WO2003004719A1 - Masken- und substrathalteranordnung - Google Patents

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WO2003004719A1
WO2003004719A1 PCT/EP2002/006776 EP0206776W WO03004719A1 WO 2003004719 A1 WO2003004719 A1 WO 2003004719A1 EP 0206776 W EP0206776 W EP 0206776W WO 03004719 A1 WO03004719 A1 WO 03004719A1
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WO
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holder
substrate
mask
frame
susceptor
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PCT/EP2002/006776
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Schwambera
Walter Franken
Florenz Kittel
Original Assignee
Aixtron Ag
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/682—Mask-wafer alignment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/20—Masks or mask blanks for imaging by charged particle beam [CPB] radiation, e.g. by electron beam; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/12—Production of screen printing forms or similar printing forms, e.g. stencils

Definitions

  • the invention relates to a holder for a substrate to be arranged in the process chamber of a coating system and the associated holder for a mask to be arranged in contact or a short distance above the substrate for structured coating of the substrate, the mask holder assuming a defined position relative to the substrate holder.
  • the OVPD process is part of the prior art. This process can be used to manufacture organic light-emitting diodes (OLEDs). It is known as organic vapor phase deposition (OVPD).
  • the starting materials for this process are organic molecules, which are in particular in the form of granules in solid form. But they can also be used as a liquid. These molecules are fed by means of a gas supply system to a gas inlet element, which has the task of supplying the organic molecules in the gaseous state to a process chamber in which there is a substrate, for example made of glass, on which the organic molecules are to condense. The condensation should take place on a pre-structured substrate at defined points. For this purpose, the substrate should be masked.
  • the mask can cover the substrate in contact with it. However, it can also lie at a well-defined distance above the substrate surface. The latter is provided in particular to ensure that the mask adheres to the Avoid substrate during the coating step. It is important that the mask is kept flat.
  • the invention is based on the object of specifying a substrate holder / mask holder arrangement which can be used for this technology.
  • the substrate holder is designed as a frame with position fixing organs engaging on the edges of the substrate, that the mask holder is also designed as a frame which surrounds an area which overlaps the substrate holder, and that connecting means are attached to the two frames are provided for the positionally fixed assignment of the two frames to one another.
  • the subjects specified in the further claims relate both to advantageous further developments relating to the subject matter of claim 1 and at the same time thereof and independent technical proposals for solutions independent of the above-mentioned task. It is proposed there that the frame of the substrate holder has a rectangular shape. It is further proposed that the frame of the mask holder has a circular shape.
  • the connecting means comprise a recess in the mask holder frame and a section of the substrate holder frame engaging therein, which section is in particular formed by a frame corner.
  • the mask holder frame has a circular ring shape and means for circumferentially clamping a preheated circular disk-shaped mask. The mask is warmed up before being clamped. As a result, it expands in the area. It is then clamped in place with the means that enable extensive clamping, for example by means of two hoops. If the mask cools down to the same temperature as the cooler frame when the mask is clamped, it shrinks. There is an inner, in radial directional homogeneous tension, which leads to the mask being held flat.
  • the mask is brought to a homogeneous temperature before the clamping process takes place.
  • the mask holder frame consists of two hoops of approximately the same diameter, between which the circular disk-shaped mask can be tensioned.
  • the structured surface of the mask corresponds to the surface of the substrate.
  • the mask surface surrounding this surface is not structured and in particular is not permeable.
  • the hoop on the underside of the mask can have two diametrically opposed, radially inward-pointing angular recesses for receiving the frame corners of the substrate holder frame without play.
  • the position-fixing members of the substrate holder can form at least one fixed and at least one loose clamping jaw lying opposite them.
  • clamping jaws can overlap the chamfered edges of the substrate below the substrate surface.
  • the position-fixing elements and any edge of the substrate holder frame that is present is lower than the substrate surface level, it is ensured that the mask can be brought into contact with the substrate.
  • the mask can also be a short distance from the substrate surface, since its effect is essentially based on the principle of casting shadows.
  • the substrate holder forms a support shoulder. This provides an edge support of the substrate.
  • the support shoulder is preferably interrupted in the area of the loose jaws.
  • the mask holder frame can be shifted step by step in the plane of extent of the mask and substrate relative to the substrate holder frame. If the mask holder frame is fixed relative to the substrate holder frame, the arrangement is particularly suitable for producing single-color displays. In such an arrangement, the substrates are only made with organic substances that glow in one color Coated like a grid point. To produce a colored display, it is necessary to apply both red, green and blue luminescent substances to the substrate in the form of a grid point.
  • the substrate is pre-structured in a corresponding and also known manner. It contains contacts at the points where the organic substances are to be separated.
  • the mask is designed in such a way that its grid-like openings only cover every third structure of the substrate, so that the two other structures are covered.
  • the mask is shifted by one step between each coating step, so that the structures that have already been coated are covered and structures that have not yet been coated come to rest under the openings of the mask.
  • This step shift can take place by means of a piezo drive, magnetically or by means of a spindle drive.
  • the drive elements are preferably integrated in the substrate holder frame.
  • the mask is preferably biased between the hoops.
  • the hoops preferably form two clamping surfaces which can be pressed against one another and which hold the mask edge between them and which, in the relaxed state, form a wedge gap which gapes radially outwards and surrounds a centering collar.
  • the susceptor consists of a cooled body with a flat surface on which the substrate comes to rest.
  • the susceptor preferably has a circular cylindrical shape which can be completely covered by the mask or except for a narrow edge strip. As a result, the service life of the susceptor is extended between the necessary process chamber cleaning steps.
  • the susceptor can be driven by rotation. It is also possible to operate the susceptor overhead.
  • the mask electrostatically or magnetically in the direction of the susceptor.
  • the mask can be made from an electrically conductive or magnetic material.
  • the Suscept gate preferably forms grooves in which the frame of the mask holder or the frame of the substrate holder can lie. The arrangement consisting of the substrate holder and the mask can be handled in a fixed position.
  • the mask only rests on the substrate.
  • the position fixation is ensured by the interaction of the corners of the frame with angular recesses of the other frame.
  • the mask holder frame can be placed on the substrate holder frame outside the process chamber.
  • the frame arrangement can be brought into the process chamber by means of an automatic handling device.
  • the mask is only a few micrometers thin. It is thicker than the coating, which is only a few nanometers thick.
  • the lateral displacement of the mask frame with respect to the substrate holder frame (in situ translation) provided within the process chamber is preferably carried out by means of drive elements associated with the substrate holder frame, which are in a positive connection with the mask frame.
  • This can be, for example, a second frame that can be displaced relative to the frame that supports the substrate and that engages with its corners in angular recesses of the circular mask frame.
  • the two diametrically opposite pairs of corners can lie in the angular recesses in a play-free insert.
  • the other two corners, which are also diametrically opposite, can play with the mask frame.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the substrate holder frame with a substrate fitted, and a perspective representation of the mask holder frame equipped with a mask
  • 2 shows an illustration according to FIG. 1 as an exploded illustration of the essential elements of the frame arrangement
  • FIG. 6 is a top view of the substrate holder frame
  • FIG. 10 is a top view of a susceptor
  • FIG. 11 is a perspective view of the susceptor and the mask arrangement arranged above it in half section
  • FIG. 13 shows a representation according to FIG. 12, with the gas inlet element and arranged above the susceptor 14 shows a schematic illustration of the mask lying on the substrate, greatly enlarged in section.
  • the substrate holder 4 has a rectangular frame.
  • the frame can be made of metal.
  • Two diagonally opposite corners 8 are formed as projections.
  • Another corner 8 ' is chamfered.
  • the corner 8 'diagonally opposite this corner 8' lies with a slight play in a corresponding recess.
  • the substrate holder frame forms a structure for holding the substrate 1. This consists of a stepped support shoulder 11 projecting inwards on the support shoulder
  • the edge 1 'of the substrate lies on 11.
  • the offset of the support shoulder 11 downwards is less than the material thickness of the substrate, so that the surface level of the substrate 1 lies above the frame 4.
  • One side of the rectangular frame forms a fixed clamping jaw 6 , which overlaps the chamfered edge V of the substrate in order to also fix the substrate upwards.
  • Die Loose jaw 5 lies in a guide recess 28, the walls of which are a rear snow can train so that the loose jaw 5 is guided.
  • the clamping jaw can be brought into contact with the peripheral edge 1 'of the substrate 1 by means of clamping screws 29, which can be screwed through openings of clamping tabs 5' of the clamping jaw 5, an overlap 26 of the clamping jaw 5 resting on the chamfered edge V.
  • the clamping tabs 5 ' preferably have leaf springs 30 with which pressure can be exerted elastically on the clamping jaws.
  • the substrate is thus pressed against the fixed clamping jaw 6 by spring force.
  • the movable clamping jaw 5 ' can have a leaf spring with a lower spring constant, so that the two clamping jaws 5 opposite this clamping jaw 5' have the edge of the substrate 1 press against the edge 6 '.
  • This edge 6 'then likewise forms a fixed clamping jaw, so that the substrate is fixed in a defined corner position between the two fixed clamping jaws 6' and 6.
  • the substrate 1 does not rest on a support shoulder 11.
  • the support shoulder 11 is recessed in the area of the loose jaw 5.
  • the other two edge edges of the substrate 1 are also fixed in position by means of clamping jaws 5.
  • loose jaws 5 are opposite each other.
  • Two loose jaws 5 are assigned to one frame leg. There is only one loose in this opposite frame leg
  • Assigned jaw 5 ' which is pushed back by the two parallel, opposing jaws 5. In this way, the substrate is pressed into the corner system already described.
  • the mask holder 3 consists of two hoops 9, 10 of the same diameter.
  • the lower hoop 10 has the above-mentioned angular recesses 7, into which the corners 8 ′′ of the substrate holder frame 4 engage.
  • Another angular recess 7 ' is designed to be somewhat larger, so that this angular recess 7' receives the associated corner section 8 of the substrate holder 4 with little play of, for example, one millimeter.
  • a third corner recess is missing because this substrate holder corner 8 'has a bevel.
  • the lower hoop 10 has a clamping surface 13 on which the edge of the circular mask rests. Opposite to the clamping surface 13, the clamping surface 12 of the upper clamping tire 9 extends. In the relaxed state, a wedge gap 14 is formed between the clamping surface 12 and the clamping surface 13, which ensures that the two clamping surfaces 12, 13 are in the area Apply the greatest clamping forces between their radially inward edge when 15 clamping screws are screwed through the centering collar to a clamping collar of the other hoop.
  • the mask holder 3 can be applied to the substrate holder 4 outside the process chamber. This is done by placing the two frames 3, 4 on top of each other. The form-locking means then interlock and ensure that the two frames are fixed in position with respect to one another. The two frames can then be brought into the process chamber 20 of a reactor individually, separately or together by means of an automatic handling device.
  • the process chamber 20 has a susceptor 16 arranged at the bottom in the exemplary embodiment, which can be cooled and which can rotate about its axis.
  • the rotationally driven susceptor 16 preferably has the shape of a circular cylinder.
  • a gas inlet member 19 in the form of a heated chamber, into which the gaseous organic molecules which flow through gas outlet openings 21 arranged in the manner of a shower head into the process chamber 20 are brought through a feed line 27.
  • the susceptor 16 has a substantially flat surface which is crossed by a rectangular groove 17 and a circular groove 18.
  • the rectangular groove 17 serves to receive the substrate holder frame 4, so that the substrate lies on the susceptor 16 in surface contact.
  • the circular groove 18 surrounding the rectangular groove 17 serves to receive the circular mask holder frame 13, so that it is ensured that the mask lies flat on the substrate 1.
  • FIG. 14 shows the mask overlay on the substrate 1.
  • the substrate 1 is pre-structured. It has a grid 23 applied using photoresist technology. Contacts 24, 24 ', 24 "are located in the grid openings.
  • the mask 2 has openings 22 which are spaced apart from one another in such a way that two each with Contacts 24 ', 24 "provided in the grid openings of the substrate 1. This makes it possible to first coat the contacts 24 with an OLED layer, then to shift the mask further linearly in the direction of the arrow until its opening 22 is above the Contact 24 is adjacent contact 24 '. Then a coating with a qualitatively different OLED layer is carried out. In a third coating step, after another linear displacement of the mask, opening 22 is brought over contact 24 ", this contact 24" with a third OLED Layer is coated.
  • no means are shown that enable translation.
  • these means can be assigned to the substrate holder 4 and in particular to the two corners 8, which lie in the recesses 7 of the mask holder frame 3 without play. These corners can be shifted by drive elements. As a result of the play of the corner 8 in the recess 7 'of approximately one millimeter, sufficient displaceability is ensured.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Halter für ein in der Prozesskammer einer Beschichtungsanlage anzuordnendes Substrat (1) und zugehörigen Halter für eine über dem Substrat in Kontakt oder geringem Abstand anzuordnende Maske (2) zur strukturierten Beschichtung des Substrates (1), wobei der Maskenhalter (3) zum Substathalter (4) eine definierte Lage einnimmt. Es ist wesentlich, dass der Substrathalter (4) als Rahmen gestaltet ist mit an den Rändern (1') des Substrates angreifenden Lagefixierungsorganen (5, 6), dass der Maskenhalter (3) ebenfalls als Rahmen gestaltet ist, welcher eine Fläche umgibt, die den Substrathalter (4) überfängt, und dass an den beiden Rahmen (3, 4) Verbindungsmittel (7, 8) vorgesehen sind zur lagefixierten Zuordnung der beiden Rahmen (3, 4) zueinander.

Description

Masken- und Substrathalteranordnung
Die Erfindung betrifft einen Halter für ein in die Prozesskammer einer Be- schichtungsanlage anzuordnendes Substrat und zugehörigen Halter für eine über dem Substrat in Kontakt oder geringem Abstand anzuordnende Maske zur strukturierten Beschichtung des Substrates, wobei der Maskenhalter zum Substrathalter eine definierte Lage einnimmt.
Aus der Silicium-Technologie ist es bekannt, Substrate vorzukontaktieren, vor- zustrukturieren und die so vorbehandelten Substrate selektiv zu beschichten, wobei zur selektiven Beschichtung auf dem Substrat eine Kontaktmaske liegt mit Öffnungen, durch welche das Schichtmaterial auf die Substratoberfläche gelangen kann.
Zum Stand der Technik gehört das OVPD-Verfahren. Mit diesem Verfahren lassen sich organische Leuchtdioden (OLED) herstellen. Es wird als organic va- por phase deposition (OVPD) bezeichnet. Die Ausgangsstoffe dieses Verfahrens sind organische Moleküle, die insbesondere und granulatförmig Festkörperform vorliegen. Sie können aber auch als Flüssigkeit verwendet werden. Diese Moleküle werden mittels eines Gaszuleitungssystems einem Gaseinlassorgan zugeleitet, welches die Aufgabe hat, die organischen Moleküle im gasförmigen Zustand einer Prozesskammer zuzuführen, in welcher ein Substrat, beispielsweise aus Glas liegt, auf welchem die organischen Moleküle kondensieren sollen. Die Kondensation soll auf einem vorstrukturierten Substrat an definierten Stellen erfolgen. Hierzu soll das Substrat maskiert werden.
Die Maske kann das Substrat kontaktaufliegend abdecken. Sie kann aber auch mit einem wohldefinierten Abstand oberhalb der Substratoberfläche liegen. Letzteres ist insbesondere vorgesehen, um ein Anhaften der Maske an dem Substrat während des Beschichtungsschrittes zu vermeiden. Es ist von Bedeutung, dass die Maske in Planlage gehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für diese Technologie brauch- bare Substrathalter-/ Maskenhalter- Anordnung anzugeben.
Diese Aufgabe ist zunächst und im Wesentlichen vom Gegenstand der Ansprüche 1 gelöst. Dort ist darauf abgestellt, dass der Substrathalter als Rahmen gestaltet ist mit an den Rändern des Substrates angreifenden Lagef ixierungsorga- nen, dass der Maskenhalter ebenfalls als Rahmen gestaltet ist, welcher eine Fläche umgibt, die den Substrathalter überfängt, und dass an den beiden Rahmen Verbindungsmittel vorgesehen sind zur lagefixierten Zuordnung der beiden Rahmen zueinander. Die in den weiteren Ansprüchen angegebenen Gegenstände betreffen sowohl vorteilhafte Weiterbildungen zum Gegenstand des An- Spruchs 1 als auch gleichzeitig davon und von der oben genannten Aufgabenstellung unabhängige eigenständige technische Lösungsvorschläge. Es wird dort vorgeschlagen, dass der Rahmen des Substrathalters eine Rechteckform besitzt. Weiter wird vorgeschlagen, dass der Rahmen des Maskenhalters eine Kreisform besitzt. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsmittel eine Aussparung des Maskenhalterrahmens und einen darin eingreifenden Abschnitt des Substrathalterrahmens umfassen, welcher Abschnitt insbesondere von einer Rahmenecke gebildet ist. Weiter wird vorgeschlagen, dass der Maskenhalterrahmen eine Kreis-Ringform besitzt und Mittel zum umfänglichen Einspannen einer vorgewärmten kreisscheibenförmigen Maske. Die Maske wird vor dem Einspannen erwärmt. Hierdurch dehnt sie sich in der Fläche aus. Sie wird dann mit den Mitteln die ein umfängliches Einspannen ermöglichen, bspw. mittels zweier Spannreifen lagefixiert eingespannt. Wenn die Maske durch Abkühlen die gleiche Temperatur einnimmt, wie der beim Einspannen der Maske kältere Rahmen, schrumpf sie. Es stellt sich eine innere, in Radial- richtung verlaufende homogene Spannung ein, die dazu führt, dass die Maske in Planlage gehalten wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Maske auf eine homogen gleiche Temperatur gebracht, bevor der Einspannvorgang erfolgt. Vorgeschlagen wird ferner, dass der Maskenhalterrahmen aus zwei etwa durchmessergleichen Spannreifen besteht, zwischen welchen die kreisscheibenförmige Maske spannbar ist. Die strukturierte Fläche der Maske entspricht der Fläche des Substrates. Die diese Fläche umgebende Maskenfläche ist nicht strukturiert und insbesondere nicht durchlässig. Der maskenunterseitige Spannreifen kann zwei sich diametral gegenüberliegende, radial einwärts wei- sende Winkelaussparung aufweisen, zur spielfreien Aufnahme der Rahmenek- ke des Substrathalterrahmens. Ferner können die Lagefixierungsorgane des Substrathalters mindestens eine feste und mindestens eine ihr gegenüberliegende lose Spannbacke bilden. Diese Spannbacken können die gefasten Ränder des Substrates unterhalb der Substratoberfläche randübergreifen. In dem die Lagefixierungsorgane und ein eventuell vorhandener Rand des Substrathalterrahmens tiefer liegt, als das Substratoberflächenniveau, ist sichergestellt, dass die Maske in Kontaktauflage zum Substrat bringbar ist. Es ist aber nicht erforderlich, dass die Maske vollständig in Flächenkontakt auf dem Substrat aufliegt. Die Maske kann auch einen geringen Abstand zur Substrat-oberfläche besitzen, da ihre Wirkung im Wesentlichen auf dem Schattenwurf prinzip beruht. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Substrathalter eine Stützschulter ausbildet. Hierdurch ist eine Randkantenauflage des Substrats gegeben. Im Bereich der losen Spannbacken ist die Stützschulter bevorzugt unterbrochen. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Maskenhalter- rahmen gegenüber dem Substrathalterrahmen schrittweise in der Erstrek- kungsebene von Maske und Substrat verlagerbar ist. Ist der Maskenhalterrahmen fix gegenüber dem Substrathalterrahmen, eignet sich die Anordnung insbesondere zur Herstellung einfarbiger Displays. Die Substrate werden bei einer derartigen Anordnung nur mit einfarbig leuchtenden organischen Substanzen rastenpunktartig beschichtet. Zur Herstellung eines farbigen Displays ist es erforderlich, sowohl rot, als auch grün und blau lumineszierende Stoffe jeweils rasterpunktf örmig auf dem Substrat aufzubringen. Das Substrat wird in entsprechender und auch bekannter Weise vorstrukturiert. Es enthält an den Stel- len, an denen die organischen Substanzen abgeschieden werden sollen Kontaktierungen. Die Maske ist so gestaltet, dass ihre rasterf örmig angeordneten Öffnungen nur jede dritte Struktur des Substrates überdeckt, so dass die jeweils beiden anderen Strukturen abgedeckt werden. In der Prozesskammer werden drei aufeinander folgende Beschichtungsschritte durchgeführt. Zwischen jedem Beschichtungsschritt wird die Maske um einen Schritt verlagert, so dass die bereits beschichteten Strukturen abgedeckt und noch nicht beschichtete Strukturen unter den Öffnungen der Maske zum Liegen kommen. Diese Schrittverlagerung kann mittels eines Piezoantriebes, magnetisch oder durch einen Spindeltrieb erfolgen. Bevorzugt sind die Antriebsorgane im Substrathalterrahmen in- tegriert. Die Maske wird bevorzugt vorgespannt zwischen die Spannreifen gebracht. Die Spannreifen bilden bevorzugt zwei gegeneinander pressbare, den Maskenrand zwischen sich aufnehmende Spannflächen aus, die im entspannten Zustand einen radial auswärts klaffenden, von einem Zentrierkragen umfangenden Keilspalt ausbilden. Der Suszeptor besteht aus einem gekühlten Körper mit einer ebenen Oberfläche, auf welcher das Substrat zur Auflage kommt. Bevorzugt besitzt der Suszeptor eine Kreiszylinderform, die vollständig oder bis auf einen schmalen Randstreifen von der Maske überdeckt werden kann. Dies hat zur Folge, dass sich die Standzeit des Suszeptors zwischen erforderlichen Prozesskammerreinigungsschritten verlängert. Der Suszeptor kann drehange- trieben sein. Es ist ferner möglich, den Suszeptor im Uberkopfbetrieb zu betreiben. Um eine Kontaktauflage der Maske auf dem Substrat zu gewährleisten wird in Vorschlag gebracht, die Maske elektrostatisch oder magnetisch in Richtung auf den Suszeptor zu beaufschlagen. Hierzu kann die Maske aus einem elektrisch leitenden oder magnetischen Material gefertigt werden. Der Suszep- tor bildet bevorzugt Nuten aus, in welchen der Rahmen des Maskenhalters bzw. der Rahmen des Substrathalters einliegen kann. Die aus dem Substrathalter und der Maske bestehende Anordnung kann in lagefixiertem Zustand gehandhabt werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Maske lediglich auf dem Substrat aufliegt. Die Lagefixierung wird durch das Zusammenwirken von den Ecken des Rahmens mit Winkelaussparungen des anderen Rahmens gewährleistet. Das Auflegen des Maskenhalterrahmens auf den Substrathalterrahmen kann außerhalb der Prozesskammer erfolgen. Die Rahmenanordnung kann mittels eines Handhabungsautomaten in die Prozesskammer gebracht werden. Die Maske ist nur wenige Mikrometer dünn. Sie ist dicker, als die nur weniger Nanometer starke Beschichtung. Die innerhalb der Prozesskammer vorgesehene laterale Verlagerung des Maskenrahmens gegenüber dem Substrathalterrahmen (in situ Translation) erfolgt bevorzugt mittels dem Substrathalterrahmen zugeordneten Antriebsorganen, die in einer Form- schlussverbindung mit dem Maskenrahmen stehen. Dies kann beispielsweise ein zweiter, gegenüber dem das Substrat tragende Rahmen verlagerbarer Rahmen sein, der mit seinen Ecken in Winkelaussparungen des kreisrunden Maskenrahmen eingreift. Dabei können die beiden sich diametral gegenüberliegenden Eckenpaare in spielfreier Einlage in den Winkelaussparungen einliegen. Die beiden anderen, sich ebenfalls diametral gegenüberliegenden Ecken können ein Spiel zum Maskenrahmen besitzen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung den Substrathalterrahmen mit bestücktem Substrat in perspektivischer Darstellung den mit einer Maske bestückten Maskenhalterrahmen, Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 als Explosionsdarstellung der wesentlichen Elemente der Rahmenanordnung,
Fig. 3 die Rahmenanordnung in der Unteransicht,
Fig. 4 die Rahmenanordnung in der Draufsicht,
Fig. 5 einen stark vergrößerten Ausschnitt des Bereichs V-V in Fig. 4,
Fig. 6 die Draufsicht auf den Substrathalterrahmen,
Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII- VII,
Fig. 8 einen Schnitt gemäß der Linie VIII- VIII in Fig. 6,
Fig. 9 einen Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Fig. 4,
Fig. 10 die Draufsicht auf einen Suszeptor,
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung des Suszeptors und der darüber angeordneten Maskenanordnung im Halbschnitt,
Fig. 12 einen Schnitt durch den Suszeptor mit darauf aufliegender Substrat-/ Masken- Anordnung,
Fig. 13 eine Darstellung gemäß Fig. 12, mit über dem Suszeptor angeordneten Gaseinlassorgan und Fig. 14 in schematischer Darstellung stark vergrößert im Schnitt die auf dem Substrat aufliegende Maske.
Der Substrathalter 4, wie er im Ausführungsbeispiel beschrieben wird, besitzt einen rechteckigen Rahmen. Der Rahmen kann aus Metall bestehen. Zwei diagonal sich gegenüberliegende Ecken 8 sind als Vorsprünge ausgebildet. Eine andere Ecke 8' ist abgeschrägt. Die dieser Ecke 8' diagonal gegenüberliegende Ecke 8" liegt mit geringfügigem Spiel in einer entsprechenden Ausnehmung. An seiner Oberseite bildet der Substrathalterrahmen eine Struktur aus, um das Substrat 1 zu haltern. Diese besteht aus einer rahmeneinwärts ragenden, abgesetzten Stützschulter 11. Auf dieser Stützschulter 11 liegt der Rand 1' des Substrates auf. Der Versatz der Stützschulter 11 nach unten ist geringer , als die Materialstärke des Substrates, so dass das Oberflächenniveau des Substrates 1 oberhalb des Rahmens 4 liegt. Eine Seite des rechteckigen Rahmens bildet eine feste Spannbacke 6 aus, die die gefaste Randkante V des Substrates überfängt, um das Substrat auch nach oben zu fixieren. In Gegenüberlage zu der festen Spannbacke 6, die sich nahezu über die gesamte Länge des zugehörigen Rahmenschenkels erstrecken kann, befindet sich eine einzelne, lose Spannbacke 5. Die lose Spannbacke 5 liegt in einer Führungsvertiefung 28 ein, deren Wände eine Hinterschneidung ausbilden können, so dass die lose Spannbacke 5 geführt ist. Mittels Spannschrauben 29, die durch Öffnungen von Spannlaschen 5' der Spannbacke 5 hindurchschraubbar sind, kann die Spannbacke in Kontakt zur Randkante 1' des Substrates 1 gebracht werden, wobei ein Übergriff 26 der Spannbacke 5 auf der gefasten Kante V aufliegt. Die Spannlaschen 5' besitzen bevorzugt Blattfedern 30, mit denen elastisch ein Druck auf die Spannbacken ausgeübt werden kann. Das Substrat wird somit durch Federkraft gegen die feste Spannbacke 6 gedrückt. Die bewegliche Spannbacke 5' kann eine Blattfeder mit geringerer Federkonstante besitzen, so dass die beiden dieser Spannbacke 5' gegenüberliegenden Spannbacken 5 die Randkante des Substrates 1 gegen die Kante 6' drücken. Diese Kante 6' bildet dann ebenfalls eine feste Spannbacke aus, so dass das Substrat in einer definierten Ecklage zwischen den beiden festen Spannbacken 6' und 6 fixiert ist. In dem Bereich der Führungsvertiefung 28 liegt das Substrat 1 nicht auf einer Stützschulter 11 auf. Die Stütz- schulter 11 ist in dem Bereich der losen Spannbacke 5 ausgespart.
Die beiden anderen Randkanten des Substrates 1 werden ebenfalls mittels Spannbacken 5 lagefixiert. Hier liegen sich jeweils lose Spannbacken 5 gegenüber. Dem einen Rahmenschenkel sind dabei zwei lose Spannbacken 5 zuge- ordnet. In diesem gegenüberliegenden Rahmenschenkel ist nur eine lose
Spannbacke 5' zugeordnet, welche durch die beiden parallel geschalteten, gegenüberliegenden Spannbacken 5 zurückgedrückt wird. Das Substrat wird auf diese Weise in die bereits beschriebene Eckanlage gedrückt.
Der Maskenhalter 3 besteht aus zwei durchmessergleichen Spannreifen 9, 10. Der untere Spannreifen 10 besitzt die oben genannten Winkelaussparungen 7, in welche die Ecken 8" des Substrathalterrahmens 4 eingreifen. Zwei sich diagonal gegenüberliegende Ecken 8 greifen spielfrei in die ihnen zugeordneten Winkelaussparungen 7 ein. Eine weitere Winkelaussparung 7' ist etwas größer ausgestaltet, so dass diese Winkelaussparung 7' den ihr zugeordneten Eckab- schnitt 8 des Substrathalters 4 mit geringem Spiel von beispielsweise einem Millimeter aufnimmt. Eine dritte Eckaussparung fehlt, da diese Substrathalterecke 8' eine Abschrägung besitzt.
Der untere Spannreifen 10 besitzt eine Spannfläche 13, auf welcher der Rand der kreisrunden Maske aufliegt. Gegenüberliegend zu der Spannfläche 13 erstreckt sich die Spannfläche 12 des oberen Spannreifens 9. Im entspannten Zustand bildet sich zwischen der Spannfläche 12 und der Spannfläche 13 ein Keilspalt 14, der sicherstellt, dass die beiden Spannflächen 12, 13 im Bereich ihres radial einwärts gerichteten Randes die größten Spannkräfte zwischen sich aufbringen, wenn durch den Zentrierkragen 15 Spannschrauben mit einem Spannkragen des anderen Spannreifens verschraubt werden.
Der Maskenhalter 3 kann außerhalb der Prozesskammer auf den Substrathalter 4 aufgebracht werden. Dies erfolgt durch Auflegen der beiden Rahmen 3, 4 aufeinander. Die Formschlussmittel greifen dann ineinander und sorgen für eine Lagefixierung der beiden Rahmen zueinander. Die beiden Rahmen können dann einzeln, getrennt oder zusammen mittels eines Handhabungsautomaten in die Prozesskammer 20 eines Reaktors gebracht werden. Die Prozesskammer 20 besitzt einen im Ausführungsbeispiel unten angeordneten Suszeptor 16, welcher gekühlt sein kann und welcher sich um seine Achse drehen kann. Der drehangetriebene Suszeptor 16 besitzt bevorzugt die Form eines Kreiszylinders. Oberhalb des Suszeptors 16 befindet sich ein Gaseinlassorgan 19 in Form einer geheizten Kammer, in welche durch eine Zuleitung 27 die gasförmigen organischen Moleküle gebracht werden, die durch duschkopfartig angeordnete Gasauslassöffnungen 21 in die Prozesskammer 20 strömen.
Der Suszeptor 16 besitzt eine im Wesentlichen ebene Oberfläche, die von einer Rechtecknut 17 und einer Kreisnut 18 durchzogen ist. Die Rechtecknut 17 dient zur Aufnahme des Substrathalterrahmens 4, so dass das Substrat in Flächenauflage auf dem Suszeptor 16 liegt. Die die Rechtecknut 17 umgebende Kreisnut 18 dient zur Aufnahme des kreisrunden Maskenhalterrahmens 13, so dass sichergestellt ist, dass die Maske flächig auf dem Substrat 1 aufliegt.
Die Maskenauflage auf dem Substrat 1 zeigt die Fig. 14. Das Substrat 1 ist vorstrukturiert. Es besitzt ein in Fotolacktechnik aufgebrachtes Raster 23. In den Rasteröffnungen befinden sich Kontaktierungen 24, 24', 24". Die Maske 2 besitzt Öffnungen 22 die voneinander derart entfernt liegen, dass jeweils zwei mit Kontakten 24', 24" versehene Rasteröffnungen des Substrates 1 verdeckt sind. Dadurch ist es möglich, zunächst die Kontakte 24 mit einer OLED-Schicht zu beschichten, die Maske dann in Richtung des Pfeiles linear weiter zu verlagern, bis ihre Öffnung 22 über dem zum Kontakt 24 benachbarten Kontakt 24' liegt. Dann erfolgt eine Beschichtung mit einer qualitativ anderen OLED-Schicht. In einem dritten Beschichtungsschritt wird nach einer abermaligen Linearverlagerung der Maske die Öffnung 22 über den Kontakt 24" gebracht, dieser Kontakt 24" mit einer dritten OLED-Schicht beschichtet wird.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind keine Mittel dargestellt, die die Translation ermöglichen. Diese Mittel können aber dem Substrathalter 4 zugeordnet sein und insbesondere den beiden Ecken 8, die spielfrei in den Aussparungen 7 des Maskenhalterrahmens 3 einliegen. Diese Ecken können von Antriebsorganen schrittverlagert werden. Zufolge des Spiels der Ecke 8 in der Aussparung 7' von etwa einem Millimeter ist eine ausreichende Verlagerbarkeit gewährleistet.
In den Darstellungen sind ebenfalls keine Mittel angegeben, um auf die Maske 2 eine Kraft in Richtung des Suszeptors 16 zu erzeugen. Eine derartige Kraft kann beispielsweise dadurch aufgebracht werden, dass der gekühlte Suszeptor 16 einen Magneten insbesondere Elektromagneten beinhaltet, der die Maske 2 anzieht. Es ist auch möglich diese Anziehungskraft elektrostatisch aufzubringen. Dann ist es möglich, den Suszeptorkopf überzubetreiben, so dass eine Be- schichtung von unten nach oben erfolgt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine zweite Kontaktschicht auf die OLED-Schicht 25 aufgebracht werden soll. Dies kann in einer anderen Prozesskammer erfolgen, in welche die Substrathalter-/ Maskenhalter- Anordnung in zusammengesetztem Zustand verbracht wird. Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. "

Claims

Ansprüche
1. Halter für ein in der Prozesskammer einer Beschichtungsanlage anzuordnendes Substrat (1) und zugehörigen Halter für eine über dem Substrat in Kontakt oder geringem Abstand anzuordnende Maske (2) zur strukturierten Beschichtung des Substrates (1), wobei der Maskenhalter (3) zum Substrathalter (4) eine definierte Lage einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Substrathalter (4) als Rahmen gestaltet ist mit an den Rändern (V) des Substrates angreifenden Lagefixierungsorganen (5, 6), dass der Mas- kenhalter (3) ebenfalls als Rahmen gestaltet ist, welcher eine Fläche umgibt, die den Substrathalter (4) überfängt, und dass an den beiden Rahmen (3, 4) Verbindungsmittel (7, 8) vorgesehen sind zur lagefixierten Zuordnung der beiden Rahmen (3, 4) zueinander.
2. Halter nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel eine Aussparung (7) des Maskenhalterrahmens (3) und einen darin eingreifenden Abschnitt (8) des Substrathalterrahmens (4) umfassen, welcher Abschnitt (8) insbesondere von einer Rahmenecke gebildet ist.
3. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Masken- Halterrahmen (3) eine Kreis-Ringform besitzt und Mittel zum umfänglichen Einspannen einer vorgewärmten kreisscheibenförmigen Maske.
4. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen des Substrathalters (4) eine Rechteckform besitzt.
5. Halter einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenhalterrahmen (3) und die Maske (2) aus einem Material mit der gleichen Wärmeausdehnung bestehen.
6. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenhalterrahmen (3) aus zwei etwa durchmessergleichen Spannreifen (9, 10) besteht, zwischen welchen die kreisscheibenförmige Maske (2) einspannbar ist.
7. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der maskenuntersei- tige Spannreifen (10) zwei sich diametral gegenüberliegende, radial ein- wärts weisende Winkelaussparungen (7) aufweist zur im Wesentlichen spielfreien Aufnahme der Rahmenecken (8) des Substrathalterrahmens (4).
8. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagefixierungs- organe des Substrathalters mindestens eine feste Spannbacke (6) und mindestens eine ihr gegenüberliegende lose Spannbacke (5) ausbilden, welche Spannbacken (5, 6) die gefasten Ränder (1') des Substrates (1) unterhalb des Substratoberlflächenniveaus randübergreifend randfassen.
9. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die losen Spannbak- ken (5, 5') mittels einer zwischengeschalteten Blattfeder (30) über insbesondere einen Kulissenstein auf die Randkante des Substrates (1) einwirken.
10. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine Randkantenauflage des Substrates (1) auf einer zumindest im Bereich der losen Spannbacke (5) un- terbrochenen Stützschulter (11).
11. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenhalterrahmen (3) gegenüber dem Substrathalterrahmen (4) schrittweise in der Erstreckungsebene von Maske (2) und Substrat (1) verlagerbar ist.
12. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung mittels Piezoantrieb, magnetisch oder durch Spindelkraft erfolgt.
13. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske (2) vorgespannt zwischen die Spannreifen (9, 10) bringbar ist.
14. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannreifen (9, 10) zwei gegeneinander pressbare, den Maskenrand zwischen sich aufnehmende Spannflächen (12, 13) aufweisen, die im entspannten Zustand einen radial auswärts klaffenden, von einem Zentrierkragen (15) umfan- genden Keilspalt (14) ausbilden.
15. Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat in einer definierten Eckanlage gegen feste Spannbacken (6', 6) mittels der losen Spannbacken (5) gepresst ist.
16. Suszeptor und damit zusammenwirkenden Halter nach einem oder meh- reren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (16) eine Kreiszylinderform besitzt, die vollständig oder bis auf einen schmalen Randstreifen von der Maske (2) überfangen ist.
17. Suszeptor und damit zusammenwirkenden Halter nach Anspruch 13 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (16) drehangetrieben ist und/ oder überkopf angeordnet ist.
18. Suszeptor und damit zusammenwirkenden Halter nach einem oder meh- reren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen an den Maskenhalterrahmen (3) und den Substrathalterrahmen (4) derart angepassten Suszeptor (16), dass das Substrat (1) in flächige Auflage auf dem Suszeptor (16) liegt.
19. Suszeptor und damit zusammenwirkenden Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen (3, 4) in Nuten (17, 18) des Suszeptors (16) einliegen.
20. Suszeptor und damit zusammenwirkender Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (16) gekühlt ist.
21. Suszeptor und damit zusammenwirkender Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (16) einem beheizten, brausekopf artig gestalteten Gaseinlassorgan (19) gegenüberliegt.
22. Suszeptor und damit zusammenwirkender Halter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor (16) Mittel aufweist zur magnetischen oder elektrostatischen Anziehung der Maske (2) gegen das Substrat.
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