JP2020503663A - 基板を支持するための基板キャリア、マスクチャッキング装置、真空処理システム、及び基板キャリアを動作させる方法 - Google Patents

基板を支持するための基板キャリア、マスクチャッキング装置、真空処理システム、及び基板キャリアを動作させる方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020503663A
JP2020503663A JP2019504983A JP2019504983A JP2020503663A JP 2020503663 A JP2020503663 A JP 2020503663A JP 2019504983 A JP2019504983 A JP 2019504983A JP 2019504983 A JP2019504983 A JP 2019504983A JP 2020503663 A JP2020503663 A JP 2020503663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
permanent magnet
mask
substrate carrier
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019504983A
Other languages
English (en)
Inventor
アンドレアス ザウアー，
アンドレアス ザウアー，
ミヒャエル ライナー シュルトハイス，
ミヒャエル ライナー シュルトハイス，
ヴォルフガング ブッシュベック，
ヴォルフガング ブッシュベック，
アンドレアス ロップ，
アンドレアス ロップ，
マティアス ハイマンス，
マティアス ハイマンス，
セバスチャン グンター ザン，
セバスチャン グンター ザン，
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JP2020503663A publication Critical patent/JP2020503663A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67709—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations using magnetic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67346—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders characterized by being specially adapted for supporting a single substrate or by comprising a stack of such individual supports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/682—Mask-wafer alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本開示では、独立請求項による、真空チャンバ内で基板を支持するための基板キャリア、マスクチャッキング装置、真空処理システム、及び電気永久磁石要素を動作させるための方法が提供される。本開示の一態様によれば、真空チャンバ内で基板を支持するための基板キャリアが提供される。基板キャリアは、電気永久磁石要素を備え、電気永久磁石要素は、マスクに磁気保持力を加えるように構成されている。本開示の別の一態様によれば、真空処理システムが提供される。真空処理システムは、本開示の他の態様による、少なくとも１つの基板キャリア又はマスクチャッキング装置を有する真空処理チャンバを備える。本開示の更なる一態様によれば、電気永久磁石要素を含むシステム内で電気永久磁石要素を動作させるための方法が提供される。該方法は、基板キャリアによって支持されている基板の表面を覆ってマスクキャリアを設けること、電磁石の電流を印加することによって電気永久磁石要素を非磁化状態から磁化状態へ切り替えること、及び電流を除去することを含む。【選択図】図１ａ

Description

本開示の実施形態は、基板キャリア上にマスクを固定し支持するための装置及び方法に関する。特に、本開示の実施形態は、具体的にはOLED製造のための、真空プロセスチャンバを有する処理システム内で基板キャリア上にマスクを固定し支持するための装置及び方法に関する。
有機発光ダイオード（OLED）などの有機材料を利用する光電子デバイスは、数々の理由により人気が高まっている。OLEDは、特殊な発光ダイオードであり、その中で発光層が特定の有機化合物の薄膜を含んでいる。有機発光ダイオード（OLED）は、情報を表示するためのテレビ画面、コンピュータモニタ、携帯電話、その他の携帯型デバイスなどの製造時に使用される。OLEDはまた、一般的な空間照明にも使用することができる。OLEDピクセルは直接発光し、バックライトを必要としないので、OLEDディスプレイで可能な色、輝度、及び視野角の範囲は従来のLCDディスプレイの範囲よりも広い。したがって、OLEDディスプレイのエネルギー消費は、従来のLCDディスプレイのエネルギー消費よりもかなり少ない。更に、OLEDをフレキシブル基板上に製造することができるという事実により、更なる用途が得られる。
OLEDの機能性は、有機材料のコーティング厚さ次第で決まる。この厚さは、所定範囲内でなければならない。OLEDの生産においては、高解像度OLEDデバイスを実現するために蒸発させた材料の堆積に関して技術的な問題がある。特に、処理システムを通る基板キャリアとマスクの正確で滑らかな搬送は困難なままである。更に、例えば、高解像度OLEDデバイスの製造のために、高品質の処理結果を実現するために基板キャリア上にマスクを正確に固定し支持することは困難なままである。
したがって、基板キャリア上にマスクを固定し支持するための改良された装置及び方法を提供することが継続的に要求されている。
上記に照らして、独立請求項による、真空チャンバ内で基板とマスクを支持するための基板キャリア、真空処理システム、及び基板キャリアを動作させるための方法が提供される。本開示の更なる態様、利点、及び特徴は、特許請求の範囲、明細書の説明、及び添付図面から明らかになる。
本開示の一態様によれば、真空チャンバ内で基板とマスクを支持するための基板キャリアが提供される。基板キャリアは、電気永久磁石要素を備え、電気永久磁石要素は、マスクに磁気保持力を加えるように構成されている。
本開示の別の一態様によれば、真空処理システムが提供される。真空処理システムは、本開示の他の態様による、少なくとも１つの基板キャリアを有する真空処理チャンバを備える。
本開示の更なる一態様によれば、基板とマスクキャリアを支持するための基板キャリアを動作させるための方法が提供される。基板キャリアは、電気永久磁石要素を含む。該方法は、基板キャリアによって支持されている基板の表面を覆ってマスクキャリアを設けること、電磁石の電流を印加することによって電気永久磁石要素を非磁化状態から磁化状態へ切り替えること、及び電流を除去することを含む。
実施形態は、本開示の方法を実行するための装置も対象としており、各説明される方法態様を実行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を用いて、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を用いて、これらの２つの任意の組合せによって、又はそれ以外の任意のやり方で実行され得る。更に、本開示による実施形態は、説明される装置を操作するための方法も対象とする。説明される装置を操作するための方法は、装置のあらゆる機能を実施するための方法態様を含む。
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は本開示の実施形態に関連し、以下の記述において説明される。
本明細書で説明される実施形態による、基板キャリアの概略側面図を示す。 本明細書で説明される更なる実施形態による、基板キャリアの概略側面図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、基板キャリアの電気永久磁石アセンブリの概略側面図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、基板キャリアの電気永久磁石アセンブリの概略側面図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、基板キャリアの電気永久磁石アセンブリの概略側面図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、真空処理システムの概略側面図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、基板キャリアとマスクキャリアを動作させるための方法を示しているフローチャートを示す。
次に、各図に１以上の実施例が示されている、様々な実施形態を細部にわたり参照する。各実施例は、説明として提示されており、限定を意味するものではない。例えば、一実施形態の一部として図示又は説明される特徴は、他の任意の実施形態に使用され、又は任意の実施形態と併せて使用されて、更に別の実施形態を生み出すことが可能である。本開示はかかる修正例及び変形例を含むことが意図されている。
図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ又は類似の構成要素を指す。概括的に、個々の実施形態に関して相違点のみが説明される。他に特に規定がない限り、一実施形態の一部分又は態様の説明は、別の実施形態の対応する部分又は態様に適用され得る。
本開示の様々な実施形態を更に詳細に説明する前に、本明細書で使用する幾つかの用語及び表現に関する幾つかの態様が本明細書で説明される。
図１ａ及び図１ｂは、本明細書で説明される実施形態による、基板キャリア１００の概略側面図を示している。特に、本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、基板キャリア１００は、電気永久磁石要素２００を備え、真空チャンバ内で基板１０１とマスク４０１を支持するように構成されている。電気永久磁石要素２００は、マスク４０１に磁気保持力を加えるように構成されている。図１ａでは、非磁化状態にある電気永久磁石要素２００が示されている。その場合、マスク４０１に磁気保持力は加えられていない。図１ｂでは、磁化状態にある電気永久磁石要素２００が示されている。その場合、マスク４０１に磁気保持力が加えられている。
本開示では、「基板キャリア」が、本明細書で説明される基板、特に、大面積基板を保持するように構成されたキャリアとして理解されるべきである。通常、基板キャリアによって保持され又は支持される基板は、前面と裏面を含む。その場合に、前面は、例えば、その上に材料層が堆積されるところの処理される基板の面である。
「基板」という用語は、本明細書で使用される際に、実質的にフレキシブルでない基板、例えば、ガラスプレート及び金属プレートを含み得る。しかし、本開示は、これらに限定されず、「基板」という用語は、ウェブ又はホイルなどのフレキシブル基板も含み得る。「実質的にフレキシブルでない」という用語は、「フレキシブル」と区別して理解される。具体的には、実質的にフレキシブルでない基板は、例えば、０．９mm以下（０．５mm以下など）の厚さを有するガラス板でも、ある程度の可撓性を有することができるが、実質的にフレキシブルでない基板の可撓性は、フレキシブル基板と比べて低い。本明細書で説明される実施形態によれば、基板は、材料を堆積させるのに適した任意の材料から作られていてよい。例えば、基板は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、並びに堆積プロセスによってコーティングできる任意の他の材料及び材料の組合せからなる群から選択された材料から作られたものとすることができる。
ある実施形態によれば、基板は、「大面積基板」であってもよく、ディスプレイ製造に使用されてもよい。例えば、「大面積基板」は、０．５ｍ２以上、具体的には１ｍ２以上の面積を有する主要面を有していてよい。幾つかの実施形態では、大面積基板が、約０．６７ｍ２の基板（０．７３×０．９２ｍ）に相当するGEN４．５、約１．４ｍ２の基板（１．１ｍ×１．３ｍ）に相当するGEN５、約４．２９ｍ２の基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に相当するGEN７．５、約５．７ｍ２の基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に相当するGEN８．５、又は更に約８．７ｍ２の基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に相当するGEN１０であってもよい。GEN１１及びGEN１２のような更に次の世代、並びにそれに相当する基板面積を同様に実装することができる。
電気永久磁石要素２００は、マスク４０１に磁気保持力を加えるように構成されている。マスクに４０１に作用する磁気保持力は、マスク４０１が基板１０１の表面に向けて引き付けられることをもたらす。それによって、図１ｂで示されているように、マスク４０１は基板１０１の表面に接触し得る。磁気保持力は、マスク４０１が基板１０１に対して固定された位置で保持されるのに十分であり得る。マスク４０１を固定された位置に保持することは、処理中に基板１０１上に堆積される層の品質における改良を可能にする。処理段階の、処理段階と処理段階との間の、又は基板キャリア１００の搬送中のマスク４０１の任意の動きが抑制されるからである。
本明細書で説明される実施形態によれば、ファインメタルマスク（FMM）などのパターンマスクを用いた材料の堆積が大面積基板上に提供され得る。したがって、その上に材料が堆積されるべきところの面積のサイズは、例えば、１ｍ２以上である。更に、パターンマスクは、例えば、ディスプレイのピクセル生成のために、ミクロン範囲内のパターンを提供する。大面積にわたりパターンマスクの開口の許容誤差をミクロン範囲内に収めることは困難であり得る。これは、特に、垂直な配向の又は本質的に垂直な配向の基板にとって当てはまる。パターンマスク及び／又はパターンマスクの対応するフレーム上に作用する重力でさえ、パターンマスクの位置決めの精度を悪化させ得る。したがって、基板にパターンマスクをチャッキングするための改良されたチャッキング構成は、垂直な（本質的に垂直な）基板処理に対して特に有用である。
基板キャリア１００は、基板１０１とマスク４０１を真空チャンバ内で支持するように構成されている。真空チャンバは、真空チャンバの内部が真空チャンバの外側の周囲圧力よりも低い圧力に維持されている任意の閉じたチャンバであり得る。真空チャンバは、基板１０１が処理される処理チャンバであり得る。そのような処理動作は、基板１０１の表面上への材料の堆積、基板１０１の材料層のエッチング、基板１０１に熱を加えること、又は基板１０１の冷却を含み得る。代替的に、真空チャンバは、搬送チャンバ又は移送チャンバであり得る。その場合に、基板１０１は、１つの真空チャンバから別の真空チャンバへ搬送又は移送される。代替的に、真空チャンバは、ある圧力に維持されている１つの真空チャンバと異なる圧力に維持されている別の真空チャンバとの間で、基板１０１を移送することができるロードロックチャンバであってもよい。
基板キャリア１００は、マスク４０１を支持するように構成されている。マスク４０１は、基板１０１の表面上に設けられる。マスク４０１は、基板１０１の表面上への材料の選択的堆積のためのマスキングパターンを画定する、複数の開孔を含み得る。
マスク４０１は、マスキングパターンを画定するための複数の開孔を設けることを可能にする任意の構造体を含み得る。例えば、マスク４０１は、エッチングプロセス又は機械加工プロセスを通じて内部に形成された開孔を有する平坦なプレート要素を含み得る。マスク４０１は、ファインメタルマスク（FMM）であってもよい。
マスク４０１は、電気永久磁石要素２００によってマスク４０１に磁気保持力が加えられることを可能にする磁気引き付け材料、例えば、金属を含む少なくとも１つの要素を含み得る。電気永久磁石要素２００は、基板１０１の表面上の固定された位置でマスク４０１を保持する効果を有する。マスク４０１の構造要素は、全てが、磁気引き付け材料を含み得るか、又はマスク４０１の構造要素の一部のみが、磁気引き付け材料を含み得る。
マスク４０１は、端部除外マスク又はシャドーマスクであり得る。端部除外マスクは、基板１０１のコーティング中に１以上の端部領域上に材料が堆積しないように、基板の１以上の端部領域をマスキングするように構成されたマスクである。シャドーマスクは、基板１０１上に堆積されるべき複数の特徴をマスキングするように構成されたマスクである。例えば、シャドーマスクは、複数の小さい開口、例えば、小さい開口のグリッドを含み得る。例えば、複数の小さい開口は、ディスプレイのピクセルに対応し得る。
マスク４０１は、マスクキャリア４００上に取り付けられ得る。本開示では、「マスクキャリア」が、マスクを保持するように構成されたキャリアとして理解され得る。マスク４０１は、選択的堆積のためにマスキングパターンを画定する複数の開孔を有する薄いプレート要素を備え得る。そのようにして、マスク４０１は、基板キャリア１００に対して効果的に着脱可能であるために低い剛性を有し得る。マスクキャリアフレーム４０２を含むマスクキャリア４００は、マスク４０１の周縁端部でマスク４０１を囲み且つ保持し、マスク４０１が基板キャリア１００から着脱可能であるために十分な剛性を提供し得る。マスクキャリア４００は、磁気引き付け材料、例えば、金属を含み得る。それによって、マスクキャリア４００も、電気永久磁石要素２００によって生成された磁気保持力を介して基板支持表面３０４に向けて引き付けられ得る。
電気永久磁石要素２００と静電チャック３００は、基板キャリア１００の共通キャリア本体の中へ統合されてもよい。例えば、静電チャック３００は、キャリア本体の第１の内部空間内に組み込まれてもよく、電気永久磁石要素２００は、キャリア本体の第２の内部空間内に組み込まれてもよい。代替的に又は更に、静電チャック３００と電気永久磁石要素２００は、例えば、静電チャック３００と電気永久磁石要素２００の両方を同じキャリア本体に取付け又は固定することによって、同じキャリア本体にしっかりと連結され得る。それによって、静電チャック３００と電気永久磁石要素２００は、単一のユニットとして搬送され動かされ得る。例えば、キャリア本体は、静電チャック３００と電気永久磁石要素２００の両方が内部に配置される単一のプレート構造体として形成され得る。更なる一実施例として、静電チャック３００と電気永久磁石要素２００は、互いに一体化され得る。
静電チャック３００は、図１ａ及び図１ｂで例示的に示されているように、電気永久磁石要素２００と基板１０１との間に配置され得る。代替的に、電気永久磁石要素２００は、静電チャック３００と基板１０１との間に配置され得る。
図１ａ及び図１ｂは、電気永久磁石要素２００を基板キャリア１００の一部分として例示的に示している。本明細書で説明される他の実施形態と組み合され得る、また更なる実施形態によれば、電気永久磁石要素２００は、例えば、マスクが基板に向けて引き付けられる位置にある、基板キャリアと隣接して設けられた分離したユニットであり得る。真空チャンバ内にマスクチャッキング装置が設けられ得る。該装置は、第１の永久磁石、少なくとも１つの第２の永久磁石、及び少なくとも１つの制御磁石と少なくとも１つの制御磁石に隣接した電磁石とを有する制御磁石アセンブリを含む。
マスクチャッキング装置は、マスクが基板キャリア上の基板に引き付けられるような位置において、真空チャンバ内に設けられ得る。電気永久磁石要素２００の特徴、詳細、及び態様は、電気永久磁石要素２００を有する他の実施例に関して説明される。その際に、基板キャリアの一部分が、対応して利用され得る。
基板キャリア１００は、水平でない配向において、特に、本質的に垂直な配向において、基板１０１とマスク４０１を支持するように構成され得る。本明細書で使用される際に、「本質的に垂直な配向」は、基板キャリア１００の主表面と重力ベクトルとの間の角度が、＋１０度と−１０度、特に、５度と−５度との間にある配向として理解され得る。ある実施形態では、搬送及び／又は堆積中に、基板キャリア１００の配向が、（正確に）垂直ではないかもしれないが、例えば、０度と−５度との間、特に−１度と−５度との間の傾斜角度だけ垂直軸に対してわずかに傾き得る。負の角度は、基板キャリア１００が下向きに傾いている、すなわち、処理されるべき基板の表面が下を向いている、基板キャリア１００の配向を指す。堆積中にマスク４０１及び基板１０１の配向が重力ベクトルからずれていることは有利であり、より安定的な堆積プロセスをもたらし得る。或いは、下を向いた配向は、堆積中に基板上の粒子を低減させるのに好適であり得る。しかし、搬送中及び／又は堆積中に、マスクデバイスを正確に垂直な配向（＋／−１度）にすることも可能である。
搬送中及び／又は堆積中の重力ベクトルと基板キャリア１００との間の角度を、より大きくすることも可能である。本明細書において使用される際に、０度から＋／−３０度の角度は、「水平でない配向（non-horizontal orientation）」であると理解され得る。水平でない配向で基板キャリア１００を搬送することで、省スペースとなり、より小さな真空チャンバが可能となり得る。
基板キャリア１００は、電気永久磁石要素２００に電力を供給するように構成された電源要素１０４を更に含み得る。電源要素１０４は、基板キャリア１００に取り付けられていない又は統合されていない外部電源であってもよい。代替的に、電源要素１０４は、基板キャリア１００に取り付けられ又は統合されてもよい。電源要素１０４は、１以上の電気パルス、例えば、１以上の電流パルスを生成し得る。それらは、図２ａ及び図２ｂに関してより詳細に例示的に説明されるように、電気永久磁石要素２００を磁化状態と非磁化状態との間で切り替えるのに適切であり得る。例えば、１０以上のパルスが提供され得る。パルスの数に応じて、少なくとも１つの制御磁石２０４の磁化が、変更され且つ／又は調整され得る。磁化は、マスクに作用する磁気保持力に影響を与える。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、また更なる実施形態によれば、磁力は、基板及び／又はマスクの平面内でゼロに調整され得る。様々な要素の磁力が互いに打ち消しあい、又は磁束線が基板若しくはマスクから離れるように誘導される。
電源要素１０４が基板キャリア１００の外部に位置付けられた場合、これは、電気永久磁石要素２００の双安定特性により、真空処理システム内の指定されたポイントにおいてのみ電気永久磁石要素２００に電力を供給することができるという利点を有し得る。例えば、電源要素１０４は、真空処理システム内のマスク取り付けステーションにおいて設けられ得る。それによって、電力は、マスク取り付けステーションにおいてのみ電源要素１０４によって電気永久磁石要素２００に供給され得る。したがって、基板キャリア１００が真空処理システムを通して搬送されている間に、電気永久磁石要素２００が不注意で非磁化状態へ切り替えられ、マスク４０１が望ましくない場所で非固定位置に置かれるという不具合の可能性がない。
本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、基板キャリア１００は、基板支持表面３０４を備えた静電チャック３００を更に備える。静電チャック３００は、絶縁層３０１、３０３、及び電極層３０２を含む。絶縁層３０１、３０３の表面は、基板支持表面３０４を形成し得る。
（本明細書で「ｅチャック」とも称される）静電チャック３００は、基板処理中に基板キャリア１００の基板支持表面３０４に基板１０１を引き付けるために使用され得る。例えば、基板１０１が基板支持表面３０４と直接的に接触するように引き付けられ得るように、基板１０１は、静電力によって基板支持表面３０４に向けて引き付けられ得る材料、例えば、誘電材料を含み得る。基板１０１を保持することは、高温プロセス、コーティングプロセス、及びプラズマプロセス中に、更には真空環境でも可能にされ得る。
静電チャック３００は、絶縁層３０１、３０３を含む。絶縁層３０１、３０３は、誘電材料、例えば、熱分解窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、アルミナ、又は同等の材料（例えば、ポリイミド系材料若しくはその他の有機材料などの耐熱性のあるポリマー系材料）のような高い熱伝導率を有する誘電材料から製造され得る。静電チャックの電極は、それぞれ電源（例えば、電圧源）に接続され得る。この電源は、所定の静電グリップ力を生成するために所定の電圧を電極に印加し得る。
静電チャック３００は、複数の電極を含む電極層３０２を含む。複数の電極は、電源要素１０５、例えば、電圧源に接続され得る。電源要素１０５は、電極に所定の電圧を印加して、基板支持表面３０４に所定の帯電を生成し得る。所定の帯電は、調整可能であり得る。
基板キャリア１００は、基板支持表面３０４を更に含み得る。基板支持表面３０４は、静電チャック３００の表面であり得るか、又は静電チャック３００を覆って設けられた別の要素の表面であり得る。特に、基板支持表面３０４は、絶縁層３０１、３０３のうちの一方の表面であってもよい。基板支持表面３０４は、基板１０１を支持するように構成されており、基板１０１の全体の表面を覆って基板１０１を支持する表面を含む。基板支持表面３０４は、基板１０１の面積と同じかそれより大きい面積を有し得る。
基板支持表面３０４は、静電チャック３００によって帯電し得る。帯電した基板支持表面３０４は、基板１０１を基板支持表面３０４に引き付ける効果を有する。それによって、基板１０１は、基板キャリア１００に静電チャックされる。
基板支持表面３０４は、基板支持表面３０４が基板１０１の全体の面積を覆って基板１０１を支持するように、平坦な表面であり得る。代替的に、基板支持表面３０４は、平坦ではない表面を有し得る。特に、基板支持表面３０４は、基板１０１の形状と一致するように形作られた表面を有し得る。
基板キャリア１００は、静電チャック３００に電力を供給するように構成された電源要素１０５を更に含み得る。電源要素１０５は、基板キャリア１００に取り付けられていない又は統合されていない外部電源であってもよい。代替的に、電源要素１０５は、基板キャリア１００に取り付けられ又は統合されてもよい。電源要素１０５は、電気パルス、例えば、電流パルスを生成し得る。それらは、電気永久磁石要素２００を磁化状態と非磁化状態との間で切り替えるのに適切であり得る。
電源要素１０５は、電気永久磁石要素２００に電力を供給する電源要素１０４と同じ要素であり得る。それによって、単一の電源要素が、電気永久磁石要素２００と静電チャック３００の両方に個別に独立して電力を供給する。そのような統合された単一の電源要素は、基板キャリア１００に統合され得るか、又は基板キャリア１００の外部に位置付けられ得る。
静電チャック３００は、単極チャック、双極チャック、又は多極チャックとして構成され得る。「単極チャック」は、電源（例えば、高電圧源）に接続可能な１以上の電極を含む静電チャックとして理解され得る。電源要素１０４は、複数の電極に単極性の電圧を供給するように構成されている。例えば、負の帯電が基板キャリア１００の基板支持表面３０４上に誘起されるように、正の電圧が、静電チャック３００の複数の電極に印加され得る。代替的に、正の帯電が基板キャリア１００の基板支持表面３０４上に誘起されるように、負の電圧が、複数の電極に印加され得る。
本明細書で使用される際に、「双極チャックアセンブリ」は、電源（例えば、高電圧源）に接続可能な少なくとも１つの第１の電極及び少なくとも１つの第２の電極を含む静電チャックとして理解され得る。電源要素１０４は、第１の極性の電圧を第１の電極に、第２の極性の電圧を第２の電極に供給するように構成されている。例えば、負の電圧が第１の電極に印加され得、正の電圧が第２の電極に印加され得、又は逆も然りである。したがって、静電誘導によって、基板支持表面３０４において、対応する負の帯電領域及び対応する正の帯電領域が生成され得る。
多極チャックアセンブリには、独立して制御可能であり得る複数の電極が設けられ得る。
静電チャック３００は、少なくとも１つの第１の電極及び少なくとも１つの第２の電極を含み、電源要素１０５（例えば、高電圧源）によって、正の電圧（＋）が第１の電極に印加され、負の電圧（−）が第２の電極に印加され得る。静電チャック３００によって提供されるグリップ力を増大させるために、少なくとも１つの第１の電極は、少なくとも１つの第２の電極と交互配置（interleave）され得る。代替的に又は追加的に、第１の電極及び第２の電極は、交互に配置され（alternately arranged）得る。例えば、静電チャック３００は、交互に正の帯電及び負の帯電が生じる複数のワイヤーを含み得る。
本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、電気永久磁石要素２００は、電流を印加することによって磁化状態と非磁化状態との間で切り替え可能である。例えば、電源要素１０４は、電気永久磁石要素２００に電流を供給するために設けられ得る。電流を印加することは、電気永久磁石要素２００の磁場が再構成されることをもたらし、続いて、マスクキャリア４００に加えられる磁力を変更する。
図２ａ及び図２ｂで例示的に示されているように、本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、電気永久磁石要素２００は、第１の永久磁石２０１、少なくとも１つの第２の永久磁石２０２、及び少なくとも１つの制御磁石２０４と少なくとも１つの制御磁石２０４に隣接した電磁石２０５とを有する制御磁石アセンブリを備える。図２ａで示されている電気永久磁石要素２００は非磁化状態にあり、一方、図２ｂで示されている電気永久磁石要素２００は磁化状態にあり、電気永久磁石要素２００が、マスク４０１に磁力を加えて、マスク４０１を基板１０１上の適所に正確に固定することを可能にする。
電気永久磁石要素２００は、第１の極２０１ａと第２の極２０１ｂを有する第１の永久磁石２０１、及び第１の極２０２ａと第２の極２０２ｂを有する少なくとも１つの第２の永久磁石２０２を含む。第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２は、それらの隣接する極性が同じであるように構成されている。例えば、図２ａ及び図２ｂで例示的に示されている電気永久磁石要素２００では、第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２の隣接する第２の極２０１ｂ、２０２ｂが、それぞれ、両者ともＮ極として構成され得る。
第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２は、「固定磁石（clamping magnet）」として設計され得る。それによって、第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２は、「固定磁石アセンブリ」を形成する。電気永久磁石要素２００の固定磁石アセンブリは、マスク４０１を基板１０１に「固定する」という意味で、マスク４０１に磁気保持力を加えるために必要とされる磁場を生成するように構成されている。
制御磁石アセンブリは、第１の極性２０４ａと第２の極性２０４ｂを有する少なくとも１つの制御磁石２０４を含む。少なくとも１つの制御磁石２０４は、電気永久磁石要素２００の状態を制御するのに十分な磁場を生成し得る。少なくとも１つの制御磁石２０４が第１の両極性に分極されたときに、少なくとも１つの制御磁石２０４によって生成された磁場は、図２ａで例示的に示されているように、電気永久磁石要素２００を非磁化状態にあるように構成する。少なくとも１つの制御磁石２０４が第２の両極性に分極されるように、少なくとも１つの制御磁石２０４の第１及び第２の極性２０４ａ、２０４ｂを切り替えることによって、少なくとも１つの制御磁石２０４によって生成される磁場は、図２ｂで例示的に示されているように、マスク４０１に磁気保持力が加えられるように、電気永久磁石要素２００を磁化状態にあるように構成する。
電磁石２０５は、制御磁石２０４に隣接して位置決めされ得る。電磁石２０５は、少なくとも１つの制御磁石２０４を実質的に包囲し得る。電磁石２０５は、少なくとも１つの制御磁石２０４の極性を切り替えるように構成されている。電磁石２０５は、少なくとも１つのコイル、又は少なくとも一巻きの導電性ワイヤーを含み得る。電磁石２０５の少なくとも１つのコイル内に電流を誘起することは、電磁石２０５内に磁場、例えば、反転磁場を生成する。電磁石２０５内の反転磁場が、少なくとも１つの制御磁石２０４の固有保磁力（intrinsic coercivity）又は非磁化されることに対する抵抗を超えたときに、反転磁場は、少なくとも１つの制御磁石２０４の極性を、第１の極性から第２の極性へ切り替えさせる。
第１の電流を印加することは、電気永久磁石要素２００を非磁化状態から磁化状態へ切り替え、一方、第１の電流とは異なる第２の電流を印加することは、電気永久磁石要素２００を磁化状態から非磁化状態へ切り替える。第１の電流は前方（forward direction）へ印加され、第２の電流は逆方向へ印加され得る。
電気永久磁石要素２００を非磁化状態と磁化状態との間で切り替えるための電流が印加され、その場合に、８kW以上などの１kW以上の電力が供給される。電流は、３秒未満、特に１秒未満、更に特に０．３秒と１秒との間の持続時間だけ印加され得る。
本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、電気永久磁石要素２００は、電流を除去した後で、磁化状態又は非磁化状態のままであるように構成されている。電気永久磁石要素２００に電流を印加し、その後に、電流を除去した後で、電気永久磁石要素２００によって生成される磁場の構成は安定したままである。したがって、電気永久磁石要素２００は、安定した非磁化状態と安定した磁化状態を有する双安定挙動を示す。電気永久磁石要素２００を双安定に構成することは、電力が供給されていない状態でさえもマスクキャリア４００が基板キャリア１００に固定されたままであることを可能にし、基板キャリア１００がマスクキャリア４００を適所に正確に固定することを可能にする。
少なくとも２つの永久磁石２０１、２０２、及び少なくとも１つの制御磁石２０４は、所望の磁気特性を取得するために特定の磁性合金を含む。第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２の材料は、マスク４０１を適所に効果的に固定するための高磁場を生成するのに適しているべきである。更に又は代替的に、第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２の固有保磁力は、少なくとも１つの制御磁石２０４によって生成される磁場よりも高い。少なくとも１つの制御磁石２０４は、少なくとも２つの永久磁石２０１、２０２の極性を切り替えるために強い磁場を生成しない。この意味で、少なくとも２つの永久磁石２０１、２０２は、「ハード」磁石と称され、一方で、少なくとも１つの制御磁石２０４は、「ソフト」磁石と称され得る。
本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、電気永久磁石要素２００は、第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２との間に配置された少なくとも１つのコア要素２０３を更に含み、少なくとも１つのコア要素２０３は、強磁性材料を含む。
少なくとも１つのコア要素２０３は、鉄鋼材料を含み得る。特に、少なくとも１つのコア要素２０３は、炭素鋼、フェライト系ステンレス鋼、又はマルテンサイト・ステンレス鋼を含み得る。少なくとも１つのコア要素２０３が強磁性材料を含むときに、電気永久磁石要素２００によって生成される磁場の強度は高められる。強化された磁気保持力が、マスク４０１に加えられて、マスク４０１を基板１０１の表面上の固定された位置に保持する。更に、少なくとも１つのコア要素２０３が、強磁性材料を含むときに、電気永久磁石要素２００によって生成される磁場は、電気永久磁石要素２００の全体の表面にわたってより均一に分配され、磁気保持力がより均一にマスク４０１に加えられることを可能にする。
図３で例示的に示されているように、電気永久磁石要素２００は、複数の永久磁石要素２０１、２０２、複数の制御磁石２０４、複数のコア要素２０３、及び複数の電磁石２０５を含み得る。永久磁石要素２０１、２０２は、隣接するコア要素２０３の表面に面する１つの永久磁石要素２０１、２０２の極性が、同じ隣接するコア要素２０３の別の表面に面する次の永久磁石要素２０１、２０２の極性と同じになるように配置されている。図３で示されている電気永久磁石要素２００は磁化状態にあり、磁気保持力がマスク４０１に加えられている。
複数の永久磁石要素２０１、２０２及び複数のコア要素２０３を有する電気永久磁石要素２００は、電気永久磁石要素２００によって生成される磁場が、基板支持表面３０４にわたりより均一に分配されることを可能にする。更に、生成される磁場は、永久磁石要素２０１、２０２及びコア要素２０３の各々１つだけを備える構成よりも高い強度を有し得る。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、第１の永久磁石２０１、少なくとも１つの第２の永久磁石２０２、及び少なくとも１つのコア要素２０３によって規定される面積は、基板１０１の面積の少なくとも８０％である。
第１の永久磁石２０１、少なくとも１つの第２の永久磁石２０２、及び少なくとも１つのコア要素２０３によって規定される面積は、電気永久磁石要素２００の有効面積と呼ばれ得る。電気永久磁石要素２００の有効面積は、磁場が電気永久磁石要素２００によって生成される面積であり、したがって、磁気保持力がマスク４０１に加えられる面積である。
電気永久磁石要素２００の有効面積は、基板１０１の面積よりも小さくてよい。例えば、有効面積は、基板１０１の面積の少なくとも８０％であってよい。有効面積が基板１０１の面積よりも小さいときに、電気永久磁石要素２００は、基板１０１よりも小さい面積において磁気保持力をマスク４０１に加える。この特徴は、マスク４０１が基板１０１の端部の周りで引き付けられることを妨げるという効果を有する。それによって、マスク４０１又は基板１０１の端部に損傷がもたらされることを妨げることができる。
代替的に、電気永久磁石要素２００の有効面積は、基板１０１の面積よりも大きくてもよい。例えば、有効面積は、基板１０１の面積の１１０％まで、特に、基板１０１の面積の１３０％までであり得る。有効面積が基板１０１の面積よりも大きいときに、電気永久磁石要素２００は、基板１０１の面積の外側のマスク４０１の要素にも磁気保持力を加え得る。例えば、電気永久磁石要素２００は、磁気保持力をマスクキャリア４００にも加え得る。それは、更なるチャッキング装置を採用することなしに、マスクキャリア４００を基板キャリア１００にチャッキングするという効果を有し得る。
本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２は、希土類金属を含む。特に、第１の永久磁石２０１と少なくとも１つの第２の永久磁石２０２は、ネオジム合金を含み得る。ネオジム合金を含む永久磁石２０１、２０２は、高磁場を生成し、高保磁力を有し、又は非磁化に対する高い抵抗を有するように磁化され得る。高い保磁力を有することは、少なくとも２つの永久磁石２０１、２０２が、少なくとも１つの制御磁石２０４によって非磁化されることに抵抗することを可能にする。
本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、少なくとも１つの制御磁石２０４は、アルミニウム・ニッケル・コバルト（AlNiCo）合金を含む。少なくとも１つの制御磁石２０４が、AlNiCo合金を含むときに、少なくとも１つの制御磁石２０４は、磁化されて強い磁場を生成し、電気永久磁石要素２００を非磁化状態と磁化状態との間で切り替えることができる。AlNiCo磁石は、高い保磁力、又は非磁化に対する高い抵抗を有する。しかし、AlNiCo磁石は、永久磁石２０１、２０２に含まれるネオジム合金のものよりも低い保磁力を有する。電流が電磁石２０５に印加されて、反転磁場を生成し、AlNiCo合金を含む少なくとも１つの制御磁石２０４の極性を切り替えることができる。
図４は、本明細書で説明される更なる一態様による、真空処理システム５００の概略側面図を示している。特に、本明細書で説明される他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、真空処理システム５００は、本明細書で説明される実施形態による少なくとも１つの基板キャリア１００を有する真空処理チャンバ５０１を備える。
真空処理チャンバ５０１は、内部に配置された１以上の処理装置５０２を含み得る。１以上の処理装置５０２は、真空処理チャンバ５０１内で１以上の処理動作を実行するように操作され得る。１以上の処理装置５０２は、堆積装置、熱処理装置、冷却装置、又は処理動作を実行する任意の他の装置を含み得る。堆積装置は、蒸発されるべき材料を収容するための坩堝、及び蒸発した材料を（基板１０１に向けて方向付けられた）少なくとも１つの分配管内の複数の開口に向けて導くところの少なくとも１つの分配管を含む、蒸発装置であり得る。
処理装置５０２は、処理動作中に処理装置５０２が基板１０１を通過して移動し得るように、移動可能な支持体上に設けられ得る。例えば、処理装置５０２が堆積装置を含む場合には、堆積する材料が基板１０１の全体の表面にわたり分配されるように、堆積装置が基板１０１を通過して移動し得る。
真空処理システム５００は、本明細書で説明される実施形態による少なくとも１つの基板キャリア１００を含む。基板キャリア１００は、真空処理システム５００の中へ、外へ、又はそこを通して搬送され得る。
基板キャリア１００は、基板１０１が基板キャリア１００の基板支持表面３０４上で保持されるときに、垂直方向と基板１０１との間の角度が０度と−１０度との間になるように配置され得る。特に、基板１０１は、堆積中にコーティングされるべき表面がわずかに下向きになるように配置され得る。そのような配置は、基板１０１の表面上に留まる粒子の量を低減させ、それによって、堆積する材料の層の品質を改良する効果を有する。基板１０１がある角度で保持される場合、処理装置は、基板１０１と平行に配置され得る。
基板１０１は、静電チャック３００を用いて基板キャリア１００の基板支持表面３０４に引き付けられ、マスク４０１は、電気永久磁石要素２００を用いて、基板支持表面３０４と基板１０１の表面とに向けて引き付けられる。
真空処理システム５００は、更なる真空処理チャンバ５０１を含み、それによって、真空処理システム５００は、複数の真空処理チャンバ５０１を含み得る。複数の真空処理チャンバ５０１は、第１の処理動作が第１の処理チャンバ内で実行され、基板キャリア１００が第２の処理チャンバへ搬送され、第２の処理動作が第２の処理チャンバ内で実行され、その後、次の処理チャンバで処理動作が実行されるなどのように、順序立てて配置され得る。複数の真空処理チャンバ５０１は、真空環境が全ての若しくは一部の真空処理チャンバに対して共通となり、又は、複数の真空処理チャンバ５０１が、１つの真空処理チャンバから次の真空処理チャンバへ異なる真空環境を維持するためのロッキングデバイスを含み得るように連結され得る。
真空処理システム５００は、非接触方式での搬送のために構成されたトラックを更に含み得る。本開示では、「非接触方式の搬送のために構成されたトラック」が、キャリア、特に、基板キャリア又はマスクキャリアの非接触方式の搬送のために構成されたトラックとして理解され得る。「非接触方式の」という用語は、キャリアの、例えば、基板キャリア又はマスクキャリアの重量が、機械的な接触又は機械的な力によって保持されないが、磁力によって保持されるという意味において理解され得る。特に、キャリアは、機械的な力の代わりに磁力を使用して、浮揚又は浮いた状態で保持され得る。例えば、ある実施態様では、特に、基板キャリア及び／又はマスクキャリアの浮揚、移動、及び／又は位置決めの間に、キャリアと搬送トラックとの間で機械的な接触が存在し得ない。
非接触方式の搬送システムは、引き付ける磁力を使用して、それぞれ、基板キャリア１００とマスクキャリア４００の重量の少なくとも一部分を持ち上げるように構成された、基板キャリア支持レール５０５とマスクキャリア支持レール５０６とを含み得る。非接触方式の搬送システムは、基板キャリア駆動レール５０３とマスクキャリア駆動レール５０４とを更に含み得る。基板キャリア駆動レール５０３とマスクキャリア駆動レール５０４は、磁力を使用して、それぞれ、基板キャリア１００とマスクキャリア４００の並進移動のために構成され得る。支持レール５０５、５０６及び駆動レール５０３、５０４は、垂直な配向で又は本質的に垂直な配向で基板キャリア１００とマスクキャリア４００を支持し且つ／又は搬送するよう配置され構成されている。
基板キャリア駆動レール５０３とマスクキャリア駆動レール５０４は、それぞれ、マスクキャリア４００と基板キャリア１００を磁気的に搬送するように構成された直線的な作動要素を含み得る。直線的な作動要素は、リニアモータであり得る。駆動レール５０３、５０４は、真空処理システム５００の中へ、外へ、又はそこを通して、基板キャリア１００とマスクキャリア４００を非接触方式で搬送することを可能にする。
非接触方式の搬送システムは、基板キャリア１００とマスクキャリア４００の摩擦がない搬送という利点を有し、それは、粒子の生成を低減させる。基板キャリア１００とマスクキャリア４００の搬送を通じて生成される粒子の低減は、基板１０１の表面上で堆積した材料層の改良された品質をもたらす。
真空処理システム５００は、少なくとも１つのロードロックチャンバを更に含み得る。ロードロックチャンバは、周囲環境から（例えば、非真空から）真空処理チャンバ５０１内の真空環境へ、基板キャリア１００が搬送されることを可能にする。ロードロックチャンバは、ロードロックチャンバの内側の真空を生成するための真空ポンプを含み、ロードロックチャンバを周囲環境へ通気するための少なくとも１つの弁を更に含み得る。
真空処理システム５００は、マスク位置合わせ装置を更に含み得る。マスク４０１を支持するマスクキャリア４００を基板キャリア１００に取り付けている最中に、基板１０１に対するマスク４０１の正確な位置合わせが実行され得る。マスク位置合わせ装置は、基板１０１に対する少なくとも１つの方向においてマスクキャリア４００を並進移動又は回転させるように構成された任意の装置を含み得る。マスク位置合わせ装置は、真空チャンバ５０１内に設けられてもよく、又は特にマスク４０１を支持するマスクキャリア４００を取り付け且つ位置合わせするための分離した真空チャンバ内に設けられてもよい。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、基板キャリア１００は、マスク４０１を基板１０１にチャッキングするための磁気チャックであり、磁気チャックは、チャッキング表面３０４を含み、電気永久磁石要素２００は、チャッキング表面３０４の後ろに設けられる。
図５は、本明細書で説明される更なる一態様による、基板キャリアを動作させるための方法を示しているフローチャートである。方法６００は、ブロック６０１で開始し、ブロック６０２で、基板キャリアによって支持されている基板の表面を覆ってマスクキャリアを設けること、ブロック６０３で、電磁石の電流を印加することによって電気永久磁石要素を非磁化状態から磁化状態へ切り替えること、及び、ブロック６０４で、電流を除去することを含み、該方法は、ボックス６０５で終了する。
ブロック６０２では、マスクキャリアが、基板キャリア１００によって支持されている基板１０１の表面を覆って設けられる。基板１０１は、静電チャック３００によって生成された静電力によって基板支持表面３０４に引き付けられ得る。それによって、基板１０１は固定された位置に保持される。その後、マスクキャリアが、基板１０１の表面を覆って設けられる。それによって、複数の開孔を有するマスク４０１が、その上に材料の１以上の層が堆積するための複数の堆積エリアを画定する。
ブロック６０３では、電気永久磁石要素２００が、非磁化状態から磁化状態へ切り替えられる。電磁石２０５の電流を印加すると、電磁石２０５内に磁場が生成され、少なくとも１つの制御磁石２０４の極性を切り替えるという効果がもたらされる。少なくとも１つの制御磁石２０４の極性を切り替えることは、電気永久磁石要素２００が、非磁化状態から磁化状態へ切り替わることをもたらす。永久磁石２０１、２０２によって生成された磁場が、マスク４０１に磁気保持力を加える。それによって、マスク４０１は、基板支持表面３０４と基板１０１の表面とに引き付けられ、マスク４０１を適所に固定する。
ブロック６０４では、電磁石２０５の電流が除去される。電気永久磁石要素２００の双安定特性によって、電流の除去は、少なくとも１つの制御磁石２０４の極性が切り替わった極性のままであることを可能にし、その後、電気永久磁石要素２００が、磁化状態のままであることを可能にする。
電磁石２０５の電流を除去した後で、マスクキャリアは、基板１０１の表面上の適所に磁気的に固定され、基板キャリア１００は、処理のために真空処理チャンバを通して搬送され得る。双安定特性を有する電気永久磁石要素２００は、磁化状態のままであり、マスク４０１に磁気保持力を加え続け、マスク４０１を適所に固定することとなる。したがって、基板１０１に対するマスク４０１の移動は、基板キャリア１００の搬送中でさえ抑制され、それは、堆積した層のより高い品質及び信頼性をもたらす。
方法６００は、マスクキャリアを基板キャリア１００に取り付けるための具体的に上述された順序で実行され得る。マスクキャリアを取り付ける場合、印加される電磁石２０５の電流は、前方向に印加され得る。それによって、電気永久磁石要素２００は、非磁化状態から磁化状態へ切り替わり、マスク４０１を適所に固定するための磁気保持力を加える。
逆に、方法６００は、基板キャリア１００からマスクキャリアを取り外すために逆の順序でも実行され得る。マスクキャリアを取り外す場合、印加される電磁石２０５の電流は、逆方向に印加され得る。それによって、電気永久磁石要素２００は、磁化状態から非磁化状態へ切り替わり、マスク４０１に加えられていた磁気保持力を解放し、マスクキャリアを取り外すことを可能にする
本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合され得る実施形態によれば、方法６００は、ブロック６０２ａで、電気永久磁石要素を切り替える前に、基板キャリアに対してマスクキャリアを位置合わせすることを更に含む。マスクキャリアを位置合わせすることは、マスク位置合わせ装置を動作させることを含み得る。それによって、マスクキャリアは、基板キャリア１００及び／又は基板１０１に対して所定の位置へ並進移動され且つ／又は回転される。マスクキャリアの精密な位置合わせは、基板１０１の表面上に堆積した層の信頼性及び品質を高める。マスクキャリアの位置合わせは、先ず大ざっぱに位置合わせを行い、その後に微細な位置合わせを行うことにより、上下方向及び／又は左右方向における基板からのマスクの偏差が、それぞれ、１０μｍ以下、特に、３μｍ以下になることを保証し得る。
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の更なる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。
特に、本明細書では実施例を用いて、ベストモードを含めて本開示を開示し、また当業者が記載される主題を実施することを、任意のデバイス又はシステムを作製および使用することと、組み込まれる任意の方法を実施することとを含めて可能にしている。前述において様々な特定の実施形態を開示してきたが、上述した実施形態の相互に非排他的な特徴は、互いに組み合わせることが可能である。特許性のある範囲は特許請求の範囲によって規定され、その他の実施例は、それが特許請求の範囲の文字通りの言葉と相違しない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文字通りの言葉とは実質的な違いがない等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。

Claims (15)

  1. 真空チャンバ内で基板を支持するための基板キャリアであって、
    マスクに磁気保持力を加えるように構成された電気永久磁石要素を備える、基板キャリア。
  2. 前記基板を支持するように構成された静電チャック及び基板支持表面を更に備える、請求項１に記載の基板キャリア。
  3. 前記電気永久磁石要素が、電流を印加することによって磁化状態と非磁化状態との間で切り替え可能である、請求項１又は２に記載の基板キャリア。
  4. 前記電気永久磁石要素が、前記電流を除去した後で、磁化状態又は非磁化状態のままであるように構成されている、請求項３に記載の基板キャリア。
  5. 前記電気永久磁石要素が、
    固定磁石を備えた固定磁石アセンブリ、並びに
    少なくとも１つの制御磁石及び少なくとも１つのコイルを備えた制御磁石アセンブリを備え、前記少なくとも１つのコイルが、前記制御磁石アセンブリの前記少なくとも１つの制御磁石を実質的に包囲し、前記少なくとも１つの制御磁石の極性を切り替えるように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の基板キャリア。
  6. 前記基板キャリアが、前記基板及び前記マスクを支持するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の基板キャリア。
  7. 真空チャンバ内のマスクチャッキング装置であって、
    電気永久磁石要素を備え、前記電気永久磁石要素が、
    第１の永久磁石、
    少なくとも１つの第２の永久磁石、及び
    少なくとも１つの制御磁石と前記少なくとも１つの制御磁石に隣接した電磁石とを有する、制御磁石アセンブリを備える、マスクチャッキング装置。
  8. 前記電気永久磁石要素が、前記第１の永久磁石と前記少なくとも１つの第２の永久磁石との間に配置された少なくとも１つのコア要素を更に備え、前記少なくとも１つのコア要素が、強磁性材料を含む、請求項７に記載のマスクチャッキング装置。
  9. 前記第１の永久磁石、前記少なくとも１つの第２の永久磁石、及び前記少なくとも１つのコア要素によって規定される面積が、基板の面積の少なくとも８０％である、請求項８に記載のマスクチャッキング装置。
  10. 前記第１の永久磁石と前記少なくとも１つの第２の永久磁石が希土類金属、特に、ネオジム合金を含む、請求項７から９のいずれか一項に記載のマスクチャッキング装置。
  11. 前記少なくとも１つの制御磁石が、アルミニウム・ニッケル・コバルト（AlNiCo）合金を含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載のマスクチャッキング装置。
  12. 少なくとも１つの請求項１から６のいずれか一項に記載の基板キャリア又は請求項７から１１のいずれか一項に記載のマスクチャッキング装置を有する、真空処理チャンバを備える、真空処理システム。
  13. 前記基板キャリアが、基板にマスクをチャッキングするための磁気チャックであり、前記磁気チャックが、
    チャッキング表面、及び前記チャッキング表面の後ろに設けられた前記電気永久磁石要素を備える、請求項１２に記載の真空処理システム。
  14. 電気永久磁石要素を有するシステム内で前記電気永久磁石要素を動作させるための方法であって、
    基板キャリアによって支持されている基板の表面を覆ってマスクキャリアを設けること、
    電磁石の電流を印加することによって前記電気永久磁石要素を非磁化状態から磁化状態へ切り替えること、及び
    前記電流を除去することを含む、方法。
  15. 前記電気永久磁石要素を切り替える前に、前記基板キャリアに対して前記マスクキャリアを位置合わせすることを更に含む、請求項１４に記載の方法。
JP2019504983A 2017-11-23 2017-11-23 基板を支持するための基板キャリア、マスクチャッキング装置、真空処理システム、及び基板キャリアを動作させる方法 Pending JP2020503663A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2017/080238 WO2019101319A1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Substrate carrier for supporting a substrate, mask chucking apparatus, vacuum processing system, and method of operating a substrate carrier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020503663A true JP2020503663A (ja) 2020-01-30

Family

ID=60782169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019504983A Pending JP2020503663A (ja) 2017-11-23 2017-11-23 基板を支持するための基板キャリア、マスクチャッキング装置、真空処理システム、及び基板キャリアを動作させる方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2020503663A (ja)
KR (1) KR20190062380A (ja)
CN (1) CN110073481A (ja)
WO (1) WO2019101319A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020242611A1 (en) 2019-05-24 2020-12-03 Applied Materials, Inc. System and method for aligning a mask with a substrate
US11189516B2 (en) 2019-05-24 2021-11-30 Applied Materials, Inc. Method for mask and substrate alignment
US11756816B2 (en) 2019-07-26 2023-09-12 Applied Materials, Inc. Carrier FOUP and a method of placing a carrier
US11196360B2 (en) 2019-07-26 2021-12-07 Applied Materials, Inc. System and method for electrostatically chucking a substrate to a carrier
US10916464B1 (en) 2019-07-26 2021-02-09 Applied Materials, Inc. Method of pre aligning carrier, wafer and carrier-wafer combination for throughput efficiency
WO2022146667A1 (en) 2020-12-29 2022-07-07 Mattson Technology, Inc. Electrostatic chuck assembly for plasma processing apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009069743A1 (ja) * 2007-11-30 2009-06-04 Canon Anelva Corporation 基板処理装置、及び基板処理方法
JP2010106359A (ja) * 2008-09-30 2010-05-13 Canon Anelva Corp 基板保持装置、基板処理装置、マスク、および画像表示装置の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE502005003731D1 (de) * 2005-04-20 2008-05-29 Applied Materials Gmbh & Co Kg Magnetische Maskenhalterung
US20100079742A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 Canon Anelva Corporation Substrate holding apparatus, mask, substrate processing apparatus, and image display device manufacturing method
EP2397905A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-21 Applied Materials, Inc. Magnetic holding device and method for holding a substrate
CN106575720B (zh) * 2014-05-09 2019-01-15 应用材料公司 具有保护覆盖物的基板载体系统
JP2017516294A (ja) * 2014-05-09 2017-06-15 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 基板キャリアシステム及びそれを使用するための方法
US9463543B2 (en) * 2014-06-02 2016-10-11 Applied Materials, Inc. Electromagnetic chuck for OLED mask chucking

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009069743A1 (ja) * 2007-11-30 2009-06-04 Canon Anelva Corporation 基板処理装置、及び基板処理方法
JP2010106359A (ja) * 2008-09-30 2010-05-13 Canon Anelva Corp 基板保持装置、基板処理装置、マスク、および画像表示装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190062380A (ko) 2019-06-05
CN110073481A (zh) 2019-07-30
WO2019101319A1 (en) 2019-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020503663A (ja) 基板を支持するための基板キャリア、マスクチャッキング装置、真空処理システム、及び基板キャリアを動作させる方法
TWI679081B (zh) 載體、遮罩裝置、真空系統及操作一真空系統之方法
US9463543B2 (en) Electromagnetic chuck for OLED mask chucking
JP6681977B2 (ja) 基板を真空処理するための装置、基板を真空処理するためのシステム、及び、真空チャンバ内で基板キャリアとマスクキャリアを搬送するための方法
JP6502396B2 (ja) ハルバッハ配列によるマスクの磁気チャッキング
JP6640878B2 (ja) 基板キャリア及び基板を処理する方法
US9959961B2 (en) Permanent magnetic chuck for OLED mask chucking
TWI684210B (zh) 處理一基板之方法、用於支承一基板之基板載體及對應之沈積設備
WO2020180334A1 (en) Mask frame integration, carrier for mask frame and method of handling a mask
TWI434624B (zh) 電子迴旋共振磁性模組與電子迴旋共振裝置
TW202004967A (zh) 基板載體裝置
CN112135693A (zh) 用于从基板升离掩模的设备、基板载体、真空处理系统和操作电永磁铁组件的方法
US10580986B2 (en) Vapor deposition apparatus with electromagnets generating magnetic field in reverse orientation
KR101005204B1 (ko) 대향 타겟식 스퍼터링 장치
JP2020515708A (ja) キャリアをデバイスに締結するための構成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200602

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210112