JP2020500257A - 堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための装置、キャリアを非接触搬送するためのシステム、堆積システムにおいて非接触搬送されるキャリア、及び堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法 - Google Patents
堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための装置、キャリアを非接触搬送するためのシステム、堆積システムにおいて非接触搬送されるキャリア、及び堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法 Download PDFInfo
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Abstract
本開示は、堆積システムにおいてキャリア(220)を非接触搬送するための装置を提供するものである。本装置は、搬送方向(1)にキャリア(220)を移動させるための駆動構造(210)と、駆動構造(210)における位置検出デバイス(215)とを含む。【選択図】図2
Description
[0001]本開示の実施形態は、堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための装置、キャリアを非接触搬送するためのシステム、堆積システムにおいて非接触搬送されるキャリア、及び堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法に関する。本開示の実施形態は、具体的には、有機発光ダイオード(OLED)デバイスの製造で使用される基板及び/又はマスクを保持するための静電チャック(Eチャック)に関する。
[0002]基板上に層を堆積させる技法には、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、有機発光ダイオード(OLED)デバイスの分野で使用され得る。OLEDは、情報を表示するためのテレビ画面、コンピュータモニタ、携帯電話、その他の携帯型デバイスなどの製造において使用されうる。OLEDディスプレイなどのOLEDデバイスは、2つの電極の間に配置された有機材料の一又は複数の層を含んでもよく、これらは、すべて基板上に堆積される。
[0003]処理中、基板は、基板と光学マスクを保持するように構成されたキャリア上で支持されうる。キャリアは、磁力を使用して、真空堆積システム等の堆積システム内で非接触搬送されうる。有機発光デバイスなどの用途において、基板上に堆積される有機層の純度及び均一性は高くなければならない。更に、基板の破壊に起因してスループットを低下させることなく、非接触搬送を利用して基板及びマスクを支持するキャリアのハンドリング及び搬送を行うことは困難である。
[0004]以上の観点から、当該技術の少なくとも幾つかの問題を克服するような、堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための新たな装置、キャリアを非接触搬送するためのシステム、堆積システムにおいて非接触搬送されるキャリア、及び堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法が有益である。本開示は特に、例えば真空堆積システム等の堆積システムにおいて効率的に、また円滑に搬送されうるキャリアを提供することを目指すものである。
[0005]上記を受けて、堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための装置、キャリアを非接触搬送するためのシステム、堆積システムにおいて非接触搬送されるキャリア、及び堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法が提供される。本開示の別の態様、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。
[0006]本開示の一態様によれば、堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための装置が提供される。本装置は、搬送方向にキャリアを移動させるための駆動構造と、駆動構造における位置検出デバイスとを含む。
[0007]本開示の別の態様によれば、キャリアを非接触搬送するためのシステムが提供される。本システムは、本開示に係るキャリアを非接触搬送するための装置とキャリアとを含む。
[0008]本開示の別の態様によれば、堆積システムにおいて非接触搬送されるキャリアが提供される。キャリアは、キャリアを搬送方向に移動させるために、堆積システムの駆動構造と磁気的に相互作用するように構成された磁石構造と、位置検出デバイスとを含む。
[0009]本開示の一態様によれば、堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法が提供される。本方法は、駆動構造における位置検出デバイス又はキャリア上の位置検出デバイスを使用して、キャリアの位置及び速度のうちの少なくとも1つを示す少なくとも1つの信号を生成することと、少なくとも1つの信号に基づいて堆積システムの一または複数の第1の能動磁気ユニットの少なくとも1つの能動磁気ユニットを制御することとを含む。
[0010]本開示の別の態様によれば、堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための装置が提供される。本装置は、少なくとも1つのガイドユニットを含む。少なくとも1つのガイドユニットは、能動磁気ユニットと、2つ以上の距離センサとを含む。能動磁気ユニットは、2つ以上の距離センサの間に配置される。
[0011]実施形態は、開示の方法を実施するための装置も対象としており、記載の各方法の態様を実行するための装置部分を含む。これらの方法の態様は、ハードウェア構成要素、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方法で、実施されうる。さらに、本開示に係る実施形態は、記載の装置を作動させる方法も対象としている。記載の装置を作動させる方法は、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。
[0012]上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。添付の図面は本開示の実施形態に関するものであり、下記でそれらについて説明する。
[0013]本開示の様々な実施形態について、これより詳細に参照する。これらの実施形態の一又は複数の実施例を図面に示す。図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を表す。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るが、本開示を限定することを意図しているわけではない。更に、1つの実施形態の一部として図示又は説明されている特徴は、また更なる実施形態を創出するために、他の実施形態で使用されることも、他の実施形態と併用されることも可能である。説明には、このような修正例及び変形例が含まれるように意図されている。
[0014]堆積システムの堆積チャンバ内で基板及び/又はマスクを保持し搬送するために、真空堆積システムなどの堆積システムにおいてキャリアを使用することが可能である。例えば、基板がキャリア上に支持されている間に、一又は複数の材料層を基板上に堆積させることができる。有機発光デバイスなどの用途では、基板上に堆積される有機層の高い純度及び均一性は利点になりうる。更に、基板の破損を削減するために、堆積システム内のキャリアの滑らかな搬送は有益である。
[0015]本開示の実施形態によれば、例えばエンコーダ又はレゾルバ等の位置検出デバイスを使用して、堆積システムにおけるキャリアの位置及び/又は速度が決定される。ある実施例では、位置検出デバイスは、堆積システムの搬送構成部の駆動構造に配設されうる。別の実施例では、位置検出デバイスは、キャリアとともに搬送されるように、キャリアに配設されうる。キャリアの位置及び/又は速度を使用して、例えばキャリアを浮上させるのに使われる能動磁気ユニット等の、搬送構成部を選択的に制御することができる。キャリアの滑らかな搬送が達成されうる。
[0016]図1に、キャリア100と、水平方向であってよい搬送方向1にキャリア100を非接触搬送するように構成された搬送構成部の一部の概略図を示す。
[0017]搬送構成部は、能動ガイド構造であってよいガイド構造110を含む。ガイド構造110は、搬送方向1に沿って配置された複数のガイドユニット111を含む。各ガイドユニット111は、例えば能動磁気ユニット112等の(例えば電磁)アクチュエータと、アクチュエータを制御するように構成されたコントローラ114と、キャリア100までの間隙を測定するように構成された距離センサ(図示せず)とを含む。ガイド構造110は、磁力を利用してキャリア100を非接触浮上させるように構成されうる。
[0018]キャリア100がガイドユニット111に近づくあるいはガイドユニット111から遠ざかるときに、浮上精度及び/又は浮上安定性に影響が出る場合がある。詳細には、キャリア100がガイドユニット111に近づく又はガイドユニット111から遠ざかるときに、キャリア100の突然の加速又は減速につながりうる相当な力及び/又はパルス状の力が生成されうる。この力は、ガイド構造110、特に複数のガイドユニット111(例えば一または複数の電磁気アクチュエータ及び距離センサ)の構成要素の幾何学的な配置及び構成によって変化しうる。この力によりキャリア100の望ましくない突然の移動が起こる場合があり、キャリア100とガイド構造110との間の偶発的な機械的接触さえも起こる可能性がある。キャリア100、基板及び/又はガイド構造110が破損する場合がある。更に、堆積処理の品質を低下させる粒子が生成されうる。
[0019]浮上力の方向、特にアクチュエータによって付与される磁力の方向(例えば、垂直方向3)におけるパルス状の力又は力の変化は、キャリア100が例えば距離センサの下から突然消えたときに生じうる。この結果、距離センサにおいて、キャリアが距離センサから例えば垂直方向3等の距離(又は測定)方向に高速移動で離れた場合と同じ信号値が得られうる。つまり、距離センサは間隙の拡大を示す。信号の変化により、「移動している」キャリア100がガイド構造110とキャリア100との間の設定距離に戻るように、コントローラにアクチュエータの力を強力に変えさせることができる。
[0020]更に、キャリア100がガイドユニット111に近づく又はガイドユニット111から遠ざかるときに、搬送方向1に沿った力成分が生成されうる。力成分は、キャリア100の更なる搬送を妨げるのに十分強いものであってもよい。搬送方向1に沿った力成分は、キャリアの前面及び/又は後面(例えば前縁又は後縁)に作用するアクチュエータの磁気抵抗から生じうる。これを、キャリア100の後面における磁場線によって、図1に例示的に示す。
[0021]図2に、本書に記載の実施形態に係る、堆積システムにおいてキャリア220を非接触搬送するための装置の概略図を示す。
[0022]本装置は、搬送方向1にキャリア220を移動させるための駆動構造210と、例えばエンコーダデバイス215等の位置検出デバイスとを含む。一実施例では、位置検出デバイスは駆動構造210に配設され、堆積システムの搬送構成部の固定部分であってよい。別の実施例では、キャリア220は、位置検出デバイスを含む。具体的には、位置検出デバイスは、キャリア220とともに移動するように、キャリア220に装着されていてよい。キャリア220は、第1の端部201と第2の端部202とを有しうる。第1の端部はキャリア220の前縁であってよく、第2の端部はキャリア220の後縁でありうる。
[0023]本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によれば、位置検出デバイスは、キャリアの位置及び/又は速度についての情報を提供するように構成されうる。ある実施例では、位置検出デバイスは、エンコーダ又はレゾルバであってよい。本開示内容全体で使用する用語「位置検出デバイス」、「エンコーダ」、「エンコーダデバイス」、及び「レゾルバ」は、例えば堆積システム内の絶対位置、例えばガイド構造に対する相対位置、及び/又はキャリアの速度等のキャリアについての位置情報を提供することができるデバイスという意味で理解すべきである。ある実施形態では、キャリアの絶対位置及び/又は相対位置等の位置は、速度又は速度プロファイル及びキャリアの開始点等の基準点を使用して取得することができる。
[0024]ある実行形態では、位置検出デバイスは、例えばキャリアの位置及び/又は速度についての追加情報を取得するために、駆動構造の一または複数の動作パラメータを使用しうる。一または複数の動作パラメータには、非限定的に、例えば駆動構造の一または複数の第2の能動磁気ユニットを通して流れる電流等の動作電力が含まれうる。
[0025]キャリア220は、例えば堆積システムの真空チャンバ等の一または複数のチャンバを通って、及び詳細には例えば直線搬送路等の搬送路に沿って少なくとも1つの堆積エリアを通って非接触搬送されるように構成される。キャリア220は、水平方向であってよい搬送方向1に非接触搬送されるように構成されうる。
[0026]本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によれば、堆積システムは、堆積システムにおいてキャリア220を非接触浮上させる、及び/又は非接触搬送するように構成された搬送構成部を含みうる。ある実行形態では、装置、特に搬送構成部は、キャリア220を浮上させるためのガイド構造230と、搬送方向1にキャリア220を移動させるための駆動構造210とを含む。
[0027]ガイド構造230は、キャリア220の第1の磁石構造222と磁気的に相互作用するように構成された一または複数の第1の能動磁気ユニット112を有しうる。第1の磁石構造222は、ガイド構造230と磁気的に相互作用するように構成された一または複数の第1の磁気ユニットからなっていてよい。ある実行形態では、一または複数の第1の磁気ユニットは、例えば永久磁気ユニット及び/又は強磁性体部品等の受動磁気ユニットであってよい。
[0028]本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によれば、キャリア220は、キャリア220を搬送方向1に移動させるための駆動構造210と磁気的に相互作用するように構成された一または複数の第2の磁気ユニット(図示せず)からなる第2の磁石構造を含む。幾つかの実行形態では、一または複数の第2の磁気ユニットは受動磁気ユニット、例えば強磁性体であってよい。ガイド構造230と駆動構造210は、キャリア220の対向する端又は端部に配置されうる。詳細には、一または複数の第1の磁気ユニットと一または複数の第2の磁気ユニットは、キャリア220の対向する端あるいは端部に配置されうる。
[0029]堆積システム、及び具体的には搬送構成部は、複数のガイドユニット111を有するガイド構造230を含みうる。各ガイドユニット111は、例えば第1の能動磁気ユニット112等のアクチュエータ、アクチュエータを制御するように構成されたユニットコントローラ114、及びオプションとして、磁石構造、特にそれらの一または複数の第1の磁気ユニットと、アクチュエータとの間の間隙を感知する又は測定するように構成された距離センサ118を含みうる。間隙は、例えば垂直方向3又は水平方向2等の搬送方向1に対して直角の方向に測定されうる。詳細には、距離センサ118は、一または複数の第1の磁気ユニットと第1の能動磁気ユニット112との間の間隙を感知する又は測定するために、例えばキャリア220が距離センサ118にある時に、一または複数の第1の磁気ユニットに面するように配置されうる。
[0030]ユニットコントローラ114は、エンコーダデバイス215によって提供される情報に基づき、またオプションとして距離センサ118によって提供される情報に基づいて、第1の能動磁気ユニット112によって提供される磁力を調節するために、第1の能動磁気ユニット112を制御するように構成されうる。詳細には、ユニットコントローラ114は、キャリア220が堆積システムを通って搬送されている間、一または複数の第1の磁気ユニットと能動磁気ユニット112との間の距離が基本的に一定となるように、第1の能動磁気ユニット112を制御するように構成されうる。図2には、各ガイドユニット111がユニットコントローラを有することを例示的に示したが、本開示はこれに限定されず、ユニットコントローラは2つ以上のガイドユニットに割り当てられうることを理解すべきである。例えば、単一のユニットコントローラが全てのガイドユニット用に配設されうる。
[0031]本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる、ある実施形態によれば、装置は、ガイド構造230及び/又は駆動構造210を制御するように構成されたコントローラ240(「システムコントローラ」又は「メインコントローラ」とも称される)を含む。コントローラ240は、駆動構造210、具体的にはエンコーダデバイス215に無線接続又は有線接続することが可能である。ある実施形態では、コントローラ240は、例えばバス242を介してガイド構造230に接続されうる。具体的には、コントローラ240は、ガイドユニット111のユニットコントローラ114の各々に接続されうる。コントローラ240は、ガイド構造230を制御するために、ガイドユニット111のユニットコントローラ114へ信号又は命令を送るように構成されうる。バス242は、有線ベースであってよい、あるいは無線であってよい。
[0032]ある実行形態では、コントローラ240は、一または複数の入力信号に基づいて、一または複数の第1の能動磁気ユニット112を選択的に制御するように構成されうる。例えば、コントローラ240は、一または複数の第1の能動磁気ユニット112を制御するために、制御信号をユニットコントローラ114へ送信しうる。エンコーダデバイス215及び/又は一または複数の距離センサ118によって、一または複数の入力信号が送られうる。例えば、エンコーダデバイス215は、一または複数の入力信号の少なくとも1つの第1の入力信号を送るように構成されうる。少なくとも1つの第1の入力信号は、堆積システムにおけるキャリア220の位置及び速度のうちの少なくとも1つを示しうる。付加的に、又は代替的に、一または複数の距離センサ118は、一または複数の入力信号の少なくとも1つの第2の入力信号を送るように構成されうる。少なくとも1つの第2の入力信号は、一または複数の第1の能動磁気ユニット112とキャリア220との間の間隙を示しうる。
[0033]本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる、ある実施形態では、ガイドユニット111のユニットコントローラ114は、エンコーダデバイス215によって提供される位置情報に基づき、またオプションとして距離センサ118によって提供される間隙情報に基づいて、第1の能動磁気ユニット112及び/又は距離センサ118がキャリア220のそれぞれの痕跡から「離れる」前に、第1の能動磁気ユニット112を停止することができる。オプションとして、あるいは代替的に、ガイドユニット111のユニットコントローラ114は、エンコーダデバイス215によって提供される位置情報に基づき、またオプションとして距離センサ118によって提供される間隙情報に基づいて、第1の能動磁気ユニット112及び/又は距離センサ118がキャリア220のそれぞれの痕跡の方に向いた後にのみ、第1の能動磁気ユニット112を始動させることができる。つまり、第1の能動磁気ユニット112は、キャリア220が第1の能動磁気ユニット112から「離れる」前に停止するということである。同様に、停止した第1の能動磁気ユニット112は、第1の能動磁気ユニット112と、キャリアの磁石構造が重なった後にのみ、始動される。一または複数の第1の能動磁気ユニット112の始動及び/又は停止は、段階的、連続的、あるいは突然のものであってよい。エンコーダデバイス215により、堆積システムにおける搬送方向1のキャリア220の位置についての情報が提供されるため、選択的な始動及び/又は停止が提供されうる。
[0034]本開示の一態様によれば、キャリアはエンコーダを含む。つまり、エンコーダは搬送構成部に組み込まれていないが、キャリアの一部であるということである。機能性は、上述したものと本質的に同じである。具体的には、エンコーダは、キャリアの位置及び速度のうちの少なくとも1つを示す少なくとも1つの信号を提供するように構成されうる。少なくとも1つの信号は、上述した少なくとも1つの第1の入力信号に対応しうる。ある実施形態によれば、キャリアは、少なくとも1つの信号を堆積システムへ送信するように構成された通信デバイスを含みうる。例えば、通信デバイスは、少なくとも1つの信号を例えば無線であるいはケーブルを介してコントローラ240へ送信するように構成されうる。
[0035]キャリア220は、基板処理中、例えば真空処理中に使用される基板及び/又はマスク(図示せず)を保持するように構成されうる。幾つかの実行形態では、キャリア220は基板とマスクの両方を支持するように構成可能である。更なる実行形態では、キャリア220は基板又はマスクのどちらかを支持するように構成されうる。このような場合、キャリア220はそれぞれ「基板キャリア」及び「マスクキャリア」と称されうる。
[0036]キャリア220は支持面を提供する支持構造又は本体225を含んでいてよく、支持面は、例えば基板の背面に接触するように構成された基本的に平坦な面であってよい。詳細には、基板は、裏面の反対側の前面(「処理面」とも称される)であって、真空堆積プロセスなどの処理中にその面に層が堆積される前面を有しうる。第1の磁石構造222は、本体225に設けられ得る。
[0037]本開示内容全体で使用する「真空(vacuum)」という語は、例えば10mbar未満の真空圧を有する工業的真空の意味に理解されうる。真空チャンバ内の圧力は、10−5mbarと約10−8mbarとの間、具体的には10−5mbarと10−7mbarとの間、より具体的には約10−6mbarと約10−7mbarとの間であってよい。真空チャンバ内部に真空を発生させるために真空チャンバに接続された、ターボポンプ及び/又はクライオポンプなどの一又は複数の真空ポンプが配設されうる。
[0038]本開示に係るキャリア220は、キャリア220で基板及び/又はマスクを保持するための静電力を付与する静電チャック(Eチャック)であってよい。例えば、キャリア220は、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付与するように構成された電極構成部を含む。電極構成部は、本体225に埋め込まれてもよく、又は、本体225上に配設(例えば、配置)されてもよい。本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によれば、本体225は誘電プレート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体材料から製造されうるが、ポリイミドなどの材料からも作られうる。一部の実施形態では、電極構成部は、誘電体プレートに載置され、薄型誘電体層で覆われうた微細金属帯の格子などの複数の電極を含む。
[0039]電極構成部、及び特に複数の電極は、チャック力などの引力をもたらすように構成されうる。引力は、複数の電極(又は支持面)と基板及び/又はマスクとの間のある相対距離で、基板及び/又はマスクに作用する力でありうる。引力は、複数の電極構成部に印加される電圧によってもたらされる静電力でありうる。
[0040]基板は(Eチャックであってよい)キャリア220によって、支持面に向かって(例えば、搬送方向に直交する方向に)もたらされる引力によって引き付けられうる。引力は、基板を例えば摩擦力によって垂直位置に保持できるほど十分強力になりうる。具体的には、引力は、基板が支持面上で原則的に不動に固定されるように構成されうる。例えば、摩擦力を利用して0.5mmガラス基板を垂直位置に保持するには、摩擦係数に応じて、約50〜100N/m2(Pa)の引き付け圧力が使用されうる。
[0041]本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によれば、キャリア220は、基板及び/又はマスクを実質的に垂直な配向に保持又は支持するように構成されている。具体的には、キャリアは垂直配向に搬送されるように構成されうる。本開示内容全体において使用する「ほぼ垂直」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場合があるので、このような偏差が設けることができる。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±20°以下であるとみなされ得る水平の基板配向とは異なるとみなされる。
[0042]「垂直方向」又は「垂直配向」という表現は、「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するが、厳密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、重力に対してほぼ平行でありうる。
[0043]本書に記載の実施形態は、例えば、OLEDディスプレイ製造のための大面積基板上の蒸着に利用されうる。特に、本書に記載の実施形態による構造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0.67m2の表面積(0.73×0.92m)に対応するGEN4.5、約1.4m2の表面積(1.1m×1.3m)に対応するGEN5、約4.29m2の表面積(1.95m×2.2m)に対応するGEN7.5、約5.7m2の表面積(2.2m×2.5m)に対応するGEN8.5、又は更に、約8.7m2の表面積(2.85m×3.05m)に対応するGEN10でありうる。GEN11及びGEN12などの更に次の世代及びそれに相当する表面積を同様に実装することも可能である。OLEDディスプレイの製造においては、ハーフサイズのGEN世代も提供されうる。
[0044]本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によれば、基板の厚さは0.1〜1.8mmであってよい。基板の厚さは、約0.9mm以下、例えば0.5mmであってよい。本書で使用する「基板」という語は、例えば、ウエハ、サファイア等の透明な結晶片、又はガラスプレート等の実質的に非フレキシブルな基板を特に包含しうる。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含みうる。「実質的に非フレキシブル(substantially inflexible)」という語は、「フレキシブル(flexible)」とは区別して理解される。具体的には、0.9mm以下(例えば0.5mm以下)の厚さを有するガラスプレートなどの実質的に非フレキシブルな基板もある程度の柔軟性を有しうるが、実質的に非フレキシブルな基板の柔軟性はフレキシブル基板と比較して低い。
[0045]本書に記載の実施形態によれば、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うる。例えば、基板は、ガラス(例えばソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど)、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、又は、堆積プロセスによってコーティングされうる他の任意の材料、若しくはかかる材料の組合せからなる群から選択された材料で作られうる。
[0046]図3に、本開示の別の態様に係る、堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための装置の概略図を示す。
[0047]本装置は、少なくとも1つのガイドユニット311を含む。例えば、複数のガイドユニットは、キャリア320の搬送方向1に沿って配置されうる。少なくとも1つのガイドユニット311は、能動磁気ユニット312と、能動磁気ユニット312とキャリア320との間の間隙を測定するように構成された2つ以上の距離センサ318とを含む。能動磁気ユニット312は、2つ以上の距離センサ318の間に配置される。具体的には、能動磁気ユニット312と2つ以上の距離センサ318は、キャリア320の搬送方向1に沿って連続的に配置されうる。2つ以上の距離センサ318は、本質的に同一のものであってよい。
[0048]ある実施形態によれば、能動磁気ユニット312は、両方のセンサの測定信号の比較に基づいて制御されうる。例えば、能動磁気ユニット312は、2つ以上の距離センサ318が異なる信号を発信した場合、すなわち2つ以上の距離センサ318が異なる間隙を示した場合に、停止されうる。付加的あるいは代替的に、能動磁気ユニット312は、2つ以上の距離センサ318が本質的に同じ信号を発信した場合、すなわち2つ以上の距離センサ318が本質的に同一の間隙を示した場合に、駆動されうる。ある実行形態では、測定された間隙間の差が所定の閾値以下であるときに、測定された間隙は本質的に同じであると決定されうる。測定された間隙間の差が所定の閾値を上回るときに、測定された間隙は異なると決定されうる。ある実施形態によれば、2つ以上の距離センサ318が異なる信号を発信した場合、すなわち、2つ以上の距離センサ318が異なる間隙を示した場合に、キャリアが近づく能動磁気ユニット312が駆動されうる。ある実施形態では、装置は更に、例えばエンコーダ又はレゾルバ等の位置検出デバイスを含みうる。能動磁気ユニットは更に、搬送方向におけるキャリアの滑らかな搬送を達成しうるように、位置検出デバイスによって提供される情報に基づく別のコントローラであってよい。
[0049]図4A及び図4Bに、本書に記載の実施形態に係るキャリア410を非接触搬送するための装置400の概略図を示す。装置及びキャリア410は、本書に記載の実施形態にしたがって構成されうる。
[0050]装置400は、一または複数の第1の能動磁気ユニット475と、本開示に係るキャリア410とを含むガイド構造470を有する搬送構成部を含む。装置400はさらに、エンコーダを使用して取得されたデータに基づいて、一または複数の第1の能動磁気ユニット475のうちの少なくとも1つの第1の能動磁気ユニットを選択的に制御するように構成されたコントローラを含みうる。本書に記載の幾つかの実施形態によれば、搬送構成部は真空システムの真空チャンバ内に配置されうる。真空チャンバは真空堆積チャンバであってもよい。しかしながら、本開示は真空システムに限定されず、本書に記載のキャリア及び搬送構成部を大気環境において実行することが可能である。
[0051]キャリア410は、キャリア410を浮上させる磁気浮上力を付与するために真空システムのガイド構造470と磁気的に相互作用するように構成された一または複数の第1の磁気ユニットを有する磁石構造を含みうる。一または複数の第1の磁気ユニットは、第1の受動磁気ユニット450であってよい。ガイド構造470は、水平方向であってよいキャリア410の搬送方向1に延びていてよい。ガイド構造470は、一または複数の第1の能動磁気ユニット475を含みうる。キャリア410は、ガイド構造470に沿って移動可能でありうる。第1の受動磁気ユニット450、例えば、強磁性材料のバー、及びガイド構造470の一または複数の第1の能動磁気ユニット475は、キャリア410を浮上させる第1の磁気浮上力を付与するように構成されうる。本書に記載の浮上のためのデバイスは、例えば、キャリア410を浮上させる非接触力をもたらすデバイスである。
[0052]搬送構成部は更に、駆動構造480を含みうる。駆動構造480は、一または複数の第2の能動磁気ユニットのような、複数の更なる磁気ユニットを含みうる。キャリア410は、駆動構造480と磁気的に相互作用するように構成された一または複数の第2の磁気ユニットを含みうる。具体的には、一または複数の第2の磁気ユニットは、駆動構造480の一または複数の第2の能動磁気ユニット485と相互作用する、例えば、強磁性材料のバー等の第2の受動磁気ユニット460であってよい。
[0053]図4Bに、搬送構成部の側面を示す。図4Bは、一又は複数の第1の能動磁気ユニット475のうちの1つの能動磁気ユニットを示す図である。能動磁気ユニットは、キャリア410の第1の受動磁気ユニット450と相互作用する磁力を付与する。例えば、第1の受動磁気ユニット450は、強磁性材料のロッドでありうる。ロッドは、支持構造412に接続されたキャリア410の一部でありうる。支持構造412は、キャリア410の本体によって設けられうる。ロッド又は第1の受動磁気ユニットは、それぞれ、基板10を支持する支持構造412と一体的に形成されてもよい。キャリア410は、例えば、更なるロッドなどの第2の受動磁気ユニット460を更に含みうる。更なるロッドは、キャリア410に接続されうる。ロッド又は第2の受動磁気ユニットは、それぞれ、支持構造412と一体的に形成されてもよい。
[0054]「受動(passive)」磁気ユニットという用語は、本書では、「能動(active)」磁気ユニットという概念と区別するために使用される。受動磁気ユニットとは、少なくとも搬送構成部の作動中には、能動制御又は調節の対象とはならない磁気的特性を有する要素のことを指す場合がある。例えば、受動磁気ユニット(例えば、キャリアのロッド又は更なるロッド)の磁気的特性は、概して真空チャンバ又は真空システムを通過するキャリアの移動中は能動制御の対象ではない。本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によれば、搬送構成部のコントローラは受動磁気ユニットを制御するようには構成されていない。受動磁気ユニットは、磁場(例えば、静磁場)を生成するように適合されうる。受動磁気ユニットは、調節可能な磁場を生成するように構成されていない場合がある。受動磁気ユニットは、強磁性材料などの磁性材料、永久磁石であってもよく、又は永久磁気特性を有してもよい。
[0055]本書に記載の実施形態によれば、一または複数の第1の能動磁気ユニット475は、第1の受動磁気ユニット450に、及びその結果としてキャリア410に磁力を付与する。一または複数の第1の能動磁気ユニット475は、キャリア410を浮上させる。一または複数の第2の能動磁気ユニット485は、例えば、搬送方向1に沿って、真空チャンバの内部でキャリア410を駆動させることができる。一または複数の第2の能動磁気ユニット485は、キャリア410の上に位置する一または複数の第1の能動磁気ユニット475によって浮上している間、搬送方向1にキャリア410を移動させるための駆動構造を形成する。一または複数の第2の能動磁気ユニット485は、第2の受動磁気ユニット460と相互作用して、搬送方向1に沿って力を付与することができる。例えば、第2の受動磁気ユニット460は、交互に変わる極性で配置された複数の永久磁石を含みうる。第2の受動磁気ユニット460から得られる磁場は、一または複数の第2の能動磁気ユニット485と相互作用し、浮上中のキャリア410を移動させることができる。
[0056]一または複数の第1の能動磁気ユニット475でキャリア410を浮上させるため、及び/又は、一または複数の第2の能動磁気ユニット485でキャリア410を移動させるため、能動磁気ユニットを制御して調節可能な磁場を生じさせることができる。調整可能な磁場は、静磁場又は動磁場でありうる。本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、能動磁気ユニットは、(例えば、垂直に配向されたキャリアに対し)垂直方向3に沿って、又は(例えば、水平に配向されたキャリアに対し)水平方向2に沿って延在する磁気浮上力を付与するための磁場を生成するように構成される。本書に記載の更なる実施形態と組み合わせることができる他の実施形態によれば、能動磁気ユニットは、横方向に沿って延在する磁力を付与するように構成されうる。本書に記載の能動磁気ユニットは、電磁デバイス、ソレノイド、コイル、超伝導磁石、又はこれらの任意の組み合わせからなる群から選択された要素でありうるか、又は、かかる要素を含みうる。
[0057]本書に記載の実施形態は、キャリア、基板、及び/又はマスクの非接触浮上、搬送、及び/又はアライメントに関する。本開示は、基板を支持するキャリア、基板のないキャリア、基板、又は支持体によって支持された基板からなる群の一又は複数の要素を含み得るキャリアを示す。本開示全体で使用される「非接触」という用語は、例えば、キャリア及び基板の重量が、機械的接触又は機械的力によって保持されず、磁力によって保持されるという意味と理解することができる。具体的には、機械的力の代わりに磁力を用いて、キャリアが浮上又は浮動状態で保持される。例えば、本書に記載の搬送構成部は、キャリアの重量を支持する機械的レールなどの機械的デバイスを有しない場合がある。幾つかの実行形態では、浮上中に、また、例えば真空システム内のキャリアの移動中に、キャリアと装置のそれ以外の部分との間の機械的接触が全くない場合がある。
[0058]本開示の実施形態によれば、浮上すること又は浮上は、機械的な接触又は支持を伴わずに物体が浮動している、物体の状態を表す。さらに、物体の移動とは、駆動力(例えば、浮揚力とは異なる方向の力)を加えて、物体がある位置から別の異なる位置へと移動することを指す。例えば、キャリアなどの物体を、重力に逆らう力によって浮上させることができ、浮上中、重力と平行な方向とは異なる方向に移動させることができる。
[0059]本書に記載の実施形態に係るキャリアの非接触浮上及び搬送は、キャリアの搬送又はアライメントの間に、キャリアと、機械的レールなどの搬送構成部のセクションとの間の機械的接触に起因して粒子が生成されないという点において有益である。したがって、詳細には非接触型の浮上、搬送、及び/又はアライメントを使用すると粒子発生が最小限に抑えられることから、本書に記載の実施形態により、基板に堆積される層の純度及び均一性の向上が得られる。更に、衝撃のない滑らかなキャリアの搬送を提供することができ、例えばガラスの破損を減らす、あるいは避けることさえも可能である。
[0060]図5に、本書に記載の実施形態に係る基板処理のためのシステム500を示す。真空システムであってよいシステム500は、例えばマスク20を使用して基板10の上に例えば有機材料層等の一または複数の層を堆積させるように構成されうる。
[0061]システム500は、真空チャンバ502等の堆積チャンバ、本書に記載の実施形態に係るキャリア520、及び堆積チャンバにおいてキャリア520を搬送するように構成された搬送構成部510を含む。幾つかの実行形態では、システム500は堆積チャンバ内に一又は複数の材料堆積源580を含む。キャリア520は、真空堆積プロセス等の堆積プロセス中に基板10を保持するように構成されうる。システム500は、例えばOLEDデバイス製造用の有機材料の蒸着のために構成され得る。別の実施例では、システム500は、スパッタ堆積などのCVD又はPVD用に構成されうる。
[0062]幾つかの実行形態では、一又は複数の材料堆積源580は蒸着源であってよく、特に、OLEDデバイスの層を形成するために一又は複数の有機材料を基板上に堆積させるための蒸着源であり得る。例えば層堆積プロセス中に基板10を支持するためのキャリア520は、堆積チャンバの中へ、また、堆積チャンバを経由して、具体的には直線搬送路などの搬送路に沿って堆積エリアを経由して搬送されうる。
[0063]材料は、一又は複数の材料堆積源580から、コーティングされる基板10が位置する堆積エリアに向かう放出方向に放出されうる。例えば、一又は複数の材料堆積源580は、一又は複数の材料堆積源580の長さに沿って少なくとも1つの線に配置された複数の開口部及び/又はノズルを有する線源を提供しうる。材料は、複数の開口部及び/又はノズルを介して吐出されうる。
[0064]図5に示すように、更なるチャンバを真空チャンバ502の隣に設けてもよい。真空チャンバ502は、バルブハウジング504及びバルブユニット506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。矢印で示すように、基板10が載ったキャリア520が真空チャンバ502の中に挿入された後、バルブユニット506が閉じられうる。真空チャンバ502内の雰囲気は、例えば真空チャンバ502に接続された真空ポンプを用いて工業的真空を生成することによって、個別に制御されうる。
[0065]幾つかの実施形態によれば、キャリア520及び基板10は、堆積材料の堆積中には静的又は動的である。本書に記載の幾つかの実施形態によれば、動的堆積プロセスは、例えば、OLEDデバイスの製造のために提供されうる。
[0066]幾つかの実行形態では、システム500は、真空チャンバ502を通って延びる一又は複数の搬送路を含み得る。キャリア520は、例えば、一又は複数の材料堆積源580を通過して一又は複数の搬送路に沿って搬送するように構成されうる。図5には、矢印によって1つの搬送路が例示的に示されているが、本開示はこれに限定されるものではなく、2つ以上の搬送路が提供されうることを理解されたい。例えば、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。一又は複数の材料堆積源580は、2つの搬送路の間に配置されうる。
[0067]図6に、本書に記載の更なる実施形態に係る、基板10の処理、例えば真空処理のためのシステム600の概略図を示す。
[0068]システム600は、2つ以上の処理領域と、基板10とオプションによりマスクを支持するキャリア601を2つ以上の処理領域まで順次搬送するように構成された本開示に係る搬送構成部660とを含む。例えば、搬送構成部660は、基板処理のための2つ以上の処理領域を通って、搬送方向1に沿ってキャリア601を搬送するように構成されうる。言い換えるならば、複数の処理領域を通る基板10の搬送に同一のキャリアが使用されるということである。具体的には、基板10は、処理領域内での基板処理と後続の処理領域での基板処理との間ではキャリア601から取り外されない。すなわち、2つ以上の基板処理手順において、基板は同一キャリア上に留まる。幾つかの実施形態によれば、キャリア601は本書に記載の実施形態によって構成されうる。オプションにより、又は代替的に、搬送構成部660は、例えば、図4A及び図4Bに関連して説明したように構成されうる。
[0069]図6に例示的に示すように、2つ以上の処理領域は、第1の堆積領域608と第2の堆積領域612を含むことができる。オプションにより、第1の堆積領域608と第2の堆積領域612との間に移送(transfer)領域610を設けることができる。2つ以上の処理領域と移送領域などの複数の領域を、1つの真空チャンバ内に設けることができる。代替的に、複数の領域は、互いに接続された異なる真空チャンバ内に設けることができる。例えば、各真空チャンバは1つの領域を提供することができる。具体的に、第1の真空チャンバは第1の堆積領域608を提供することができ、第2の真空チャンバは移送領域610を提供することができ、第3の真空チャンバは第2の堆積領域612を提供することができる。幾つかの実行形態では、第1の真空チャンバと第3の真空チャンバは「堆積チャンバ」と称されうる。第2の真空チャンバは「処理チャンバ」と称されうる。更に、真空チャンバ又は領域は、図6の実施例に示す領域に隣接して提供されうる。
[0070]真空チャンバ又は領域は、バルブハウジング604及びバルブユニット605を有するバルブによって、隣接する領域から分離されうる。基板10が載ったキャリア601が領域(第2の堆積領域612など)の中に挿入された後に、バルブユニット605を閉じることができる。領域内の雰囲気は、例えば、当該領域に接続された真空ポンプで工業的真空を生成することによって、及び/又は、例えば、第1の堆積領域608及び/又は第2の堆積領域612に一又は複数の処理ガスを注入することによって、個別に制御可能である。直線搬送路などの搬送路は、基板10が載ったキャリア601を領域の中へ、領域を通過して外へ搬送するように提供されうる。搬送路は、2つ以上の処理領域(第1の堆積領域608、第2の堆積領域612など)を少なくとも部分的に通って延在し、オプションにより移送領域610を通って延在しうる。
[0071]システム600は移送領域610を含みうる。幾つかの実施形態では、移送領域610は省略されうる。移送領域610は、回転モジュール、中継(transit)モジュール、又はこれらの組み合わせによって提供されうる。図6は、回転モジュールと中継モジュールの組み合わせを示す。回転モジュールでは、トラック構成部とその上に配置されたキャリア(複数可)が、垂直回転軸などの回転軸の周りで回転可能である。例えば、キャリア(複数可)は、システム600の左側からシステム600の右側へと、又はその逆に移送されうる。中継モジュールは、キャリア(複数可)が中継モジュールを経由して異なる方向へ、例えば互いに直交する方向へ移送されるように、交差トラックを含みうる。
[0072]第1の堆積領域608及び第2の堆積領域612などの堆積領域内では、一又は複数の堆積源が配設されうる。例えば、第1の堆積源630は第1の堆積領域608内に配設されうる。第2の堆積源650は第2の堆積領域612内に配設されうる。一又は複数の堆積源は、OLEDデバイス用の有機層スタックを形成するため、基板10の上に一又は複数の有機層を堆積させるように構成された蒸着源であってよい。
[0073]図7に、本書に記載の実施形態に係る、例えば真空システム等の堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法700のフロー図を示す。方法700は、本開示に係るキャリア、装置及びシステムを利用し得る。
[0074]方法700は、ブロック710において、エンコーダを使用してキャリアの位置及び速度のうちの少なくとも1つを示す少なくとも1つの信号を生成することと、ブロック720において、少なくとも1つの信号に基づいて、堆積システムの一または複数の第1の能動磁気ユニットのうちの少なくとも1つの能動磁気ユニットを制御することとを含む。一または複数の第1の能動磁気ユニットは、キャリアを浮上させるように構成されたガイド構造に含まれうる。ある実行形態では、方法700は、例えばエンコーダによって送られた位置情報に基づいて、堆積システムにおけるキャリアの端部の位置を決定することができる。
[0075]ある実施形態によれば、方法700は更に、例えば距離センサを使用して、一または複数の第1の能動磁気ユニットとキャリアとの間の間隙を測定することと、測定された間隙に基づいて堆積システムの一または複数の第1の能動磁気ユニットのうちの少なくとも1つの能動磁気ユニットを制御することとを含む。
[0076]能動磁気ユニットは、キャリアの滑らかな移動を提供するために、エンコーダ信号と距離センサからの信号のうちの少なくとも1つに基づいて選択的に制御されうる。一実施形態では、エンコーダ信号にしたがって、ガイド構造の少なくとも1つの能動磁気ユニットを通して流れる電流が変更されうる。例えば、キャリアが「離れる」能動磁気ユニットの電流は突然に、又は継続的に減少してゼロになりうる。更に、キャリアが「近づく」又は「入る」能動磁気ユニットの電流は、突然に又は継続的にゼロから設定値まで増加しうる。
[0077]本書に記載の実施形態によれば、堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、コンピュータソフトウェア製品、またCPUとメモリとユーザインターフェースと入出力デバイスとを有し得る相互関連コントローラ、及びキャリア、装置及び/又はシステムの対応構成要素と通信可能なバスシステムを使用して実施することができる。バスシステムは、有線ベースであってよい、あるいは無線であってよい。
[0078]本開示の実施形態によれば、エンコーダを使用して、堆積システム内のキャリアの位置及び/又は速度が決定される。ある実施例では、堆積システムの搬送構成部の駆動構造にエンコーダが設けられうる。別の実施例では、エンコーダはキャリアと共に搬送されるように、キャリアに設けられうる。キャリアの位置及び/又は速度を使用して、キャリアを浮上させるのに使用される能動磁気ユニット等の搬送構成部を選択的に制御することが可能である。キャリアの滑らかな搬送が達成されうる。
[0079]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せずに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)
- 堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための装置であって、
搬送方向に前記キャリアを移動させるための駆動構造と、
前記駆動構造における位置検出デバイスと
を備える装置。 - 前記位置検出デバイスは、エンコーダ又はレゾルバである、請求項1に記載の装置。
- 前記キャリアを浮上させるためのガイド構造であって、前記キャリアの第1の磁石構造と磁気的に相互作用するように構成された一または複数の第1の能動磁気ユニットを有するガイド構造を更に備える、請求項1又は2に記載の装置。
- 一または複数の入力信号に基づいて前記一または複数の第1の能動磁気ユニットを選択的に制御するように構成されたコントローラを更に備え、エンコーダは、前記一または複数の入力信号の少なくとも1つの第1の入力信号を提供するように構成されている、請求項3に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの第1の入力信号は、前記キャリアの位置及び速度のうちの少なくとも1つを示す、請求項4に記載の装置。
- 前記一または複数の第1の能動磁気ユニットと前記キャリアとの間の間隙を測定するように構成された一または複数の距離センサを更に備える、請求項2から5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記一または複数の距離センサは、前記一または複数の入力信号の少なくとも1つの第2の入力信号を提供するように構成され、前記少なくとも1つの第2の入力信号は、前記一または複数の第1の能動磁気ユニットと前記キャリアとの間の間隙を示す、請求項6に記載の装置。
- 前記駆動構造は、前記キャリアの第2の磁石構造と磁気的に相互作用するように構成された一または複数の第2の能動磁気ユニットを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
- キャリアを非接触搬送するためのシステムであって、
請求項1から8のいずれか一項に記載の装置と、
前記キャリアと
を備えるシステム。 - 堆積システムにおいて非接触搬送されるキャリアであって、
前記キャリアを搬送方向に移動させるために、前記堆積システムの駆動構造と磁気的に相互作用するように構成された磁石構造と、
位置検出デバイスと
を備えるキャリア。 - 前記位置検出デバイスは、前記キャリアの位置及び速度のうちの少なくとも1つを示す少なくとも1つの信号を提供するように構成されている、請求項10に記載のキャリア。
- 前記少なくとも1つの信号を前記堆積システムへ送信するように構成された通信デバイスを更に備える、請求項11に記載のキャリア。
- 前記キャリアは、前記堆積システムにおいて垂直配向又は水平配向に搬送されるように構成されている、請求項10から12のいずれか一項に記載のキャリア。
- 堆積システムにおいてキャリアを非接触搬送するための方法であって、
駆動構造における位置検出デバイス又は前記キャリア上の位置検出デバイスを使用して、前記キャリアの位置及び速度のうちの少なくとも1つを示す少なくとも1つの信号を生成することと、
前記少なくとも1つの信号に基づいて前記堆積システムの一または複数の第1の能動磁気ユニットの少なくとも1つの能動磁気ユニットを制御することと
を含む方法。 - 前記一または複数の第1の能動磁気ユニットと前記キャリアとの間の間隙を測定することと、
前記測定された間隙に基づいて、前記堆積システムの前記一または複数の第1の能動磁気ユニットの少なくとも1つの能動磁気ユニットを制御することと
を更に含む、請求項14に記載の方法。
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