(57)【要約】      （修正有）【課題】基板及び複数のマスクを効率的に、真空処理環境内で受け取り、層を封止する堆積用の１以上の処理チャンバ間で搬送し、処理システムから取り除くことを可能にする、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスを封止するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】１以上の搬送チャンバ２３０、各搬送チャンバに結合し、真空環境内でマスクを受け取るように動作可能な１以上のロードロックチャンバ２１０、及び各搬送チャンバに結合し、基板上に封止層を堆積させるように動作可能な１以上の処理チャンバ２４０を含み、基板上に１以上のマスクを配置して、これによって基板上に配置されたＯＬＥＤデバイス上に封止層を堆積させる工程を含む、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスを封止するための処理システム２００及び方法。【選択図】図２
2019091704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスを封止する方法であって、
凸面を有する基板支持体上に基板を配置する工程と、
基板上に第１サイズを有する第１マスクを配置する工程であって、第１マスクを配置する工程は、基板と第１マスクを持ち上げて、第１マスクの一部を覆うように構成されたシャドウフレームと接触させる工程を含み、基板と第１マスクが持ち上げられたとき、第１マスクの端部におけるシャドウフレームの重さは、凸面に亘って第１マスクを張った状態にする工程と、
第１マスクによって、基板上に配置されたＯＬＥＤデバイスの上に第１封止層を堆積させる工程と、
基板上に第２サイズを有する第２マスクを配置する工程と、
第２マスクによって、第１封止層及びＯＬＥＤデバイスの上にバッファ層を堆積させる工程と、
基板上に第１サイズに等しいサイズを有する第３マスクを配置する工程と、
第３マスクによって、バッファ層、第１封止層、及びＯＬＥＤデバイスの上に第２封止層を堆積させる工程を含む方法。
【請求項２】
第１及び第２封止層が窒化ケイ素を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第２サイズが第１サイズとは異なる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
第２サイズが第１サイズと同じである、請求項２記載の方法。
【請求項５】
第２サイズは、第１サイズと同じである、請求項１記載の方法。
【請求項６】
第１マスクと第３マスクが実質的に同一のマスクパターンを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
処理システム内で有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスを封止するための方法であって、
第１搬送チャンバ内で基板及び第１マスクを受け取る工程と、
凸面を有する基板支持体上に基板を配置する工程と、
第１処理チャンバ内で基板上に第１マスクを配置する工程であって、第１マスクを配置する工程は、基板と第１マスクを持ち上げて、第１マスクの一部を覆うように構成されたシャドウフレームと接触させる工程を含み、基板と第１マスクが持ち上げられたとき、第１マスクの端部におけるシャドウフレームの重さは、凸面に亘って第１マスクを張った状態にする工程と、
第１処理チャンバ内で基板の上に配置されたＯＬＥＤデバイスの上に第１封止層を堆積させる工程と、
第２搬送チャンバ内で基板及び第２マスクを受け取る工程と、
第２処理チャンバ内で基板の上に第２マスクを配置する工程と、
第２処理チャンバ内で第１封止層及びＯＬＥＤデバイスの上にバッファ層を堆積させる工程と、
第３搬送チャンバ内で基板及び第３マスクを受け取る工程であって、第３マスクは第１マスクと実質的に同一のマスクパターンを有する工程と、
第３処理チャンバ内で基板の上に第３マスクを配置する工程と、
第３処理チャンバ内でバッファ層、第１封止層、及びＯＬＥＤデバイスの上に第２封止層を堆積させる工程を含む方法。
【請求項８】
第１封止層を堆積した後で、第１搬送チャンバに結合された第１ロードロックチャンバ内に第１マスクを搬送する工程と、
バッファ層を堆積した後で、第２搬送チャンバに結合された第２ロードロックチャンバ内に第２マスクを搬送する工程と、
第２封止層を堆積した後で、第３搬送チャンバに結合された第３ロードロックチャンバ内に第３マスクを搬送する工程を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
第１封止層を堆積した後で、第１搬送チャンバと第２搬送チャンバの間に結合された第１中間チャンバ内で基板を受け取る工程と、
バッファ層を堆積した後で、第２搬送チャンバと第３搬送チャンバの間に結合された第２中間チャンバ内で基板を受け取る工程を含む、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
第１中間チャンバ内に配置された支持部材を回転させ、これによって基板を搬送チャンバのより近くに位置決めする工程を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
第１マスクチャンバ内に第１マスクを格納する工程と、
第１マスクチャンバ内で第１マスクを加熱する工程を含む、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
第１処理チャンバ内の基板の上に第１マスクを配置する前に、第１搬送チャンバに結合された第１マスクチャンバから第１マスクを受け取る工程を含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスを封止するための処理システムであって、
第１搬送チャンバと、
第１搬送チャンバに結合され、真空環境内で１以上の第１マスクを受け取るように動作可能な第１ロードロックチャンバと、
第１搬送チャンバに結合され、基板上に第１封止層を堆積させるように動作可能な第１処理チャンバであって、基板と１以上の第１マスクの少なくとも１つを支持するように構成された基板支持体と、１以上の第１マスクの少なくとも１つの一部を覆うように構成されたシャドウフレームを備え、基板支持体は凸面を備え、基板と１以上の第１マスクの少なくとも１つが持ち上げられたとき、１以上の第１マスクの少なくとも１つ端部におけるシャドウフレームの重さは、凸面に亘って、１以上の第１マスクの少なくとも１つを張った状態にする工程と、
第１搬送チャンバと搬送可能に連通している第２搬送チャンバと、
第２搬送チャンバに結合され、真空環境内で１以上の第２マスクを受け取るように動作可能な第２ロードロックチャンバと、
第２搬送チャンバに結合され、基板上にバッファ層を堆積させるように動作可能な第２処理チャンバと、
第２搬送チャンバと搬送可能に連通している第３搬送チャンバと、
第３搬送チャンバに結合され、真空環境内で１以上の第３マスクを受け取るように動作可能な第３ロードロックチャンバと、
第３搬送チャンバに結合され、基板上に第２封止層を堆積させるように動作可能な第３処理チャンバを含む処理システム。
【請求項１４】
第１搬送チャンバと第２搬送チャンバの間に結合された第１中間チャンバと、
第２搬送チャンバと第３搬送チャンバの間に結合された第２中間チャンバと、
１以上の搬送チャンバに結合され、１以上のマスクを加熱するように動作可能な１以上のマスクチャンバを含む、請求項１３記載の処理システム。
【請求項１５】
第１搬送チャンバ内に配置され、第１ロードロックチャンバと第１処理チャンバの間で１以上の第１マスクを搬送するように動作可能な第１搬送ロボットと、
第２搬送チャンバ内に配置され、第２ロードロックチャンバと第２処理チャンバの間で１以上の第２マスクを搬送するように動作可能な第２搬送ロボットと、
第３搬送チャンバ内に配置され、第３ロードロックチャンバと第３処理チャンバの間で１以上の第３マスクを搬送するように動作可能な第３搬送ロボットを含む請求項１３記載の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は、基板上に形成された有機発光素子を封止（カプセル化）するためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、情報を表示するための、テレビスクリーン、コンピュータモニタ、携帯電話、他のハンドヘルドデバイス等の製造に使用される。典型的なＯＬＥＤは、個別に通電可能な画素を有するマトリックスディスプレイパネルを形成するように基板上にすべてが堆積された二つの電極の間に位置する有機材料の層を含むことができる。ＯＬＥＤは、一般的に、２つのガラスパネル間に配置され、ガラスパネルの縁部は、内部にＯＬＥＤを封止するためにシールされている。
【０００３】
このようなディスプレイデバイスの製造時に遭遇する多くの課題がある。一例では、装置の可能性のある汚染を防止するために、２つのガラスパネル間にＯＬＥＤを封止するのに必要な多数の労働集約的な工程がある。別の一例では、ディスプレイスクリーン、つまりガラスパネルの異なるサイズは、ディスプレイデバイスを形成するのに使用される処理及び処理ハードウェアの実質的な再構成を必要とする場合がある。
【０００４】
したがって、ＯＬＥＤディスプレイデバイスを形成するための新規の改良された装置及び方法に対する絶え間のない必要性がある。
【概要】
【０００５】
一実施形態では、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスを封止する方法は、基板上に第１サイズを有する第１マスクを配置する工程と、第１マスクによって、基板上に配置されたＯＬＥＤデバイスの上に第１封止層を堆積させる工程を含む。本方法は更に、基板上に第２サイズを有する第２マスクを配置する工程と、第２マスクによって、第１封止層及びＯＬＥＤデバイスの上にバッファ層を堆積させる工程を含む。本方法は更に、基板上に第１サイズに等しいサイズを有する第３マスクを配置する工程と、第１マスクによって、バッファ層、第１封止層、及びＯＬＥＤデバイスの上に第２封止層を堆積させる工程を含む。
【０００６】
別の一実施形態では、処理システム内で有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスを封止するための方法は、第１搬送チャンバ内で基板及び第１マスクを受け取る工程と、第１処理チャンバ内で基板の上に第１マスクを配置する工程と、第１処理チャンバ内で基板の上に配置されたＯＬＥＤデバイスの上に第１封止層を堆積させる工程を含む。本方法は更に、第２搬送チャンバ内で基板及び第２マスクを受け取る工程と、第２処理チャンバ内で基板の上に第２マスクを配置する工程と、第２処理チャンバ内で第１封止層及びＯＬＥＤデバイスの上にバッファ層を堆積させる工程を含む。本方法は更に、第３搬送チャンバ内で基板及び第３マスクを受け取る工程であって、第３マスクは第１マスクと実質的に同一のマスクパターンを有する工程と、第３処理チャンバ内で基板の上に第３マスクを配置する工程と、第３処理チャンバ内でバッファ層、第１封止層、及びＯＬＥＤデバイスの上に第２封止層を堆積させる工程を含む。
【０００７】
更に別の一実施形態では、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスを封止するための処理システムは、第１搬送チャンバと、第１搬送チャンバに結合され、真空環境内で１以上の第１マスクを受け取るように動作可能な第１ロードロックチャンバと、第１搬送チャンバに結合され、基板上に第１封止層を堆積させるように動作可能な第１処理チャンバを含む。本処理システムは更に、第１搬送チャンバと搬送可能に連通している第２搬送チャンバと、第２搬送チャンバに結合され、真空環境内で１以上の第２マスクを受け取るように動作可能な第２ロードロックチャンバと、第２搬送チャンバに結合され、基板上にバッファ層を堆積させるように動作可能な第２処理チャンバを含む。本処理システムは更に、第２搬送チャンバと搬送可能に連通している第３搬送チャンバと、第３搬送チャンバに結合され、真空環境内で１以上の第３マスクを受け取るように動作可能な第３ロードロックチャンバと、第３搬送チャンバに結合され、基板上に第２封止層を堆積させるように動作可能な第３処理チャンバを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明の実施形態のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限されていると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【図１Ａ】〜
【図１Ｂ】ＯＬＥＤデバイスを封止するための処理を示す。
【図２】ＯＬＥＤデバイスを封止する第１処理を実行するように動作可能な処理システム２００を示す。
【図３】ＯＬＥＤデバイスを封止する第２処理を実行するように動作可能な処理システム３００を示す。
【図４】〜
【図５】ＯＬＥＤデバイスを封止するように動作可能な処理システムを示す。
【図６】処理チャンバ及びマスクチャンバと搬送可能に連通する搬送チャンバの概略    断面図を示す。
【図７】２つの中間チャンバと搬送可能に連通する搬送チャンバの概略断面図を示す。
【図８Ａ】〜
【図８Ｂ】中間チャンバの概略上面図及び側面図を示す。
【図９Ａ】〜
【図９Ｂ】搬送ロボットの上下アームの上面図を示す。
【図１０】一実施形態に係るＣＶＤ装置の概略断面図である。
【図１１】一実施形態に係るシャドウフレームの底面図である。
【図１２】視覚化システムに対するアライメント要素を示す概略図である。
【図１３】基板上でマスクの適切なアライメントを示す基板を通した下面図である。
【図１４】一実施形態に係るマスク及びアライメントシステムの概略等角図である。
【図１５】基板上に配置されたマスクを誇張した図である。
【詳細な説明】
【０００９】
本発明の実施形態は、基板上に形成されたＯＬＥＤデバイスを封止するためのシステム及び方法を含む。本明細書内に記載される方法及びチャンバ構成は、基板及び複数のマスクが効率的に、真空処理環境内に受け渡され、封止層の堆積のための１以上の処理チャンバ間で搬送され、処理システムから除去されることを可能にする。様々な実施形態が、特定の種類の処理チャンバ及び堆積処理で実施されるように記載されているが、このような実施形態は他の種類の処理チャンバ及び堆積処理を使用することも可能であり、本明細書内に記載される例示的な処理チャンバ及び堆積処理に限定されない。本明細書内に記載される実施形態はまた、マスク及び基板の様々なタイプ、形状、及びサイズで使用することができる。
【００１０】
図１Ａ及び図１Ｂは、ＯＬＥＤデバイスを封止するための処理を示している。図示のように、ＯＬＥＤ１３０が基板１１０上に堆積され、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、及び／又は炭素含有層（例えば、ポリマー）を含む１以上の層で封止することができる。コンタクト層１２０は、ＯＬＥＤ１３０と基板１１０の間に形成することができる。層堆積及びパターニング処理の間に、基板１１０上のコンタクト層１２０の一部を覆うために、１以上のマスクを使用することができる。コンタクト層１２０の一部をマスクすることにより、有害な湿気にＯＬＥＤ１３０を曝露させる可能性のある１以上の封止層を切り開くことなしに、封止されたＯＬＥＤ１３０との電気的接続を確立することができる。
【００１１】
図１Ａは、ＯＬＥＤデバイスを封止するための処理１００を示している。処理１００では、第１サイズを有する第１マスク１１５は、基板１１０及び／又はコンタクト層１２０上に配置される。基板１１０及び第１マスク１１５は、ＯＬＥＤ１３０上に第１層１４０を堆積させるための処理チャンバ内に配置される。第１層１４０は、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）処理を用いて堆積された窒化ケイ素層、又は物理蒸着（ＰＶＤ）処理を用いて堆積された酸化アルミニウム層であることができる。その後、第１マスク１１５は、基板１１０の表面から除去され、第２サイズを有する第２マスク１２５が基板１１０上に配置され、これによって第１層１４０、コンタクト層１２０、及び／又は基板１１０の一部をマスクする。基板１１０及び第２マスク１２５が、第１層１４０及びＯＬＥＤ１３０上に第２層１５０を堆積させるための第２処理チャンバ内に配置される。第２層１５０は、炭素含有層（例えば、モノマー蒸着処理を用いて堆積されたポリマー層）であることができ、ＯＬＥＤ１３０上に堆積された層を緩和するバッファ層として機能することができる。その後、第２マスク１２５は、基板１１０の表面から除去され、第１サイズに等しい（又は実質的に等しい）サイズを有する第３マスク１３５が、基板１１０及び／又はコンタクト層１２０上に配置される。その後、基板１１０及び第３マスク１３５は、第２層１５０、第１層１４０、及びＯＬＥＤ１３０の上に第３層１６０を堆積させるための第３処理チャンバ内に配置される。第３層１６０は、例えば、ＣＶＤ処理を用いて堆積された窒化ケイ素層又はＰＶＤ処理を用いて堆積された酸化アルミニウム層であることができる。
【００１２】
第１層１４０を形成するために使用されるマスク１１５は、第３層１６０を形成するために使用されるマスク１３５と同一のマスクであることができるか、又は第１層１４０を形成するために使用されるマスク１１５は、第３層１６０を形成するために使用されるマスク１３５と同一（又は実質的に同一）のパターンを有する別のマスクであることができる。オプションで、第１層及び第３層１４０、１６０は、同じ処理チャンバ内で堆積させることができる。例えば、ＳｉＮを含む第１層１４０を処理チャンバ内で堆積させることができ、ＳｉＮを含む第３層１６０を処理チャンバ内で堆積させることができる。
【００１３】
様々な実施形態では、基板は、幅が約１３００ミリメートル（ｍｍ）、高さが約１５００ｍｍ、厚さが約０．４〜０．５ｍｍを有することができる。基板は、ガラス材料又は低熱膨張係数を有する同様の材料から形成することができる。ＯＬＥＤは、各層が約８０℃〜約１００℃の温度で堆積された複数の層（例えば、３〜５層又はそれ以上）で封止することができる。封止層の厚さは、約５００ナノメートル（ｎｍ）であることができる。１以上のバッファ層の厚さは、約１ｎｍ〜約２ｎｍであることができる。マスク１１５、１２５、１３５は、約１５００ｍｍの幅、約１７００ｍｍの高さ、約０．１ｍｍの厚さ、約０．７ｍｍを超えるフレーム厚さを有する。マスク材料は、低熱膨張係数を有する材料（例えば、インバー）から形成することができる。マスク１１５、１２５、１３５の基板とのアライメントは、各処理チャンバ内で行ってもよいし、又は処理チャンバ内でマスク及び基板を位置決めする前に行ってもよい。
【００１４】
図２は、ＯＬＥＤデバイスを封止する処理１００を実行するように動作可能な処理システム２００を示す。処理システム２００は、処理１００に関連して説明されるが、処理システム２００は、他の処理と共に使用することもできる。処理システム２００は、４つのロードロックチャンバ２１０と、５つの中間チャンバ２２０と、４つの搬送チャンバ２３０と、１２個の処理チャンバ２４０、２４２を含む。搬送ロボット２３２が、各搬送チャンバ２３０内に配置される。
【００１５】
各搬送チャンバ２３０は、各チャンバクラスタの処理チャンバ２４０、２４２とのマスクの迅速な交換のためにロードロックチャンバ２１０と連通することができる。また、各搬送チャンバ２３０は、処理システム２００の様々なチャンバクラスタとの間で基板及びマスクを移動させるために中間チャンバ２２０と連通している。中間チャンバ２２０は、マスク交換チャンバとして使用することもできる。搬送チャンバ２３０は、１２個の処理チャンバ２４０、２４２と連通している。１以上の処理チャンバ２４０、２４２は、ＯＬＥＤデバイス上に、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、及び／又は他の封止層及び／又はバッファ層を提供するために使用することができる。いくつかの実施形態では、マスクのアライメント及び交換は、処理チャンバ２４０、２４２内で行うことができる。
【００１６】
マスクサプライ（供給部）２１７は、各ロードロックチャンバ２１０と搬送可能に連通し、これによって大気環境からチャンバ内へ基板及び／又はマスクを導入することができる。例えば、ロードロックチャンバ２１０は、大気環境から真空環境内に、マスクカセット内の１以上のマスクを搬送するために使用することができる。参照矢印２０５は、処理システム２００を通る１以上の基板の流れを表す。参照矢印２１５は、処理システム２００を通る１以上のマスクの流れを表す。マスク及び基板は、以下で更に説明されるように互いに独立したチャンバ間で搬送することができる。
【００１７】
処理システム２００の動作中、基板１１０は、第１中間チャンバ２２０内に配置される。１以上の第１マスク１１５のカセットが、マスクサプライ２１７から第１ロードロックチャンバ２１０へ、例えば、搬送ロボット２３２によって搬送される。第１搬送チャンバ２３０内に配置された搬送ロボット２３２は、第１中間チャンバ２２０から基板１１０を取り出し、第１ロードロックチャンバ２１０から第１マスク１１５を取り出し、処理チャンバ２４０内に基板１１０及び第１マスク１１５を位置決めし、これによって基板１１０上に配置されたＯＬＥＤ１３０上に第１層１４０を堆積させる。第１層１４０の堆積後、基板１１０及び第１マスク１１５は、処理チャンバ２４０から除去される。第１マスク１１５は、基板１１０から除去され、格納のために第１ロードロックチャンバ２１０内に搬送される。その後、基板１１０は、第２中間チャンバ２２０へ搬送される。オプションで、各中間チャンバ２２０は、搬送ロボット２３２によるアクセスを容易にするために、マスク及び／又は基板をスリットバルブドアの近くに位置決めするために回転するように構成することができる。
【００１８】
次に、第２搬送チャンバ２３０内の搬送ロボット２３２は、第２中間チャンバ２２０から基板１１０を取り出す。マスクサプライ２１７から第２ロードロックチャンバ２１０に搬送された１以上の第２マスク１２５のカセットから、第２マスク１２５が取り出される。搬送ロボット２３２は、処理チャンバ２４２内に基板１１０及び第２マスク１２５を位置決めし、これによって第１層１４０及びＯＬＥＤ１３０上に第２層１５０を堆積させる。第２層１５０の堆積後、基板１１０及び第２マスク１２５は、処理チャンバ２４２から除去される。第２マスク１２５は、基板１１０から除去され、格納のために第２ロードロックチャンバ２１０内に搬送される。その後、基板１１０は、第３中間チャンバ２２０へ搬送される。
【００１９】
第３搬送チャンバ２３０内の搬送ロボット２３２は、第３中間チャンバ２２０から基板１１０を取り出す。マスクサプライ２１７から第３ロードロックチャンバ２１０へ搬送された１以上の第３マスク１３５のカセットから、第３マスク１３５が取り出される。搬送ロボット２３２は、処理チャンバ２４０内に基板１１０及び第３マスク１３５を位置決めし、これによって第２層１５０、第１層１４０、及びＯＬＥＤ１３０の上に第３層１６０を堆積させる。第３層１６０の堆積後、基板１１０及び第３マスク１３５は、処理チャンバ２４０から除去される。第３マスク１３５は、基板１１０から除去され、格納のために第３ロードロックチャンバ２１０内に搬送される。その後、基板１１０は、第４中間チャンバ２２０に搬送される。
【００２０】
基板１１０が第４中間チャンバ２２０に到達すると、第４搬送チャンバ２３０内の搬送ロボット２３２が基板１１０を取り出し、処理チャンバ内に基板１１０及びマスクを位置決めし、これによって１以上の追加層（例えば、第４層、第５層等）を堆積又はパターニングすることができる。あるいはまた、基板１１０は、搬送ロボット２３２によって第４中間チャンバ２２０から取り出され、基板１１０を処理システム２００から除去することができる第５中間チャンバ２２０に搬送することができる。他の実施形態では、第３搬送チャンバ２３０に結合された処理チャンバ２４２内で、第２層１５０を堆積させることができ、これも第３搬送チャンバ２３０に結合された処理チャンバ２４０内で、第３層１６０を堆積させることができるか、又は第４搬送チャンバ２３０に結合された処理チャンバ２４０内で、第３層１６０を堆積させることができる。
【００２１】
更に他の実施形態では、特定のチャンバクラスタ内の基板１１０上に、複数の層を堆積又はパターニングすることができる。つまり、特定の搬送チャンバ２３０に結合された処理チャンバ２４０、２４２内の基板１１０上に、複数の層を堆積又はパターニングすることができる。例えば、第１層１４０は、第１搬送チャンバ２３０に結合された処理チャンバ２４０内で堆積させることができ、第２層及び第３層１５０、１６０は、第２搬送チャンバ２３０に結合された処理チャンバ２４０、２４２内で堆積及び／又はパターニング可能である。オプションで、本実施形態では、その後、第３及び／又は第４搬送チャンバ２３０に結合された１以上の処理チャンバ２４０、２４２内で、第４及び第５の層を堆積及び／又はパターニングしてもよく、その後、基板１１０を第５中間チャンバ２２０へ搬送して処理システム２００から除去してもよい。また、各チャンバクラスタに結合するロードロックチャンバ２１０は、第１マスク１１５、第２マスク１２５、第３マスク１３５、又は複数のタイプのマスクを格納することができ、これによって特定の堆積又はパターニング処理に適したマスクへのアクセスを可能にする。
【００２２】
広範囲の処理チャンバが、本明細書に記載される処理システムの実施形態で使用可能である。例えば、処理チャンバは、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、又は酸化アルミニウム、窒化ケイ素、ＨＭＤＳＯ、及び他の類似の封止層のパターニングを実行するように動作可能であってもよい。一実施形態では、１以上の処理チャンバ２４０、２４２は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．）から入手できるＰＥＣＶＤ処理チャンバであることができる。処理チャンバは、マスクと基板の相対位置及び／又はマスクと基板の間のアラインメントの視覚的表示を提供するように動作可能である１以上のカメラを含む視覚化システムと共に構成することができる。処理チャンバは、ＸＹＺ及びθ方向に、マスクを移動させ、回転させるように動作可能であってもよい。
【００２３】
図３は、ＯＬＥＤデバイスを封止する処理を実行するように動作可能な処理システム３００を示す。処理システム３００は、特定の処理に関連して説明されるが、処理システム３００は、他の処理（例えば、処理１００）で使用することもできる。処理システム３００は、２つのロードロックチャンバ２１０と、４つの中間チャンバ２２０と、３つの搬送チャンバ２３０と、１０個の処理チャンバ２４０、２４２を含む。搬送ロボット２３２は、各搬送チャンバ２３０内に配置されている。マスクサプライ２１７は、各ロードロックチャンバ２１０と搬送可能に連通することができる。参照矢印２０５は、処理システム２００を通した１以上の基板の流れを表す。参照矢印２１５は、処理システム２００を通した１以上のマスクの流れを表す。システム３００の真空環境を破ることなく、１つはマスク導入用に、もう１つはシステム３００からのマスク取り出し用に、ロードロックチャンバ２１０が処理システム３００の両端に設けられている。
【００２４】
処理システム３００の動作中、基板１１０は、第１中間チャンバ２２０内に配置され、１以上の第１マスク１１５のカセットは、マスクサプライ２１７から第１ロードロックチャンバ２１０へ搬送される。第１搬送チャンバ２３０内に配置された搬送ロボット２３２は、第１中間チャンバ２２０から基板１１０を取り出し、第１ロードロックチャンバ２１０から第１マスク１１５を取り出し、処理チャンバ２４０内に基板１１０及び第１マスク１１５を位置決めし、これによって基板１１０上に配置されたＯＬＥＤ１３０上に第１層１４０を堆積させる。第１層１４０の堆積後、基板１１０及び第１マスク１１５は、処理チャンバ２４０から除去され、第２中間チャンバ２２０に搬送される。オプションで、各中間チャンバ２２０は、搬送ロボット２３２によるアクセスを容易にするために、マスク及び／又は基板をスリットバルブドアの近くに位置決めするために回転するように構成することができる。
【００２５】
次に、第２搬送チャンバ２３０内の搬送ロボット２３２は、第２中間チャンバ２２０から基板１１０及び第１マスク１１５を取り出し、処理チャンバ２４２内に基板１１０及び第１マスク１１５を位置決めし、これによって第１層１４０及びＯＬＥＤ１３０上に第２層１５０を堆積及び／又はパターニングする。第２層１５０の堆積及び／又はパターニングの後、基板１１０及び第１マスク１１５は、処理チャンバ２４２から除去され、第３中間チャンバ２２０に搬送される。第３搬送チャンバ２３０内の搬送ロボット２３２は、第３中間チャンバ２２０から基板１１０及び第１マスク１１５を取り出し、処理チャンバ２４０内に基板１１０及び第１マスク１１５を位置決めし、これによって第２層１５０、第１層１４０、及びＯＬＥＤ１３０の上に第３層１６０を堆積させる。第３層１６０の堆積後、基板１１０及び第１マスク１１５は、処理チャンバ２４０から除去される。第１マスク１１５は、基板１１０から除去され、格納のために第２ロードロックチャンバ２１０内に搬送される。その後、基板１１０は、第４中間チャンバ２２０に搬送され、処理システム３００から除去される。また、特定のチャンバクラスタ内で基板１１０上に複数の層を堆積又はパターニング可能であることが理解される。
【００２６】
図３の処理システム３００は、ＯＬＥＤデバイスを封止する特定の処理に関して説明してきたが、処理システム３００は、ＯＬＥＤデバイスの封止の他の処理（例えば、処理１００）を実行するためにも使用可能であることも理解される。例えば、中間チャンバ２２０と搬送チャンバ２３０の間で１以上のマスクを搬送する代わりに、１以上の第１マスク１１５は、第１層１４０を堆積させるために、第１搬送チャンバ２３０内に残ることができ、１以上の第２マスク１２５は、第２層１５０を堆積及び／又はパターニングするために、第２搬送チャンバ２３０内に残ることができ、１以上の第３マスク１３５は、第３層１６０を堆積させるために、第３搬送チャンバ２３０内に残ることができる。したがって、チャンバ間で基板１１０及びマスク１１５、１２５、１３５の両方を搬送する代わりに、基板１１０のみを搬送し、マスク１１５、１２５、１３５は、それぞれのチャンバクラスタ内に残ることができる。
【００２７】
図４は、ＯＬＥＤデバイスを封止するように動作可能な処理システム４００を示す。処理システム４００は、２つのロードロックチャンバ２１０と、５つの中間チャンバ２２０と、４つの搬送チャンバ２３０と、１２個の処理チャンバ２４０、２４２を含む。処理システム４００の動作は、上述した処理システム３００の動作と同様である。しかしながら、処理システム４００は更に、システムの各端部にマスクチャンバ２５０を含む。マスクが処理システム４００内に導入されると、第１搬送チャンバ２３０内の搬送ロボット２３２は、マスクチャンバ２５０内に１以上のマスクを格納することができる。マスクは、マスクチャンバ２５０内にいる間、真空条件下に保持することができ、適切な温度（例えば、約８０℃〜約１００℃）まで加熱し、維持することができる。
【００２８】
図５は、ＯＬＥＤデバイスを封止するように動作可能な処理システム５００を示す。処理システム５００は、５つの中間チャンバ２２０と、４つの搬送チャンバ２３０と、１２個の処理チャンバ２４０、２４２と、４つのマスクチャンバ２５０を含む。処理システム４００の動作は、上述した処理システム４００の動作と同様である。しかしながら、処理システム５００は、各搬送チャンバ２３０と連通するマスクチャンバ２５０を有し、ロードロックチャンバ２１０を含まない。その代わりに、１以上のマスクサプライ２１７が天井クレーン２７０を介して中間チャンバ２２０内に手動で導入される。一実施形態では、中間チャンバ２２２の（図７に示される）カバー２２０は、マスクサプライ２１７の手動交換のために取り外すことができる。
【００２９】
図６は、処理チャンバ２４０、２４２及びマスクチャンバ２５０と搬送可能に連通している搬送チャンバ２３０の概略断面図である。処理チャンバ２４０、２４２は、基板上にマスクをアライメントするように、そしてＰＶＤ又はＣＶＤ処理を用いて、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、ＨＭＤＳＯ、又は同様の封止層でＯＬＥＤを封止するように動作可能であってもよい。搬送チャンバ２３０の搬送ロボット２３２は、ロードロックチャンバ２１０、中間チャンバ２２０、処理チャンバ２４０、２４２、及びマスクチャンバ２５０へ／からマスク及び基板を導入する／取り出すように動作可能であるデュアルアームデザインを含むことができる。各マスクチャンバ２５０は、約９〜１２マスクまで格納することができ、約２０℃〜約１００℃のチャンバ温度を維持することができ、及び／又は粒子制御のためにチャンバの圧力／パージを制御することができる。各マスクチャンバ２５０は、搬送チャンバ２３０の搬送ロボット２３２によるアクセスを容易にするための、マスクチャンバ２５０のドアに隣接してマスクを位置決めするように、アクチュエータ２５２を介して上下方向に移動可能である格納棚２５１を含むこともできる。
【００３０】
図７は、２つの中間チャンバ２２０と搬送可能に連通する搬送チャンバ２３０の概略断面図を示す。中間チャンバ２２０は、基板及びマスクが搬送チャンバ２３０及び他のチャンバへ／からそれを通って搬送可能な１以上のスリットバルブドア２２１を含むことができる。中間チャンバ２２０はまた、例えば、天井クレーンを介して、マスクカセットなどのマスクサプライ２１７を手動で導入するための取り外し可能なカバー２２２を含むこともできる。マスクサプライ２１７からのマスクは、格納のためにマスクチャンバ２５０に移動させてもよい。マスク、基板、及び／又はマスクサプライ２１７は、搬送ロボット２３２によるアクセスを容易にするために、マスク、基板、及び／又はマスクサプライ２１７をスリットバルブドア２２１の近くに位置決めするように動作可能である中間チャンバ２２０の回転可能な部材上に配置することができる。搬送ロボット２３２は、基板をハンドリングするための上部アーム２３３と、マスクをハンドリングするための下部アーム２３４を含むことができる。上部アーム２３３及び下部アーム２３４は、搬送チャンバ２３０の中心軸２２９を中心に回転可能であり、これによってチャンバ間で基板及びマスクを移動する。
【００３１】
図８Ａ及び図８Ｂは、中間チャンバ２２０の概略上面図及び側面図を示す。中間チャンバ２２０は、マスク及び基板を支持するための基板クランプ２２６及びマスククランプ２２７を含む。基板クランプ２２６及びマスククランプ２２７は、マスクと基板を係合するようにアクチュエータ２２３を介して操作することができる。マスク及び基板は、アクチュエータ２２４を介して回転可能であるカウンタウエイト部２２５を有する支持部材２２８の上に配置することができる。マスク及び／又は基板は、スリットバルブドア２２１の１つを通して導入され、支持部材２２８上に配置することができる。支持部材２２８は、中心軸２２９の周りに少なくとも１８０度回転することができ、これによってマスク及び／又は基板を他のスリットバルブドア２２１のより近くに位置決めすることができる。このように、中間チャンバ２２０は、チャンバ間のアクセスを容易にするために、搬送チャンバ２３０の搬送ロボット２３２に対して、マスク及び／又は基板を位置決めするように動作可能である。
【００３２】
図９Ａは、搬送チャンバ２３０の搬送ロボット２３２の上部アーム２３３の上面図を示す。図９Ａに示されるように、上部アーム２３３は、基板１１０を支持する拡張位置及び縮退位置にある。上部アーム２３３は、下から基板１１０を支持するための１以上の支持部材を含むエンドエフェクタ２３５を含む。図９Ｂは、搬送チャンバ２３０の搬送ロボット２３２の下部アーム２３４の上面図を示す。図９Ｂに示されるように、下部アーム２３４は、マスクを支持する拡張位置及び縮退位置にある。下部アーム２３４は、マスクを支持するため、及びマスクフレーム及び／又はマスクの最外縁部を支持するための１以上の支持部材を含むエンドエフェクタ２３６を含む。エンドエフェクタ２３５、２３６の支持部材は、基板及びマスクの最適な支持を提供するために離間させることができる。
【００３３】
図１０は、一実施形態に係るＣＶＤ装置１０００の概略断面図である。装置１０００は、１以上の基板１００６及びマスク１００８が内部へ進入できるようにする１以上の壁を貫通した開口部１００４を有するチャンバ本体１００２を含む。処理中、基板１００６は、１以上の開口部１０１４が貫通する拡散器１０１２と対向する基板支持体１０１０上に配置され、これによって拡散器１０１２と基板１００６の間の処理空間１０１６に処理ガスが入ることができる。
【００３４】
処理のために、マスク１００８は、まず開口部１００４を通って装置１０００内に挿入され、複数のモーションアライメント要素１０１８上に配置される。その後、基板１００６が、開口部１００４を通って挿入され、基板支持体１０１０を貫通して延びる複数のリフトピン１０２０上に配置される。その後、基板支持体１０１０は、基板１００６と出会うように上昇し、これによって基板１００６は基板支持体１０１０上に配置される。基板１００６は、基板支持体１０１０上にいながらアライメントされる。
【００３５】
基板１００６が基板支持体１０１０上にアライメントされると、１以上の視覚化システム１０２２は、マスク１００８が適切に基板１００６上にアライメントされているかどうかを判断する。マスク１００８が正しくアライメント列されていない場合は、１以上のアクチュエータ１０２４が１以上のモーションアライメント要素１０１８を動かして、マスク１００８の位置を調整する。その後、１以上の視覚化システム１０２２は、マスク１００８のアライメントを再確認する。
【００３６】
マスク１００８が適切に基板１００６上にアライメントされると、マスク１００８は、基板１００６上に降ろされ、その後、基板支持体１０１０は、シャドウフレーム１０２８がマスク１００８に接触するまで、ステム１０２６上を上昇する。シャドウフレーム１０２８は、マスク１００８上に載置される前に、チャンバ本体１００２の１以上の内壁から延びるレッジ（棚部）１０３０の上のチャンバ本体１００２内に配置される。基板支持体１０１０は、基板１００６、マスク１００８、及びシャドウフレーム１０２８が、拡散器１０１２と対向する処理位置に配置されるまで、上昇し続ける。その後、バイアスが拡散器に供給されながら、処理ガスが、１以上のガス供給源１０３２からバッキングプレート１０３４に形成された開口部を通って送出される。
【００３７】
基板１００６上にマスク１００８を適切にアライメントするために、視覚化システムは、基板支持体１０１０を貫通して形成された開口部１２０２を通して光を照射することによって動作する。光は、基板１００６を通って輝き、これによってマスク１００８の位置が分かる。後述するように、基板１００６は、適切にアライメントされた場合に、マスク１００８内に形成された、１以上の開口部１２０４内でセンタリングされる１以上のアライメントマーク１３０２をその上に有するであろう。このように、基板支持体１０１０を通してアライメントマーク１３０２を見たとき、１以上の視覚化システム１０２２は、マスク１００８の開口部１２０４の境界のみならず、シャドウフレーム１０２８を見るだろう。シャドウフレーム１０２８は、陽極酸化アルミニウムから製造することができる。しかしながら、陽極酸化アルミニウムは灰色を有しているので、１以上の視覚化システム１０２２は、灰色のシャドウフレーム１０２８上にアライメントマーク１３０２を見るのは困難な時を有する可能性がある。したがって、シャドウフレーム１０２８は、視覚化システム１０２２に適応するように修正することができる。
【００３８】
図１１は、一実施形態に係るシャドウフレーム１０２８の底面図である。視覚化システム１０２２に適応するために、シャドウフレーム１０２８は、各視覚化システム１０２２からの光が、光を照らす場所に対応する位置１１０２を有する。位置１１０２は、陽極酸化アルミニウムではないシャドウフレーム１０２８の一部である。シャドウフレーム１０２８の残りの部分は、陽極酸化アルミニウムである。なお、４つの位置１１０２が示されているが、より多い又はより少ない位置１１０２が存在可能であることを理解すべきである。基板１００６上のマークとシャドウフレーム１０２８上の位置１１０２の間には十分なコントラストがあり、これによって視覚化システム１０２２は、基板１００６上のマークを効果的に視覚化できることを確認する。更に、シャドウフレーム１０２８の陽極酸化部分と位置１１０２の間には十分なコントラストがあり、これによって視覚化システム１０２２は、シャドウフレーム１０２８の部分の間で区別することができる。位置１１０２は、陽極酸化アルミニウムの灰色ではなく、光沢のある銀色の外観を有する無垢の陽極酸化されていないアルミニウムを有することができる。あるいはまた、位置１１０２は、シャドウフレーム１０２８内に挿入されたセラミックス材料を含み、これによって位置１１０２はアライメント目的のために白色の外観を有することができる。視覚化システム１０２２が動作するとき、位置１１０２は、陽極酸化されたシャドウフレーム１０２８に対して相対的にコントラストを向上させる。
【００３９】
図１２は、アライメント視覚化システム測定位置に対するアライメント要素１０１８を示す模式図である。図１２に示されるように、基板支持体１０１０は、リフトピン１０２０（図１０を参照）のためだけでなく、貫通して延びるアライメント要素１０１８のための貫通する開口部を有する。開口部１２０２は、アライメント視覚化システム１０２２が動作する場所に対応する位置にも存在する。なお、アライメント視覚化システム１０２２は、装置１０００の外部に配置され、装置１０００内を見るために、視覚化要素（例えば、カメラ）と、照明要素（例えば、光源）を利用することができることを理解すべきである。アライメント視覚化システム１０２２は、矢印「Ａ」によって示される方向に、基板支持体１０１０内に形成された開口部１２０２を通って、基板１００６を通って、マスク１００８内に形成された開口部１２０４を通って、シャドウフレーム１０２８表面の位置１１０２に光を照射することによって動作する。その後、アライメント視覚化システム１０２２は、マスク１００８を貫通して形成された開口部１２０４の境界からのアライメントマーク１３０２の距離を測定する。
【００４０】
図１３は、基板１００６上でのマスク１００８の適切なアライメントを示す基板１００６を通した底面図である。基板１００６は、その上にアライメントマーク１３０２を有する。チャンバ内への挿入の際に、基板１００６は、基板支持体１０１０の上にアライメントされる。その後、マスク１００８がアライメントされる。適切なアライメントのためには、アライメントマーク１３０２は、基板支持体１０１０内に形成された開口部１２０２内でセンタリングされる（マスク１００８のアライメントの前に行われる）のみならず、マスク１００８内に形成された開口部１２０４内でもセンタリングされる。マスク１００８が、基板１００６上で適切にアライメントされると、アライメント要素１０１８は、基板１００６上にマスク１００８を下げることができる。
【００４１】
図１４は、一実施形態に係るマスク１００８及びアライメントシステムの概略等角図である。上述したように、マスク１００８は、まず１以上のアライメント要素１０１８上にマスク１００８を配置するエンドエフェクタを使用して、装置１０００内に挿入される。図１４に示される実施形態では、４つのアライメント要素１０１８Ａ〜１０１８Ｄが存在する。なお、本発明は、４つのアライメント要素１０１８Ａ〜１０１８Ｄに限定されないことを理解すべきである。各アライメント要素１０１８Ａ〜１０１８Ｄは、アライメント要素１０１８Ａ〜１０１８Ｄの動きを制御する１以上のアクチュエータ１０２４に結合される。
【００４２】
アライメント要素１０１８Ａ〜１０１８Ｄは同一ではない。２つのアライメント要素１０１８Ａ、１０１８Ｄは、ＸＹＺアライメント要素（すなわち、アクチュエータを介して３つの異なる平面内を移動可能）であり、一方、他の２つのアライメント要素１０１８Ｃ、１０１８Ｄは、Ｚモーションアライメント要素（すなわち、アクチュエータを介して１平面内のみを移動可能）である。すなわち、４つのアライメント要素１０１８Ａ〜１０１８Ｄは全て、基板１００６の堆積面に垂直な面内で移動可能であるが、２つのアライメント要素１０１８Ａ、１０１８Ｄだけは、基板１００６の堆積面に平行な面内を移動可能である。図１４に示される実施形態では、ＸＹＺアライメント要素１０１８Ａ、１０１８Ｄは、互いに隣接しておらず、それどころか互いに対向している。同様に、Ｚアライメント要素１０１８Ｂ、１０１８Ｃは、互いに隣接しておらず、それどころか互いに対向している。
【００４３】
図１５は、基板１００６上に配置されたマスク１００８の誇張された図を示している。基板支持体１０１０は、基板１００６及びマスク１００８を上部で支持する凸面１５０２を含むことができる。基板１００６及びマスク１００８が、サセプタ１０１０によって持ち上げられる場合、マスク１００８の端部におけるシャドウフレーム１０２８の重さは、凸面１５０２全域に亘ってマスク１００８をピンと張った状態で配置する。シャドウフレーム１０２８は、マスク１００８の部分を覆い、これによってマスクと他のチャンバ構成要素間の電気的なアーク放電を防止することができる。マスク１００８は、基板１００６の上部の上にピンと張った状態に置かれ、これによって取り扱い又は処理中に、マスク１００８と基板１０６の間の移動又は位置ずれを防止する。一実施形態では、マスク１００８は、マスク支持フレーム１５０４を含むことができる。マスク支持フレーム１５０４は、マスク１００８とは別個の要素であってもよく、又は、マスク１００８自体の一部を含んでもよい。更に、様々な実施形態では、マスク１００８は、電気的にサセプタ１０１０から分離することができる。
【００４４】
２つのＺモーションアライメント要素及び１以上のアライメント視覚化システムと共に、２つのＸＹＺモーションアライメント要素を利用して、基板上にマスクを適切にアライメントすることによって、処理チャンバ内のマスクは、±５μｍ以内にアライメントすることができる。
【００４５】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2019091704.tif 000004
【図２】
2019091704.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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