JP2019518863A - 一又は複数の材料を基板の上に堆積させる真空システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
一又は複数の材料を基板の上に堆積させるための真空システム(100)が記載される。真空システム(100)は、主要搬送経路(101)に沿って主要搬送方向(P)に基板(10)を搬送するように構成された第1の搬送システム(110)と、主要搬送方向(P)に対して横方向(T)に延びる少なくとも1つの堆積モジュール(104)とを含む。第1の搬送システム(110)は、搬送中に横方向(T)に本質的に平行である配向に基板(10)を保持するように構成される。更に、特に蒸発によって、一又は複数の材料を基板の上に堆積させる方法が開示される。【選択図】図1
Description
本開示の実施形態は、一又は複数の材料を基板の上に堆積させるための真空システムに関する。より具体的には、蒸発させることによって一又は複数の有機材料を一又は複数の堆積モジュールの中の複数の基板の上に堆積させるための真空システムが記載される。実施形態は、更に、特に蒸発させることによって、一又は複数の材料を基板の上に堆積させる方法に関する。
有機材料を利用する光電子デバイスは、数々の理由により人気が高まっている。このようなデバイスの作製に使用される材料の多くは比較的安価であるため、有機光電子デバイスは、無機デバイスに対してコスト面で優位に立つ可能性を有している。有機材料の可撓性などの固有特性は、フレキシブル基板又は非フレキシブル基板への堆積などに対する用途に有利でありうる。有機光電子デバイスの例は、有機発光デバイス、有機フォトトランジスタ、有機光電池、及び有機光検出器を含む。
OLEDデバイスの有機材料は、従来の材料を上回る性能上の利点を有しうる。例えば、有機発光層が発光する波長は、適切なドーパントで容易に調整されうる。OLEDデバイスは、デバイス全域に電圧が加えられると発光する薄い有機膜を利用する。OLEDデバイスは、フラットパネルディスプレイ、照明、及び背面照明などの用途で使用するのに益々興味深い技術となっている。
材料、特に有機材料は、典型的には、準大気圧下の真空システム内で基板に堆積される。堆積中に、マスクデバイスは、基板の前方に配置され、マスクデバイスは、例えば蒸発などにより、基板に堆積させる材料パターンに対応する開口パターンを画定する複数の開口部を有しうる。基板は、典型的には、堆積中にマスクデバイスの背後に配置され、かつマスクデバイスに対して位置合わせされる。例えば、マスクデバイスを運ぶマスクキャリアは、真空システムの堆積モジュール内に搬送され、基板を運ぶ基板キャリアは、基板をマスクデバイスの背後に配置するために堆積モジュール内に搬送されうる。
典型的には、例えば、カラーディスプレイを製造するために、2つ、又は3つ以上の材料が、続いて基板の上に堆積される。異なる材料を複数の基板の上に堆積させるための複数の堆積モジュールを有する真空システムを取り扱うことが課題でありうる。とりわけ、そのような真空システムは、非常に複雑であり、高価であり、かつ多くのスペースを占める傾向にある。
したがって、一又は複数の材料を基板の上に確実に堆積させるように構成された小型の省スペース真空システムを提供することが有利だろう。とりわけ、材料を基板の上に堆積させるように構成された真空システム内で基板及び/又はマスクの搬送及び交換を単純化し加速することは、有益だろう。
上記に鑑み、一又は複数の材料を基板の上に堆積させる方法だけではなく、一又は複数の材料を基板の上に堆積させるための真空システムが提供される。
本開示の1つの態様によれば、一又は複数の材料を基板の上に堆積させるための真空システムが提供される。真空システムは、主要搬送経路に沿って主要搬送方向に基板を搬送するように構成された第1の搬送システムと、主要搬送方向に対して横方向に延びる少なくとも1つの堆積モジュールとを含み、第1の搬送システムは、主要搬送経路に沿った搬送中に、横方向に本質的に平行である配向に基板を保持するように構成されている。
第1の搬送システムは、基板の主要面が、例えば主要搬送経路に沿った基板の搬送中に、主要搬送方向に本質的に直角となるように、基板を保持するように構成されうる。
本開示の態様によれば、一又は複数の材料を基板の上に堆積させるための真空システムが提供される。真空システムは、主要搬送方向に延びる主要搬送経路に沿って、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを搬送するように構成された搬送カートを備える第1の搬送システムと、主要搬送経路の第1の側及び/又は第2の側において主要搬送経路に隣接して配置された複数の堆積モジュールと、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを搬送カートと複数の堆積モジュールとの間を横方向に搬送するように構成された一又は複数の第2の搬送システムとを含み、搬送カートは、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを、搬送中に横方向に本質的に平行である配向に保持するように構成されうる。
搬送カートは、基板キャリア及び/又はマスクキャリアの主要面が主要搬送方向に本質的に直角及び/又は本質的に垂直であるように、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを保持するように構成されうる。基板キャリア及び/又はマスクキャリアの主要面が、一又は複数の第2の搬送システムの搬送方向に、及び/又は垂直に配向されるように、一又は複数の第2の搬送システムは、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを搬送するように構成されうる。
本開示の態様によれば、一又は複数の材料を基板の上に堆積させる方法が提供される。方法は、主要搬送経路に沿って主要搬送方向に基板を搬送することと、主要搬送経路から少なくとも1つの堆積モジュール内に横方向に基板を搬送することと、特に蒸発によって、少なくとも1つの堆積モジュール内の基板の上に材料を堆積させることとを含み、基板は、主要搬送経路に沿った搬送中に横方向に本質的に平行な配向で保持される。
主要搬送経路に沿った基板の搬送中に、基板の主要面は、主要搬送方向に直角でありうる。更に、基板の主要面は、主要搬送経路に沿った搬送中に及び横方向への搬送中に、本質的に垂直でありうる。
本開示の更なる態様、利点、及び特徴は、明細書及び添付の図面から明らかである。
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、先ほど簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施形態に関連し、以下で説明される。図面には典型的な実施形態を示しており、その詳細については以下で説明する。
これより、様々な実施形態を詳細に参照し、それらの一又は複数の実施例が図面に示される。各実施例は、説明として提示されており、限定を意味するものではない。例えば、1つの実施形態の一部として図示又は説明される特徴は、他の任意の実施形態において、又は、他の任意の実施形態と併せて使用して、更なる実施形態を生み出すことが可能である。本開示は、このような修正及び変形を含むことが意図される。
図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ又は類似の構成要素を指す。概して、個々の実施形態に関しての相違点のみが説明される。別段の指定がない限り、1つの実施形態における一部分又は一態様の説明は、別の実施形態における対応する部分又は態様にも同様に当てはまる。
図1は、本明細書に記載の実施形態による、一又は複数の材料を基板10の上に堆積させるための真空システム100の概略図である。真空システム100は、主要搬送経路101に沿って主要搬送方向Pに基板10を搬送するように構成された第1の搬送システム110を含む。真空システムは、主要搬送方向Pに対して横方向Tに延びる少なくとも1つの堆積モジュール104を更に含む。とりわけ、基板トラック30は、主要搬送経路101から少なくとも1つの堆積モジュール104内に横方向Tに、特に主要搬送経路101に本質的に直角に延びる。
幾つかの実施形態では、真空システム100は、主要搬送方向Pに沿って本質的に直線的配置で互いに隣に配置された一又は複数のトランジットモジュール108を含み、トランジットモジュール108は、基板を第1の搬送システム110によってそれに沿って搬送することができる主要搬送経路101を提供する。
1つ、2つ又はそれ以上の堆積モジュール102は、主要搬送経路101に隣接して、例えば、主要搬送経路101の第1の側S1及び/又は第2の側S2に、配置されうる。例えば、少なくとも1つの堆積モジュール104は、トランジットモジュールの第1の側S1に配置され、更なる堆積モジュールは、トランジットモジュールの第2の側S2に、例えば、少なくとも1つの堆積モジュール104に対向して、配置されうる。とりわけ、少なくとも1つの堆積モジュールは、真空システムの主要搬送経路101の各側に配置されうる。図1の例示的な実施形態では、2つの堆積モジュールが、主要搬送経路の各側に設けられている。図2に概略的に示されるように、更なる堆積モジュールが設けられてもよい。
通路を介して主要搬送経路101と堆積モジュール102との間で基板を移動させることができるように、通路、例えばスリット開口部が、主要搬送経路101及び堆積モジュール102を形成するトランジットモジュール108の間のチャンバ壁に設けられうる。例えば、基板は、主要搬送経路101と少なくとも1つの堆積モジュール104との間の基板トラック30に沿って、チャンバ壁内のスリット開口部を通って横方向Tに移動させることができる。
本明細書で使用する「堆積モジュール」は、特に蒸発によって、材料を基板10の上に堆積させるように構成された堆積源、特に蒸発源105を収納する、真空システム100の真空チャンバ又は真空区画と理解することができる。例えば、図1に示される実施形態では、蒸発源105は、堆積モジュール102の各々の中に配置される。幾つかの実施形態では、2つ以上の蒸発源が、堆積モジュールの中に配置されうる。
蒸発源105は、蒸発した材料を一又は複数の基板の方に向けるように構成されうる。幾つかの実施形態では、蒸発源105は、堆積モジュール内の源搬送経路に沿って移動可能でありうる。蒸発源は、源搬送経路に沿って、特に横方向Tに、直線的に移動する一方で、蒸発した材料を基板の方に向ける。堆積中に、マスクデバイスは、基板の前方に配置されうる。堆積モジュールは、材料を基板の上にマスク堆積するように構成されうる。堆積モジュールのうちの少なくとも幾つかは、異なる材料、例えば、第1の材料、第2の材料及び/又は第3の材料を基板の上に堆積させるように構成されうる。
第1の材料は、ピクセルアレイの第1の色材、例えば青色材であり、第2の材料は、ピクセルアレイの第2の色材、例えば赤色材であり、及び/又は第3の材料は、ピクセルアレイの第3の色材、例えば緑色材でありうる。更なる材料が、更なる堆積モジュールの中の基板の上に堆積されてもよい。材料のうちの少なくとも幾つか、例えば、第1の材料及び第2の材料は、有機材料であってもよい。少なくとも1つの材料が金属であってもよい。例えば、以下の金属のうちの一又は複数を、堆積モジュールのうちの幾つかの中に堆積させてもよい:Al、Au、Ag、及び/又はCu。少なくとも1つの材料は、透明な導電性酸化物材料、例えばITOであってもよい。少なくとも1つの材料は、透明な材料であってもよい。
堆積モジュールは、堆積中に基板を配置するための堆積エリアを含みうる。幾つかの実施形態では、少なくとも1つの堆積モジュール及び/又は更なる堆積モジュールは、2つの堆積エリア、即ち、基板10を配置するように構成された第1の堆積エリア131、及び第2の基板11を配置するように構成された第2の堆積エリア132を含みうる。第1の堆積エリア131は、堆積モジュールの中で第2の堆積エリア132に対向して配置されうる。蒸発源105は、続いて、蒸発した材料を、第1の堆積エリア131に配置された基板10の方、及び第2の堆積エリア132に配置された第2の基板11の方に向けるように構成されうる。例えば、180°の角度だけ、蒸発源105の少なくとも一部を回転させることなどによって、蒸発源105の蒸発方向は、反転可能でありうる。
堆積モジュールの第1の堆積エリア131に配置された基板10上への堆積中に、第2の堆積エリア132は、コーティングされる第2の基板を第2の堆積エリア内に移動させること、コーティングされた第2の基板を第2の堆積エリアから移動させること、第2の基板を第2の堆積エリア132内で、例えば、第2の堆積エリア内に設けかれたマスクデバイスに対して、位置合わせすることのうちの少なくとも一又は複数に使用されうる。同様に、堆積モジュールの第2の堆積エリア132に配置された第2の基板11への堆積中に、第1の堆積エリアは、コーティングされる第1の基板を第1の堆積エリア内に移動させること、コーティングされた第1の基板を第1の堆積エリアから移動させること、及び第1の堆積エリア内の第1の基板を、例えば、第1の堆積エリア内に設けられたマスクデバイスに対して、位置合わせすることとのうちの少なくとも一又は複数に使用されうる。したがって、堆積モジュールの中に2つの堆積エリアを設けることによって、所定の時間間隔でコーティングされる基板の数を増加させることができる。更に、例えば、堆積源は、マスクに対してコーティングされる基板の位置合わせ中にアイドル位置にあるのではなく、別の基板上での堆積に使用されうるので、堆積源のアイドル時間を短縮することができる。
本明細書に記載の実施形態によれば、少なくとも1つの堆積モジュール104は、真空システムの主要搬送経路101に対して横方向Tに延びる。堆積モジュールの延長方向は、堆積モジュール内の一又は複数の基板トラックの方向、及び/又は堆積中に基板が配置される堆積モジュールの一又は複数の堆積エリアの延長方向でありうる。幾つかの実施形態では、堆積モジュールの延長方向は、堆積モジュールの中の蒸発源105の移動方向に対応しうる。幾つかの実施形態では、少なくとも1つの堆積モジュール104の延長方向と主要搬送方向Pとの間の角度は、30°以上、特に60°以上、より具体的には約90°でありうる。とりわけ、少なくとも1つの堆積モジュール104は、図1に概略的に示されるように、主要搬送方向Pに本質的に直角である方向に延びうる。
例えば、少なくとも1つの堆積モジュール104内の基板トラック30及び/又は第2の基板トラック31は、横方向に、特に主要搬送経路101に対して本質的に直角に、延びうる。図1に概略的に示されるように、主要搬送方向Pと少なくとも1つの堆積モジュール104の基板トラック30及び/又は第2の基板トラック31との間の角度は、約90°である。
コーティングされる基板は、例えば、第1のロードロックチャンバを介して、主要搬送経路101の第1の端で真空システム内にローディングされ、基板は、第1の搬送システム110によって主要搬送経路101に沿って搬送され、コーティングされた基板は、例えば、第2のロードロックチャンバを介して、主要搬送経路101の第2の端で真空システム100からアンローディングされうる。
基板は、主要搬送経路101から少なくとも1つの堆積モジュール104内に横方向Tに搬送され、少なくとも1つの堆積モジュール104内でコーティングされ、再び主要搬送経路101内に横方向Tに搬送されて、別の堆積モジュール内に搬送されうる。
本明細書に記載の実施形態によれば、第1の搬送システム110は、搬送中に横方向Tに本質的に平行である配向に基板を保持するように構成される。例えば、図1に概略的に示されるように、基板12は、主要搬送方向Pに本質的に直角であり、かつ横方向Tに本質的に平行である配向に、第1の搬送システム110によって保持される。
基板の「配向」は、基板の主要面の配向と理解されうる。換言すると、基板の配向が横方向Tに本質的に平行であるとき、基板の主要面は、横方向Tに本質的に平行(+/−10°)である。図1では、第1の搬送システム110によって搬送されている基板12の配向は、横方向Tに平行かつ主要搬送方向Pに直角である。
幾つかの実施形態では、主要搬送方向P及び横方向Tは、本質的に水平方向でありうる。換言すると、第1の搬送システム110は、基板を第1の水平方向に搬送するように構成され、基板は、主要搬送経路から少なくとも1つの堆積モジュール104内に、第1の水平方向と異なる第2の水平方向に搬送されうる。搬送中に、基板の配向は、継続的に、横方向に本質的に平行であり、及び/又は主要搬送方向に本質的に直角でありうる。とりわけ、基板の配向は、主要搬送経路に沿った搬送中に、並びに主要搬送経路と少なくとも1つの堆積モジュール及び/又は更なる堆積モジュールとの間での搬送中に、本質的に一定に維持されうる。
幾つかの実施形態では、搬送中の基板の配向は、本質的に垂直でありうる。換言すると、基板の主要面は、搬送中には、例えば、第1の搬送システムによる搬送中及び/又は第2の搬送システムによる搬送中には、重力ベクトルに本質的に平行でありうる。とりわけ、第1及び第2の搬送システムの両方が、基板及び/又はマスクデバイスを本質的に垂直な配向に保持するように構成されうる。とりわけ、主要搬送経路101に沿った搬送中及び/又は横方向Tへの搬送中の基板10の主要面は、重力ベクトルに本質的に平行であり(+/−10°)、横方向Tに本質的に平行であり、主要搬送方向Pに本質的に直角でありうる。
基板12の配向が主要搬送経路Pに沿った搬送中には横方向Tに平行であるので、基板12が任意に回転又はスイングすることなく、主要搬送経路101から少なくとも1つの堆積モジュール104内にかつ少なくとも1つの堆積モジュール104の外に、基板12を移動させることができる。とりわけ、少なくとも1つの堆積モジュール104の中の基板トラック30及び/又は第2の基板トラック31の方向は、主要搬送経路101に沿った搬送中には基板12の配向に対応しうる。したがって、第1の搬送システム110は、主要搬送経路101に沿って少なくとも1つの堆積モジュール104との交点まで、基板10を搬送しうる。そこから、基板12は、基板トラック30に沿って又は第2の基板トラック31に沿って、横方向Tに堆積モジュール内に搬送されうる。基板トラック30の方向が基板12の配向に対応するとき、基板トラック30に沿って又は第2の基板トラック31に沿って、主要搬送経路から堆積モジュール内に基板を移動させるために、基板の配向変更、特に基板の回転、スイング又はピボット運動が必要でないことがある。
とりわけ、基板回転モジュール、基板スイングモジュール、基板を枢動させるように構成されたロボットデバイス、又は基板の配向を変更するための別のデバイスが、主要搬送経路101と少なくとも1つの堆積モジュール104との間の交点に設けられなくてもよい。
基板回転モジュールが主要搬送経路及び堆積モジュールの交点に設けられないと、小型のコスト効率がよい真空システムを提供することができる。更に、主要搬送経路101から堆積モジュール102内への基板のルーティングのために時間を浪費する基板の回転を実行すべきではないので、真空システムのサイクル速度を低下させることができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、主要搬送経路101から少なくとも1つの堆積モジュール104内に及び/又は再び主要搬送経路101内に、基板を横方向Tに搬送するための第2の搬送システム120が設けられてもよい。基板の配向が基板トラックの方向に本質的に対応する間、第2の搬送システム120は、横方向に延びる基板トラックに沿って基板を搬送するように構成されてもよい。
第1の搬送システム110及び第2の搬送システム120は、搬送中に横方向Tに本質的に平行に(+/−20°、特に+/−10°)に、及び/又は主要搬送方向Pに本質的に直角に、基板の配向を継続的に維持するように構成されうる。とりわけ、第1の搬送システム110及び第2の搬送システム120は、本質的に一定の基板配向を維持するように構成されうる。第1の搬送システム110と第2の搬送システム120との間での基板の移送中にもまた、基板の配向が本質的に一定に維持されうる。換言すると、基板の主要面と横方向Tとの傾斜は、継続的に20°未満であり、特に基板搬送中には10°未満でありうる。とりわけ、2つ、3つ又はそれを上回る真空システムの堆積モジュールの間で基板を搬送する際に、基板の配向を変更しなくてもよい。
第2の搬送システム120は、基板トラック30と、基板トラック30に沿って基板を移動させるための搬送デバイスとを含みうる。基板トラック30は、主要搬送経路101から少なくとも1つの堆積モジュール104内に横方向Tに延びうる。
幾つかの実施形態では、第2の搬送システム120は、基板トラック30に沿った横方向Tへの搬送中に基板10を接触しないで保持するように構成されうる。例えば、第2の搬送システムは、基板を接触しないで保持するように構成された磁気浮上デバイスを含みうる。
幾つかの実施形態では、基板トラック30(図1に破線で示される)は、主要搬送経路101から少なくとも1つの堆積モジュール104の第1の堆積エリア131内に延び、第2の基板トラック31(図1に破線で示される)は、主要搬送経路101から少なくとも1つの堆積モジュール104の第2の堆積エリア132内に延びうる。基板トラック30及び第2の基板トラック31は、互いに平行に横方向Tに延びうる。第2の基板トラック31に沿って横方向Tに、主要搬送経路101と第2の堆積エリア132との間だけではなく、基板トラック30に沿って、主要搬送経路101と第1の堆積エリア131との間でも基板を搬送するための第2の搬送システムが設けられうる。幾つかの実施形態では、第2の搬送システムは、横方向Tへの搬送中に基板を接触せずに保持するように構成された磁気浮上デバイスを含みうる。よって、堆積モジュール内への及び堆積モジュールからの搬送中に粒子の生成を低下させることができ、堆積結果を改善することができる。
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幾つかの実施形態では、第1の搬送システム110は、主要搬送経路101に沿って移動可能である搬送カート111を含む。例えば、搬送カート111は、主要搬送経路101に沿って主要搬送方向Pに延びるカートトラックに沿って移動可能でありうる。
幾つかの実施形態では、第1の搬送システム110は、主要搬送経路101に沿って搬送カート111を移動させるように構成された駆動ユニットを含みうる。駆動ユニットは、直線的ドライバ、例えば、直線的モータ又はスピンドルドライバ、特に電気モータを含みうる。
第1の搬送システム110の駆動ユニットは、真空システムの静止した構成要素として提供されてもよく、搬送カート111と一緒に移動しなくてもよい。したがって、搬送カート111は、バッテリー、電源及び/又は電気ケーブルを搭載しなくてもよい。とりわけ、搬送カート111は、主要搬送経路に沿って延びるカートトラックに沿って受動的に案内されてもよい。搬送カート111の重量及び複雑性は、搬送カート111が静止した駆動構成要素によって駆動されるとき、低減することができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、磁気浮上デバイスは、主要搬送経路101に沿った搬送カート111の移動中に、搬送カート111をカートトラックで接触せずに保持するように構成されうる。代替的には、搬送カート111は、カートトラックの上で機械的に指示されてもよい。例えば、搬送カート111は、カートトラックに沿って案内されるように構成された複数のローラを含みうる。
本明細書に記載の幾つかの実施形態によれば、基板が、真空システム内での基板の処理中に基板キャリアに取り付けられることに留意されたい。本明細書で使用される「基板キャリア」は、基板を運ぶように構成されたデバイスと理解され、基板は、基板キャリアの保持面に取り付けられうる。基板キャリアは、搬送中及び堆積中に基板を安定させるように構成されうる。基板それ自体が繊細で薄い構成要素、例えば、厚さ1mm未満の薄いガラス板などであるため、処理中に基板キャリアによって基板を安定させ保持することが妥当でありうる。
主要搬送経路に沿った搬送中に、堆積モジュール内への及び堆積モジュールからの搬送中に、並びに堆積中に、基板10は、基板キャリアに取り付けられうる。幾つかの実施形態では、基板は、非水平な配向で、特に、搬送中及び/又は堆積中には本質的に垂直配向で、基板キャリアに取り付けられうる。例えば、基板は、基板キャリアの垂直保持面に静電気的に取り付けられうる。
本明細書で使用される「キャリア」という用語は、基板を運ぶように構成された基板キャリア、又はマスクデバイスを運ぶように構成されたマスクキャリアを指すことがある。マスクキャリアは、処理中に、即ち、真空システムにおける搬送中及び/又は堆積中に、マスクデバイスを運ぶように構成される。幾つかの実施形態では、マスクデバイスは、本質的に垂直配向で、マスクキャリアで保持されうる。
キャリアは、特に本質的に垂直配向で、基板又はマスクデバイスを運ぶように構成された保持面を有するキャリア本体を含みうる。例えば、基板は、チャッキングデバイスによって、例えば、静電チャック及び/又は磁気チャックによって、基板キャリアに取り付けられうる。例えば、マスクデバイスは、チャッキングデバイスによって、例えば、静電チャック及び/又は磁気チャックによって、マスクキャリアに取り付けられうる。他の種類のチャッキングデバイスが使用されてもよい。
本明細書で使用される基板又はマスクデバイスを「搬送する」、「移動させる」、又は「ルーティングする」は、典型的には、キャリアの保持面で、特に本質的に垂直配向で、基板又はマスクデバイスを保持するキャリアのそれぞれの移動を指す。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、搬送カート111は、横方向Tに延び、キャリア、即ち、基板キャリア又はマスクキャリアを支持するように構成された第1のキャリア支持体112を含みうる。第1のキャリア支持体112は、基板(例えば、図1の基板12)を保持する基板キャリアを、主要搬送経路101に沿った搬送カート111の移動中に載置できる、搬送カート111の支持面を含みうる。
幾つかの実施形態では、第1のキャリア支持体112は、横方向Tに延びるスロットとして構成され、キャリアは、主要搬送方向Pに沿った搬送中にスロット内に、例えば、搬送カートの第2のスロット内に置かれる第2のキャリアの隣などに、置くことができる。幾つかの実施形態では、磁気案内要素などの受動案内要素は、搬送カート111から横方向Tにキャリアを安全に案内するために、第1のキャリア支持体112に隣接して設けられうる。例えば、キャリアを搬送カート111から堆積モジュール内に横方向Tに移動させるとき、又はキャリアを堆積モジュールから再び搬送カート111上に移動させるとき、受動案内要素は、第1のキャリア支持体112上へのキャリアの正しい配置を保証しうる。幾つかの実施形態では、複数の受動案内要素は、それぞれのキャリア支持体の隣の搬送カート111に提供されうる。
主要搬送経路101に沿った搬送カート111の移動中に、基板12を保持する基板キャリアの重量は、搬送カート111の第1のキャリア支持体112によって運ばれうる。とりわけ、主要搬送経路に沿った基板の移動中に基板キャリアの重量を運ぶための磁気浮力システムが提供されなくてもよい。主要搬送方向Pへの搬送のための磁気浮上デバイスが提供されなくてもよいので、真空システムの複雑性を低減することができ、コスト効率のよい第1の搬送システムを提供することができる。とりわけ、搬送中に基板を保持する基板キャリアを運ぶ可動搬送カートを含む第1の搬送システム110は、単純かつ効果的であり、迅速な基板搬送を可能にしうる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、搬送カート111は、それぞれ横方向に延びる2つ、4つ、6つ又はそれを上回るキャリア支持体を含みうる。例えば、図1に示される搬送カート111は、第1のキャリア支持体112と、第1のキャリア支持体112に平行に延びる第2のキャリア支持体113とを含む。第1のキャリア支持体112は、第1の基板を保持する第1の基板キャリアを支持するように構成され、第2のキャリア支持体113は、第2の基板を保持する第2の基板キャリアを支持するように構成されうる。代替的に又は追加的には、第1及び第2のキャリア支持体のうちの少なくとも1つは、マスクデバイスを保持するマスクキャリアを支持するように構成されうる。したがって、搬送カート111は、2つ以上の基板又はマスクデバイスを同時に支持及び搬送するように構成されうる。
搬送カート111は、複数のキャリア支持体を含みうる。例えば、マスクキャリアを支持するように構成されたキャリア支持体は、基板キャリアを支持するように構成されたキャリア支持体に隣接して設けられうる。当該キャリア支持体の間の距離は、堆積モジュールの中のマスクトラックと基板トラックとの間の距離に対応しうる。したがって、マスクデバイス及び基板は、搬送カート111から堆積モジュール内に又はその逆に同時にルーティングすることができる。
幾つかの実施形態では、キャリア支持体は、主要搬送経路の下流部分から主要搬送経路の上流部分まで戻されるべき空のキャリアを支持するように構成されうる。
搬送カート111から堆積モジュール内に横方向Tに又はその逆にキャリアを移動させるための、直線的ドライバなどの駆動ユニットを含む駆動ボックスが設けられうる。とりわけ、キャリア支持体で支持されるキャリアを搬送カート111から移動させるために、キャリアは、まず磁気浮上ユニットによって浮上し、次に駆動ユニットを介して横方向に直線的に移動させられ得る。駆動ユニットは、静止した構成要素であり、即ち、駆動ユニットは、搬送カート111で搬送されなくてもよい。むしろ、キャリアがそれぞれの堆積モジュールに対して正しく位置付けられると、駆動ユニットは、キャリアの下に配置された静止した駆動ボックス内に位置しうる。駆動ユニットだけではなく磁気浮上ユニットも、第2の搬送システムの一部である。磁気浮上ユニットは、真空システムの上壁のドロップインボックス内に配置され、駆動ユニットは、底壁から真空システム内に突出するドロップインボックス内に配置されうる。代替的には、駆動ユニットはまた、上壁のドロップインボックス内に配置されてもよい。
幾つかの実施形態では、第1の堆積エリア131内に又は第1の堆積エリア131から基板及び/又はマスクデバイスを搬送するための2つ以上のキャリア支持体が配置され、少なくとも1つの堆積モジュールの第2の堆積エリア132内に又は第2の堆積エリア132から基板及び/又はマスクデバイスを搬送するための2つ以上の更なるキャリア支持体が配置されうる。代替的に又は追加的には、少なくとも1つのキャリア支持体は、コーティングされた基板を運ぶ基板キャリアを支持するように構成され、少なくとも1つのキャリア支持体は、コーティングすべき基板を運ぶ基板キャリアを支持するように構成されうる。代替的に又は追加的には、少なくとも1つのキャリア支持体は、使用すべきマスクデバイスを運ぶマスクキャリアを支持するように構成され、少なくとも1つのキャリア支持体は、真空システムからアンローディングされるマスクデバイスを支持するように構成されうる。堆積モジュールの堆積エリアからのマスクデバイス及び/又は基板の迅速かつ容易な交換が可能でありうる。
搬送カート111を、複数のマスクキャリア及び/又は基板キャリアを支持するための複数のキャリア支持体に設けることによって、複数のマスクキャリア、基板キャリア及び/又は空のキャリアを適切に搬送カート111によって同時に搬送させることができるので、真空システムのフレキシビリティが増し、真空システムのサイクル速度が更に低下する。例えば、搬送カート111は、少なくとも6つのキャリア支持体を含み、少なくとも2つのキャリア支持体は、搬送カート111の上流エッジに隣接して配置され、かつ堆積モジュールの第1の堆積エリア131に及び第1の堆積エリア131からキャリアを搬送するように構成され、少なくとも2つのキャリア支持体は、搬送カート111の下流エッジに隣接して配置され、かつ堆積モジュールの第2の堆積エリア132に及び第2の堆積エリア132からキャリアを搬送するように構成されうる。
幾つかの実施形態では、例えば、マスクキャリアの高さ及び/又は厚さなどの寸法が、基板キャリアの高さ及び/又は厚さなどの寸法に本質的に対応するとき、搬送カート111の1つのキャリア支持体は、基板キャリア及びマスクキャリアを搬送するように構成されうる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、少なくとも1つの堆積モジュール104は、基板トラック30を有する第1の堆積エリア131と、第2の基板トラック31を有する第2の堆積エリア132とを含み、搬送カート111は、第1の基板キャリアを支持するための第1のキャリア支持体112と、第2の基板キャリアを支持するための第2のキャリア支持体113とを含みうる。幾つかの実施形態では、基板トラック30と第2の基板トラック31との間の第1の距離D1は、第1のキャリア支持体112と第2のキャリア支持体113との間の第2の距離D2に本質的に対応する。したがって、搬送カート111は、第1の堆積エリア131及び第2の堆積エリア132での基板交換に同時に使用されうる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、第1の搬送システム110は、主要搬送経路に沿った搬送中に、基板の配向に平行な、即ち、横方向Tに平行な配向に、一又は複数のマスクデバイスを保持するように構成されうる。とりわけ、第1の搬送システム110は、マスクキャリアを支持するように構成された一又は複数のキャリア支持体を有する搬送カート111を含みうる。キャリア支持体は、横方向Tに平行な配向を有するマスクキャリアを支持するように横方向に延びうる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、主要搬送経路101は、主要搬送方向Pに本質的に直線的に延びる。主要搬送経路は、幾つかの実施形態では、非直線的構成を有することがあり、図1に示す直線的構成は単なる例に過ぎないことに留意されたい。主要搬送経路は、基板がそこを通って搬送され、一又は複数の交点を含み、主要搬送経路から、材料でコーティングされている一又は複数の堆積モジュール内に基板をルーティングすることができる経路と理解することができる。主要搬送経路に沿った基板の搬送を継続するために一又は複数の交点で、基板を再び主要搬送経路内にルーティングすることができる。
幾つかの実施形態では、横方向Tは、主要搬送方向Pに本質的に直角である。幾つかの実施形態では、基板及び/又はマスクデバイスの主要面は、搬送中に本質的に垂直(+/−10°)である。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、蒸発源105は、少なくとも1つの堆積モジュール104内に設けられうる。蒸発源は、横方向Tに移動可能であり、及び/又は有機材料を基板の方に向けるように構成されうる。
図1に概略的に示されるように、真空システム100は、主要搬送経路101の第1の側S1に複数の第1の側の堆積モジュールを、主要搬送経路101の第2の側S2に複数の第2の側の堆積モジュールを含み、第1の側及び第2の側の堆積モジュールは、それぞれ横方向Tに延びうる。とりわけ、堆積モジュール内の基板トラックは、それぞれ横方向Tに延びうる。幾つかの実施形態では、第2の側の堆積モジュールは、図1に示すように、それぞれ第1の側の堆積モジュールの反対側に配置されうる。とりわけ、基板トラック30は、第1の側の堆積モジュールの第1の堆積エリアから主要搬送経路101を通って、第2の側の堆積モジュールの第1の堆積エリア内に直線的に延びうる。代替的に又は追加的には、第2の基板トラック31は、第1の側の堆積モジュールの第2の堆積エリア132から主要搬送経路101を通って、第2の側の堆積モジュールの第2の堆積エリア内に直線的に延びうる。したがって、搬送カート111が、搬送カートのキャリア支持体が主要搬送経路の両側のそれぞれのトラックと位置合わせされる位置にあるとき、基板は、搬送カート111から第1の側の堆積モジュール及び/又は第2の側の堆積モジュール内にルーティングされうる。
特に基板の配向を横方向Tに平行に継続的に維持しつつ、材料スタックを基板の上に堆積させるために、基板は、続いて、主要搬送経路101から、複数の第1の側の堆積モジュール及び/又は複数の第2の側の堆積モジュール内にルーティングされうる。
基板を主要搬送経路と第1の側及び/又は第2の側の堆積モジュールとの間に保持する基板キャリアを搬送するための複数の第2の搬送システムが設けられうる。第2の搬送システムは、横方向への搬送中に基板キャリアを接触せずに保持するように構成された磁気浮上デバイスを含みうる。
本明細書に記載の実施形態による一又は複数の材料を基板の上に堆積させるための真空システム100は、主要搬送方向Pに延びる主要搬送経路101に沿って、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを搬送するように構成された搬送カート111を有する第1の搬送システム110を含みうる。一又は複数の基板キャリアは、それぞれの基板を運び、一又は複数のマスクキャリアは、それぞれのマスクデバイスを運びうる。真空システムは、主要搬送経路101の第1の側S1及び/又は第2の側S2において主要搬送経路101に隣接して配置された複数の堆積モジュール102と、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを搬送カート111から複数の堆積モジュール内に横方向Tに搬送するように構成された複数の第2の搬送システムとを更に含みうる。横方向Tは、主要搬送方向Pに対して30°以上の角度で、特に約90°の角度で、延びうる。
横方向Tは、複数の堆積モジュール内の一又は複数の基板トラックの方向に対応しうる。搬送カート111は、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを、搬送中に横方向Tに本質的に平行である配向に保持するように構成されうる。とりわけ、搬送カート111は、キャリアを支持するための一又は複数のキャリア支持体であって、横方向Tに延びるキャリア支持体を含みうる。基板及びマスクデバイスの配向が、主要搬送経路と堆積モジュールとの間の移行部で変更されないことがあるので、基板及びマスクデバイスの主要搬送経路から堆積モジュール内へのルーティングを加速することができる。主要搬送経路101に沿った搬送中の基板の配向及び/又はマスクデバイスの配向は、堆積モジュールでの堆積中の基板及び/又はマスクデバイスの配向に対応しうる。
幾つかの実施形態では、基板の配向は、続いて複数の材料を基板の上に堆積させる複数の続く堆積モジュールを通した真空システム内での基板の搬送中には、本質的に一定(+/−10°)のままでありうる。基板の回転に必要な処理時間が少ないので、真空システムのサイクル時間は短縮されうる。
図2は、本明細書に記載の実施形態による真空システム200の概略図である。図2の真空システム200は、図1の真空システム100の幾つかの特徴又はすべての特徴を含みうるため、上記説明を参照することができ、その説明をここでは繰り返さない。
例えば、真空システム200は、その構成部品として図1に示される複数の真空システム100を含み、続いて多数の材料又は層を真空システム200内の基板の上に堆積させることができるように、真空システム100は、主要搬送方向Pに沿って互いに隣接して配置されうる。例えば、5、10又はそれを上回る層を含む層スタックを、真空システム200の基板の上に堆積させることができる。
真空システム200は、一又は複数の基板及び/又はマスクデバイスを、主要搬送経路101に沿って主要搬送方向Pに搬送するように構成された第1の搬送システムを含みうる。真空システム200は、一又は複数の基板及び/又はマスクデバイスを、主要搬送経路101と複数の堆積モジュール102及び/又は主要搬送経路101に隣接して配置された他のモジュールとの間を横方向Tに搬送するように構成された複数の第2の搬送システムを更に含みうる。
例えば、本明細書に記載の第2の搬送システムは、一又は複数の基板を、主要搬送経路101と、主要搬送経路に近接して配置された一又は複数の基板ローディング若しくはアンローディングモジュール及び/又は基板スイングモジュールとの間を横方向に搬送するように構成されうる。代替的に又は追加的には、本明細書に記載の第2の搬送システムは、一又は複数のマスクデバイスを、主要搬送経路101と、主要搬送経路に近接して配置された一又は複数のマスク処理モジュールとの間で搬送するように構成されうる。代替的に又は追加的に、本明細書に記載の第2の搬送システムは、空のキャリアを、主要搬送経路101と、主要搬送経路に近接して配置された一又は複数のキャリアストレージモジュールとの間で搬送するように構成されうる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、第2の搬送システムは、基板キャリア又はマスクキャリアを接触せずに保持するように構成された磁気浮上デバイスと、磁気浮上デバイスによって保持されている間、基板キャリア又はマスクキャリアを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とを含みうる。例えば、各第2の搬送システムは、基板キャリア又はマスクキャリアの重量を運ぶための磁力を供給するように構成された浮上ボックス、及びトラックに沿って浮上したキャリアを移動させるように構成された駆動ボックスを含みうる。浮上デバイスは、真空システムの上壁に設けられたドロップインボックス内に配置されうる。例えば、磁気浮上デバイスは、真空システムの上壁に設けられた窪んだスロット内に配置されうる。
真空システム200は、主要搬送経路の第1の側S1に配置された複数の第1の側の堆積モジュールと、主要搬送経路の第2の側S2に配置された複数の第2の側の堆積モジュールとを含みうる。
幾つかの実施形態では、真空システム200は、基板の第1のサブセットが第1の側の堆積モジュールだけでコーティングされ、続いて、基板の別のサブセットが第2の側の堆積モジュールだけでコーティングされる鏡線として構成される。鏡線では、第1の側の堆積モジュールは、本質的には、第2の側の堆積モジュールの鏡像であり、2つの反対側に配置された堆積モジュールは、同じ材料を堆積させるように構成されうる。他の実施形態では、各基板は、続いて、第1の側及び第2の側の堆積モジュールを通してルーティングされてもよい。
第1の搬送システムは、主要搬送経路101に沿って移動可能に構成された一又は複数の搬送カート111を含みうる。例えば、第1の搬送システムは、図2に概略的に示すように、2つ以上の搬送カート111を含みうる。搬送カートは、主要搬送経路101に沿って延びるカートトラックに沿って移動可能でありうる。搬送カートの各々は、例えば、主要搬送経路の第1の側S1及び/又は第2の側S2などの主要搬送経路に隣接して配置される所定の真空モジュールに関連付けられうる。例えば、真空システムの動作中に、各搬送カートは、主要搬送経路の所定のセクション内に移動しうる。
例えば、第1の搬送カートは、主要搬送経路101の上流セクション内を移動し、基板スイングステーションを含みうる基板ローディングモジュール201と、第1の側及び第2の側の堆積モジュール202との間の主要搬送経路に沿って基板を搬送するように構成されうる。マスク搬送は、このセクションで必要とされないこともある。幾つかの実施形態では、第1の搬送カートは、横方向Tに延びる4つまでの基板キャリアを支持するように構成された2つ又は4つのキャリア支持体を含む。
一又は複数の搬送カートは、主要搬送経路101のそれぞれの中間セクション内を移動し、それぞれの複数の第1の側及び第2の側の堆積モジュール203及び/又はマスク処理モジュール 211の間の主要搬送経路に沿って基板及び/又はマスクデバイスを搬送するように構成されうる。一又は複数の搬送カートは、4つを上回るキャリア支持体、例えば、6つ以上のキャリア支持体を含みうる。したがって、一又は複数の搬送カートは、複数のマスクデバイス及び/又は基板を同時に搬送しうる。
更なる搬送カートは、主要搬送経路101の下流セクション内を移動し、基板スイングステーションを含みうる基板アンローディングモジュール205と、第1の側及び第2の側の堆積モジュール204との間の主要搬送経路に沿って基板を搬送するように構成されうる。マスク搬送は、このセクションで必要とされないこともある。幾つかの実施形態では、更なる搬送カートは、横方向Tに延びる4つまでの基板キャリアを支持するように構成された2つ又は4つのキャリア支持体を含みうる。
各搬送カート111は、横方向に延びる複数のキャリア支持体を含みうる。キャリア支持体は、横、特に搬送カート111の移動方向に直角な配向を有する基板を運ぶ基板キャリアを支持するように構成されうる。とりわけ、搬送カートを主要搬送経路101に沿って移動させる間、基板の配向は、横方向に平行でありうる。代替的に又は追加的には、キャリア支持体は、横、特に搬送カート111の移動方向に直角な配向を有するマスクデバイスを運ぶマスクキャリアを支持するように構成されうる。
幾つかの実施形態では、真空システム200は、主要搬送経路101の第1の側S1及び/又は第2の側S2で主要搬送経路101に隣接して配置された一又は複数のマスク処理モジュール211を含みうる。マスク処理モジュール211は、マスクデバイスを真空システム内にローディングするように及び/又はマスクデバイスを真空システムから、例えば、ロードロックチャンバ内に、アンローディングするように構成された、ロボットアームなどのマスク処理アセンブリを含みうる。マスク処理アセンブリは、マスク処理モジュール内でマスクデバイスをマスクキャリアに取り付け及び/又はマスクデバイスをマスクキャリアから取り外すように構成されうる。
例えば、使用されるマスクデバイスは、真空システムの第1の側S1で真空システム200内にローディングされ、そこに第1の側のマスク処理モジュールが設けられうる。第1の側のマスク処理モジュールでは、マスクデバイスは、マスクキャリアに取り付けられうる。マスクキャリアは、マスク処理モジュール211内で、横方向Tに平行に配向されうる。例えば、マスクキャリアは、マスク処理モジュール211内で横方向Tに延びるマスクトラック上に設けられうる。
マスクデバイスが第1の側のマスク処理モジュール内のマスクキャリアに取り付けられているとき、マスクキャリアは、第2の搬送システムによって、横方向Tに、主要搬送経路101内、搬送カート111のうちの1つのキャリア支持体上に搬送されうる。搬送カートは、主要搬送経路101に沿って、マスクデバイスが使用される堆積モジュール102のうちの1つに向かって、マスクキャリアを搬送しうる。次いで、マスクキャリアは、第2の搬送システムによって、搬送カート111のキャリア支持体から、マスクトラックに沿って、横方向に堆積モジュール内へ搬送される。これに先立ち、使用したマスクデバイスを堆積モジュールから移動させてもよい。
幾つかの実施形態では、使用したマスクデバイスは、真空システムの第2の側S2の真空システムからアンロードされ、そこに第2の側のマスク処理モジュールが設けられてもよい。第2の側のマスク処理モジュールでは、使用したマスクデバイスは、ロボットアームなどのマスク処理アセンブリによってマスクキャリアから取り外され、真空システムからアンロードされうる。取り外す前に、使用したマスクデバイスを運ぶマスクキャリアは、特に横方向に第2の側のマスク処理アセンブリ内に延びるマスクトラックの上で、第2の搬送システムによって、搬送カート111のうちの1つのキャリア支持体から第2の側のマスク処理モジュール内に搬送されうる。
幾つかの実施形態では、搬送カート111は、空のキャリアを支持するように構成されたキャリア支持体を含みうる。空のキャリアは、主要搬送経路の下流セクションから主要搬送経路の上流セクションまで搬送されうる。とりわけ、コーティングされた基板は、基板アンローディングモジュール205内の基板キャリアから取り外され、ここでコーティングされた基板が真空システム200からアンローディングされうる。空のキャリアは、コーティングすべき新たな基板がキャリアに取り付けられる基板ローディングモジュール201に向かって再び搬送されうる。
幾つかの実施形態では、キャリアストレージモジュール又は「空のキャリアパーキングモジュール」は、第1の側S1及び/又は第2の側S2の主要搬送経路101に隣接して設けられうる。キャリアストレージモジュールは、空のキャリアを一時的に貯蔵するために、特に1つの搬送カートから、主要搬送経路101のより上流のセクション内を移動する別の搬送カートまで空のキャリアを引き渡すために、使用されうる。幾つかの実施形態では、一又は複数のマスク処理モジュール211をキャリアストレージモジュールとして、又は空のキャリアパーキングモジュールとして、使用することができる。
幾つかの実施形態では、マスク処理モジュール211の第1のサブセットは、堆積モジュールの第1の堆積エリアで用いられるマスクデバイスを処理するように構成され、マスク処理モジュール 211の第2のサブセットは、堆積モジュールの第2の堆積エリアで用いられるマスクデバイスを処理するように構成される。
幾つかの実施形態では、搬送カート111に電源が設けられない。むしろ、搬送カート111は、例えば、直線的ドライバなどの静止した駆動ユニットによって、カートトラックに沿って受動的に案内されうる。受動案内要素は、搬送カートに固定されうる。幾つかの実施形態では、搬送カートに電気、冷却液又は他の流体を供給するための媒体供給が提供されなくてもよい。軽量かつ単純な搬送カートが提供されうる。
幾つかの実施形態では、サービスモジュール(図示されず)は、一又は複数の堆積モジュール102に結合されうる。蒸発源は、堆積モジュールからサービスモジュール内に移動可能であり、そこで蒸発源が供給又は修理されうる。例えば、蒸発源のるつぼが、サービスモジュール内で交換されうる。
本明細書に記載の実施形態によれば、真空システムを通した搬送中に、基板及び/又はマスクデバイスの配向が本質的に一定に維持されるため、基板の配向を変更するための回転モジュールの数は低減されうる。ロータの干渉輪郭に関する制約がないので、主要搬送方向Pにおける真空システムの長さの単位毎の堆積モジュールの数を増加させることが可能だろう。これにより、真空システムのコスト並びに基板キャリア及び/又はマスクキャリア搬送のための構成要素の数が低減されるだろう。
幾つかの実施形態では、磁気浮力デバイスは、基板キャリア及びマスクキャリアがトラックに沿ってそれぞれのキャリアの長さ方向に、即ち主要搬送経路に対して横方向Tに移動する位置に設けられうる。例えば、主要搬送経路の側に配置される堆積モジュール、基板ローディング/アンロードモジュール、及び/又はマスク処理モジュールへの並びにそれらからの横方向のキャリア輸送のために磁気浮上ボックスが設けられてもよい。主要搬送経路に沿ってキャリアを搬送するための磁気浮力ボックスが設けられなくてもよい。主要搬送経路に沿ったキャリアの搬送のために構成された搬送カートを設けることによって、コストを抑えることができる。
主要搬送経路に沿った搬送カート111によるキャリアの搬送中に、キャリアは、搬送カート111(浮上なし)と接触しうる、即ち、キャリアの重量は、搬送カート111によって運ばれうる。
図2に概略的に示すように、少なくとも4つのトラックは、それぞれ、主要搬送経路101から各堆積モジュール内に横方向Tに延びうる。2つの外側トラックは、基板キャリアの搬送のために構成された基板トラックであり、2つの内側トラックは、マスクキャリアの搬送のために構成されたマスクトラックでありうる。したがって、基板及びマスクデバイスは、搬送カート111から堆積モジュールの第1及び第2の堆積エリア内に、基板トラック及びマスクトラックに沿って搬送することができる。
基板トラックに沿った基板キャリアの非接触搬送及びマスクトラックに沿ったマスクキャリアの非接触搬送のための第2の搬送システムが設けられうる。基板の配向は、基板トラックに沿った搬送中には、基板トラックの方向に平行であり、マスクデバイスの配向は、マスクトラックに沿った搬送中には、マスクトラックの方向に平行でありうる。第2の搬送システムは、それぞれのトラックに沿ったキャリアの横方向への非接触搬送のために構成されうる。
図3は、本明細書に記載の実施形態による真空システムの堆積モジュール300の概略図である。堆積モジュール300は、本明細書に記載の真空システムの主要搬送経路101に隣接して配置されうる。基板を運ぶ基板キャリア及び/又はマスクデバイスを運ぶマスクキャリアは、主要搬送経路101に沿って移動可能な搬送カート111から堆積モジュールの堆積エリア内に及びその逆に搬送することができる。
搬送カート111は、主要搬送方向Pへの搬送カート111の移動中にマスクキャリア及び/又は基板キャリアを支持するための複数のキャリア支持体301を含みうる。キャリア支持体301は、横方向Tに平行な配向を有するキャリアを支持するために、横方向Tに延びうる。
基板トラック30は、主要搬送経路101から第1の堆積エリア131内に横方向Tに延び、及び/又は第2の基板トラック31は、主要搬送経路101から第2の堆積エリア132まで横方向Tに延びうる。基板トラック30に沿って搬送カート111から第1の堆積エリア131内に基板10を運ぶ基板キャリアを搬送するための第2の搬送システムが設けられる。第2の基板トラック31に沿って搬送カート111から第2の堆積エリア132内に第2の基板11を運ぶ第2の基板キャリアを搬送するための第2の搬送システムが設けられる。
マスクトラック32は、主要搬送経路101から第1の堆積エリア131内に横方向Tに延び、及び/又は第2のマスクトラック33は、主要搬送経路101から第2の堆積エリア132まで横方向Tに延びうる。マスクトラック32に沿って搬送カート111から第1の堆積エリア131内にマスクデバイス13を運ぶマスクキャリアを搬送するための第2の搬送システムが設けられる。第2のマスクトラック33に沿って、搬送カート111から第2の堆積エリア132内に、第2のマスクデバイス14を運ぶ第2のマスクキャリアを搬送するための第2の搬送システムが設けられる。マスクデバイス13が堆積中に基板10の前方に配置され、基板10上でのマスク堆積が可能となるように、マスクトラック32は、堆積モジュールの蒸発源105と基板トラック30との間に配置されうる。第2のマスクデバイス14が堆積中に第2の基板11の前方に配置され、第2の基板11上でのマスク堆積が可能となるように、第2のマスクトラック33は、堆積モジュールの蒸発源105と第2の基板トラック31との間に配置されうる。
搬送カート111は、主要搬送経路101に沿って主要搬送方向Pに移動可能であり、他方で複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアは、キャリア支持体301の上で支持される。
堆積モジュール300は、基板を配置するための1つ又は2つの堆積エリアを有する真空チャンバ302を含みうる。例えば10mbar以下の圧力などの準大気圧が真空チャンバ302の中に供給されてもよい。
図3の例示的な実施形態では、2つの堆積エリア、即ち、基板10を配置するための第1の堆積エリア131及び第2の基板11を配置するための第2の堆積エリア132が真空チャンバ302内に設けられる。更に、蒸発源105は、真空チャンバ302内に配置される。第1の堆積エリア131及び第2の堆積エリア132は、蒸発源105の反対側に設けられうる。
幾つかの実施形態では、蒸発源105は、蒸発した材料のプルームを基板に向かって方向付けるための一又は複数の蒸気出口を有する一又は複数の分配管を含む。
蒸発源105は、オプションでアイドルシールド(idle shield)303を含みうる。蒸発源105は、図3に示される堆積位置から、一又は複数の蒸気出口がアイドルシールド303に向かって方向付けられるアイドル位置内に移動させることができる。堆積位置では、一又は複数の蒸気出口が、第1の堆積エリア131又は第2の堆積エリア132に方向付けられる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態では、蒸発源105は、第1の堆積エリア131を通過して移動可能であり、第1の堆積エリア131と第2の堆積エリア132との間で回転可能であり、かつ第2の堆積エリア132を通過して移動可能でありうる。アイドル位置は、第1の堆積エリア131と第2の堆積エリア132との間の蒸発源105の中間回転位置でありうる。
蒸発源105は、横方向Tに延びる直線経路である源経路331に沿って移動可能でありうる。とりわけ、源経路331に沿って、第1の堆積エリア131を通過して及び/又は第2の堆積エリア132を通過して、蒸発源105を移動させるための第1のドライバが設けられてもよい。
蒸発源105は、本質的に垂直方向に延びる1つ、2つ又はそれを上回る分配管を含みうる。1つ、2つ又はそれを上回る分配管のうちの各分配管は、材料を蒸発させるように構成されたるつぼと流体連通していてもよい。更に、1つ、2つ又はそれを上回る分配管のうちの各分配管は、1つ、2つ又はそれを上回る分配管の長さに沿って配置された、ノズルなどの複数の蒸気出口を含みうる。例えば、10、20又はそれを上回る蒸気出口が、分配管の長さに沿って、例えば本質的に垂直方向に、設けられてもよい。アイドルシールド303は、少なくとも部分的に蒸気源の1つ、2つ又はそれ以上の分配管周囲に延びうる。幾つかの実施形態では、蒸気出口から水平断面内を伝播する蒸発した材料のプルームの開口角度は、30°から60°まで、特に約45°でありうる。
図3により詳しく示されるように、堆積モジュール300は、第1の堆積エリア131に配置された基板10及び第2の堆積エリア132に配置された第2の基板11の続くコーティングのために構成されうる。蒸発源105が堆積エリアの間を移動するとき、蒸発源105は、一又は複数の蒸気出口がアイドルシールド303に向かって方向付けられるアイドル位置で停止しうる。例えば、蒸発源105は、基板又はマスクの供給、メンテナンス、洗浄、待機、位置合わせのうちの少なくとも1つのために停止しうる。代替的には、蒸発源105は、アイドル位置で停止せずに、堆積エリア間を継続的に移動する。とりわけ、アイドルシールド303は、オプションの特徴である。
堆積モジュール300は、一又は複数の基板のマスク堆積のために構成されうる。マスクデバイス13は、基板10前方の第1の堆積エリア131に配置され、及び/又は第2のマスクデバイス14は、第2の基板11の前方の第2の堆積エリア132に配置されうる。
本明細書で使用される「本質的に垂直な配向」は、垂直配向から、即ち重力ベクトルから、10°以下、特に5°以下のずれを含む配向と理解されうる。例えば、基板(又はマスクデバイス)の主要面と重力ベクトルとの間の角度は、搬送中は、+10°から−10°までであり得る。幾つかの実施形態では、基板(又はマスクデバイス)の配向は、搬送中及び/又は堆積中に、正確に垂直ではなく、垂直軸に対してわずかに、例えば、−1°から−5°までの傾斜角により、傾斜することがある。負の角度は、基板(又はマスクデバイス)が下に向かって傾斜している基板(又はマスクデバイス)の配向を指す。堆積中に基板配向が重力ベクトルからずれていることは、有利であり、かつ、より安定的な堆積プロセスをもたらしうるか、或いは、下を向いた配向は、堆積中に基板上の粒子を減少させるのに好適でありうる。しかしながら、搬送及び/又は堆積中の正確な垂直配向(+/−1°)もまた可能である。
幾つかの実施形態では、蒸発源105は、材料の基板上へのマスク堆積のための少なくとも1つの堆積モジュールに設けられうる。しかしながら、本開示は、蒸発源を有する真空システムに限定されない。例えば、化学気相堆積(CVD)システム、物理的気相堆積(PVD)システム(例えば、スパッタシステム)、及び/又は蒸発システムが、堆積チャンバ内で、例えば、ディスプレイの用途で、基板(例えば、薄いガラス基板)をコーティングするために開発されてきた。典型的な真空システムにおいて、基板は、基板キャリアによって保持されてもよく、基板キャリアは、基板搬送システムによって真空チャンバを通して搬送されてもよい。
基板は、ウエハ、サファイアなどの透明結晶体のスライス、ガラス基板、又はセラミックプレートといった、非フレキシブル基板でありうる。しかしながら、本開示はこれに限定されず、「基板」という語は、ウェブ又は箔(例えば、金属箔又はプラスチック箔)のようなフレキシブル基板も包含し得る。
幾つかの実施形態では、基板は大面積基板であり得る。大面積基板は、0.5m2以上の表面積を有しうる。特に、大面積基板は、ディスプレイの製造のために使用されてもよく、ガラス基板又はプラスチック基板であってもよい。例えば、本明細書に記載の基板は、LCD(液晶ディスプレイ)、PDP(プラズマディスプレイパネル)などで通常使用される基板を包含するであろう。例えば、大面積基板は、1m2以上の面積の主要面を有しうる。幾つかの実施形態では、大面積基板は、約0.67m2の基板(0.73m×0.92m)に対応するGEN4.5、約1.4m2の基板(1.1m×1.3m)に対応するGEN5、又はそれ以上でありうる。更に、大面積基板は、約4.29m2の基板(1.95m×2.2m)に対応するGEN7.5、約5.7m2の基板(2.2m×2.5m)に対応するGEN8.5、又は約8.7m2の基板(2.85m×3.05m)に対応するGEN10であってもよい。GEN11及びGEN12のような更に大きな世代、並びにそれに相当する基板面積を同様に実装してもよい。マスクデバイスは、幾つかの実施形態では、堆積中に基板との完全な重複をもたらすために、基板よりも大きくなりうる。
幾つかの実施態様では、基板の主要面に対して直角方向の基板の厚さは、1mm以下、例えば、0.1mmから1mm、特に0.3mmから0.6mm、例えば、0.5mmでありうる。更に薄い基板も可能である。
幾つかの実施形態では、マスクデバイスは、マスク及びマスクフレームを含みうる。マスクフレームは、典型的には壊れやすい構成要素であるマスクを安定させるように構成されうる。例えば、マスクフレームは、フレームの形態でマスクを取り囲みうる。マスクは、例えば溶接によってマスクフレームに恒久的に固定されうるか、又は、マスクフレームに取り外し可能に固定されうる。マスクの外周エッジがマスクフレームに固定されてもよい。
マスクは、パターンに形成され、かつマスク堆積プロセスによって対応する材料パターンを基板に堆積させるよう構成された、複数の開口部を含みうる。堆積中に、マスクは、基板の前方に近距離で、又は、基板の前面に直接接触して、配置されうる。例えば、マスクは、複数の開口部、例えば、100000以上の開口部、を有する微細金属マスク(fine metal mask:FMM)でありうる。例えば、有機ピクセルのパターンが基板に堆積されうる。エッジ除外マスクなどの他の種類のマスクが可能である。
幾つかの実施形態では、マスクデバイスは、少なくとも部分的に、金属で、例えばインバー(invar)などの熱膨張係数が小さい金属で、作製されうる。マスクは、堆積中にマスクが基板に向けて磁気的に誘引されうるように、磁性材料を含みうる。
マスクデバイスは、0.5m2以上、特に1m2以上の面積を有しうる。例えば、マスクデバイスの高さは、0.5m以上、特に1m以上であり、及び/又は、マスクデバイスの幅は、0.5m以上、特に1m以上でありうる。マスクデバイスの厚さは1cm以下であり、マスクフレームはマスクより厚くてもよい。
本明細書に記載の態様によれば、一又は複数の材料を基板の上に堆積させる方法が記載される。図4は、本明細書に記載の実施形態による方法を示すフロー図である。
ボックス410では、基板は、主要搬送経路101に沿って主要搬送方向Pに搬送される。
ボックス420では、基板は、主要搬送経路から堆積モジュール内に横方向Tに、例えば、主要搬送方向に本質的に直角な方向に、搬送される。とりわけ、基板は、基板トラック30に沿って堆積モジュール内に搬送され、基板トラック30は、横方向Tに延びうる。
ボックス430では、堆積モジュール内の基板の上に、特に蒸発によって、材料が堆積される。
ボックス410における主要搬送経路に沿った基板の搬送中に、基板は、横方向Tに本質的に平行な配向に保持される。とりわけ、基板の主要面は、主要搬送経路に沿った基板の搬送中には、横方向Tに本質的に平行(+/−10°)でありうる。更に、基板の堆積モジュール内への横方向での搬送中に、基板はまた、横方向に本質的に平行に、即ち、基板トラック30の方向に、保持されうる。とりわけ、基板の配向は、ボックス410、420、及び430における搬送及び堆積中には変わらないこともある。
幾つかの実施形態では、基板は、ボックス410において、即ち、主要搬送経路に沿った基板の搬送中に、第1の搬送システムの搬送カート111の上で支持される。搬送カートが、主要搬送経路に沿って主要搬送方向に移動する一方で、基板はその上で支持される。とりわけ、基板は、搬送カート111の第1のキャリア支持体の上で支持され、搬送カートは、空でありうる少なくとも1つの第2のキャリア支持体を含みうる。
幾つかの実施形態では、基板は、例えば、ボックス420において、磁気浮力システムを含む、第2の搬送システムによって、即ち、主要搬送経路から堆積モジュール内への搬送中に、接触せずに保持される。
本明細書に記載の実施形態によれば、基板は、基板が続いて主搬送路からルーティングされる2つ、3つ、5つ又はそれ以上の続く堆積モジュールにおいて、搬送及び堆積中に横方向に平行な配向で継続的に保持されうる。したがって、システムのサイクル時間を短縮することができる。
ボックス410では、基板は、搬送カートの第1のキャリア支持体の上で支持されうる。ボックス420において、基板を堆積モジュール内に搬送する前に、事前にコーティングされた基板を、堆積モジュールから搬送カートの上に移動させてもよい。とりわけ、事前にコーティングされた基板は、堆積モジュールから主要搬送経路内、空いている搬送カートの第2のキャリア支持体上へと搬送されうる。そこで直ちに、第1のキャリア支持体が基板トラックと位置合わせされるまで、搬送カートは、主要搬送方向Pに移動する。その上、基板トラックに沿って横方向に、搬送カートの第1のキャリア支持体から堆積モジュール内に基板を搬送することができる。主要搬送経路内の基板の配向が堆積モジュールの基板の配向に対応するため、堆積モジュールでの基板の交換のために、基板の回転が必要とされなくてもよい。
基板は、真空システムでの基板の処理中に基板キャリアに取り付けられうる。したがって、「基板を搬送すること」は、基板を運ぶ基板キャリアの搬送を指すことがある。
本明細書に記載の態様によれば、真空システム内でマスクデバイスを搬送する方法が記載される。マスクデバイスは、主要搬送経路101に沿って主要搬送方向Pに搬送されうる。マスクデバイスは、次いで、主要搬送経路から堆積モジュール内に横方向Tに、例えば、主要搬送方向Pに本質的に直角である方向に搬送されうる。とりわけ、マスクデバイスは、堆積モジュール内に横方向に延びるマスクトラックに沿って搬送されうる。
マスクデバイスは、材料の基板への堆積中に基板の前方に配置されうる。主要搬送経路に沿ったマスクデバイスの搬送中に、マスクデバイスは、横方向Tに平行な配向で保持されうる。また、マスクトラックに沿った搬送中に、マスクデバイスの配向は、横方向に本質的に平行でありうる。とりわけ、マスクデバイスの主要面は、主要搬送経路に沿った及びマスクトラックに沿ったマスクデバイスの搬送中に、横方向Tに継続して本質的に平行(+/−10°)でありうる。
幾つかの実施形態では、マスクデバイス及び基板は、主要搬送経路に沿って搬送カート上で搬送されるのに対して、基板及びマスクデバイスの両方は、横方向に平行な配向を有する。堆積モジュール内で基板とマスクデバイスの同時交換が行われてもよい。
幾つかの実施形態では、基板及びマスクデバイスの主要面は、ボックス410及び420における搬送中に、及びボックス430における堆積中に、本質的に垂直でありうる。
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてもよく、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。
Claims (15)
- 一又は複数の材料を基板の上に堆積させるための真空システム(100)であって、
主要搬送経路(101)に沿って主要搬送方向(P)に基板を搬送するように構成された第1の搬送システム(110)と、
前記主要搬送方向(P)に対して横方向(T)に延びる少なくとも1つの堆積モジュール(104)と
を含み、
前記第1の搬送システム(110)が、前記主要搬送方向(P)への搬送中に、前記横方向(T)に本質的に平行である配向に前記基板を保持するように構成されている、真空システム(100)。 - 前記主要搬送経路(101)から前記少なくとも1つの堆積モジュール(104)内に、及び再び前記主要搬送経路(101)内に、前記横方向(T)に前記基板(10)を搬送するように構成された第2の搬送システム(120)
を更に含む、請求項1に記載の真空システム。 - 前記第1の搬送システム(110)及び前記第2の搬送システム(120)が、前記基板の前記配向を前記主要搬送方向(P)に本質的に直角に継続的に維持するように構成されている、請求項2に記載の真空システム。
- 前記第2の搬送システム(120)が、前記横方向(T)に延びる基板トラック(30)及び/又は前記基板(10)を接触しないで保持するように構成された磁気浮上デバイスを含む、請求項2又は3に記載の真空システム。
- 前記第1の搬送システム(110)が、前記主要搬送経路(101)に沿って移動可能である搬送カート(111)を備える、請求項1から4の何れか一項に記載の真空システム。
- 前記搬送カート(111)が、前記横方向(T)に延びる1つ、2つ、4つ、6つ又はそれを上回るキャリア支持体(301)を含み、各キャリア支持体が、基板キャリア又はマスクキャリアを支持するように構成されている、請求項5に記載の真空システム。
- 前記少なくとも1つの堆積モジュール(104)が、第1の基板トラック(30)を有する第1の堆積エリア(131)と、第2の基板トラック(31)を有する第2の堆積エリア(132)とを含み、前記搬送カート(111)が、第1の基板キャリアを支持するための第1のキャリア支持体(112)と、第2の基板キャリアを支持するための第2のキャリア支持体(113)とを含み、特に前記第1の基板トラック(30)と前記第2の基板トラック(31)との間の第1の距離(D1)が、前記第1のキャリア支持体(112)と前記第2のキャリア支持体(113)との間の第2の距離(D2)に本質的に対応する、請求項5又は6に記載の真空システム。
- 前記主要搬送経路(101)が、前記主要搬送方向(P)に本質的に直線的に延び、前記横方向(T)が、前記主要搬送方向(P)に本質的に直角であり、及び/又は前記基板(10)の前記配向が本質的に垂直配向である、請求項1から7の何れか一項に記載の真空システム。
- 蒸発源(105)が、前記少なくとも1つの堆積モジュール(104)の中に設けられ、特に前記蒸発源(105)が、前記横方向(T)に移動可能であり、かつ有機材料を前記基板の方に向けるように構成されている、請求項1から8の何れか一項に記載の真空システム。
- 前記主要搬送経路(101)の第1の側(S1)に複数の第1の側の堆積モジュールと、前記複数の第1の側の堆積モジュールの反対側の前記主要搬送経路(101)の第2の側(S2)に複数の第2の側の堆積モジュールとを含み、前記主要搬送経路と前記第1の側及び第2の側の堆積モジュールとの間を前記横方向(T)に基板及び/又はマスクデバイスを搬送するための複数の第2の搬送システムが設けられる、請求項1から9の何れか一項に記載の真空システム。
- 前記主要搬送経路(101)に隣接して配置され、かつマスクデバイスを前記真空システム内にロードする又は前記真空システムからアンロードするように構成されたマスク処理アセンブリを含む、一又は複数のマスク処理モジュール(211)を更に含む、請求項1から10の何れか一項に記載の真空システム。
- 一又は複数の材料を基板の上に堆積させるため真空システムであって、
主要搬送方向(P)に延びる主要搬送経路(101)に沿って、一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを搬送するように構成された搬送カート(111)を備える第1の搬送システム(110)と、
前記主要搬送経路(101)の第1の側(S1)及び/又は第2の側(S2)において前記主要搬送経路(101)に隣接して配置された複数の堆積モジュール(102)と、
前記一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを、前記搬送カート(111)と前記複数の堆積モジュールとの間を横方向(T)に搬送するように構成された複数の第2の搬送システムと
を含み、
前記搬送カート(111)が、前記一又は複数の基板キャリア及び/又はマスクキャリアを前記横方向(T)に本質的に平行である配向で保持するように構成されている、真空システム。 - 一又は複数の材料を基板の上に堆積させる方法であって、
主要搬送経路(101)に沿って主要搬送方向(P)に基板(10)を搬送することと、
前記主要搬送経路(101)から少なくとも1つの堆積モジュール(104)内に横方向(T)に前記基板を搬送することと、
特に蒸発によって、前記少なくとも1つの堆積モジュール内の前記基板の上に材料を堆積させることと
を含み、
前記基板が、前記主要搬送経路(101)に沿った前記搬送中に前記横方向(T)に平行な配向で保持される、方法。 - 前記基板が、2つ以上の続く堆積モジュール内での前記搬送及び堆積中に、前記横方向(T)に平行な前記配向で継続的に保持される、請求項13に記載の方法。
- 前記基板が、前記主要搬送経路(101)に沿った前記搬送中に第1の搬送システム(110)の搬送カート(111)の上で支持され、及び/又は前記基板が、前記主要搬送経路と前記少なくとも1つの堆積モジュールとの間での搬送中に、第2の搬送システム(120)によって接触せずに保持されている、請求項13又は14に記載の方法。
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