JP5911958B2 - 長方形基板に層を堆積させるためのマスク構造体、装置および方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、層堆積のためのマスクと、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（ｅｄｇｅ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｍａｓｋ）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、長方形基板に層を堆積させるように構成されたマスク構造体と、長方形基板に層を堆積させるための装置と、長方形基板の上に層を堆積させる方法とに関する。

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、およびＴＦＴや色フィルタ等をもつ基板が含まれる。

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ＬＣＤ ＴＶ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、マスクを用いたマスキングまたはブロッキングは、到達する原子、分子、およびクラスタのさらなる追加のシャドウイング効果をもたらし、追加のシャドウイング効果は、信頼できない層厚さと、シート抵抗非均一性をもたらすことがある。

しかし、材料堆積プロセスのマスクは、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。

上述に鑑みて、本発明の目的は、当技術分野における問題のうちの少なくともいくつかを克服することができるマスク、特にエッジ除外マスク、マスクを有する堆積装置、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１１に記載の装置、および独立請求項１３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、長方形基板に層を堆積させるように構成されたマスク構造体、例えば、長方形基板に層を堆積させるように構成されたエッジ除外マスクが提供される。マスク構造体は、層堆積の間基板のエッジをマスクするように適合されたマスクフレームであって、マスクフレームが少なくとも２つマスクフレーム側部部分を含み、少なくとも２つマスクフレーム側部部分がそれらの間のコーナー区域にコーナーを形成する、マスクフレームを含み、マスクフレームは、側部部分の第１の重なり幅がコーナー区域の第２の重なり幅よりも大きくなるように長方形基板のエッジに重なるように成形される。

別の実施形態によれば、長方形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、チャンバ内のマスク構造体、例えば、長方形基板に層を堆積させるように構成されたエッジ除外マスクとを含み、マスク構造体は、層堆積の間基板のエッジをマスクするように構成されたマスクフレームを含み、マスクフレームが少なくとも２つマスクフレーム側部部分を含み、少なくとも２つマスクフレーム側部部分がそれらの間のコーナー区域にコーナーを形成し、マスクフレームは、側部部分の第１の重なり幅がコーナー区域の第２の重なり幅よりも大きくなるように長方形基板のエッジに重なるように成形される。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、長方形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、基板エッジをマスクでマスクすることであって、マスキング幅が基板の側部と比較して基板のコーナーでより小さい、マスクすることと、基板に、特に、マスクでマスクされていない基板領域に、層の材料を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。 マスク構造体の断面側面図であり、断面は図１に示したようなマスク構造体または本明細書で説明する実施形態によるマスク構造体に対応することができる。 本明細書で説明する実施形態を示す、エッジ除外マスクなどのマスク構造体を示す図である。 本明細書で説明する実施形態を示す、エッジ除外マスクなどのさらなるマスク構造体を示す図である。 本明細書で説明する実施形態による、さらなるコーナーを形成するバーを有するエッジ除外マスクなどのマスク構造体を示す図である。 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つまたは複数の開口部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、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ＧＥＮ ５、約４．２９ｍ^２基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に対応するＧＥＮ ７．５、約５．７ｍ^２基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ ８．５、またはさらに約８．７ｍ^２基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ １０とすることができる。ＧＥＮ １１およびＧＥＮ １２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１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、マスク構造体１４０、例えばエッジ除外マスクによって処理済み基板に画定され、前記マスク構造体は、基板１００への１つまたは複数の層の堆積の間利用される。

マスクは、通常、このエッジ区域への材料の堆積を低減させるか、または妨げる。しかし、マスクを用いたマスキングまたはブロッキングは、到達する原子、分子、およびクラスタのさらなる追加のシャドウイング効果をもたらし、追加のシャドウイング効果は、信頼できない層厚さおよびシート抵抗非均一性をもたらすことがある。特に、基板の４つのコーナーは、２つのシャドウイング部位がこれらの点で互いに出会うので追加のシャドウイング効果によって影響される。

本明細書で説明する実施形態によれば、これらの効果を補償するために、コーナーの１つまたは複数、典型的には、４つのコーナーは、マスクの有効範囲または重なりを少なくされる。マスクフレームの中央の開口部は突出部を有することができ、すなわち、マスクの残りと比較して、４つのコーナーのマスクフレームは凹部または切欠きを有することができる。これは、例えば、図３のコーナー区域３４２に示されており、マスク構造体１４０と基板との重なりの幅Ｗｃ、すなわち、開口部を形成するマスクの境界と基板の縁１１０との距離は、マスク構造体１４０と基板との重なりの幅Ｗｓ、すなわち、マスクフレームの側部部分３４０での開口部を形成するマスクの境界と基板の縁１１０との距離と比べて、コーナー区域３４２でより小さい。

図２は、キャリア２０に位置決めされた基板１００の側面図を示し、基板のエッジはマスク構造体１４０によってシャドウされる。図２に示した断面図は、図１に示したような普通のマスク構造体１４０に対応するか、または本明細書で説明する実施形態による図２から６Ｂに示すようなマスク構造体１４０、例えばエッジ除外マスクに対応することができる。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、さらなるカバー２５０が存在することがあり、さらなるカバー２５０は、キャリアの一部分またはマスク構造体の他の部分２５２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。

いくつかの実施形態によれば、エッジ１２０は、エッジ除外マスクと基板との間の重なりが存在する場合、基板１００の表面上で縁１１０から延びる幅を有することができる。マスク開口部の長方形からの逸脱のために、重なりの幅は本明細書で説明する実施形態では変化する。そのために、この逸脱は、開口部の突出部またはマスクフレームの凹部として説明することができる。当業者なら理解されるように、重なりは、基板表面と平行な平面における投影に対して基板区域とマスクフレーム区域との重なり区域によって画定される。

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、第１の重なり、すなわち、幅Ｗｓは、２ｍｍから８ｍｍ、典型的には３ｍｍから６ｍｍとすることができる。本発明のさらなるオプションの実施態様として、第２の重なり、すなわち、幅Ｗｃは、０．０ｍｍから４ｍｍ、典型的には１ｍｍから３ｍｍとすることができる。

典型的には、幅Ｗ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口部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口部は、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、「マスク開口部」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、「マスク開口部」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。開口部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、開口部の境界はマスク材料で構成される。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、開口部の境界は、マスク上の堆積された材料による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。特に、より複雑な影響が、コーナーで、隣接する側部部分から重なり合う。したがって、基板の被覆される区域のコーナーでの厚さ均一性は、本発明の実施形態によって、および本発明の実施形態を利用する用途のために改善することができる。

図３に示した実施形態は、４つのコーナー区域３４２でのマスクフレームの長方形凹部を示す。これは、マスク開口部または被覆窓の突出部に対応する。これらの区域は長さＬおよび幅Ｈを有することができ、それらは、例えば、２ｃｍから６ｃｍ、典型的には３ｃｍから５ｃｍとすることができる。異なる実施態様によれば、長さおよび幅はそれぞれの側部で等しくすることができ、またはそれらは異なることができる。例えば、それらは、それぞれのマスクの全体的な側部長さのほぼ同じ割合を有することができる。典型的には、凹部または突出部の寸法は、それぞれ、マスクのそれぞれの寸法、典型的には、開口部の長さであるマスクの内側境界の約０．５％から５％とすることができる。

さらなる実施形態によれば、コーナー区域は、長方形形態と異なる形状を有するように形成することができる。それによって、コーナー区域が重なり幅の連続的な減少、すなわち、マスクフレーム部分によって形成されるコーナーに向かって幅Ｗｓから幅Ｗｃまでの連続的な減少を有することが可能である。図４は対応する実施形態を示し、突出部が、開口部のコーナー区域に、長方形のコーナー部分と比較して設けられる。

図４から分かるように、このおよび同様の成形済みコーナー区域は、コーナーにある角度をもたらし、その角度は、側部部分３４０が互い交差する位置で、９０°よりも小さい接線で画定される。例えば、この角度は、６５°から９５°、典型的には８０°から９０°とすることができる。特に、重なり幅の減少の初めに小さい勾配が存在する場合には、コーナー区域の長さおよび幅（図３の長さＬおよび幅Ｈ）は、例えば１０ｃｍまたはさらに１５ｃｍまで、上述のようにより大きくなることがある。

本明細書で説明する実施形態は、コーナーに切欠きをもつエッジ除外マスクを説明している。それによって、足し合わされることがあり、したがって、層堆積しようとする基板部分においてさえ不十分な層厚さをもたらすことがある、コーナーでのエッジ除外マスクの隣接する側部部分のシャドウイング効果を減少させることができる。そのために、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、コーナー区域の重なり幅Ｗｃは０．５ｍｍまたはさらに０ｍｍという小ささでさえありうる。それによって、近接する側部部分のコーナー区域の近くの重なり幅Ｗｃはコーナーにシャドウイング効果を発生させるのに十分であり、その結果、基板上に実際に堆積される区域は実質的に長方形になる。

本発明のいくつかの実施態様によれば、コーナー区域に負の重なり（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｏｖｅｒｌａｐ）、すなわち、間隙が存在することさえ可能である。全般的には、非被覆または実質的に非被覆の基板のエッジ内に堆積される基板上の区域を有することが望まれ、ここで、堆積される区域は長方形を有する。そのために、コーナーでの高次のシャドウイング効果を補償するのに、長方形の形態からわずかにはずれるエッジ除外マスクが設けられる。

図５は、それぞれ、マスク構造体またはエッジ除外マスクのさらなる実施形態を示す。その中に、２つの対向する側部部分３４０間にバー５４０が設けられる。さらなる実施態様によれば、２つ以上のバー５４０を設けることができる。その上さらに、図５に示したバーに垂直なオプションのさらなるバーを設けることができる。そのような垂直のバーは、側部部分と別のバーとの間に設けることができ、しかし、別のバーは、マスク構造体の一部の側部部分と見なすこともできる。

そのようなバーは、マスク全体の区域を異なる区域に分離することができる。そのような区域は、例えば、基板に製造されるデバイスに対応することができる。例えば、図５に示した２つの領域５０１は、大面積フラットパネルディスプレイなどの２つのデバイスに対応することができる。典型的には、基板上に製造されるディスプレイなどの１つまたは複数のデバイスが存在することができる。現在のガラスサイズの世代および移動電話のディスプレイのサイズを考慮すると、基板に複数のディスプレイが存在することができる。図５に示したような対応する分離は、各ディスプレイの区域を分離する複数のバーをもたらすことになる。さらなる実施形態によれば、バーは、特に、色フィルタ製造の用途で実装することができ、色フィルタの１つのディスプレイサイズに対応する区域のエッジを実装することができる。

代替として、バーは、１つのキャリアにおいて異なる基板が用意される区域を分離することができる。例えば、図５に示したマスクは、２つの基板が１つのキャリアに支持される構成で使用することができる。例えば、２つの基板の一方は左の区域５０１に位置決めすることができ、２つの基板の他方のものは図５の右の区域５０１に位置決めすることができる。同様に、追加のバーをもつマスク構造体は、２つ以上の基板を有する基板構成で使用することができる。

それによって、基板ごとに、個々の基板のさらなる処理にとって望ましいようにエッジ除外を行うことができる。したがって、いくつかの方法ステップは、２つ以上の基板を含む基板のより大きい構成で行うことができる。それによって、マスク構造体が基板の各々のエッジ除外を行うように、対応する数のバー５４０をもつマスク構造体を形成することができる。その後、すなわち、後続の方法ステップでは、基板構成は個々の基板に分離することができ、各基板は所望の被覆なしのエッジを有し、さらなる処理ステップは基板に１個ずつ行うことができる。これは、特に、いくつかの処理ステップ（初期の処理ステップ）はより大きい規模で行うことができるが、他の方法ステップ（後続の方法ステップ）は、それぞれ、キャリアの同じサイズで行うことができない、すなわち、同じ規模または場所の処理区域で制御することがより困難である場合、有用となりうる。

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、側部部分と、（サブ）マスク構造体の側部部分と見なすこともできるバー５４０などの１つまたは複数のさらなる部分とをもつマスクフレームを設けることができる。１つまたは複数のバーはさらなるコーナー区域を形成し、さらなるコーナー区域は図３および／または図４に関して説明したコーナー区域３４２と同様に設けることができる。したがって、さらなるコーナー区域は、さらに、それぞれの開口部が突出部を有するように、かつ／またはマスクフレームが凹部を有するように成形することができる。それによって、やはり、対応する、基板との重なり幅がコーナー区域で低減されるように重なり領域が設けられる。言い換えれば、バーの幅は、コーナーが形成される区域で低減される。

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、中央領域のバーの幅は１０ｃｍから２０ｃｍとすることができ、基板の関連する部分とのバーの重なりの幅は、中央領域の上述の重なりと同様に、２ｍｍから８ｍｍ、典型的には３ｍｍから６ｍｍとすることができる。コーナー区域の重なりは、０．０ｍｍから４ｍｍ、典型的には１ｍｍから３ｍｍとすることができる。

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つのドライバ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。大面積基板は、１ｍ^２から９ｍ^２の基板サイズを有し、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、堆積材料供給源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、堆積材料供給源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、堆積材料供給源６３０は、堆積材料供給源６３０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を含むマスキング機構６４０を含む。いくつかの実施形態によれば、マスク構造体１４０はエッジ除外マスクである。エッジ除外マスクは、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、マスク構造体１４０のために堆積材料がないままである。

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（６０２、６０４、６０５、６０７、６０９および６１０）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のみがフレーム部分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、マスキング機構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コーナーカットエッジ除外マスクを備える。マスクは、典型的には、突出部をもつ開口部を備え、その開口部により、堆積材料は堆積プロセスの間通過できるようになる。そのようなマスクの例は図２〜５に関して説明されている。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、堆積のための装置、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。

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。

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。

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、長方形基板の表面区域に層を堆積させるように構成されたマスク構造体、例えば、長方形基板に層を堆積させるように構成されたエッジ除外マスクが提供される。マスク構造体は、層堆積の間基板のエッジをマスクするように適合されたマスクフレームを含み、マスクフレームは少なくとも２つのマスクフレーム側部部分を含み、少なくとも２つのマスクフレーム側部部分はそれらの間のコーナー区域にコーナーを形成し、マスクフレームは、マスクフレーム側部部分の第１の重なり幅がコーナー区域の第２の重なり幅よりも大きくなるように長方形基板の表面区域のエッジに重なるように成形される。典型的には、マスクフレームは、コーナー区域に突出部をもつ、より典型的にはコーナー区域の各々に突出部をもつ少なくとも１つの開口部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さらなる実施形態によれば、第１の重なり幅は、２ｍｍから８ｍｍ、典型的には３ｍｍから６ｍｍとすることができ、第２の重なり幅は、０．０ｍｍから４ｍｍ、典型的には１ｍｍから３ｍｍとすることができ、コーナー区域は、０．５ｃｍから１０ｃｍ、典型的には２ｃｍから６ｃｍである長さおよび／または幅を有することができ、かつ／またはコーナー区域は、基板の対応する長さおよび／または幅の０．５％から５％である長さおよび／または幅を有することができる。実施形態のさらなる追加または代替の変形によれば、少なくとも２つのマスクフレーム側部部分は４つのマスクフレーム側部部分とすることができ、マスクフレームは、４つのマスクフレーム側部部分のうちの２つのマスクフレーム側部部分を接続する、例えばバーの側部部分をもつ、少なくとも１つのバーをさらに含むことができ、さらなるコーナー区域にさらなるコーナーが形成され、バーの幅はバー側部部分と比較してコーナー区域でより小さい。典型的には、コーナー区域のコーナーは、７０°から９０°の角度を有することができる。さらに、本明細書で説明する実施形態の重なりは、長方形基板の表面と平行な平面に設けることができる。

別の実施形態によれば、長方形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、チャンバ内のマスク構造体、例えば、長方形基板に層を堆積させるように構成されたエッジ除外マスクとを含み、マスク構造体は、層堆積の間基板のエッジをマスクするように適合されたマスクフレームを含み、マスクフレームは少なくとも２つマスクフレーム側部部分を含み、少なくとも２つマスクフレーム側部部分はそれらの間のコーナー区域にコーナーを形成し、マスクフレームは、マスクフレーム側部部分の第１の重なり幅がコーナー区域の第２の重なり幅よりも大きくなるように長方形基板のエッジに重なるように成形される。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、装置に設けることができる。

さらなる実施形態によれば、長方形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、基板エッジをマスクでマスクすることであって、マスキング幅が基板の側部と比較して基板のコーナーでより小さい、マスクすることと、基板に、特に、マスクでマスクされていない基板領域に、層の材料を堆積させることとを含む。互いに追加してまたは代替として使用することができる本発明のオプションの実装態様によれば、マスクは本明細書で説明した実施形態によるマスク構造体とすることができ、かつ／または堆積は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、またはそれらの組合せで行うことができる。

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 (15)

1. 長方形基板（１００）の表面区域に層を堆積させるように構成されたマスク構造体（１４０）であって、
   層堆積の間前記基板のエッジ（１２０）をマスクするように適合されたマスクフレームであり、前記マスクフレームが少なくとも２つのマスクフレーム側部部分（３４０）を含み、前記少なくとも２つのマスクフレーム側部部分（３４０）がそれらの間のコーナー区域（３４２）にコーナーを形成する、マスクフレーム
   を含み、
   前記マスクフレームは、前記側部部分の第１の重なり幅が前記コーナー区域の第２の重なり幅よりも大きくなるように前記長方形基板の表面区域の前記エッジに重なるように成形される、マスク構造体。
2. 前記マスクフレームが、前記コーナー区域（３４２）に突出部をもつ少なくとも１つの開口部を有する、請求項１に記載のマスク構造体。
3. 前記第１の重なり幅（Ｗｓ）が、２ｍｍから８ｍｍである請求項１または２に記載のマスク構造体。
4. 前記第２の重なり幅（Ｗｃ）が、０．０ｍｍから４ｍｍである請求項１ないし３のいずれか一項に記載のマスク構造体。
5. 前記コーナー区域（３４２）が、０．５ｃｍから１０ｃｍである長さ（Ｌ）および／または幅（Ｈ）を有する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のマスク構造体。
6. 前記コーナー区域（３４２）が、前記長方形基板（１００）の対応する長さおよび／または幅の０．５％から５％である長さ（Ｌ）および／または幅（Ｈ）を有する、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のマスク構造体。
7. 前記少なくとも２つのマスクフレーム側部部分（３４０）が４つのマスクフレーム側部部分であり、前記マスク構造体が、
   前記４つのマスクフレーム側部部分のうちの２つのマスクフレーム側部部分を接続する少なくとも１つのバー（５４０）であり、さらなるコーナー区域（３４２）にさらなるコーナーが形成され、前記バーの幅が、前記バーの側部部分と比較して前記コーナー区域でより小さい、少なくとも１つのバー（５４０）
   をさらに含む、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のマスク構造体。
8. 前記コーナー区域の前記コーナーが、７０°から９０°の角度を有する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のマスク構造体。
9. 前記重なりが、前記長方形基板（１００）の表面と平行な平面に設けられる、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のマスク構造体。
10. 前記フレームが、４つのコーナー要素（６０１、６０３、６０６、６０８）と、前記マスクフレームを形成するために接合されるように適合される少なくとも４つの側部要素（６０２、６０４、６０５、６０７、６０９、６１０）とを含む、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のマスク構造体。
11. 前記フレームが、４つのコーナー要素（６０１、６０３、６０６、６０８）と、前記マスクフレームを形成するために接合されるように適合される少なくとも６つの側部要素（６０２、６０４、６０５、６０７、６０９、６１０）とを含む、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のマスク構造体。
12. 長方形基板（１００）に層を堆積させるための装置（６００）であって、
    その中が層堆積用に適合されたチャンバ（６１２）と、
    前記チャンバ内の請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のマスク構造体（１４０）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（６３０）と
    を含む、装置。
13. 前記長方形基板（１００）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（６２０）
    をさらに含む、請求項１２に記載の装置。
14. 長方形基板（１００）の上に層を堆積させる方法であって、
    前記基板エッジ（１２０）をマスクでマスクすることであり、マスキング幅が前記基板の側部と比較して前記基板のコーナーでより小さい、マスクすることと、
    前記基板上で、前記マスクでマスクされていない基板領域に、前記層の材料を堆積させることと
    を含み、
    前記マスクが、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のマスク構造体である、方法。
15. 前記堆積させることが、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、またはそれらの組合せで行われる、請求項１４に記載の方法。

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