CN106575633B - 利用海尔贝克阵列对掩模的磁性夹持 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于将掩模夹持至基板的处理系统。所述处理系统包括工艺腔室以及设置在所述工艺腔室中的磁性夹持件。所述磁性夹持件包括夹持表面、一个或多个旋转机构以及多个磁体，所述多个磁体相对于夹持表面在一个或多个海尔贝克阵列中取向。每一个磁体都具有在四个方向中的一个方向上取向的北极。所述一个或多个旋转机构经耦接以改变所述磁体中的至少一个磁体的所述北极的方向。

Description

利用海尔贝克阵列对掩模的磁性夹持
技术领域
本公开的实施例总体上关于将掩模夹持在基板上方。更具体地，实施例关于使用海尔贝克阵列将掩模磁性夹持在基板上方。
背景技术
掩模经常放置在半导体基板上方以控制基板的哪些区域要进行处理。经常使用机械力将基板和掩模支承在基板支撑件上。由于所施加的高机械力，用于在处理期间支承基板和掩模的常规机械接触可能经常导致基板损伤。进一步施加机械力以在处理期间将基板支承在适当位置。常规的机械载体一般在边缘处支承基板，由此导致与基板的边缘有高度集中的物理接触，以确保经施加以牢固地拾取基板的足够的夹持力。这种在基板的边缘处集中的机械接触不可避免地对基板产生接触污染物或物理损伤。
较新的处理系统已经并入用于夹持基板的替代性机构以避免上述损伤，诸如，使用静电力将基板支承在适当位置。静电力可在处理期间有效地将基板支承在适当位置，同时使系统的金属部件与基板之间的接触最小化。然而，用于夹持基板的静电力可能无法也有效地将掩模夹持在适当位置。
因此，需要用于在处理系统中独立于对基板的定位和夹持而对掩模进行定位和夹持的方法和设备。
发明内容
在一个实施例中，提供一种用于将掩模夹持至基板的处理系统。所述处理系统包括工艺腔室以及设置在所述工艺腔室中的磁性夹持件。所述磁性夹持件包括夹持表面、一个或多个旋转机构以及多个磁体，所述多个磁体相对于所述夹持表面在一个或多个海尔贝克阵列中取向。每一个磁体具有都在四个方向中的一个方向上取向的北极。所述一个或多个旋转机构经耦接以改变所述磁体中的至少一个磁体的所述北极的方向。
在另一实施例中，提供一种用于在工艺腔室中使用的基板载体。所述基板载体包括支撑底座、电极组件、基板支撑表面和磁性夹持件。所述支撑底座可操作以将所述基板载体移进和移出工艺腔室。所述电极组件设置在所述支撑底座上，以便以静电方式将基板夹持至所述基板支撑表面。所述基板支撑表面设置在所述电极组件上。所述磁性夹持件与所述支撑底座整合。所述磁性夹持件包括一个或多个旋转机构和多个磁体，所述多个磁体相对于所述基板支撑表面在一个或多个海尔贝克阵列中取向。每一个磁体都具有在四个方向中的一个方向上取向的北极。所述一个或多个旋转机构经耦接以改变所述磁体中的至少一个磁体的所述北极的方向。
在又一实施例中，提供一种用于在工艺腔室中将掩模夹持至基板的方法。所述方法包括以下步骤：将设置在基板载体的基板支撑表面上的基板传送到工艺腔室中；将掩模夹持至所述基板；通过所述掩模将层沉积到所述基板上；以及移动邻近所述基板支撑表面的磁性夹持件中布置在一个或多个海尔贝克阵列中的多个磁体中的至少一些，以从设置在所述基板载体上的所述基板解除夹持所述掩模。
附图说明
因此，为了可详细地理解上文公开的实施例的上述特征的方式，可通过参照以下实施例进行对上文简要概述内容的更具体的描述，在所附附图中绘示实施例中的一些。然而，值得注意的是，所附附图仅绘示典型实施例，并且因此不视为对范围的限制而排除其他等效实施例。
图1A至图1D示出绘示根据本文中所述的实施例的与磁性夹持组件一起使用的用于有机材料的蒸发源的示意性俯视图。
图2示出根据本文中所述的实施例的具有磁性夹持组件的沉积设备的示意性俯视图。
图3描绘根据一个实施例的具有整合的静电夹持件的基板载体的一个实施例的分解视图。
图4描绘根据一个实施例的夹持组件，所述夹持组件具有包括多个海尔贝克阵列的磁性夹持件。
图5A至图5C描绘根据一个实施例的包括海尔贝克阵列的磁性夹持件的示意性主视图。
图6A和图6B描绘根据一个实施例的包括多个海尔贝克阵列的磁性夹持件的示意性主视图。
图7描绘根据一个实施例的包括海尔贝克阵列的磁性夹持件的示意性俯视图。
图8是根据一个实施例的工艺流程图。
为了有助于理解，在可能的情况下，已使用相同的参考编号来指定各图所共有的相同的元件。构想了在一个实施例中公开的元件可有益地用于其他实施例而无需专门陈述。
具体实施方式
本公开总体上关于用于在基板上方夹持掩模的设备以及用于使用所述设备的方法。具有一个或多个海尔贝克阵列的磁性夹持件可整合到工艺腔室中或整合到供在工艺腔室中使用的基板载体中。通过合并以海尔贝克阵列布置的一系列磁体，可通过移动海尔贝克阵列中的磁体中的至少一些磁体、以受控方式将掩模夹持在基板上方的适当位置。
图1A至图1D示出根据本文中所述的实施例的在工艺腔室110中的蒸发源100在相对于第一掩模132a和第二掩模132b的各个位置11-14处的俯视图。工艺腔室110可以是真空工艺腔室。根据典型的实施例，掩模132a、132b各自分别设在掩模框架131a、131b中，以便将掩模132a、132b支承在固定位置中。蒸发源100在不同位置之间的移动以箭头101B、101C和101D指示。图1A至图1D示出具有蒸发坩锅104与分布管106的蒸发源100。分布管106由支撑件102支撑。此外，根据一些实施例，蒸发坩锅104也可由支撑件102支撑。
第一基板121a和第二基板121b设在工艺腔室110中。第一基板121a和第二基板121b分别由第一基板载体150a和第二基板载体150b支撑并夹持。下文中参照图3进一步详细地描述载体150a、150b。第一掩模132a和第二掩模132b设在每一个相应的基板121a、121b与蒸发源100之间。第一掩模132a和第二掩模132b分别由第一磁性夹持件151a和第二磁性夹持件151b夹持。在显示器制造期间，当与对掩模的传统的机械夹持，掩模夹持组件151a、151b可最小化和减小在每一个相应的基板121a、121b与掩模132a、132b之间的接触力。在一些实施例中，每一个磁性夹持件151a、151b可以是相应的基板载体150a、150b的部件。在其他实施例中，每一个磁性夹持件151a、151b可以是相对于相应的基板载体150a、150b的分离的装置。在下文中参照图4至图7进一步详细地描述掩模夹持组件151a、151b。
如图1A至图1D中所绘示，有机材料从分布管106蒸发以在基板121a、121b上沉积层。喷涂路径10指示当蒸发源在基板121a(见图1B和图1C)上以及基板121b(见图1D)上沉积材料时，蒸发源100正在喷涂沉积材料的方向。第一掩模132a和第二掩模132b可在沉积期间遮蔽相应基板121a、121b的多个区域。
在图1A中，蒸发源100是示出为在第一位置11中，并且第一基板载体150a、150b将相应的基板121a、121b支撑在适当位置，以便开始沉积工艺。由于沉积工艺还没开始，因此掩模132a、132b未被夹持，因而示出为与相应的基板121a、121b分隔开。
在图1B中，第一磁性夹持件151a使第一掩模132a夹持在适当位置以接触基板121a。虽然掩模132a示出为被均匀地夹持抵靠第一基板121a，但是掩模的某些区域能以比其他区域更大的压力来夹持。例如，在第一基板121a的当前从蒸发源100接收沉积材料的区域上方的第一掩模132a的多个部分能以比第一掩模132a的其他部分更大的压力来夹持。在第一掩模132a在适当位置的情况下，通过如由箭头101b所指示的从图1A中的第一位置11移动至图1B中的第二位置12且接着移动至图1C中的第三位置13的蒸发源100的平移运动，有机材料层可沉积在第一基板121a上。当第一基板121a通过第一掩模132a沉积了有机材料层时，可替换第二基板121b以获得新基板。图1B示出用于辅助替换第二基板121b的第二传送轨道124b。当第二基板121b不在图1B中的适当位置时，不为了夹持而启动第二基板载体150b和第二磁性夹持件151b，并且掩模132b示出为与基板121b将配合到第二传送轨道124b中的位置分隔开。
在第一基板121a已经沉积了有机材料层之后，如由图1C中的箭头101C所指示，蒸发源100的分布管106从图1C中的第三位置旋转至图1D中的第四位置14。在有机材料沉积在第一基板121a上期间，第二基板121b随后夹持至第二基板载体150b。第二掩模132b随后相对于第二基板121b定位并对准，随后在第二基板121b上方将第二掩模132b夹持至第二磁性件151b。相应地，在如图1C中的箭头101C示出的旋转之后，如由图1D中的箭头101D所指示，可通过第二掩模132b以有机材料层涂覆第二基板121b。当以有机材料层涂覆第二基板121b时，可从第一磁性夹持件151a解除夹持第一掩模132a。因此，第一掩模132a示出为与第一传送轨道124a分隔开，所述第一传送轨道124a用于辅助替换第一基板121a以获得新基板。在第一掩模132a被解除夹持时，随后，可从腔室110移除第一基板121a。
根据本文中所述的实施例，在基本上竖直的位置上以有机材料涂覆第一基板121a和第二基板121b。如上所述，图1A至图1D是工艺腔室110以及工艺腔室110中对应的装置(诸如，蒸发源100)的俯视图。分布管106可以是蒸汽分布喷淋头，并且在一些实施例中，分布管106可以是线性蒸汽分布喷淋头。由此，分布管106可提供基本上竖直地延伸的线源。根据本文中所述的实施例，“基本上竖直地(essentially vertically)”主要是指基板取向，并且允许从竖直方向偏差10度或更少。此偏差认可，在一些实施例中，伴随着从竖直取向的偏差的基板载体可能产生更稳定的基板位置。此外，“基本上竖直地(essentiallyvertically)”被认定与水平基板取向不同。基板(诸如，第一基板121a)的表面可通过主要沿基板的竖直维度(即，Y方向)以及沿水平维度(即，X方向)(如由从第一位置11移动到第二位置12和第三位置13的蒸发源100所指示)的平移的蒸发源来涂覆。然而，示例性虽然参照对于示例性竖直工艺腔室的基本上竖直的位置来描述，但是此配置/或腔室不旨在是限制性的。本文中所述的实施例同时也可适用于水平腔室或可处理更多或更少基板的腔室。
本文中所述的实施例特别关于沉积有机材料，诸如，用于有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)显示器制造的沉积以及在大面积基板上的沉积，但是实施例对于其他工艺也是有用的。根据一些实施例，大面积基板可具有至少0.174m2的尺寸。载体可支撑约1.4m2至约9m2的基板，诸如，约2m2至约8m2的基板，或在一些实施例中，甚至高达12m2的基板。为其提供本文中所述的实施例的、基板支撑于其上的载体的矩形区域是大约与大面积基板的尺寸相同或略大于大面积基板的尺寸。在一些实施例中，基板厚度可以是从0.1至1.8mm。然而，在一些实施例中，基板厚度可以是约0.9mm或更小，诸如，0.5mm或0.3mm，并且支承布置和装置可适用于此类基板厚度。基板可由适用于材料沉积的任何材料制成。举例来说，基板可由选自由以下各项组成的组的材料制成：玻璃(例如，钠钙玻璃(soda-lime glass)、硼硅酸玻璃(borosilicate glass)等)、金属、聚合物、陶瓷、复合材料、碳纤维材料或可由沉积工艺涂覆的任何其他材料或材料的组合。
在一些实施例中，第一磁性夹持件151a和第二磁性夹持件151b可应用永久磁体，以便在不影响对各个基板121a、121b的夹持的情况下允许独立地夹持并解除夹持掩模132a、132b。在其他实施例中，电磁铁可用于掩模夹持组件151a、151b中的磁体。在其他实施例中，永久磁体或电磁铁的混合可用于掩模夹持组件151a、151b中的磁体。
在本文中所述的实施例中的任一实施例中，能以海尔贝克阵列来布置磁体(永久磁体、电磁铁、或这两者的组合)。如本文中所使用，海尔贝克阵列是指在阵列的一侧上增大磁场而在另一侧上将磁场减小或消除至接近零的磁体的布置。在一些实施例中，减小的磁场仅部分地减小，并且是不减小至接近零。采用具有以海尔贝克阵列布置的实施例具有以下益处：将磁场集中在阵列的一侧上，从而相比如果所有磁体都以相同的取向布置(诸如，相似的磁极全都面向相同的方向，或交替的北极/南极配置)，导致在那一侧上更强的磁场。在海尔贝克阵列中的磁体可取向为使得阵列中的每一个磁体与每一个相邻磁体为异相π/2。图4至图7提供应用海尔贝克阵列的掩模夹持组件的实施例的附加细节。
图2绘示根据一个实施例的用于在工艺腔室240中沉积有机材料的沉积设备200的俯视图，所述工艺腔室240包括基板载体150a、150b以及掩模夹持组件151a、151b。工艺腔室240可以是真空工艺腔室。蒸发源230设在工艺腔室240中的轨道或线性引导件224上。线性引导件224配置成用于蒸发源230的平移移动。根据可与本文中所述的其他实施例结合的不同实施例，用于平移移动的驱动器可设在蒸发源230中、设在轨道或线性引导件224处、设在工艺腔室240中、或上述各种情况的组合。图2示出阀205，例如，闸阀。阀205允许对相邻的工艺腔室(在图2中未示出)的真空密封。阀205可开启以将一个或多个基板(诸如，基板121a和121b)或一个或多个掩模(诸如，掩模132a和132b)传送进和传送出工艺腔室240。
在一些实施例中，维护工艺腔室210相邻于工艺腔室240而设。能以阀207连接工艺腔室240和维护工艺腔室210。阀207配置成用于开启或关闭工艺腔室240与维护工艺腔室210之间的真空密封。当阀207处于开启状态时，蒸发源230可传送至维护工艺腔室210。之后，阀207可关闭，以在工艺腔室240与维护工艺腔室210之间提供真空密封。如果阀207是关闭的，则维护处理腔室210可在不破坏工艺腔室240中的真空的情况下被排气并被开启以维护蒸发源230。
可在工艺腔室240中的各自的传送轨道上支撑两个基板121a、121b。此外，可提供用于在其上提供掩模132a、132b的两个轨道。由此，可由各自的掩模132a、132b对基板121a、121b的涂覆进行掩模。根据典型的实施例，掩模132a、132b设在掩模框架131a、131b中，以将掩模132a、132b支承在预定位置中。使用各自的夹持组件151a、151b将掩模132a、132b夹持到基板121a、121b上方的位置中。在一些实施例中，夹持组件151a、151b可独立地动作以夹持基板121a、121b和掩模132a、132b，使得掩模132a、132b可定位在各自相应的基板121a、121b的上方，而不影响基板121a、121b的定位且不需要对掩模132a和132b的机械控制。例如，在一些实施例中，每一个夹持组件151a、151b可包括用于夹持各自相应的基板121a、121b的静电夹持件以及用于夹持各自相应的掩模132a、132b的磁性夹持件。
根据一些实施例，基板121a、121b可由基板载体150a、150b支撑，基板载体150a、150b可连接至各自的对准单元212a和212b。对准单元212a和212b是可调整基板121a、121b相对于各自的掩模132a、132b的位置的致动器，以在基板121a、121b与各自的掩模132a、132b之间提供适当的对准。此适当的对准在有机材料沉积期间以及其他形式的显示器制造期间是重要的。在一些实施例中，掩模132a、132b和/或掩模框架131a、131b可连接至各自的对准单元212a、212b。由此，对准单元212a、212b可相对于各自的基板121a、121b定位掩模132a、132b，或使掩模132a、132b以及各自的基板121a、121b相对于彼此来定位。
当基板121a、121b被支承在基板载体150a、150b上时，基板121a、121b可描述为具有水平维度125、厚度维度126和竖直维度(在图2的俯视图中未示出)。X方向可基本上平行于水平维度125。Y方向可基本上平行于竖直维度。Z方向可基本上平行于厚度维度126。每一个基板121a、121b的表面形成X-Y平面中的平面。每一个对准单元212a、212b可提供在至少X和Y方向中相应的掩模132a、132b和/或基板121a、121b的相对对准。每一个掩模132a、132b可在X-Y平面中具有遮蔽表面，所述遮蔽表面基本上平行于每一个基板121a、121b的待处理的表面。
在一些实施例中，对准单元212a、212b也可提供基板121a、121b和/或掩模132a、132b在Z方向上的对准。在一个实施例中，每一个掩模132a、132b可在工艺腔室240中被固定式地支承，并且每一个对准单元212a、212b可在X方向、Y方向核Z方向上将基板121a、121b对准至各自相应的掩模132a、132b。
如图2中所示，线性引导件224可提供蒸发源230沿X方向的固定的平移移动，以便当蒸发源沿基板121a、121b的水平维度125平移时，允许蒸发源在基板121a、121b的竖直维度上沉积材料。在一些实施例中，蒸发源230每次仅在基板121a、121b中的一者上沉积材料，但在其他实施例中，蒸发源可同时在基板121a、121b两者上沉积材料。
沉积设备200可包括用于传送基板121a、121b中的每一者的各自的基板传送轨道(未示出)。每一个传送轨道可沿平行于每一个基板121a、121b的水平维度的X方向延伸。在一些实施例中，每一个基板传送轨道允许相应的基板载体150a、105b移进或移出工艺腔室240。在其他实施例中，传送轨道允许将基板121a、121b传送至工艺腔室240内的固定的基板支撑件上。
在一些实施例中，提供掩模支撑轨道(未示出)以用于支撑掩模框架131a、131b并由此支撑掩模132a、132b。掩模支撑轨道可使出于各种理由而将掩模132a、132b传送进并传送出工艺腔室240容易，所述各种理由诸如，当需要新掩模或需要清洁现有掩模时。掩模132a、132b可在传送期间保持附接至掩模框架131a、131b，或者在一些实施例中，掩模132a、132b和掩模框架131a、131b可在传送期间被分离。一些实施例可在处理腔室240内包括用于基板121a、121b中的每一个的两个传送轨道以及两个掩模支撑轨道。
在其他实施例中，掩模132a、132b以及各自的掩模框架131a、131b可移动到基板121a、121b的传送轨道上，以使将掩模132a、132b传送进并传送出工艺腔室240容易。如果基板121a、121b、掩模132a、132b以及掩模框架131a、131b全部都能使用相同的两个轨道(诸如，用于基板121a、121b的传送轨道)传送进入或传送出工艺腔室240，则可减少沉积设备200的持有成本(costs of ownership)。一个或多个致动器或机械人装置可用于促进将掩模132a、132b和掩模框架131a、131b传送到传送轨道上。
一旦掩模132a、132b以及各自的基板121a、121b彼此对准，基板载体150a、150b就可将基板121a、121b带到靠近掩模132a、132b处。在沉积工艺期间，有机材料正在从蒸发源230被推进至基板121a、121b。通过掩模132a、132b中的开口，有机材料被沉积到基板121a、121b上。开口提供在基板121a、121b上所沉积材料的后续图案。如果掩模132a、132b定位成距各自的基板121a、121b过远，则有机材料通过掩模132a、132b中的开口可能不精确地被沉积，从而而导致最终产品的不良的分辨率或失效。如果掩模132a、132b产生与各自的基板121a、121b的过多接触或不受控的接触，则掩模132a、132b可能导致对基板121a、121b物理损伤。此物理性损伤可能通过基板121a、121b与掩模132a、132b之间的多重对准工艺而加剧。通过使用如本文中所述的基板载体150a、150b，可更精细地控制掩模的三维位置，从而在处理期间允许更好的沉积以及最小的基板损伤风险。
图2绘示蒸发源230的示例性实施例。蒸发源230包括支撑件102。支撑件102配置成用于沿线性引导件224的平移移动。支撑件102支撑蒸发坩锅104以及分布管208，分布管208设在蒸发坩锅104上方。由此，在蒸发坩锅104中生成的蒸汽可向上移动并离开分布管208的一个或多个出口。根据本文中所述的实施例，分布管208也可视为蒸汽分布喷淋头，例如，线性蒸汽分布喷淋头。
图2进一步绘示具有至少一遮蔽件202的遮蔽组件。典型地，如图2中所示，实施例可包括两个侧遮蔽件202。由此，来自分布管208的喷雾可受约束且被导向基板。来自分布管208的垂直于法向喷雾方向的喷雾可避免，并且仅使用于闲置模式中。鉴于阻挡有机材料的蒸汽束相比关闭有机材料的蒸汽束更容易这一事实，在不期望蒸汽发射的操作模式期间，也可朝侧遮蔽件202中的一者旋转分布管208，以避免蒸汽离开蒸发源230。
图3描绘基板载体300的一个实施例的分解视图。基板载体300可以是上述基板载体150a、150b的部件。基板载体300包括支撑底座304、电极组件306和封装构件302，所述电极组件306设置在所述支撑底座304上或设置在所述支撑底座304内，所述封装构件302设置在所述电极组件306上，所述支撑底座304、电极组件306和封装构件302一起形成基板载体300的主体311。支撑底座304限定基板载体300的底表面312，而封装构件302限定基板载体300的基板支撑表面313。虽然未示出，但是主体311可包括穿过所述主体311而延伸的升举销孔。支撑底座304可操作以将基板载体300移进并移出工艺腔室(诸如，工艺腔室240)。例如，支撑底座304可包括辅助传送基板载体300的引导轨道(未示出)。引导轨道可配置成与工艺腔室中的传送机构或驱动系统对接(interface)。在其他实施例中，支撑底座可与输送器或轨道(诸如，图1B的第二传送轨道124b)对接。
在图3的实施例中，支撑底座304具有类似矩形的形状，所述类似矩形的形状具有基本上匹配电极组件306、封装构件302以及基板121a、121b的形状和尺寸的周缘(由多个侧314限定)。值得注意的是，支撑底座304、电极组件306和封装构件302可根据需要而具有替代的形状或几何形状以容纳工件(诸如，基板121a、121b)的几何形状。例如，虽然基板载体300示出为具有矩形形状，但是构想了基板载体300的形状可替代地具有其他几何形式以容纳不同的基板，诸如，具有圆形几何形式以容纳圆基板。
在一个实施例中，支撑底座304可由绝缘材料(诸如，电介质材料或陶瓷材料)制成。支撑底座304可具有刚性结构。陶瓷材料或电介质材料的合适的示例包括聚合物(例如，聚亚酰胺(polyimide))、氧化硅(例如，石英或玻璃)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、含钇材料、氧化钇(Y2O3)、钇铝石榴石(YAG)、氧化钛(TiO)、氮化钛(TiN)、碳化硅(SiC)，等等。任选地，支撑底座304可以是金属或金属主体，具有电介质层，所述电介质层设置在支撑底座304的面对电极组件306的表面上。
电极组件306设置在支撑底座304上或设置在支撑底座304中，并且包括至少两个分布式电极308、310。当夹持电压施加至每一个电极308、310时，能以不同的极性对每一个电极308、310充电，从而生成静电力。电极308、310配置成沿基板载体300的宽度的至少两倍的距离来分布静电力。每一个电极308、310可具有在多个其他电极的类似或不同的其他几何形式之间交织或插入的多个几何形式。如图3中所示，电极308的多个电极指部320与电极310的多个电极指部322交织。分布式电极308、310的交织的电极指部320、322提供跨基板载体300的大区域分布的局部静电吸引，所述局部静电吸引聚集以在使用较小夹持功率时提供高夹持力。电极指部320、322可形成而具有不同的形状、长度和几何形状。在一个示例中，电极指部320、322中的一者或这两者可由互连的电极岛324形成。多个电极岛324之间的互连件326可在如图3中所示的电极308、310的平面中、或在平面外，诸如，以跳线(jumper)和/或通孔(via)的形式。在一个实施例中，每一个电极指部320、322具有在约0.25mm与约10mm之间的宽度316。
在一个实施例中，电极组件306可由具有与相邻的封装构件302和支撑底座304类似的热膨胀系数的金属材料(诸如，铝硅合金)制成。在一个实施例中，电极组件306的热膨胀系数在约4μm/(m*K)与约6μm/(m*K)之间，并且一般是在封装构件302的热膨胀系数的约百分之20之内。
在第一电极308的电极指部320中的每一个电极指部之间，限定间隔328以容纳第二电极310的电极指部322。间隔328可以是以电介质间隔物材料填充、或以支撑底座304或封装构件302中的至少一者填充的气隙。
通孔332、334可贯穿支撑底座304而形成以将第一和第二电极308、310耦接至夹持电源(未示出)。在一些实施例中，任选的电池330可设置在支撑底座304中，并且连接于第一和第二电极308、310，以提供用于夹持基板121a、121b的功率。电池330可以是锂离子电池，并且可于支撑底座304的外部具有端连接件(未示出)，以便在不从支撑底座304移除的情况下对电池330再充电。
封装构件302设置在支撑底座304上而夹置电极组件306，以将基板载体300的主体311形成为单一结构。封装构件302定位在电极组件306上以提供绝缘表面，基板121a、121b被夹持在所述绝缘表面上。封装构件302可由具有实质上匹配下方的电极组件306的热性质(诸如，热膨胀系数)的材料制成。在一些实施例中，用于制造封装构件302的材料也用于制造支撑底座304。
在封装构件302之后，电极组件306和支撑底座304堆叠在一起，执行接合工艺以将封装构件302、电极组件306和支撑底座304熔接在一起，从而制造出叠层(laminated)结构，所述叠层结构形成基板载体300的主体311，接合工艺例如是退火工艺。由于封装构件302、电极组件306和支撑底座304可能操作于高温环境中(诸如，大于300摄氏度)，因此用于制造这三个部件的材料可选自阻热材料，所述阻热材料诸如，可在退火工艺期间承受高温处理的陶瓷材料或玻璃材料。在一个实施例中，封装构件302和支撑底座304可由陶瓷材料、玻璃材料或陶瓷与金属材料的合成物制成，以提供良好的强度和耐久性以及良好的热传递性质。经选择以制造封装构件302和支撑底座304的材料可具有实质上匹配中间的电极组件306的热膨胀系数的热膨胀系数以减少热膨胀失配，所述热膨胀失配可能在高热负载下导致应力或失效。在一个实施例中，封装构件302的热膨胀系数在约2μm/(m*K)与约8μm/(m*K)之间。适用于制造封装构件302和支撑底座304的陶瓷材料可包括但不限于：碳化硅、氮化铝、氧化铝、含钇材料、氧化钇(Y2O3)、钇铝石榴石(YAG)、氧化钛(TiO)或氮化钛(TiN)。在另一实施例中，封装构件302和支撑底座304可由复合材料制成，所述复合材料包括陶瓷和金属的不同合成，诸如，具有散布的陶瓷颗粒的金属。
在操作期间，电荷可施加至第一电极308，并且相反的电荷可施加至第二电极310以生成静电力。在夹持基板期间，由电极308、310生成的静电力稳固地将基板(诸如，基板121a、121b)支承到封装构件302的基板支撑表面313。当从夹持电源供应的功率被关闭时，存在于电极308、310之间的界面318处的电荷可维持一长段时间，由此允许基板121a和121b在已去除功率之后保持夹持至基板载体300。为了释放支承在基板载体300上的基板，将相反极性的短脉冲功率提供至电极308、310以去除存在于界面318中的电荷。
图4描绘根据一个实施例的夹持组件400。夹持组件400包括基板载体402和磁性夹持件404。磁性夹持件404在工艺腔室110中取代磁性夹持件151a、151b来使用。基板载体402可配置成粘附和释放基板420。在一个实施例中，基板载体402实质上类似于参照图3描述的基板载体300。磁性夹持件404可耦接至基板载体402的支撑底座(诸如，基板载体300的支撑底座304)。磁性夹持件404在此描绘为矩形形状。然而，磁性夹持件404可以是任何形状，使得磁性夹持件404可递送在磁性夹持件404中的磁体的磁场，以将掩模430夹持在基板420上方，所述基板420支承至基板载体402。
磁性夹持件404可包括布置在夹持主体408内包含的一个或多个海尔贝克阵列(示出为海尔贝克阵列406a-406j)中的多个磁体。参照图5A至图7提供关于一个或多个海尔贝克阵列中的磁体布置的进一步细节。夹持主体408可完全地围绕海尔贝克阵列406a-406j。夹持主体408可进一步具有任选的致动器410和夹持表面412。在操作中，由海尔贝克阵列生成的磁场的强侧在夹持主体408的夹持表面侧上。任选的致动器410可操作以移动夹持主体408，由此控制磁性夹持件404的夹持表面412与基板载体402之间的距离。在一些实施例中，任选的致动器410可将磁性夹持件404移动至更靠近掩模430。夹持表面412为是通过其来施加磁性夹持力的表面，所述磁性夹持力可吸引掩模430抵靠设置在基板载体402上的基板420。夹持表面412可以是平坦的表面，如图4中所描绘。
基板420具有被支撑表面421和工艺表面422，所述被支撑表面421夹持至基板载体402，在处理期间，材料沉积在所述工艺表面422上。基板载体402可使用上文中参照图3所描述的静电力来夹持基板420的被支撑表面421。掩模430定位在基板420的工艺表面422前方，并且与基板420的工艺表面422对准。随后，可使磁性夹持件404的磁场与掩模430磁性连接。本文中使用的磁性连接是指在一个或多个海尔贝克阵列中的磁体的位置或布置，这使磁性夹持件404的磁场吸引掩模430。
在一些实施例中，通过减小和增加磁性夹持件404的夹持表面412与掩模430之间的距离来实现磁性夹持件404与掩模430之间的磁性连接。这些距离改变可通过移动磁性夹持件404和/或掩模430来实现。在磁性夹持件与基板载体402整合的实施例中，载体402可具有一个或多个致动器，以将基板载体402内的磁性夹持件404重定位成更靠近掩模430。在一些实施例中，海尔贝克阵列406a-406j中的磁体可重新定位在夹持主体408中。在一些实施例中，海尔贝克阵列406a-406j中的磁体中的一些或全部可以是电磁铁，其中可逆转施加至电磁铁的电流以改变磁场的方向。在使用电磁铁的实施例中的一些实施例中，可增加和减小电流以控制磁场强度。
在磁性夹持件404与掩模403之间的距离改变的实施例中，海尔贝克阵列406a-406j中磁体至掩模430的接近度控制从掩模430上的磁体磁性拉取磁场。来自磁性夹持件404中海尔贝克阵列406a-406j中的磁体的磁力将掩模430的至少部分带到基板420上方的位置中或使掩模430的至少部分与基板420接触。随后，通过掩模430在基板420上沉积层(未示出)。一旦沉积了此层，随后就重新定位磁性夹持件404或磁性夹持件404内的磁体，或者在电磁铁的情况下，电流可减小，使得磁场不再将掩模430固定至基板420，从而允许移除掩模430。
在图5A至图7中，下列字母和符号用于指示磁体磁极的位置。“N”指示磁体以其北极从附图面向外来取向。“S”指示磁体以其南极从附图面向外来取向。箭头指示磁体的北极相对于二维附图的平面而取向的方向。
图5A至图5C描绘根据一个实施例的包括海尔贝克阵列510的磁性夹持件504的示意性主视图。海尔贝克阵列510包括多个磁体511-518。磁性夹持件504包括夹持表面522，所述夹持表面522可类似于参照图4所描述的夹持表面412。在一些实施例中，磁体511-518可以是各自都具有长磁性棒(rod)或管的形状的永久磁体。每一个棒或管可具有长尺度528，所述长尺度528实质上跨越夹持表面522的尺度中的一个尺寸尺度的全部(诸如，边缘525)。
夹持表面522示出为是透明的以显示磁体511-518相对于夹持表面522的取向，但此类透明不是必需的。与在图4中的海尔贝克阵列406a-406j示出为从夹持表面412凹陷的方式类似，磁体511-518可以相对于夹持表面522凹陷。
在图5A至图5C中的每一个图中，磁体511-518中的至少一些的极相对于夹持表面522以不同方式取向。以不同的取向布置磁体511-518可创建相对于夹持表面522创建增强的磁场以在一个取向(见图5A)上夹持掩模，并且可创建相对于夹持表面522的减小或消除的磁场以在其他取向上解除夹持掩模(见图5B和图5C)。
图5A示出以夹持状态布置的磁体511-518，其中磁体511-518在海尔贝克阵列510中以第一取向5111-5181布置。每一个磁体511-518都在相对于夹持表面522的四个方向中的一个方向上取向的北极。当磁体511-518以第一取向5111-5181布置时，具有向外面向夹持表面522的第一极的每一个面向外的磁体(例如，磁体513)相邻于具有面对面向外的磁体的相应的第一极的一个或两个其他磁体(例如，磁体512、514)。此取向创建离开夹持表面522而导向的强磁场，从而允许夹持掩模(未示出)。掩模可具有类似于上述的掩模(诸如，掩模132a、132b或430)的特性。
磁性夹持件504可进一步包括旋转机构530。旋转机构530可以是致动器，诸如，气动致动器、螺线管(solenoid)、电机或其他适合的机构。旋转机构可用于旋转磁体511-518中的至少一些，以便创建相对于夹持表面522的增强的磁场以在一个取向(见图5A)上夹持掩模，并且可创建相对于夹持表面522的减小的或消除的磁场以在其他取向(见图5B和图5C)上解除夹持掩模。旋转机构530可通过多个齿轮541-548而耦接至磁体511-518。旋转机构530和多个齿轮541-548可绕旋转轴(例如，旋转轴551)旋转磁体511-518，所述旋转轴平行于夹持表面522的边缘525、526以及磁体511-518的长尺度528。在一些实施例中，旋转机构530直接连接至主齿轮540，所述主齿轮540耦接至多个齿轮541-548。
在一些实施例中，齿轮541-548可具有变化的形状(诸如，不同的椭圆形状)，以便参照夹持表面522上的位置(诸如，中心524或边缘525、526中的一者)使磁体511-518的旋转交错(stagger)。在一些实施例中，多个齿轮541-548可操作以使最靠近中心524的磁体(诸如，磁体514、515)的旋转导致磁体513、516的旋转，磁体513、516的旋转可导致磁体512、517的旋转，磁体512、517的旋转可导致在边缘525、526处的磁体511、518的旋转。因此，较靠近中心524的磁体(例如，磁体514、515)可比较远离中心的磁体(例如，磁体513、516)旋转更快。在其他实施例中，可逆转旋转的顺序，其中在边缘525、526处的磁体511、518导致其他磁体旋转，并且磁体514、515跟随(trailing)其他磁体旋转。因此，较靠近边缘525的磁体(例如，磁体513、516)可比较远离中心的磁体(例如，磁体514、515)旋转更快。
在其他实施例中，旋转可从一个边缘交错至相对的边缘。例如，旋转可从左边缘525交错至右边缘526，使得每一个磁体的旋转基于磁体511的旋转略领先于右边磁体的旋转，其中磁体511的旋转领先最多，而磁体518的旋转落后最多。
在其他实施例中，可单独地控制每一个磁体511-518的旋转，从而允许探索附加的旋转序列。例如，每一个磁体511-518可耦接至分开的致动器(诸如，分开的伺服机或分开的气动致动器)。在一些实施例中，旋转机构530和多个齿轮541-548是磁性夹持件504的部件。在其他实施例中，旋转机构530和多个齿轮541-548是分离的装置，并且不是磁性夹持件504的部分。对于磁性夹持件(例如，磁性夹持件504)与基板载体(例如，基板载体300)整合的实施例中，旋转机构530也可与基板载体(例如基板载体300)整合，或者旋转机构530可以是工艺腔室(例如，工艺腔室110)中的分开的部件。对于磁性夹持件(例如，磁性夹持件504)是与基板载体(例如，基板载体300)分开的部件的实施例中，旋转机构530可以是工艺腔室(例如，工艺腔室110)中的分开的元件。
在一些实施例中，旋转机构530不耦接于全部的磁体511-518。在此类实施例中，旋转机构530至少耦接至具有在四个方向中的两个方向上取向的北极的磁体，其中所述两个方向相差约180度。例如，旋转机构530可仅耦接至磁体512、514、516和518，所述磁体512、514、516和518各自都具在附图中的左方和右方方向上取向的北极，并且左方和右方相差180度。图5C提供关于旋转机构530仅耦接至具有在四个方向中的两个方向上取向的北极的磁体的实施例的附加细节。
图5B示出以解除夹持状态布置的磁体511-518，其中磁体511-518在海尔贝克阵列510中以第二取向5112-5182布置。每一个磁体511-518都具有在相对于夹持表面522的四个方向中的一个方向上取向的北极。当磁体511-518以第二取向5112-5182布置时，具有向外面向夹持表面522的第一极(例如，磁体512的南极)的每一个面向外的磁体(例如，磁体512)相邻于具有面对面向外的磁体(例如，磁体512)的相应的相反极(例如，磁体511、513的北极)的一个或两个其他磁体(例如，磁体511、513)。此取向是产生离开夹持表面522而导向的减小的或接近于零的磁场，从而允许解除夹持掩模。
为了将磁体511-518的取向从第一取向5111-5181改变至第二取向5112-5182，旋转机构530耦接至海尔贝克阵列510中的全部磁体511-518。在应用多于一个海尔贝克阵列的实施例中，一个或多个旋转机构可耦接至每一个阵列中的全部磁体。随后，旋转机构530可使每一个磁体511-518旋转约90度，从而使阵列中的每一个磁体511-518的旋转方向交替。作为将旋转方向从第一取向5111-5181交替至第二取向5112-5182的示例，当从夹持表面522的底部边缘527观察旋转时，磁体511可逆时针旋转，并且当从夹持表面522的底部边缘527观察时，磁体512可顺时针旋转。为了使磁体511-518返回至夹持状态，旋转机构530可以(1)使旋转逆转90度以使每一个磁体返回到它的第一取向5111-5181；(2)每一个磁体511-518的旋转交替附加的90度以产生新的夹持取向；或(3)对于每一个磁体511-518，继续在相同的方向上使旋转交替附加的270度以使每一个磁体511-518返回到它的第一取向5111-5181。在一些实施例中，旋转少于全部的磁体511-518以解除夹持掩模。
图5C示出以另一解除夹持状态布置的磁体511-518，其中在海尔贝克阵列510中，所有奇数编号的磁体以第一取向5111、5131、5151、5171固定，而全部偶数编号的磁体改变至第三取向5123、5143、5163和5183。每一个磁体511-518都具有在相对于夹持表面522的四个方向中的一个方向上取向的北极。当所有奇数编号的磁体以第一取向5111、5131、5151、5171布置，并且所有偶数取向的磁体以第三取向5123、5143、5163、5183布置时，每一个面向外的磁体(例如，磁体513，所述磁体513具有向外面向夹持表面522的第一极(诸如，磁体513的北极))相邻于具有面对面向外的磁体(例如，磁体513)的各自的相反极(例如，磁体512、514的南极)的一个或两个其他磁体(例如，磁体512、514)。此取向产生离开夹持表面522而导向的减小的或接近于零的磁场，从而允许解除夹持掩模。
为了将偶数编号的磁体的取向从第一取向5121、5141、5161、5181改变至第三取向5123、5143、5163、5183，旋转机构530可仅耦接至偶数编号的磁体。随后，旋转机构530可使每一个偶数编号磁体512、514、516、518旋转约180度。为了使磁体511-518返回至夹持状态，对于偶数编号的磁体512、514、516、518，旋转机构530可使旋转逆转180度，或继续在相同的方向上旋转附加的180度。在一些实施例中，旋转奇数编号的磁体，而偶数编号的磁体是保持在第一取向中。
图6A至图6B描绘根据一个实施例的包括以系列布置的多个海尔贝克阵列611-614的磁性夹持件610的示意性主视图。每一个海尔贝克阵列611-614都包括多个磁体601-608。在一些实施例中，每一个海尔贝克阵列611-614都可从磁性夹持件610的第一边缘625延伸至磁性夹持件610的第二边缘626。磁性夹持件610包括夹持表面622，所述夹持表面622可类似于参照图4所描述的夹持表面412。在一些实施例中，磁体601-608可以是永久磁体，每一个永久磁体都具有圆柱形状，并且圆柱的高度实质上垂直于夹持表面622，或圆柱的高度实质上平行于夹持表面622的边缘中的一个边缘(诸如，边缘625)。在一些实施例中，圆柱能以相对于夹持表面622或边缘(诸如，边缘625)的其他取向来设置。其他实施例可具有以棒、块或管(诸如，矩形管)的形式成形的磁体601-608。
夹持表面622示出为是透明的，以绘示磁体601-608相对于夹持表面622的取向，但是此类透明不是必需的。与在图4中示出的海尔贝克阵列406a-406j从夹持表面412凹陷类似，磁体601-608可相对于夹持表面622凹陷。
图6A示出以夹持状态布置的磁体601-608，并且磁体601-608在每一个海尔贝克阵列611-614中以第一取向6011-6081布置。此取向产生离开夹持表面622而导向的强磁场，从而允许夹持掩模。掩模可具有类似于上述掩模(诸如，掩模132a、132b或430)的特征。
磁性夹持件610可进一步包括与图5A中描绘的旋转机构530类似的一个或多个旋转机构(未示出)。这一个或多个旋转机构可至少耦接至每一个海尔贝克阵列611-614中的磁体，所述磁体具有在四个方向中的两个方向上取向的北极，每一个磁体601-608的北极面向所述两个方向。在一些实施例中，磁性夹持件610包括一个旋转机构，所述一个旋转机构使每一个海尔贝克阵列611-614中的每一个对应的磁体601-608一致地旋转。连接棒或其他连接件可用于确保对应的磁体一致地旋转。在其他实施例中，分开的旋转机构可用于每一个阵列，从而允许海尔贝克阵列611-614中的一些处于夹持状态，并且海尔贝克阵列611-614中的一些处于解除夹持状态或中间状态。在为每一个海尔贝克阵列611-614应用一个旋转机构或分开的旋转机构的实施例中，耦接至旋转机构的每一个磁体的旋转可从中心至边缘、从边缘至中心、或从边缘至边缘交错，类似于上方中参照磁性夹持件504所讨论的旋转的交错。
在一些实施例中，磁体的旋转轴平行于夹持表面622的多个边缘中的一个边缘(例如，边缘625)，并且耦接至一个或多个旋转机构的类似于齿轮541-548的齿轮可用于实现旋转。在其他实施例中，磁体601-608的旋转轴垂直于夹持表面622。
在其他实施例中，可单独地控制每一个海尔贝克阵列611-614的每一个磁体601-608的旋转，从而允许探索附加的旋转序列。例如，每一个海尔贝克阵列611-614的每一个磁体601-608可耦接至分开的致动器(诸如，分开的伺服机或分开的气动致动器)。
图6B示出以解除夹持状态布置的磁体601-608，其中在每一个海尔贝克阵列611-614中，所有奇数编号的磁体保持在第一取向6011、6031、6051、6071中，并且所有偶数编号磁体改变至第二取向6022、6042、6062和6082。使奇数编号的磁体在第一取向中并且使偶数编号的磁体在第二取向中产生离开夹持表面622而导向的消除的或接近于零的磁场，从而允许解除夹持掩模。
为了将偶数编号磁体的取向从第一取向6021、6041、6061、6081改变至第二取向6022、6042、6062、6082，这一个或多个旋转机构可仅耦接至偶数编号的磁体。随后，这一个或多个旋转机构可使每一个偶数编号的磁体602、604、606、608旋转约180度。为了使磁体601-608返回至夹持状态，对于偶数编号的磁体602、604、606、608，这一个或多个旋转机构可使旋转逆转180度，或继续在相同的方向上旋转附加的180度。在一些实施例中，旋转奇数编号的磁体，而偶数编号的磁体保持在第一取向中。磁性掩模610可以类似地可操作以使海尔贝克阵列611-614中的一个或多个海尔贝克阵列的所有磁体601-608旋转约90度，以便以与上文中参照图5B所描述的类似方式从夹持状态改变至解除夹持状态。
相比一个海尔贝克阵列，使用多个海尔贝克阵列可提供更大的操作灵活性。例如，如果分开的旋转机构用于分开的海尔贝克阵列，则一些海尔贝克阵列可以处于夹持状态、解除夹持状态、或中间状态。可将分开的控制提供至每一个旋转机构，以便单独地控制每一个阵列何时切换至夹持、解除夹持、或中间状态。此外，多个海尔贝克阵列可允许使用变化的磁性强度的磁体来夹持掩模的不同区域。例如，为了以较大的力夹持掩模的中心，相对于较远离掩模中心的磁体的强度，较强的磁体可用于较靠近掩模中心的磁体。
图7示出根据一个实施例的包括海尔贝克阵列720的磁性夹持件710的示意性俯视图。相比使用旋转以在夹持与解除夹持状态之间进行改变的磁性夹持件504和610，磁性夹持件710改变可移动磁体711-719相对于固定磁体721-728的位置以调整磁场强度。当可移动磁体711-719放置在固定磁体721-728之间的位置中时，形成了海尔贝克阵列，从而产生离开夹持表面732而导向的强磁场以允许夹持掩模730。为了解除夹持掩模730，可移动磁体可移离固定磁体721-728和夹持表面732。一个或多个致动器704可用于单独地、成组地改变可移动磁体711-719的位置或一起改变所有可移动磁体711-719的位置。在一些实施例中，通过使可移动磁体711-719滑离固定磁体721-729和夹持表面732，且随后将每一个可移动磁体711-719重新定位成相邻于下一个固定磁体721-729，可解除夹持掩模730。例如，相邻于处于夹持状态的固定磁体721、722的可移动磁体712可重新定位在处于解除夹持状态的固定磁体722、723之间。以类似于可移动磁体712的方式重新定位所有可移动磁体产生离开夹持表面732而导向的减小的或接近于零的磁场，从而允许解除夹持掩模730。
在一些实施例中，可使用柔性板材702来移动可移动磁体711-719。柔性板材702可向内弯曲，使得在将可移动磁铁711-719移动到夹持位置时，在柔性板材702中心处的可移动磁体711-719较接近夹持表面732，以便从掩模730的中心到掩模730的边缘渐进地夹持掩模730。向内弯曲的柔性板材也允许掩模730以边缘至中心的顺序渐进地被解除夹持。在其他实施例中，柔性板材702可向外弯曲，使得在柔性板材702的中心处的可移动磁体711-719最远离夹持表面732，从而产生相反效应而形成从边缘至中心的渐进的夹持以及从中心至边缘的渐进的解除夹持。
请参考图2、图5A至图5C以及图8，描述用于在处理腔室中将掩模夹持至基板的方法800。虽然结合参照图5A至图5C的系统来描述此方法，但是本领域技术人员将理解，用于以任何顺序执行方法步骤的任何磁性夹持件都在所公开实施例的范围内。方法800描述为在工艺腔室240中执行，并使用150a，并使用磁性夹持件504而不是第一磁性夹持件151a。虽然方法800描述为使用工艺腔室240中的磁性夹持件504和基板载体150a，但是方法800也可利用其他磁性夹持件、利用其他基板载体、或在其他工艺腔室中执行。例如，也可在处理腔室110中使用磁性夹持件610和基板载体300来执行方法800。
在框802处，第一基板121a设置在基板载体150a的基板支撑表面上，并且被传送到工艺腔室240中。
在框804处，掩模被夹持至基板。掩模可根据本文中所述的实施例中的任何实施例来夹持。在一些实施例中，基板移一被放置到工艺腔室内的位置中就可夹持掩模，从而不需要旋转或移动海尔贝克阵列内的磁体。在其他实施例中，可伴随着旋转或不伴随着旋转移动海尔贝克阵列中的至少一些磁体以夹持掩模。例如，可旋转在磁性夹持件504中布置在海尔贝克阵列510中的多个磁体511-518中的至少一些。此旋转可在磁性夹持件504接近基板支撑表面的情况下发生，以将掩模132a夹持至设置在基板载体150a上的基板121a。或者，旋转可在磁性夹持件504远离基板支撑表面150a的情况下发生，随后，可将磁性夹持件移动为接近基板支撑表面以将掩模132a夹持至设置在基板载体150a上的基板121a。在一些实施例中，如上文中参照图5B所描述，磁体511-518全都旋转约90度。在其他实施例中，如上文中参照图5C所描述，在海尔贝克阵列510中的四个方向中的两个方向上取向的多个磁体511-518中的磁体可旋转约180度。
在具有带有多于一个海尔贝克阵列的磁性夹持件(诸如，磁性夹持件610)的实施例中，随后，在框804处，可旋转在海尔贝克阵列中的多于一个海尔贝克阵列中的磁体。在一些实施例中，较靠近磁性夹持件504的中心(诸如，夹持表面522的中心524)的多个磁体511-518中的至少一些旋转得比较靠近磁性夹持件504的边缘(诸如，夹持表面522的边缘525)的磁体快。磁体的旋转能以如上所述的众多方式交错，诸如，从中心至边缘、从边缘至中心、或边缘至边缘交错旋转。在使用磁性夹持件710的实施例中，可移动磁体711-719可放置在固定磁体721-728之间的位置中，从而产生离开夹持表面732而导向的强磁场以允许将掩模730夹持至基板。在使用电磁铁的实施例中，可能不需要磁体的移动或旋转，因为可通过以适当的电流对电磁铁供能来实现夹持。
在框806处，层通过掩模132a而被沉积到基板121a上。可使用蒸发源230以将此层沉积到基板121a上。线性引导件224可提供蒸发源230的平移移动，因此，所述层可沉积在基板121a的不同区域上。在沉积期间，一个或多个海尔贝克阵列中的磁体可旋转，以调整跨基板的不同区域的夹持力。构想了可通过掩模，使用化学气相沉积或其他沉积工艺来沉积所述层。
在框808处，从基板解除夹持掩模。掩模可根据本文中所述的实施例中的任一实施例来解除夹持。在一些实施例中，可伴随着旋转或不伴随着旋转移动海尔贝克阵列中的磁体中的至少一些以解除夹持掩模。例如，可旋转在磁性夹持件504中布置在海尔贝克阵列510中的多个磁体511-518中的至少一些以从设置在基板载体150a上的基板121a解除夹持掩模132a。在一些实施例中，如上文中参照图5B所描述，磁体511-518全都旋转约90度。在其他实施例中，如上文中参照图5C所描述，在海尔贝克阵列510中的四个方向中的两个方向上取向的多个磁体511-518中的磁体可旋转约180度。
在具有带有多于一个海尔贝克阵列的磁性夹持件(诸如，磁性夹持件610)的实施例中，随后，在框806处，可旋转在海尔贝克阵列中的多于一个海尔贝克阵列中的磁体。在一些实施例中，较接近磁性夹持件504的中心(诸如，夹持表面522的中心524)的多个磁体511-518中的至少一些旋转得比较接近磁性夹持件504的边缘(诸如，夹持表面522的边缘525)的磁体快。磁体的旋转能以如上所述以的众多方式交错，诸如，从中心至边缘、从边缘至中心、或从边缘至边缘交错旋转。在使用磁性夹持件710的实施例中，可移动磁体711-719可从在固定磁体721-728之间的位置移除，从而产生离开夹持表面732而导向的消除的或减小的磁场以允许从基板解除夹持掩模730。在使用电磁铁的实施例中，可能不需要磁体的移动或旋转，因为可通过以下方式来实现解除夹持：解除对电磁铁供能；减小供应至电磁铁的电流；或改变施加至电磁铁中的至少一些的电流的方向。
当在框808处从基板解除夹持掩模之后，基板可从腔室移除，从而允许对新的基板重复此工艺。如果在框808处移动海尔贝克阵列中的至少一些磁体以从基板解除夹持掩模，则当新的基板防止到工艺腔室中的位置中时，可如上文所述移动海尔贝克阵列中的至少一些磁体以重新创建夹持状态。
磁性夹持件404、504、610、710中的每一个可包括比附图中所示的更多或更少的磁体。仅示出一个海尔贝克阵列的实施例(诸如，磁性夹持件504、710)可包括附加的海尔贝克阵列。包括多个海尔贝克阵列的实施例(诸如，磁性夹持件404、610)可包括比附图中所示的阵列数量更多或更少的海尔贝克阵列。
磁性夹持件404、504、610、710中的每一个可在工艺腔室110、240中的每一个工艺腔室中独立于任何基板载体(例如，基板载体402)完全地作用，包括与所有腔室中的所有部件作用，所述部件诸如，对准单元212a、212b、阀205、207、掩模132a、132b以及掩模框架131a、131b。对于磁性掩模夹持件不是载体的部分的实施例，对准单元212a、212b可以可操作以将每一个磁性夹持件404、504、610、710与每一个基板载体150a、150b、300、402对准，并且将基板与各自的掩模对准。磁性夹持件404、504、610、710中的每一个可与作为分开的装置的基板载体150a、150b、300、402中的每一个一起使用，或可以与载体中的每一个整合。在磁性夹持件与基板载体整合的实施例中，一个或多个海尔贝克阵列中的多个磁体可相对于夹持表面(例如，夹持表面142)或相对于基板支撑表面(例如，基板支撑表面313)取向。在一些实施例中，夹持表面和基板支撑表面可以是相同的表面。磁性夹持件404、504、610、710中的每一个也可与定位装置(诸如，任选的致动器410)一起作用。对于磁性夹持件与基板载体分开的实施例，当基板和/或基板载体被传送进和传送出工艺腔室时，磁性夹持件可保持在工艺腔室中。
磁性夹持件404、504、610、710中的每一个可具有由绝缘材料(诸如，电介质材料或陶瓷材料)制成的夹持主体(诸如，夹持主体408)。陶瓷材料或电介质材料的合适的示例包括聚合物(例如，聚亚酰胺)、氧化硅材料(例如，石英或玻璃)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、含钇材料、氧化钇(Y2O3)、钇铝石榴石(YAG)、氧化钛(TiO)、氮化钛(TiN)、碳化硅(SiC)，等等。任选地，夹持主体中的每一个可以是金属或金属主体。在一些实施例中，夹持主体可由铁磁体或非磁性体制造。在一些实施例中，夹持主体也可以是静电夹持主体。
磁性夹持件404、504、610、710中的每一个包括海尔贝克阵列，诸如，海尔贝克阵列406a-406j，其中，海尔贝克阵列中的所有磁体可以是由铁磁材料组成的永久磁体，所述铁磁材料诸如，铝镍钴(aluminum-nickel-cobalt，Alnico)、陶瓷、稀土、铁铬钴(Iron-Chromium-Cobalt)、或上述各项的组合。在其他实施例中，海尔贝克阵列406a-406j中的所有磁体可以是电磁铁。在其他实施例中，海尔贝克阵列406a-406j中的一些磁体可以是永久磁体，并且海尔贝克阵列406a-406j中的一些磁体可以是电磁铁。
在使用电磁铁的实施例中，可使用控制器和电源来对电磁铁供能。对于电磁铁，旋转机构可能是不需要的。在一些实施例中，逆转流过电磁铁的电流来容易地切换电磁铁的极性，使得使用电磁体的实施例特别适于将磁体中的一些的极性切换180度以在夹持状态与解除夹持状态之间改变的实施例。使用电磁铁的磁性夹持件的一些实施例的优点可以是没有移动部件(诸如，旋转的磁体)，所述移动部件可能产生灰尘并导致附加的维护。使用电磁体的磁性夹持件的实施例的另一优点在于，可由控制器单独地对每一个电磁铁供能或解除供能，从而允许跨夹持表面对夹持和解除夹持进行精确的控制。
本文中所述的磁性夹持件使掩模能够被磁性地夹持至基板，这改善了产品质量，并且可降低设备成本。当与将较高的力集中在机械夹持的位置处的机械式夹持系统相比时，磁性夹持掩模可在基板的目标区域上方传递均匀分布的较低的夹持力。较低的以及均匀分布的夹持力可防止对基板的接触污染或物理损伤，所述接触污染或物理损伤经常由机械式夹持所使用的集中的力造成。
当与磁性夹持件的其他实施例比较时，使用海尔贝克阵列的磁性夹持件提供附加的优点。在海尔贝克阵列中取向的磁体可生成相比在其他经典布置(诸如，交替的北南配置)中取向的相同的磁体更高的磁力来夹持掩模。这允许更小或更少的磁体被包括在磁性夹持件中，这可节省设备成本并减小磁性夹持件的尺寸。
此外，如上所述，在海尔贝克阵列中取向的磁体可容易地旋转至夹持状态以创建强磁场来夹持掩模，随后可旋转至解除夹持状态以产生向外朝掩模导向的减小的或接近于零的磁场，从而允许解除夹持掩模。不使用海尔贝克阵列的磁性夹持件的其他实施例将要求增加和减小磁体与掩模之间的距离以夹持和解除夹持掩模。增加和减小此距离将由于在磁性夹持件中将需要附加的空间或者用于移动掩模或磁性夹持件的腔室中的附加的空间和设备而导致附加的设备成本。海尔贝克阵列中的磁体的旋转允许磁性夹持件具有较小的占地面积(footprint)，相比其他磁性夹持件，较小的占地面积不但节省设备成本，也将允许使用海尔贝克阵列的磁性夹持件应用于更多现有的处理腔室中。此外，由于仅有功率用于磁体中的一些旋转约180度或全部磁体旋转约90度，因此使用永久磁体的实施例对于夹持和解除夹持掩模具有非常低的功率要求。
虽然磁性夹持件710不旋转磁体以从夹持状态改变成解除夹持状态，但是磁体必须移动的距离远小于磁体在其他磁性夹持件中将需要移动的距离。此距离更小，因为磁性夹持件710中的可移动磁体仅需要移离足够远，使得当可移动磁体重新定位成解除夹持取向时，这些可移动磁体可滑动经过固定磁体。
虽然上述内容针对典型实施例，但是可设计其他和进一步的实施例而不背离基本范围，并且范围由所附权利要求书来确定。

Claims (18)

1.一种用于将掩模夹持至基板的处理系统，所述处理系统包括：
工艺腔室；以及
磁性夹持件，所述磁性夹持件设置在所述工艺腔室中，所述磁性夹持件包括：
夹持表面；
多个磁体，所述多个磁体相对于所述夹持表面在一个或多个海尔贝克阵列中取向，其中每一个磁体都具有在四个方向中的一个方向上取向的北极，并且所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列包括第一组磁体和第二组磁体；以及
一个或多个旋转机构，所述一个或多个旋转机构经耦接以改变所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列中的所述第一组中的每个磁体的所述北极的方向，其中所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列中的所述第二组中的每个磁体的所述北极具有固定的取向。
2.如权利要求1所述的处理系统，其中所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列中的所述第一组中的每个磁体具有在所述四个方向中的两个方向上取向的所述北极，其中所述四个方向中的所述两个方向相差180度。
3.如权利要求1所述的处理系统，其中所述磁体包括多个磁性管，所述多个磁性管各自都具有长维度，所述长维度平行于耦接至所述一个或多个旋转机构的所述磁体的旋转轴。
4.如权利要求1所述的处理系统，其中所述一个或多个旋转机构可操作以便比旋转所述多个磁体中的第二磁体更快地旋转所述多个磁体中的第一磁体。
5.如权利要求4所述的处理系统，其中所述第一磁体比所述第二磁体更靠近所述夹持表面的边缘。
6.如权利要求1所述的处理系统，其中所述一个或多个海尔贝克阵列包括一系列海尔贝克阵列，其中每一个阵列从所述磁性夹持件的第一边缘延伸至所述磁性夹持件的第二边缘。
7.如权利要求6所述的处理系统，其中每一个海尔贝克阵列耦接至分开的旋转机构。
8.如权利要求1所述的处理系统，进一步包括致动器，所述致动器可操作以在所述工艺腔室内移动所述磁性夹持件。
9.一种用于在工艺腔室中使用的基板载体，所述基板载体包括：
支撑底座，所述支撑底座可操作以将所述基板载体移进和移出工艺腔室；
电极组件，所述电极组件设置在所述支撑底座上，以便以静电方式将基板夹持至基板支撑表面，所述基板支撑表面设置在所述电极组件上；以及
磁性夹持件，所述磁性夹持件与所述支撑底座整合，所述磁性夹持件包括：
多个磁体，所述多个磁体相对于所述基板支撑表面在一个或多个海尔贝克阵列中取向，其中每一个磁体都具有在四个方向中的一个方向上取向的北极，并且所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列包括第一组磁体和第二组磁体；以及
一个或多个旋转机构，所述一个或多个旋转机构经耦接以改变所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列中的所述第一组中的每个磁体的所述北极的方向，其中所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列中的所述第二组中的每个磁体的所述北极具有固定的取向。
10.如权利要求9所述的基板载体，其中所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列中的所述第一组中的每个磁体具有在所述四个方向中的两个方向上取向的所述北极，其中所述四个方向中的所述两个方向相差180度。
11.如权利要求9所述的基板载体，其中所述多个磁体包括多个磁性管，所述多个磁性管各自都具有长维度，所述长维度平行于耦接至所述一个或多个旋转机构的所述磁体的旋转轴。
12.如权利要求9所述的基板载体，其中所述一个或多个旋转机构可操作以便以比旋转所述多个磁体中的第二磁体更快地旋转所述多个磁体中的第一磁体。
13.如权利要求9所述的基板载体，其中所述一个或多个海尔贝克阵列包括一系列海尔贝克阵列，其中每一个阵列从所述磁性夹持件的第一边缘延伸至所述磁性夹持件的第二边缘。
14.一种用于在工艺腔室中将掩模夹持至基板的方法，所述方法包括以下步骤：
将设置在基板载体的基板支撑表面上的基板传送到工艺腔室中；
将掩模夹持至所述基板；
通过所述掩模将层沉积到所述基板上；以及
移动邻近所述基板支撑表面的磁性夹持件中布置在一个或多个海尔贝克阵列中的多个磁体中的至少一些，以从设置在所述基板载体上的所述基板解除夹持所述掩模，其中
所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列包括第一组磁体和第二组磁体；并且
移动多个磁体中的至少一些的步骤包括：改变所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列中的所述第一组中的每个磁体的北极的方向，而所述一个或多个海尔贝克阵列的每一个阵列中的所述第二组中的每个磁体的所述北极具有固定的取向。
15.如权利要求14所述的方法，其中移动所述多个磁体中的至少一些磁体的步骤包括以下步骤：
使所述多个磁体中的磁体中的至少一些旋转180度。
16.如权利要求14所述的方法，其中移动所述多个磁体的至少一些的步骤包括以下步骤：
使全部的所述磁体旋转90度。
17.如权利要求14所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：
移动所述多个磁体中的至少一些，以将所述掩模夹持至设置在所述基板载体上的所述基板。
18.如权利要求14所述的方法，其中移动所述多个磁体中的至少一些的步骤包括以下步骤：
以不同的速率旋转所述磁体中的至少一些。
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