JP2019502017A - 真空堆積処理において基板を保持するための装置、基板上に層を堆積するためのシステム、及び基板を保持するための方法 - Google Patents

真空堆積処理において基板を保持するための装置、基板上に層を堆積するためのシステム、及び基板を保持するための方法 Download PDF

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Abstract

本開示は、真空堆積処理において基板(10)を保持するための装置(100)を提供する。装置(100)は、支持面(112)、基板(10)及びマスク(20)のうちの少なくとも1つに作用する引力を加えるように構成された複数の電極(122)を有する電極アレンジメント(120)、並びに第1の電圧極性設定と、第1の電圧極性設定とは異なる第2の電圧極性設定とを電極アレンジメント(120)に適用するように構成されたコントローラ(130)であって、第1の電圧極性設定と第2の電圧極性設定との間で切り替えるように構成されたコントローラ(130)を含む。【選択図】図1A

Description

本開示の実施形態は、真空堆積処理において基板を保持するための装置、基板上に層を堆積するためのシステム、及び基板を保持するための方法に関する。本開示の実施形態は、特に、実質的に垂直な配向で基板を保持するための静電チャック(E‐チャック)に関する。
基板上に層を堆積する技法には、例えば、熱蒸着、物理的気相堆積(PVD)、及び化学気相堆積(CVD)が含まれる。コーティングされた基板は、様々な用途や技術分野で使用することができる。例えば、コーティングされた基板は、マイクロエレクトロニクス分野で使用することができ、例えば、有機発光ダイオード(OLED)デバイス、TFTを有する基板、カラーフィルタなどのために使用することができる。
真空堆積処理の間、基板及び任意選択的なマスクを基板支持体で保持するために、例えば、機械的クランプのような保持デバイスを用いて、基板を基板支持体によって支持することができる。基板及び/又はマスクは、互いに対して位置合わせされなければならない。過去において基板サイズが継続的に増大している。基板のサイズの増大は、例えば、基板の破損に起因するスループットの犠牲がない状態で基板及びマスクを取り扱い、支持、及び位置合わせすることを益々困難にしている。
さらに、真空チャンバの内部で基板を保持するために利用可能な空間が制限され得る。したがって、真空チャンバの内部で基板を保持するために支持システムによって使用される空間を縮小する必要もある。
以上の観点から、当該技術の問題の少なくとも幾つかを克服するような、新しい、真空堆積処理において基板を保持するための装置、基板上に層を堆積するためのシステム、及び基板を保持するための方法が有益である。本開示は、特に、例えば、真空堆積処理の間に、正確に位置合わせした配向で基板及び任意選択的なマスクを確実に保持するための装置、システム、及び方法を提供することを目指している。
以上の観点から、真空堆積処理において基板を保持するための装置、基板上に層を堆積するためのシステム、及び基板を保持するための方法が提供される。本開示のさらなる態様、利点、及び特徴は、特許請求の範囲、明細書、及び添付図面から明らかになる。
本開示の一態様によれば、真空堆積処理において基板を保持するための装置が提供される。当該装置は、支持面、基板及びマスクのうちの少なくとも1つに作用する引力を加えるように構成された複数の電極を有する電極アレンジメント、並びに第1の電圧極性設定と、第1の電圧極性設定とは異なる第2の電圧極性設定とを電極アレンジメントに適用するように構成されたコントローラであって、第1の電圧極性設定と第2の電圧極性設定との間で切り替えるように構成されたコントローラを含む。
本開示の別の態様によれば、基板上に層を堆積するためのシステムが提供される。当該システムは、真空チャンバ、真空チャンバ内の1つ又は複数の堆積材料源、及び本明細書に記載された実施形態に係る真空堆積処理において基板を保持するための装置を含む。当該装置は、真空堆積処理の間に基板を保持するように構成されている。
本開示のさらなる態様によれば、基板を保持するための方法が提供される。当該方法は、第1の電圧極性設定を電極アレンジメントに適用して、基板及びマスクのうちの少なくとも1つに作用する第1の引力を加えることと、第1の電圧極性設定とは異なる第2の電圧極性設定を電極アレンジメントに適用して、第1の引力とは異なる第2の引力を加えることとを含む。
実施形態は、開示された方法を実行する装置も対象としており、記載された各方法の態様を実行する装置部分を含む。これらの方法の態様は、ハードウェア構成要素を用いて、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータを用いて、これらの2つの任意の組合せによって、又はそれ以外の任意の態様で、実行され得る。さらに、本開示に係る実施形態は、記載される装置を操作する方法も対象とする。記載される装置を操作する方法は、装置のあらゆる機能を実施するための方法の態様を含む。
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、上で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、以下の記述において説明される。
本明細書に記載された実施形態に係る、第1の電圧極性設定を有する、真空堆積処理において基板を保持するための装置の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態に係る、第2の電圧極性設定を有する、図1Aの装置の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態に係る電極アレンジメントの概略図を示す。 本明細書に記載されたさらなる実施形態に係る電極アレンジメントの概略図を示す。 本明細書に記載されたさらに別の実施形態に係る電極アレンジメントの概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態に係る電圧極性設定を示す。 本明細書に記載された実施形態に係る、基板上に層を堆積するためのシステムの概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態に係る、基板を保持するための方法のフロー図を示す。
ここで、本開示の様々な実施形態が詳細に参照されることになり、その1つ又は複数の実施例が図示される。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。概して、個々の実施形態に関する相違のみが説明される。各実施例は、本開示の説明のために提供されているが、本開示を限定することが意図されているわけではない。さらに、一実施形態の一部として図示及び説明されている特徴は、さらに別の実施形態をもたらすために、他の実施形態において用いてもよく、又は、他の実施形態と共に用いてもよい。本記載がこのような修正例及び変形例を含むことが意図されている。
OLEDコーティングシステムにおいては、基板は、搬送及び堆積の間、双極E‐チャック(bipolar E−chuck)によって保持され得る。コーティングの間、金属マスクを設けることができる。コーティングを行う前にマスクを基板に対して位置合わせすることができる。一例として、位置合わせ処理の間、マスクを基板から約0.2mm以下の距離で設けることができる。このような距離では、金属マスクとE‐チャックとの間の引力は取るに足らないものであり、マスクは、基板10と望ましくない接触をしてしまう恐れがある。従来のシステムでは、コーティング中にマスクを誘引してマスクと基板が確実に全面接触するように、磁石プレートが設けられ得る。
本開示では、基板及び/又はマスクに作用する種々の引力を加える少なくとも2つの異なる電圧極性設定間で切り替え可能なグリッドなどの電極アレンジメントが使用されている。一例として、第1の電圧極性設定は、基板を保持するために基板上に強い力を加えることができ、マスクを基板に対して位置合わせするように、小さな力をマスク上に加えることができる(又はマスクに力を加えない場合もある)。具体的には、例えば、マスクの位置合わせ処理の間にマスクの望ましくない誘引が行われることを避けることができる。第1の電圧極性設定から第2の電圧極性設定への切り替えにより、より一層の力をマスクに加えることができ、それにより、基板とマスクの両方を基板支持体で固定的に保持することができる。したがって、例えば、真空堆積処理の間、基板及び任意選択的なマスクを、正確に位置合わせされた配向で確実に保持することができる。
さらに、例えば、位置合わせの後の堆積処理の間は、マスクと基板との間の全面接触が有益である。この接触は、キャリア/チャックの背面にある磁石プレートを用いて達成することができる。本開示では、磁石プレートがなくてもよい。具体的には、E‐チャックが磁石プレートの機能を取り入れるので、磁石プレートを設ける必要がない。
図1Aは、本明細書に記載された実施形態に係る、第1の電圧極性設定を有する、真空堆積処理において基板10を保持するための装置10の概略図を示す。図1Bは、第2の電圧極性設定を有する、図1Aの装置100の概略図を示す。図1A及び図1Bにおいて示された電圧極性設定は、例えば、図2及び図4で示される電極アレンジメントによって提供され得る。装置100は、キャリアのような基板支持体であり得る。具体的には、本開示に係る装置100は、静電力を供給する静電チャック(E‐チャック)であり得る。
装置100は、支持面112、支持面112で基板10及びマスク20のうちの少なくとも1つを保持するための引力を加えるように構成された複数の電極122を有する電極アレンジメント120、並びにコントローラ130を含む。コントローラ130は、第1の電圧極性設定(例えば、図1A)と、第1の電圧極性設定とは異なる第2の電圧極性設定(例えば、図1B)とを電極アレンジメント120に適用するように構成されている。コントローラ130は、少なくとも第1の電圧極性設定と第2の電圧極性設定との間で切り替えるように構成されている。2つの異なる電圧極性設定間の切り換えが例示されているが、本開示はそれに限定されず、装置100は、2つより多い電圧極性設定、例えば、3つ、4つ、又はさらに5つの異なる電圧極性設定の間で切り替わるように構成され得ることを理解されたい。
本開示によれば、装置100は、少なくとも2つの異なるモード間で切り替わることができる。この2つの異なるモードは、電極の異なる配線モードであり得る。第1のモードでは、例えば、位置合わせの間、基板上に強い引力が加えられ、マスク上に非常に弱い力が加えられる。一例として、電極は、図5Aの左側で示されているように、細かい交互構造を有し得る。第2のモードでは、基板上に強い引力が加えられ、マスク上に強い力が加えられる。一例として、電極は、図5Aの右側で示されているように、広い交互構造を有し得、又は、単極態様で配線され得る。装置100が磁石プレートの機能をもたらすことができるので、磁石プレートを設ける必要がない。
装置100は、支持面112が設けてある本体110を含み得る。この支持面112は、例えば、基板10の背面に接触するように構成された実質的に平坦な表面であり得る。具体的には、基板10は、背面の反対側にあり且つ真空堆積処理の間に層が堆積される前面(「処理面」とも呼ばれる)を有し得る。
電極アレンジメント120の複数の電極122が、本体内に組み込まれてよく、又は、本体110上に設けられてもよい(例えば、配置されてもよい)。本明細書に記載された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によれば、本体110は、誘電体板などの誘電体である。誘電体は、誘電材料、好ましくは、熱分解窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、アルミナ又は等価材料などの高熱伝導性誘電材料から製造され得るが、ポリイミドのような材料から製作されてもよい。幾つかの実施形態では、微細金属片のグリッドのような複数の電極122が、誘電体板上に置かれ、薄い誘電体層で覆われ得る。
本明細書に記載された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によれば、装置100は、1つ又は複数の電圧を複数の電極122に適用するように構成された1つ又は複数の電圧源を含む。幾つかの実装形態では、1つ又は複数の電圧源は、複数の電極122のうちの少なくとも幾つかの電極を接地するように構成されている。一例として、1つ又は複数の電圧源は、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、及び/又は複数の電極122への接地を適用するように構成され得る。幾つかの実施形態では、複数の電極のうちの各電極、すべての第2の電極、すべての第3の電極、又はすべての第4の電極は、別の電圧源に接続され得る。
コントローラ130は、1つ又は複数の電圧及び/又は接地を電極アレンジメント120に適用するための1つ又は複数の電圧源を制御するように構成され得る。幾つかの実装形態では、コントローラ130は、1つ又は複数の電圧源内に組み込まれてもよく、逆の可能である。さらなる実装形態では、コントローラ130は、例えば、ケーブル接続及び/又は無線接続を介して1つ又は複数の電圧源に接続された別の存在物として設けられ得る。
「極性」という用語は、電気的極性、すなわち、負極(−)及び正極(+)のことを指す。一例として、第1の極性が負極性であり、第2の極性が正極性であってもよく、又は、第1の極性が正極性であり、第2の極性が負極性であってもよい。本開示にわたって使用されている「電圧極性設定」とは、電極アレンジメント120、特に複数の電極122に適用された電圧の極性のことを指す。言い換えると、電圧極性設定とは、複数の電極122のうちの少なくとも1つの電極に正極性及び/又は負極性が適用されることを意味する。さらに、複数の電極122のうちの1つ又は複数の電極が接地され得る。引力を加えるために、複数の電極122のうちの少なくとも1つの電極に正極性又は負極性が与えられている限り、電極アレンジメント120は、第1の電圧極性設定及び第2の電圧極性設定などの定義された電圧極性設定を有する。複数の電極のうちのすべての電極が接地された場合、正極性及び/又は負極性がないため、電圧極性設定が存在しないことになり、基板10及び/又はマスク20に対して引力は及ばない。
さらに、複数の電極122は、装置100(例えば、本体110)において空間的配置を有する。したがって、極性の空間的配置は、電圧が適用される電極の空間的配置に対応し得る。言い換えると、「電圧極性設定」という用語は、例えば、極性が支持面112にわたって空間的に分配されるという意味であると理解することもできる。
電極アレンジメント120、及び特に複数の電極122は、チャッキング力のような引力を加えるように構成される。引力は、複数の電極122(又は支持面112)と基板10及び/又はマスク20との間の特定の相対的距離で基板10及び/又はマスク20に作用する力であり得る。引力は、複数の電極122に適用される電圧によって、特に、第1の電圧極性設定及び第2の電圧極性設定によってもたらされる静電力であり得る。引力の大きさは、対応する電圧極性設定及び電圧レベルによって決定され得る。引力は、電圧極性設定を変更し、任意選択的に電圧レベルを変更することによって変えることができる。具体的には、基板10及び/又はマスク20に作用する引力は、第1の電圧極性設定と第2の極性設定との間で切り替えることによって、そして任意選択的に電圧レベルを調節することによって、変えることができる。
幾つかの実装形態では、第1の電圧極性設定と第2の電圧極性設定との間の切り替えは、電極アレンジメント120に適用される電圧の電圧レベルを実質的に一定に保つことを含む。他の実装形態では、第1の電圧極性設定と第2の電圧極性設定との間の切り替えは、電極アレンジメント120に適用される1つ又は複数の電圧の1つ又は複数の電圧レベルを、例えば、同時に増大及び/又は減少させることを含む。一例として、マスク20に作用する引力が増大又は減少している間に基板10に作用する引力を実質的に一定に留めるように、複数の電極122のうちの1つ以上の電極に適用される電圧レベルを増大及び/又は減少させることができる。基板10は、支持面112で固定的に保持することができるが、マスクは、まず位置合わせして、次に誘引して固定することができる。
本明細書に記載された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によれば、第1の電圧極性設定及び第2の電圧極性設定は、単極及び双極からなる群から選択され得る。具体的には、単極構成は、一種類のみの極性、すなわち、第1の極性又は第2の極性のいずれかを含み、任意選択的に1つ又は複数の接地された電極を含む。双極構成は、両種類の極性、すなわち、第1の極性及び第2の極性を含み、任意選択的に1つ又は複数の接地された電極を含む。幾つかの実装形態では、装置100は、単極E‐チャック、双極E‐チャック、又は単極構成と双極構成との間で切り替え可能な組み合わされたE‐チャックであり得る。
図1Aを参照すると、電極アレンジメント120は、第1の電圧極性設定を有するように示されている。図1Bは、第2の電圧極性設定を有する電極アレンジメント120を示す。斜め線が入った四角は、例えば、第1の極性を有する電極を示し、空の四角は、例えば、第2の極性を有する電極を示す。図1A及びBの実施例では示されていないが、複数の電極122のうちの少なくとも1つの電極を接地することができることを理解するべきである。
電圧極性設定は、基板10及びマスク20に対して対応する引力を加える。それぞれの電圧極性設定によって加えられる基板10及びマスク20のための引力は異なり得ることに留意されたい。具体的には、引力が作用する存在物に関連して引力を定義することができる。一例として、基板10に作用する引力は、「基板引力」と呼んでもよい。同様に、マスク20に作用する引力は、「マスク引力」と呼んでもよい。ただし、「引力」という用語は、基板引力とマスク引力との両方を包含するであろう。
引力は、第1の電圧極性設定のための第1の引力、第2の電圧極性設定のための第2の引力であり得、第2の引力は第1の引力と異なる。一例として、第1の引力は、第1の基板引力140及び第1のマスク引力142を含み得る。第2の引力は、第2の基板引力140’及び第2のマスク引力142’を含み得る。第2の基板引力140’は、第1の基板引力140とは異なり得る。同様に、第2のマスク引力142’は、第1のマスク引力142とは異なり得る。他の実施例では、第1の基板引力140及び第2の基板引力140’は、実質的に同じであり得、第2のマスク引力142’は、第1のマスク引力142と異なり得る。
基板10は、E‐チャックであり得る装置100によって加えられた引力によって、支持面112に向けて、(例えば、垂直方向1に対して直角をなす水平方向であり得る方向2に)誘引される。引力は、例えば、摩擦力によって垂直位置で基板10を保持するのに十分な強度であり得る。具体的には、第1の基板引力140及び/又は第2の基板引力140’などの引力は、基板10を支持面112上に実質的に不動に固定するよう構成され得る。例えば、摩擦力を用いて0.5mmのガラス基板を垂直位置に保持するためには、摩擦係数に応じて、約50から100N/m(Pa)の誘引圧力を使用することができる。
図1Aを参照すると、複数の電極122は、第1の電圧極性設定において交互極性を有する。言い換えると、隣接する電極は、反対の極性(例えば、+−+−+−)を有する。図1Bで示されるように、複数の電極は、第2の電圧極性設定において対として設けられている。各対の電極同士は同じ極性を有し、隣接する対は、異なる(交互する)極性を有する。言い換えると、隣接する対は、反対の極性(例えば、++−−++)を有する。
図1Aで例示された第1の電圧極性設定は、「細かいグリッド構造」と呼ばれ得る。このような第1の電圧極性設定は、基板10に作用する強い力(第1の基板引力140)及びマスク20に作用する小さい力(第1のマスク引力142)をもたらすことができる。図1Bで例示された第2の電圧極性設定は、「広いグリッド構造」と呼ばれ得る。本実施例では、広いグリッドは、倍の幅又は空間を伴って細かいグリッドのような挙動を示し得る。第2の電圧極性設定は、基板10に作用する実質的に同じ又は減少した力(第2の基板引力140’)及びマスク20に作用する増大した力(第2のマスク引力142’、例えば、引力の4分の1がマスク20に作用する)をもたらすことができる。
一例として、ラインの幅(個々の電極の幅)及び間隙の幅(隣接する電極同士の間の間隔)を(1mm/1mm)から(0.5mm/0.5mm)へと減少させることにより、基板10にかかる引力を約4倍増大させることができ、マスクにかかる引力を約3.5倍減少させることができる。動作電圧は、基板10にかかる同じ引力に対して約42%減らすことができる。金属マスクであり得るマスク20にかかる引力は、10倍を越えて減少させることができる。
本明細書に記載された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によれば、第1の電圧極性設定によって加えられた基板10にかかる引力(例えば、第1の基板引力140)及び第2の電圧極性設定によって加えられた基板10にかかる引力(第2の基板引力140’)が、例えば、許容範囲内で実質的に同じであるように、複数の電極に適用される1つ又は複数の電圧を選択することができる。言い換えると、基板10に作用する引力は実質的に一定であり得るが、第1の電圧極性設定から第2の電圧極性設定に切り替わる際に、又は逆に切り替わる際に、マスク20に作用する引力が変化する。電圧極性設定間の切り替えを行う際に、電極アレンジメント120に適用される電圧の少なくとも一部の電圧レベルを調節することにより、引力を調節することができる。
幾つかの実装形態では、第1の電圧極性設定を適用している間、マスク20を基板10及び/又は装置100に対して位置合わせすることができる。一例として、位置合わせ処理の間、基板10の前方でマスク20を1mm未満(100nmから1000nmの間等)の距離で、具体的には200nmから500nmの間の距離で位置付けすることができる。基板10は、位置合わせ処理の間、第1の基板引力140によって支持面112に固定され得る。
図1Bで示されているように、マスク20の位置合わせの後、コントローラ130が第2の電圧極性設定に切り替わることができ、マスク20に作用する第2のマスク引力142’がマスク20を支持面112及び基板10に向けて引っ張る。マスク20が装置100で固定的に保持されるように、第2の電圧極性設定が適用され得る。
図示されていないが、マスク20を除外してもよいことを理解されたい。一例として、基板10が支持面112に接触しながらも可動であるように、第1の電圧極性設定における引力を選択することができる。基板10を支持面112に対して位置合わせすることができる。位置合わせの後、第1の電圧極性設定を第2の電圧極性設定に変えて、基板10に作用する引力を増大させ、実質的に不動に基板10を支持面112に固定することができる。
本明細書に記載された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によれば、装置100は、(垂直方向1に関連して)実質的に垂直な配向で、特に真空堆積処理の間に、基板10を支持するように構成されている。本開示全体において使用される「実質的に垂直に」という表現は、特に基板の配向を指す場合、垂直方向又は配向から±20°以下(例えば、±10°以下)の偏差を許容することであると理解される。例えば、垂直配向から幾らかの偏差を有する基板支持体がより安定した基板位置をもたらすことができるので、このような偏差が設けられ得る。さらに、基板が前方に傾いた場合、基板表面に達する粒子がより少なくなる。ただし、例えば、真空堆積処理中の基板配向は、実質的に垂直であるとみなされ、これは、水平の基板配向とは異なるとみなされる。水平の基板配向は、水平±20°以下であるとみなされ得る。
「垂直方向」又は「垂直配向」という用語は、「水平方向」又は「水平配向」と区別されると理解される。つまり、「垂直方向」又は「垂直配向」は、例えば、キャリア及び基板の、実質的に垂直な配向に関連し、正確な垂直方向又は垂直配向からの数度(例えば、最大10°、又はさらに最大15°)の偏差は、依然として「実質的に垂直な方向」又は「実質的に垂直な配向」と見なされる。垂直方向は、重力に対して実質的に平行であり得る。
本明細書に記載された実施形態は、例えば、ディスプレイ製造のための大面積基板上の蒸発のために利用され得る。特に、本明細書に記載された実施形態に係る構造体及び方法が提供の対象である基板は、大面積基板である。例えば、大面積基板又はキャリアは、約0.67mの表面領域(0.73m×0.92m)に対応するGEN4.5、約1.4mの表面領域(1.1m×1.3m)に対応するGEN5、約4.29mの表面領域(1.95m×2.2m)に対応するGEN7.5、約5.7mの表面領域(2.2m×2.5m)に対応するGEN8.5、又はさらに約8.7mの表面領域(2.85m×3.05m)に対応するGEN10であり得る。GEN11及びGEN12などのさらに次の世代及びそれに相当する基板領域を同様に実装してもよい。GEN世代の半分のサイズもOLEDディスプレイ製造において提供され得る。
本明細書に記載された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によれば、基板の厚さは、0.1から1.8mmであり得る。基板の厚さは、約0.9mm以下、例えば、0.5mmであり得る。本明細書で使用される「基板」という用語は、具体的には、例えば、ウエハ、サファイアなどの透明結晶体のスライス、又はガラス板のような実質的非フレキシブル基板を包含し得る。しかしながら、本開示はこれらに限定されず、「基板」という用語は、例えば、ウェブ又はホイル等のフレキシブル基板も包含し得る。「実質的非フレキシブル」という用語は、「フレキシブル」とは区別して理解される。具体的には、実質的非フレキシブル基板は、例えば、0.9mm以下(0.5mm以下等)の厚さを有するガラス板でも、ある程度の可撓性を有することができるが、実質的非フレキシブル基板の可撓性は、フレキシブル基板と比べて低い。
本明細書に記載された実施形態によれば、基板は、材料を堆積させるのに適した任意の材料から作られていてよい。例えば、基板は、ガラス(例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス等)、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、並びに堆積処理によってコーティングできる任意の他の材料及び材料の組合せからなる群から選択された材料から作られてもよい。
「マスキング」という表現は、基板10の1つ又は複数の領域上で材料の堆積を減少させる且つ/又は阻むことを含み得る。マスキングは、例えば、コーティング領域を画定するのに有用であり得る。幾つかの用途では、基板10の一部のみがコーティングされ、コーティングされるべきでない部分はマスク20によって覆われる。
図2は、本明細書に記載された実施形態に係る電極アレンジメント220の概略図を示す。
本明細書に記載された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によれば、複数の電極222がグリッドとして配置されている。一例として、複数の電極222は、導電性材料のワイヤ、ライン、又は細片であり得る。導電性材料は、金属、銅、アルミニウム、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。複数の電極222は、第1の方向で互いに実質的に平行に延在し得る。第1の方向は、ワイヤ、ライン、又は細片の長さの伸張に対応し得る。複数の電極222は、第1の方向に対して直角をなす第2の方向で互いから離間され得る。第2の方向における複数の電極222の隣接する電極同士の間の距離は、0.1mmから5mmの間、具体的には、0.1mmから2mmの間、より具体的には、0.5mmから1mmの間であり得る。
本明細書に記載された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によれば、コントローラは、選択的に且つ/又は個別に、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、及び複数の電極222への接地のうちの少なくとも1つを適用するように構成されている。一例として、装置は、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、及び複数の電極222への接地のうちの少なくとも1つを選択的に且つ/又は個別に適用するように構成された1つ又は複数の電圧源を含む電圧源アセンブリ224を含み得る。幾つかの実施形態では、複数の電極222の各電極は、それぞれ対応する電圧源に接続されてもよい。さらなる実施形態では、複数の電極222のうちの2つ以上の電極は、同じ電圧源に接続されてもよい。一例として、複数の電極222のうちの4つおきの電極が、同じ電圧源に接続されてもよい。電圧源アセンブリ224は、図1A及び図1Bで示されているように、例えば、第1の電圧極性設定及び第2の電圧極性設定を設けるように構成され得る。
本明細書に記載された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によれば、複数の電極は、第2の方向の幅を有する。一例として、この幅は、0.1mmから5mmの間、具体的には、0.1mmから2mmの間、より具体的には、0.5mmから1mmの間であり得る。
図3は、本明細書に記載されたさらなる実施形態に係る電極アレンジメント320の概略図を示す。電極アレンジメント320は、「単一グリッド」と呼ばれ得る。
本明細書に記載された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によれば、複数の電極は、1つ又は複数の第1の電極322及び1つ又は複数の第2の電極324を含む。1つ又は複数の第1の電極322は、第1のグリッド及び/又は第1の電極パターンを形成することができる。同様に、1つ又は複数の第2の電極324は、第2のグリッド及び/又は第2の電極パターンを形成することができる。
1つ又は複数の第1の電極322及び/又は1つ又は複数の第2の電極324などの複数の電極は、第1の方向で実質的に互いに平行に延在することができる。第1の方向は、ワイヤ、ライン、又は細片のような電極の長さの伸張に対応し得る。1つ又は複数の第1の電極322は、第1の方向に対して直角をなす第2の方向において互いから第1の距離だけ離間され得る。同様に、1つ又は複数の第2の電極324は、第2の方向において互いから第2の距離だけ離間され得る。第1の距離と第2の距離は実質的に同一であり得る。一例として、第1の距離及び/又は第2の距離は、0.1mmから5mmの間、具体的には、0.1mmから2mmの間、より具体的には、0.5mmから1mmの間であり得る。
本明細書に記載された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によれば、1つ又は複数の第1の電極322及び1つ又は複数の第2の電極324は、交互に配置される。一例として、1つ又は複数の第1の電極322及び1つ又は複数の第2の電極324は、図3で示されているように、交互配置で設けられ得る。具体的には、1つ又は複数の第1の電極322の電極は、1つ又は複数の第2の電極324の2つの隣接する電極間に設けられ得る。同様に、1つ又は複数の第2の電極324の電極は、1つ又は複数の第1の電極322の2つの隣接する電極間に設けられ得る。1つ又は複数の第1の電極322の電極と1つ又は複数の第2の電極324の隣接する電極との間の距離は、第1の距離及び/又は第2の距離の半分であり得る。言い換えると、1つ又は複数の第1の電極322の電極は、1つ又は複数の第2の電極324の2つの隣接する電極間の中央に設けられ得る。同様に、1つ又は複数の第2の電極324の電極は、1つ又は複数の第1の電極322の2つの隣接する電極間の中央に設けられ得る。したがって、電極アレンジメント320の電極間隔(「ライン間隔」とも呼ばれる)は、1つ又は複数の第1の電極322及び/又は1つ又は複数の第2の電極324の電極間隔の半分であり得る。
コントローラは、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、並びに1つ又は複数の第1の電極322及び1つ又は複数の第2の電極324への接地を適用するように構成され得る。幾つかの実装形態では、1つ又は複数の第1の電極322は、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、或いは1つ又は複数の第1の電極322への接地を適用するために、第1の電圧源に接続され得る。1つ又は複数の第2の電極324は、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、或いは1つ又は複数の第2の電極324への接地を適用するために、第2の電圧源に接続され得る。1つ又は複数の第1の電極322及び1つ又は複数の第2の電極324は、互いから電気的に絶縁され得る。
図4は、本明細書に記載されたさらに別の実施形態に係る電極アレンジメント420の概略図を示す。電極アレンジメント320は、「二重グリッド」と呼ばれ得る。
本明細書に記載された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によれば、複数の電極は、1つ又は複数の第1の電極422、1つ又は複数の第2の電極424、1つ又は複数の第2の電極426、及び1つ又は複数の第2の電極428を含む。1つ又は複数の第1の電極422は、第1のグリッド及び/又は第1の電極パターンを形成することができる。1つ又は複数の第2の電極424は、第2のグリッド及び/又は第2の電極パターンを形成することができる。1つ又は複数の第3の電極426は、第3のグリッド及び/又は第3の電極パターンを形成することができる。そして、1つ又は複数の第4の電極428は、第4のグリッド及び/又は第4の電極パターンを形成することができる。1つ又は複数の第1の電極422、1つ又は複数の第2の電極424、1つ又は複数の第3の電極426、並びに1つ又は複数の第4の電極428は、互いから電気的に絶縁され得る。
1つ又は複数の第1の電極422、1つ又は複数の第2の電極424、1つ又は複数の第3の電極426、並びに1つ又は複数の第4の電極428は、第1の方向で実質的に互いに平行に延在することができる。第1の方向は、ワイヤ、ライン、又は細片のような電極の長さの伸張に対応し得る。1つ又は複数の第1の電極422は、第1の方向に対して直角をなす第2の方向において互いから第1の距離だけ離間され得る。1つ又は複数の第2の電極424は、第2の方向において互いから第2の距離だけ離間され得る。1つ又は複数の第3の電極426は、第2の方向において互いから第3の距離だけ離間され得る。そして、1つ又は複数の第4の電極428は、第2の方向において互いから第4の距離だけ離間され得る。第1の距離、第2の距離、第3の距離、及び第4の距離は、実質的に同一であり得る。一例として、第1の距離、第2の距離、第3の距離、及び第4の距離は、それぞれ、0.1mmから5mmの間、具体的には、0.1mmから2mmの間、より具体的には、0.5mmから1mmの間であり得る。
本明細書に記載された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によれば、1つ又は複数の第1の電極422、1つ又は複数の第2の電極424、1つ又は複数の第2の電極426、及び1つ又は複数の第2の電極428は、交互配置される。一例として、電極は、図4で示されるように、交互配置で設けられ得る。具体的には、電極アレンジメントは、あるグリッドの隣接する電極間に、他方の各グリッドの1つの電極が配置されるように構成され得る。一例として、1つ又は複数の第1の電極422によって設けられた第1のグリッドの隣接する電極間に、第2のグリッドの1つの電極、第3のグリッドの1つの電極、及び第4のグリッドの1つの電極が配置される。
交互配置において隣接する電極間の距離は、個々のグリッドの電極間の間隔の4分の1(例えば、第1の距離、第2の距離、第3の距離、及び/又は第4の距離の4分の1)であり得る。交互配置において隣接する電極間の距離は、電極アレンジメント420において実質的に一定であり得る。
コントローラは、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、並びに1つ又は複数の第1の電極422、1つ又は複数の第1の電極424、1つ又は複数の第3の電極426、並びに1つ又は複数の第3の電極428への接地を適用するように構成され得る。幾つかの実装形態では、1つ又は複数の第1の電極422は、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、或いは1つ又は複数の第1の電極422への接地を適用するために、第1の電圧源に接続され得る。1つ又は複数の第2の電極424は、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、或いは1つ又は複数の第2の電極424への接地を適用するために、第2の電圧源に接続され得る。1つ又は複数の第3の電極426は、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、或いは1つ又は複数の第3の電極426への接地を適用するために、第3の電圧源に接続され得る。1つ又は複数の第4の電極428は、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、或いは1つ又は複数の第4の電極428への接地を適用するために、第4の電圧源に接続され得る。交互配置においては、4つおきの電極が同じ電圧供給源に接続される。
図4に示された二重グリッドは、数々の双極構成及び単極構成のような複数の電圧極性設定を設けることができる。基板及び/又はマスクのための引力は、高い度合の可撓性で調節され得る。
図5Aから図5Cは、本明細書に記載された実施形態に係る電圧極性設定を示す。電圧極性設定は、例えば、図1から図4で示された電極アレンジメントを用いて実装され得る。
図5Aは、2つの双極電圧極性設定間の切り替えを示す。具体的には、細かいグリッド501(図5Aの左側)と広いグリッド502(図5Aの右側)との間の切り換えが示されている。図示された切り替えは、例えば、図1A、図1B、図2、及び図4の電極アレンジメントを用いて達成され得る。
一例として、電極アレンジメントは、1つ又は複数の第1の電極、1つ又は複数の第2の電極、1つ又は複数の第3の電極、及び1つ又は複数の第4の電極を含み得る。電極は、交互配置することができる。図5Aの左側で示されているように、コントローラは、(例えば、正極性を有する)第1の電圧を1つ又は複数の第1の電極及び1つ又は複数の第3の電極に適用するように構成され得る。コントローラは、(例えば、負極性を有する)第2の電圧を1つ又は複数の第2の電極及び1つ又は複数の第4の電極に適用し、第1の電圧極性設定を設けるようにさらに構成され得る。したがって、交互極性を有する細かいグリッド501が設けられる。
図5Aの右側で示されているように、コントローラは、(例えば、正極性を有する)第1の電圧を1つ又は複数の第1の電極及び1つ又は複数の第2の電極に適用するように構成され得る。コントローラは、(例えば、負極性を有する)第2の電圧を1つ又は複数の第3の電極及び1つ又は複数の第4の電極に適用し、第2の電圧極性設定を設けるように構成され得る。したがって、広いグリッド502が設けられ、互いに隣接する電極の対は交互極性を有する。
細かいグリッドは、減少した力をマスクに加える。第1の電圧極性設定を用いてマスクを位置合わせすることができる一方で、引力がマスクに作用して基板との望ましくない接触が生じることを避けることができる。第2の電圧極性設定に切り替えることにより、増大した力がマスクに加えられ、それにより、位置合わせされて且つ安定した態様でマスクを基板10に固定することができる。さらに、基板への引力は、グリッドの細かさと共に増大する。これにより、より低い電圧でより細かい構造を操作することが可能となる。
図示されていないが、図5Aの左側に示されている双極電圧極性設定を単極電圧極性設定に切り替えることができる。一例として、コントローラは、第1の電圧又は第2の電圧のみを電極アレンジメントに適用して、第2の電圧極性設定(例えば、図5Bの左側)を設けるように構成され得る。
本明細書に記載された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によれば、電圧極性設定間の切り替えを行う際に、電極アレンジメントに適用される電圧の少なくとも一部の電圧レベルを例えば同時に調節することができる。マスクにかかる引力を変えている間に、両方の電圧極性設定について、基板にかかる引力を実質的に同一に維持するため、基板及び/又はマスクに作用する引力を調整することができる。
図5Bは、2つの双極電圧極性設定間の切り替えを示す。具体的には、細かいグリッド501’(図5Bの左側)と広いグリッド502’(図5Bの右側)との間の切り換えが示されている。図示された切り替えは、例えば、図2及び図3の電極アレンジメントを用いて達成され得る。
一例として、電極アレンジメントは、1つ又は複数の第1の電極及び1つ又は複数の第2の電極を含み得る。電極は、交互配置することができる。図5Bの左側で示されているように、コントローラは、(例えば、正極性又は負極性を有する)第1の電圧を1つ又は複数の第1の電極及び1つ又は複数の第2の電極に適用して、極性設定のうちの1つを設けるように構成され得る。したがって、双極の細かいグリッドが設けられる。
他の電圧極性設定については、図5Bの右側で示されているように、コントローラは、第1の電圧を1つ又は複数の第1の電極(或いは1つ又は複数の第2の電極)に適用し、接地を1つ又は複数の第2の電極(或いは1つ又は複数の第1の電極)に適用するように構成され得る。したがって、双極の広いグリッドが設けられる。
図5Cは、双極電圧極性設定501’’(図5Cの左側)と単極電圧極性設定502’’(図5Cの右側)との間の切り替えを示す。図示された切り替えは、例えば、図1及び図4の電極アレンジメントを用いて達成され得る。
一例として、電極アレンジメントは、1つ又は複数の第1の電極及び1つ又は複数の第2の電極を含み得る。電極は、交互配置することができる。図5Cの左側で示されているように、コントローラは、(例えば、正極性を有する)第1の電圧を1つ又は複数の第1の電極に適用し、(例えば、負極性を有する)第2の電圧を1つ又は複数の第2の電極に適用して、第1の電圧極性設定を設けるように構成される。したがって、交互極性を有する双極グリッドが設けられる。
図5Cの右側で示されているように、コントローラは、第1の電圧(又は第2の電圧)を1つ又は複数の第1の電極或いは1つ又は複数の第2の電極に適用して、第2の電圧極性設定を設けるように構成され得る。1つ又は複数の第1の電極及び1つ又は複数の第2の電極の他方の電極を接地させてもよい。したがって、単極の広いグリッドが設けられる。
図6は、本明細書に記載された実施形態に係る、基板10上に層を堆積するためのシステム600の概略図を示す。
システム600は、真空チャンバ602、真空チャンバ602内の1つ又は複数の堆積材料源、及び本明細書に記載された実施形態に係る真空堆積処理において基板10を保持するための装置100を含む。装置100は、真空堆積処理の間に基板10を保持するように構成されている。システム600は、例えば、OLEDデバイスの製造のための有機材料の蒸発のために構成され得る。別の実施例では、システムは、スパッタ堆積などのCVD又はPVDのために構成され得る。
幾つかの実装形態では、1つ又は複数の材料堆積源680は、蒸発源であり得、特に、OLEDデバイスの層を形成するために1つ又は複数の有機材料を基板上に堆積するための蒸発源であり得る。例えば、層堆積処理の間に基板10を支持するための基板支持体又はキャリアであり得る装置100は、線形搬送経路などの搬送経路に沿って、真空チャンバ602の中に搬送され、真空チャンバを通過するように、特に堆積領域を通過するように搬送され得る。
図6で示されているように、さらなるチャンバを真空チャンバ602の隣に設けてもよい。真空チャンバ602は、バルブハウジング604及びバルブユニット606を有するバルブによって、隣接するチャンバから分離され得る。矢印で示されているように、基板10と共に装置100が真空チャンバ602の中に挿入された後、バルブユニット606を閉じることができる。真空チャンバ602内の雰囲気は、例えば、真空チャンバ602に接続された真空ポンプで技術的真空(technical vacuum)を生成することにより個別に制御することができる。
幾つかの実施形態によると、装置100及び基板10は、堆積材料の堆積の間、静的又は動的である。本明細書に記載された幾つかの実施形態によると、例えば、OLEDデバイスの製造のために、動的堆積処理を提供してもよい。
幾つかの実装形態では、システム600は、真空チャンバ602を通って延びる1つ又は複数の搬送経路を含み得る。装置100は、例えば、1つ又は複数の材料堆積源680を通過し、1つ又は複数の搬送経路に沿った搬送のために構成され得る。図6では、1つの搬送経路が矢印によって例示されているが、本開示はこれに限定されるものではなく、2つ以上の搬送経路を設けてもよいことを理解するべきである。一例として、それぞれのキャリアの搬送のために、少なくとも2つの搬送経路を互いに対して実質的に平行に配置することができる。1つ又は複数の材料堆積源680を2つの搬送経路の間に配置することができる。
図7は、本明細書に記載された実施形態に係る、基板を保持するための方法700のフロー図を示す。当該方法は、本開示に係る装置及びシステムを利用し得る。
当該方法は、ブロック710では、第1の電圧極性設定を電極アレンジメントに適用して、基板及びマスクのうちの少なくとも1つに作用する第1の引力を加えることを含み、ブロック720では、第1の電圧極性設定とは異なる第2の電圧極性設定を電極アレンジメントに適用して、第1の引力とは異なる第2の引力を加えることを含む。
幾つかの実施形態によれば、方法700は、第1の電圧極性設定を適用している間に、基板に対してマスクを位置合わせすること、且つ/又は、第2の電圧極性設定を適用している間に、基板及びマスクを保持することをさらに含む。幾つかの実装形態では、方法700は、基板を実質的に垂直な配向で保持することを含む。
本明細書に記載された実施形態によると、基板を保持するための方法は、コンピュータプログラムと、ソフトウェアと、コンピュータソフトウェア製品と、大面積基板を処理するために装置の対応構成要素と通信可能なCPU、メモリ、ユーザインターフェース、及び入出力デバイスを有し得る相互関連コントローラとを使用して、実施され得る。
本開示では、基板及び/又はマスクに作用する種々の引力を加える少なくとも2つの異なる電圧極性設定間で切り替え可能なグリッドなどの電極アレンジメントが使用されている。一例として、第1の電圧極性設定は、基板上に強い力を加えることができ、マスクを基板に対して位置合わせすることができるように、小さな力をマスク上に加えることができる(又はマスクに力を加えない場合もある)。第1の電圧極性設定から第2の電圧極性設定への切り替えにより、より一層の力をマスクに加えることができ、それにより、基板とマスクの両方を基板支持体で固定的に保持することができる。したがって、例えば、真空堆積処理の間、基板及び任意選択的なマスクを、正確に位置合わせされた配向で確実に保持することができる。さらに、E‐チャックが磁石プレートの機能を取り入れるので、磁石プレートを設ける必要がない。
以上の記述は、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から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

  1. 真空堆積処理において基板を保持するための装置であって、
    支持面、
    前記基板及びマスクのうちの少なくとも1つに作用する引力を加えるように構成された複数の電極を有する電極アレンジメント、及び
    第1の電圧極性設定と、前記第1の電圧極性設定とは異なる第2の電圧極性設定とを前記電極アレンジメントに適用するように構成されたコントローラであって、前記第1の電圧極性設定と前記第2の電圧極性設定との間で切り替えるように構成された、コントローラ
    を備えている装置。
  2. 前記コントローラが、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、及び前記複数の電極への接地のうちの少なくとも1つを選択的に適用するように構成されている、請求項1に記載の装置。
  3. 前記複数の電極が、1つ又は複数の第1の電極及び1つ又は複数の第2の電極を含み、前記コントローラが、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、並びに前記1つ又は複数の第1の電極及び前記1つ又は複数の第2の電極への接地を適用するように構成されている、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記複数の電極が、1つ又は複数の第3の電極及び1つ又は複数の第4の電極をさらに含み、前記コントローラが、第1の極性を有する第1の電圧、第2の極性を有する第2の電圧、並びに前記1つ又は複数の第3の電極及び前記1つ又は複数の第4の電極への接地を適用するように構成されている、請求項3に記載の装置。
  5. 前記コントローラが、前記第1の電圧を前記1つ又は複数の第1の電極に適用し、前記第2の電圧又は接地を前記1つ又は複数の第2の電極に適用して、前記第1の電圧極性設定を設けるように構成されている、請求項3又は4に記載の装置。
  6. 前記コントローラが、前記第1の電圧を前記1つ又は複数の第1の電極及び前記1つ又は複数の第2の電極のうちの少なくとも1つに適用して、前記第2の電圧極性設定を設けるように構成されている、請求項5に記載の装置。
  7. 前記コントローラが、前記第1の電圧を前記1つ又は複数の第1の電極及び前記1つ又は複数の第3の電極に適用するように構成され、前記コントローラが、前記第2の電圧を前記1つ又は複数の第2の電極及び前記1つ又は複数の第4の電極に適用して、前記第1の電圧極性設定を設けるように構成されている、請求項4に記載の装置。
  8. 前記コントローラが、前記第1の電圧を前記1つ又は複数の第1の電極及び前記1つ又は複数の第2の電極に適用するように構成され、前記コントローラが、前記第2の電圧を前記1つ又は複数の第3の電極及び前記1つ又は複数の第4の電極に適用して、前記第2の電圧極性設定を設けるように構成されている、請求項7に記載の装置。
  9. 前記コントローラが、前記第1の電圧又は前記第2の電圧のみを前記電極アレンジメントに適用して、前記第2の電圧極性設定を設けるように構成されている、請求項7に記載の装置。
  10. 前記1つ又は複数の第1の電極及び前記1つ又は複数の第2の電極が交互に配置されており、或いは、前記1つ又は複数の第1の電極、前記1つ又は複数の第2の電極、前記1つ又は複数の第3の電極、並びに前記1つ又は複数の第4の電極が交互に配置されている、請求項2又は3に記載の装置。
  11. 前記引力が、前記第1の電圧極性設定のための第1の基板引力及び第1のマスク引力、並びに前記第2の電圧極性設定のための第2の基板引力及び第2のマスク引力を含み、前記第2のマスク引力は前記第1のマスク引力とは異なる、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。
  12. 基板上に層を堆積するためのシステムであって、
    真空チャンバ、
    前記真空チャンバ内の1つ又は複数の堆積材料源、及び
    前記真空チャンバ内の請求項1から11のいずれか一項に記載の装置であって、真空堆積処理の間に前記基板を保持するように構成された装置
    を含むシステム。
  13. 基板を保持するための方法であって、
    第1の電圧極性設定を電極アレンジメントに適用して、前記基板及びマスクのうちの少なくとも1つに作用する第1の引力を加えることと、
    前記第1の電圧極性設定とは異なる第2の電圧極性設定を前記電極アレンジメントに適用して、前記第1の引力とは異なる第2の引力を加えることと
    を含む方法。
  14. 前記第1の電圧極性設定を適用している間に前記基板に対して前記マスクを位置合わせすることと、
    前記第2の電圧極性設定を適用している間に前記基板及び前記マスクを保持することと
    のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項13に記載の方法。
  15. 実質的に垂直な配向で前記基板を保持することをさらに含む、請求項13又は14に記載の方法。
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