(57)【要約】種々の材料が、種々のステップにおいてＯＬＥＤ基板上に堆積されることができ、材料は、続いて、乾燥、焼成、およびそれらの組み合わせを要求し得る。乾燥および焼成ステップの重要な性質を前提として、本教示の発明者らは、プロセス開発モジュールとして、加えて、生産における専用プロセスモジュールのために使用され得る、乾燥および焼成を実施するための種々のモジュールを設計した。一実施形態において、基板を処理する方法は、基板を乾燥させることの前または間、基板および凝縮板の温度を制御することを含む。
2019505750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する方法であって、前記方法は、
液体インクを基板上にコーティングすることであって、前記液体インクは、担体液体およびフィルム形成材料を備えている調合物である、ことと、
前記基板を乾燥モジュールの乾燥チャンバ内に位置付けることであって、前記乾燥チャンバは、
前記基板を支持するための基板支持装置と、
前記基板支持装置の上方に位置付けられている凝縮板であって、前記基板に対向する前記凝縮板の表面は、少なくとも２つの間隙距離を前記基板に対向する前記凝縮板の前記表面と前記基板との間に提供するように構成されている、凝縮板と、
を備え、
前記少なくとも２つの間隙距離の第１の間隙距離は、前記基板上の第１のエリアにわたって位置付けられ、前記少なくとも２つの間隙距離の第２の間隙距離は、前記基板上の第２のエリアにわたって位置付けられている、ことと、
真空を前記乾燥チャンバに印加することと、
前記基板を前記乾燥チャンバ内で乾燥させることであって、少なくとも２つの間隙距離で構成されている前記凝縮板は、前記基板の均一乾燥を提供する、ことと
を含む、方法。
【請求項２】
前記基板を乾燥させることの前または間、前記基板および前記凝縮板の温度を制御することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板の制御される温度は、前記凝縮板の制御される温度に対して維持される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板の制御される温度は、前記凝縮板の制御される温度より高い温度に維持される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基板の温度を制御することは、前記基板支持装置の温度を制御することによって行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記基板の温度を制御することは、遠隔加熱方法を制御することによって行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記遠隔加熱方法は、前記基板を加熱するための赤外線源を使用した方法である、請求項７に記載の方法。
【請求項８】
前記基板の温度は、約４０℃〜約３００℃の範囲で制御される、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記凝縮板の温度は、約−１０℃〜約１５℃の範囲で制御される、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板の前記第１の領域は、前記第１の領域にわたって均一な担体液体蒸気濃度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記凝縮板と前記基板の前記第１の領域との間の前記第１の間隙は、約１ミリメートル〜約２０ミリメートルである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板の前記第２の領域は、前記第２の領域にわたって非均一な担体液体蒸気濃度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記凝縮板と前記基板の前記第２の領域との間の前記第２の間隙は、前記第１の間隙より少なくとも１ミリメートル大きい、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記乾燥させることの間、前記乾燥チャンバに印加される真空は、約１×１０−５Ｔｏｒｒ以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記乾燥モジュールは、前記基板の近位に位置付けられている縁遮蔽体をさらに備えている、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、ＵＳ６２／２５５，９２８（２０１５年１１月１６日出願）の利益を主張し、上記出願は、その全体が参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（背景）
例えば、限定ではないが、種々の携帯電話およびスマートフォン技術において使用される有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）ディスプレイならびにモニタおよびＴＶ画面のために使用されるより大きいディスプレイのための基板を処理する際、そのようなディスプレイ技術の加工のための種々の製造ステップが、使用される。この点において、プロセス開発は、全体的製造プロセスにおける任意の製造プロセスステップのための仕様を定義するために、プロセス条件において多数の変数となり得るものの試験をサポートする柔軟性を要求する。
【０００３】
例えば、種々の材料が、ＯＬＥＤ基板上に堆積されることができ、材料は、１つ以上の溶媒を含み得る、担体液体中に溶解または懸濁される。基板は、続いて、乾燥、焼成、またはそれらの組み合わせ等、熱処置を伴う処理を受け得る。そのような熱処置ステップは、担体液体を撥ね飛ばし、かつ種々の所望の性質を有するフィルムを形成するために、物理的または化学的変化を材料中に誘発させるために行われ得る。フィルム形成における乾燥および焼成ステップの重要な性質を前提として、乾燥および焼成を実施するための本教示の熱処置モジュールの種々の実施形態は、プロセス開発ツールとして、加えて、生産のために使用されることができる。
【０００４】
この点において、本教示の種々の乾燥および焼成モジュールは、本教示の乾燥ならびに焼成モジュールの種々の実施形態が、任意のプロセスステップに関連する種々のパラメータを試験するための柔軟性を有するため、プロセス開発をサポートすることが可能である。次いで、生産において、本教示の乾燥および焼成モジュールは、乾燥または焼成ステップのためにプロセス開発の間に決定された単一プロセスを使用することができる。実施例として、凝縮板冷却および基板加熱の両方を提供するツールは、プロセス開発のための柔軟性を提供し得る一方、生産ツールのために、凝縮板冷却または基板加熱のいずれかを利用することが望ましくあり得る。別の実施例では、プロセス開発モジュールのためのプロセス環境の選択は、生産ツールのためのものより種々のプロセス環境を試験するためにさらなる柔軟性を含み得る。例えば、プロセス環境に関して、プロセス開発モジュールは、いくつかのプロセスステップのための不活性ガス環境と、他のプロセスステップのための他のガス環境とを有する能力を有し得る。次いで、生産ツールのために、プロセスガス環境は、そのプロセスステップのためにプロセス開発によって決定された環境となるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
故に、当技術分野において、プロセス開発のために必要とされる柔軟性と製造ツールにおける任意のプロセスステップの具体的必要性との間で容易に適合可能であり得る、基板の乾燥および焼成のための製造ツールの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示されるのは、基板、例えば、種々のＯＬＥＤデバイスの加工において使用される基板を処理する一部として乾燥および焼成を行うための熱処置モジュールの実施形態である。本教示によると、基板上への液体インクの堆積後、基板は、続いて、乾燥、焼成、またはそれらの組み合わせを要求し得る。そのような熱処置ステップは、担体液体を撥ね飛ばし、かつ種々の所望の性質を有するフィルムを形成するために、物理的または化学的変化を材料中で誘発するために行われ得る。本教示の熱処置モジュールの種々の実施形態は、プロセス開発ならびに生産使用のために利用されることができる。
【０００７】
液体材料が堆積された基板の熱処置は、印刷および他の液体コーティング方法によってフィルムを堆積させるときの重要なステップである。本明細書に前述のように、基板の熱処置は、乾燥、焼成、またはそれらの組み合わせを含むことができる。液体堆積プロセスの種々の実施形態では、液体は、あるパターンで基板上に印刷されることができ、液体は、液体の１つ以上の揮発性成分を除去もしくは実質的に除去し、そうすることによって、フィルムを形成するように、乾燥プロセスに暴露されることができる。例えば、フィルム材料は、担体流体中に溶解され、集合的に、インクを形成することができ、インクは、あるパターンで基板上に印刷されることができ、後続乾燥プロセスにおいて、担体流体は、蒸発され、フィルム材料を形成することができる。代替として、例えば、インクは、担体流体中に懸濁されたフィルム材料を含むことができる。本教示によると、種々の乾燥プロセスは、基板の全体を横断して、または少なくともあるサブ区分にわたって、基板の均一乾燥を提供することができる。
【０００８】
本教示の種々の熱処置モジュールに関して、例示的基板は、ＯＬＥＤフラットパネルディスプレイの一部であり得、インクは、ＯＬＥＤピクセルのスタック層のうちの１つのためのインクであり得る。種々のＯＬＥＤスタック層を印刷するために調製され得る、種々のインク調合物に関して、材料は、担体流体中に溶解または懸濁されることができ、印刷プロセスは、インクを１つ以上の離散ピクセル領域の中に堆積させ得る。担体流体を除去または実質的に除去するための基板の熱処置後、結果として生じるフィルムは、離散ＯＬＥＤピクセル内にアクティブＯＬＥＤ層を備えてもよい。そのような実施例では、個々の離散ピクセル領域内の均一性ならびに基板を横断して異なる離散ピクセル領域の両方に対する堆積されるＯＬＥＤ層フィルムの厚さ均一性が、得られたＯＬＥＤディスプレイ製品の視覚的品質に影響を及ぼし得る。
【０００９】
この点において、例えば、乾燥プロセスは、例えば、乾燥プロセスが標的乾燥率より高速またはより低速である結果、特定の離散ピクセル領域内の堆積されるフィルムの厚さ均一性に影響を及ぼし得る。故に、高均一乾燥を達成するように、基板面積にわたって乾燥プロセスを制御することが望ましくあり得る。一実施例では、乾燥の均一性は、乾燥プロセスの持続時間にわたって乾燥の平均率に対して制御されることができる。別の実施例では、乾燥の均一性は、乾燥プロセス全体の間または乾燥プロセスの少なくとも一部の間、時間の関数として乾燥率に対して制御されることができる。
【００１０】
液体でコーティングされた基板を乾燥させるとき、均一乾燥率を達成することは、困難であり得る。理論によって拘束されるわけではないが、課題の１つの説明は、少なくとも部分的に、縁と比較して中心における基板の上方の液体蒸気の蓄積における差異から生じ得る。例えば、液体の大量の多数の同じような離散領域でコーティングされた基板を乾燥させる場合、これらの離散領域は、液体の個々の「液滴」または液体の個々の「貯留」と見なされ得、液体の揮発性部分が蒸発するにつれて、本揮発性材料の蒸気は、基板の上方に蓄積し得る。本蒸気は、次いで、基板面積の外側には蒸気が存在せず、拡散が、材料をより高い濃度からより低い濃度の材料に流動を駆動することが知られているため、中心から縁に拡散し始め得る。経時的に、これは、基板の中心におけるより高い濃度の蒸気と、基板の縁におけるより低い濃度の蒸気の濃度勾配を確立し得る。液体の直上のより高い濃度の蒸気は、より低い濃度の蒸気と比較して、揮発性成分のさらなる蒸発を抑制するため、基板の縁における蒸発率が基板の中心における蒸発率より高い状態につながり得る。本実施例によって与えられるように、概して、基板の上方の蒸気の濃度における任意の変動は、蒸発率における変動につながり得ることが示され得る。さらに、いくつかのプロセスでは、液体を乾燥させることによって形成されるフィルムの厚さプロファイルは、乾燥率に依存する。例えば、基板上の液滴は、急速に乾燥し、「コーヒーリング」（すなわち、縁における厚いリングを伴う、中心における薄い領域）を形成し得る、またはゆっくりと乾燥し、「丘」（すなわち、中心から縁へと厚さが漸減する中心における厚い領域）を形成し得る、またはその間の率で乾燥し、さらに異なるプロファイルを形成し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａおよび図１Ｂは、概して、凝縮板を利用する本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【図１Ｂ】図１Ａおよび図１Ｂは、概して、凝縮板を利用する本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態と併用され得る、凝縮板を伴う乾燥モジュールの修正である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ｃに示される乾燥モジュールの領域の拡大図である。
【図２Ａ】図２Ａおよび図２Ｂは、概して、真空チャンバを利用する本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【図２Ｂ】図２Ａおよび図２Ｂは、概して、真空チャンバを利用する本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【図３Ａ】図３Ａから図３Ｃは、概して、シャワーヘッドを利用する本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【図３Ｂ】図３Ａから図３Ｃは、概して、シャワーヘッドを利用する本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【図３Ｃ】図３Ａから図３Ｃは、概して、シャワーヘッドを利用する本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【図４Ａ】図４Ａは、概して、本教示の焼成モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示されるような焼成モジュールの実施形態の側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、概して、本教示の焼成モジュールの種々の実施形態を図示する、概略表現である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面では、必ずしも、正確な縮尺で描かれておらず、同様の番号は、異なる図面における類似構成要素を説明し得る。異なる添え字を有する、同様の番号は、類似構成要素の異なる事例を表し得る。図面は、概して、限定としてではなく、一例として、本書で議論される種々の実施形態を図示する。
（詳細な説明）
【００１３】
基板上の１つ以上のＯＬＥＤディスプレイの例示的印刷プロセスでは、ＯＬＥＤスタックのフィルムを形成するためのインクは、離散ＯＬＥＤピクセルの中に印刷されることができる。そのような印刷プロセスに関して、乾燥率に応じて、ＯＬＥＤ層インクを乾燥させた後に形成される結果として生じるフィルムは、均一かつ平坦であり得る、非均一かつ中心が盛り上がり得る（例えば、「丘」）、または非均一かつ縁に積重され得る（例えば、「コーヒーリング」）。加えて、乾燥率が、基板を横断して非均一である場合、いくつかのピクセル内の層は、均一プロファイルを有するであろう一方、他のピクセル内の層は、中心に盛り上りを伴う、非均一プロファイルを有し得、さらに他のピクセルは、縁に積重を伴う、非均一性を有し得る。本状態は、最終製品ディスプレイにおけるピクセルの性能における変動性につながり、これは、望ましくないこともある。
【００１４】
基板上への種々のコーティングの堆積後の基板処理に関して、本教示の種々の熱処置モジュールは、全体基板面積にわたって、または基板面積の特定のサブセットにわたって、基板を均一に乾燥および焼成するためのシステム、装置、ならびに方法を提供することができる。本教示の種々の熱処置モジュールは、プロセス開発環境ならびに生産環境の両方において、基板を均一に乾燥および焼成するためのシステム、装置、ならびに方法を提供することができる。さらに、例えば、特定のフィルムプロファイルを生産するために要求される具体的乾燥条件が、広範囲の異なる乾燥条件を要求し得るため、本教示の種々の熱処置モジュールは、乾燥させるために重要な種類のパラメータを制御する際、実質的柔軟性を提供する。そのようなパラメータは、乾燥が生じる温度、乾燥が生じる圧力、および蒸気が基板領域の上方から除去される率を含むことができる。
【００１５】
例えば、図１Ａは、凝縮板を利用し得る、乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態の描写である。図１Ａに描写されるような乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、基板トレイまたはチャックであり得る、基板支持装置５３０の上方位置付けられるように、凝縮支持構造５２２上の乾燥チャンバ５１０内に搭載される、温度制御される凝縮板５２０を含むことができる。基板支持装置５３０は、凝縮板５２０に対して基板支持装置５３０の高さ調節を提供し得る、基板支持装置基部５３５上に搭載されることができる。基板支持装置５３０上では、基板４００が、図１Ａに描写されるように、搭載されることができる。乾燥チャンバ５１０は、Ｖ１を使用して制御される乾燥チャンバ５１０と流動連通するガス弁を有し得る、ガス補充ポート５４０を有することができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態では、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができる。本教示によると、ガス補充ポート５４０を介して供給されるガスは、例えば、限定ではないが、窒素清浄乾燥空気およびアルゴンを含むことができる。加えて、ガス補充ポート５４０を介して供給されるガスは、規定された最大量の酸素、湿気、オゾン内容物、またはそれらの組み合わせを維持するように制御されることができる。乾燥チャンバ５１０は、排気ポート５５０を通して真空ポンプスタックと流動連通することができる。チャンバ５１０から排気ポート５５０を通したガスの流動は、弁Ｖ２を使用して制御されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態では、弁Ｖ２は、スロットル弁であることができる。
【００１６】
図１Ａの乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、温度制御される凝縮板５２０の温度は、基板４００に対して温度差を確立するように調節されることができる。加えて、基板支持装置５３０は、凝縮板５２０と基板４００との間の制御可能距離間隙Ｇを確立するように調節されることができる。本教示によると、乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、乾燥プロセスの間、凝縮板５２０と基板４００との間の間隙距離Ｇは、約１ｍｍ〜約２０ｍｍであることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、乾燥プロセスの間、凝縮板５２０と基板４００との間の間隙距離Ｇは、約２ｍｍ〜約１０ｍｍであることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態では、基板支持装置５３０は、温度制御されることができる。種々の実施形態では、温度制御される凝縮板５２０は、加熱、冷却、または両方が行われることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態では、温度制御される基板支持は、加熱、冷却、または両方が行われることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、溶媒は、主に、基板４００を凝縮板５２０の温度より高い温度にさせることによって確立される温度差によって駆動される拡散プロセスを介して、基板４００から凝縮板５２０上に除去されることができる。本教示によると、基板４００と凝縮板５２０との間の温度差は、基板の加熱、凝縮板の冷却、または両方を介して確立されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、基板４００の加熱は、基板支持装置５３０を加熱することによって遂行されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態では、基板４００の加熱は、加熱されたガスを基板支持装置５３０の後側上に指向することによって遂行されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態では、基板４００の加熱は、遠隔加熱機構、例えば、ＩＲランプ（図示せず）を介した赤外線（ＩＲ）加熱によって遂行されることができる。
【００１７】
本教示によると、溶媒蒸気ＳＶＳは、基板４００から凝縮板５２０に拡散することができ、そこで、それらは、基板４００と凝縮板５２０との間の温度差に起因して、凝縮する。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、周囲真空が、確立されることができ、次いで、溶媒蒸気ＳＶＳは、基板４００からの溶媒の蒸発に起因して、形成され、次いで、凝縮板５２０に拡散することができる。その後、凝縮された溶媒は、周囲真空をチャンバ内に確立することによって、凝縮板５２０から蒸発される。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、凝縮板５２０上に凝縮された溶媒の蒸発は、凝縮板５２０の温度の上昇、チャンバ内への周囲真空の確立、または両方を含むことができる。故に、凝縮板５２０から蒸発される溶媒は、真空ポンプスタックに流動連通するように図１Ａに示される、排気ポート５５０を介して、乾燥チャンバから除去されることができる。排気ポート５５０は、弁Ｖ２を使用して、真空ポンプスタックと制御可能に流動連通することができる。
【００１８】
本教示によると、図１Ａの乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、基板を周囲温度から約４０℃〜約３００℃の温度の範囲内の温度に加熱するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、基板を周囲温度から約−１０℃〜約１５℃の温度の範囲内の温度に冷却するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、凝縮板は、冷却システムを用いて、凝縮板を周囲温度から約−１０℃〜約１５℃の温度の範囲内の温度に冷却するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態では、凝縮板は、加熱システムを用いて、凝縮板を周囲温度から約４０℃〜約３００℃の温度の範囲内の温度に加熱するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、乾燥プロセスの結果として凝縮板上に凝縮された溶媒を除去するために、凝縮板は、周囲温度から約６０℃〜約２００℃の温度の範囲内の温度に加熱されることができる。本教示によると、周囲温度は、約１５℃〜約８５℃であることができる。
【００１９】
図１Ａに描写されるような乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、真空ポンプスタックが、乾燥チャンバ５１０を、比較的に高沸点、例えば、１８０℃またはより高い沸点を有する溶媒にさえ効率的蒸発を促進し得る、高真空にもたらし得るように構成されることができる。加えて、図１Ａに描写されるような乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、時間の関数として制御される周囲圧力を確立するために、真空圧力プログラムを利用することができる。乾燥モジュール５００Ａのための真空圧力プログラムは、フィードバック圧力制御ループ（図示せず）を使用することによって、ガス補充ポート５４０上の弁Ｖ１および排気ポート５５０上の弁Ｖ２を制御することができる。本明細書に前述のように、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができ、弁Ｖ２は、スロットル弁であることができる。
【００２０】
表１は、図１Ａの乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態が基板の処理の間に提供し得る、動作パラメータおよび関連値を要約する。
【００２１】
乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関する表１に要約される動作パラメータに従って、基板上のインクは、インクの液体内容物が蒸発し、モジュールから圧送される、周囲真空への暴露を介して、またはインクの液体内容物が蒸発し、凝縮板に拡散し、そこで凝縮する、比較的により冷たい凝縮板への近接近暴露を介して、またはその２つの組み合わせを介して、乾燥されることができる。表１に示されるように、乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、長時間にわたって空チャンバに圧送する高真空圧送スタックを介して、１×１０−６Ｔｏｒｒまたはそれ未満の基本圧力を達成するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、基板の乾燥に続いて、比較的に短時間にわたって、例えば、基板が実質的に乾燥した後、例えば、約５秒〜約９６０秒の範囲内で選択され得る時間にわたって、種々の実施形態に関して、例えば、約１５秒〜約４８０秒の範囲内で選択され得る時間にわたって、乾燥チャンバ上に圧送する高真空圧送スタックを介して、１×１０−５Ｔｏｒｒの最大プロセス真空に接近するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、周囲圧力から１０ｍＴｏｒｒまでの設定点範囲にわたって、圧力を時間の関数としてある設定点圧力（圧力プログラム内の一連のステップとして規定され、各ステップが、ある時間周期にわたって時間の関数として圧力を規定する）に能動的に制御するための圧力制御システムを用いて、構成されることができ、圧力制御システムは、設定点の≦５±％の正確度を伴って、周囲圧力を確立することができる。表１に示されるような乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、凝縮板面積にわたる平均温度に対して測定される、≦±２℃の正確度を伴って、かつ凝縮板面積にわたる平均温度の周囲の≦±２℃の均一性を伴って、−２０℃〜周囲温度の範囲にわたって、凝縮板の温度を制御するように構成されることができる。表１に示されるように、乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、≦±２℃の正確度（基板面積にわたる平均温度に対して測定される）を伴って、かつ基板面積にわたる平均温度の周囲の≦±２℃の均一性を伴って、周囲温度〜１００℃の範囲にわたって基板の温度を制御するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態は、表１に示されるように、約０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲にわたって基板と凝縮板との間の間隙を制御するように構成されることができる。
【表１】
2019505750.tif 000003
【００２２】
表１から表５において本明細書に要約される動作パラメータを有する、本明細書に開示される乾燥および焼成モジュールの全てに関して、基板面積の基板温度制御ならびに温度均一性は、同等に、熱処置が、所望のプロセス結果を達成するための標的範囲内、例えば、基板上で製造されているフラットパネルディスプレイデバイスのアクティブ面積内または「縁除外域」と呼ばれる周界領域を除外する全体基板面積にわたって制御されなければならない、基板面積のサブセットのみも指し得る。種々の実施形態では、そのような「縁除外域」は、温度が所望のプロセス結果を達成するための標的範囲内で制御されなければならない、基板面積が、全ての側における縁除外域を除く基板の全体を含むように画定され得る。縁除外域は、種々の基板に対して変動し得、例えば、縁除外域は、種々の基板に関して、≦５ｍｍの幅、または種々の基板に関して、≦１０ｍｍの幅であることができる一方、種々の基板に関して、縁除外域の幅は、≦２０ｍｍであることができる、または種々の基板に関して、縁除外域は、≦５０ｍｍであることができる。
【００２３】
図１Ｂに描写されるような乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、チャックまたはトレイであり得る、温度制御される基板支持装置５３０の上方に位置付けられるように、凝縮支持体５２２上の乾燥チャンバ５１０内に搭載される、温度制御される凝縮板５２０を含むことができる。基板トレイまたはチャックであり得る、基板支持装置５３０は、凝縮板５２０に対して基板支持装置５３０の高さ調節を提供し得る、基板支持装置基部５３５上に搭載されることができる。基板支持装置５３０上では、基板４００が、図１Ｂに描写されるように搭載されることができる。前述のように、図１Ａの乾燥モジュール５００ａに関して、乾燥チャンバ５１０は、弁Ｖ１を使用して制御される、乾燥チャンバ５１０と流動連通するガスを有し得る、ガス補充ポート５４０を有することができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態では、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができる。本教示によると、ガス補充ポート５４０を介して供給されるガスは、例えば、窒素清浄乾燥空気およびアルゴンを含むことができる。加えて、ガス補充ポート５４０を介して供給されるガスは、規定された最大量の酸素、湿気、オゾン内容物、またはそれらの組み合わせを維持するように制御されることができる。
【００２４】
図１Ｂの乾燥チャンバ５１０は、排気ポート５５０を通して真空ポンプスタックと流動連通することができる。チャンバ５１０から排気ポート５５０を通したガスの流動は、弁Ｖ２を使用して制御されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態では、弁Ｖ２は、スロットル弁であることができる。図１Ａの乾燥モジュール５００Ａおよび図１Ｂの５００Ｂの種々の実施形態では、ガスを乾燥モジュールチャンバから圧送するために使用される、真空ポンプスタックは、粗引きポンプ、粗引きポンプおよびターボポンプ、または粗引きポンプおよびクライオポンプであることができる。乾燥モジュールの種々の実施形態では、粗引きポンプは、乾燥チャンバとポンプ油の汚染を最小限にするように、ポンプ油が圧送経路に暴露されない、乾燥ポンプ、例えば、スクロールポンプ、ダイヤフラムポンプ、ねじポンプ、または別の種類のポンプであることができる。
【００２５】
図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態に関して、温度制御される基板支持装置５３０は、装置の一部として含まれる、リフトピン５３２を有することができる。リフトピン５３２は、基板４００を特定の固定された高さに保持する、または基板４００を特定の高さに持ち上げるように構成されることができ、例えば、取扱者が、基板４００の乾燥モジュール５００Ｂの内外への装填および装填解除の間、基板を容易に操作することを可能にすることができる。基板チャックおよびリフトピンの組み合わせは、基板４００が、リフトピン５３２上に設置され得、基板支持装置５３０、リフトピン５３２、または両方の運動を通して、基板４００が、基板支持装置５３０上に静置し、それによって保持され得るように構成されてもよい。例えば、加熱されたチャックとして、温度制御される基板支持装置５３０を利用する、乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、縁遮蔽体５６０を含むことができる。本教示によると、乾燥モジュールの種々の実施形態のいずれかは、基板の縁で生じ得る基板の上方の領域からの蒸気拡散を防止または大幅に最小限し、基板の上方の蒸気の流動または分布を妨害し得る、凝縮板の縁におけるガスの流入を防止または低減させ得る、蒸気フードを提供するための縁遮蔽体を含むことができる。本明細書に前述のように、基板から発出する蒸気は、担体液体が溶媒または溶媒の組み合わせであり得る、フィルム形成インクの調製において使用される担体液体の蒸発の結果であり得る。
【００２６】
図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態の付加的特徴は、乾燥モジュール５００Ｂと真空ポンプスタックとの間のライン内に位置し得る、蒸気軽減システム５７０と、乾燥モジュール５００Ｂ内の種々の蒸気のレベルを監視するための蒸気モニタ５７５とを含むことができる。蒸気軽減システム５７０の種々の実施形態は、例えば、機械的フィルタ、化学フィルタ、またはコールドトラップを用いて構成され得る、蒸気軽減システム５７０を通して流動するガスから蒸気を除去することができる。
【００２７】
図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、温度制御される基板支持装置５３０の上方の温度制御される凝縮板５２０と、凝縮板５２０と基板５３０との間の制御可能距離間隙Ｇとを有することができる。本教示によると、乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、乾燥プロセスの間、凝縮板５２０と基板４００との間の間隙距離Ｇは、約１ｍｍ〜約２０ｍｍであることができる。図１Ａの乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して本明細書に前述されるように、図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂの実施形態に関して、溶媒は、主に、溶媒蒸気ＳＶＳが、基板４００の加熱、凝縮板５２０の冷却、または両方を介して、基板４００から駆動される、凝縮板５２０上への温度駆動拡散を介して、基板４００から除去されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態に関して、周囲真空が、確立されることができ、次いで、溶媒蒸気ＳＶＳが、溶媒基板４００からの蒸発に起因して、形成され、次いで、凝縮板５２０に拡散することができる。本教示によると、基板４００から凝縮板５２０上への蒸気の温度駆動拡散は、基板４００が凝縮板５２０より比較的に熱い温度差を確立する、温度制御のある組み合わせを通して生じることができる。蒸気が凝縮板５２０上に凝縮した後、それらは、次いで、周囲真空を介して、凝縮板５２０から蒸発されることができる。
【００２８】
本教示によると、図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、基板を周囲温度から約４０℃〜約３００℃の温度の範囲内の温度に加熱するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、基板を周囲温度から約−１０℃〜約１５℃の温度の範囲内の温度に冷却するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態に関して、凝縮板は、冷却システムを用いて、凝縮板を周囲温度から約−１０℃〜約１５℃の温度の範囲内の温度に冷却するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態では、凝縮板は、加熱システムを用いて、凝縮板を周囲温度から約４０℃〜約３００℃の範囲内の温度に加熱するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態に関して、乾燥プロセスの結果として凝縮板上に凝縮された溶媒を除去するために、凝縮板は、周囲温度から約６０℃〜約２００℃の温度の範囲内の温度に加熱されることができる。本教示によると、周囲温度は、約１５℃〜約８５℃であることができる。
【００２９】
図１Ａの乾燥モジュール５００Ａに関して本明細書に前述されるように、図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、真空ポンプスタックが、乾燥チャンバ５１０を、比較的に高沸点、例えば、１８０℃またはより高い沸点を有する溶媒にさえ効率的蒸発を促進し得る、高真空にもたらし得るように構成されることができる。図１Ｂに描写されるような乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、時間の関数として制御される周囲圧力を確立するために、真空圧力プログラムを利用することができる。そのような真空圧力プログラムは、フィードバック圧力制御ループ（図示せず）を使用することによって、ガス補充ポート５４０上の弁Ｖ１と、排気ポート５５０上の弁Ｖ２とを制御するように構成されることができる。本明細書に前述のように、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができ、弁Ｖ２は、スロットル弁であることができる。
【００３０】
表２は、乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態が基板の処理の間に提供し得る、動作パラメータおよび関連値を要約する。
【００３１】
表２に要約される動作パラメータに従って、乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態に関して、基板上のインクは、インクの液体内容物が蒸発し、モジュールから圧送される、周囲真空への暴露を介して、またはインクの液体内容物が蒸発し、凝縮板に拡散し、そこで凝縮する、比較的により冷たい凝縮板への近接近暴露を介して、またはその２つの組み合わせを介して、乾燥されることができる。表２に示されるように、乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、長時間にわたって空チャンバに圧送する高真空圧送スタックを介して、１×１０−６Ｔｏｒｒまたはそれ未満の基本圧力を達成するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、基板の乾燥に続いて、乾燥チャンバ上に圧送する高真空圧送スタックを介して、比較的に短時間にわたって、例えば、基板が実質的に乾燥した後、例えば、約５秒〜約９６０秒の範囲内で選択され得る時間にわたって、種々の実施形態に関して、例えば、約１５秒〜約４８０秒の範囲内で選択され得る時間にわたって、１×１０−５Ｔｏｒｒの最大プロセス真空に接近するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、周囲圧力〜１００ｍＴｏｒｒの設定点範囲にわたって、時間の関数として圧力を、ある設定点圧力（圧力プログラム内の一連のステップとして規定され、各ステップが、ある時間周期にわたって時間の関数として圧力を規定する）に能動的に制御するための圧力制御システムを用いて構成されることができ、圧力制御システムは、設定点の≦５±％の正確度を伴って、周囲圧力を確立することができる。乾燥モジュール５００Ｂは、１０Ｃ〜４５Ｃの範囲にわたって、凝縮板の温度を制御するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、周囲温度〜６０Ｃの範囲にわたって、基板の温度を制御するように構成されることができる。乾燥モジュール５００Ｂは、凝縮板と基板との間の温度差の均一性が≦±５℃であるように制御するように構成されることができる（基板面積にわたる平均温度差に対して測定される）。表２に示されるような乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、凝縮板と基板との間の温度差の均一性が平均温度差の≦±１５％であるように制御するように構成されることができる（基板面積にわたる平均温度差に対して測定される）。表２に示されるように、乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲にわたって、基板と凝縮板との間の間隙を制御するように構成されることができる。表２に示されるような乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、基板と凝縮板との間の間隙の均一性が≦±５００ｕｍであるように制御するように構成されることができる（基板面積にわたる平均間隙に対して測定される）。乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、表２に示されるように、基板と凝縮板との間の間隙の均一性が基板面積にわたる平均間隙の≦±１０％であるように制御するように構成されることができる（基板面積にわたる平均間隙に対して測定される）。
【表２】
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【００３２】
本教示の図１Ａの乾燥モジュール５００Ａおよび図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂの種々の実施形態は、真空圧力プログラムを利用し、かつ基板４００と凝縮板５２０との間の間隙Ｇを画定する柔軟性を提供することによって、基板の温度および凝縮板の温度（またはそれらの間の温度差）等のプロセスパラメータを修正する柔軟性を提供する。基板乾燥に影響を及ぼすパラメータのそのような柔軟性は、プロセス開発ならびに生産環境における周期的機械調整および再較正のための柔軟性を提供することができる。そのようなパラメータは、プロセス開発の間にいったん決定されると、製造ツールのために容易に設定されることができる。
【００３３】
図１Ｃおよび図１Ｄは、種々の実施形態が、図１Ａの乾燥モジュール５００Ａおよび図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂ等、本教示の乾燥モジュールの実施形態と併用され得る、凝縮板５２５を描写する。本発明者らは、図１Ｃおよび図１Ｄの凝縮板５２０が基板の均一乾燥を提供し得ることを見出した。
【００３４】
図１Ｃおよび図１Ｄに関する概要として、理論によって拘束されるわけではないが、本明細書に前述のように、液体インクで均一にコーティングされる基板のための均一乾燥率を達成する課題は、少なくとも部分的に、縁と比較して基板の中心における基板の上方の液体蒸気の蓄積における差異に起因し得る。したがって、中心における乾燥率は、縁より比較的に抑制され、中心から縁への非均一乾燥率につながり得る。種々の本教示の乾燥モジュールは、例えば、基板から離れる蒸気の拡散流動を妨害し、それによって、本現象の影響を比較的に低減させ得る、基板の縁の近位の乾燥チャンバ内に搭載されるバッフルまたは遮蔽体を利用することによって、基板の縁における非均一乾燥を低減させるように構成されることができる。種々の実施形態では、そのような遮蔽体またはバッフルの使用は、基板から凝縮板への蒸気の拡散率が、中心から基板を越えて外向きへの拡散率をはるかに上回り、それによって、低減された縁効果を伴う乾燥プロセスを提供し得る、状態を確立する。
【００３５】
しかしながら、ある場合には、基板上にコーティングされた液体インクは、基板面積にわたって均一ではあり得ず、むしろ、コーティングを伴う領域と、コーティングを伴わない領域とによって画定された明確に異なる面積または特徴を伴う、特定のパターンを有し得る。例えば、基板上のインクコーティングパターンは、ＯＬＥＤディスプレイデバイスのための基板のアクティブ面積内の個々の赤色、緑色、および青色ピクセルセルのコーティングされていない周界領域または領域を伴う、長方形のコーティングされた領域であることができる。付加的実施例では、基板上のインクコーティングパターンは、２つまたはそれを上回る長方形のコーティングされた領域のアレイであることができる、またはＯＬＥＤディスプレイデバイスのための基板のアクティブ面積内の個々の赤色、緑色、および青色ピクセルセルの領域であり得る。基板の種々の実施形態は、基板またはマザーガラスサイズを画定し得る、そのようなアクティブ面積のアレイを有することができる。基板またはマザーガラスは、異なる世代（「Ｇ」）、例えば、Ｇ３．５（例えば、約７２０ｍｍ×約６３０ｍｍ）、ハーフカットＧ６（例えば、約１５００ｍｍ×約９２５ｍｍ）、Ｇ６（例えば、約１８５０ｍｍ×約１５００ｍｍ）、Ｇ８またはＧ８．５（例えば、約２５００ｍｍ×約２２００ｍｍ）、Ｇ１０、またはＧ１０．５（例えば、約３０００ｍｍ×約２８００ｍｍ）、またはＧ１１（例えば、約３０００ｍｍ×約３０００ｍｍ）に対応するサイズを有し得る。例えば、Ｇ８基板は、５５インチ対角線ディスプレイデバイスのための６つのアクティブ面積のアレイを用いて構成されることができ、各アクティブ面積は、例えば、後に、機能するディスプレイデバイスとしての最終製品への後続加工のために、基板を６つの別個のディスプレイに切断することを促進し得る、基板上のブランク領域によって、周縁において他のアクティブ面積から分離される。
【００３６】
基板上のブランク領域によって囲繞される基板上のアクティブ面積内にピクセルの領域を有する、そのような基板に関して、任意の個々のピクセルを充填する、液体インク乾燥率は、蒸発されるインクの蒸気がその個々のピクセルから離れて流動する率に依存し得る。基板のための乾燥プロセスの間、そのピクセルの上方に近接近する凝縮板を伴う、充填されたピクセルの大アクティブ領域の中央におけるピクセルに関して、蒸気流率が主に凝縮板に対するものであると仮定することが合理的である。これは、インク蒸気濃度がそのようなピクセルに対して局所的に均一であり得ることを前提として、そのようなピクセルの全ての側上の液体の量が等しいため、アクティブ面積の大中央領域内のピクセルの物理的配列に起因する。対照的に、アクティブ面積内の充填されたピクセルの大領域の縁におけるピクセルに関して、中心におけるように、凝縮板に向かって同一の実質的蒸気流率が存在すると仮定することが合理的であるが、また、コーティングされた領域から、例えば、アクティブ面積間のブランク領域によって画定されたコーティングされていない領域の中への外向きの蒸気流率も存在するであろう。したがって、充填されたピクセルの大領域の縁におけるピクセルからの全体的蒸発率は、例えば、アクティブ面積間のブランク領域によって画定されたコーティングされていない領域の中への本付加的外向きに蒸気流動に起因して、充填されたピクセルの大領域の中心においてよりも高くなり得る。
【００３７】
実際、所与の基板／凝縮板間隙距離に関して、本縁駆動外向き蒸気流動の影響が、コーティングされた領域の縁から測定される基板／凝縮板間隙距離とほぼ等しい距離に位置するピクセルから開始して、有意となり得ることが観察される。例えば、５ｍｍの間隙距離に関して、縁駆動外向き蒸気流動は、縁から５ｍｍの距離から開始して、乾燥率の有意な増加につながり得、乾燥率の増加は、最大乾燥率がコーティングされた領域のぎりぎりの縁におけるそれらのピクセルに関して観察されるまで、縁に近づくほどピクセルに関して増加し続ける。同一原理は、そのコーティングされた領域の特定の面積内の局所乾燥率に関して、ピクセル化されていないコーティングされた領域、例えば、ブランケットコーティングされた領域にも等しく適用される。乾燥プロセスの種々の実施形態では、液体コーティングは、製造されているデバイスの機能のためのコーティングを要求する、標的領域より大きい領域にわたって提供されることができる。例えば、基板は、ディスプレイ上で画像を生成する際にアクティブではないが、アクティブピクセルを囲繞する面積内のピクセル領域の中へのインクの装填を提供する、「ダミー」ピクセルから成る周辺領域を有する、アクティブ面積を用いて構成されることができる。そのような基板構成では、液体コーティングが提供される、実際の領域は、ダミーピクセル幅と呼ばれるある幅だけ、アクティブ領域を越えて延びている。
【００３８】
本発明者らは、図１Ｃおよび図１Ｄに図式的に描写される可変間隙サイズを用いて構成される凝縮板５２５を利用する、乾燥モジュールが、縁効果に対する効果的解決策を提供し、それによって、基板の均一乾燥を提供し得ることを認識している。本発明者らはさらに、そのような凝縮板５２５の使用が、ＯＬＥＤデバイスのアクティブ面積の周界の周囲にダミーピクセルを伴う基板を使用することによって、さらに向上され得ることを認識している。図１Ｃでは、凝縮板５２５は、溶媒蒸気ＳＶＳが凝縮板５２５に向かって拡散している、基板４００の上方に描写される。基板４００は、ブランク領域４１２によって分離されるように描写される、アクティブ面積またはコーティングされた領域４１０Ａと、アクティブ面積またはコーティングされた領域４１０Ｂとともに示される。凝縮板５２５は、ＯＬＥＤデバイスのアクティブ面積にわたって効果的蒸発を助長する、第１の間隙Ｇ１と、縁における蒸発率を減速させるために、第１の間隙Ｇ１より大きい、第２の間隙Ｇ２とを提供するように構成されることができる。図１Ｃに描写される領域は、図１Ｄでは、拡大図で示される。図１Ｄでは、凝縮板５２５は、アクティブ領域４１０Ａを伴う基板４００にわたって描写される。アクティブ領域４１０Ａでは、複数のピクセル、すなわち、アクティブ領域内の例示的ピクセル４２０Ａおよびダミーピクセル領域内の例示的ピクセル４２０Ｄが、インク液滴１０で充填されて示される。アクティブ面積４１０Ａの縁における領域では、図１Ｄに描写されるように、第１の間隙Ｇ１が、アクティブピクセル領域Ｉにわたってある一方、第２の間隙Ｇ２が、ダミーピクセル領域ＩＩにわたってある。本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態によると、基板４００と凝縮板５２５との間の第１の間隙Ｇ１は、約１ミリメートル〜約２０ミリメートルであることができる一方、基板４００と凝縮板５２５との間の第２の間隙Ｇ２は、第１の間隙を少なくとも１ミリメートル上回ることができる。
【００３９】
凝縮板５２５の種々の実施形態は、第１の間隙Ｇ１および第２の間隙Ｇ２を確立する面積内の基板４００に面する凝縮板５２５の面内の遷移領域を用いて構成されることができる。凝縮板５２５の種々の実施形態では、遷移領域は、図１Ｃおよび図１Ｄに描写されるように、比較的に鋭い段を備えている一方、凝縮板５２５の他の実施形態は、角度付けられた領域または２つの領域を平滑に接続する連続プロファイルを用いて構成されることができる。種々の実施形態では、間隙Ｇ１およびＧ２を確立する面積間の遷移領域の連続プロファイルは、基板から凝縮板への相対的局所蒸気流率を制御し、縁乾燥効果を補償するように調整されることができる。凝縮板５２５の種々の実施形態および関連方法では、図１Ｄに表されるピクセルは全て、領域ＩＩ内のピクセルの結果として生じる乾燥率が領域ＩＩ内のピクセルの乾燥率と実質的に異ならないように、遷移領域にわたって徐々により大きくなる間隙を有する、凝縮板５２５と組み合わせて、領域Ｉおよび領域ＩＩの両方が、アクティブ領域の一部であるようにアクティブピクセルであることができる。
【００４０】
ダミーピクセル領域ＩＩを伴う基板４００等の基板を乾燥させるために構成され、Ｇ１およびＧ２が、同一であって、全ての場所の凝縮板が、ほぼ同一間隙を提供する、図１Ｃおよび図１Ｄの凝縮板５２５の種々の実施形態を利用する、乾燥モジュールの本教示によると、ダミーピクセル幅は、凝縮板と基板との間の間隙と等しくあることができる。ダミーピクセル領域を用いて構成される基板の種々の実施形態では、ダミーピクセル幅は、凝縮板と基板との間の間隙の２倍、３倍、またはさらに４倍と等しくあることができる。
【００４１】
Ｇ２＞Ｇ１であって、凝縮板５２５が、ダミーピクセル領域ＩＩを伴う基板４００等の基板を乾燥させるために構成される、コーティングされた領域の端部における低減された乾燥率を提供するように構成され得る、図１Ｃおよび図１Ｄの凝縮板５２５の種々の実施形態を利用する、乾燥モジュールの本教示によると、ダミーピクセル幅は、凝縮板と基板との間の間隙Ｇ１と等しい、または凝縮板と基板との間の間隙Ｇ１未満であることができる。図１Ｃおよび図１Ｄの凝縮板５２５等のダミーピクセルを伴う基板を乾燥させるために構成される凝縮板５２５を利用する、乾燥モジュールの種々の実施形態では、ダミーピクセル幅は、約１０μｍ（ミクロン）〜約３２ｍｍ（ミリメートル）であることができる。図１Ｃおよび図１Ｄの凝縮板５２５等のダミーピクセルを伴う基板を乾燥させるための凝縮板を利用する、乾燥モジュールの種々の実施形態に関して、ダミーピクセル幅は、約１００μｍ（ミクロン）〜約５００μｍ（ミクロン）であることができる。図１Ｃおよび図１Ｄの凝縮板５２５等のダミーピクセルを伴う基板を乾燥させるための凝縮板を利用する、乾燥モジュールの種々の実施形態では、ダミーピクセル幅は、約１ｍｍ〜約３２ｍｍであることができる。
【００４２】
本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態に関して、標的ダミーピクセル幅より比較的に大きい基板と凝縮板との間の間隙を利用して、例えば、構造内の不完全性ならびに基板、基板支持装置、および凝縮板の位置付けから生じる基板の面積にわたる間隙における変動に対する乾燥プロセスの感度を低減させる、またはそれ以外は同一の温度差を基板と凝縮板との間に維持しながら、乾燥率を低減させることが望ましくあり得る。そのような場合では、要求されるダミーピクセル幅を低減させる、またはダミーピクセルの必要性を完全に排除する様式において、縁駆動外向き流動を補償するように、中心に対してコーティングされた領域の縁における基板から凝縮板へのインク蒸気の流率を局所的に低減させることが望ましくあり得る。
【００４３】
本教示によると、図１Ｃおよび図１Ｄの凝縮板５２５の種々の実施形態は、基板の異なる基板領域と凝縮板との間の異なる間隙を確立するように、物理的にパターン化されることができる。そのような実施形態に関して、異なる間隙は、基板上の液体コーティングのパターンに対して確立される。ダミーピクセル領域を含むアクティブ面積を有する、基板処理の種々の実施形態に関して、本教示の凝縮板は、液体コーティングが第１の領域の周縁を除いて提供される、第１の領域にわたる第１の間隙と、第１の領域の周縁ならびに第１の領域を囲繞する第２の領域にわたる、第２の間隙とを提供するように構成されることができる。基板の種々の実施形態に関して、第２の領域は、液体コーティングを有していない。種々の実施形態では、第１の領域にわたるコーティングは、コーティングの乾燥が均一である必要がない、ダミー領域を備えている。ダミーピクセル領域を含むアクティブ面積を有する、基板の種々の実施形態では、第１の領域にわたるコーティングは、乾燥後の結果として生じる層が加工されているデバイスのアクティブ機能に関与しない、ダミー領域を備えている。種々の実施形態では、本ダミー領域は、均一コーティングの延在部またはアクティブピクセルの領域を囲繞するダミーピクセルのセットを備えていることができる。ダミーピクセル領域を含むアクティブ面積を有する、基板の種々の実施形態に関して、本教示の凝縮板によって提供される第２の間隙が第１の領域にわたって侵入する、周縁領域の幅は、ダミー領域の幅未満である。ダミーピクセル領域を含むアクティブ面積を有する、基板の種々の実施形態では、本教示の凝縮板によって提供される第２の間隙が第１の領域にわたって侵入する、周縁領域の幅は、ダミー領域の幅と同一である。
【００４４】
種々の乾燥プロセスは、図１Ｃおよび図１Ｄの凝縮板５２５の種々の実施形態を用いて構成され得る、図１Ａの乾燥モジュール５００Ａまたは図１Ｂの乾燥モジュール５００Ｂを利用することができる。種々の乾燥プロセスの本教示によると、液体インクは、基板上にあるパターンで堆積されることができ、基板は、乾燥モジュール内の基板支持装置上に設置されることができ、乾燥モジュールは、シールされることができ、乾燥モジュール圧力内の圧力は、低減され、故に、標的圧力プロファイルまたは標的圧力に従って、時間の関数として制御されることができることができる。本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態は、堆積される液体パターンを有する基板の表面を凝縮板に近接して設置するように調節されることができ、凝縮板の温度は、基板の温度より低くなるように制御されることができ、そのような状態では、液体インクの液体成分は、基板の表面から蒸発し、凝縮板上に凝縮することができ、乾燥モジュール内で蒸発されるインク蒸気の主流は、基板表面から凝縮板上に発出する。乾燥プロセスの種々の実施形態では、基板温度および凝縮板温度は両方とも、制御されることができ、そのような制御は、基板温度を周囲温度を上回るまたは周囲温度を下回るように制御すること、凝縮板温度を周囲温度を上回るまたは周囲温度を下回るように制御すること、もしくはそれらのある組み合わせを含むことができる。
【００４５】
本教示の乾燥プロセスの種々の実施形態に関して、基板が乾燥または実質的に乾燥した後、乾燥モジュールの基板と凝縮板との間の間隙は、間隙が基板からの液体の蒸発の間より比較的に大きくなり得るように調節されることができる。加えて、乾燥モジュール圧力は、液体が、基板から蒸発している間、モジュール内の圧力に対してより低い圧力を乾燥モジュール内に確立するように調節されることができ、凝縮板上に凝縮された液体は、凝縮板から蒸発することができ、排気ポートを介して、乾燥モジュールから排気されることができる。さらに、本教示の乾燥プロセスの種々の実施形態によると、液体が凝縮板から蒸発している間、凝縮板温度は、凝縮板上に凝縮された液体のより高速の蒸発を促進するように、基板からの液体の蒸発の間に使用される凝縮板温度に対して増加されることができる。本教示の乾燥プロセスの種々の実施形態によると、基板が乾燥または実質的に乾燥した後、乾燥モジュール圧力は、ある規定された最大量の酸素、水蒸気、またはオゾンを有する、窒素、清浄乾燥空気、もしくはアルゴン等、規定された純度を有するプロセスガスを使用することによって増加されることができる。本教示の乾燥プロセスの種々の実施形態では、凝縮板が乾燥または実質的に乾燥した後、乾燥モジュール圧力は、ある規定された最大量の酸素、水蒸気、またはオゾンを有する、窒素、清浄乾燥空気、もしくはアルゴン等、規定された純度を有するプロセスガスでモジュールを補充することによって増加されることができる。最後に、乾燥モジュールをプロセスガスで充填後、乾燥モジュールは、開放されることができ、基板は、除去されることができる。本種類の乾燥モジュールの種々の実施形態によると、例えば、約１００百分率（ｐｐｍ）未満における酸素、水蒸気、およびオゾンの汚染は、約１０ｐｐｍ未満、約１ｐｐｍ未満、約１００十億分率（ｐｐｂ）未満、約１０ｐｐｂ未満、または約１ｐｐｂ未満まで乾燥プロセス環境内で維持されることができる。
【００４６】
図２Ａは、真空ボックスまたは真空チャンバを利用する、本教示の乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態を描写する。真空ボックスまたは真空チャンバを用いて構成される、乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、図１Ａの乾燥モジュールの実施形態によって提供される属性および特徴の多くを有することができる。例えば、乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態では、乾燥チャンバ５１０は、基板トレイまたはチャックであり得る、温度制御される基板支持装置５３０を格納することができる。基板支持装置５３０は、基板４００から発出する溶媒蒸気ＳＶＳを描写する、図２Ａに示されるように、乾燥プロセスの間、基板４００を支持することができる。真空ボックスまたは真空チャンバとして構成される、乾燥モジュールの実施形態に関する一意の要件は、製造の間、基板に適用するために使用される担体液体中の材料が、減圧のみを使用して、均一乾燥を達成し、担体液体を除去するように適切に調合されなければならないことである。乾燥チャンバ５１０は、弁Ｖ１を使用して制御される、乾燥チャンバ５１０と流動連通するガスを有し得る、ガス入口ポート５４０Ａを有することができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態では、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができる。本教示によると、ガス入口ポート５４０Ａを介して供給されるガスは、例えば、窒素清浄乾燥空気およびアルゴンを含むことができる。加えて、ガス入口ポート５４０Ａを介して供給されるガスは、規定された最大量の酸素、湿気、オゾン内容物、またはそれらの組み合わせを維持するように制御されることができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、溶媒蒸気ＳＶが、弁Ｖ２を使用して制御され得る、溶媒蒸気入口ポート５４０Ｂを介して乾燥チャンバ５１０と流動連通し得るように構成されることができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態では、弁Ｖ２は、ニードル弁であることができる。乾燥チャンバ５１０は、排気ポート５５０を通して真空ポンプスタックと流動連通することができる。チャンバ５１０から排気ポート５５０を通したガスの流動は、弁Ｖ３を使用して制御されることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態では、弁Ｖ３は、スロットル弁であることができる。本明細書に開示される乾燥モジュールまたは焼成モジュールの種々の実施形態では、プロセスチャンバの中に導入される溶媒蒸気ＳＶは、基板４００上での液体コーティングの蒸発によって生産された溶媒蒸気ＳＶＳと同一または実質的に同一であることができ、代替として、プロセスチャンバの中に導入される溶媒蒸気ＳＶは、基板４００上での液体コーティングの蒸発によって生産された溶媒蒸気ＳＶＳと異なることができる。
【００４７】
加えて、図１Ａの乾燥モジュールの実施形態と同様に、図２Ａの乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、真空ポンプスタックが、乾燥チャンバ５１０を、比較的に高沸点、例えば、１８０℃またはより高い沸点を有する溶媒にさえ効率的蒸発を促進し得る、高真空にもたらし得るように構成されることができる。さらに、乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、フィードバック圧力制御ループ（図示せず）を使用することによって、ガス出口ポート５５０上の弁Ｖ３と、ガス入口ポート５４０Ａ上の弁Ｖ１とを制御するように構成される、真空圧力プログラムを利用することができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態に関して、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができ、弁Ｖ３は、スロットル弁であることができる。図２Ａの乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、具体的プロセスの要件に従ってプログラムされ得る、真空プロファイルを有することができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、乾燥チャンバ５１０の中への溶媒蒸気ＳＶの流動を制御するために、制御システムを有することができる。そのような制御システムは、乾燥チャンバ５１０内の溶媒蒸気ＳＶを測定するように構成される、制御センサ（図示せず）と、乾燥チャンバ５１０内にある溶媒蒸気ＳＶレベルを確立するように、溶媒蒸気入口ポート５４０Ｂ上の弁Ｖ２と、ガス出口ポート５５０上の弁Ｖ３とを制御するためのフィードバックシステム（図示せず）とを有することができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態に関して、弁Ｖ２は、ニードル弁であることができ、弁Ｖ３は、スロットル弁であることができる。
【００４８】
表３は、乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態が基板の処理の間に提供し得る、動作パラメータおよび関連値を要約する。
【００４９】
表３に要約されるように、乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態に関して、基板上のインクは、インクの液体内容物が蒸発し、モジュールから圧送される、周囲真空への暴露を介して、乾燥されることができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、長時間にわたって空チャンバに圧送する高真空圧送スタックを介して、１×１０−６Ｔｏｒｒまたはそれ未満の基本圧力を達成するように構成されることができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、基板の乾燥に続いて、チャンバ上に圧送する高真空圧送スタックを介して、比較的に短時間にわたって、基板が実質的に乾燥した後、例えば、約５秒〜約６０秒の時間の範囲内で選択された時間にわたって、種々の実施形態では、約１２０秒〜約９６０秒の時間の範囲内で選択された時間にわたって、１×１０−５Ｔｏｒｒの最大プロセス真空に接近するように構成されることができる。表３に要約されるような乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、時間の関数として圧力を、圧力プログラム内の一連のステップとして規定され、各ステップが、ある時間周期にわたって時間の関数として圧力を規定する、圧力をある設定点圧力に能動的に制御するための圧力制御システムを用いて構成されることができる。この点において、乾燥モジュール５０１Ａの圧力制御システムの種々の実施形態は、設定点圧力を周囲圧力から１ｍＴｏｒｒに制御することができ、圧力制御システムは、設定点の≦５±％の正確度を伴って、周囲圧力を確立することができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、溶媒蒸気ＳＶを乾燥チャンバの中に流動させるように構成されることができる。溶媒蒸気ＳＶの流動は、溶媒蒸気ＳＶのある蒸気圧力をチャンバ内に確立するための制御システムを介して、制御されることができる。
【表３】
2019505750.tif 000005
【００５０】
図２Ｂは、真空チャンバの真空ボックスを利用する、本教示の焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態の描写である。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、真空ボックスまたは真空チャンバを用いて構成される。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態では、焼成チャンバ５１５は、焼成プロセスの間、溶媒蒸気ＳＶＳが発出し得る、基板４００を支持するための温度制御される基板加熱器５８０を格納することができる。温度制御される基板加熱器５８０の種々の実施形態は、室温から約２５０℃〜約３５０℃の最大温度まで基板４００を加熱するように構成されることができる。焼成チャンバ５１５は、弁Ｖ１を使用して制御される、焼成チャンバ５１５と流動連通するガスを有し得る、ガス入口ポート５４０Ａを有することができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態では、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができる。本教示によると、ガス入口ポート５４０Ａを介して供給されるガスは、例えば、窒素清浄乾燥空気およびアルゴンを含むことができる。加えて、ガス入口ポート５４０Ａを介して供給されるガスは、規定された最大量の酸素、湿気、オゾン内容物、またはそれらの組み合わせを維持するように制御されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、基板４００に適用されるインクの担体液体からの溶媒蒸気ＳＶＳが、弁Ｖ２を使用して制御され得る、溶媒蒸気入口ポート５４０Ｂを介して、焼成チャンバ５１５と流動連通し得るように構成されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態では、弁Ｖ２は、ニードル弁であることができる。
【００５１】
図２Ｂに描写されるように、焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、焼成の間、基板４００の表面を横断して直交流を提供するように構成されることができる。焼成モジュールの種々の実施形態は、例えば、焼成チャンバ５１５の片側のガス入口ポート５４０Ａおよび溶媒蒸気入口ポート５４０Ｂ等の１つ以上の入口ポートと、焼成チャンバ５１５の対向側の、弁Ｖ３によって制御され得る、ガス出口ポート５５０等の１つ以上の出口ポートとを用いて構成されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態に関して、ガスの直交流は、溶媒蒸気ＳＶＳを基板表面から離れるように搬送することができる。種々の実施形態では、ガスの直交流は、ガス放出種、例えば、焼成の間に放出される捕捉された揮発性汚染物質を基板表面から離れるように搬送することができる。焼成チャンバ５１５は、排気ポート５５５を通して真空ポンプスタックと流動連通することができる。焼成チャンバ５１５から排気ポート５５５を通したガスの流動は、弁Ｖ４を使用して制御されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態では、弁Ｖ４は、スロットル弁であることができる。
【００５２】
加えて、図２Ｂの焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、真空ポンプスタックが、焼成チャンバ５１５を、比較的に高沸点、例えば、１８０℃またはより高い沸点を有する溶媒にさえ効率的蒸発を促進し得る、高真空にもたらし得るように構成されることができる。さらに、焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、フィードバック圧力制御ループ（図示せず）を使用することによって、ガス出口ポート５５０上の弁Ｖ３と、ガス入口ポート５４０Ａ上の弁Ｖ１とを制御するように構成される、真空圧力プログラムを利用することができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態に関して、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができ、弁Ｖ３は、スロットル弁であることができる。図２Ｂの焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、具体的プロセスの要件に従ってプログラムされ得る、真空プロファイルを有することができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、焼成チャンバ５１０の中への溶媒蒸気ＳＶの流動を制御するために、制御システムを有することができる。そのような制御システムは、乾燥チャンバ５１０内の溶媒蒸気ＳＶを測定するように構成される、制御センサ（図示せず）と、乾燥チャンバ５１０内にある溶媒蒸気ＳＶレベルを確立するように、溶媒蒸気入口ポート５４０Ｂ上の弁Ｖ２と、ガス出口ポート５５０上の弁Ｖ３とを制御するためのフィードバックシステム（図示せず）とを有することができる。図２Ｂの焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、具体的プロセスの要件に従ってプログラムされ得る、真空プロファイルを有することができる。焼成モジュール５０１Ａの種々の実施形態に関して、弁Ｖ２は、ニードル弁であることができ、弁Ｖ３は、スロットル弁であることができる。本明細書に開示される乾燥モジュールまたは焼成モジュールの種々の実施形態では、プロセスチャンバの中に導入される溶媒蒸気ＳＶは、基板４００上での液体コーティングの蒸発によって生産された溶媒蒸気ＳＶＳと同一または実質的に同一であることができ、代替として、プロセスチャンバの中に導入される溶媒蒸気ＳＶは、基板４００上での液体コーティングの蒸発によって生産された溶媒蒸気ＳＶＳと異なることができる。
【００５３】
表４は、焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態が基板の処理の間に提供し得る、動作パラメータおよび関連値を要約する。
【００５４】
表４に要約されるように、乾燥モジュール５０１Ｂの種々の実施形態に関して、基板上のインクは、インクの液体内容物が蒸発し、モジュールから圧送される、周囲真空への暴露を介して、乾燥されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、長時間にわたって空チャンバに圧送する高真空圧送スタックを介して、１×１０−６Ｔｏｒｒまたはそれ未満の基本圧力を達成するように構成されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、基板の乾燥に続いて、チャンバ上に圧送する高真空圧送スタックを介して、比較的に短時間にわたって、基板が実質的に乾燥した後、例えば、約５秒〜約６０秒の範囲内で選択された時間にわたって、種々の実施形態では、約１２０秒〜約９６０秒の範囲内で選択された時間にわたって、１×１０−５Ｔｏｒｒの最大プロセス真空に接近するように構成されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、時間の関数として圧力を、圧力プログラム内の一連のステップとして規定され、各ステップが、ある時間周期にわたって時間の関数として圧力を規定する、ある設定点圧力に能動的に圧力を制御するための圧力制御システムを用いて構成されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態に関して、圧力は、周囲圧力から１ｍＴｏｒｒの設定点範囲にわたることができ、圧力制御システムは、設定点の≦５±％の正確度を伴って、周囲圧力を確立することができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態は、溶媒蒸気ＳＶを乾燥チャンバの中に流動させるように構成されることができる。溶媒蒸気ＳＶの流動は、溶媒蒸気ＳＶのある蒸気圧力をチャンバ内に確立するための制御システムを介して、制御されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、≦±２℃の正確度（基板面積にわたる平均温度に対して測定される）を伴って、かつ基板面積にわたる平均温度の周囲の≦±２℃の均一性を伴って、周囲温度〜３５０℃の範囲にわたって、基板の温度を制御するように構成されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、焼成チャンバの片側の１つ以上のガス入口ポートと、焼成チャンバの他側の１つ以上のガス出口ポートとを利用して、基板の表面を横断してガスの流動を提供するように構成されることができる。焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態は、基板の表面を横断して指向されるガスとして、精製されたガス、例えば、窒素、清浄乾燥空気、またはアルゴンを提供するように構成されることができる。
【表４】
2019505750.tif 000006
【００５５】
図２Ａの乾燥モジュール５０１Ａおよび図２Ｂの焼成モジュール５０１Ｂの種々の実施形態に関して、蒸気入口弁は、時間の関数としてプログラム可能流率を確立するように制御されることができる、または乾燥モジュール５０１Ａの乾燥チャンバ５１０または焼成モジュール５０１Ｂの焼成チャンバ５１５等、プロセスチャンバ内にある蒸気圧力を確立するように制御されることができる。本教示の熱処置モジュールの種々の実施形態に関して、蒸気入口ポートは、特定の材料の飽和蒸気と、担体ガス、例えば、空気、窒素、清浄乾燥空気、およびアルゴンの混合物を供給することができる。乾燥モジュール５０１Ａおよび焼成モジュール５０１Ｂ等の本教示の熱処置モジュールの種々の実施形態では、飽和蒸気と担体ガスの混合物は、ある材料、例えば、酸素、水蒸気、およびオゾンとの汚染を、あるレベルを下回って最小限にするように制御されることができる。例えば、飽和蒸気と担体ガスの混合物は、例えば、酸素、水蒸気、およびオゾンの汚染を約１００百分率（ｐｐｍ）未満、約１０ｐｐｍ未満、約１ｐｐｍ未満、約１００十億分率（ｐｐｂ）未満、約１０ｐｐｂ未満、または約１ｐｐｂ未満に制御するように制御されることができる。
【００５６】
乾燥モジュール５０１Ａおよび焼成モジュール５０１Ｂの熱処置プロセスの種々の実施形態では、液体インクでコーティングされた基板は、乾燥チャンバの中に装填されることができ、乾燥チャンバは、次いで、シールされることができる、減圧が、真空ポンプスタックを使用して、乾燥チャンバ内に確立されることができる。基板が減圧下で乾燥チャンバ内にある、時間周期の間、インク中の液体は、基板から蒸発することができ、ポンプポートを介して、乾燥チャンバから除去されることができる。乾燥プロセスの種々の実施形態では、基板が減圧下で乾燥する間、基板は、加熱される。乾燥プロセスの種々の実施形態では、基板が減圧下で乾燥する間、基板は、冷却されることができる。乾燥プロセスの種々の実施形態では、インクの液体内容物の少なくとも約５０％〜約９９％が蒸発された、減圧下で基板を乾燥後、基板は、ある時間周期にわたって加熱されることができる。本教示の熱処置プロセスの種々の実施形態では、インクの液体内容物の実質的に全てが、熱処置モジュールからの基板の除去に先立って除去される。本教示の熱処置プロセスの種々の実施形態では、インクの液体内容物の約少なくとも５０％〜約９９％が蒸発されるように、減圧下で基板を乾燥後、蒸気は、蒸気入口ポートを介して、チャンバの中に導入されることができ、その間、蒸気は、ある時間周期にわたって基板と相互作用することができ、その後、蒸気は、熱処置モジュールのプロセスチャンバから排気されることができる。本教示の熱処置プロセスの種々の実施形態では、基板が蒸気に暴露される間、基板は、加熱されることができる。本教示の熱処置プロセスの種々の実施形態に関して、基板が蒸気に暴露される間、基板は、冷却されることができる。
【００５７】
図３Ａから図３Ｃは、シャワーヘッドを利用する、本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態の描写である。図３Ａから図３Ｃに描写されるような乾燥モジュールの種々の実施形態に関して、種々のシャワーヘッド設計は、容易に相互交換され、プロセス開発のための柔軟性を提供することができる。具体的プロセスステップのためにプロセス開発を通して選択されたシャワーヘッド設計は、次いで、生産の間、その具体的製造プロセスステップにおいて利用されることができる。それぞれ、図１Ａおよび図１Ｂの乾燥モジュール５００Ａならびに５００Ｂの種々の実施形態と比較して、乾燥モジュール５００Ａおよび５００Ｂの凝縮板は、図３Ａから図３Ｃの乾燥モジュールの実施形態のためのシャワーヘッド設計によって置換されることができる。シャワーヘッドを利用する、本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態は、真空ポンプスタックに接続される排気ポートを介して、溶媒蒸気を除去することができる。シャワーヘッドを用いて構成される、乾燥モジュールの種々の実施形態では、真空源と流動連通する真空ポートとガス源と流動連通するガスポートの組み合わせが、シャワーヘッド上に構成されることができる。故に、シャワーヘッドの表面の近傍のガスポートから真空ポート（または同等に、ガス出口ポートからガス入口ポート）へのガス流動は、シャワーヘッド表面と接触し得る、またはシャワーヘッド表面の近傍に来る、溶媒蒸気を運び去ることができる。シャワーヘッドは、いくつかの方法において、蒸気が均一に除去され得ることを確実にするように構成されることができる。例えば、ノズルの均一配列が、シャワーヘッドの中に加工されることができる。代替として、ノズルの非均一配列が、図１Ｃおよび図１Ｄに関する上記の議論と同様に、基板の縁またはコーティングされた領域の縁において生じ得る、縁効果を意図的に補償するために加工されることができる。例えば、例えば、基板の縁と接続して、または基板上のコーティングされた領域間のコーティングされていない領域と接続して、低減された蒸発率が他の面積に対して所望される、ある領域では、シャワーヘッドは、真空ポートの低減された面積密度を有する、または低減された開口を有する、真空ポートを有し、それによって、それらの領域内のシャワーヘッドの中への蒸気の流動を低減させるように提供されてもよい。種々の実施形態では、多孔性ブロック材料が、均一溶媒除去を提供するシャワーヘッドを加工するために使用されることができる。
【００５８】
図３Ａは、基板４００からの液体インクの除去のための乾燥プロセスの間、溶媒蒸気ＳＶＳの均一除去を提供するためにシャワーヘッド２９０を利用し得る、乾燥モジュール５０２Ａの種々の実施形態の描写である。図３Ａに描写されるような乾燥モジュール５０２Ａの種々の実施形態は、基板トレイまたはチャックであり得る、基板支持装置５３０の上方に位置付けられるように乾燥チャンバ５１０内に搭載される、シャワーヘッド５９０を含むことができる。基板支持装置５３０は、シャワーヘッド５９０に対して基板支持装置５３０の高さ調節を提供し得る、基板支持装置基部５３５上に搭載されることができる。基板トレイ５３０の種々の実施形態は、基板４００を支持するための付加的支持構造５３４を有することができる。基板支持装置５３０上では、基板４００が、図３Ａに描写されるように搭載されることができる。
【００５９】
乾燥チャンバ５１０は、弁Ｖ１を使用して制御される、乾燥チャンバ５１０と流動連通するガスを有し得る、ガス入口ポート５４０を有することができる。乾燥モジュール５０２Ａの種々の実施形態では、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができる。本教示によると、ガス入口ポート５４０を介して供給されるガスは、窒素清浄乾燥空気およびアルゴンを含むことができる。加えて、ガス補充ポート５４０を介して供給されるガスは、規定された最大量の酸素、湿気、オゾン内容物、またはそれらの組み合わせを維持するように制御されることができる。例えば、飽和蒸気と担体ガスの混合物は、例えば、酸素、水蒸気、およびオゾンの汚染を約１００百分率（ｐｐｍ）未満、約１０ｐｐｍ未満、約１ｐｐｍ未満、約１００十億分率（ｐｐｂ）未満、約１０ｐｐｂ未満、または約１ｐｐｂ未満に制御するように制御されることができる。乾燥モジュール５０２Ａの種々の実施形態は、溶媒蒸気ＳＶが、弁Ｖ２を使用して制御され得る、溶媒蒸気入口ポート５４０Ｂを介して、乾燥チャンバ５１０と流動連通し得るように構成されることができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態では、弁Ｖ２は、ニードル弁であることができる。シャワーヘッド５９０は、排気ポート５５０を通して真空ポンプスタックと流動連通することができる。チャンバ５１０からシャワーヘッド５９０を介して排気ポート５５０を通したガスの流動は、弁Ｖ３を使用して制御されることができる。乾燥モジュール５０２Ａの種々の実施形態では、弁Ｖ３は、スロットル弁であることができる。本明細書に開示される乾燥モジュールまたは焼成モジュールの種々の実施形態では、プロセスチャンバの中に導入される溶媒蒸気ＳＶは、基板４００上での液体コーティングの蒸発によって生産された溶媒蒸気ＳＶＳと同一または実質的に同一であることができ、代替として、プロセスチャンバの中に導入される溶媒蒸気ＳＶは、基板４００上での液体コーティングの蒸発によって生産された溶媒蒸気ＳＶＳと異なることができる。
【００６０】
本教示の乾燥モジュール５０２Ａの特徴に加え、乾燥モジュール５０２Ｂの実施形態は、縁遮蔽体５６０を含むことができる。乾燥モジュール５０２Ｂの種々の実施形態に関して、縁遮蔽体５６０は、基板の縁に生じ得る溶媒蒸気拡散を防止または大幅に最小限にし、かつシャワーヘッドの縁におけるガスの流入を防止または大幅に最小限にし得る、溶媒フードを提供することができる。加えて、縁遮蔽体を用いて構成されるシャワーヘッドを利用する、乾燥チャンバの種々の実施形態は、シャワーヘッドによって捕捉される溶媒蒸気を最大限にすることができる。乾燥モジュール５０２Ａおよび５０２Ｂの特徴に加え、図３Ｃの乾燥モジュール５０２Ｃは、多孔性プレート５９５を用いて構成され得る、本教示のシャワーヘッド５９０の実施形態を描写する。そのような実施形態に関して、溶媒または溶媒蒸気は、多孔性プレート５９５の細孔内に閉じ込められ得ることが可能性として考えられる。多孔性プレート５９５内へのそのような溶媒または溶媒蒸気閉じ込めは、例えば、多孔性プレート５９５を加熱するための加熱器（図示せず）の導入によって対処されることができる。例えば、清掃または保守手順の間、多孔性プレートは、多孔性プレート内に閉じ込められた溶媒または溶媒蒸気の効果的除去を確実にするように加熱され得る。例えば、清掃または保守手順の間、多孔性プレート５９５は、多孔性プレート５９５内に閉じ込められた溶媒または溶媒蒸気の効果的除去を確実にするために加熱され得る。種々の実施形態では、多孔性プレートのそのような加熱は、真空を多孔性プレートを通して引き込むことと組み合わせられ、閉じ込められた溶媒の除去の効率を改良することができる。
【００６１】
それぞれ、図３Ａから図３Ｃの乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃのいずれかの種々の実施形態に関して、基板支持装置５３０は、制御可能距離間隙Ｇをシャワーヘッド５９０と基板４００との間に確立するように調節されることができる。本教示によると、乾燥モジュール５０２Ａの種々の実施形態に関して、乾燥プロセスの間、シャワーヘッド５９０と基板４００との間の間隙距離Ｇは、約１ｍｍ〜約１００ｍｍであることができる。乾燥モジュール５００Ａの種々の実施形態に関して、乾燥プロセスの間、凝縮板５２０と基板４００との間の間隙距離Ｇは、約２ｍｍ〜約５０ｍｍであることができる。それぞれ、図３Ａから図３Ｃの乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃのいずれかの種々の実施形態では、シャワーヘッドは、冷却または加熱されるように構成されることができる。図３Ａから図３Ｃの乾燥モジュールの種々の実施形態では、シャワーヘッドの温度は、周囲温度〜約２００℃の範囲内に制御されることができる。図３Ａから図３Ｃの乾燥モジュールの種々の実施形態に関して、シャワーヘッドの温度は、周囲温度〜約１００℃の範囲内に制御されることができる。図３Ａから図３Ｃの乾燥モジュールの種々の実施形態では、シャワーヘッドの温度は、周囲温度〜約６０℃の範囲内に制御されることができる。図３Ａから図３Ｃの乾燥モジュールの種々の実施形態に関して、シャワーヘッドの温度は、１０℃〜６０℃の範囲内に制御されることができる。本教示によると、周囲温度は、約１５℃〜約８５℃であることができる。
【００６２】
それぞれ、図３Ａから図３Ｃの乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態は、本明細書に説明される乾燥モジュールおよび焼成モジュールと同様に、基板４００を加熱または冷却するように構成されることができる。種々の実施形態では、基板ホルダ５３０は、統合された加熱、冷却要素、またはそれらの組み合わせを伴う、チャックであることができる。乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態では、ＩＲ加熱器等の遠隔加熱要素が、基板４００を加熱するために使用されることができる。乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態は、基板４００の温度を１０℃〜約３００℃の範囲内の温度に制御するように構成される。乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態に関して、温度制御は、基板４００を約−２０℃〜約８０℃の範囲内の温度に提供することができる。乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態は、基板４００の温度を周囲温度〜２００Ｃの範囲内の温度に制御するように構成される。
【００６３】
本明細書に前述されるように、本教示の乾燥モジュールの種々の実施形態に関して、それぞれ、図３Ａから図３Ｃに描写されるような乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃは、真空ポンプスタックが、乾燥チャンバ５１０を、比較的に高沸点、例えば、１８０℃またはより高い沸点を有する溶媒にさえ効率的蒸発を促進し得る、高真空にもたらし得るように構成されることができる。さらに、乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態は、フィードバック圧力制御ループ（図示せず）を使用することによって、ガス出口ポート５５０上の弁Ｖ３と、ガス入口ポート５４０Ａ上の弁Ｖ１とを制御するように構成される、真空圧力プログラムを利用することができる。乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態に関して、弁Ｖ１は、ニードル弁であることができ、弁Ｖ３は、スロットル弁であることができる。それぞれ、図３Ａから図３Ｂの乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態は、具体的プロセスの要件に従ってプログラムされ得る、真空プロファイルを有することができる。乾燥モジュール５０２Ａから５０２Ｃの種々の実施形態は、乾燥チャンバ５１０の中への溶媒蒸気ＳＶの流動を制御するために、制御システムを有することができる。そのような制御システムは、乾燥チャンバ５１０内の溶媒蒸気ＳＶを測定するように構成される、制御センサ（図示せず）と、乾燥チャンバ５１０内にある溶媒蒸気ＳＶレベルを確立するように、溶媒蒸気入口ポート５４０Ｂ上の弁Ｖ２と、ガス出口ポート５５０上の弁Ｖ３とを制御するためのフィードバックシステム（図示せず）とを有することができる。乾燥モジュール５０１Ａの種々の実施形態に関して、弁Ｖ２は、ニードル弁であることができ、弁Ｖ３は、スロットル弁であることができる。
【００６４】
図３Ａから図３Ｃに描写される乾燥モジュールの種々の実施形態に関して、基板支持装置とシャワーヘッドとの間の温度差、基板とシャワーヘッドとの間の間隙、真空圧力プログラムのパラメータ等のパラメータを修正し、かつ基板にわたる溶媒蒸気分圧を調節する柔軟性は、プロセス開発のための柔軟性を提供し、かつ製造ツールのための固定パラメータのセットを提供する。
【００６５】
表５は、乾燥モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、および５０２Ｃの種々の実施形態が基板の処理の間に提供し得る、動作パラメータおよび関連値を要約する。
【００６６】
表５に要約されるように、乾燥モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、または５０２Ｃの種々の実施形態に関して、基板上のインクは、インクの液体内容物が蒸発し、モジュールから逆シャワーヘッドを通して圧送され得る、逆シャワーヘッドへの暴露を介して、乾燥されることができる。乾燥モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、または５０２Ｃの種々の実施形態は、長時間にわたって空チャンバに圧送する高真空圧送スタックを介して、１×１０−６Ｔｏｒｒまたはそれ未満の基本圧力を達成するように構成されることができる。乾燥モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、または５０２Ｃの種々の実施形態は、基板の乾燥に続いて、チャンバ上に圧送する高真空圧送スタックを介して、比較的に短時間にわたって、基板が実質的に乾燥した後、例えば、約５秒〜約６０秒の範囲内で選択された時間にわたって、種々の実施形態では、約１２０秒〜約９６０秒の範囲内で選択された時間にわたって、１×１０−５Ｔｏｒｒの最大プロセス真空に接近するように構成されることができる。乾燥モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、または５０２Ｃの種々の実施形態は、周囲圧力から１ｍＴｏｒｒに設定点範囲にわたって、時間の関数として圧力を、ある設定点圧力（圧力プログラム内の一連のステップとして規定され、各ステップが、ある時間周期にわたって時間の関数として圧力を規定する）に能動的に制御するための圧力制御システムを用いて構成されることができ、圧力制御システムは、設定点の≦５±％の正確度を伴って、周囲圧力を確立することができる。表５に示されるように、乾燥モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、または５０２Ｃの種々の実施形態は、１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲にわたって、基板と逆シャワーヘッドとの間の間隙を制御するように構成されることができる。乾燥モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、または５０２Ｃの種々の実施形態は、溶媒蒸気ＳＶを乾燥チャンバの中に流動させるように構成されることができる。溶媒蒸気ＳＶの流動は、溶媒蒸気ＳＶのある蒸気圧力をチャンバ内に確立するための制御システムを介して、制御されることができる。
【表５】
2019505750.tif 000007
【００６７】
図４Ａは、本教示による、焼成モジュールの種々の実施形態の描写である。図４Ａに描写されるような焼成モジュールの種々の実施形態に関して、焼成モジュールのプロセス環境は、例えば、濾過システムを用いて、超低レベルを使用して、粒子状レベルを限定するように制御されることができる。種々の焼成モジュールに関して、低粒子環境は、クラス１〜クラス５に規定されるように、国際標準化機構（ＩＳＯ）１４６４４−１：１９９９「Ｃｌｅａｎｒｏｏｍｓ  ａｎｄ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ-Ｐａｒｔ  １：Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｉｒ  ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ」を満たすように確立されることができる。図４に描写されるような焼成モジュールの種々の実施形態に関して、焼成モジュールのプロセス環境は、例えば、不活性ガス環境となるように制御されることができる。ＯＬＥＤデバイスの種々の実施形態に関して、不活性ガス環境は、例えば、限定ではないが、窒素、貴ガスのいずれか、およびそれらの組み合わせから選択されたガスを提供されることができる。反応性種が規定されたレベルに制御され得る、不活性ガス環境に加え、付加的ガス環境は、窒素および酸素のプロセス環境、例えば、限定ではないが、酸素が、プロセス開発の間、最大２０％（Ｖ／Ｖ）変動し得る、プロセス環境を含むことができる。
【００６８】
図４Ａの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態に関して、チャンバ６１０内には、ＨＢ１、ＨＢ２、およびＨＢ３として図４Ａに描写される、複数の加熱器ブロックが、４００Ａおよび４００Ｂとして図４Ａに描写される、複数の基板を処理可能なプロセススタック内のチャンバ６１０の中に搭載されることができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、ＨＢ１、ＨＢ２、およびＨＢ３として図４Ａに描写される、加熱器ブロックは、３５０℃の最大温度に到達することができる。種々の実施形態では、６２０Ａ、６２０Ｂ、および６２０Ｃとして図４Ａに描写される、対の熱拡散プレートが、各加熱器ブロック上に構成されることができ、図４Ａに描写されるように、２つの近隣加熱器ブロックのそれぞれからの拡散プレートはそれぞれ、６３０Ａおよび６３０Ｂとして図４Ａに描写される、基板支持装置の上方および下方にあることができ、各基板支持装置は、焼成モジュール６００Ａ内のプロセスサブチャンバまたはスロットを占有する。図４Ａの焼成モジュール６００Ａの側面図として図４Ｂに示されるように、本教示の焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態は、図４Ｂの基板４００Ａおよび４００Ｂ等の基板を開放すると、別の場所における基板の温度に実質的に影響を及ぼさずに、図４Ｂの基板支持装置６３０Ａおよび６３０Ｂ等の基板支持装置上の特定のスロット上に装填および装填解除され得るように構成される、６５０Ａおよび６５０Ｂとして図４Ａに描写される、離散スリット弁を伴う正面パネル６４０を有することができる。
【００６９】
図４Ａおよび図４Ｂの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、熱拡散プレートは、１つ以上の関連付けられた加熱器ブロックによって加熱されることができる。図４Ａおよび図４Ｂの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、加熱器ブロックは、複数の加熱要素から成ることができ、各そのような加熱要素は、熱を熱拡散プレートの特定の領域に送達する。図４Ａおよび図４Ｂの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、熱拡散プレートは、熱を１つ以上の加熱器ブロックから分散させ、より均一な温度分布をもたらす。図４Ａおよび図４Ｂの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態は、平均基板温度の±１０％、平均基板温度の±５％、平均基板温度の±２％、または平均基板温度の±１％未満の基板面積にわたる温度変動を伴って、基板を均一に加熱するように構成されることができる。
【００７０】
本教示の図４Ａおよび図４Ｂの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態に関して、高純度ガスＰＧ１が、プロセスガス入口ポート７００Ａを介して、ならびに焼成チャンバ入口ポート７０５Ａおよび７０５Ｂを介して、焼成チャンバ６１０と制御可能に流動連通することができる。図４Ａおよび図４Ｂの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、高純度プロセスガスＰＧ１は、最初に、精製され、各反応性種のレベルが、例えば、約１ｐｐｂ〜約１００ｐｐｍ未満であるように、ある反応性種、例えば、酸素、水蒸気、またはオゾンの汚染を最小限にすることができる。本教示によると、図４Ａに描写される双方向斜線によって示されるように、焼成モジュール６００Ａは、基板が位置する各サブチャンバまたはスロットの側から、プロセスガスを再循環させるように構成されることができる。焼成チャンバ６１０を通したプロセスガスの流動をトレースする、図４Ａの番号が付与された２−Ｄ流動矢印によって描写されるように、プロセスガスは、焼成チャンバ６１０からチャンバ出口ポート７１０Ａおよび７１０Ｂを通して流動することができ、再循環戻り経路は、焼成チャンバ入口ポート７０５Ａおよび７０５Ｂを介して、チャンバの中に戻る。種々の実施形態では、焼成チャンバは、不活性ガス環境、例えば、アルゴンまたは窒素と貴ガスの組み合わせ等の窒素または貴ガス環境内で動作するように構成される。
【００７１】
図４Ａおよび図４Ｂの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、焼成チャンバは、例えば、オゾンまたは水蒸気等の低濃度のある汚染物質種を有する、付加的高純度プロセスガス源を用いて動作するように構成される。例えば、高純度プロセスガスＰＧ２は、低濃度のオゾンまたは水蒸気を有する、高純度酸素源であることができる。高純度プロセスガスＰＧ２は、プロセスガス入口ポート７００Ｂを介して、ならびに焼成チャンバ入口ポート７０５Ａおよび７０５Ｂを介して、焼成チャンバ６１０と流動連通することができる。種々の実施形態では、プロセスガスは、入口ポートを介して、焼成チャンバの中に再循環される。同様に、高純度清浄乾燥空気（ＣＤＡ）は、低濃度のオゾンまたは水蒸気を有することができる。清浄乾燥空気は、プロセスガス入口ポート７００Ｃを介して、ならびに焼成チャンバ入口ポート７０５Ａおよび７０５Ｂを介して、焼成チャンバ６１０と流動連通することができる。
【００７２】
本教示の焼成チャンバ６００Ａの種々の実施形態に関して、モジュール内の粒子をチャンバの底部に向かって駆動し、それらの粒子を基板上に指向することを回避するように、プロセスガスの略下向き流動をモジュール内に維持することが望ましくあり得る。種々の実施形態では、故に、プロセスガスは、焼成チャンバ６１０の上半分に位置する焼成チャンバ入口ポート７０５Ｂを介して、焼成チャンバ６１０の中に再循環されることができる。種々の実施形態では、故に、プロセスガスは、焼成チャンバ６１０の下半分における、図４Ａに描写される第１の出口ポート７１０Ａおよび７１０Ｂを介して、焼成チャンバから再循環されることができる。種々の実施形態では、プロセスガスは、焼成チャンバの中に再循環され、ライン、マニホールド、流動スプリッタ、弁、および同等物を含む、種々の流体システムを介して、分散されることができる。例えば、図４Ａでは、プロセスガスは、ラインＬ２を通して、焼成チャンバ６１０と流動連通し、次いで、チャンバプロセスガスラインＬ３ＡおよびＬ３Ｂに分裂されることができ、焼成チャンバ６１０の中へのガス流動は、弁Ｖ１からＶ８によって制御されることができる。図４Ａに描写されるように、プロセスガスは、プロセスガスの流動を各基板トレイ６３０Ａおよび６３０Ｂの中心から各基板トレイ６３０Ａおよび６３０Ｂの縁にもたらすように、各基板トレイ６３０Ａおよび６３０Ｂの上方の加熱器ブロックＨＢ１、ＨＢ２、およびＨＢ３、または熱拡散プレート６２０Ａ、６２０Ｂ、および６２０Ｃを通して、再循環され、次いで、基板トレイ６３０Ａおよび６３０Ｂ上に下向きに指向されることができる。図４Ａの基板４００Ａおよび４００Ｂ等の基板が、焼成チャンバ６１０内のスロットの中に装填されると、プロセスガスの結果として生じる流動は、図４Ａに描写されるように、各基板の中心から縁に向かうであろう。種々の実施形態では、プロセスガスは、加熱器ブロックＨＢ１、ＨＢ２、およびＨＢ３、または熱拡散プレート６２０Ａ、６２０Ｂ、および６２０Ｃによって、加熱器ブロックまたは熱拡散プレートから基板上までの流動に応じて、プロセスガスは、プロセスのための規定された相違内において実質的に標的基板温度となり得るように、規定されたプロセス温度まで加熱されることができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、基板上に流動する、プロセスガスは、焼成チャンバ入口ポート７０５Ｂ等の１つのポートを介して提供されることができる。本教示によると、図４Ａの焼成チャンバ入口ポート７０５Ｂ等のそのような入口ポートは、焼成チャンバ６１０内の基板位置の実質的に中心領域に位置付けられることができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、基板上に流動する、プロセスガスは、焼成チャンバ６１０内の基板位置の実質的に中心領域における複数のポートを介して提供されることができる。種々の実施形態では、基板上に流動する、ガスは、焼成チャンバ６１０内の基板位置にわたって分散される複数のポートを介して提供されることができる。
【００７３】
本教示の焼成モジュールの種々の実施形態では、プロセスガスは、焼成モジュール６００Ａの焼成チャンバ６１０等の焼成モジュールプロセスチャンバの内側の周囲圧力に類似またはそれを上回る圧力において、図４Ａの焼成チャンバ６１０を通して循環されることができる。焼成モジュールの種々の実施形態では、プロセスガスは、プロセスガスの比較的に高圧が、本明細書に前述される焼成チャンバを通して十分なプロセス流動を提供するように、焼成モジュールの内側の周囲圧力を実質的に上回る圧力において、焼成チャンバを通して循環されることができる。本教示の焼成モジュールの種々の実施形態では、基板表面にわたる流動に提供されるプロセスガスは、図４Ａの焼成チャンバ６１０等の焼成チャンバの内側の周囲圧力を少なくとも約１０ｐｓｉ〜約１６０ｐｓｉ上回る、規定された圧力において提供されることができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、高圧（周囲圧力に対して）におけるそのようなガスは、直接、外部ガス源によって、例えば、源ＰＧ１、ＰＧ２から、または圧力調整器（例えば、圧力または流動制御モジュールＦ１、Ｆ２、もしくはＦ３）を介して、標的供給圧力に低減される、比較的に高圧において生じる、それぞれ、ＣＤＡガス入口７００Ａ、７００Ｂ、および７００Ｃを通して供給されることができる。種々の実施形態では、そのような比較的に高圧のガスは、ガス再循環システムを介して供給されることができ、それによって、周囲圧力において再循環されるガスが、弁Ｖ６を通して、次いで、弁Ｖ５を通して入口ポート７０５Ａの中に指向され得る、標的供給量において再循環されるある供給量のガスを生産するように、ポンプを利用して、再循環システムからのガスを蓄積チャンバの中に収集するように構成される、圧力蓄積モジュール７３０の中に指向される。
【００７４】
焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、圧力または流動は、流動制御モジュール（図示せず）、例えば、制御電子機器を介して、調節可能バタフライまたはニードル弁に結合されるガス流動センサを含む、流動制御モジュール、またはラインＬ３Ａ上の圧力制御モジュール（図示せず）、例えば、具体的流率を基板上に確立するための制御電子機器を介して、調節可能圧力調整器に結合される圧力センサを含む、圧力制御モジュールを介して、制御されることができる。種々の実施形態では、プロセスガスは、外部ガス供給源を介して、焼成チャンバの中に提供されることができ、そのようなプロセスガスは、焼成チャンバの主要本体の中に提供される。
【００７５】
本教示の焼成モジュールの種々の実施形態に関して、プロセスガスは、種々のシステム要件に従って、熱的に調整されることができる。
【００７６】
例えば、本教示の焼成モジュールの種々の実施形態では、プロセスガスは、焼成チャンバの中への導入に先立って、ガス加熱モジュールを通して指向されることができる。例えば、プロセスモジュール６００Ａに関して図４Ａに描写されるプロセスガスの任意の源が、焼成チャンバ６１０に進入する前に、プロセスガス加熱器を通して通過されることができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態によると、プロセスガス加熱装置７２０Ａは、プロセスガス源からのプロセスガスを加熱し、かつプロセスガス加熱装置７２０Ｂは、循環するプロセスガスを加熱し、両方とも、プロセスガスが焼成チャンバ６１０に進入する前に、プロセスガスを加熱する。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態に関して、プロセスガス加熱装置７２０Ａおよび７２０Ｂは、焼成チャンバの中への導入に先立って、プロセスガスを約１００℃を上回る温度まで加熱することができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、プロセスガス加熱装置７２０Ａおよび７２０Ｂは、焼成チャンバの中への導入に先立って、プロセスガスを約２００℃を上回る温度まで加熱することができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態に関して、プロセスガス加熱装置７２０Ａおよび７２０Ｂは、焼成チャンバの中への導入に先立って、プロセスガスを約３００℃を上回る温度まで加熱することができる。
【００７７】
さらに、プロセスガスが、焼成チャンバから１つ以上の出口ポートを通して流動した後、ガスは、ガス冷却モジュールを通して指向されることができる。図４Ａに描写されるように、プロセスガスは、プロセスチャンバ６１０から、プロセスガス出口ポート７１０Ａおよび７１０Ｂを介して、戻りラインＬ４の中に流動し、次いで、ガス冷却装置７４０を通して指向されることができる。ガス冷却装置７４０は、プロセスガスをある標的温度を下回るまで冷却することができる。図４Ａに描写されるように、ガスは、ガス加熱装置７２０Ｂの中に指向される前に、ガス冷却装置７４０を通して指向されることができる。図４Ａでは、ガス冷却装置７４０とガス加熱装置７２０Ｂとの間の流路には、ガス精製装置７６０およびガス濾過装置７７０が、描写される。非常に高温で動作するとき、非互換性または非効率的であり得る、種々のガス精製モジュールおよび粒子濾過モジュールのために要求される動作条件を前提として、ガスを精製および濾過機能を促進するある温度を下回って冷却することが望ましくあり得る。図４Ａの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態によると、ガス冷却装置７４０は、プロセスガスを約１００℃未満まで冷却することができる。図４Ａの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態に関して、ガス冷却装置７４０は、プロセスガスを約５０℃未満まで冷却することができる。図４Ａの焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、ガス冷却装置７４０は、プロセスガスを約３０℃未満まで冷却することができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、送風機または排気ポンプ７５０は、焼成チャンバ６１０と流動連通する排気ライン内に提供され、排気ポート７１５を介して、ガスの流動を排気口に駆動することができる。
【００７８】
焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態に関して、プロセスガスは、粒子フィルタ装置または精製装置を通して通過され、低減された粒子または向上された化学純度を提供することができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、ガス精製装置７６０および送風機または再循環ポンプ７５５が、ガス精製装置７６０または送風機もしくは再循環ポンプ７５５内で発生された粒子が、再循環されるプロセスガスが焼成チャンバ６１０に進入することに先立って、粒子濾過装置７７０によってより効率的に捕捉され得るように、粒子濾過装置７７０の上流に位置付けられる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、送風機または再循環ポンプ７５５は、循環システム全体を通してプロセスガスの十分な流動を提供し、かつ焼成チャンバを通してプロセスガスの十分な流動を提供することができる。
【００７９】
種々の実施形態では、プロセスガス循環の間、プロセスガスは、再循環されるプロセスガスの一部が、所与の時間においてガス精製装置７６０を通して流動するように、プロセスガスの流動を制御し得る、弁Ｖ１２によって制御されるラインＬ５および弁Ｖ１３によって制御されるＬ６を含む、ガス精製分岐を通して循環されることができる。種々の実施形態では、再循環されるガス流動の１０％未満、２０％未満、または５０％未満が、所与の時間においてガス精製装置７６０を通して指向されることができる。種々の実施形態では、再循環されるガスの実質的に全てが、所与の時間においてガス精製装置７６０を通る再循環ループを通して流動する。種々の実施形態では、ガス精製装置は、酸素、湿気、およびオゾン等の不純物ならびに反応性種をプロセスガスから除去するように構成されることができる。例えば、ガス精製装置７６０は、約１００百分率（ｐｐｍ）未満、約１０ｐｐｍ未満、約１ｐｐｍ未満、約１００十億分率（ｐｐｂ）未満、約１０ｐｐｂ未満、または約１ｐｐｂ未満まで、酸素、水蒸気、およびオゾン等の不純物ならびに反応性種ならびに基板を処理する結果としてプロセスガス流をもたらす種々の溶媒蒸気を除去することができる。種々の実施形態では、ガス精製装置は、不純物および反応性種を除去するために、化学フィルタ、機械的フィルタ、またはコールドトラップ、もしくはそれらの組み合わせを用いて構成される。
【００８０】
種々の実施形態では、プロセスガス循環の間、プロセスガスは、再循環されるプロセスガスの一部が、所与の時間においてガス濾過装置７７０を通して流動するように、プロセスガスの流動を制御し得る、弁Ｖ１５によって制御されるラインＬ８および弁Ｖ１６によって制御されるＬ９を含む、ガス濾過分岐を通して循環されることができる。種々の実施形態では、再循環されるガス流動の１０％未満、２０％未満、または５０％未満が、所与の時間においてガス濾過装置７７０を通して指向されることができる。種々の実施形態では、再循環ループを通して流動する、再循環されるガスの実質的に全てが、所与の時間においてガス濾過装置７７０に指向されることができる。種々の実施形態では、ガス濾過装置７７０のガス流動の量は、流動制御モジュール（図示せず）によって能動的に制御されることができる。流動制御モジュールの種々の実施形態では、ガス精製分岐の中に指向されるガス流動の量は、例えば、分岐内の各ラインに沿った配管または任意の開口の直径の結果としての再循環システム内の各分岐に沿った流動に対する相対的抵抗、ならびに、例えば、濾過要素等の任意の要素を横断する圧力降下によって確立されることができる。焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態では、ガス流動ガス濾過装置７７０は、ＨＥＰＡまたはＵＬＰＡ濾過ユニット等のフィルタを用いて構成されることができる。
【００８１】
図４Ｃは、本教示による、焼成モジュール６００Ｂの実施形態を描写する。焼成モジュール６００Ｂは、図４Ａの焼成モジュール６００Ａに関して本明細書に前述の特徴の全てを有することができ、加えて、例えば、焼成チャンバ６１０を封入するように図４Ｃに描写される、二次焼成チャンバエンクロージャ６１５等の焼成モジュールの周囲の二次エンクロージャを有することができる。本教示の焼成モジュールの種々の実施形態に関して、焼成チャンバは、十分に低レベルのある汚染物質種を伴って、プロセスガス環境を維持することを支持するために十分に密閉してシールされない場合がある。例えば、本教示の焼成モジュールの種々の実施形態は、本教示の種々の焼成モジュールのプロセスガス環境を規定された純度レベルに維持することを支持するために十分なシールを有していない場合がある。例えば、本教示の焼成モジュールの種々の実施形態のプロセスガス環境は、酸素、水蒸気、またはオゾン等の種々の不純物および反応性種を、例えば、１０００ｐｐｍ未満、例えば、１ｐｐｍ未満、または例えば、１ｐｐｂ未満の汚染レベルに限定し得る。
【００８２】
そのような場合では、内部焼成モジュールの周囲に、十分にシールされた環境を提供する、二次エンクロージャを導入することが望ましくあり得る。本教示の種々の実施形態によると、プロセスガスは、二次焼成チャンバエンクロージャ６１５を通して循環されることができる。例えば、図４Ｃに描写されるプロセスガスのいずれかまたは任意のそれらの組み合わせは、プロセスガスラインＬ２を通して流動し、プロセスラインＬ３Ｂを通して配索されることができ、プロセスガスを二次焼成チャンバ入口ポート７０５Ｂを通して循環させ、それによって、二次焼成チャンバエンクロージャ６１５を通して流動させることができる。種々の実施形態では、図４Ｃに示されるような入口ポート７０５Ｂに加え、焼成モジュールはさらに、図４Ａに提供されるように、プロセスガスを直接焼成チャンバ６１０の中に供給する、ラインＬ３Ｂに接続される別の類似入口ポートを含むように構成されることができる。種々の実施形態では、内部チャンバ６１０の上部は、開口、スリット、または穿孔を提供され、入口ポート７０５Ｂからチャンバ６１０の中への下向きのガスの流動を提供することができる。プロセスガスは、二次焼成チャンバエンクロージャ６１５から、焼成チャンバ出口ポート７１０Ａおよび焼成チャンバ出口ポート７１０Ｂを介して循環されることができる。図４Ｃに説明されるように、基板装填および装填解除のための基板スロットと接続するスリット弁の使用に関して、プロセスモジュール６００Ｂの種々の実施形態では、スライド弁が、二次エンクロージャの一部として提供されることができ、内部焼成モジュールの正面は、基板スロットへの自由なアクセス（スリット弁を通して）を提供するように、開放されたままであることができる。種々の実施形態では、図４Ｃに示されるような出口ポート７１０Ａおよび７１０Ｂに加え、焼成モジュールはさらに、図４Ａに提供されるように、プロセスガスを直接焼成チャンバ６１０から受容する、ラインＬ４に接続される類似出口ポートの別のセットを含むように構成されることができる。種々の実施形態では、内部チャンバ６１０の周辺空洞の底部は、開口、スリット、または穿孔を提供され、焼成チャンバの中心から側面周辺空洞の中に、次いで、焼成モジュールから出口ポート７１０Ａおよび７１０Ｂを通して循環される、下向きのガスの流動を提供することができる。
【００８３】
不活性ガス環境の提供に加え、図４Ａから図４Ｃに描写されるような本教示の焼成モジュール６００Ａおよび６００Ｂ等の焼成モジュールの種々の実施形態は、ＯＬＥＤデバイス加工において使用される種々の材料を劣化させ得る、反応性種を限定可能なガス精製システムを用いて構成されることができる。そのような反応性種は、例えば、限定ではないが、水蒸気、酸素、およびオゾン、ならびに種々のＯＬＥＤデバイスの製造の間に種々のインク中で使用される溶媒の種々の有機溶媒蒸気を含むことができる。図４Ａから図４Ｃに描写される焼成モジュールの種々の実施形態は、所望のプロセスガス環境の性質に応じて選択的に使用され得る、ガス精製器を有することができる。
【００８４】
表６は、焼成モジュール６００Ａの種々の実施形態および６００Ｃが基板の処理の間に提供し得る、動作パラメータおよび関連値を要約する。
【００８５】
表６に要約されるように、焼成モジュール６００Ａおよび６００Ｃの種々の実施形態は、基板が、同時に、熱処置のために設置され得る、２〜２０のスロットを用いて構成されることができる。焼成モジュール６００Ａおよび６００Ｃの種々の実施形態は、主要チャンバ材料がステンレス鋼であるように提供されることができる。焼成モジュール６００Ａおよび６００Ｃの種々の実施形態は、精製された窒素、精製された清浄乾燥空気、または窒素と酸素の規定された混合物から成るプロセス環境を用いて動作するように構成されることができる。焼成モジュール６００Ａおよび６００Ｃの種々の実施形態は、平均温度（基板面積にわたって平均される）に対して≦±３℃の温度正確度を伴って、かつ基板面積にわたって平均温度（基板面積にわたって平均される）の周囲の≦±２％の温度均一性を伴って、特定のスロットの中に設置された基板を周囲温度から３５０℃まで加熱するように構成されることができる。
【表６】
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【００８６】
本発明の原理が、具体的実施形態に関連して説明されてきたが、これらの説明は、一例のみとして行われ、本発明の範囲を限定することを目的としていないことを明確に理解されたい。本明細書で開示されているものは、例証および説明の目的で提供されている。包括的であること、または開示されるものを説明される精密な形態に限定することは意図されていない。多くの修正および変動が、当業者に明白となるであろう。開示されるものは、説明される当技術分野の開示された実施形態の原理および実用的応用を最も良好に説明するために、選択および説明され、それによって、当業者が、考慮される特定の用途に適している種々の実施形態および種々の修正を理解することを可能にした。開示されるものの範囲は、以下の請求項およびそれらの均等物によって定義されることが意図される。
【図１Ａ】
2019505750.tif 000009
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
2019505750.tif 000013
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
2019505750.tif 000015
【図３Ｂ】
2019505750.tif 000016
【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2019505750.tif 000019
【図４Ｃ】
2019505750.tif 000020
【国際調査報告】
2019505750.tif 000021