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特表2024-542372薄膜基板を搬送するための真空処理システム、装置および方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-15
(54)【発明の名称】薄膜基板を搬送するための真空処理システム、装置および方法
(51)【国際特許分類】
C23C 14/56 20060101AFI20241108BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20241108BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20241108BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20241108BHJP
C23C 16/44 20060101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
C23C14/56 A
H01L21/205
H01L21/31 B
H01L21/31 C
H01L21/68 A
C23C16/44 F
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024524674
(86)(22)【出願日】2021-10-26
(85)【翻訳文提出日】2024-04-24
(86)【国際出願番号】 EP2021079646
(87)【国際公開番号】W WO2023072371
(87)【国際公開日】2023-05-04
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100119013
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141553
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 信彦
(74)【代理人】
【識別番号】100176418
【弁理士】
【氏名又は名称】工藤 嘉晃
(72)【発明者】
【氏名】シュナッペンベルガー フランク
【テーマコード（参考）】
4K029
4K030
5F045
5F131
【Ｆターム（参考）】
4K029AA11
4K029AA25
4K029CA01
4K029CA05
4K029DC16
4K029DC25
4K029JA02
4K029JA10
4K029KA03
4K030CA17
4K030GA14
5F045AA03
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5F131AA33
5F131AA34
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5F131CA02
5F131CA23
5F131DA20
5F131DC13
5F131DC22
(57)【要約】
真空条件下で薄膜基板（１２）を搬送するための装置（１０）が記述される。搬送用の装置（１０）は、第１の基板対向面部分（１０４）を含む基板対向面（１０２）付きの回転可能ローラ（１００）を含み、基板対向面（１０２）は、１つまたは複数のガス出口（１０５）を含み、１つまたは複数のガス出口は、ガス流を放出するように構成されており、ローラは、堆積領域（１０６）および少なくとも１つの非堆積領域（１０８）を含む。装置はさらに、ガス流を１つまたは複数のガス出口（１０５）から、薄膜基板（１２）と第１の基板対向面部分（１０４）との間の隙間に供給するためのガス分配システム（４００）と、少なくとも１つの非堆積領域（１０８）に設けられた１つまたは複数の封止ベルト（１２２）を含む封止ベルトコンベヤシステム（１２０）とを含む。
【選択図】図３Ａ
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空条件下で薄膜基板（１２）を搬送するための装置（１０）であって、第１の基板対向面部分（１０４）を備える基板対向面（１０２）付きの回転可能ローラ（１００）を備え、
前記基板対向面（１０２）が１つまたは複数のガス出口（１０５）を備え、前記１つまたは複数のガス出口が、ガス流を放出するように構成されており、
前記ローラが、堆積領域（１０６）および少なくとも１つの非堆積領域（１０８）を備え、前記装置はさらに、
前記ガス流を前記１つまたは複数のガス出口（１０５）から、前記薄膜基板（１２）と前記第１の基板対向面部分（１０４）との間の隙間に供給するためのガス分配システム（４００）と、
前記少なくとも１つの非堆積領域（１０８）に設けられた１つまたは複数の封止ベルト（１２２）を備える封止ベルトコンベヤシステム（１２０）と
を備える装置（１０）。
【請求項2】
前記１つまたは複数の封止ベルト（１２２）が、前記薄膜基板（１２）と前記第１の基板対向面部分（１０４）との間の隙間を封止するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記封止ベルトコンベヤシステム（１２０）が、前記１つまたは複数の封止ベルト（１２２）を前記第１の基板対向面部分（１０４）に設けるように、および、前記薄膜基板を前記回転可能ローラに、詳細には前記少なくとも１つの非堆積領域（１０８）に押し付けるように構成されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項4】
前記封止ベルトコンベヤシステム（１２０）が、前記薄膜基板を前記少なくとも１つの非堆積領域（１０８）に所定の力で押し付けるように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項5】
前記ローラ（１００）が、前記ローラ（１００）の中心軸（Ａ）の両側に２つの非堆積領域（１０８）を備え、前記封止ベルトコンベヤシステム（１２０）が、第１の封止ベルト搬送軌道（１２４）および第２の封止ベルト搬送軌道（１２６）を備え、前記第１の封止ベルト搬送軌道（１２４）および前記第２の封止ベルト搬送軌道（１２６）が、前記２つの非堆積領域（１０８）に設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項6】
前記封止ベルトコンベヤシステム（１２０）が２つの封止ベルト（１２２）を備え、前記２つの封止ベルト（１２２）の一方が、前記第１の封止ベルト搬送軌道（１２４）に設けられ、前記２つの封止ベルト（１２２）の他方が、前記第２の封止ベルト搬送軌道（１２６）に設けられている、請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記封止ベルトコンベヤシステム（１２０）が、１つもしくは複数の第１のロール（１２５）および／または１つもしくは複数の第２のロール（１２７）を備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項8】
前記第１の封止ベルト搬送軌道（１２４）および前記第２の封止ベルト搬送軌道（１２６）が、前記１つまたは複数の第２のロール（１２７）を備える、請求項７に記載の装置。
【請求項9】
前記１つまたは複数の第１のロール（１２５）が、前記１つまたは複数の第２のロール（１２７）よりも大きい直径を有し、前記１つまたは複数の第１のロール（１２５）が、前記封止ベルトおよび前記薄膜基板（１２）を案内するように構成されている、請求項７または８に記載の装置。
【請求項10】
前記封止ベルトコンベヤシステム（１２０）が支持体（１３０）を備え、前記支持体（１３０）が前記ローラ（１００）の垂直下方に配置されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項11】
前記支持体（１３０）が、第１の支持壁（１３２）および第２の支持壁（１３４）を備え、前記第１および第２の支持壁が、前記ローラ（１００）の前記中心軸（Ａ）の両側に配置されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項12】
前記支持体（１３０）が１つまたは複数のスペーサ（１３４）を備え、前記スペーサが、前記ローラの前記堆積領域（１０６）の幅に対応する長さを備え、前記第１の支持壁（１３２）と前記第２の支持壁（１３４）の間に配置されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項13】
前記第１の支持壁（１３２）および前記第２の支持壁（１３４）のそれぞれが、第１の壁部（１３３）および第２の壁部（１３５）を備え、詳細には、前記第１の支持壁（１３２）および前記第２の支持壁（１３４）それぞれがヒンジ（１３６）を備え、前記ヒンジが、前記第１の壁部（１３３）と前記第２の壁部（１３５）との間の角度（α）を変えるように構成されている、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項14】
前記第１の壁部分（１３３）が固定されており、前記第２の壁部分（１３５）が可動である、請求項１３に記載の装置。
【請求項15】
前記１つまたは複数の第２のロール（１２７）が前記第２の壁部（１３５）に配置されている、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項16】
前記封止ベルトコンベヤシステム（１２０）が、前記１つまたは複数の封止ベルト（１２２）を移動させるためのアクチュエータを備える、請求項１～１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項17】
材料を薄膜基板（１２）に堆積させるための真空処理システム（２００）であって、処理チャンバ（２２０）と、
請求項１～１６のいずれか１項に記載の装置（１０）と
を備える、真空処理システム（２００）。
【請求項18】
コントローラをさらに備え、前記コントローラが、前記ローラ（１００）の第１の速度と、前記１つまたは複数の封止ベルト（１２２）の第２の速度とを調節するためのコマンドを発行するように構成されている、請求項１７に記載の真空処理システム（２００）。
【請求項19】
真空条件下で薄膜基板（１２）を搬送する方法（６００）であって、第１の基板対向面部分（１０４）を含む基板対向面（１０２）付きの回転可能ローラ（１００）を越えて前記薄膜基板を移動させるステップであって、前記ローラが堆積領域（１０６）および少なくとも１つの非堆積領域（１０８）を含む、ステップと、
前記薄膜基板（１２）と前記第１の基板対向面部分（１０４）との間の隙間にガス流を供給するステップと、
前記少なくとも１つの非堆積領域（１０８）において、前記薄膜基板（１２）と前記第１の基板対向面部分（１０４）との間の前記隙間を封止ベルトコンベヤシステム（１２０）の１つまたは複数の封止ベルト（１２２）で封止するステップと
を含む、方法（６００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、フレキシブル基板または薄膜基板を搬送するための装置に関する。さらに、本開示の実施形態は、フレキシブル基板または薄膜基板の処理のための、詳細には、フレキシブル基板を薄層でコーティングするための、または材料を薄膜基板もしくはフレキシブル基板に堆積させるための装置、システムおよび方法に関する。特に、本開示の実施形態は、フレキシブル基板を層のスタックでコーティングするための、たとえば、薄膜太陽電池製造、薄膜電池製造、またはフレキシブルディスプレイ製造のためのシステムおよび方法において、フレキシブル基板の搬送のために使われる装置に関する。
【背景技術】
【0002】
プラスチックフィルムまたは箔などのフレキシブル基板の処理は、パッケージング産業、半導体産業、および他の産業において需要が高い。処理は、金属、半導体、誘電体材料などの材料を用いたフレキシブル基板のコーティングと、エッチングと、それぞれの用途のために基板に対して行われる他の処理操作とから構成され得る。このタスクを実施するシステムは通常、基板を搬送するためのローラアセンブリを備える処理システムに結合された、基板の少なくとも一部分がその上でコーティングされるコーティングドラム、たとえば円筒形ローラを含む。
【0003】
たとえば、ＣＶＤ処理、ＰＶＤ処理または蒸着処理などのコーティング処理は、フレキシブル基板に薄層を堆積させるのに使うことができる。ロールツーロール堆積装置とは、１キロメートル以上などのかなりの長さのフレキシブル基板が供給スプールからほどかれ、薄層のスタックでコーティングされて、再び巻き取りスプールに巻き取られるもの、と理解される。特に、薄膜電池、たとえばリチウム電池、ディスプレイ産業および光電池（ＰＶ）産業の製造では、ロールツーロール成膜システムへの関心が高い。たとえば、フレキシブルタッチパネル要素、フレキシブルディスプレイ、およびフレキシブルＰＶモジュールの高まる需要により、適切な層をロールツーロールコータで堆積させることに対する需要が高まっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
高品質のコーティングをフレキシブル基板上に実現するためには、フレキシブル基板搬送に関する様々な難題が克服されなければならない。たとえば、真空条件下で移動するフレキシブル基板の処理中に、適切な基板張力、ならびに良好な基板ローラ接触および基板冷却を実現することは、依然として難題である。
【0005】
上記を考慮して、真空条件下で薄膜基板を搬送するための装置が提供される。この装置は、第１の基板対向面部分を含む基板対向面付きの回転可能ローラを含み、基板対向面は、１つまたは複数のガス出口を含み、１つまたは複数のガス出口は、ガス流を放出するように構成されており、ローラは、堆積領域および少なくとも１つの非堆積領域を含む。装置はさらに、１つまたは複数のガス出口からガス流を薄膜基板と第１の基板対向面部分との間の隙間に供給するためのガス分配システムと、少なくとも１つの非堆積領域に設けられた１つまたは複数の封止ベルトを含む封止ベルトコンベヤシステムとを含む。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、材料を薄膜基板上に堆積させるための真空処理システムが提供される。この真空処理システムは、本明細書に記載の実施形態による処理チャンバおよび装置を含む。
【0007】
本開示のさらなる態様によれば、真空条件下で薄膜基板を搬送する方法が提供される。この方法は、第１の基板対向面部分を含む基板対向面付きの回転可能ローラを越えて薄膜基板を移動させるステップであって、ローラが堆積領域および少なくとも１つの非堆積領域を含む、ステップと、薄膜基板と第１の基板対向面部分との間の隙間にガス流を供給するステップと、少なくとも１つの非堆積領域において、薄膜基板と第１の基板対向面部分との間の隙間を封止ベルトコンベヤシステムの１つまたは複数の封止ベルトで封止するステップとを含む。
【0008】
実施形態はまた、開示された方法を実施するための装置を対象とし、記載された各方法態様を実施するための装置部分を含む。これらの方法態様は、ハードウェア構成要素、もしくは適切なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータによって、これら２つの任意の組み合わせによって、または他の任意の手法で実施することができる。さらに、本開示による実施形態はまた、記載された装置を動作させるための方法を対象とする。この実施形態は、装置のあらゆる機能を実行するための方法態様を含む。
【0009】
上記で言及された本開示の特徴を細部にわたって理解できるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られることがある。添付の図面は、本開示の実施形態に関連しており、以下で説明される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本明細書に記載の実施形態による装置を概略的に示す図である。
【図2】本明細書に記載の実施形態による装置の一部分を概略的に示す図である。
【図3A】本明細書に記載の実施形態による装置の概略側面図である。
【図3B】本明細書に記載の実施形態による装置の概略前面図である。
【図4A】本明細書に記載の実施形態による装置の概略底面図である。
【図4B】本明細書に記載の実施形態による装置の概略底面図である。
【図5】本明細書に記載の実施形態によるシステムを概略的に示す図である。
【図6】本明細書に記載の実施形態による方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、１つまたは複数の例が図に示されている、本開示の様々な実施形態を詳細に参照する。以下の図面の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。概して、個々の実施形態に関する相違点だけが説明される。各例は、本開示の説明として提供されており、本開示を限定するものではない。さらに、１つの実施形態の一部として図示または説明された特徴は、別の実施形態がさらに得られるように他の実施形態に使用すること、または他の実施形態と組み合わせて使用することができる。本明細書は、そのような修正形態および変形形態を含むものである。
【0012】
図面についての以下の説明の中で同じ参照番号は、同じまたは同様の構成要素を指す。概して、個々の実施形態に関する相違点だけが説明される。特にことわらない限り、１つの実施形態の一部分または態様についての説明は、別の実施形態における対応する部分または態様にも同様に適用される。
【0013】
図１を例として参照すると、薄膜基板１２を搬送するための装置１０が提供される。本明細書に記載の他の任意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、装置は、基板対向面１０２付きの回転可能ローラ１００を含む。基板対向面１０２は、基板対向面部分１０４を含む。さらに、基板対向面１０２は、１つまたは複数のガス出口（図１には示されていない）を含む。１つまたは複数のガス出口は、ガス流を放出するように構成されており、図２に関してさらに説明される。ローラは、堆積領域および少なくとも１つの非堆積領域をさらに含む。装置は、ガス分配システムおよび封止ベルトコンベヤシステムをさらに含む。
【0014】
本明細書に記載の他の任意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、回転可能ローラ１００は、中心回転軸Ａのまわりに回転可能であり得る。ローラは、回転方向Ｒおよび／またはＲ’に回転することができる。回転可能ローラ１００またはローラは、薄膜基板またはフレキシブル基板１２を搬送するように構成され得る。
【0015】
本開示では、「フレキシブル基板」または「薄膜基板」は、折り曲げ可能な基板と理解されてよい。たとえば、「フレキシブル／薄膜基板」は、「箔」または「ウェブ」であり得る。本開示では、用語「フレキシブル基板」、用語「基板」、および用語「薄膜基板」は、同義に使用されることがある。たとえば、本明細書に記載のフレキシブル基板は、ＰＥＴ、ＨＣ－ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＩ、ＰＵ、ＴａＣ、ＯＰＰ、ＢＯＯＰ、ＣＰＰ、１つまたは複数の金属（たとえば、銅）、紙、これらの組み合わせ、およびハードコートＰＥＴ（たとえば、ＨＣ－ＰＥＴ、ＨＣ－ＴａＣ）などのような既にコーティングされた基板のような材料で作製されてよく、またはこれらを含んでよい。いくつかの実施形態では、フレキシブル基板は、その両面にインデックス整合（ＩＭ）層を備えたＣＯＰ基板である。たとえば、基板の厚さは、１μｍ以上で１ｍｍ以下、詳細には５００μｍ以下、さらには２００μｍ以下とすることができる。さらに詳細には、基板は４μｍの厚さを有することができる。基板幅ＷＳは、０．１ｍ≦Ｗ≦６ｍとすることができる。基板は、透明または非透明な基板であってよい。詳細には、基板は金属箔、たとえば銅箔であってよい。
【0016】
本開示では、「回転可能ローラ」または「ローラ」は、（フレキシブル）基板と接触するための基板対向面１０２を有するドラムまたはローラと理解されてよい。「フレキシブル基板と接触するための基板対向面」という表現は、ローラの外面が、フレキシブル基板の案内中または搬送中にフレキシブル基板に接触するように構成されていること、と理解されてよい。通常、基板対向面は、ローラの湾曲外面であり、詳細には円筒形外面である。したがって、通常、ローラは回転軸のまわりに回転可能であり、基板対向面部分１０４を含む。通常、基板対向面部分１０４は、ローラの湾曲基板対向面、たとえば円筒形対称面の一部である。ローラの湾曲基板対向面は、フレキシブル基板の案内中にフレキシブル基板と（少なくとも部分的に）接触するように適合させることができる。基板対向面部分は、基板の案内中に湾曲基板対向面と基板が接触する、ローラの角度範囲として定義することができ、ローラの巻き付け角度に対応し得る。たとえば、ローラの巻き付け角度は、９０°以上、詳細には１８０°以上、さらには２７０°以上であってよい。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされることが可能ないくつかの実施形態によれば、回転可能ローラ１００は円筒形であり、０．２ｍ≦Ｌ≦８．５ｍの長さＬを有する。さらに、ローラは０．１ｍ≦Ｄ≦３．０ｍの直径Ｄを有し得る。したがって、有利には、ローラは、大きい幅のフレキシブル基板を案内および搬送するように構成される。
【0017】
本明細書に記載の他の任意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、回転可能ローラ１００は、基板対向面１０２を含む。基板対向面は、基板に対向する、かつ／または基板を案内するドラム表面の一部または一領域と見ることができる。たとえば、基板対向面１０２は、基板に隣接する、または基板に接触し得るローラの表面と理解されてよい。特に、基板対向面１０２は、コーティング中または堆積処理中にコーティングされる基板の面から引き離されている基板の面に隣接し得る。基板対向面１０２は、基板対向面部分１０４、すなわち、基板がローラの基板対向面と接触するローラの部分を含む。基板はローラによって移動するので、基板対向面部分１０４は連続的に変わり得る。すなわち、基板対向面部分１０４は、基板の（ローラの回転による）搬送中に所与の時点までローラに隣接またはローラに接触している、基板のそれぞれの部分に対応し得る。
【0018】
本明細書に記載の他の任意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、装置１０は、ガス流を１つまたは複数のガス出口から、薄膜基板１２と第１の基板対向面部分１０４との間の隙間に供給するためのガス分配システム４００を含む。ガス分配システム４００は、ローラに接続されたシステムであるように図１に例示的に示されている。当業者であれば、ガス分配システムがローラ内に（少なくとも部分的に）設けられてもよいことが理解されよう。一般に、ガス分配システムはローラに接続することができ、ローラの表面に配置された１つまたは複数のガス流出口からガス流を供給することができる。ローラ内部に、ガス供給チャネルを設けることができる。ガス供給チャネルは、１つまたは複数のガス出口に接続することができる。詳細には、ガス流は、基板対向面部分１０４で供給することができ、すなわち、ガス流は、基板が基板対向面１０２に接触し得る１つまたは複数のガス出口から供給することができる。基板とローラの基板対向面の間の距離、すなわち基板と基板対向面１０２との間の隙間の寸法は、基板に向けて供給できるガス流の圧力に応じて変わり得る。
【0019】
有利には、ガス流は、基板が回転可能ローラ１００に直接接触するのを防止するように供給することができる。ガス流はさらに、ローラを経由して搬送される基板を冷却するために供給することもできる。したがって、堆積中に高い堆積温度が基板に加えられるときに、ガス流により基板の損傷を防止または回避することができる。たとえば、回転可能ローラ１００は、０～－１０℃の間の温度まで、詳細には－１１℃～－１５℃の温度まで、より詳細には－１６℃～－２０℃の温度まで冷却されて、搬送される基板を十分に冷却することができる。たとえば、堆積材料は、２８０℃～２９０℃の温度で基板に向けて供給されることがある。それに応じて、回転可能ローラの冷却は、堆積材料の温度が堆積材料の融点未満に低くなるように設定され得る。さらに、それに応じて、このように作製された堆積材料は基板にとどまる。
【0020】
本明細書に記載の他の任意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、ガス流は冷却ガスを含み得る。冷却ガスは、不活性ガスであってよい。冷却ガスは、ヘリウム（Ｈ2）、アルゴン（Ａｒ）、二酸化炭素（ＣＯ2）および／またはこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。実施形態によれば、ガス流は、圧力Ｐgで供給することができる。圧力Ｐgは、０～１００ミリバールでよく、詳細には１～１０ミリバールでよい。実施形態によれば、ガス流によって基板対向面または基板対向面部分に供給されるガスの体積は、０．１ｃｍ3～５００ｃｍ3でよく、詳細には１～１００ｃｍ3でよく、より詳細には２～１０ｃｍ3でよい。
【0021】
本明細書に記載の他の任意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、装置は、封止ベルトコンベヤシステムを含む。封止ベルトコンベヤシステム１２０は、１つまたは複数の封止ベルト１２２を含み、少なくとも１つの非堆積領域に設けられる。封止ベルトコンベヤシステム１２０は、１つまたは複数の封止ベルト１２２を第１の基板対向面部分１０４に設けるように構成することができる。さらに、封止ベルトコンベヤシステムは、基板を回転可能ローラ１００に押し付けるように、すなわち少なくとも１つの非堆積領域１０８に押し付けるように構成することもできる。詳細には、１つまたは複数の封止ベルト１２２を回転可能ローラ１００に押し付けることができる。さらに詳細には、１つまたは複数の封止ベルト１２２は、回転可能ローラ１００の少なくとも１つの非堆積領域１０８に設けることができる。実施形態によれば、１つまたは複数の封止ベルト１２２は、薄膜基板１２と第１の基板対向面部分１０４との間の隙間を封止するように構成することができる。したがって、封止ベルトコンベヤシステム１２０は、冷却ガスが隙間から漏れるのを防止するように構成することができる。
【0022】
有利には、ローラの端部でローラに向けて封止ベルトによって圧力を与えることによって、基板は、ローラに対して固定して搬送することができる。したがって、基板を冷却するために供給されるガス流は、ローラの両側で、基板とローラの間の隙間から漏れることがないか部分的にしか漏れない。したがって、基板の過度の浮きを防止または回避することができる。したがって、基板は、回転可能ローラ上で平坦なままであることが可能であり、基板への材料堆積がより均一になる。薄膜基板にしわまたは折り目が形成されることを回避または防止することができる。したがって、基板処理の歩留まりを向上させることができる。さらに有利には、真空チャンバに漏れるガスを少なくすることができる。すなわち、真空状態の維持が容易になり得る。したがって、処理チャンバ内を真空にするための装置、たとえばポンプがあまり頻繁に使用されなくてもよいので、堆積処理をより効率的に、かつエネルギー消費をより少なくすることができる。
【0023】
本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることができ、図２が例として参照される実施形態によれば、回転可能ローラ１００は、堆積領域１０６と、少なくとも１つの非堆積領域１０８とを含む。堆積領域１０６は、コーティング中または堆積中にコーティング材料または堆積材料が基板に到達し得る基板の領域に対応する、ローラの一部として理解されてよい。詳細には、堆積領域１０６は、ローラの長さに沿って約２／３だけ延び、詳細には３／４だけ、より詳細には４／５だけ、さらに詳細には５／６だけ延びる、円筒形ローラの基板対向面１０２または基板対向面部分１０４の一部であり得る。これとは対照的に、非堆積領域１０８は、コーティング中または堆積中にコーティング材料または堆積材料が基板に到達し得ない基板の領域に対応する、ローラの一部として理解されてよい。詳細には、非堆積領域１０８は、ローラの長さに沿って約１／３だけ延び、詳細には１／４だけ、より詳細には１／５だけ、さらに詳細には１／６だけ延びる、円筒形ローラの基板対向面１０２または基板対向面部分１０４の一部であり得る。詳細には、回転可能ローラ１００は、ローラの長さの軸方向両端部に２つの非堆積領域を含み得る。言い換えれば、回転可能ローラは、ローラの中心軸の両側に２つの非堆積領域を含み得る。非堆積領域１０８は、ローラの長さのうちのローラの最も外側に配置され得る。
【0024】
本明細書に記載の他の任意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、回転可能ローラは、回転可能ローラ１００の軸方向両端部、すなわちローラの長さの軸方向両端部またはローラの中心軸Ａの軸方向両端部に２つの非堆積領域を含み得る。軸方向両端部のそれぞれに、１つまたは複数の封止ベルト１２２のうちの１つの封止ベルトを設けることができる。したがって、基板は、ローラの軸方向両端部において、回転可能ローラ１００に押し付けられ得る。言い換えれば、封止ベルトコンベヤシステム１２０は、薄膜基板を少なくとも１つの非堆積領域１０８に、詳細にはローラの軸方向両端部の２つの非堆積領域に、所定の力で押し付けるように構成することができる。所定の力は、１ミリバール～２０００ミリバール、詳細には１０～５００ミリバールの圧力Ｐpdであってよい。加えて、または代替として、１つまたは複数の封止ベルトには張力が与えられてもよい。１つまたは複数の封止ベルトの張力は、１～５００Ｎ、詳細には１０～２００Ｎでよい。
【0025】
本明細書に記載の他の任意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、１つまたは複数の封止ベルト１２２は、熱的に厳しい環境での使用に適しているフレキシブル材料および／または折り曲げ可能な材料で作製することができる。さらに、１つまたは複数の封止ベルト１２２は、真空環境での使用に適している材料で作製することもできる。たとえば、１つまたは複数の封止ベルト１２２は、任意の種類のプラスチック、具体的には熱硬化性ポリマー、たとえばアルミナのような金属、ゴム、ポリウレタン、アラミド繊維で強化されたポリクロロプレン複合物、バナジウム鋼、ＰＥＴ、ポリアミド、ポリクロロプレン、ポリエステルおよび／またはこれらの組み合わせから作製することができる。１つまたは複数の封止ベルトは、厚さが０．０１～５ｃｍ、詳細には０．０５～２ｃｍ、より詳細には０．１～１ｃｍであってよい。
【0026】
本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることができ、図１が再び例として参照される実施形態によれば、封止ベルトコンベヤシステム１２０は、第１の封止ベルト搬送軌道１２４および第２の封止ベルト搬送軌道１２６を含み得る。第１の封止ベルト搬送軌道１２４および第２の封止ベルト搬送軌道１２６は、２つの非堆積領域１０８に設けることができる。したがって、第１の封止ベルト搬送軌道１２４および第２の封止ベルト搬送軌道１２６は、回転可能ローラ１００の軸方向両端部に設けることができる。実施形態によれば、封止ベルトコンベヤシステムは、２つの封止ベルト１２２を含むことができ、２つの封止ベルト１２２のうちの一方は、第１の封止ベルト搬送軌道１２４に設けることができ、２つの封止ベルト１２２のうちの他方は、第２の封止ベルト搬送軌道１２６に設けることができる。第１の封止ベルト搬送軌道１２４および第２の封止ベルト搬送軌道１２６は、ローラの中心軸または長さの軸方向両端部に配置することができる。言い換えれば、第１の封止ベルト搬送軌道１２４と第２の封止ベルト搬送軌道１２６は、ローラの長さだけ離れたローラの端部で互いに対向し得る。
【0027】
有利には、１つまたは複数の封止ベルトは、堆積材料が基板に到達し得る領域の外側に設けられるので、堆積処理を妨げるおそれがない。したがって、１つまたは複数の封止ベルトは、堆積処理による影響を全くまたはほとんど受けずに、基板をローラのところに有利なように保持して堆積を改善することができる。
【0028】
本明細書に記載の他の任意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、封止ベルトコンベヤシステム１２０は、１つまたは複数の第１のロール１２５および／または１つまたは複数の第２のロール１２７を含み得る。１つまたは複数の第１のロール１２５は、１つまたは複数の第２のロール１２７よりも直径が大きいことがある。１つまたは複数の第１のロール１２５は、基板および／または１つまたは複数の封止ベルトをローラのところに保持するように構成することができる。１つまたは複数の第１のロールは、基板をローラに押し付けるように構成することができる。すなわち、１つまたは複数の第１のロールは、ローラと基板の間で追加の封止をするように構成することができる。言い換えれば、１つまたは複数の第１のロールは、基板とローラの基板対向面との間で追加の封止を行うように構成することができる。１つまたは複数の第１のロールは、１つまたは複数の封止ベルトおよび基板を案内するように構成することができる。
【0029】
本明細書に記載の他の任意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、装置は２つの第１のロールを含むことができ、一方の第１のロールはローラの第１の側に配置され、他方の第１のロールはローラの第２の側に配置され得る。ローラの第１の側および第２の側は、基板が搬送されるそれぞれの側であってよい。図１で見ることができるように、２つの第１のロールは、ローラの中心軸に平行な軸を含み得る。したがって、１つまたは複数の第１のロールのそれぞれは、ローラの軸方向両端部に隣接する軸方向両端部を有することができる。１つまたは複数の封止ベルトのうちの第１の封止ベルトは、２つの第１のロールの一方の端部で２つの第１のロール間に架けることができ、１つまたは複数の封止ベルトのうちの第２の封止ベルトは、２つの第１のロールの反対側の端部で２つの第１のロール間に架けることができる。１つまたは複数の第１のロールは、１つまたは複数の第１のロールおよび回転可能ローラ１００に沿って案内しやすくするための、第１の封止ベルトおよび第２の封止ベルトのサイズが適合する、すなわち１つまたは複数の封止ベルト１２２の幅が適合する、案内部分を含み得る。
【0030】
本明細書に記載の他の任意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、１つまたは複数の第２のロール１２７は、１つまたは複数の封止ベルト１２２を案内する助けになるように構成することができる。たとえば、図１に例として見られるように、１つまたは複数の第２のロール１２７は、１つまたは複数の第１のロール１２５の上方に配置することができる。１つまたは複数の第２のロールは、所定の圧力を基板に与えることもできるように配置することができる。１つまたは複数の第２のロールの位置、および１つまたは複数の封止ベルトの全長は、封止ベルトコンベヤシステムまたは１つもしくは複数の封止ベルトが所定の圧力を基板に与えることができるように選択することができる。
【0031】
本明細書に記載の他の任意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、封止ベルトコンベヤシステム１２０は、１つまたは複数の封止ベルトをローラとともに移動させるためのアクチュエータを含み得る。代替として、１つまたは複数の封止ベルトは、ローラが移動することによって移動させることができる。すなわち、外部アクチュエータが封止ベルトコンベヤシステムに設けられなくてもよい。１つまたは複数の封止ベルトは、ローラの回転方向に移動させることができる。１つまたは複数の封止ベルトは、ローラの回転速度と同様の速度で移動させることができる。
【0032】
本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることができ、図２が再び例として参照される実施形態によれば、回転可能ローラ１００は、基板対向面１０２を含む。基板対向面は、１つまたは複数のガス出口１０５を含み得る。１つまたは複数のガス出口１０５は、ガス流を放出するように構成することができる。ガス流は、ガス分配システムによって供給され得る。１つまたは複数の流出口は、基板対向面にわたって分布させることができる。１つまたは複数のガス出口は、あるパターンで配置することができ、かつ／または基板対向面１０２全体にわたってランダムに分布させることができる。詳細には、１つまたは複数のガス出口は、ローラの堆積領域１０６内に設けることができる。実施形態によれば、任意の個々のガス出口、ガス出口の任意のサブグループ、またはすべてのガス出口は、開口、孔、スリット、ノズル、送風管、スプレーバルブ、ダクト開口、オリフィス、ジェット、多孔性材料によって形成される出口などからなる群から選択することができる。たとえば、基板対向面は、多孔性層、すなわち多孔性材料を含む層を含み得る。多孔性層は、ガス流を放出するように構成することができる。具体的には、同様の量または体積のガスを、設けられたガス出口に関係なく放出することができる。図２に示されるように、１つまたは複数の封止ベルト１２２は、少なくとも１つの非堆積領域１０８に、図２の例では、ローラの軸方向両端部の２つの非堆積領域に、設けることができる。図２では基板が省略されていることを理解されたい。
【0033】
本明細書に記載の他の任意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、基板対向面は、１ｃｍ2当たり１～１０個の基板対向面のガス出口密度を含み得る。言い換えれば、基板対向面の１ｃｍ2当たりのガス出口の個数は、少なくとも１～２０個、より詳細には１～５個であり得る。１つまたは複数のガス出口は、直径が５～２００μｍ、より詳細には１０～１００μｍであり得る。
【0034】
本明細書に記載の他の任意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、１つまたは複数のガス出口は閉鎖可能であり得る。したがって、基板対向面１０２に基板がないときに、すなわち、基板が基板対向面で現在搬送されていないときに、１つまたは複数のガス出口は閉鎖することができる。たとえば、１つまたは複数のガス出口は、ローラの回転位置に応じて１つまたは複数のガス出口を閉鎖する閉鎖部を含み得る。１つまたは複数のガス出口のそれぞれが閉鎖部を含み得る。閉鎖部は、フラップ、封止部などから選択されてよい。１つまたは複数のガス出口の閉鎖は自動的に、具体的には回転可能ローラ１００の回転位置に応じて、調節することができる。したがって、ガス流は、基板が基板対向面部分と接触しているときに、または基板対向面部分によって案内されているときに供給することができる。
【0035】
本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることができ、図３Ａおよび図３Ｂが例として参照される実施形態によれば、装置１０は支持体１３０を含み得る。支持体１３０は、ローラの上方、下方、および／または側方に配置することができる。特に、支持体１３０は、回転可能ローラ１００の垂直下方に配置することができる。第１の封止ベルト搬送軌道１２４および第２の封止ベルト搬送軌道１２６は、支持体１３０に配置することができる。詳細には、支持体１３０は、第１の支持壁１３２および第２の支持壁１３４を含み得る。第１の支持壁１３２および第２の支持壁１３４は、回転可能ローラ１００の中心軸の軸方向両端部に配置することができる。第１の支持壁１３２および第２の支持壁１３４の長さの延長部は、ローラの中心軸とは向きが異なっていてよい。第１の封止ベルト搬送軌道１２４および第２の封止ベルト搬送軌道１２６はそれぞれ、第１の支持壁１３２および第２の支持壁１３４に設けることができる。１つまたは複数の第１のロール１２５は、支持体の上方に配置することができる。支持体は、１つまたは複数の第１のロールを保持することができる。実施形態によれば、１つまたは複数の第１ロール１２５と１つまたは複数の第２ロール１２７は、互いに接触し得る。したがって、１つまたは複数の第１のロールおよび１つまたは複数の第２のロールを動かすための駆動力が伝達され得る。
【0036】
本明細書に記載の他の任意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、支持体１３０は、１つまたは複数のスペーサ１３４を含み得る。１つまたは複数のスペーサは、ローラの堆積領域１０６の幅に対応する長さを含んでよく、第１の支持壁１３２と第２の支持壁１３４の間に配置することができる。スペーサは、ローラの中心軸に実質的に平行に延び得る。スペーサは、支持体１３０の第１の支持壁１３２および第２の支持壁１３４を支持し得る。１つまたは複数のスペーサは、基板への材料の堆積がローラの堆積部１０６において可能になるように配置することができる。
【0037】
本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることができ、図４Ａおよび図４Ｂが例として参照される実施形態によれば、第１の支持壁１３２および第２の支持壁１３４のそれぞれは、第１の壁部分１３３および第２の壁部分１３５を含み得る。さらに、第１の支持壁１３２および第２の支持壁１３４は、ヒンジ１３６を含み得る。ヒンジは、第１の壁部分１３３と第２の壁部分１３５の間の角度αを変えるように構成することができる。第１の壁部分１３３と第２の壁部分１３５は互いに平行であってもよい。ヒンジ１３６は、第１の壁部分１３３および第２の壁部分１３５の一方の端部で、第１の壁部分１３３と第２の壁部分１３５を連結することができる。第１の壁部分１３３および／または第２の壁部分１３５は、調整ねじ、強制ねじなどのアジャスタ１３８を含み得る。アジャスタ１３８は、第１の壁部分と第２の壁部分の間の角度αを変えるように構成することができる。
【0038】
本明細書に記載の他の任意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、第１の壁部分１３３は固定されていてよく、第２の壁部分１３５は可動であってよい。ヒンジ１３６は、第２の壁部分１３５の移動を可能にし得る。アジャスタ１３８は、第２の壁部分の位置を変えることができる。たとえば、アジャスタを調整することによって角度αが変えられて、第１の壁部分と第２の壁部分を互いに遠ざけたり近づけたりすることができる。たとえば、角度αは、０°～１０°、詳細には０．５°～７°、より詳細には１°～５°とすることができる。角度は、図４Ｂの白抜き矢印で示される回転方向に開くことができる。
【0039】
有利には、第１の壁部分と第２の壁部分の間に角度を付けること、すなわち第１の壁部分と第２の壁部分を離すことにより、しわまたは折り目を防止できるように基板を相反する方向に引っ張ることになり得る。言い換えれば、基板の張りを強くする張力は、第１の壁部分と第２の壁部分の間の角度を変えることによって与えることができる。こうして基板はまっすぐになり、堆積品質が改善される。したがって、基板へのより平坦で均一な堆積を実現することができる。さらに、堆積効率を改善することもできる。
【0040】
図５を例として参照して、本開示による真空処理システム２００について説明する。本明細書に記載の他の任意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、真空処理システム２００は、複数の処理ユニット２２１を含む処理チャンバ２２０を含む。複数の処理ユニット２２１は、少なくとも１つの堆積ユニットを含む。さらに、真空処理システム２００は、複数の処理ユニット２２１を通り越して基板を案内するための、本明細書に記載の任意の実施形態による回転可能ローラ１００を含む搬送用の装置を含む。図１に概略的に示されるように、回転可能ローラ１００は、ガス分配システム４００に接続されている。通常、ガス分配システム４００は、本明細書に記載のように、冷却ガスを複数のガス出口１０５からフレキシブル基板に供給できるように、冷却ガスを回転可能ローラ１００に供給するように構成される。
【0041】
本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることができ、図５に例として示されている実施形態によれば、通常、真空処理システム２００は、ロールツーロール処理システムである。本明細書に記載の任意の実施形態による回転可能ローラ１００は、真空処理システムの処理ドラムまたはコーティングドラムであってよい。本明細書に記載の他の任意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、真空処理システム２００は、フレキシブル基板１２を供給するためのストレージスプール２１２を収容する第１のスプールチャンバ２１０を含む。
【0042】
加えて、真空処理システム２００は、第１のスプールチャンバ２１０の下流に配置された処理チャンバ２２０を含む。通常、処理チャンバ２２０は真空チャンバであり、複数の処理ユニット２２１を含む。複数の処理ユニット２２１は、少なくとも１つの堆積ユニットを含む。したがって、本開示では、「処理チャンバ」は、材料を基板に堆積させるための少なくとも１つの堆積ユニットを有するチャンバとして理解されてよい。したがって、処理チャンバは堆積チャンバと呼ばれることもある。本明細書で使用される用語「真空」は、真空圧がたとえば１０ミリバール未満である、技術的な真空の意味で理解されてよい。一般的に、本明細書に記載の真空チャンバ内の圧力は、１０-5ミリバール～約１０-8ミリバールの間であってよく、より一般的には１０-5ミリバール～約１０-7ミリバールの間、さらに一般的には約１０-6ミリバール～約１０-7ミリバールの間であってよい。
【0043】
図５に例として示されているように、複数の処理ユニットは、回転可能ローラ１００のまわりに周方向に配置することができる。ローラが回転すると、フレキシブル基板１２は、ローラの基板対向面に向き合っている処理ユニットを通り越すように案内されるので、フレキシブル基板の表面は、処理ユニットを所定の速度で通り越して移動しながら処理されることが可能である。たとえば、複数の処理ユニットは、堆積ユニット、エッチングユニット、および加熱ユニットからなる群から選択された１つまたは複数のユニットを含み得る。本明細書に記載の真空処理システムの堆積ユニットは、スパッタ堆積ユニットであってよく、たとえば、ＡＣ（交流）スパッタソースもしくはＤＣ（直流）スパッタソース、ＲＦ（高周波）スパッタソース、ＭＦ（中域周波数）スパッタソース、パルススパッタソース、パルスＤＣスパッタソース、マグネトロンスパッタソース、反応性スパッタソース、ＣＶＤ堆積ユニット、ＰＥＣＶＤ堆積ユニット、ＰＶＤ堆積ユニット、または別の適切な堆積ユニットであってよい。通常、本明細書に記載の堆積ユニットは、薄膜をフレキシブル基板に堆積させて、たとえば、フレキシブルディスプレイ装置、タッチスクリーン装置コンポーネント、または他の電子装置もしくは光学装置を形成するように適合されることを理解されたい。本明細書に記載の堆積ユニットは、導電性材料、半導電性材料、誘電性材料、または絶縁材料からなる群から選択された少なくとも１つの材料を堆積させるように構成することができる。
【0044】
加えて、図５に例として示されているように、真空処理システム２００は、処理チャンバ２２０の下流に配置された第２のスプールチャンバ２５０を含み得る。第２のスプールチャンバ２５０は、処理後にフレキシブル基板１２を巻き取るための巻き取りスプール２５２を収容する。
【0045】
本明細書に記載の他の任意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、真空処理システム２００は、１つまたは複数の封止ベルトを堆積材料から遮蔽するためのシールドを含み得る。有利なことに、１つまたは複数の封止ベルトがローラの非堆積領域に設けられていることに加えて、１つまたは複数の封止ベルトは堆積材料から遮蔽され得る。したがって、１つまたは複数の封止ベルトへの熱負荷が低減または回避され得る。たとえばシールドは、処理チャンバのチャンバ壁に配置することができる。シールドはさらに、支持体１３０に配置することもできる。真空処理システムは、複数のシールドを含み得る。
【0046】
本明細書に記載の他の任意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、真空処理システム２００は、コントローラを含み得る。コントローラは、回転可能ローラ１００の第１の速度、および１つまたは複数の封止ベルト１２２の第２の速度を調節するためのコマンドを発行するように構成することができる。第１の速度と第２の速度は、基板および１つまたは複数の封止ベルトが同様の速度で移動するように同期させることができる。
【0047】
本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることができ、図６に示されているブロック図が例として参照される実施形態によれば、真空条件下で薄膜基板１２を搬送するための方法６００が提供される。この方法は、基板対向面部分１０４を含む基板対向面１０２付きの回転可能ローラ１００を越えて薄膜基板を移動させるステップ（図６のブロック６５０で表される）を含む。ローラは、堆積領域１０６および少なくとも１つの非堆積領域１０８を含む。さらに、この方法は、薄膜基板１２と基板対向面部分１０４との間の隙間にガス流を供給するステップ（図６のブロック６６０によって表される）と、少なくとも１つの非堆積領域１０８において薄膜基板１２と基板対向面部分１０４との間の隙間を封止ベルトコンベヤシステム１２０の１つまたは複数の封止ベルト１２２で封止するステップ（図６のブロック６７０によって表される）とを含む。
【0048】
上記を考慮すると、最新技術と比較して、本明細書に記載の実施形態は、より良好な処理結果、たとえば、より高いコーティング品質または堆積品質を得ることができるように、フレキシブル基板または薄膜基板の改善された搬送、基板処理中のフレキシブル基板の改善された冷却を実現することを理解されたい。
【0049】
上記は本開示の諸実施形態を対象としているが、本開示のその他のさらなる実施形態を本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は、添付の特許請求の範囲によって決定される。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】