TW201742182A - 用於傳輸載具或基板的設備及方法 - Google Patents

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Abstract

提供用於沉積來源的無接觸傳輸之設備。該設備包含沉積來源組件。沉積來源組件包含沉積來源。沉積來源組件包含第一主動磁性單元。該設備包含在來源傳輸方向上延伸的引導結構。沉積來源組件沿著引導結構為可移動的。第一主動磁性單元及引導結構經配置以提供第一磁性懸浮力以懸浮沉積來源組件。

Description

用於傳輸載具或基板的設備及方法
本揭示案的實施例相關於用於傳輸載具或基板的設備及方法，更特定地，相關於用於在大面積基板上沉積層的載具或基板。
已知用於在基板上沉積材料的幾個方法。例如，可藉由使用汽化處理、物理氣相沉積(PVD)處理(例如，噴濺處理、噴佈處理等)、或化學氣相沉積(CVD)處理來塗佈基板。可在沉積設備的處理腔室中執行處理，欲塗佈基板位於該處理腔室中。在處理腔室中提供沉積材料。可使用複數個材料(例如小分子、金屬、氧化物、氮化物、及碳化物)以沉積於基板上。進一步地，在處理腔室中可進行其他處理，例如蝕刻、結構、退火，諸如此類。
例如，可考慮將塗佈處理用於大面積基板，例如，於顯示器製造技術中。可在幾個應用中及幾個技術領域中使用塗佈基板。例如，應用可為有機發光二極體(OLED)面板。進一步的應用包含隔絕面板、微電子裝置(例如，半導體裝置)、具有薄膜電晶體(TFT)的基板、色彩濾波器，諸如此類。OLED為由(有機)分子的薄膜所構成的固態裝置，在電性應用下產生光。例如，OLED顯示器可提供電子裝置上的明亮顯示且使用相較於例如液晶顯示器(LCD)較低的功率。在處理腔室中，產生有機分子(例如，汽化、噴濺、或噴佈等)且沉積為基板上的層。例如，顆粒可通過具有邊界或特定圖案的遮罩，以在基板上所需位置處沉積材料，例如，以形成基板上的OLED圖案。
可提供基板相對於遮罩的對齊及處理基板的品質(特定為沉積層)。例如，對齊應為精確及穩定的，以便達到好的處理結果。使用於基板及遮罩對齊的系統可易受外在干擾影響，例如震動。進一步地，用於對齊的系統可增加擁有成本。
綜上所述，具有針對可在沉積層處理期間提供載具或基板傳輸的改良控制之設備的需求。
根據一個實施例，提供一種無接觸對齊一載具組件的方法。該方法包含：在一真空腔室中懸浮該載具組件；在懸浮時移動該載具組件，以相對於一預先決定位置(特定為遮罩或遮罩載具)放置該載具組件；及相對於一遮罩或一遮罩載具在自以下所組成之群組所選擇的至少一個方向上對齊該載具組件：基板傳輸方向、垂直+-15度的第一方向、及上述方向之組合。
根據另一實施例，提供一種處理一載具組件的一基板的方法。該方法包含一種無接觸對齊該載具組件的方法，其中在該真空腔室中放置該遮罩或該遮罩載具；及在該真空腔室中處理該基板。該無接觸對齊該載具組件的方法包含：在一真空腔室中懸浮該載具組件；在懸浮時移動該載具組件，以相對於一預先決定位置(特定為遮罩或遮罩載具)放置該載具組件；及相對於遮罩或遮罩載具在自以下所組成之群組所選擇的至少一個方向上對齊該載具組件：基板傳輸方向、垂直+-15度的第一方向、及上述方向之組合。
根據另一實施例，提供一種用於在一基板處理系統的一真空腔室中相對於彼此無接觸對齊一載具組件及一遮罩或一遮罩載具的設備。該設備包含：一引導結構，該引導結構在該真空腔室內具有複數個主動磁性單元，其中該引導結構經配置以在該真空腔室中懸浮該載具組件；一驅動結構，該驅動結構在該真空腔室內具有複數個進一步主動磁性單元，其中該驅動結構經配置以沿著一傳輸方向驅動該載具組件而未有機械接觸；兩個或更多個對齊致動器，該兩個或更多個對齊致動器用以在該真空腔室內接觸該遮罩、該基板、或該遮罩及該基板；及一控制器，該控制器連接至該引導結構、該驅動結構、及該兩個或更多個對齊致動器，且經配置以控制該複數個主動磁性單元及該複數個進一步主動磁性單元，以提供與該引導結構及該驅動結構的一預先對齊及以提供與該兩個或更多個對齊致動器的機械對齊。
現在詳細參考本揭示案的多種實施例，在圖式中圖示實施例的一個或更多個範例。在以下圖式描述內，相同參考數字意指相同部件。僅描述相對於個別實施例之差異。藉由說明揭示案的方式來提供每一範例，而不意味限制揭示案。進一步地，可使用圖示或描述為一個實施例的部分的特徵於其他實施例上(或與其他實施例一起使用)以產生進一步的實施例。意圖使說明書包含該等修改及變化。
於此描述的實施例相關於無接觸懸浮、傳輸及/或對齊載具或基板。本揭示案參考載具組件，載具組件可包含由以下組成的群組之一個或更多個元件：支撐基板的載具、沒有基板的載具、基板、或由支撐件支撐的基板。本揭示案通篇所使用的用語「無接觸」可概念上理解為：例如載具及基板的重量不由機械接觸或機械力維持，而由磁力維持。特定地，使用磁力取代機械力來維持載具組件於懸浮或浮動狀態。例如，於此描述的設備可具有無機械構件(例如機械軌)來支撐沉積來源組件的重量。在一些實作中，可在懸浮及例如系統中載具組件移動期間於載具組件及所有剩下的設備之間沒有機械接觸。
根據本揭示案的實施例，懸浮的動作或懸浮意指物體的狀態，其中物體浮動而沒有機械接觸或支撐。進一步地，移動物體意指提供驅動力(例如，在不同於懸浮力的方向上的力)，其中物體自一個位置移動至另一不同位置(例如不同的側向位置)。例如，物體例如載具組件(亦即，藉由抵抗重力的力)可懸浮，且可在不同於平行於重力的方向的方向上移動同時懸浮。
根據於此描述的實施例之載具組件的無接觸懸浮、傳輸及/或對齊有利於：沒有導因於載具組件的傳輸或對齊期間沉積來源組件及設備區段之間的機械接觸(例如，機械軌)而產生的顆粒。據此，於此描述的實施例提供改良的純度及基板上沉積層的均勻性，特定地因為在使用無接觸懸浮、傳輸及/或對齊時最小化顆粒的產生。
進一步的優點(相較於用於引導載具組件的機械構件)為：於此描述的實施例不會承受影響載具組件的移動之線性及/或精確度的摩擦。載具組件的無接觸傳輸允許載具組件的無摩擦移動，其中可控制及維持高精確度的載具組件相對於遮罩的對齊。另外進一步地，懸浮允許載具組件速度的快速加速或減速及/或載具組件速度的精細調整。
進一步地，機械軌的材料典型地承受形變，形變可由腔室排氣、由溫度、使用、磨損等造成。該等形變影響載具組件的位置，因而影響沉積層的品質。相對比下，於此描述的實施例允許潛在形變(例如，出現在於此描述的引導結構中)的補償。基於無接觸方式(載具組件在該方式中懸浮及傳輸)，於此描述之實施例允許載具組件的無接觸對齊。據此，可提供相對於遮罩的基板之改良及/或更有效的對齊。
根據實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，該設備經配置以用於載具組件沿著垂直方向(例如，y方向)及/或沿著一個或更多個橫向方向(例如，x方向)的無接觸平移。
於此描述之實施例允許載具組件相對於至少一個旋轉軸(用於例如角度上相對於遮罩對齊載具組件)的無接觸旋轉。可提供相對於旋轉軸自0.003度至3度的角度範圍內的沉積來源組件之旋轉。於此描述之實施例允許載具組件針對角度對齊載具組件(例如，相對於遮罩)而相對於至少一個旋轉軸的額外機械旋轉(亦即，有接觸)。可提供相對於旋轉軸自0.0001度至3度的角度範圍內的沉積來源組件之機械旋轉。
在本揭示案中，技術用語「實質平行」方向可包含造成彼此高至10度的小角度(或甚至高至15度)之方向。進一步地，技術用語「實質垂直」方向可包含造成彼此低於90度的角度(例如，至少80度或至少75度)之方向。相似的考量應用於實質平行或垂直軸、平面、面積，諸如此類的概念。
於此描述的一些實施例涉及「垂直方向」的概念。考量垂直方向為實質平行於沿著重力延伸的方向之方向。垂直方向可偏離真實垂直性(真實垂直性由重力界定)例如高至15度的角度。例如，於此描述之y方向(在圖式中以Y來指示)為垂直方向。特定地，圖式中展示的y方向界定重力的方向。
於此描述之實施例可進一步涉及「橫向方向」的概念。理解橫向方向以與垂直方向區分。橫向方向可為垂直或實質垂直於由重力所界定的真實垂直方向。例如，於此描述之x方向及z方向(在圖式中以X及Z來指示)為橫向方向。
可使用於此描述的實施例於塗佈大面積基板，例如，用於顯示器製造。於此描述的設備及方法所提供的基板或基板接收面積可為大面積基板。例如，大面積基板或載具可為GEN 4.5，對應於約0.67 m2 基板(0.73 x 0.92 m)、GEN 5，對應於約1.4 m2 基板(1.1 m x 1.3 m)、GEN 7.5，對應於約4.29 m2 基板(1.95 m x 2.2 m)、GEN 8.5，對應於約5.7 m2 基板(2.2 m x 2.5 m)、或甚至GEN 10，對應於約8.7 m2 基板(2.85 m x 3.05 m)。可相似地實作甚至更大的世代例如GEN 11及GEN 12及對應基板面積。
於此使用的用語「基板」可特定地擁有實質剛性的基板，例如，晶圓、透明晶體的切片例如藍寶石等、或玻璃板。然而，本揭示案不限於此且用語「基板」可擁有彈性基板例如網狀物或箔片。理解用語「實質剛性」以與「彈性」區分。特定地，實質剛性的基板可具有某程度的彈性(例如，具有0.5 mm或更低厚度的玻璃板)，其中實質剛性的基板之彈性相較於彈性基板為小的。
基板可由任何適於材料沉積的材料製成。例如，基板可由自以下所組成之群組所選擇的材料製成：玻璃(例如，鈉鈣玻璃、硼矽玻璃等)、金屬、聚合物、陶瓷、化合物材料、碳纖維材料、可由沉積處理塗佈的金屬或任何其他材料或材料組合。
如第1A圖中所圖示，根據實施例，提供用於無接觸傳輸載具組件110及/或基板120的設備100。該設備包含載具組件110。載具組件110可包含基板120。載具組件110包含第一被動磁性單元150。該設備包含引導結構170，該引導結構在載具組件傳輸方向上延伸。引導結構包含複數個主動磁性單元175。載具組件110可沿著引導結構170移動。第一被動磁性單元150(例如，鐵磁材料棒)及引導結構170的複數個主動磁性單元經配置以提供第一磁性懸浮力以懸浮載具組件110。此處描述的用於懸浮的構件為用於提供無接觸力以懸浮例如載具組件的構件。
根據實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，設備100可排列於處理腔室中。處理腔室可為真空腔室或真空沉積腔室。此處使用的用語「真空」概念上可理解為具有低於例如10 mbar的真空壓力之技術真空。設備100可包含連接至真空腔室的一個或更多個真空幫浦(例如渦輪幫浦及/或低溫幫浦)，以產生真空腔室內部的真空。
第1A圖展示設備100的側面視圖。設備100包含載具組件110。進一步地，設備包含引導結構170。設備可進一步包含驅動結構180。驅動結構包含複數個進一步主動磁性單元。載具組件可包含第二被動磁性單元160(例如，鐵磁材料棒)以與驅動結構180的進一步主動磁性單元185互動。第1圖展示X-Y平面的側面視圖。第1B圖展示第1A圖的設備100之頂部視圖。第1B圖展示X-Z平面。在第1B圖中自頂部展示複數個主動磁性單元175。第1C圖展示設備100的另一側面視圖。第1C圖展示Z-Y平面。在第1C圖中，展示複數個主動磁性單元的主動磁性單元175。主動磁性單元175提供與載具組件110的第一被動磁性單元150互動的磁力。例如，第一被動磁性單元150可為鐵磁材料繩。繩可為載具組件110連接至支撐結構112的部分。繩或第一被動磁性單元亦可個別與支撐結構112整體地形成以支撐基板120。載具組件110可進一步包含第二被動磁性單元160，例如進一步繩。進一步繩可連接至載具組件110。繩或第二被動磁性單元亦可個別與支撐結構112整體地形成。
於此使用技術用語「被動」磁性單元以與「主動」磁性單元的概念區分。被動磁性單元可意指具有磁性屬性的元件，而至少在設備100操作期間不受制於主動控制或調整。例如，被動磁性單元(例如，載具組件的繩或進一步繩)的磁性屬性在載具組件穿過沉積設備或一般處理設備的移動期間不受制於主動控制。根據實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，設備100的控制器未經配置以控制沉積來源組件的被動磁性單元。被動磁性單元可經適用以產生磁場，例如靜磁場。被動磁性單元可未經配置以產生可調整磁場。被動磁性單元可為磁性材料，例如鐵磁材料、永久磁鐵、或可具有永久磁性屬性。
相較於被動磁性單元，主動磁性單元提供對由主動磁性單元所產生磁場的調整性及控制性更多的彈性及精確度。根據於此描述的實施例，可控制由主動磁性單元所產生磁場以提供載具組件110的對齊。例如，藉由控制可調整磁場，可以高精確度控制作用於載具組件110上的磁性懸浮力，因而藉由主動磁性單元允許載具組件因及基板的無接觸對齊。
根據於此描述的實施例，複數個主動磁性單元175提供第一被動磁性單元150因及載具組件110上的磁力。複數個主動磁性單元175懸浮載具組件110。進一步主動磁性單元185在處理系統內驅動載具，例如沿著X方向，亦即，沿著基板傳輸方向的第一方向。據此，複數個進一步主動磁性單元185形成用於移動載具組件110的驅動結構，同時由複數個主動磁性單元175懸浮。進一步主動磁性單元185與第二被動磁性單元160互動以沿著基板傳輸方向提供一力。例如，第二被動磁性單元160可包含以交替極性排列的複數個永久磁鐵。第二被動磁性單元160的最終磁場可與複數個進一步主動磁性單元185互動以移動載具組件110同時懸浮。
為了懸浮載具組件110與複數個主動磁性單元175及/或移動載具組件110與複數個進一步主動磁性單元185，可控制主動磁性單元以提供可調整磁場。可調整磁場可為靜態或動態磁場。根據實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，主動磁性單元經配置以產生磁場以提供沿著垂直方向延伸的磁場懸浮力。根據其他實施例(可與於此描述的進一步實施例組合)，主動磁性單元可經配置以產生沿著橫向方向延伸的磁力。於此描述的主動磁性單元可為或包含由以下組成的群組所選擇的元件：電磁裝置、電磁圈、線圈、超導磁鐵、或其任何組合。
第2圖展示用於在真空腔室中處理基板的設備200。真空腔室252可例如具有腔室壁253。可在腔室壁253中提供閘閥262。可開啟閘閥以裝載載具組件110進入及離開真空腔室252。提供一個或更多個引導結構170。一個或更多個引導結構可包含複數個主動磁性單元175。第2圖展示設備200的實施例，該設備具有兩個閘閥262及兩個引導結構170。據此，可自真空腔室252(例如，交替地或同時)裝載及卸載兩個載具組件110。交替地裝載及卸載載具組件110具有優點：處理工具(例如，沉積來源)可個別地處理載具組件的基板同時卸載或裝載另一載具組件的另一基板。據此，可增加設備200的生產量。
如第2圖中所展示，設備200進一步包含維持腔室254，可例如為進一步真空腔室。維持腔室254可藉由進一步閘閥264與真空腔室252分隔。根據一個實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，設備200可為沉積設備。沉積來源組件270可沿著軌道272移動。軌道272或軌道272的一部分可延伸進入維持腔室254，以便自真空腔室252移動沉積來源組件進入維持腔室254。移動沉積來源組件270進入維持腔室具有優點：沉積來源組件可維持於真空腔室252外部。例如，在進一步閘閥264關閉之後，維持腔室254可通氣以具有維持存取沉積來源組件，同時真空腔室252可保持排氣。根據一些實施例，第二沉積來源組件270可在真空腔室252中操作，同時第一沉積來源組件270可在維持腔室254中維持。此外或選擇地，真空腔室252需要通氣的次數減低造成真空腔室252中更清潔的環境。
根據本揭示案的一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，沉積來源組件270可包含支撐274。支撐274可包含驅動單元以沿著軌道272移動沉積來源組件270。支撐274可進一步包含磁性單元以懸浮沉積來源組件。可在沉積來源組件中包含一個或更多個沉積來源。如第2圖中所示範地展示，支撐274支撐三個坩堝276以汽化基板上欲沉積的材料。可在蒸汽分配元件或蒸汽分配管278中引導所汽化材料。蒸汽分配元件或蒸汽分配管可引導所汽化材料至裝設於載具組件110的載具上的基板上。
第2圖展示沉積來源組件，面對第2圖的上方載具組件110的基板。沉積來源組件可沿著裝設於載具組件的載具上的基板移動。例如，沉積來源組件可包含一個或更多個線來源。提供沉積來源組件的線來源及移動之組合允許在矩形基板上沉積材料，例如針對顯示器製造的大面積基板。根據進一步的實施例，沉積來源組件的分配管可包含一個或更多個點來源，可沿著基板表面移動該等點來源。
除了沉積來源組件的平移，沉積來源組件亦可旋轉沉積來源，使得沉積來源被引導朝向第2圖中所展示的下方載具組件110的基板。據此，載具組件110可在第2圖中所展示的上方及下方位置的第一位置處被裝載離開及進入真空腔室252，同時可處理在第2圖中所展示的上方及下方位置的對應另一位置上的載具組件的基板。在處理對應另一基板之後，可完成裝載新的基板例如於載具組件110上。在旋轉沉積來源組件270的一個或更多個沉積來源之後，可處理在第2圖中所展示的上方及下方位置的第一位置處被裝載的基板。相似地，在基板於第一位置的處理(例如，沉積層)期間，可進行在其他位置中另一基板的裝載。
根據實施例，可控制沉積來源組件沿著來源傳輸方向的速度以控制沉積速率。在控制器的控制下，可即時調整沉積來源組件的速度。可提供調整以補償沉積速率改變。可界定速度剖面。速度剖面可決定不同位置處的沉積來源組件的速度。可提供速度剖面至控制器或儲存於控制器中。控制器可控制驅動系統，使得沉積來源組件的速度依據速度剖面。據此，可提供沉積速率的即時控制及調整，使得可進一步改良層均勻性。沿著來源傳輸方向的沉積來源組件之平移(根據於此描述之實施例所考量)允許塗佈處理期間的高塗佈精確度，特定為高遮蔽精確度，因為基板及遮罩可在塗佈期間保持靜止。
如第2圖中所展示，可在沉積來源組件270及載具組件110的基板之間提供遮罩212。第2圖展示上方位置中的第一遮罩212(亦即，位於沉積來源組件及上方載具組件110之間的位置)及下方位置中的第二遮罩212(亦即，位於沉積來源組件及下方載具組件110之間的位置)。
根據描述於此的實施例且如相關於第5及6圖中更詳細的描述，遮罩可為邊緣排除遮罩或可為遮罩(用於在基板上沉積圖案的陰影遮罩)。根據於此描述的實施例，遮罩可由遮罩載具支撐。據此，亦可參照遮罩載具來提供對此處所稱遮罩的機械接觸的懸浮對齊。本揭示案的實施例係在處理設備中移動懸浮的載具組件。懸浮的載具組件之移動允許更高的放置精確度(相較於機械支撐的載具組件的移動，亦即，非為無接觸支撐而為機械接觸於例如基板傳輸滾輪上)。特定地，懸浮的載具組件之移動允許傳輸方向及/或垂直方向(例如，第1A至1C圖的X方向及Y方向)上的基板放置的高位置。根據於此描述的實施例，載具組件的放置精確度允許基板相對於遮罩212之對齊的改良，該基板由載具組件的載具所支撐。可改良對齊以提供針對一些遮罩配置所需精確度，或可改良以允許針對一些其他遮罩配置的分隔對齊系統的減低複雜度。
根據本揭示案，可使用用於垂直基板處理的設備及方法。其中，在基板處理期間，基板為垂直定向，亦即，將基板排列平行於此處描述的垂直方向，亦即，允許自真實垂直性可能的偏離。可提供自基板定向的真實垂直性之小偏離，例如因為具有該偏離的基板支撐可能造成更穩定的基板位置或基板表面上減低的顆粒黏著。必要的垂直基板可具有自垂直定向+-15度或更低的偏離。據此，本揭示案的實施例可意指進行參考基板定向為垂直+-15度的方向。
第3A及3B圖展示設備的另一實施例以提供垂直的基板定向，其中可提供具有絕對值15度或更小的小偏離。根據本揭示案的實施例，由支撐112所支撐的基板120可稍微傾斜以面向下。此減低基板處理期間黏著至基板表面的顆粒。第3A圖展示具有第一被動磁性單元150及第二被動磁性單元160的載具組件。可在第一被動磁性單元及第二被動磁性單元之間提供用於支撐基板120的支撐112。第3A圖進一步展示引導結構170及驅動結構180。在第3A圖中展示的載具組件為傾斜的，亦即，藉由提供進一步主動磁性單元370或沿著引導結構170的長度分佈的複數個進一步主動磁性單元370，該載具組件具有自垂直定向的輕微偏離，其中第二被動磁性單元160受進一步主動磁性單元370吸引。據此，在懸浮狀態提供載具組件，其中載具組件的下端被進一步主動磁性單元370側向拉動。亦可提供其他元件用以側向拉動載具組件的下端而無機械接觸。
根據進一步的實施例，亦可藉由被動磁性單元(例如，永久磁鐵)來提供自垂直定向的偏離。例如，載具組件可具有永久磁鐵，提供為第二被動磁性單元160，或此外，例如，相鄰於第二被動磁性單元160。可提供進一步永久磁鐵於永久磁鐵下方。可提供具有相反磁性的進一步永久磁鐵及永久磁鐵以彼此吸引。藉由吸引力，載具組件可自垂直定向偏離。進一步地，吸引力可提供沿著傳輸方向的引導。根據進一步的實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，可提供進一步的一對永久磁鐵以提供載具上側處的引導力。據此，可在載具組件的上方區域中提供第二對永久磁鐵的一個永久磁鐵，且可在相鄰於引導結構的區域中提供第二對永久磁鐵的對應永久磁鐵。藉由第二對永久磁鐵之間的吸引力，可提供沿著傳輸方向的引導。
第3B圖展示本揭示案的另一實施例，具有第一被動磁性單元150及第二被動磁性單元160。為了提供基板120的傾斜的基板定向(亦即，自垂直定向稍微偏離，例如，偏離絕對值15度或更低)，支撐112被塑形以提供基板傾斜同時載具組件為垂直。
根據本揭示案的實施例，載具組件(例如，此處展示的載具組件110)可包含一個或更多個維持裝置(未展示)，該一個或更多個維持裝置經配置以用於在平板或框架處維持基板120。一個或更多個維持裝置可包含以下至少一者：機械、靜電、電動(van der Waals)、電磁及/或磁性構件，例如機械及/或磁性夾具。
在一些實作中，載具組件包含或為靜電夾具(E夾具)。E夾具可具有支撐表面，例如在第1C、3A、及3B圖中展示的支撐112，以支撐E夾具上的基板120。在一個實施例中，E夾具包含介電主體，該介電主體具有電極嵌入介電主體中。介電主體可由介電材料製成，較佳為高熱傳導性介電材料，例如熱解氮化硼、氮化鋁、氮化矽、鋁或等效材料。電極可耦合至功率來源，以提供功率至電極以控制夾鉗力。夾鉗力為作用於基板120的靜電力以固定基板於支撐的支撐表面上。
在一些實作中，載具組件110包含或為電動夾具或Gecko夾具(G夾具)。G夾具可具有用於支撐G夾具上的基板的支撐表面。夾鉗力可為作用於基板上的電動力以固定基板於支撐表面上。
第4A及4B圖根據實施例(可與於此描述的其他實施例組合)展示設備100的操作狀態。第4A及4B圖展示設備100的側面視圖。如所展示，引導結構170可沿著載具組件的傳輸方向延伸，亦即，第4A及4B圖中的X方向。載具組件的傳輸方向為於此描述的橫向方向。引導結構170可具有沿著傳輸方向的線性形狀延伸。引導結構170沿著來源傳輸方向的長度可為自1至30 m。
在第4A及4B圖所圖示的實施例中，可排列基板120實質平行於圖式平面，例如，具有+15度的偏離。可在基板處理期間(例如，沉積層處理)在基板接收面積中提供基板。基板接收面積具有維度，例如長度及寬度，與基板的對應維度相同或稍微(例如，5至20%)更大。
在設備100的操作期間，載具組件110可為可沿著引導結構170在傳輸方向上(例如，X方向)平移的。第4A及4B圖展示沿著X方向相對於引導結構170在不同位置處的載具組件110。水平箭頭485指示驅動結構180的驅動力。結果，提供載具組件110自左至右沿著引導結構170的平移。垂直箭頭475指示作用於載具組件上的懸浮力。
第一被動磁性單元150在實質沿著第一被動磁性單元150的長度在傳輸方向上可具有磁性屬性。由主動磁性單元175’所產生的磁場與第一被動磁性單元150的磁性屬性互動，以提供第一磁性懸浮力及第二磁性懸浮力。據此，可提供載具組件110的無接觸懸浮、傳輸及對齊。
如第4A圖中所展示，在第一位置處提供載具組件110。根據本揭示案的實施例，由控制器440啟用兩個或更多個主動磁性單元175’(例如，兩個或三個主動磁性單元175’)以產生用於懸浮載具組件110的磁場。根據本揭示案的實施例，載具組件在引導結構170下方懸吊而無機械接觸。
在第4A圖中，兩個主動磁性單元175’提供磁力，該磁力由箭頭475所指示。磁力接觸重力以便懸浮載具組件。控制器440控制兩個主動磁性單元175’，特定用於個別控制該兩個主動磁性單元，以維持載具組件於懸浮狀態中。進一步地，由控制器440控制一個或更多個進一步主動磁性單元185’。進一步主動磁性單元與第二被動磁性單元160(例如，一組交替永久磁鐵)互動，以產生由箭頭485所指示的驅動力。驅動力沿著傳輸方向移動基板(例如，由載具組件的支撐所支撐的基板)。如第4A圖中所展示，傳輸方向可為X方向。根據本揭示案的一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，進一步主動磁性單元185’(同時控制以提供驅動力)的數量為1至3。根據其他實施例，亦可藉由第二控制器來提供進一步主動磁性單元185’的控制，該第二控制器與控制主動磁性單元175’的控制器440不同。
載具組件的移動沿著傳輸方向(例如X方向)移動基板。據此，在第一位置處，基板置於主動磁性單元175’的第一群組下方，而在進一步的不同位置處，基板置於主動磁性單元175’的進一步的不同群組下方。控制器440控制哪個主動磁性單元175’針對個別位置提供懸浮力及控制個別主動磁性單元以懸浮載具組件。例如，可藉由後續的主動磁性單元175’提供懸浮力，同時基板在移動。根據於此描述的實施例，載具組件自一組主動磁性單元被交到另一組主動磁性單元。
第4B圖展示位於第二位置中的載具組件。第4B圖中所展示的位置對應於處理位置，在該處理位置中處理基板。在處理位置中，可移動載具組件至所需位置。基板相對於遮罩與本揭示案中所描述的無接觸傳輸系統對齊。
在第二位置中，如第4B圖中所示範地展示，兩個主動磁性單元175’提供由箭頭494所指示的第一磁力及由箭頭496所指示的第二磁力。控制器440控制兩個主動磁性單元175’以提供垂直方向上的對齊，例如第4B圖中的Y方向。進一步地，此外或選擇地，控制器440控制兩個主動磁性單元175’以提供對齊，其中載具組件在X-Y平面中旋轉。藉由比較點線載具組件410的位置及以實線繪製的載具組件110的位置，兩種對齊移動可示範地見於第4B圖中。
控制器可經配置以控制主動磁性單元175’，以在垂直方向上平移地對齊載具組件。藉由控制主動磁性單元，可放置載具組件110進入目標垂直位置。載具組件110可在控制器440的控制下維持在目標垂直位置中。根據實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，控制器經配置以控制主動磁性單元175’以相對於第一旋轉軸(例如，垂直於主要基板表面的旋轉軸，例如，在本揭示案的Z方向上延伸的旋轉軸)角度上對齊沉積來源。
根據本揭示案的實施例，可使用自0.1 mm至3 mm的對齊範圍來提供垂直方向(Y方向)上載具組件的對齊，特定為無接觸對齊。進一步地，垂直方向上的對齊精確度(特定為無接觸對齊精確度)可為50 µm或更低，例如，1 µm至10 µm，例如5 µm。根據本揭示案的實施例，旋轉對齊精確度(特定為無接觸對齊精確度)可為3度或更低。
根據本揭示案的實施例，一個或更多個進一步主動磁性單元185’可提供如箭頭498所指示的驅動力。控制器控制一個或更多個進一步主動磁性單元185’以提供傳輸方向上的對齊，例如第4B圖中的X方向。根據本揭示案的實施例，可使用沿著引導結構的長度延伸的對齊範圍來提供載具組件在傳輸方向(X方向)上的對齊。進一步地，傳輸方向上的對齊精確度(特定為無接觸對齊精確度)可為50 µm或更低，例如，5 µm或30 µm。
第5圖展示遮罩對齊的一個實施例(可與於此描述的其他實施例組合)。在第5圖中展示的遮罩512為邊緣排除遮罩。邊緣排除遮罩藉由提供遮罩512的邊緣514來覆蓋基板120的邊緣的一部分。例如，基板120的部分之寬度516可為10 mm或更低，例如5 mm或更低。由邊緣514來提供開口面積(或開口518)，亦即，被邊緣514環繞。可在邊緣排除遮罩512的中間中可選地提供分區壁，使得有兩個或更多個開口518被對應邊緣環繞。然而，開口未經配置以界定圖案特徵。開口經配置以界定基板面積。例如，在第5圖中展示的開口518的面積為基板面積的至少80%。針對具有兩個或更多個開口的實施例，每一開口為基板面積的至少0.1%之面積。
第5圖展示載具組件110，具有基板120支撐於載具組件110上。載具組件110因及基板120可相對於遮罩512因及遮罩的邊緣514而對齊。根據本揭示案的實施例，載具組件及遮罩的對齊由主動磁性單元的控制來進行，例如引導結構170的主動磁性單元175’及/或驅動結構180的進一步主動磁性單元185’。根據一些實施例(特定地針對邊緣排除遮罩的遮罩)，使用主動磁性單元之對齊的對齊精確度對處理基板所需精確度而言可為足夠的。據此，根據本揭示案的一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，藉由基板傳輸系統的主動磁性單元來提供基板及遮罩相對於彼此的對齊，該基板傳輸系統懸浮基板，例如，無機械接觸的基板傳輸系統。
例如，顯示器製造(例如製造OLED顯示器)可包含金屬化處理，其中在基板上提供大面積傳導層，例如對應於第5圖中一個或更多個開口518的面積。可使用邊緣排除遮罩512來進行金屬化處理。可藉由引導結構的主動磁性單元及/或驅動結構的主動磁性單元來提供基板及遮罩相對於彼此的對齊。與主動磁性單元的對齊之精確度(例如，50 µm或更低的精確度)對金屬化處理而言可為足夠的。
第6圖展示遮罩對齊之進一步實施例。第6圖展示陰影遮罩612，該陰影遮罩包含複數個小開口614。例如，開口的面積(亦即，欲產生圖案的一個特徵之面積)可為基板面積的0.01%或更低。第6圖展示載具組件110，具有基板120支撐於載具組件110上。可藉由控制主動磁性元件(例如，引導結構170的主動磁性元件175’及/或驅動結構180的進一步主動磁性單元185’)來進行預先對齊。根據本揭示案的一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，藉由基板傳輸系統的主動磁性元件來提供基板及遮罩相對於彼此的預先對齊，該基板傳輸系統懸浮基板，例如，無機械接觸的基板傳輸系統。預先對齊可具有50 µm或更低的精確度。預先對齊的精確度允許使用對齊致動器630，例如壓電致動器(例如，壓電對齊致動器)，以減低對齊單元或對齊系統的複雜度。根據本揭示案的一些實施例，對齊單元或對齊系統可包含兩個或更多個，例如四個對齊致動器。對齊致動器可具有相較於常見對齊致動器(使用常見對齊致動器將不具有預先對齊之上述精確度)減低的複雜度。綜上所述，根據本揭示案的實施例，與基板傳輸系統的主動磁性元件對齊可減低處理系統的擁有成本。相關於下方第7至9圖來描述具有減低複雜度的對齊單元或對齊系統。
第7及8圖根據於此描述之實施例展示在處理腔室中沉積層期間用於支撐載具組件110的基板載具111及遮罩載具740的維持排列700的示意視圖。第8圖根據於此描述之實施例展示在處理腔室中沉積層期間用於支撐基板載具111及遮罩載具740的維持排列700的橫截面視圖。第9圖展示具有四個對齊致動器的維持排列之示意視圖。
使用於垂直操作工具上的對齊系統可從處理腔室外部工作，亦即，從大氣側。對齊系統可使用剛性臂連接至基板載具及遮罩載具，例如，延伸穿過處理腔室壁。遮罩載具或遮罩及基板載具或基板之間的機械路徑是長的，使得系統易受外在干擾(震動、加熱等)及容忍度的影響。
在一些實施例中，本揭示案提供具有兩個或更多個對齊致動器的維持排列，該等對齊致動器提供遮罩載具及基板載具之間的短連接路徑。根據於此描述的實施例，維持排列較不易受外在干擾的影響，且可改良沉積層的品質。
維持排列700包含兩個或更多個對齊致動器，該兩個或更多個對齊致動器可連接至基板載具111及遮罩載具740之其中至少一者，其中維持排列700經配置以在第一平面中或平行於第一平面而支撐基板載具111，而兩個或更多個對齊致動器之第一對齊致動器710經配置以至少在第一方向Y上相對於彼此移動載具組件及遮罩載具740，而兩個或更多個對齊致動器之第二對齊致動器720經配置以至少在第一方向Y及不同於第一方向Y的第二方向X上相對於彼此移動載具組件及遮罩載具740，且其中第一方向Y及第二方向X位於第一平面中。兩個或更多個對齊致動器亦可稱為「對齊區塊」。
根據於此描述的一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，遮罩725可接合至遮罩載具740。在一些實施例中，維持排列700經配置以在實質垂直定向上支撐基板載具111及遮罩載具740之其中至少一者，特定為沉積層期間。
藉由使用兩個或更多個對齊致動器至少在第一方向Y及第二方向Y上相對於彼此移動載具組件及遮罩載具740，基板120可相對於遮罩載具740或遮罩725對齊，且可改良沉積層的品質。
兩個或更多個對齊致動器可連接至載具組件及遮罩載具140之其中至少一者。例如，兩個或更多個對齊致動器可連接至載具組件或基板載具111，而兩個或更多個對齊致動器經配置以相對於遮罩載具140移動基板載具130。遮罩載具140可位於固定或靜止位置。在其他範例中，兩個或更多個對齊致動器可連接至遮罩載具140，而兩個或更多個對齊致動器經配置以相對於基板載具111移動遮罩載具140。基板載具111可位於固定或靜止位置。
在第9圖的維持排列中，兩個或更多個對齊致動器包含第三對齊致動器930及第四對齊致動器940之其中至少一者。根據一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，兩個或更多個對齊致動器經配置以在第一平面(例如X方向及Y方向上)中或平行於第一平面移動或對齊載具組件或基板載具111或遮罩載具140，且經配置以調整或改變基板載具130或遮罩載具140在第一平面中或平行於第一平面的角位置。
在一些實作中，兩個或更多個對齊致動器之其中至少一個對齊致動器經配置以在第三方向Z上相對於彼此移動基板120及遮罩載具140，特定地，其中第三方向實質垂直於第一平面及/或基板表面711。例如，第一對齊致動器710及第二對齊致動器720經配置以在第三方向Z上移動基板載具111或遮罩載具140。在一些實作中，可藉由在第三方向Z上移動載具組件或基板載具111或遮罩載具140來調整基板120及遮罩725之間的距離。例如，可在基板表面711的面積中調整基板120或基板載具111及遮罩725之間的距離為實質恆常，基板表面711經配置以用於在基板表面711上沉積層。根據一些實施例，距離可為低於1 mm，特定為低於500微米，且更特定為低於50微米。
根據一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，第一對齊致動器710相對於第二方向X浮動。用語「浮動」可理解為：第一對齊致動器710允許基板載具130在第二方向X上移動，例如，由第二對齊致動器720驅動。
基板載具111可具有第一邊緣部分732及第二邊緣部分734。第一邊緣部分及第二邊緣部分可位於基板載具111的相對側上。可在第一邊緣部分732及第二邊緣部分734之間提供基板載具的基板面積(基板120可置於其中)。例如，第一邊緣部分732可為基板載具的上方邊緣部分或頂部邊緣部分。第二邊緣部分734可為基板載具的下方邊緣部分或底部邊緣部分。
根據一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，在第一邊緣部分732及第二邊緣部分734處提供第一對齊致動器710及第二對齊致動器720。在一些實作中，可在基板載具111的角落或角落區域中提供第一對齊致動器710及第二對齊致動器720，例如，在第一邊緣部分732或第二邊緣部分734的角落或角落區域中。
根據一些實施例(可與於此描述的其他實施例組合)，兩個或更多個對齊致動器可為電性或氣動致動器。例如，兩個或更多個對齊致動器可為線性對齊致動器。在一些實作中，兩個或更多個對齊致動器可包含由以下所組成的群組所選擇的至少一個致動器：步進致動器、無刷致動器、DC(直流)致動器、音圈致動器、及壓電致動器。用語「致動器」可意指馬達，例如步進馬達。兩個或更多個對齊致動器可經配置以對應基板以低於約+/-1微米的精確度來移動或放置載具組件或基板載具111。例如，兩個或更多個對齊致動器可經配置在第一方向Y、第二方向X、及第三方向Z之其中至少一者上以約+/-0.5微米的精確度(且特定為約0.1微米)來移動或放置基板載具111。
在一些實作中，可藉由同時或依序驅動兩個或更多個對齊致動器來執行在第一方向、第二方向、及第三方向之其中至少一者上移動基板。
第10圖根據本揭示案的實施例展示一流程圖，圖示無接觸對齊載具組件的方法。如區塊902中所展示，懸浮載具組件。例如，藉由控制器440啟用及/或控制主動磁性單元175’，以提供磁力來抵消重力。磁力有助於懸浮載具組件。區塊904展示移動載具組件以相對於遮罩放置載具組件。根據於此描述的實施例，移動中或移動載具組件之進行的同時，載具組件為懸浮的。區塊906展示相對於遮罩對齊載具組件。據此，控制載具組件的移動以提供具有足夠精確度之放置，亦即，載具組件相對於遮罩的對齊。
根據本揭示案的一些實施例，可選地，載具組件及/或遮罩可機械地接觸，例如，使用對齊致動器以提供進一步機械對齊。在此情況下，可將區塊906中所展示的對齊思量為預先對齊。
根據本揭示案的實施例，用於載具組件的傳輸系統或維持設備經配置以提供對齊或至少預先對齊。於此描述之方法提供載具組件的移動而無機械接觸，例如，同時懸浮，其中無接觸傳輸系統允許足夠的精確度以相對於彼此對齊基板(例如，由載具及/或載具組件的一部分所支撐的基板)及遮罩。例如，精確度可為100 µm或更低，例如50 µm或更低。
本揭示案具有幾個優點包含避免針對一些應用的分隔對齊致動器或至少針對許多應用減低對齊致動器之複雜度。可提供基板相對於遮罩的改良的及/或更有效的對齊。據此，可減低處理系統的擁有成本。進一步地，本揭示案的一些實施例允許增加生產量。進一步的優點特別包含處理系統中減低的顆粒產生，例如用於大面積基板的沉積系統，例如所使用於OLED顯示器製造的系統。例如，可提供基板上所沉積的層之改良的純度及均勻性。
前述係本揭示案之實施例，可修改本揭示案之其他及進一步的實施例而不遠離其基本範圍，且該範圍由隨後的申請專利範圍所決定。
100‧‧‧設備
110‧‧‧載具組件
111‧‧‧基板載具
112‧‧‧支撐結構
120‧‧‧基板
150‧‧‧第一被動磁性單元
160‧‧‧第二被動磁性單元
170‧‧‧引導結構
175‧‧‧主動磁性單元
175’‧‧‧主動磁性單元
180‧‧‧驅動結構
185‧‧‧進一步主動磁性單元
185’‧‧‧進一步主動磁性單元
200‧‧‧設備
212‧‧‧遮罩
252‧‧‧真空腔室
253‧‧‧腔室壁
254‧‧‧維持腔室
262‧‧‧閘閥
264‧‧‧進一步閘閥
270‧‧‧沉積來源組件
272‧‧‧軌道
274‧‧‧支撐
276‧‧‧坩堝
278‧‧‧蒸汽分配元件或蒸汽分配管
370‧‧‧進一步主動磁性單元
410‧‧‧點線載具組件
440‧‧‧控制器
475‧‧‧箭頭
485‧‧‧箭頭
494‧‧‧箭頭
496‧‧‧箭頭
498‧‧‧箭頭
512‧‧‧遮罩
514‧‧‧邊緣
516‧‧‧寬度
518‧‧‧開口
612‧‧‧陰影遮罩
614‧‧‧小開口
630‧‧‧對齊致動器
700‧‧‧維持排列
710‧‧‧第一對齊致動器
711‧‧‧基板表面
720‧‧‧第二對齊致動器
725‧‧‧遮罩
732‧‧‧第一邊緣部分
734‧‧‧第二邊緣部分
740‧‧‧遮罩載具
902‧‧‧區塊
904‧‧‧區塊
906‧‧‧區塊
908‧‧‧區塊
930‧‧‧第三對齊致動器
940‧‧‧第四對齊致動器
於是可以詳細理解本揭示案上述特徵中的方式，可藉由參考實施例而具有本揭示案的更特定描述(簡短總結如上)。所附圖式相關於本揭示案的實施例且在下方描述：
第1A圖根據本揭示案的實施例展示設備的示意側面視圖，該設備用以在基板處理系統中傳輸載具組件(例如一載具，具有基板裝載於該載具上)；
第1B圖根據第1A圖展示設備的頂部視圖；
第1C圖根據第1A圖展示設備的另一側面視圖；
第2圖根據本揭示案的實施例展示一設備，例如一基板處理系統，該基板處理系統包含用以傳輸載具組件之設備；
第3A及3B圖根據本揭示案的實施例展示傳輸載具組件的示意側面視圖，該載具組件例如一載具，該載具具有基板裝載於該載具上；
第4A及4B圖根據本揭示案的實施例展示示意側面視圖，用以圖示在基板處理系統內對齊基板的方法；
第5圖根據本揭示案的實施例展示遮罩或遮罩排列的示意視圖，該遮罩或遮罩排列可與設備組合使用以在基板處理系統中傳輸載具組件；
第6圖根據本揭示案的實施例展示遮罩或遮罩排列的示意視圖，該遮罩或遮罩排列可與設備組合使用以在基板處理系統中傳輸載具組件；
第7圖根據於此描述的實施例展示用於在處理腔室中於沉積層期間支撐基板載具及遮罩載具的維持排列的示意視圖；
第8圖根據於此描述的實施例展示用於在處理腔室中於沉積層期間支撐基板載具及遮罩載具的維持排列的橫截面視圖；
第9圖根據於此描述的進一步實施例展示用於在處理腔室中於沉積層期間支撐基板載具及遮罩載具的維持排列的示意視圖；
第10圖根據本揭示案的實施例展示用於圖示載具組件及遮罩相對於彼此對齊的方法之流程圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧設備
110‧‧‧載具組件
112‧‧‧支撐結構
120‧‧‧基板
150‧‧‧第一被動磁性單元
160‧‧‧第二被動磁性單元
170‧‧‧引導結構
175‧‧‧主動磁性單元
180‧‧‧驅動結構
185‧‧‧進一步主動磁性單元

Claims (20)

  1. 一種無接觸對齊一載具組件的方法，包括以下步驟： 在一真空腔室中懸浮該載具組件；在懸浮時移動該載具組件以相對於一預先決定位置放置該載具組件；及相對於一遮罩或一遮罩載具在自以下所組成之群組所選擇的至少一個方向上對齊該載具組件：一基板傳輸方向、垂直+-15度的一第一方向、及上述方向之一組合。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該載具組件相對於一遮罩或一遮罩載具而移動。
  3. 如請求項1至2之任一項所述之方法，進一步包括以下步驟： 沿著基板傳輸方向引導該載具組件，同時懸浮及移動。
  4. 如請求項1至2之任一項所述之方法，其中該載具組件在對齊期間未有機械接觸。
  5. 如請求項3所述之方法，其中該載具組件在對齊期間未有機械接觸。
  6. 如請求項1至2之任一項所述之方法，其中以50(µm)或更低的一精確度來提供該對齊。
  7. 如請求項3所述之方法，其中以50(µm)或更低的一精確度來提供該對齊。
  8. 如請求項4所述之方法，其中以50(µm)或更低的一精確度來提供該對齊。
  9. 如請求項5所述之方法，其中以50(µm)或更低的一精確度來提供該對齊。
  10. 如請求項1至2之任一項所述之方法，進一步包括以下步驟： 藉由在一平面中旋轉該載具組件，相對於該遮罩或該遮罩載具進一步對齊該載具組件，該平面由該基板傳輸方向及該第一方向來提供。
  11. 如請求項10所述之方法，其中以3度或更低的一精確度來提供該進一步對齊。
  12. 如請求項1至2之任一項所述之方法，進一步包括以下步驟： 使用兩個或更多個對齊致動器來接觸該遮罩或該遮罩載具、該載具組件、或該遮罩或該遮罩載具及該載具組件，以提供一機械對齊。
  13. 如請求項12所述之方法，其中以5 µm或更低的一精確度來提供該機械對齊。
  14. 一種處理一載具組件的一基板的方法，包括以下步驟： 如請求項1至13之任一項所述之無接觸對齊該載具組件的該方法，其中在該真空腔室中放置該遮罩或該遮罩載具；及在該真空腔室中處理該基板。
  15. 如請求項14所述之方法，進一步包括以下步驟： 開啟該真空腔室的一閘閥且移動該載具組件離開該真空腔室，同時懸浮該載具組件。
  16. 如請求項14至15之任一項所述之方法，其中在該真空腔室中處理該基板之步驟包含以下步驟：在該基板上沉積一層。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該沉積之步驟包含以下步驟：沿著該基板移動一沉積來源組件。
  18. 一種用於在一基板處理系統的一真空腔室中相對於彼此無接觸對齊一載具組件及一遮罩或一遮罩載具的設備(100)，包括： 一引導結構(170)，該引導結構在該真空腔室內具有複數個主動磁性單元(175)，其中該引導結構經配置以在該真空腔室中懸浮該載具組件；一驅動結構(180)，該驅動結構在該真空腔室內具有複數個進一步主動磁性單元，其中該驅動結構經配置以沿著一傳輸方向驅動該載具組件而未有機械接觸；兩個或更多個對齊致動器，該兩個或更多個對齊致動器用以在該真空腔室內接觸該遮罩或該遮罩載具、該載具組件、或該遮罩或該遮罩載具及該載具組件；及一控制器，該控制器連接至該引導結構、該驅動結構、及該兩個或更多個對齊致動器，且經配置以控制該複數個主動磁性單元及該複數個進一步主動磁性單元，以提供與該引導結構及該驅動結構的一預先對齊及以提供與該兩個或更多個對齊致動器的機械對齊。
  19. 如請求項18所述之設備，其中該兩個或更多個對齊致動器為壓電(piezoelectric)致動器。
  20. 如請求項19所述之設備，進一步包括： 至少一個進一步壓電致動器。
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