JP2012503714A - 基板支持体上に磁気的に保持されるシャドーマスク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、シャドーマスク(3)を使って、基板支持体(1)に置かれた基板(2)上に横方向に構造化された層を堆積させる堆積装置に関する。基板支持体(1)は、シャドーマスク(3)の第2の磁性帯(5)を磁気的に引き付けるために第1の磁性帯(4)を有する。基板(2)をコーティングする前であってシャドーマスク(3)が基板(2)上に配置されているとき、第2の磁性帯(5)が基板(2)の表面(2’)の方に引き付けられる動作位置に第1の磁性帯(4)が運ばれ、シャドーマスク(3)の配置または除去のために、第2の磁性帯(5)に働く引力が削減される非動作位置に第1の磁性帯(4)が運ばれる。第1の磁性帯(4)は、基板支持体(1)の支持面(1’)の凹部(6)に置かれ、第2の磁性帯(5)と空間的に関連する。
【選択図】図1
Description
更に、本発明は、コーティングされる基板の表面にフラットに置かれたシャドーマスクを使って、基板支持体上に置かれた基板に横方向に構造化された層を堆積させる堆積装置に関する。
更に、本発明は、そのような堆積装置のための、またはそのような堆積方法を実行するための基板支持体、およびシャドーマスクに関する。
好ましくは、基板支持体は、基板支持体の凹部に位置する第1の磁性帯によって特徴づけられる。基板支持体の支持面の中の溝によって凹部が形成されてよい。移動可能な永久磁性素子が特にこれらの溝の中に位置してよい。第1の磁性帯と第2の磁性帯の一方が磁性素子、特に永久磁性素子によって形成され、他方が好ましくは強磁性素子によって形成されてよい。
好ましくは、基板が配置される基板支持体は冷却器によって形成される。けれどもまた、加熱された基板支持体が使用されてよい。その場合、特に活性なコーティング面を不活性なコーティング面から分離したために、基板、特に基板の活性なコーティング面は温度制御される。
本発明の一つの望ましい実施形態では、動作位置と非動作位置の間で前後に動くために、第1の磁性帯が支持面の法線に沿って移動する。基板支持体と関連する永久磁性素子は格子状の構造を形成し、支持面の交差する溝の中に位置する。同様にシャドーマスクの第2の磁性帯が格子状の構造を形成し、シャドーマスクの格子状のウェブが基板支持体の永久磁性素子の格子状のウェブと空間的に関連する。従って、不活性なコーティング面は、閉じたマスク部分によって覆われ、場合によりコーティングプロセス中に減少したコーティングレートで同様にコーティングされるかも知れず、温度制御されない。
一つの望ましい実施形態では、これらのウェブは、格子の形状を有する実質的に一つの部品の支持部材と、その支持部材によって保持される多数の磁気ストリップとで構成される。磁気ストリップは支持部材にゆるく接続され、およそ0.1mmの垂直方向の遊びを有する。それで、個々の移動可能な磁気ストリップは移動路またはこの値を持つ高さの柔軟性を有する。製造の許容範囲はこの方法で補償される。
磁気ストリップ自体は同様に2つの部品の構造を持つ。磁気ストリップは、金属で作られた裏張りストリップに固定して接続される永久磁気ストリップで構成される。永久磁気ストリップは、裏張りストリップに接着されてよい。磁気ストリップと支持部材の間の接続は、ねじ、好ましくは皿ねじを使って確立される。皿頭は永久磁気ストリップによって形成されるより大きな直径の凹部に置かれる。ねじの軸は、裏張りストリップの中の開口を貫通して支持部材の中のねじ穴にねじ込まれる。
フレーム状の支持部材は、基板支持体の中の開口を通って突き出る多数の上昇プランジャーを有する。上昇機構は、基板支持体の裏面でこれらのプランジャーにぴったりはまる。上昇機構は、ショートストローク空気圧シリンダーであってよい。上昇部は、各プランジャーと関連する。上昇シリンダーは、シリンダーブラケットを介してベースプレートに接続される。ベースプレートは基板支持体を支える。それは冷却器として設計される。周囲のもの、すなわち、プロセスチャンバーとその中に存在する真空に対して密封される空気圧の接続部が、ショートストローク空気圧シリンダーの上に置かれる。
プランジャーの上昇を調節できるスペーサねじは、また空気圧シリンダーの領域に与えられる。好ましくは、上昇機構はプランジャーを動かす。従ってまた、上昇機構は停止制限された方法で支持部材を動かす。上昇は全体でおよそ2mmから8mmまでである。
非動作状態において、支持部材は基板支持体の支持面の中の凹部の底に位置する。この状態で、磁気ストリップは支持面よりおよそ2mmから8mm下に、好ましくは3mm下に位置する。この状態で、空気圧シリンダーは最終停止位置にある。この位置で、ガラス、紙または他の適切な材料で作られた基板は、好ましくはアルミニウムで作られた基板支持体の支持面の上に置かれる。そのとき、シャドーマスクは基板の表面と接触する。これは、シャドーマスクを下げるか、または基板支持体を上げるかのいずれかによって実行される。
シャドーマスクが取り付けられ、または取り外されるとき、磁気ストリップは基板支持体の支持面からある距離を置いて保持されるので、磁気ストリップの永久磁石によってシャドーマスクのウェブに働く磁気吸引力は最小化される。水圧式上昇機構によって、支持部材は、最終停止位置になるまで持ち上げられる。この最終停止位置では、個々の磁気ストリップは基板支持体の支持面とほぼ同一平面に位置する。けれども、また磁気ストリップの表面は支持面よりわずかに上または下に置かれてもよい。
磁気ストリップと支持部材のゆるい結合のために、シャドーマスクの格子状のウェブに働く磁気吸引力に起因して磁気ストリップはまた基板の底面に対して押し付けることができる。これは、磁気ストリップとシャドーマスクの強磁性ウェブの間に働く磁気力をもたらし、その磁気力は非動作位置に比べて最大化される。ウェブは、磁気ストリップの磁気力によって基板の表面の方に引き付けられる。
シャドーマスクのウェブの接触面と基板の表面との間の可能なギャップを監視するために、基板支持体の端に、計4個のギャップ監視センサー、好ましくはペアで向かい合って配置されたギャップ監視センサーがある。
シャドーマスクのフレームは、専用のマスク取り付け具の上に置かれる。ロボットアーム等を使ってプロセスチャンバーに基板を取り付けた後で、基板支持体を形成する冷却器は基板の直下の上方の位置に動き、基板をピンから持ち上げる。次に、基板の表面がシャドーマスクの接触面に位置するまで、基板支持体は更に上向きに動く。基板の上面とシャドーマスクの底面との間のギャップは、ギャップ監視センサーを使って調節される。取付け・取外し位置において磁気ストリップは下げられた位置にあるので、最初は重力のみがインバールでできたシャドーマスクに働く。この位置において、残っているギャップは100μmに達するかも知れないが、一般により小さい。
コーティングプロセスの後で、ショートストロークシリンダーは終了位置に戻る。それで、インバールでできたウェブにおける磁気吸引力は最小になる。
更に、パラキシリレンがコーティング物質として使われてよい。誘電アプリケーションとカプセル化アプリケーションのためのハロゲン化置換基の使用がまた提供される。パラキシリレンのパリレンCでコーティングするために、インバールでできたシャドーマスクは基板と表面接触させられる。
さまざまなシャドーマスクのレイアウトがこの堆積装置を使うことによって実現されてよい。円形、長方形、正方形または多角形の形状が可能である。そのとき、格子の間の領域が同様に形成される。従って、格子は、異なる幅と異なる横方向の構造を持つウェブによって与えられて良い。
反応炉にはガス供給ラインが開いている。ガス供給ラインは、特にシャワーヘッドのように形成されたガス注入エレメントの中に開く。ガス注入エレメントは基板支持体1の上に配置される。反応成分は、ガス状またはエアロゾル状で存在しており、プロセスチャンバーの中にキャリアガスとともに導入される。これらの前駆体は、モノマーまたはダイマーである。
反応炉は、またガス排出エレメントを持つ。消費されないプロセスガスとキャリアガスはガス排出エレメントを通ってプロセスチャンバーから排出される。真空を生じさせるため、または低圧システムのために制御される真空ポンプが与えられる。
本実施形態では、基板支持体1は、アルミニウムで作られた冷却ブロックとして形成されており、上昇部24の上に置かれている。
基板支持体1は、上昇部24によって垂直方向に動かされる。取付け位置では基板支持体1は、図示されていないが、より低い位置にある。参照符号25によって示されるピンは、開口(図示無し)を通って、そして基板支持体1を貫いて突き出る。基板支持体1が下がるとき、図14において基板支持体1の上に置かれている基板2はピンの上に座る。ピン25の上に置かれたこの位置で、基板2は取り外され、他の基板に取り替えられる。
シャドーマスク3は基板2の上に垂直方向にあり、マスク支持体によってこの位置に保持される。シャドーマスク3は、基板2に平行に伸びる。図14に示される位置からスタートして、基板の表面2’がシャドーマスク3の底面に接するまで、上昇部24は基板支持体1の支持面1’に置かれた基板2とともに基板支持体1を持ち上げることができる。
シャドーマスク3は、図示されていない冷却チャンネルを備えたフレーム26を持つ。この長方形のフレームは、
強磁性物質であるインバールで作られた格子(ウェブ5)を一体的に形成する計12本のストリップを支える。本実施形態では、格子(ウェブ5)の間の領域は長方形である。図示されていないが、他の実施形態では格子(ウェブ5)の間の領域は、また異なる形状であってよい。例えば、格子(ウェブ5)の間の領域は円形、楕円形または多角形であってよい。
更に、強磁性のウェブ5の横断面図が図9、図10、図12および図13に示される。シャドーマスク3のウェブ5の接触面5’は、鋭角の構造でくぼんだ側面とつながる。
図示されない一つの実施形態では、液体による冷却の代わりに、ペルチェ素子を使って冷却することができる。
Claims (12)
- コーティングされる基板(2)の表面(2’)にフラットに位置するシャドーマスク(3)を使って、基板支持体(1)に置かれた基板(2)上に横方向に構造化された層を堆積させる堆積装置であって、
前記基板支持体(1)が、第1の磁性帯(4)と関連する前記シャドーマスク(3)の第2の磁性帯(5)を磁気的に引き付けるために前記第1の磁性帯(4)を有し、
前記基板(2)をコーティングする前であって、前記シャドーマスク(3)が前記基板(2)の上に配置されているとき、前記第2の磁性帯(5)が前記基板(2)の表面(2’)の方に引き付けられる動作位置に、前記第1の磁性帯(4)が運ばれ、
前記シャドーマスク(3)を配置し、または除去するために、前記第2の磁性帯(5)に働く引力が削減される非動作位置に、前記第1の磁性帯(4)が運ばれ、
前記第1の磁性帯(4)が、磁性素子、特に永久磁性素子によって形成され、前記基板支持体(1)の支持面(1’)の凹部(6)に置かれ、前記第2の磁性帯(5)と空間的に関連する、
ことを特徴とする堆積装置。 - 前記第1の磁性帯(4)と前記第2の磁性帯(5)の一方が磁性素子、特に永久磁性素子によって形成され、他方が強磁性素子によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 磁性素子、特に永久磁性素子によって特に形成される前記第1の磁性帯(4)が、動作位置と非動作位置の間で前後に動くために、前記支持面(1’)に対して垂直に移動することを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記支持面(1’)の中の前記凹部(6)が、交差する溝によって形成され、当該溝の中に格子のウェブの形状を持つ磁性素子、特に永久磁性素子である前記第1の磁性帯(4)が位置し、
前記第1の磁性帯(4)が、同様に格子のウェブの形状で与えられる前記シャドーマスク(3)の強磁性素子である前記第2の磁性帯(5)と磁気的に協力して動作することを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。 - 基板支持体(1)の磁性素子、特に永久磁性素子である前記第1の磁性帯(4)が、磁気ストリップ(10)であり、上昇機構(7)によって
前記凹部(6)内で動作位置から非動作位置に移され、前記動作位置では前記磁気ストリップ(10)が前記支持面(1’)と実質的に同一平面に位置し、前記非動作位置では前記磁気ストリップ(10)が前記凹部(6)内で皿頭の位置にあることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。 - 前記上昇機構(7)が、前記支持面(1’)から離れる方に向いている前記基板支持体(1)の底部側(1”)に配置されており、
前記基板支持体(1)の中の開口(8)を貫通するプランジャー(9)が、磁性素子、特に永久磁性素子である前記第1の磁性帯(4)にぴったりはまる、
ことを特徴とする請求項5に記載の堆積装置。 - 前記磁気ストリップ(10)が、水平方向に伸びる支持面(1’)に対して垂直方向の動きの遊びを持って支持部材(11)に接続されることを特徴とする請求項5または6に記載の堆積装置。
- 前記磁気ストリップ(10)が、裏張りストリップ(13)に接続された、特に接着して接続された永久磁気ストリップ(12)によって形成されることを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1項に記載の堆積装置。
- 前記シャドーマスク(3)のウェブの形状である前記第2の磁性帯(5)の接触面(5’)と前記基板(2)の表面(2’)の間の可能なギャップを監視するためのギャップ監視センサー(16)を備えることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 基板支持体(1)が、冷却エレメントであり、曲がりくねった冷却チャンネル(14、15)を持ち、
冷却液が流れ、または反対方向に流れる2つの別々のチャンネルシステムが2つの平面の中に与えられ、お互いから分離され、前記支持面(1’)と平行に伸びる、
ことを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。 - 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の堆積装置で用いられる基板支持体(1)であって、
永久磁性素子である前記第1の磁性帯(4)が配置される凹部(6)を前記支持面(1’)に備え、
前記第1の磁性帯(4)が前記支持面(1’)に対して表面法線の方向に移動可能である、
ことを特徴とする基板支持体。 - 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の堆積装置で使用され、または請求項11に記載の基板支持体とともに使用されるシャドーマスク(3)であって、
格子状に配置された磁性材料で作られたウェブの形状の前記第2の磁性帯(5)を備え、
前記基板(2)に置かれている前記第2の磁性帯(5)の接触面(5’)が、窪んだ、または斜めになった前記第2の磁性帯(5)の側面に鋭角で結合する、
ことを特徴とするシャドーマスク。
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