配置することができる。

第２の堆積装置は、本明細書に記載の堆積装置のいずれかの供給装置に従って構成することができる第２の供給装置を含むことができる。詳細には、第２の供給装置は、第２の堆積装置の第２の堆積ソースのための媒体供給ラインのための供給通路を形成する剛性の管要素を含むことができる。さらに、第２の供給装置は、剛性の管要素を少なくとも部分的に取り囲むことができ、剛性の管要素の軸に沿って圧縮可能かつ収縮可能であり得る軸方向に偏位可能な要素を含むことができる。第２の供給装置の剛性の管要素は、第１の堆積ソースの供給装置の剛性の管要素と平行に、例えば、それぞれの真空チャンバから突き出るときに剛性の管要素が互いにぶつからないように、それらの間にオフセットを伴って、配置されてもよい。したがって、供給装置および第２の供給装置の両方が、第１の方向１５０に、詳細には互いに平行に移動可能であってもよい。

いくつかの実施形態では、供給装置および／または第２の供給装置は、第２の真空チャンバ４４０に隣接する空間、詳細には、第２の真空チャンバ４４０の下方の空間の中に延在することができる。堆積装置を動作させるとき、例えば、移動可能な堆積ソース及び／又は第２の堆積ソースを移動させるとき、供給装置は、互いに隣接して第２の真空チャンバ４４０の下方の空間に移動することができる。この装置は、省スペースであり得、真空システム４００の設置面積が、低減され得る。

図５に概略的に示されているように、移動可能な堆積ソース１１０は、上部セクション５１０および下部セクション５２０を有することができる。下部セクション５２０は、ソース搬送経路のソーストラックと接触し得るソースカートを含むことができる。上部セクション５１０は、１つ以上の分配パイプ、例えば、分配パイプ４１０を含むことができる。第１のセクションおよび第２のセクションのいずれかが、媒体供給ラインのうちの少なくともいくつかが供給通路を介して中に案内される大気エンクロージャまたは大気ケーシングを含むことができる。下部セクション５２０は、供給装置１２０、詳細には剛性の管要素２１０に接続されてもよい。さらに、下部セクション５２０は、搬送トラック４３０と接触していてもよい。

上部セクション５１０は、例えばドッキングポート５３０によって、下部セクション５２０に取り外し可能に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、上部セクション５１０は、分配パイプ４１０を含む。分配パイプは、下部セクション５２０に対して回転可能であってもよい。ドッキングポート５３０は、上部セクション５１０と下部セクション５２０とを結合する接続部品とすることができる。マルチカップリングと記述することもできるドッキングポート５３０は、例えばメンテナンスのために移動可能な堆積ソース１１０の上部セクション５１０を取り外し、別の上部セクション５１０を下部セクションに接続するために、利用することができる。換言すれば、堆積ソースの上部セクションは、交換することができる。

本開示のさらなる態様によれば、堆積装置１００を動作させる方法が提供される。

図６は、堆積装置１００を動作させる方法を説明する図である。本方法は、移動可能な堆積ソース１１０を真空チャンバ１３０内で移動させることを含む（ボックス６１０）。本方法は、移動可能な堆積ソース１１０に媒体供給ライン１４０を介して供給媒体を供給することを、さらに含む。媒体供給ラインは、軸方向に偏位可能な要素１２２を含む供給装置１２０の供給通路１２４を通って延在することができる（ボックス６２０）。詳細には、移動可能な堆積ソース１１０が、第１の方向に直線的に移動するとき、軸方向に偏位可能な要素１２２が、第１の方向に軸方向に収縮または伸長することができる。供給装置１２０は、本明細書に記載の任意の堆積装置の任意の供給装置のいくつかの特徴またはすべての特徴を含むことができ、上述の実施形態を参照することができる。

移動可能な堆積ソース１１０を移動させることは、供給装置１２０の一部分に結合された駆動ユニットによって移動可能な堆積ソース１１０を駆動することをさらに含むことができる。

駆動ユニットは、真空チャンバ１３０の外側に配置されてもよい。駆動ユニット３２０は、真空チャンバ１３０の外側に突き出ている供給装置１２０の剛性の管要素２１０に結合されてもよい。

上記は、本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施形態を考え出すこともでき、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

具体的には、湾曲した部分を提供する１つ以上のジョイントを有する関節アームを使用する供給装置と比較して、本明細書に記載される実施形態による供給装置１２０は、特にメンテナンスに都合が良く、省スペースであり得る。例えば、軸方向に偏位可能な要素１２２は、直線的な方向に、すなわち、ジョイントまたは他の曲げられた部分を伴わずに、延在することができる。スペースの必要量を減らすことができ、あまり複雑でなく、メンテナンスに都合の良い供給装置を提供することができる。さらに、供給装置の質量、したがって風袋重量が、軸方向に偏位可能な要素を含む供給装置によって減少され得る。ジョイントまたは関節のあるレバーを備えた供給装置は、移動しているソースに供給するときに、折りたたみ運動を用い得る。移動しているソースに接続されたレバーの風袋重量は、水平方向の力を堆積ソースに加えることがある。前記力を補償するための装置が、使用され得る。対照的に、本明細書に記載されるような偏位可能な要素を有する供給装置を提供することは、堆積装置のスケールアップが容易に可能であり得るので、有益であり得る。さらに、本明細書に記載されるような偏位可能な要素を有する供給装置を提供することは、所有コストを削減することができる。

ベローズは、例えば、ベローズが直線的に伸縮するような、直線的に偏位可能な線形ベローズであってもよい。ベローズは、大気に対して真空を確実に密封することができ、サイクル要求に耐えることができる。ベローズは、複数のソース搬送経路長に対して容易に設けることができる。複数のソース搬送経路長に対して容易に設けられたベローズは、例えば、所有コストを削減することができる。さらに、例えば大面積基板用の堆積プロセス用の長いソース搬送経路長に対して、堆積装置が設けられ得る。

Claims (15)

1. 真空堆積プロセスのための堆積装置（１００）であって、
   真空チャンバ（１３０）と、
   前記真空チャンバ内に配置された移動可能な堆積ソース（１１０）と、
   前記移動可能な堆積ソースのための媒体供給ラインのための供給通路（１２４）を提供する供給装置（１２０）と
   を備え、
   前記供給装置が、軸方向に偏位可能な要素（１２２）を備える、
   堆積装置（１００）。
2. 前記軸方向に偏位可能な要素（１２２）が、エキスパンションジョイント、具体的にはベローズ、より具体的にはエッジ溶接ベローズである、請求項１に記載の堆積装置。
3. 前記移動可能な堆積ソース（１１０）が、第１の方向（１５０）に直線的に移動可能であり、前記軸方向に偏位可能な要素（１２２）の軸が、前記第１の方向に延在する、請求項１または２に記載の堆積装置。
4. 前記供給装置（１２２）が、前記媒体供給ラインを前記真空チャンバの外部の環境から前記供給通路に沿って前記移動可能な堆積ソース（１１０）の大気ケーシングへ通すように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の堆積装置。
5. 前記移動可能な堆積ソース（１１０）から前記供給通路（１２４）を通って延在する前記媒体供給ライン（１４０）をさらに備え、前記媒体供給ラインが、冷却チャネル、電気接続部、前記移動可能な堆積ソースに電力を供給するケーブル、前記移動可能な堆積ソースに信号を供給するケーブル、センサ信号を導くためのケーブル、ガスチャネル、および水チャネルのうちの少なくとも１つ以上を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の堆積装置。
6. 前記供給装置（１２０）が、剛性の管要素（２１０）をさらに備え、前記剛性の管要素の内部空間が、前記供給通路を形成する、請求項１から５のいずれか一項に記載の堆積装置。
7. 前記剛性の管要素（２１０）が、前記真空チャンバ（１３０）の壁の開口部を通って第１の方向（１５０）に直線的に延在する、請求項６に記載の堆積装置。
8. 前記軸方向に偏位可能な要素の第１の端部が、前記真空チャンバ（１３０）から突き出ている前記剛性の管要素（２１０）の一部分に密封接続されており、および／または前記軸方向に偏位可能な要素の第２の端部が、前記真空チャンバの前記壁に密封接続されている、請求項７に記載の堆積装置。
9. 前記軸方向に偏位可能な要素（１２２）が、前記剛性の管要素（２１０）を囲んでおり、前記剛性の管要素の前記内部空間が、大気環境と流体接続しており、前記剛性の管要素と前記軸方向に偏位可能な要素との間の周方向空間が、前記真空チャンバの主空間と流体接続している、請求項６から８のいずれか一項に記載の堆積装置。
10. 前記移動可能な堆積ソース（１１０）を移動させるための駆動ユニットが、前記供給装置（１２０）の一部分、具体的には、前記真空チャンバから突き出ている剛性の管要素（２１０）の一部分に結合されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の堆積装置。
11. 前記剛性の管要素（２１０）が、前記真空チャンバの外側に配置された前記駆動ユニットの駆動力を前記移動可能な堆積ソースへ並進移動させる並進移動要素として構成される、請求項１０に記載の堆積装置。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の堆積装置（１００）と、
    前記堆積装置の前記真空チャンバに隣接して配置された第２の真空チャンバと、
    を備える真空システムであって、
    前記堆積装置の前記供給装置（１２０）が、前記真空チャンバから出て、前記第２の真空チャンバに隣接する空間まで、少なくとも部分的に延在している、
    真空システム。
13. 堆積装置を動作させる方法であって、
    移動可能な堆積ソース（１１０）を真空チャンバ内で移動させることと、
    供給装置（１２０）の供給通路（１２４）を通って延在する媒体供給ライン（１４０）を介して、前記移動可能な堆積ソースに供給することと、
    を含み、
    前記供給装置が、軸方向に偏位可能な要素（１２２）を備える、
    方法。
14. 前記移動可能な堆積ソースが、第１の方向に直線的に移動するとき、前記軸方向に偏位可能な要素（１２２）が、前記第１の方向に収縮または伸長する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記移動可能な堆積ソース（１１０）を移動させることが、前記真空チャンバの外側に配置され、前記供給装置の一部分に結合された、具体的には、前記真空チャンバの外側に突き出ている前記供給装置の剛性の管要素（２１０）に結合された駆動ユニットによって前記移動可能な堆積ソースを駆動することを含む、請求項１３または１４に記載の方法。
    

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