JP2014522914A - 調整可能なマスク - Google Patents

Abstract

基板上に堆積材料層を形成するための堆積装置が記述される。その堆積装置は、基板を保持するように構成された基板支持体と、層堆積中に基板（６１０）の周辺部を覆うためのエッジ（６６０）除外マスク（６４０）とを含む。そのマスクは開孔を画定する少なくとも１つのフレーム部分を有する。マスクの少なくとも１つのフレーム部分は、マスクの少なくとも１つのフレーム部分上に堆積された堆積材料の量に応じて基板に対して移動するように構成される（６７０、６８０）。さらに、エッジ除外マスクを用いて基板上に堆積材料層を堆積するための方法が記述される。

Description

本発明の実施形態は堆積装置、及び基板上に材料を堆積する方法に関する。本発明の実施形態は特に、堆積装置で処理されることになる基板のためのマスクを有する堆積装置、堆積装置のためのマスク、及び処理されることになる基板をマスクするための方法に関する。具体的には、実施形態はエッジ除外マスク及び基板のエッジをマスクするための方法を参照する。

基板上に材料を堆積するための幾つかの方法が知られている。例えば、物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス等によって基板をコーティングすることができる。典型的には、そのプロセスは、コーティングされることになる基板が位置するプロセス装置又はプロセスチャンバ内で実行される。堆積材料が装置内に与えられる。ＰＶＤプロセスが実行される場合、堆積材料は、例えば、気相にある場合がある。基板上に堆積するために複数の材料が用いられる場合がある。とりわけ、数多くの異なる金属を用いることができるが、酸化物、窒化物又は炭化物を用いることもできる。典型的には、ＰＶＤプロセスは薄膜コーティングに適している。

コーティングされた材料は幾つかの応用形態において、また幾つかの技術分野において用いられる場合がある。例えば、半導体デバイスを作り出すこと等のマイクロエレクトロニクスの分野に応用形態がある。また、ディスプレイ用の基板は多くの場合にＰＶＤプロセスによってコーティングされる。更なる応用形態は、断熱パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネルを含むが、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ等も含む。

コーティングプロセスにおいて、コーティングされることになるエリアをより明確に画定するために、例えば、マスクを使用することが有用な場合がある。幾つかの応用形態では、基板の一部のみがコーティングされることになり、コーティングされない部分はマスクによって覆われる。大面積基板コーティング装置のような幾つかの応用形態では、基板のエッジがコーティングされないようにすることが望ましい。エッジを除外することにより、コーティングのない基板エッジを提供することができ、基板の背面のコーティングを防ぐことができる。

しかしながら、基板の前にマスクが位置することに起因して、エッジ除外マスクとすることができる、材料堆積プロセスにおけるマスクも堆積材料に暴露される。したがって、堆積材料が処理中にマスクの表面に蓄積する。この結果、マスク上に材料が堆積することに起因して、マスクの輪郭が変更される可能性がある。例えば、マスク上の堆積材料層が厚みを増していくと、マスク開孔の周辺又は境界が小さくなる場合がある。多くの場合に、マスクによって覆われるエリアの厳密な寸法を保証するために、マスクの洗浄手順が実行される。この洗浄手順は材料堆積プロセスを中断し、それゆえ、時間を要し、コストがかかる。

上記のことを考慮して、本発明の目的は、当該技術分野における問題のうちの少なくとも幾つかを克服するマスク、特にエッジ除外マスク、マスクを有する堆積装置、及び基板のエッジをマスキングする方法を提供することである。

上記のことを踏まえて、独立請求項１に記載の堆積材料層を形成するための装置、独立請求項９に記載の堆積材料層を堆積するための方法、及び請求項１４に記載の堆積装置のためのエッジ除外マスクが提供される。本発明の更なる態様、利点及び特徴は、従属請求項、説明及び添付の図面から明らかである。

一実施形態によれば、基板上に堆積材料層を形成するための堆積装置が提供される。その堆積装置は、基板を保持するように構成された基板支持体を含む。さらに、その堆積装置は、層堆積中に基板の周辺部を覆うためのエッジ除外マスクを含む。そのマスクは、開孔を画定する少なくとも１つのフレーム部分を有し、マスクの少なくとも１つのフレーム部分は、マスクの少なくとも１つのフレーム部分に堆積される堆積材料の量に応じて、基板に対して移動するように構成される。

別の実施形態によれば、基板上に堆積層を堆積するための方法が提供される。その方法は、堆積装置内に基板を配設することと、基板の少なくとも一部をマスクで覆うこととを含む。そのマスクは開孔を画定する少なくとも１つのフレーム部分を含む。さらに、その方法は、マスクの少なくとも１つのフレーム部分に堆積された堆積材料の量に応じて、マスクの少なくとも１つのフレーム部分を基板に対して移動させることを含む。

別の実施形態によれば、基板上に堆積材料層を堆積するための堆積装置のためのエッジ除外マスクが提供される。典型的には、マスクは基板の周辺部を覆うように構成され、堆積材料が基板上に通り抜けることができるようにするための開孔を画定する少なくとも１つのフレーム部分を含み、マスクの少なくとも１つのフレーム部分は、マスクの少なくとも１つのフレーム部分上に堆積される堆積材料の量に応じて、基板に対して移動するように構成される。

実施形態は開示された方法を実行するための装置にも向けられ、上記の各方法ステップを実行するための装置部分を含む。その方法ステップは、ハードウェア構成要素、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータ、若しくは２つの任意の組み合わせによって、又は任意の他のやり方において実行される場合がある。さらに、本発明による実施形態は、上記の装置が動作する方法にも向けられる。その方法は、装置の全ての機能を実行するための方法ステップを含む。

本発明の先に記載された特徴を細部にわたって理解することができるように、複数の実施形態を参照することによって、先に手短に要約された本発明についてより詳細に説明することができる。添付の図面は本発明の実施形態に関連し、以下に説明される。

本明細書において記述される実施形態による基板の概略図である。 エッジ除外マスクを有する材料堆積装置の概略図である。 当該技術分野において既知であるような基板及びエッジ除外マスクの概略的な斜視図である。 エッジ除外マスクの概略的な断面図である。 本明細書において記述される実施形態によるエッジ除外マスクの概略的な平面図である。 本明細書において記述される実施形態による動作中又は動作後のエッジ除外マスクの概略的な平面図である。 本明細書において記述される実施形態による動作中又は動作後のエッジ除外マスクの概略的な平面図である。 本明細書において記述される実施形態によるエッジ除外マスクを備える堆積装置の概略図である。 本明細書において記述される実施形態による基板上に堆積材料層を堆積するための方法の概略的な流れ図である。

ここで、本発明の種々の実施形態が詳細に参照されることになり、そのうちの１つ又は複数の例が図に示される。図面の以下の説明において、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。一般的に、個々の実施形態に関する違いのみが説明される。各例は本発明の説明として与えられており、本発明を制限するつもりはない。さらに、１つの実施形態の一部として図示又は説明される特徴は、他の実施形態においても用いることができるか、又は更なる実施形態を提供するために、他の実施形態とともに用いることもできる。この説明はそのような変更及び変形を含むことを意図している。

基板のエッジに堆積材料が堆積されないようにしておくべきであるときに、エッジ除外マスクが望ましい。これは、コーティングされる基板を後に利用することに起因して、基板の画定されたエリアのみがコーティングされるべきであるときに当てはまる場合がある。例えば、ディスプレイ部品として用いられることになる基板は、所定の寸法を有するべきである。典型的には、基板のエッジを遮るために、及び／又は基板の背面がコーティングされるのを防ぐために、大面積の基板がエッジ除外マスクを用いてコーティングされる。この手法は、基板を高い信頼性で均一にコーティングできるようにする。エッジに堆積材料が堆積されていない基板を更に処理することができる。

幾つかの実施形態によれば、大面積基板は、典型的には約１．４ｍ^２〜約８ｍ^２、より典型的には約２ｍ^２〜約６ｍ^２、更に典型的には約２．５ｍ^２〜約５．５ｍ^２のサイズを有することができる。例えば、基板のサイズはＧＥＮ５、又は６、更には８の基板に対応する場合がある。

典型的には、基板は材料を堆積するのに適した任意の材料から作ることができる。例えば、基板はガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス等）、金属、ポリマー、セラミック、化合物材料、炭素繊維材料若しくは任意の他の材料、又は堆積プロセスによってコーティングすることができる材料の組み合わせからなるグループから選択された材料から作ることができる。

幾つかの実施形態によれば、用語「マスク」は、炭素繊維材料、又はアルミニウム、チタン、ステンレス鋼等の金属のような、一枚のマスク材料に対して用いられる。マスクはコーティングされることになる基板の一部を覆う。典型的には、マスクはコーティングされることになる基板と、るつぼ、ターゲット等の堆積材料源との間に位置する。幾つかの実施形態によれば、「エッジ除外マスク」は、コーティングされることになる基板の少なくともエッジを覆うマスクと理解されるべきである。一般的に、マスクは、１つ又は複数の開孔を画定する、フレームのような幾つかの部品又は部分から構成される場合がある。マスクのフレームは再び幾つかのフレーム部分又はフレーム部品を有することができる。

典型的には、エッジ除外マスクは、基板面積の約１％〜約５％、典型的には約５％〜約３％、更に典型的には約１％〜約２％を覆うことができる。幾つかの実施形態によれば、エッジ除外マスクによって覆われる基板のエリアは基板の周辺部に位置する。

幾つかの実施形態によれば、用語「マスク開孔」は、堆積プロセス中に堆積材料が通り抜けることができるマスクの窓と理解されるべきである。典型的には、「マスク開孔」は、コーティング材料が堆積される基板のエリアを画定するので、コーティング窓と称される場合もある。開孔の境界又は内側境界は、コーティング窓の限界によって画定される。例えば、マスクが新しいか、又は新たに洗浄され、堆積プロセスにおいてまだ使用されていなかった場合には、開孔の境界はマスク材料からなる。マスクが堆積プロセスにおいて使用され、堆積材料がマスク上に堆積された場合には、開孔の境界は、後に更に詳細に説明されるように、マスク上に堆積された材料によるコーティング窓の限界となる場合がある。

本明細書において用いられる用語を例示するために、図１は、基板の一例を示す。基板１００は、長方形の形状で例示的に示されるが、任意の他の適切な形状を有することもできる。基板の最も外側の縁は１１０で表される。典型的には、縁１１０は、基板の材料が終端する基板の最も外側の線とすることもできる。図１において、縁の長さは１１１で表される。

本明細書において用いられるとき、かつ幾つかの実施形態によれば、基板のエッジ１２０は基板の周辺部を含むことができる。典型的には、本明細書において用いられるときのエッジ１２０は、基板の縁１１０を含むエリアとすることができる。幾つかの実施形態によれば、エッジ１２０は規定された幅ｗを有することができ、その幅は縁１１０から基板１００の表面上に延在する。

典型的には、エッジは基板の表面に延在する典型的には約１ｍｍ、より典型的には約３ｍｍ、更に典型的には約５ｍｍの幅を有することができる。幾つかの実施形態によれば、幅ｗは、所望の基板特性に応じて、６ｍｍ、又は７ｍｍ、更には１０ｍｍのように、５ｍｍより大きくすることもできる。他の実施形態によれば、幅ｗは０．５ｍｍのような１ｍｍ未満とすることもできる。

典型的には、幅ｗは基板全体にわたって一定にすることができるが、基板の応用形態によっては、辺ごとに異なる場合もある。幾つかの実施形態によれば、基板のエッジは、基板をコーティングするために用いられるマスクの開孔によって画定することができる。例えば、エッジ除外マスクの開孔は、コーティングされる基板のエリアに影響を及ぼし、エッジのような基板のエリアを覆う。したがって、基板のエッジは、エッジ除外マスクによって覆われ、エッジ除外マスクが用いられるコーティングプロセス中にコーティングされない基板のエリアと定義することができる。典型的には、基板のエッジは、堆積材料が実質的に堆積されないようにしておくべき基板のエリアと定義することができる。

この文脈における用語「実質的に」は、「実質的に」で表される特性から或る偏差がある場合があることを意味する。例えば、「実質的に平行な」は、平行な配置から、５度又は１０度のような或る角度偏差を含む場合がある。

図２は、実施形態による堆積チャンバ２００の概略図を示す。堆積チャンバ２００は、ＰＶＤ又はＣＶＤプロセスのような堆積プロセスに合わせて構成される。基板支持体２２０上に位置する基板２１０が示される。幾つかの実施形態によれば、基板支持体は、チャンバ２００内で基板２１０を位置決めできるように移動可能とすることができる。典型的には、基板支持体２２０は、例えば、回転することによって、一様に層を堆積できるようにするために移動可能とすることができる。チャンバ２００内に堆積材料源２３０が設けられる。堆積材料源２３０は、堆積材料２３５を与える。

図２において、材料源２３０は堆積されることになる材料を与える。幾つかの実施形態によれば、材料源２３０は、その上に堆積材料を有するターゲット、又は基板２１０上に堆積するために材料を放出できるようにする任意の他の構成とすることができる。

典型的には、材料源２３０は回転可能なターゲットとすることができる。幾つかの実施形態によれば、材料源２３０は、材料源２３０を位置決めし、及び／又は交換するために移動可能とすることができる。他の実施形態によれば、材料源は平坦なターゲットとすることができる。

幾つかの実施形態によれば、堆積材料２３５は、堆積プロセス、及びコーティングされる基板の後の応用形態によって選択することができる。例えば、堆積材料源は、アルミニウム、モリブデン、チタン、銅等の金属、シリコン、酸化インジウムスズ、及び透明な導電性酸化物からなるグループから選択された材料とすることができる。典型的には、そのような材料を含むことができる酸化物層、窒化物層又は炭化物層は、材料源から材料を与えることによって、又は反応性堆積によって堆積することができ、すなわち、材料源からの材料は、処理ガスからの酸素、窒素又は炭素のような元素と反応する。幾つかの実施形態によれば、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム等の薄膜トランジスタ材料を堆積材料として用いることができる。

典型的には、堆積チャンバ２００はマスク２４０を含む。幾つかの実施形態によれば、マスク２４０はエッジ除外マスクである。エッジ除外マスク２４０は、基板２１０のエッジが堆積材料２３５でコーティングされないのを確実にする。破線２５０は、チャンバ２００の動作中の堆積材料２３５の経路を例示的に示す。一例として、材料２３５は気化され、破線２５０は、基板２１０への堆積材料２３５の蒸気の経路を概略的に示す。

図２において破線２５０によって見ることができるように、基板２１０のエッジ２６０は、エッジ除外マスク２４０に起因して堆積材料によって覆われないままである。

図３は、当該技術分野において既知であるようなエッジ除外マスク２７０の概略的な斜視図を示す。基板２７２は、マスク２７０の下にあるように示される。マスクは、基板２７２上に堆積されることになる材料が通り抜けることができる開孔２７１を有する。開孔２７１は開孔の境界２７３によって制限される。基板２７２のエッジが堆積材料によって覆われないままであるように、開孔２７１の面積は基板２７２の面積よりも小さい。

生産環境では、材料は基板上に堆積されるが、基板を部分的に覆うマスク上にも堆積する。材料がエッジ除外マスク上に堆積されるとき、開孔のサイズは、開孔の境界に堆積された材料に起因して変化する場合がある。開孔のサイズが変化した結果が、図４において、基板上のエリア３１１によって例示的に示される。エリア３１１は、マスク上に堆積材料３７５が堆積されたマスクによって追加的に覆われる。本明細書において記述される実施形態によれば、基板のエリア３１１が覆われるのを補償するために、マスク又はマスクの一部を移動可能にすることができる。

長い生産時間の場合、かつエッジ除外マスクの寿命中、マスク上に大量の堆積材料が積もる。例えば、マスク上、特にマスクの境界部品上に数ミリメートル厚の厚い層が成長する。図４は、開孔３４１を有するマスク３４０の一例の概略的な側面図を示す。堆積材料３７５が堆積プロセス中にマスク３４０上に堆積される。本明細書において用いられるときに、マスク開孔の「前の又は元の境界」は、マスクが堆積を受ける前の境界である。図４において、マスク開孔３４１の前の又は元の境界は、参照番号３６０で示される。本明細書において用いられるときに、「開孔の新たに形成された境界」は３６５で表されており、材料堆積の或る時間後にマスクのコーティング窓を制限する境界である。マスクが既に材料堆積を受けている場合には、開孔の新たに形成された境界は堆積材料から形成される。本明細書において記述される他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、マスク３４０は、コーティング窓サイズを適応させることができるように、基板３１０に対して平行な方向に互いに移動することができる部分を含む。

一般的に、開孔の境界は、基板に達するために堆積材料が通り抜けることができる、マスクのコーティング窓を制限する境界と理解されるべきである。

典型的には、マスク上に堆積される材料が多いほど、開孔の面積が小さくなる。堆積材料が通り抜けることができる実際のコーティング窓は、マスクのコーティングされた境界部分の陰影効果に起因して、動作中に小さくなる。図４において、堆積された材料３７５は、基板３１０のエリア３１１上にマスク３４０の更なる陰影効果を与える。陰影効果は基板のエッジに近接する基板上のコーティング厚を薄くする。

生産時に、マスク上のコーティングの成長は堆積プロセスに影響を及ぼす。詳細には、堆積材料の成長は、基板上、又は少なくとも基板の一部の上に堆積された材料層の厚み及び抵抗に関して要求される仕様をもはや満たすことができない程度まで、堆積プロセスに影響を及ぼす。この不満足なコーティングを回避するために、マスク又はその一部を除去し、洗浄することが当該技術分野において知られている。しかしながら、これは、コーティングプロセスの中断を必要とし、時間を要し、かつコストがかかる。

堆積プロセスを中断する必要性を回避するために、本明細書において記述される実施形態は、マスク上に堆積された材料の特性に応じて、マスク開孔のサイズを調整できるようにするマスクを提供する。調整可能なエッジ除外マスクを導入することによって、マスクのコーティング窓が一定に保たれるように、エッジ除外マスク上のコーティング厚の増加に反応できるようになる。

典型的には、堆積中にマスクのコーティング窓を一定に保つことは、フレーム部分又はマスク部品を互いから離れるように動かすことによって達成される。幾つかの実施形態によれば、マスク部品又はフレーム部分は絶えず動かされる。実施形態によれば、マスクの部分は徐々に、例えば、毎分数ミクロンだけ移動させることができる。例えば、マスク部品は、材料を堆積した所定の期間後に移動させることができる。典型的には、マスク部品又はフレーム部分を動かす速度は、所定の堆積速度に基づいて、及び／又は実験データに基づいて計算することができる。例えば、或るプロセスのパラメータを用いて、マスク上の堆積速度を、それゆえ、フレーム部分の速度を求める。典型的には、ルックアップテーブルを用いて、フレーム部分又はマスク部品の移動量及び移動速度を求めることができる。

幾つかの実施形態によれば、マスク部品の移動は、マスク上に堆積された材料層の測定値に基づいて計算することができる。例えば、マスク上の材料層の厚みのような特性を測定することができ、その測定値に基づいて、マスク部品の速度を計算し、及び／又は決定することができる。

典型的には、マスクは、コーティング窓として開孔を備える１つ又は複数のフレーム部分を有するフレームを形成する。マスクは、モータ又はアクチュエータ、移動を制御するための線形ガイド、線形アクチュエータのようなドライバ、アクチュエータ又はモータに電力を与えるための１つ又は複数の電源、移動コントローラ、及び／又は移動をトリガするための信号を受信するための手段を更に含むことができる。一実施形態では、コントローラが、フレーム部分の移動を制御するためのルックアップテーブルを含む。堆積材料の量に応じて移動するように構成されたマスクのフレーム部分は、マスク部品と呼ぶこともできる。

図５は、本明細書において記述される実施形態によるエッジ除外マスク４００を示す。典型的には、マスク４００はフレーム４３０によって包囲される開孔４１５を有し、フレームは例示的には８つのフレーム部分４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７及び４０８を含む。幾つかの実施形態によれば、フレーム部分の数は、マスクの全体サイズ、マスクの設計等の更なるマスク特徴に応じて異なる場合がある。例えば、フレーム部分の数は、２つ又は４つのような８つ未満にすることもできる。幾つかの実施形態によれば、フレーム部分の数は９、１０、又は１２、更には１２より多くの数のような、８つよりも多くすることができる。幾つかの実施形態によれば、フレームの１つの部分のみが移動可能であり、フレームの残りの部分は静止している。典型的には、２つ以上のフレーム部分が移動可能である。

基板４１０はマスクの下方に示されており、基板４１０のエッジは破線において示される。基板は上記のような基板とすることができる、典型的には、基板はコーティングされることになる基板である。

図６において、堆積プロセスの或る期間後の図４のエッジ除外マスク４００が示される。単一のフレーム部分４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７及び４０８が互いに離れるように移動する。矢印４４０及び４４１は、フレーム部分が移動する方向、正又は負のいずれかを示す。幾つかの実施形態によれば、全てのフレーム部分が同じ方向に移動する。例えば、各フレーム部分４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７及び４０８は、２つの方向において同じ程度だけ移動する。各フレーム部分が２つの方向に同じ程度だけ移動する場合が図６に示される。

一般的に、本明細書において記述される実施形態によるマスクは、フレーム部分が互いに離れるように移動するときに、基板に対する遮蔽を与えることができる重なり部分を有することができる。例えば、重なり部分は、図５に示されるように、マスク部品がまだ動かされていないときに、マスク部品と重なることができる。マスク部品が互いから離れるように動かされる場合、図６に関して詳細に示されるように、重なり部分はマスク部品と部分的に重なることができる。幾つかの実施形態によれば、重なり部分のサイズは、マスク部品が互いに対して移動するときにできる隙間に適応させることができる。典型的には、フレーム部分が互いから離れるように移動するときに形成される隙間は、マスクの重なり部分によって覆われる。

図６の実施形態において、フレーム部分４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７及び４０８の間の隙間を覆う重なり部分４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６及び４５７が示される。典型的には、重なり部分は、フレーム部分が隙間を覆うときに、もはやフレーム部分と完全には重ならない。しかしながら、簡単にするために、部分４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６及び４５７は、重なり部分と呼ばれる。再び、基板４１０は破線で示される。図５と比べるときに特に、図６から、マスク４００の開孔の境界が基板４１０に対して移動するのを見ることができる。前の又は元の境界は参照番号４６０で表される。しかしながら、材料堆積４７０に起因して、マスク開孔の内側境界４７５が新たに形成される。簡単にするために、堆積された材料４７０の一部のみが、開孔境界の領域内のマスク上に示される。しかしながら、マスク上に堆積される材料はマスクの大部分にわたって延在することは理解されたい。

典型的には、フレーム部分４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７及び４０８はさねはぎ構成において配置することができる。さねはぎ構成は、互いに相対的にフレーム部分の定位置を与える。さらに、本明細書において記述される幾つかの実施形態によれば、フレーム部分のさねはぎ構成によって、フレーム部分が互いから離れるように移動できるようになる。典型的には、さねはぎ構成によれば、堆積材料が通り抜けることができる隙間を生じることなく、フレーム部分が互いから離れるように摺動できるようになる。したがって、フレーム部分のさねはぎは、フレーム部分が移動するときに、フレーム部分間のエリア又は隙間を覆うように構成することができる。

幾つかの実施形態によれば、フレーム部分はいずれかの方向において典型的には約５ｍｍ、より典型的には約１５ｍｍ、更には典型的には約２０ｍｍだけ移動するように構成される。幾つかの実施形態によれば、フレーム部分の移動範囲は、マスクが設計されるプロセスによる。例えば、応用形態によっては、移動範囲は５ｍｍより小さく、又は２０ｍｍより大きくすることもできる。

典型的には、基板のエッジが約５ｍｍであり、フレーム部分が例示的に１５ｍｍ移動する場合、マスクの前の又は元の境界は基板のエッジを超える場合がある。それにもかかわらず、マスク上に堆積される材料の陰影効果に起因して、基板のエッジは、所望のように、堆積材料によって覆われないままである。このようにして、マスク開孔の新たに形成された境界は、基板上で所望のエッジ除外を与えるコーティング窓を提供する。

幾つかの実施形態によれば、エッジ除外マスクのフレーム部分は、コーティングされることになる基板のエッジ長の典型的には約０．０３％〜約３％、より典型的には約０．２％〜約２％、更に典型的には約０．５％〜約１％の範囲内で移動することができる。

本明細書において記述される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、堆積材料源が堆積材料を与えることができる限り、エッジマスクは、堆積プロセスを実行できるようにする程度に移動するように構成することができる。例えば、１つのターゲットの寿命中に洗浄又は維持管理ために中断することなく、１つのマスクを使用することができる。幾つかの実施形態によれば、材料源が交換又は補充されるときに、マスクも同時に交換される。この手法によれば、堆積プロセスは、堆積材料が使い果たされたときにのみ中断される。マスク洗浄に起因するプロセス速度の更なる制限は不要である。

図７には、本明細書において記述される幾つかの実施形態によるマスク５００が示される。典型的には、そのマスクは開孔５１５を含み、開孔はフレーム部分によって包囲される。マスク５００は、例示的には、８つのフレーム部分５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７及び５０８を有する。フレーム部分の特徴は、図６に関して先に説明されたのと同じとすることができる。例えば、フレーム部分の数は異なる場合があるか、又はフレーム部分の接続はさねはぎ構成によって与えることができる。

図７に示されるように、フレーム部分５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７及び５０８はそれぞれ、矢印５４０及び５４１によって示されるように、１つの方向においてのみ動かされる。典型的には、移動するフレーム部分によって形成される隙間は、重なり部分５５１、５５２、５５３及び５５４によって覆われる。

本明細書において記述される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、重なり部分は、フレーム部分のさねはぎ構成の舌部によって設けることができる。典型的には、フレーム部分は、十分な舌部サイズを与えるように構成される。例えば、フレーム部分が１０ｍｍにわたって移動する場合には、隙間を覆い、同時にフレーム部分間の接続を与えるために、フレーム部分の舌部は１０ｍｍより大きい。

幾つかの実施形態によれば、フレーム部分の移動によって形成された隙間を覆うことができるようにする、フレーム部分の更なる接続又は構成を提供することができる。例えば、フレーム部分の下に第２のフレーム部品が存在することができ、それぞれの隙間を覆うように移動可能である。

図６に対応して、図７には、マスク開孔の境界上に堆積材料５７０が示される。前の境界５６０は、材料堆積の或る時間後にもはや開孔境界の役割を果たさない。代わりに、新たに形成された境界５７５がコーティング窓の制限を与える。

図８には、本明細書において記述される実施形態による堆積チャンバが示される。堆積材料６３５を備える材料源６３０が与えられる。典型的には、堆積チャンバは、図２に関して説明された堆積チャンバに対応することができる。図２に示される特徴及び特性はチャンバ６００にも適用することができる。基板支持体６２０上に位置する基板６１０が配設される。マスク６４０によって、コーティング窓内で基板６１０に材料６５０をコーティングできるようにする。マスク６４０に起因して、基板６１０のエッジ６６０はコーティングによって覆われないままである。典型的には、マスク６４０は、図５〜図７に関して先に説明されたようなマスクである。例えば、マスク６４０は、マスク６４０のフレーム部分を移動させるためのドライバユニット６７０に接続される。典型的には、ドライバユニット６７０はコントローラ６８０に接続される。幾つかの実施形態によれば、コントローラ６８０は、堆積チャンバ６００の外部に位置することができる。典型的には、コントローラ６８０は、リモートモードにおいてドライバユニット６７０を制御することができる。

典型的には、フレーム部分は、移動中及び／又は移動後のフレーム部分の正確な位置合わせを確保するために、レール等の案内デバイス上に位置することができる。

幾つかの実施形態によれば、基板上に堆積材料層を堆積するための方法が提供される。図９は、記述される方法の流れ図を示す。典型的には、ステップ９０１が堆積装置内に基板を配設することを表す。幾つかの実施形態によれば、その基板は、上記のような基板とすることができ、堆積装置は図８において例示的に示されるような堆積チャンバとすることができる。

ステップ９０２において、基板の一部がマスクによって覆われる。典型的には、マスクは基板のエッジを覆う。したがって、マスクはエッジ除外マスクと表すことができる。幾つかの実施形態によれば、マスクは、堆積プロセス中に堆積材料が通り抜けることができるようにする開孔を与える。そのようなマスクの例が図５〜図８に関して説明される。

堆積中に、又は代替的には、基板交換中のような短い堆積中断時に、マスクの部品が移動し、それがステップ９０３によって示される。典型的には、マスクのフレームは幾つかのフレーム部分を含み、それらのフレーム部分が移動する。幾つかの実施形態によれば、フレーム部分は別々に、すなわち、互いから独立して移動する。

ステップ９０３において、フレーム部分は典型的には、堆積プロセス中にエッジ除外マスク上に堆積される堆積材料に応じて移動する。例えば、フレーム部分は、マスク上に堆積された材料の厚みのような、堆積された材料の所定の特徴に応じて移動することができる。

典型的には、フレーム部分は、堆積材料でコーティングされることになる基板の表面に対して実質的に平行な平面内で移動する。幾つかの実施形態によれば、フレーム部分は、マスクが配置される平面内で移動する。例えば、マスクが基板表面に対して実質的に平行に配置される場合には、フレーム部分は、基板表面に対して実質的に平行な平面内で移動することができる。したがって、基板が堆積装置内に水平に配置される場合には、フレーム部分も水平に、又は少なくとも実質的に水平に移動する。同じことが垂直に配置された基板にも当てはまる。

幾つかの実施形態によれば、フレーム部分の移動は、コーティングされることになる基板の表面に対して平行な平面内の移動とは異なる、第２の移動方向に移動することができる。例えば、マスク部品を基板表面に対して平行な平面に対して傾斜又は回転させることができる。典型的には、マスク部品の回転又は傾斜は、基板と、その上に堆積材料を有するマスクとの距離を一定に保つのを助けることができる。

典型的には、互いに対するフレーム部分の距離は、フレーム部分が移動するときに長くなる。一般的に、これは、フレーム部分が移動するときに、フレーム部分の形状の中心点間の距離が堆積プロセス中に長くなることを意味する。

幾つかの実施形態によれば、材料を堆積するための方法、堆積装置、及び基板のエッジを覆うためのマスクは大面積の基板の場合に用いられる。

典型的には、上記のように、少なくとも１つのフレーム部分を移動させることによって、マスクの開孔の境界を調整することができる。このようにして、マスクのコーティング窓に影響を与えて、基板上に堆積される材料の厚み及び均一性に関する所与の要件を満たすことができる。さらに、マスク、及びマスクのコーティング窓は、選択された堆積材料、堆積速度、材料密度等の特殊なプロセス判定基準に適応させることができる。本明細書において記述される幾つかの実施形態によれば、その調整可能なエッジ除外マスクは、エッジ除外マスクのフレーム部分を互いに離れるように絶えず動かすことによってコーティング窓が一定に保たれるようにして、エッジ除外マスク上のコーティング厚の増加に反応できるようになる。

典型的には、調整可能なエッジ除外マスクは、堆積中、詳細には１つのターゲットの寿命中に維持管理ステップを削減するのを助ける。それゆえ、生産効率を高めることができ、堆積装置のダウンタイムを短縮することができる。これは時間及びコストを節約する。

本明細書において記述される実施形態によれば、基板上に堆積材料層を形成するための堆積装置が提供される。その堆積装置は、基板を保持するように構成された基板支持体と、層堆積中に基板の周辺部を覆うためのエッジ除外マスクとを含む。典型的には、そのマスクは開孔を画定する少なくとも１つのフレーム部分を有し、マスクの少なくとも１つのフレーム部分は、マスクの少なくとも１つのフレーム部分上に堆積された堆積材料の量に応じて、基板に対して移動するように構成される。

典型的には、少なくとも１つのフレーム部分は、コーティングされることになる基板の表面に対して実質的に平行な平面内で移動するように構成される。

本明細書において記述される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、マスクは２つ以上のフレーム部分を含む。

典型的には、２つ以上のフレーム部分は互いに別々に移動するように構成される。それは、２つ以上のフレーム部分を別々に制御されるように構成することができ、互いに独立して移動させることができることを意味する。

幾つかの実施形態によれば、マスクの開孔は、層堆積を受ける基板の面積を画定する。典型的には、基板の面積はコーティング窓として表すことができる。

更なる実施形態によれば、開孔の面積は基板の層堆積中に一定である。上記のことによれば、開孔が一定であることは、この文脈において、マスクの寿命中にコーティング窓が一定であることを意味する。

本明細書において記述される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、マスク上の堆積材料層の厚みに応じて、少なくとも１つのフレーム部分が移動する。

典型的には、少なくとも１つのフレーム部分は、堆積材料がコーティングされるべきである基板の基板エッジの長さの約０．２％〜約２％の範囲において移動するように構成される。

幾つかの実施形態によれば、基板上に堆積材料層を堆積するための方法が提供される。典型的には、その方法は、堆積装置内に基板を配設することと、基板の少なくとも一部を、開孔を画定する少なくとも１つのフレーム部分を有するマスクで覆うことと、マスクの少なくとも１つのフレーム部分上に堆積された堆積材料の量に応じて、基板に対してマスクの少なくとも１つのフレーム部分を移動させることとを含む。

幾つかの実施形態によれば、その方法は、マスクの少なくとも１つのフレーム部分上に堆積された堆積材料の特徴に応じて、少なくとも１つのフレーム部分の移動を制御することを更に含む。典型的には、その特徴はマスク上に堆積された材料の厚みである。

典型的には、少なくとも１つのフレーム部分を移動させることは、基板の表面に対して実質的に平行な平面内で少なくとも１つのフレーム部分を移動させることを含む。

本明細書において記述される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、マスクの少なくとも１つのフレーム部分を移動させることは、マスクの開孔を実質的に一定に保つことを含む。

典型的には、少なくとも１つのフレーム部分を移動させることは、マスクの２つ以上のフレーム部分を移動させることを含み、そのフレーム部分は、２つ以上のフレーム部分の互いに対する距離が移動中に長くなるように移動する。

幾つかの実施形態によれば、基板上に堆積材料層を堆積するための堆積装置のためのマスクが提供される。典型的には、そのマスクは、基板の周辺部を覆うように構成される。そのマスクは、開孔を画定する少なくとも１つのフレーム部分を含み、マスクの少なくとも１つのフレーム部分は、マスクの少なくとも１つのフレーム部分上に堆積された堆積材料の量に応じて、基板に対して移動するように構成される。

典型的には、マスクは、上記のように堆積装置内で用いられるように構成される。

異なるフレーム部分を有する基板支持体の例が２００７年４月２７日に出願の「Substrate support, substrate processing device and method of placing a substrate」と題する欧州特許出願第１９９８３６６号において記述されており、その特許出願は、その出願が本開示と矛盾していない範囲で参照により本明細書に援用される。

これまでの説明は本発明の実施形態に向けられてきたが、その基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の実施形態及び更なる実施形態を考案することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

1. 基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）上に堆積材料層を形成するための堆積装置（２００；６００）であって、
   基板を保持するように構成された基板支持体（２２０；６２０）と、
   層堆積中に前記基板の周辺部を覆うためのエッジ除外マスク（２４０；４００；５００；６４０）であって、前記マスクは開孔（３４１；４１５；５１５）を画定する少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）を有する、エッジ除外マスクとを備え、
   前記マスクの前記少なくとも１つのフレーム部分は、前記マスクの前記少なくとも１つのフレーム部分上に堆積される堆積材料の量に応じて、前記基板に対して移動するように構成される、基板上に堆積材料層を形成するための堆積装置。
2. 前記少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）は、前記基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）の表面に対して実質的に平行な平面内で移動するように構成される、請求項１に記載の堆積装置。
3. 前記マスク（２４０；４００；５００；６４０）は２つ以上のフレーム部分を備える、請求項１又は２に記載の堆積装置。
4. 前記２つ以上のフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）は、互いに別々に移動するように構成される、請求項３に記載の堆積装置。
5. 前記開孔（３４１；４１５；５１５）は、材料堆積を受ける前記基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）のエリアを画定する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の堆積装置。
6. 前記開孔（３４１；４１５；５１５）の面積は、前記基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）上の層堆積中に実質的に一定である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の堆積装置。
7. 前記少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）は、前記マスク（２４０；４００；５００；６４０）上の前記堆積材料層の厚みに応じて移動する、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の堆積装置。
8. 前記少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）は、堆積材料がコーティングされるべきである前記基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）の基板エッジの長さ（１１１）の約０．２％〜約２％の範囲内で移動するように構成される、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の堆積装置。
9. 基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）上に堆積材料層を堆積するための方法であって、
   堆積装置（２００；６００）内に基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）を配設することと、
   開孔（３４１；４１５；５１５）を画定する少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）を有するマスク（２４０；４００；５００；６４０）で前記基板の少なくとも一部を覆うことと、
   前記マスクの前記少なくとも１つのフレーム部分上に堆積される堆積材料の量に応じて、前記基板に対して前記マスクの前記少なくとも１つのフレーム部分を移動させることとを含む、基板上に堆積材料層を堆積するための方法。
10. 前記マスク（２４０；４００；５００；６４０）の前記少なくとも１つのフレーム部分上に堆積される前記堆積材料の特徴に応じて、前記少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）の移動を制御することを更に含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）を移動させることは、前記基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）の表面に対して実質的に平行な平面内で前記少なくとも１つのフレーム部分を移動させることを含む、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記マスク（２４０；４００；５００；６４０）の前記少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）を移動させることは、前記マスクの前記開孔（３４１；４１５；５１５）を実質的に一定に保つことを含む、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）を移動させることは、前記マスク（２４０；４００；５００；６４０）の２つ以上のフレーム部分を移動させることを含み、前記フレーム部分は、前記２つ以上のフレーム部分の互いに対する距離が移動中に長くなるように移動する、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 基板（１００；２１０；４１０；５１０；６１０）上に堆積材料層を堆積するための堆積装置（２００；６００）のためのエッジ除外マスク（２４０；４００；５００；６４０）であって、前記マスクは前記基板の周辺部を覆うように構成され、前記マスクは、
    堆積材料が前記基板上まで通り抜けることができるようにするための開孔（３４１；４１５；５１５）を画定する少なくとも１つのフレーム部分（４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８；５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８）を備え、
    前記マスクの前記少なくとも１つのフレーム部分は、前記マスクの前記少なくとも１つのフレーム部分上に堆積された堆積材料層の量に応じて、前記基板に対して移動するように構成される、基板上に堆積材料層を堆積するための堆積装置のためのエッジ除外マスク。
15. 前記マスク（２４０；４００；５００；６４０）は、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の堆積装置（２００；６００）内で使用されるように構成される、請求項１４に記載のエッジ除外マスク。

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