JP5736513B2

JP5736513B2 - エッジ除外マスクシールディングの保護

Info

Publication number: JP5736513B2
Application number: JP2014526395A
Authority: JP
Inventors: クラウスゼンゲル，; ラルフリンデンベルク，; ハラルトヴルスター，; ハウケハンゼン，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2031-08-25
Also published as: CN103748255B; TWI528415B; EP2748350A1; WO2013026492A1; KR101577577B1; JP2014529683A; CN103748255A; TW201312628A; EP2748350B1; KR20140054223A

Description

本発明の実施形態は、層堆積のマスキングアレンジメント（ｍａｓｋｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）および／またはマスクと、マスキングアレンジメントおよび／またはマスクを利用する層堆積の方法とに関する。本発明の実施形態は、特に、エッジ除外マスクと、エッジ除外マスクで層を堆積させる方法に関し、具体的には、層堆積の間基板をマスクするためのマスキングアレンジメント、基板に層を堆積させるための装置、および基板の上に層を堆積させる方法に関する。

基板に材料を堆積させるいくつかの方法が知られている。例えば、基板は、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）プロセスなどで被覆することができる。一般に、そのプロセスは、被覆されるべき基板が配置されるプロセス装置またはプロセスチャンバでなされる。堆積材料が装置に供給される。複数の材料を、しかしさらにそれらの酸化物、窒化物、または炭化物を基板への堆積で使用することができる。

被覆される材料は、いくつかの用途およびいくつかの技術分野で使用することができる。例えば、用途は、半導体デバイスの生成などのマイクロエレクトロニクスの分野にある。さらに、ディスプレイ用基板は、多くの場合、ＰＶＤプロセスで被覆される。さらなる用途には、絶縁パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネル、ＴＦＴをもつ基板、色フィルタなどが含まれる。

被覆プロセスにおいて、例えば、被覆されるべき区域の境界をより良好に画定するために、マスクを使用することが有用であることがある。いくつかの用途では、基板の一部のみが被覆されるべきであり、被覆されるべきでない部分はマスクで覆われる。大面積基板を被覆する装置などのいくつかの用途では、基板のエッジが被覆されないようにすることが有用であることがある。例えばエッジ除外マスクによりエッジを除くことにより、被覆なし基板エッジを提供し、基板の裏側の被覆を防止することが可能である。例えば、多くの他の用途のうちの１つとしてのＬＣＤＴＶ層堆積は、非被覆の基板エッジを必要とする。上述のマスクは、通常、基板のこの区域を覆う。

しかし、材料堆積プロセスにおいて、マスクはエッジ除外マスクとすることができるが、マスクの場所が基板の前にあることに起因してやはり堆積材料に曝される。非被覆マスクおよび被覆マスクの影響は複雑であることがあり、堆積されるべき材料に依存することがある。さらに、マスクと、マスク支持体と、保護シールドのような他の要素とを含むマスキングアレンジメントのエッジ除外マスク、マスク全般、または構成要素の被覆が、より高いメンテナンス要求を招くことがある。

上述に鑑みて、本発明の目的は、当技術分野の問題のうちの少なくともいくつかを克服するマスク、特にエッジ除外マスク、マスキングアレンジメント、マスクを有する堆積装置、および基板のエッジをマスクする方法を提供することである。

上述に照らして、独立請求項１に記載のマスク構造体、独立請求項７に記載の装置、および独立請求項９に記載の方法が提供される。本発明のさらなる態様、利点、および特徴は、従属請求項、説明、および添付図面から明らかである。

１つの実施形態によれば、層堆積の間基板をマスクするためのマスキングアレンジメントが提供される。マスキングアレンジメントは、層堆積の間基板を露出させるための開孔を形成するマスク構造体と、マスキング構造体に近接して設けられる保護シールドであって、保護シールドは、マスキングアレンジメントの１つまたは複数の部分が層堆積中に被覆されないように保護し、境界面が保護シールドとマスキング構造体との間に形成される、保護シールドとを含み、マスク構造体は、境界面の上を延びる屋根部分を含み、屋根部分は、保護シールドの一部分とともに間隙を形成する。

別の実施形態によれば、基板に層を堆積させるための装置が提供される。この装置は、その中が層堆積用に適合されたチャンバと、チャンバ内のマスキングアレンジメントとを含む。マスキングアレンジメントは、層堆積の間基板を露出させるための開孔を形成するマスク構造体と、マスキング構造体に近接して設けられる保護シールドであって、保護シールドは、マスキングアレンジメントの１つまたは複数の部分が層堆積中に被覆されないように保護し、境界面が保護シールドとマスキング構造体との間に形成される、保護シールドとを含み、マスク構造体は、境界面の上を延びる屋根部分を含み、屋根部分は、保護シールドの一部分とともに間隙を形成する。この装置は、層を形成する材料を堆積させるための堆積供給源をさらに含む。

さらなる実施形態によれば、基板の上に層を堆積させる方法が提供される。この方法は、基板の一部分をマスクでマスクすることであって、マスキング構造体と保護シールドとの間に形成される境界面を越えて延びるマスキング構造体の屋根部分が堆積供給源に面する、マスクすることと、層の材料を基板に堆積させることであって、被覆がマスキング構造体上に供給され、この被覆およびさらなる被覆が互いに接触しないようにさらなる被覆が保護シールド上に供給される、堆積させることとを含む。

本発明の上述で列挙した特徴を詳細に理解できるように、上述で簡単に要約した本発明のより詳細な説明を実施形態を参照して行うことができる。添付図面は本発明の実施形態に関係し、以下に記載される。

基板のエッジをマスクするために普通に使用されるようなマスク構造体を示す図である。図１Ａに示したようなマスク構造体の断面側面図である。普通のマスク構成の要素への層堆積のシナリオを示す図である。普通のマスク構成の要素への層堆積のシナリオを示す図である。マスキングアレンジメントと、エッジ除外マスクなどのマスク構造体との実施形態を示すためのマスキングアレンジメントの一部分の断面側面図である。本明細書で説明する実施形態によるマスキングアレンジメントへの被覆材料の堆積を示す図である。本明細書で説明する実施形態を示す、さらなるマスキングアレンジメントと、エッジ除外マスクなどのマスク構造体とを示す図である。本明細書で説明する実施形態によるマスク構造体を利用して材料の層を基板に堆積させるための装置の図であり、基板が装填されていない場合のシナリオを示している。本明細書で説明する実施形態によるマスク構造体を利用して材料の層を基板に堆積させるための装置の図であり、基板が装填されていない場合のシナリオを示している。本明細書で説明する実施形態により材料を基板に堆積させる方法を示す流れ図であり、エッジ除外マスクが利用されている。

次に、本発明の様々な実施形態が詳細に参照され、その１つまたは複数の例が図に示されている。図面の以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を参照する。全体的に、個々の実施形態に対する差のみが説明される。各例は本発明の説明のために提供され、本発明を限定するものではない。さらに、ある実施形態の一部として図示または説明される特徴は、他の実施形態で使用するか、または他の実施形態とともに使用して、さらに、さらなる実施形態をもたらすことができる。本説明はそのような変更および変形を含むことが意図される。

いくつかの実施形態によれば、マスク構造体または「エッジ除外マスク」は、被覆されるべき基板の少なくとも１つのエッジを覆うマスクとして理解されるべきである。一般に、マスクは、１つまたは複数の開孔を画定するフレームを形成することができるいくつかの部位または部分からなることができる。マスクのフレームは、さらにまた、いくつかのフレーム部分またはフレーム部位を有することができる。いくつかの実施形態によれば、「マスク」という用語は、アンバー、炭素繊維材料、またはアルミニウム、チタン、ステンレス鋼などのような金属などのマスク材料に対して使用される。マスクは、被覆されるべき基板の一部を覆う。典型的には、マスクは、被覆されるべき基板と、るつぼ、ターゲットなどのような堆積材料の供給源との間に配置される。

典型的には、エッジ除外マスクは、基板の面積の約１‰から約５％まで、典型的には約５‰から約１％の間、さらにより典型的には基板の面積の約１％と約２％との間を覆うことができる。いく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か、シャドウされる（ｓｈａｄｏｗｅｄ）か、またはマスクされる基板の区域は、基板の周辺に配置される。

エッジ除外マスクは、堆積材料がないかまたは実質的にない状態に基板のエッジが保たれるべきときに望まれる。これは、被覆された基板の後での用途および／または取り扱いのために基板の画定された区域のみが被覆されるべきである場合に当てはまる。例えば、表示部として使用されることになる基板は前もって定められた寸法を有するべきである。典型的には、大面積基板は、基板のエッジのシャドウイングおよび／または基板の裏側被覆の防止のためにエッジ除外マスクを使用して被覆される。この手法により、基板への信頼できる安定した被覆が可能になる。

いく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から約８ｍ^２、より典型的には約２ｍ^２から約９ｍ^２、またはさらに１２ｍ^２までのサイズを有することができる。典型的には、本明細書で説明する実施形態によるマスク構造体、装置、および方法が提供される長方形基板は、本明細書で説明するような大面積基板である。例えば、大面積基板は、約１．４ｍ^２基板（１．１ｍ×１．２５ｍ）に対応するＧＥＮ５、約４．２９ｍ^２基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に対応するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ^２基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ８．５、またはさらに約８．７ｍ^２基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ１０とすることができる。ＧＥＮ１１およびＧＥＮ１２などのさらに大きい世代および対応する基板面積を同様に実施することができる。

図１Ａは、長方形の基板の一例を示す。基板の最も外側の縁が１１０で表されている。典型的には、縁１１０は、基板の最も外側のラインとして説明することもでき、そのラインを越えたところで基板の材料は途絶える。

本明細書で使用するとき、およびいくつかの実施形態によれば、基板のエッジ１２０は基板の周辺を含むことができる。典型的には、本明細書で使用されるようなエッジ１２０は基板の縁１１０を含む区域とすることができる。エッジ１２０は幅ｗを有することができ、幅ｗは縁１１０から基板１００の表面上に延びる。このエッジ１２０は、典型的には、エッジ除外マスク４０によって処理済み基板に画定され、エッジ除外マスク４０は、基板１００への１つまたは複数の層の堆積の間利用される。

図１Ｂは基板１００の側面図を示し、基板のエッジがマスク４０によってシャドウされる。マスクは、典型的には、基板から２ｍｍから８ｍｍの間隙４２を有するように設けられ、すなわち、基板表面をシャドウするマスクの部分は基板表面に接していない。他の実施形態によれば、マスクは基板に直接接触することもでき、例えば、間隙をなくすることができ、または間隙を０ｍｍから８ｍｍとすることができる。

本明細書で説明する実施形態によれば、キャリアの一部分、またはマスキングアレンジメント支持体要素１５２などのマスキング構造体の他の部分が基板への材料の堆積中に材料で被覆されないようにするさらなるカバー１５０が存在できる。

マスキングアレンジメントの一部分（４０、１５０、１５２）は、ラビリンス構造（図示せず）を有することができ、その結果、図１Ｂに示す断面図は、マスキングアレンジメントの近接する要素において互いに対応する凹部および突出部を有する。ラビリンス構造を形成する近接する要素、すなわち、図１Ｂの隣接する要素の１つまたは複数の凹部および１つまたは複数の突出部は、堆積中に要素間に塗布される材料の量を減少させることができる。図１Ａの矢印５は、堆積中に堆積されるべき被覆材料を示す。

図２Ａおよび２Ｂは、図１Ａから２Ｂに示すようなマスク４９、支持体１５２、およびシールド１５０を有するマスキングアレンジメントで生じることがある様々な問題を示す。図２Ａに示すように、マスク４０およびシールド１５０は互いに直接近接することができ、すなわち、マスキングアレンジメントのこれらの要素間に間隙は本質的に存在しない。例えば図１Ｂの矢印５で示したような堆積中に、マスキングアレンジメントの要素はやはり被覆を免れない。これは図１Ａに層２０１で示されており、ラインは、マスク４０およびシールド１５０上の堆積材料の成長を示す。マスクおよびシールドは、間隙がなければ、１つまたは複数の堆積プロセスの後に連続層２０１で覆われる。この層２０１は、マスク４０およびシールド１５０を一緒に固着させることになる。したがって、メンテナンス中に、例えば個別の洗浄などのためにマスキングアレンジメント要素を分離するのにさらなる手間をかける必要がある。

図２Ｂに示すように、マスク４０およびシールド１５０は互いに間隙を伴って近接することができる。例えば図１Ｂの矢印５で示したような堆積中に、マスキングアレンジメントの要素はやはり被覆を免れない。マスク４０およびシールド１５０は各々それぞれ別個の被覆２０３および２０５の形成を被る。これらの被覆は層堆積中に成長し、概して、被覆２０３および被覆２０５が互いに接触する程度まで成長することになる。被覆２０３および被覆２０５の接触に際して、例えばキャリア中の基板をマスキングする間に、マスキングアレンジメントの振動または他の加速度が、２つの被覆の間の摩擦に基づく被覆２０３および２０５からの粒子生成の原因となる。粒子生成は制御することができず、その結果、望ましくない粒子が、さらに、処理されるべき基板表面に塗布される可能性がある。したがって、マスキングアレンジメントの設計および、特に、互いに近接する構成要素のマスクおよびシールドの設計が、メンテナンス中および／または基板の処理中の望ましくない結果の原因となることがある。

典型的には、大面積基板または他の基板のまわりにフレームを形成するマスキングアレンジメントの１つの側部の断面が、本明細書で説明する実施形態を例証するために図３に示される。マスキングアレンジメント３００は、マスク３４０、例えばエッジ除外マスクを含む。マスク３４０に近接して、シールド１５０が設けられる。シールドは、マスキングアレンジメントの他の部分が層堆積中に被覆されないように保護するように構成することができる。例えば、保護シールド１５０は、マスキングアレンジメントの支持体１５２が基板への層堆積中に被覆されないように保護することができる。マスキングアレンジメントの単一部位間の堆積を避けるか、またはマスキングアレンジメントの２つ以上の部位の連続的な堆積を避けるために、屋根部分３４２が設けられる。典型的には、屋根部分は、マスク１４０とともに一体化して形成することができる。しかし、これは必ずしもそうとはかぎらない。

本明細書で説明する実施形態によれば、屋根部分３４２は、マスクと、隣接するシールドとの間の境界面を越えて延びる。屋根部分は、保護シールドの一部分とともに間隙３４４を形成する。本明細書で説明するように、境界面３６０は、マスク、例えばエッジ除外マスクと、マスキングアレンジメントの近接する構成要素、例えば保護シールドとが互いに対面する区域を画定する。断面において、この区域は、構成の一部分を形成するのではなく例示的な目的のみのものである破線の楕円で強調表示されている。フレーム成形されたマスキングアレンジメントでは、境界面は、例えば、長方形基板のための長方形フレームでは長方形のように、丸い基板のための円形フレームでは円形のように、またはこれに類するようにフレームの形状に沿って延びることが理解されるべきである。

本明細書で説明するいくつかの実施形態によれば、マスキングアレンジメントの一部分は、ラビリンス構造（図示せず）を有することができ、その結果、図３に示す断面は、マスキングアレンジメントの近接する要素において互いに対応する１つまたは複数の凹部および１つまたは複数の突出部を有する。ラビリンス構造を形成する近接する要素、すなわち、図３の隣接する要素での１つまたは複数の凹部および１つまたは複数の突出部は、堆積中に要素間に塗布される材料の量を減少させることができる。したがって、図３において境界面を示す断面ライン、例えば、破線の楕円３６０のラインは、垂直でかつ直線である必要はなく、マスキングアレンジメントのそれぞれの要素に凹部および突出部を形成する垂直および水平の部分を有することができる。

本明細書で説明する実施形態によれば、屋根部分３４２は、マスク３４０がシールド３４２を越えて延びる長さによって画定される長さＬを有することができる。典型的には、この長さは、間隙に面する境界面のライン３６１に対して屋根を形成する部分に対応する。典型的な実施形態によれば、屋根部分は、間隙幅の少なくとも２倍、特に、間隙幅の少なくとも３倍の寸法だけライン３６１を越えて延びる。さらなる典型的な実施形態によれば、屋根部分は、少なくとも７ｍｍだけ、典型的には約８ｍｍから２４ｍｍだけ境界面ラインを越えて延びる。

屋根部分の「固着」および「粒子生成」への影響は、図４に関して一層よく理解することができる。その中に、マスク３４０およびシールド１５０への層生成が示されている。第１の周期の堆積の後、層４０１および４０２が、それぞれ、マスク３４０およびシールド１５０の上に形成される。屋根は、被覆材料が境界面のライン３６１、すなわち、マスクとシールドとの接触領域または隣接する領域を覆うのを防止する。典型的には、層４０１は屋根部分３４２上に被覆されることになり、その結果、層４０１を含む屋根部分は境界面を越える第２の長さの延長部を有し、第２の長さの延長部は、材料がマスク３４０上に供給されていない図３に示した長さＬよりも長い。したがって、第２の周期の堆積は層４０３および４０４をもたらし、層４０４は、層４０１に基づく屋根部分の「成長」のために、層４０２と同じ量までは間隙領域中に延びない。層４０３は、典型的には、屋根部分のさらなる成長をもたらす。すなわち、その層を含む屋根の長さはさらに増加する。したがって、第３の堆積周期は、間隙領域の一層さらなる有効範囲をもたらし、その結果、層４０６は間隙領域中に延びるのがさらに少ない。さらに、層４０５は屋根部分のさらなる成長、すなわち、さらなる長さの増加をもたらす。図４は、マスクおよびシールドの各々に３つの層をもたらす３つの堆積周期を参照しているけれども、自己シールディング層のこの概念は連続プロセスであることが理解されるべきである。

近接するマスキングアレンジメント構成要素の自己調節されるシールディングに照らして、接触区域、すなわち、これらの構成要素の境界面上に行われる堆積は少ない。そのために、構成要素の「固着」をもたらす連続層を避けることができる。さらに、屋根部分の長さの増加に照らして、マスク上の層およびシールド上の層は、互いに接触しないことになる。それによって、マスク、例えばエッジ除外、および保護シールド、例えばマスクシールディングの取り外しは、既存のシステムと比較してより容易でより速い。製品メンテナンスは、より容易な取り外し処置のおかげで速めることができる。さらに、マスキングアレンジメントの部位間の相対的運動に起因する追加の粒子発生源を避けることができる。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる異なる実施形態によれば、マスクフレームは、アルミニウム、インバール、チタン、およびステンレス鋼のような材料で製作することができる。

典型的には、マスキングアレンジメント３００のマスクおよび構成要素は、図５に示すフレームとして形成され、マスキングアレンジメントは基板１００上に設けられる。長方形基板では、フレームは、概ね、同様に長方形であり、一方、丸い基板では、フレームは、概ね、丸い。屋根部分は、フレームに沿って、すなわち、間隙に面するマスキングアレンジメント構成要素の境界面のラインに沿って延びる。

典型的には、幅ｗ（図１参照）は基板全体に対称とすることができ、すなわち、各コーナー区域および各側部部分は同じ幅を有するが、基板の用途に応じて側部ごとに変化することもできる。いくつかの実施形態によれば、基板のエッジは、基板の被覆のために使用さ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、被覆される基板の区域に影響を与え、エッジなどの基板の区域を覆う。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使用されている被覆プロセスの間被覆されない基板の区域として画定することができる。

典型的には、基板のエッジは、堆積材料が実質的にない状態に保たれているべき基板の区域として、または堆積された材料の層厚さが、マスクされていない基板部分と比較して、少なくとも２５％の値まで減少される基板の区域として画定することができる。

典型的には、基板は、材料堆積に好適な任意の材料から製作することができる。例えば、基板は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、または堆積プロセスで被覆することができる任意の他の材料もしくは材料の組合せからなる群から選択された材料から製作することができる。

いくつかの実施形態によれば、「マスク開孔」という用語はマスクの窓として理解されるべきであり、堆積材料は堆積プロセスの間窓を通過することができる。典型的には、「マスク開孔」は被覆窓として示されることもあり、それは、被覆材料が堆積される基板の区域を被覆窓が画定するからである。開孔の境界または内側境界は被覆窓の限界によって画定される。例えば、マスクが新しいか、または新たに洗浄されており、堆積プロセスにまだ使用されていない場合、開孔の境界はマスク材料で構成されるであろう。マスクが堆積プロセスに使用され、堆積材料がマスクに堆積されている場合、開孔の境界は、マスク上の堆積された材料によってもたらされた被覆窓の限界となることがある。

異なる実施形態によれば、エッジ除外マスクはＰＶＤ堆積プロセス、ＣＶＤ堆積プロセス、またはそれらの組合せのために利用することができる。それによって、マスクのエッジは、その近傍の原子、分子、クラスタに影響を与える。これらの影響は、より複雑になることがあり、それは、「材料の流れ」が乱れなどによって影響されることがあり、エッジが必ずしもシャープカットオフエッジと見なすことができないからである。

図６Ａおよび６Ｂは、実施形態による堆積チャンバ６００の概略図を示す。堆積チャンバ６００は、ＰＶＤまたはＣＶＤプロセスなどの堆積プロセス用に適合される。１つまたは複数の基板１００が、基板移送デバイス６２０に配置されるように示されている。いくつかの実施形態によれば、基板支持体はチャンバ６１２内の基板１００の位置を調整できるように移動可能とすることができる。特に、本明細書で説明するような大面積基板では、堆積は、垂直な基板配向または本質的に垂直な基板配向を有して行うことができる。そのために、移送デバイスは、１つまたは複数のドライバ６２５、例えばモータによって駆動される下部ローラ６２２を有することができる。ドライバ６２５は、ローラを回転させるためにシャフト６２３でローラ６２２に接続することができる。それによって、例えば、ローラをベルト、歯車システムなどに接続することによって、１つのモータ６２５が２つ以上のローラを駆動することが可能になる。

ローラ６２４は、垂直または本質的に垂直な位置で基板を支持するのに使用することができる。典型的には、基板は垂直とすることができ、または垂直位置からわずかに、例えば５°まで外れることができる。１ｍ^２から９ｍ^２の基板サイズを有する大面積基板は、典型的には非常に薄く、例えば、０．７ｍｍまたはさらに０．５ｍｍなどの１ｍｍ未満である。基板を支持し、定位置に基板を備えるために、基板は、基板の処理の間キャリアに供給される。したがって、基板は、キャリアに支持されている間、例えば複数のローラおよびドライバを含む移送システムで移送することができる。例えば、基板が中にあるキャリアは、ローラ６２２およびローラ６２４のシステムによって支持される。

堆積材料供給源６３０は、チャンバ６１２内で、被覆されるべき基板の側に面して供給される。堆積材料供給源６３０は、堆積されるべき堆積材料６３５を基板に供給する。図６Ａに示すように、および本明細書で説明する実施形態により、供給源６３０は、堆積材料が上にあるターゲット、または基板１００への堆積のために材料を放出できるようにする任意の他の配置とすることができる。典型的には、材料供給源６３０は回転ターゲットとすることができる。いくつかの実施形態によれば、材料供給源６３０は、供給源２３０を位置決めし、かつ／また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、材料供給源は平面ターゲットとすることもできる。

いくつかの実施形態によれば、層堆積中の参照番号６３５で示された堆積材料は、堆積プロセスと、被覆済み基板の後の用途とに応じて選ぶことができる。例えば、供給源の堆積材料は、アルミニウム、モリブデン、チタン、銅などのような金属、シリコン、インジウムスズ酸化物、および他の透明な導電酸化物からなる群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、または炭化物層を、供給源から材料を供給することによって、または反応性堆積、すなわち、供給源からの材料を処理ガスからの酸素、窒化物、または炭素のような元素と反応させることによって堆積させることができる。いく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のような薄膜トランジスタ材料を堆積材料として使用することができる。

典型的には、堆積チャンバ６００は、マスク構造体１４０を含むマスキングアレンジメント６４０を含む。いくつかの実施形態によれば、マスク１４０はエッジ除外マスクである。エッジ除外マスク１４０は、基板１００のエッジが堆積材料６３５で被覆されないことを確実にする。破線６６５は、チャンバ６００の動作中の堆積材料６３５の経路を代表的に示す。一例として、材料６３５をスパッタさせるか、または蒸発させることもでき、破線６６５は、堆積材料のスパッタされた材料気体６３５の基板１００への経路を概略的に示す。図６Ａの破線６６５で分かるように、基板１００のエッジは、エッジ除外マスク１４０のために堆積材料がないままである。マスクの屋根部分のおかげで、隣接するマスク要素上の被覆材料の摩擦に起因する隣接するマスク要素の固着および粒子生成が避けられる。

図６Ｂにおいて、左のエッジ除外マスクは、マスクフレームを形成するために接続された個々のフレーム部分６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、および６１０を含むように示されている。典型的には、特に、大面積基板のためのマスク構造体は、本質的にＬ形状にすることができ、コーナー区域またはコーナー区域の少なくとも重要な部分を含むことになる少なくとも４つのコーナー部分６０１、６０３、６０６、および６０８と、マスクフレームを形成するためにコーナー部位を接続する側部部分とを備えることになる。典型的には、フレーム部分６０１〜６１０は、さねはぎ継ぎ構成で配列することができる。さねはぎ継ぎ構成は、互いに相対的にフレーム部分の定位置をもたらす。さらに、本明細書で説明するいくつかの実施形態によれば、フレーム部分のさねはぎ継ぎ構成により、フレーム部分を互いから離れたところに移動させることができる。典型的には、さねはぎ継ぎ構成により、フレーム部分は、堆積材料が通過することができる間隙をもたらすことなく、互いに離れるように滑ることができる。簡単にするために、左のマスク構造体１４０のみが部分６０１〜６１０で示されている。同様に、処理システムの１つを超えるまたはすべてのマスク構造体が１つを超える部分を備えて、マスクフレームを形成することができる。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、１つまたは複数のチャンバ６１２は、真空チャンバとして設けることができる。それによって、チャンバは、真空環境で基板を処理および／または被覆するように適合される。典型的には、圧力は、１０ｍｂａｒ未満、例えば、１×１０^−７ｍｂａｒと１×１０^−１ｍｂａｒとの間とすることができる。したがって、堆積システムには、真空フランジ６１３に接続することができ、堆積システムを１×１０^−７ｍｂａｒの圧力などの特定用途で動作できるようにするのに十分な低さの処理チャンバ６１２内の圧力を達成することができる排出システム（図示せず）を含めることができる。ＰＶＤプロセスなどの堆積中の圧力（すなわち、堆積圧力）は、０．１Ｐａと１Ｐａとの間とすることができる。特定の実施形態、例えばＰＶＤ用途では、処理ガスは、アルゴンと、酸素または窒素の少なくとも一方とを含み、アルゴン分圧は０．１Ｐａと１Ｐａとの間とすることができ、酸素、水素、および／または窒素分圧は０．１Ｐａと１Ｐａとの間とすることができる。典型的には、ＣＶＤ用途の圧力範囲は、特に、上述で与えられた範囲の高圧力端で、約２桁大きくすることができる。

いくつかの実施形態によれば、基板に堆積材料層を堆積させる方法が提供される。図７は、説明する方法の流れ図を示す。典型的には、基板は堆積装置のチャンバ内に用意される。いくつかの実施形態によれば、基板は上述のような大面積基板とすることができ、堆積装置は、図６Ａおよび６Ｂに代表的に示したような堆積チャンバとすることができる。

ステップ７０２において、マスキングアレンジメント６４０（例えば、図６Ａを参照）がチャンバ６１２内で基板の方に移動され、基板の一部分がマスクで覆われる。典型的には、マスクは基板のエッジを覆う。マスキングは、本明細書で説明する実施形態によれば、本明細書で説明するような尾根部分エッジ除外マスクを備える。マスクは、典型的には、開孔を備え、その開孔により、堆積材料は堆積プロセスの間通過できるようになる。基板をマスクした後、層がステップ７０４において堆積され、その結果、エッジは、堆積された材料がないか、または実質的にない状態に保たれる。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、材料を堆積させる方法、装置の体積、および基板のエッジを覆うためのマスクが大面積基板で使用される。

典型的には、ステップ７０２および７０４が数回行われた後、マスキングアレンジメントはメンテナンス処置の間に分解されることになる。近接するマスキングアレンジメント要素間の境界面には被覆材料が実質的にないことに照らして、マスキングアレンジメントはより容易に分解することができる。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、マスクは、マスクフレームを形成するために２つ以上のフレーム部分を含む。典型的には、マスクは、上述のような堆積装置で使用されるように適合される。

上述に照らして、複数の実施形態が説明される。１つの実施形態によれば、層堆積の間基板をマスクするためのマスキングアレンジメントが提供される。マスキングアレンジメントは、層堆積の間基板を露出させるための開孔を形成するマスク構造体と、マスキング構造体に近接して設けられる保護シールドであって、保護シールドは、マスキングアレンジメントの１つまたは複数の部分が層堆積中に被覆されないように保護し、境界面が保護シールドとマスキング構造体との間に形成される、保護シールドとを含み、マスク構造体は、境界面の上を延びる屋根部分を含み、屋根部分は、保護シールドの一部分とともに間隙を形成する。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、間隙の幅は、少なくとも３ｍｍ、典型的には４ｍｍから８ｍｍとすることができ、屋根部分は、層堆積中に、マスク構造体上と、保護シールド上とに２つの分離された被覆をそれぞれ生成するように構成することができ、２つの分離された被覆は互いに接触せず、屋根部分は、間隙幅の少なくとも２倍、典型的には間隙幅の少なくとも３倍の寸法だけ、間隙に面する境界面のラインを越えて延びることができ、屋根部分は、少なくとも７ｍｍだけ、典型的には約８ｍｍから２４ｍｍだけ境界面ラインを越えて延びることができ、かつ／または屋根部分は、間隙に面する、マスク構造体と保護シールドとの間の境界面のラインの実質的に全体に沿って延びることができる。

別の実施形態によれば、基板に層を堆積させるための装置が提供される。この装置は、その中が層堆積用に適合されたチャンバと、チャンバ内のマスキングアレンジメントとを含む。マスキングアレンジメントは、層堆積の間基板を露出させるための開孔を形成するマスク構造体と、マスキング構造体に近接して設けられる保護シールドであって、保護シールドは、マスキングアレンジメントの１つまたは複数の部分が層堆積中に被覆されないように保護し、境界面が保護シールドとマスキング構造体との間に形成される、保護シールドとを含み、マスク構造体は、境界面の上を延びる屋根部分を含み、屋根部分は、保護シールドの一部分とともに間隙を形成する。この装置は、層を形成する材料を堆積させるための堆積供給源をさらに含む。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、この装置は、基板を支持するキャリアを移送するように適合された移送システムをさらに含むことができる。

さらなる実施形態によれば、基板の上に層を堆積させる方法が提供される。この方法は、基板の一部分をマスクでマスクすることであって、マスキング構造体と保護シールドとの間に形成される境界面を越えて延びるマスキング構造体の屋根部分が堆積供給源に面している、マスクすることと、層の材料を基板に堆積させることであって、被覆がマスキング構造体上に供給され、この被覆およびさらなる被覆が互いに接触しないようにさらなる被覆が保護シールド上に供給される、堆積させることとを含む。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、屋根部分は、マスキング構造体と保護シールドとの間に間隙を形成することができ、間隙は堆積中に材料で充填されないように成形され、基板をマスクすることは、基板を堆積チャンバ内に移送することと、堆積チャンバ内で基板の方にマスキングアレンジメントを移動させることとをさらに含むことができ、かつ／またはこの方法は、堆積チャンバ内でマスキングアレンジメントを取り外すことをさらに含むことができる。

上述は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他のおよびさらなる実施形態を本発明の基本範囲から逸脱することなく考案することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims

層堆積の間基板をマスクするためのマスキングアレンジメントであって、前記マスキングアレンジメントが、
層堆積の間前記基板を露出させるための開孔を形成するマスキング構造体と、
前記マスキング構造体に近接して設けられる保護シールドであり、前記保護シールドは、前記マスキングアレンジメントの１つまたは複数の部分が層堆積中に被覆されないように保護し、境界面が前記保護シールドと前記マスキング構造体との間に形成される、保護シールドと
を含み、
前記マスキング構造体が、前記境界面の上を延びる屋根部分を含み、前記屋根部分が、前記保護シールドの一部分とともに間隙を形成し、
前記屋根部分が、層堆積中に、前記マスキング構造体上と、前記保護シールド上とに２つの分離された被覆をそれぞれ生成するように構成され、前記２つの分離された被覆が互いに接触しない、マスキングアレンジメント。
前記間隙の幅が、少なくとも３ｍｍである、請求項１に記載のマスキングアレンジメント。
前記間隙の幅が、４ｍｍから８ｍｍである、請求項１に記載のマスキングアレンジメント。
前記屋根部分が、間隙幅の少なくとも２倍の寸法だけ前記間隙に面する前記境界面のラインを越えて延びる、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のマスキングアレンジメント。
前記屋根部分が、少なくとも７ｍｍだけ前記境界面ラインを越えて延びる、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のマスキングアレンジメント。
前記屋根部分が、８ｍｍから２４ｍｍだけ前記境界面ラインを越えて延びる、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のマスキングアレンジメント。
前記屋根部分が、前記間隙に面する、前記マスキング構造体と前記保護シールドとの間の前記境界面のライン全体に沿って延びる、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のマスキングアレンジメント。
基板に層を堆積させるための装置であって、
その中が層堆積用に適合されたチャンバと、
前記チャンバ内の請求項１ないし７のいずれか一項に記載のマスキングアレンジメントと、
前記層を形成する材料を堆積させるための堆積供給源と
を含む、装置。
前記基板を支持するキャリアを移送するように適合された移送システム
をさらに含む、請求項８に記載の装置。
基板の上に層を堆積させる方法であって、前記方法は、
前記基板の一部分をマスキング構造体と保護シールドとを含むマスキングアレンジメントでマスクすることであり、前記マスキング構造体と前記保護シールドとの間に形成される境界面を越えて延びる前記マスキング構造体の屋根部分が堆積供給源に面する、マスクすることと、
前記層の材料を前記基板に堆積させることであり、被覆が前記マスキング構造体上に供給され、前記被覆およびさらなる被覆が互いに接触しないように前記さらなる被覆が前記保護シールド上に供給される、堆積させることと
を含み、
前記屋根部分が、前記マスキング構造体と前記保護シールドとの間に間隙を形成し、前記間隙が、堆積中に前記材料で充填されないように成形される、方法。
前記基板の一部分をマスクすることが、
前記基板を堆積チャンバ内に移送することと、
前記堆積チャンバ内で前記基板の方に前記マスキングアレンジメントを移動させることと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
前記堆積チャンバ内で前記マスキングアレンジメントを取り外すこと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。