JP5732061B2 - シャドーマスクアラインメント及び管理システム - Google Patents

シャドーマスクアラインメント及び管理システム Download PDF

Info

Publication number
JP5732061B2
JP5732061B2 JP2012536873A JP2012536873A JP5732061B2 JP 5732061 B2 JP5732061 B2 JP 5732061B2 JP 2012536873 A JP2012536873 A JP 2012536873A JP 2012536873 A JP2012536873 A JP 2012536873A JP 5732061 B2 JP5732061 B2 JP 5732061B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shadow mask
magnetic
carrier
workpiece
handling 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.)
Active
Application number
JP2012536873A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013509002A (ja
Inventor
ビュン−スン レオ クヮク
ビュン−スン レオ クヮク
シュテファン バンゲルト
シュテファン バンゲルト
ラルフ ホフマン
ラルフ ホフマン
ミハエル ケーニッヒ
ミハエル ケーニッヒ
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 JP2013509002A publication Critical patent/JP2013509002A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5732061B2 publication Critical patent/JP5732061B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404Machines for assembling batteries
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • H01M4/622Binders being polymers
    • H01M4/623Binders being polymers fluorinated polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/663Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/40Printed batteries, e.g. thin film batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028Positive electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device

Description

〔関連出願への相互参照〕
本出願は、2009年10月27に出願の米国特許仮出願第61/255,426号の恩典を主張し、その出願の全体の内容は、全ての目的のためにその全体を引用によりここに組み込むものとする。
本発明の実施形態は、薄膜バッテリの分野、特に、シャドーマスク固定及びアラインメントシステム及び方法に関する。
益々小さな特徴部を含めるために薄膜バッテリ(TFB)の寸法をスケーリングし、同時にこのような薄膜バッテリの大量生産に対する機能を増大させるための最近の努力は、大部分は従来の薄膜バッテリ製造方法及び技術に依存している。このような従来の方法及び技術は、典型的な薄膜バッテリ処理の流れにおける各及び全ての堆積作動においてシャドーマスク又は1組のシャドーマスクの使用を含む場合がある。例えば、従来の処理において、処理ツールにはシャドーマスクが装荷され、単層の堆積は、処理ツールにおいて実施され、第1のシャドーマスクは、次に、別の堆積作動を意図して第2のシャドーマスクとの交換のために取り外される。
シャドーマスクに関連付けられたオーバーヘッドは、かなりのものであり、並びにミスアラインメントが生じた場合に収率損失を引き起こすことがある。シャドーマスクがいくつかの層の構造化堆積に対して使用される場合、層間アラインメントの精度は、非常に重要になる。このような用途において、パターン転写の整合性は、基板とシャドーマスクの間の近接性及び機械的安定性、並びにミクロン範囲のアラインメント公差を必要とする。このようなオーバーヘッド及び収率損失の低減を可能にするシャドーマスクを固定する技術は、従って有利である。
基板の薄膜処理のための磁気取扱アセンブリを説明する。アセンブリの実施形態は、磁気取扱担体と、磁気取扱担体の上に配置されてこれに磁気的に結合され、処理条件に露出する時にシャドーマスクと磁気取扱担体の間に配置されることになる加工物の上部を覆うシャドーマスクとを含む。
処理条件に露出するために加工物の上部を覆うようにシャドーマスクを組み立てかつ分解するためのシステムも説明する。システムの実施形態は、シャドーマスクを保持する第1の支持体と、取扱担体を保持する第2の支持体と、シャドーマスクを担体とシャドーマスクの間に配置される加工物に整列させるアラインメントシステムとを有する第1のチャンバを含む。第1及び第2の支持体は、アラインメントシステムからの出力に応答して互いに対して移動可能であり、加工物をシャドーマスクと接触状態にする。
処理条件に露出するために加工物の上部を覆うようにシャドーマスクを取り扱う方法も説明する。実施形態は、取扱担体を第1の支持体上に配置する段階と、シャドーマスクを第2の支持体上に配置する段階と、コンピュータ制御式多軸ステージを使用して第1の支持体を第2の支持体に対して第1の距離だけ移動することにより、シャドーマスクの第1のパターン化特徴部を加工物の第2のパターン化特徴部に整列させる段階とを含む。整列したシャドーマスクは、次に、第1の支持体を第2の支持体に対して第2の距離だけ移動して整列したシャドーマスクの底面を取扱担体の磁場の中に入れることによって取扱担体と結合することができる。
本発明の実施形態によるシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの等角投影図である。 本発明の実施形態による磁気取扱担体の断面図である。 本発明の実施形態による磁気取扱担体のトップダウン等角投影図である。 本発明の実施形態による磁気取扱担体のボトムアップ平面図である。 本発明の実施形態による磁気取扱担体のトップダウン平面図である。 本発明の実施形態による磁気取扱担体内の磁極方位の概略図である。 本発明の実施形態による自動化シャドーマスク組立/分解システムの平面図を示す概略図である。 本発明の実施形態によるシャドーマスクアラインメントチャンバの断面図を示す概略図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを組み立てる方法における作動を表す流れ図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを分解する方法における作動を表す流れ図である。 本発明の実施形態により第1のシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの分解を第2のシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの組立に統合する方法における作動を表す流れ図である。 図5Aに示す自動化シャドーマスク組立/分解システムを制御し、図6A、図6B、及び図6Cの方法のうちの1つ又はそれよりも多くを実施するのに使用することができるコンピュータシステムのブロック図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバに組み付けるための図6Aに示す方法の作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバから分解するための図6Bに示す方法における作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバから分解するための図6Bに示す方法における作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバから分解するための図6Bに示す方法における作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバから分解するための図6Bに示す方法における作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバから分解するための図6Bに示す方法における作動の断面図である。 本発明の実施形態によりシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを図5Bに示すシャドーマスクアラインメントチャンバから分解するための図6Bに示す方法における作動の断面図である。 第1のシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの組立及び分解を第2のシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの組立に統合するための図6Cに示す方法における作動の断面図である。
シャドーマスク固定及びシャドーマスクアラインメント方法及び装置を説明する。以下の説明において、本発明の十分な理解を提供するために構成要素材料、構成要素組合せ、機器プラットホーム、及び処理作動のような多数の具体的な詳細を説明する。それらの具体的な詳細のうちの1つ又はそれよりも多くなしに本発明を実施することができることは、当業者には明らかであろう。場合によっては、パターン認識アルゴリズム及び機器制御アルゴリズムなどのような公知の特徴は、不要に本発明を曖昧にしないために詳細には説明していない。更に、図に示す様々な例示的な実施形態は、例示的描写であり、必ずしも正確な縮尺で描かれていないことは理解されるものとする。
本明細書で使用される場合の用語「の上に」、「の下に」、「の間に」、及び「上の」は、他の部材に対する1つの部材の相対位置を意味する。従って、例えば、別の部材の上に又は下に配置された1つの部材は、他方の部材と直接に接触することができ、又は1つ又はそれよりも多くの介在する部材を有することができる。更に、部材の間に配置された1つの部材は、その2つの部材と直接に接触することができ、又は1つ又はそれよりも多くの介在する部材を有することができる。対照的に、第2の部材「上の」第1の部材は、第2の部材と接触している。更に、他の部材に対する1つの部材の相対位置は、基板の絶対方位について考慮することなく基板に対して作動が行われると仮定して提供される。
図1は、本発明の実施形態によるシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタック100の等角投影図である。シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタック100は、少なくともシャドーマスク160及びその間に加工物150を有する磁気取扱担体101を含む。一般的に、シャドーマスク160は、シャドーマスク160のパターン化特徴部161に基づいて処理条件(堆積、エッチング、その他)に選択的に露出される加工物150の膜面の上に配置することになる。特定的な実施形態では、シャドーマスク160は、処理条件に選択的に露出される加工物150の表面膜と直接接触状態で加工物150上に配置される。シャドーマスク160と加工物150の表面膜の間の直接接触は、シャドーマスク160と加工物150の間のいずれの間隙もシャドーマスク160の下に(例えば、パターン化特徴部161の開口部を超えて)堆積を引き起こし、デバイス(例えば、TFB)の様々な堆積層の間に許容できない重なりをもたらす場合があるので、パターン化特徴部161に対する高忠実度の処理を可能にする。好ましい実施形態では、シャドーマスク160の厚みを最小にし、シャドーマスクの側壁が加工物150のパターン化区域内の層の厚み均一性に影響を及ぼす陰影効果を低減する。一般的に、シャドーマスク160の厚みは、少なくとも選択された材料、及び原子単位として自動化機器(例えば、本明細書の他の箇所で説明するようにストレージモジュールから装荷され、加工物上に組み立てられたもの)によって取り扱うことができる最小厚み限界を有するマスクの区域の関数である。一例は、約185から200mmの外径を有し(200mm直径の「加工物」のための)、かつ150から250μmの厚みを有するInvarシャドーマスク160である。
加工物150は、TFBなどのような薄膜デバイスの製造において従来型のあらゆる基板とすることができる。シャドーマスク160は、以下に限定されるものではないが、強磁性及びフェリ磁性材料のようなあらゆる磁気感受材料のものとすることができる。マスクは、本明細書の他の箇所でより詳細に説明する加工物150と同じ材料のものとすることができる。これは、マスクと加工物の間の熱膨張係数誘起歪みを最小にすることになる。特定の実施形態では、シャドーマスク160は、以下に限定されるものではないが、鉄のニッケル又はコバルト合金のような磁性金属を含む。1つの特定的な実施形態では、シャドーマスク160は、低熱膨張係数を有することが公知であるInvar(登録商標)として公知の64FeNi(FeNi36)である。代替的な実施形態では、シャドーマスク160は、非磁性の材料を含み、磁性材料は、マスクの中に組み込まれ、複合マスク(例えば、非磁性バルクの中に埋め込まれた別々の磁気部分、その他)を形成する。
一般的に、磁気取扱担体101は、磁気的にシャドーマスク160と結合され、磁気的にシャドーマスク160を加工物に取り付ける。磁気固定は、結合力を制御し、マスクを基板に対してより良く平行に保ち、曲げ(堆積中の熱膨張から)を低減することができる。同様に、本明細書の他の箇所で更に説明するように、粒子発生問題は、一般的に機械的固定技術に対しては不可能な方式で磁気固定技術に対しては軽減することができる。好ましい実施形態では、磁気取扱担体101の寸法は、磁気取扱担体101が、加工物と少なくとも同じぐらいの大きさの主要表面積を有し、均一な加熱及び支持を保証するようなものである。一実施形態では、磁気取扱担体101の外径は、約190mmである。担体の厚みは、磁石を収容するのに十分であり、その厚みは、加工物150及びシャドーマスク160とは別に確実に取り扱うことができるほど十分に剛性である。従って、磁気取扱担体101は、取り扱い中に更に脆弱なセラミック磁石へのシャドーマスク160の取り付けを可能にする機械的安定性を提供する。一般的に、担体全体の厚みは、担体において利用する磁性材料の厚みに依存する。3mmから5mmの磁性材料厚みは、一般的であると考えられるが、この範囲外の厚みも利用することができる。3mm〜5mmの範囲の磁性材料にし、担体101は、4mm〜7mmの厚みを有することができる。1つの例示的な実施形態では、厚みは、約4.5mmである。
図2Aは、磁気取扱担体の1つの例示的な実施形態の断面図である。図示のように、断面は、線A−A’に沿っており、これは図2Bに更に示されている。高温適合磁石210は、保護ケーシング203に封入される。磁石210の封入により、処理機器における作動/取り扱い中の機械的不安定性及び粒子発生の問題を軽減する。特に有利な実施形態では、磁石210は、保護ケーシング203内に真空封入される。このような真空封入は、加工物150の処理からもたらされる熱負荷によって生じる気体膨脹の危険を低減することができる。図2Cに示す代替的な実施形態では、保護ケーシング203は、周囲外気に開放しており、これは、堆積チャンバと通常の外気との間の一定の圧力循環の観点から有利であるとすることができる。このような実施形態に対して、熱応力は、様々な熱環境の間の膨張及び収縮に適合する機能がある「切り欠き」209を担体101の側面(例えば、描かれている底部側面)に設置することによって更に対応することができる。
実施形態に応じて、保護ケーシング203は、以下に限定されるものではないが、金属、誘電体、及び半導体のようないくつかの異なる材料のものとすることができる。ケーシング材料はまた、「硬表面コーティング」で陽極酸化又は被覆し、機械的摩耗誘起粒子発生を低減することができる。1つの有利な実施形態では、保護ケーシング203は、アルミニウムのような容易に機械加工され、弾力性があり、かつ軽量の材料のものである。実施形態に対して、プレート205は、磁石を収容する凹部204を含むように機械加工することができる。次に、カバー202は、磁石装荷プレート205に溶接され、接合され、ねじ込まれ、又はその他の方法で固定される(真空封入実施形態に対して真空下で)。1つの例示的な実施形態では、プレート205は、約200mm(200mmの直径の基板に対して)の外径を有する厚みが約4mmのアルミニウムプレートであり、約0.5mmの厚みを有するカバー202に接合された約3mmの凹部深さを含む。他の寸法は、選択された材料及び加工物150の寸法に応じて勿論可能である。
実施形態に応じて、磁気取扱担体101は、永久又は半永久磁石又は電気磁石を含む。好ましい永久磁石の実施形態に対して、磁石210は、単一分極(単一N−S)か又は拡大挿入図211によって示すように交互するN及びSを有する多重双極複合磁石とすることができる。第2の場合には、交互する極は、直線的又は放射状とすることができる。第3の実施形態は、ケース内に分散した磁気取扱担体101よりもかなり小さい磁石を有し、磁場を限定し、かつ流入イオン(堆積物から)と磁気取扱担体101から生じる磁場との間の潜在的相互作用を最小にする。磁石は、熱抵抗又は機械的安定性(粒子課題を引き起こす)考慮事項が保護ケーシング203によって軽減されるので、あらゆる従来の磁性金属又はセラミックのものとすることができる。
図2Bは、本発明の例示的な実施形態による磁気取扱担体101のトップダウン等角投影図である。図示のように、カバー202は、パターン化溝212を含むように機械加工され、磁気取扱担体101上に配置された時に加工物150を冷却する裏面気体が加工物150と磁気取扱担体101の間を流れることを可能にする。パターン化溝212は、カバー202の底部側面208から上部側面に貫通する貫通孔206に結合される。貫通孔206は、シャドーマスク−加工物−磁気取扱担体スタック100として組み立てられる時に、加工物150の処理中に底部側面208が上に配置される処理装置(例えば、PVDチャンバ)のチャック又はペデスタルによって供給される裏面のヘリウム、アルゴン、又は窒素のような下に重なる冷却媒体源にパターン化溝212を流体的に接続する。パターン化溝212は、あらゆる設計を有することができるが、例示的な実施形態では、溝は、深さが約0.1mm〜0.2mmであり、約2mmの幅を有し、約30mm〜40mm、50mm〜60mm、及び80mm〜90mmの半径方向距離において200mmO.D.の磁気取扱担体101を取り囲む。このようなパターン化溝の寸法に対して、貫通孔206の直径は、約3mmから10mmの間で異なる場合があり、好ましくは、約4mmから6mmである。図2Bに更に示すように、磁気取扱担体101は、アライナー作動及び/又は構成要素取り扱いに適合するようにノッチ250を含む。例えば、外側リフトピンは、本明細書の他の箇所で説明するように、ノッチ250を通過し、加工物150又はシャドーマスク160のいずれかと接触する。図示の例示的な実施形態では、複数のノッチ250は、0°、90°及び135°で備えられるが、多くの他の構成も可能である。構成要素の各々の間の特定の及び相対的な向きを可能にするために、構成要素(マスク、加工物、及び担体)のいずれかの前又は後側に付加的なノッチ(例えば、図2Cにおける特徴部212)及び「アライナーステージ」上の対応する「ガイドピン」がある場合がある。
実施形態では、磁気取扱担体101は、有意に異なる磁場強度を有する複数の定められた磁性領域を含む。複数の定められた磁性領域は、制御及び局在様式で磁場強度変動をもたらす。このような意図的局所場の変化は、磁場の制御不良の不均一性(例えば、担体101を横切って磁石から磁石まで、全面磁石の不均一材料組成から、その他)が、加工物150の処理中(例えば、堆積中)に不規則な方向に沿って制御不良膨張を引き起こすことになる可能性を低下させる。膨張の制御は、累積ミスアラインメントに寄与するランダム歪みを低減するので有利である。より強力な磁場の定められた領域を提供することにより、定められた領域は、制御可能にシャドーマスク160が膨張するアタッチメントの「固定」点になり、マスクにおいて一貫したかつ低減した歪みを引き起こす。所定の局所的でより強力な磁場領域の具備は、熱膨張不整合誘起の歪みを低減することができるので、様々な連続的処理作動の処理温度が一定である場合には(これは、特にTFB生産に対して行われる場合がある)、「全体的ミスアラインメント」に対する熱膨張の寄与は、一貫性があるようにされる。これは、次に、層の間のミスアラインメントを低減する。
図3は、実施形態による例示的な磁気取扱担体101の平面図である。図示のように、磁石210は、第1の磁性領域210−Aと第2の磁性領域210−Bに分けられる。一実施形態では、第1の磁性領域210−Aは、第2の磁性領域210−Bよりも強力な磁場を有する。例示的な実施形態に対して、第1の磁性領域210−Aは、軸中心(例えば、貫通孔206)に近い第1の半径方向距離から貫通孔206から遠位の第2の半径方向距離まで延びる第1の半径方向長さRL1に沿って延びる。第2の磁性領域210−Bは、軸中心(例えば、貫通孔206)からのRL1に等しいか又はこれよりも大きい第1の半径方向距離から磁気取扱担体101の外側半径に近い第2の半径方向距離(例えば、外径D1のほぼ半分)まで延びる第2の半径方向長さRL2に沿って延びる。第1の磁性領域210−Aのこの例示的な配置は、磁気取扱担体101の中心を確実にシャドーマスク160に磁気的に取り付けられたままにし、外径D1にわたる熱膨張不整合誘起歪みの総量は、担体中心(例えば、貫通孔206)からの距離RL1+RL2で最大である対称的な歪みのほぼ半分に分けられる。描かれた例示的な実施形態は、2つの環状磁性領域210−A及び210−Bを含むが、より多数の磁性領域を有する他の配置が勿論可能であり本発明の範囲である。
図4は、実施形態による磁気取扱担体101のような取扱担体の磁性領域内の磁極方位の概略図である。図示のように、磁性領域(例えば、図3の第1の磁性領域210−A又は第2の磁性領域210−B)内の磁石210は、カバー202を超えて延びる垂直磁場を最大にするように磁気取扱担体(210−1、210−2、その他)の半径方向距離に沿って交互する双極配置を有する。処理環境中に存在する荷電粒子400は、優先的に結合加工物の一部の領域に向けて加速するこのような力線に従うことができる。従って、特定的な実施形態では、単一の均一に磁化した磁石は、カバー202に近い一方の極及び保護ケーシング203の底部に近い第2の極を有する磁気取扱担体101に対して使用することができる(すなわち、「全面」磁石)。他の実施形態では、磁場の軸は、シャドーマスク160のダイパターンマップに整列し、製造しているデバイス間に磁気異常を位置決めする。例えば、図4に示す磁性領域210−1及び210−2は、図3に示す磁気取扱担体101の平面図上に投影される。磁区界面のいずれかでの又は極中心での異常磁場は、ダイ特性に最小限の影響を及ぼすようにシャドーマスク160に対して位置決めすることができる。ダイマップと特定の磁性領域の間の相対方位は、ノッチ及びアライナープラットホーム上の対応する「ガイドピン」に基づく粗いアラインメント(すなわち、「プレアラインメント」)で達成することができる。プレアラインメント作動で達成した粗いアラインメントから、その後の最終「パターン認識ベースの」マスクアラインメントを実施することができる。
図3及び図4に示す例示的な実施形態では、磁性領域210−1及び210−2の各々は、複数のシャドーマスク開口部161を収容するほど十分大きく、従って、複数のダイは、各領域210−1及び210−2内に形成される。図示のように、シャドーマスク開口部161−A及び161−Bは、領域210−1の上に配置されるが、マスク開口部161−A及び161−Bの間の非デバイス領域は、極中心の上に配置される。代替的に、マスク開口部は、磁性領域210−2の縁部から離間したマスク開口部161−Eに関して示すように、磁区界面から離れて離間して配置された磁性領域の上に、又はマスク開口部161−Cに関して示すように、磁区界面の上に配置することができる。
第1の磁性領域210−A及び第2の磁性領域210−Bを含む図3に示すような実施形態に対して、第1及び第2の領域の各々は、単一の均一に磁化した磁石を含むことができる。他の実施形態では、全面磁石ではなく複数のかなり小さい磁石は、1つ又はそれよりも多くの磁性領域(例えば、210−A及び/又は210−B)で使用される。一部のこのような実施形態では、磁気強度は、第1の複数の磁石に対して低下し(例えば、領域210−Bにおいて)、大部分の加工物のための処理環境に対する力線の影響を最小にすることができるが、第2の複数の磁石を使用し(例えば、領域210−Aにおいて)、シャドーマスク160の中心の近くへの十分に強力な固定を保証することができる。
図5Aは、実施形態による自動化シャドーマスク組立/分解システム501の平面図を示す概略図である。システム501は、一般的に、複数のモジュールを整備することができるロボットプラットホームである。一部の実施形態では、システム501は、米国カリフォルニア州サンタ・クララ所在の「Applied Materials」から市販のCentura(登録商標)又はEndura(登録商標)プラットホームとすることができる。代替的な実施形態では、半導体製作において利用される他の市販のプラットホームも、本明細書で説明するような自動化方式でシャドーマスク組立/分解作動を行うように適応させることができる。例示的なシステム501は、ポート502/503を装填/取り外すように結合された中心ロボット取扱モジュール505を含み、そのポートへ/そのポートから本明細書で説明する分解及び組み立てたシャドーマスク−加工物−担体スタックがアクセス可能である。
実施形態では、システム501は、シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタック100のようなシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの少なくとも一部分を組み立て及び/又は分解するアラインメントチャンバ530を更に含む。アラインメントチャンバ530は、シャドーマスクを加工物に整列させることができるアラインメントシステムを含む。図5Bに示す例示的な実施形態では、アラインメントチャンバ530は、CCDベースの光学パターン認識システム533を含む。しかし、光学干渉ベースシステム(例えば、散乱測定技術を使用する)のような他のアラインメントシステムも使用することができる。図5Bに示すように、ヘッド531又はペデスタル536のうちの少なくとも一方は、CCDベースの光学パターン認識システム533からの出力に応答して制御するために、ヘッド531とペデスタル536の間のアラインメントを達成するように多軸走行することができる。例示的なアラインメントチャンバ530に対して、ヘッド531は、ペデスタル536に対する多次元(例えば、6−D)移動に対して構成される。ヘッド531は、本明細書の他の箇所で説明するシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの組立及び/又は分解中にシャドーマスク又は加工物のうちの1つ又はそれよりも多くを保持するように構成された真空又は電磁システムを有するホルダ535を更に含む。
実施形態では、ペデスタル536は、磁気取扱担体又は加工物のうちの1つ又はそれよりも多くを保持するための真空又は電磁システムを設けるように構成される。図5Bに示す例示的な実施形態に対して、内側リフト537及び外側リフト538は、ペデスタル536に結合され、各リフトは、独立作動が可能である。好ましい実施形態では、内側リフト537は、磁気取扱担体101のような磁気取扱担体をペデスタル536の上に/これから離れて(ヘッド531から離れて/これに向けて)持ち上げる/下げるようになっているが、外側リフト538は、本明細書の他の箇所で説明するように、組立/分解作動中に加工物150のような加工物をペデスタル536の上に/これから離れて(ヘッド531から離れて/これに向けて)持ち上げる/下げるようになっている。
図5Aに戻ると、例示的なシステム501は、半導体処理クラスターツールに対して従来式のあらゆる加工物アラインメント手段を使用することができるプレアライナー550を更に含む。例えば、プレアライナー550は、±0.5度まで正確にポート502/503から装荷された加工物の回転アラインメントを提供するように構成することができる。更に図示のように、システム501はまた、シャドーマスクストレージモジュール510及び取扱担体ストレージモジュール520を含む。ストレージモジュール510は、所定のシャドーマスクへの加工物の組み付けを容易にするためにシャドーマスク管理機能を提供するように構成することができる。例えば、シャドーマスクのマガジンは、シャドーマスクストレージモジュール510内に保存することができ、インデクサーが、システム501によって実行されるレシピのレシピパラメータフィールドによって定められた特定のシャドーマスクを提供することができる。同様に、磁気取扱担体101のような複数の取扱担体は、本明細書の他の箇所で説明するように、組立/分解シーケンスの実行中にロボット取扱モジュール505に保存され、インデックス付けするか又はそうでなければアクセス可能にすることができる。
図6Aは、本発明の実施形態によるシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを組み立てるための例示的な方法600における作動を表す流れ図である。図8A〜図8Kは、方法600の特定の作動が実施される時のアラインメントチャンバ530(図5B)の状態を示している。
方法600は、作動601においてプラットホームに加工物の提供を始める。一実施形態では、作動601において、加工物150は、システム501の入力ポート502においてインデックス付けされる。次に、作動605において、担体は、プラットホームのアラインメントチャンバにおいて第1の支持体上に装荷される。一実施形態では、作動605において、磁気取扱担体101は、ペデスタル536(図8A)上に装荷される。例えば、磁気取扱担体101は、担体ストレージモジュール520(図5A)から選択され、ロボットハンドラー890(図5A)を有するロボット取扱モジュール505を通過して内側リフト537(図8B及び図8C)上に設置することができる。次に、内側リフト537を下げ、磁気取扱担体101をペデスタル536(図8D)上に配置する。半自動化実施形態では、人間オペレータは、内側リフト537上に磁気取扱担体101を供給することができ、その時に内側リフト537は、自動的に又は手動で下げられ、磁気取扱担体101をペデスタル536上に配置することができる。磁気取扱担体101がペデスタル536上に配置されると、ペデスタル536上の所定位置に磁気取扱担体101を保持するように電磁又は真空クランプ力などを印加することができる。
図6Aに戻ると、方法600は、シャドーマスクがアラインメントチャンバにおいて第2の支持体上に装荷される作動610に進む。例示的な完全自動化実施形態では、作動610において、シャドーマスク160は、ヘッド531(図8D)上に装荷される。例えば、シャドーマスク160は、ロボットハンドラー890によってシャドーマスクストレージモジュール510から選択され、ロボット取扱モジュール505(図5A)を通過してホルダ535(図8E)上に設置することができる。半自動化実施形態では、人間オペレータは、ホルダ535上にシャドーマスク160を供給することができる。ヘッド531上に配置されたシャドーマスク160により、電磁又は真空クランプ力などは、ヘッド531上の所定位置にシャドーマスク160を保持するように印加することができる。
図6Aに戻って参照すると、方法600は、加工物がアラインメントチャンバ530の中に装荷される作動615に進む。例示的な完全自動化実施形態では、作動615において、加工物150は、入力ポート502(図5A)からロボットハンドラー890(図8F)によってアラインメントチャンバ530の中に装荷される。加工物150は、外側リフト538(図8G)上に置かれる。アラインメントチャンバ530に存在するシャドーマスク−加工物−磁気取扱担体スタックの各構成要素により、加工物150は、最初にシャドーマスク160に結合されるか又は取扱担体101に結合されるかのいずれかである。担体101が埋め込まれた永久磁石を含む一実施形態では、加工物150は、シャドーマスク160と担体101の間に何ら電磁結合なしにこのようなアラインメントを実施することができるように、最初にシャドーマスク160に整列してこれに結合される。しかし、代替的な実施形態(例えば、担体101が電磁を使用する場合)において、加工物150は、最初に担体101に整列してこれに結合される。
図6Aに更に示すように、加工物は、作動620においてシャドーマスクの近くに位置決めされ、その後の2つのアラインメントを容易にする。図8Hに示す例示的な実施形態では、ヘッド531及び外側リフト538のうちの少なくとも一方は、それらが加工物150の装荷中の時よりも近づくように他方に対して移動する。CCDベースの光学パターン認識システム533を使用する特定の実施形態では、ヘッド531及び/又は外側リフト538は、CCDベースの光学パターン認識システム533の被写界深度の範囲でシャドーマスク160(ヘッド531上に配置された)及び加工物150(外側リフト538上に配置された)の各々を位置決めするように移動するが、シャドーマスク160とシャドーマスク160が磁気取扱担体101に磁気的に結合していない磁気取扱担体101(ペデスタル536上に配置された)との間は、十分に大きく分離したままである。特定的な実施形態では、中和磁場が、ペデスタル536又はヘッド531によって印加され、シャドーマスク160と担体101の間の有効磁場力を低減することができる。
所定位置でのヘッド51及び外側リフト538により、方法600は、加工物をヘッド531及びペデスタル536のうちの1つ又はそれよりも多くの制御移動によりシャドーマスクに整列させる作動625に進む。例示的な実施形態では、シャドーマスク160のパターン化特徴部161は、CCD(例えば、ヘッド531に装着された)からの入力に基づくコントローラによって実行する自動化光学アラインメントアルゴリズムを使用して加工物150において予めパターン化された特徴部(図示せず)に整列する。
ペデスタル536に対するヘッド531の位置間のアラインメント誤差の閾値公差に達した時に、整列したシャドーマスクは、作動630において加工物上に配置される。自動化又は半自動化実施形態のいずれかに対して、加工物150がシャドーマスク160に整列すると、周囲保持力が、外側リフト538によって印加され、シャドーマスク−加工物−磁気取扱担体スタックが組み立てられるまで、シャドーマスク160に対して所定位置に加工物150を保持することができる(ホルダ535によって保持されるように)。例示的な実施形態では、ヘッド531、ペデスタル536、又は内側リフト537のうちの1つ又はそれよりも多くを他方に向けて移動し、加工物150の底面を担体101(ペデスタル536上に配置された)の上面と接触させ、この時点で、磁気取扱担体101とシャドーマスク160の間の電磁結合により、整列方式でシャドーマスク160を加工物150に取り付け、シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタック100を形成する。例えば、一実施形態では、加工物150に整列したシャドーマスク160を使用して、加工物は、外側リフト538によって支持されるが、内側リフト537は、作動635において上げられ、整列した加工物150を担体101(図8J)上に配置し、次に、外側リフト538は、下げられ、組み立てた磁気取扱担体スタックをロボットハンドラー890上に設置する。半自動化実施形態では、人間オペレータは、加工物150を磁気取扱担体101上に供給することができる。
次に、方法600は、組み立てたシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタック100がアラインメントチャンバ530(例えば、内側リフト537によって位置決めされたような)からポート502/503に通される作動699で完了し、同じか又は個別のシステム/プラットホームが、組み立てたスタック上でその続の処理(例えば、堆積)を実施することを可能にする。
別の実施形態では、システム501は、その後の処理(例えば、膜堆積)を組み立てたスタック上で実施した後に、シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの分解を更に実施することができる。一実施形態では、アラインメントチャンバ530は、分解作動に対して使用されるが、別の実施形態では、アラインメントチャンバ530とは別のチャンバを利用し、シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを分解する。1つのこのような実施形態では、CCDベースの光学パターン認識システム533のようなアラインメントシステムを欠き、かつ簡易(例えば、6−D未満)移動を有するが、そうでなければ図5Bに示す全ての構成要素を含む分解モジュールを利用し、シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックを分解する。
図6Bは、シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックをシステム501のようなプラットホームに供給することから始めて、例示的な分解方法650を示している。図9A〜図9Gは、方法650の作動を実施する時のアラインメントチャンバ530(図5B)の状態を示している。例えば、シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタック100は、ポート502/503(図5A)に供給することができる。作動655において、組み立てたスタック100は、ロボットハンドラー890によって分解チャンバ又はモジュール(例えば、図9A〜図9Cに示すようなアラインメントチャンバ530)の中に装荷される。加工物150は、最初にシャドーマスク160又は取扱担体101のいずれかから切り離される。
一実施形態では、作動660において、加工物150は、最初に担体から持ち上げられる(例えば、外側リフト538により)。例えば、担体101が埋め込まれた永久磁石を含む一実施形態では、加工物150は、最初に加工物150を持ち上げるように外側リフト538を上げることによって担体101から切り離され、揚力によって磁気クランプ力及び担体101をペデスタル536に締結するペデスタル336によって印加された力に打ち勝つ。
別の実施形態では、加工物150は、作動675において、シャドーマスク160から離して加工物150を下げる外側リフト538によって印加された周囲保持力によりシャドーマスク150から最初に切り離されるが、シャドーマスク160は、ホルダ535によってヘッド531にクランプ締めされる。代替的に、図9Dに示すように、中和磁場が、ペデスタル536により印加され、シャドーマスク160がホルダ353によってクランプ締めされている間に磁気取扱担体101からシャドーマスク160の電磁結合を外すことができ、又は担体101内の電磁石の磁力を落とすことができる。
シャドーマスク160及び担体101が電磁的に切り離されると、シャドーマスクは、加工物150から取り上げられる。例えば、図9D〜図9Eを参照すると、ヘッド531、外側リフト538、又はペデスタル536は、他方に向けて移動され、ホルダ535がシャドーマスク160に結合することを可能にする。シャドーマスクが取り外されると、ロボットハンドラー890又は人間オペレータは、作動680(図9F)において、加工物150を分解チャンバから取り外すことができる。例示的な完全自動化実施形態では、ロボット取扱モジュール505は、加工物150をアラインメントチャンバ530からそれをその後のマスクなし処理のために作動699においてシステム501から取り外すことができるポート502/503まで移送する。
作動690において、ロボットハンドラー又はオペレータは、図9Gに示して本明細書の他の箇所で更に説明するように、シャドーマスク160を分解チャンバから更に取り外すことができ、又はシャドーマスク160をヘッド531に取り付けたままにし、その後に新しい加工物150Bに整列させることを可能にすることができる。同様に、作動695において、ロボットハンドラー又はオペレータはまた、本明細書の他の箇所で更に説明するように、磁気取扱担体101を分解チャンバから取り外すことができ、又は磁気取扱担体101をペデスタル536に取り付けたままにし、新しい加工物を受け入れることを可能にすることができる。
アラインメントチャンバ530をシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの組立及び分解の両方に利用する特定的な実施形態では、第1のスタックの分解を第2のスタックの組立と同時に実施し、担体及びシャドーマスクの移送を最小にする。このような実施形態は、作業フローが連続作動でステージに置かれた加工物を有する時に有利な場合があり、完成した加工物からのシャドーマスクは、まだ処理されていない加工物まで直接に移動することができる。
図6Cは、実施形態による第1のシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの分解を第2のシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックの組立に統合するための例示的な方法651における作動を表す流れ図である。一般的に、図6A及び図6Bに示す選択された作動は、同時組立及び分解を達成するように順序付けられる。より具体的には、作動651及び601は、第1の加工物を含むシャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタック、並びに第2の(装着されていない)加工物の両方をシステム501のようなプラットホームに供給するように実施される。次に、方法651は、実質的に本明細書の他の箇所で説明するように、作動655、660、675、690、及び699を実施するように進む。その後、作動615は、組立チャンバ(例えば、図9Gに示すような)において第2の加工物150Bを装荷するように実施される。次に、作動620、625、630、及び640は、方法651を終了するために、実質的に本明細書の他の箇所で説明するように実施される。
図7は、図5Aに示す自動化シャドーマスク組立/分解システム501及び/又は図5Bに示すアラインメントチャンバ530を制御し、図6A、図6B、及び図6Cの方法のうちの1つ又はそれよりも多くを実施するのに使用することができるコンピュータシステム700のブロック図である。
例示的なコンピュータシステム700を使用し、本明細書で説明する作動、処理チャンバ、又は処理プラットホームのうちの1つ又はそれよりも多くを制御することができる。代替的な実施形態では、機械は、「ローカルエリアネットワーク(LAN)」、イントラネット、エクストラネット、又は「インターネット」において他の機械に接続する(ネットワークで結ぶ)ことができる。機械は、クライアントサーバネットワーク環境におけるサーバ又はクライアント機械の機能において、又はピアツーピア(又は分散型)ネットワーク環境におけるピア機械として作動させることができる。機械は、パーソナルコンピュータ(PC)、サーバ、ネットワークルータ、スイッチ又はブリッジ、又はその機械によって取るべき行動を指定する1組の命令(順次又はその他)を実行することができるあらゆる機械とすることができる。更に、単一機械のみを示すが、用語「機械」はまた、本明細書で説明する手法のいずれか1つ又はそれよりも多くを実施するように1組(又は複数組)の命令を個々に又は共に実行する機械(例えば、コンピュータ)のあらゆる集合を含むように解釈すべきである。
例示的なコンピュータシステム700は、バス730を通じて互いに連通するプロセッサ702、メインメモリ704(例えば、読取専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、同期DRAM(SDRAM)、又はラムバスDRAM(RDRAM)などのような動的ランダムアクセスメモリ(DRAM)、静的メモリ718(例えば、フラッシュメモリ、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、その他)、及び2次メモリ718(例えば、データ記憶デバイス)を含む。
プロセッサ702は、マイクロプロセッサ又は中央演算処理ユニットなどのような1つ又はそれよりも多くの汎用処理デバイスを代表するものである。特に、プロセッサ702は、複合命令組コンピュータ(CISC)マイクロプロセッサ、縮小命令組コンピュータ(RISC)マイクロプロセッサ、超長命令語(VLIW)マイクロプロセッサ、他の命令組を実施するプロセッサ、又は命令組の組合せを実施するプロセッサとすることができる。プロセッサ702はまた、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、又はネットワークプロセッサなどのような1つ又はそれよりも多くの専用処理デバイスとすることができる。プロセッサ702は、本明細書の他の箇所で説明する処理作動を実施するための処理論理726を実行するように構成される。
コンピュータシステム700は、ネットワークインタフェースデバイス708を更に含むことができる。コンピュータシステム700はまた、映像表示ユニット710(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)又はブラウン管(CRT))、英数字入力デバイス712(例えば、キーボード)、カーソル制御デバイス714(例えば、マウス)、及び信号発生デバイス716(例えば、スピーカ)を含むことができる。
2次メモリ718は、本明細書で説明する方法又は機能のいずれか1つ又はそれよりも多くを具現化する命令(例えば、ソフトウエア722)のうちの1つ又はそれよりも多くの組を記憶する機械アクセス可能記憶媒体(又はより具体的には、コンピュータ可読記憶媒体)731を含むことができる。ソフトウエア722はまた、コンピュータシステム700によるその実行中に完全に又は少なくとも部分的に主メモリ704内及び/又はプロセッサ702内に常駐することができ、主メモリ704及びプロセッサ702も、コンピュータ可読記憶媒体を構成する。ソフトウエア722は、ネットワークインタフェースデバイス708を通じてネットワーク720にわたって更に送信又は受信することができる。
コンピュータ可読記憶媒体731は、処理システムによって実行するための1組の命令を記憶するのに更に使用することができ、これは、システムが本発明の実施形態のいずれか1つ又はそれよりも多くを実施することを可能にする。本発明の実施形態は、更に、コンピュータプログラム製品又はソフトウエアとして提供することができ、これは、コンピュータシステム(又は他の電子デバイス)をプログラムし、本発明による処理を実施するのに使用することができる命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体は、機械(例えば、コンピュータ)によって可読な形式の情報を記憶するためのあらゆる機械を含む。例えば、機械可読(例えば、コンピュータ可読)媒体は、機械(例えば、コンピュータ)可読記憶媒体(例えば、読取専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気ディスク記憶媒体、光学式記憶媒体、及びフラッシュメモリデバイス、その他)を含む。
すなわち、磁気取扱担体と、シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタックのような製造アセンブリを組立及び分解する方法とを開示した。本発明の実施形態は、構造的特徴又は特定の方法論的行為に固有の言語で説明したが、本明細書に伝える本発明は、必ずしも上述の例示的な特徴及び実施形態に限定されるものではないことは理解されるものとする。
100 シャドーマスク/加工物/磁気取扱担体スタック
101 磁気取扱担体
150 加工物
160 シャドーマスク
161 パターン化特徴部

Claims (15)

  1. 基板の薄膜処理のためのアセンブリであって、
    複数の定められた磁性領域を備えた磁気取扱担体であって、該磁気取扱担体の軸中心に近接する第1の磁性領域が、前記磁気取扱担体の軸中心から離れている第2の磁性領域の磁場強度より大きい磁場強度を有する、前記磁気取扱担体と、
    前記磁気取扱担体の上に配置されてこれに磁気的に結合されたシャドーマスクであって、処理条件に露出される時に該シャドーマスクと該磁気取扱担体の間に配置されることになる加工物の上部を覆う前記シャドーマスクと、
    を含むことを特徴とするアセンブリ。
  2. 前記磁気取扱担体は、保護ケーシングに封入された高温適合永久磁石又は電磁石を含むことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
  3. 前記保護ケーシングは、
    前記磁石を収容する凹部を含むプレートと、
    前記プレートに固定されたカバーと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項2に記載のアセンブリ。
  4. 前記磁気取扱担体は、気体を該担体の裏面から該担体の上面まで誘導する貫通孔を含み、
    前記担体の前記上面は、前記貫通孔からの前記気体を該上面のある一定の区域にわたって配分するための凹部を含む、
    ことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
  5. 磁気取扱担体は、該担体のある一定の区域にわたって配置された複数の磁石を含み、該複数の磁石は、
    前記担体の軸線方向中心の近くに配置された第1の環状磁石、及び
    前記担体の前記軸線方向中心から外向きにある一定の半径方向距離に配置された第2の環状磁石、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
  6. 前記複数の磁石は、前記シャドーマスクの隣接する開口部の間のある一定の領域に配置された磁極中心又は磁区界面のいずれかを有するように前記担体内に位置決めされた第1及び第2の磁石を含むことを特徴とする請求項5に記載のアセンブリ。
  7. 処理条件に露出するために加工物の上部を覆うようにシャドーマスクを組み立てるためのシステムであって、
    前記シャドーマスクを保持する第1の支持体と、
    取扱担体を保持する第2の支持体であって、前記取扱担体は複数の定められた磁性領域を備え、前記取扱担体の軸中心に近接する第1の磁性領域が、前記取扱担体の軸中心から離れている第2の磁性領域の磁場強度より大きい磁場強度を有する、第2の支持体と、
    前記シャドーマスクを前記担体及びシャドーマスクの間に配置されることになる前記加工物に整列させるアラインメントシステムであって、前記第1及び第2の支持体が、該アラインメントシステムからの出力に応答して該加工物を該シャドーマスクと接触させるために互いに対して移動可能である前記アラインメントシステムと、
    を含む第1のチャンバ、
    を含むことと特徴とするシステム。
  8. 前記第1及び第2の支持体は、前記シャドーマスクを前記取扱担体の磁場の中にもたらすように互いに対して移動可能であることを特徴とする請求項7に記載のシステム。
  9. 前記第1及び第2の支持体の少なくとも一方が、前記シャドーマスク又は取扱担体の一方を保持するための真空式、機械式、又は静電気クランプを含み、かつ
    前記第1及び第2の支持体の少なくとも一方が、多軸移動可能ステージを含む、
    ことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
  10. 前記アラインメントシステムは、コンピュータ式パターン認識システムを含むことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
  11. 前記第2の支持体は、裏面冷却システム、前記加工物を前記担体に置き換える第1のリフトピン、及び前記担体を該第2の支持体に対して変位させる第2のリフトピンを含むことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
  12. シャドーマスクのマガジンを置き換えるためのインデクサーを含むシャドーマスクストレージモジュールと、
    前記シャドーマスクに組み付けられることになる担体のマガジンを置き換えるためのインデクサーを含む担体ストレージモジュールと、
    前記ストレージモジュールと前記第1のチャンバの間でシャドーマスク及び担体の両方を移送するためのロボットハンドラーと、
    を更に含むことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
  13. 処理条件に露出するために加工物の上部を覆うシャドーマスクを取り扱う方法であって、
    取扱担体を第1の支持体上に配置する段階であって、前記取扱担体は複数の定められた磁性領域を備え、前記取扱担体の軸中心に近接する第1の磁性領域が、前記取扱担体の軸中心から離れている第2の磁性領域の磁場強度より大きい磁場強度を有する、前記取扱担体を配置する段階と、
    シャドーマスクを第2の支持体上に配置する段階と、
    コンピュータ制御式多軸ステージを用いて、コンピュータ式パターン認識システムに基づいて前記第1の支持体を前記第2の支持体に対して第1の距離だけ移動することにより、前記シャドーマスクの第1のパターン化特徴部を加工物の第2のパターン化特徴部に整列させる段階と、
    前記第1の支持体を前記第2の支持体に対して第2の距離だけ移動して前記整列したシャドーマスクの底面を前記取扱担体の磁場の中にもたらすことにより、該整列したシャドーマスクを該取扱担体と結合する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
  14. 前記第1及び第2のパターン化特徴部を整列させる前に前記加工物を前記取扱担体上に配置する段階、
    を更に含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 前記第1及び第2のパターン化特徴部を整列させる最中に前記加工物の上で前記第1の支持体上に配置される間は前記シャドーマスクを懸架する段階、
    を更に含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
JP2012536873A 2009-10-27 2010-10-18 シャドーマスクアラインメント及び管理システム Active JP5732061B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US25542609P 2009-10-27 2009-10-27
US61/255,426 2009-10-27
US12/905,460 US9325007B2 (en) 2009-10-27 2010-10-15 Shadow mask alignment and management system
US12/905,460 2010-10-15
PCT/US2010/053067 WO2011056403A2 (en) 2009-10-27 2010-10-18 Shadow mask alignment and management system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013509002A JP2013509002A (ja) 2013-03-07
JP5732061B2 true JP5732061B2 (ja) 2015-06-10

Family

ID=43970636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012536873A Active JP5732061B2 (ja) 2009-10-27 2010-10-18 シャドーマスクアラインメント及び管理システム

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9325007B2 (ja)
EP (1) EP2494646B1 (ja)
JP (1) JP5732061B2 (ja)
KR (1) KR101770638B1 (ja)
CN (2) CN104630702B (ja)
WO (1) WO2011056403A2 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9325007B2 (en) 2009-10-27 2016-04-26 Applied Materials, Inc. Shadow mask alignment and management system
KR101786850B1 (ko) 2011-08-08 2017-10-18 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 레이저 패터닝을 위해 통합된 차광층들 및 차열층들을 구비한 박막 구조물들 및 디바이스들
US8673791B2 (en) 2012-05-25 2014-03-18 International Business Machines Corporation Method and apparatus for substrate-mask alignment
US9000455B2 (en) * 2013-03-10 2015-04-07 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Shadow mask assembly
JP5455099B1 (ja) 2013-09-13 2014-03-26 大日本印刷株式会社 金属板、金属板の製造方法、および金属板を用いてマスクを製造する方法
JP5516816B1 (ja) 2013-10-15 2014-06-11 大日本印刷株式会社 金属板、金属板の製造方法、および金属板を用いて蒸着マスクを製造する方法
JP5641462B1 (ja) 2014-05-13 2014-12-17 大日本印刷株式会社 金属板、金属板の製造方法、および金属板を用いてマスクを製造する方法
TW201622229A (zh) * 2014-08-28 2016-06-16 應用材料股份有限公司 用於增加LiPON離子導電性以及薄膜電池製造產率的特殊LiPON遮罩
KR102227479B1 (ko) 2014-09-17 2021-03-15 삼성디스플레이 주식회사 마그넷 플레이트 조립체, 이를 포함하는 증착 장치 및 증착 방법
CN105695937B (zh) * 2014-11-28 2019-06-11 上海和辉光电有限公司 磁性装置、磁力调节装置及其磁力调节方法
CN104561895B (zh) * 2014-12-25 2017-03-22 昆山国显光电有限公司 一种复合掩膜板及其制作方法
TWI696708B (zh) 2015-02-10 2020-06-21 日商大日本印刷股份有限公司 有機el顯示裝置用蒸鍍遮罩之製造方法、欲製作有機el顯示裝置用蒸鍍遮罩所使用之金屬板及其製造方法
CN105679799B (zh) * 2016-01-25 2018-09-04 京东方科技集团股份有限公司 一种大尺寸amoled显示基板及其制作方法
US10637101B2 (en) 2017-05-03 2020-04-28 International Business Machines Corporation Miniaturized electronics package with patterned thin film solid state battery
US10503077B2 (en) 2017-11-07 2019-12-10 International Business Machines Corporation Shadow mask area correction for tunnel junctions
US10886452B2 (en) * 2018-01-25 2021-01-05 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Selective and direct deposition technique for streamlined CMOS processing
CN111276749B (zh) * 2018-12-04 2021-01-26 有研工程技术研究院有限公司 一种射频磁控溅射法制备高性能全固态薄膜锂电池的方法
WO2020140034A1 (en) 2018-12-28 2020-07-02 Didi Research America, Llc System and methods for microfabrication
US11189516B2 (en) 2019-05-24 2021-11-30 Applied Materials, Inc. Method for mask and substrate alignment
US11538706B2 (en) 2019-05-24 2022-12-27 Applied Materials, Inc. System and method for aligning a mask with a substrate
US10916464B1 (en) 2019-07-26 2021-02-09 Applied Materials, Inc. Method of pre aligning carrier, wafer and carrier-wafer combination for throughput efficiency
US11196360B2 (en) 2019-07-26 2021-12-07 Applied Materials, Inc. System and method for electrostatically chucking a substrate to a carrier
US11756816B2 (en) 2019-07-26 2023-09-12 Applied Materials, Inc. Carrier FOUP and a method of placing a carrier
US10991547B2 (en) 2019-09-25 2021-04-27 Applied Materials, Inc. Method and device for a carrier proximity mask
US10957512B1 (en) * 2019-09-25 2021-03-23 Applied Materials, Inc. Method and device for a carrier proximity mask
US11335531B2 (en) 2020-02-13 2022-05-17 Applied Materials, Inc. Shadow mask apparatus and methods for variable etch depths
US11715662B2 (en) 2020-12-11 2023-08-01 Applied Materials, Inc. Actively clamped carrier assembly for processing tools

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2006A (en) * 1841-03-16 Clamp for crimping leather
JPS6342155U (ja) 1986-09-04 1988-03-19
JP2735077B2 (ja) 1988-12-26 1998-04-02 富士通株式会社 蒸着治具
JP3516346B2 (ja) 1992-09-08 2004-04-05 大日本印刷株式会社 スパッタ用治具
US5352294A (en) * 1993-01-28 1994-10-04 White John M Alignment of a shadow frame and large flat substrates on a support
JP4058149B2 (ja) 1997-12-01 2008-03-05 キヤノンアネルバ株式会社 真空成膜装置のマスク位置合わせ方法
JP2004079349A (ja) 2002-08-19 2004-03-11 Sony Corp 薄膜形成装置
JP4184771B2 (ja) 2002-11-27 2008-11-19 株式会社アルバック アライメント装置、成膜装置
JP4463492B2 (ja) * 2003-04-10 2010-05-19 株式会社半導体エネルギー研究所 製造装置
JP4549697B2 (ja) 2004-03-04 2010-09-22 株式会社アルバック 成膜装置及び成膜方法
JP4494832B2 (ja) 2004-03-11 2010-06-30 株式会社アルバック アライメント装置及び成膜装置
JP4534011B2 (ja) * 2004-06-25 2010-09-01 京セラ株式会社 マスクアライメント法を用いたディスプレイの製造方法
JP4545504B2 (ja) * 2004-07-15 2010-09-15 株式会社半導体エネルギー研究所 膜形成方法、発光装置の作製方法
US7196775B2 (en) 2004-08-23 2007-03-27 Asml Holding N.V. Patterned mask holding device and method using two holding systems
JP2006069625A (ja) 2004-09-02 2006-03-16 Nsk Ltd キャップ装着用治具及び該治具に用いられる転がり軸受
JP4576200B2 (ja) 2004-10-21 2010-11-04 キヤノンアネルバ株式会社 基板処理装置及び基板処理装置におけるアーキング発生監視方法
US20060086321A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Advantech Global, Ltd Substrate-to-mask alignment and securing system with temperature control for use in an automated shadow mask vacuum deposition process
JP4331707B2 (ja) 2004-12-16 2009-09-16 三星モバイルディスプレイ株式會社 整列システム、垂直型トレイ移送装置及びこれを具備した蒸着装置
EP1715075B1 (de) 2005-04-20 2008-04-16 Applied Materials GmbH & Co. KG Magnetische Maskenhalterung
EP1717339A2 (de) * 2005-04-20 2006-11-02 Applied Films GmbH & Co. KG Kontinuierliche Beschichtungsanlage
KR20060134363A (ko) * 2005-06-22 2006-12-28 엘지.필립스 엘시디 주식회사 경사형 캐리어 이송 장치
CN101547749B (zh) * 2006-05-10 2012-09-05 阿德文泰克全球有限公司 拉伸孔眼掩模和安装的方法
KR100712953B1 (ko) 2006-06-16 2007-05-02 두산디앤디 주식회사 기판 얼라인장치 및 이를 이용한 기판얼라인방법
US20080006523A1 (en) * 2006-06-26 2008-01-10 Akihiro Hosokawa Cooled pvd shield
CN101675178A (zh) 2007-11-30 2010-03-17 佳能安内华股份有限公司 基板处理设备及基板处理方法
US9325007B2 (en) 2009-10-27 2016-04-26 Applied Materials, Inc. Shadow mask alignment and management system

Also Published As

Publication number Publication date
US9325007B2 (en) 2016-04-26
CN104630702A (zh) 2015-05-20
KR101770638B1 (ko) 2017-08-25
CN104630702B (zh) 2017-05-31
CN102668215B (zh) 2015-01-14
EP2494646A4 (en) 2014-03-26
US10199660B2 (en) 2019-02-05
JP2013509002A (ja) 2013-03-07
WO2011056403A3 (en) 2011-09-29
US20160204451A1 (en) 2016-07-14
WO2011056403A2 (en) 2011-05-12
CN102668215A (zh) 2012-09-12
US20110131792A1 (en) 2011-06-09
EP2494646A2 (en) 2012-09-05
KR20120101662A (ko) 2012-09-14
EP2494646B1 (en) 2017-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5732061B2 (ja) シャドーマスクアラインメント及び管理システム
US10347523B2 (en) Receptacle device, device and method for handling substrate stacks
US6822407B2 (en) Multiple degree of freedom substrate manipulator
JP5148666B2 (ja) スライド可能に配置された板をもつ、電子コンポーネント整列用担体
US20060102285A1 (en) Processing thin wafers
TWI724989B (zh) 對準載體環件的方法及機械臂
KR101400453B1 (ko) 기판 반송 방법 및 기판 반송 시스템
JP2015527692A (ja) ワークピースキャリア
US10014201B1 (en) Magnetic wafer gripper
WO2020139626A1 (en) Magnetized substrate carrier apparatus with shadow mask for deposition
JP2010267746A (ja) 半導体処理装置
JP6516889B2 (ja) 基板スタックを取り扱うための、収容システム及び装置及び方法
US8963337B2 (en) Thin wafer support assembly
JP2002241923A (ja) 処理ユニット、処理装置、処理方法、表示素子の製造装置および表示素子の製造方法
JP2015209574A (ja) 表面に膜を有する部材を製造する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131017

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140827

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20141127

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20141204

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20141226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5732061

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250