JP6357252B2 - 均一性の改善及びエッジの長寿命化のための平坦なエッジの設計 - Google Patents

Description

本書に記載された実施形態は、層堆積用のマスク並びにマスクを利用する層堆積用の方法及び装置に関する。本書に記載された実施形態は、詳細には、平坦なエッジを有するエッジ除外マスク並びに平坦なエッジを有するエッジ除外マスクを用いて層を堆積させる方法及び装置に関し、具体的には、基板上に層を堆積させるように構成されたマスク構造体、基板上に層を堆積させる装置、並びに基板上に層を堆積させる方法に関する。

基板上に材料を堆積させるための幾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）プロセス等によって被覆されうる。プロセスは、被覆されるべき基板が置かれる処理装置又はプロセスチャンバの中で実行される。堆積材料が、装置の中に供給される。複数の材料が、またそれらの酸化物、窒化物又は炭化物も、基板上の堆積に使用されうる。

被覆された材料が、幾つかの用途及び幾つかの技術分野において使用されうる。例えば、一つの用途が、半導体デバイスを生成するなどのマイクロエレクトロニクスの分野にある。また、ディスプレイ用の基板が、ＰＶＤプロセスによって、多くの場合、被覆される。更なる用途は、絶縁パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネル、ＴＦＴ基板、カラーフィルタなどを含む。

被覆プロセスにおいて、例えば、被覆されるべき領域をより良く画定するために、マスクを使用することが、有益であり得る。幾つかの用途において、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が、マスクによって覆われる。大面積基板被覆装置などの幾つかの用途において、基板のエッジを被覆から除外することが、有益であり得る。例えば、エッジ除外マスクによるエッジの除外により、被覆されていない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、他の多くの用途のうちの１つとしてのＬＣＤ ＴＶの層堆積は、被覆されていない基板エッジを必要とする。上記のマスクは、基板のこの領域を覆う。しかしながら、マスクによるマスキング又はブロッキングは、到達する原子、分子及びクラスタの更なる追加的なシャドウイング効果を招き、信頼できない層の厚さ及びシート抵抗の均一性をもたらし得る。

しかしながら、エッジ除外マスクであり得る、材料堆積プロセスにおけるマスクも、基板の前にマスクが位置するため、堆積材料に曝される。被覆されないマスクと被覆されたマスクの影響は、複雑であり得、堆積されるべき材料に依存し得る。

上記を考慮して、本書に記載された実施形態は、マスク、特にエッジ除外マスク、エッジ除外マスクを備える層堆積装置、及び当技術分野における問題の少なくとも幾つかを克服し得る、基板のエッジをマスキングする方法を提供する。

上記に照らして、独立請求項１、１１及び１３により、基板上の層堆積用のエッジ除外マスク、装置及び方法が、提供される。本実施形態の更なる態様、利点及び特徴が、従属請求項、明細書、及び添付の図面から明らかである。

一実施形態によれば、基板上の層堆積用のエッジ除外マスクが提供される。エッジ除外マスクは、基板に対して２０°以下の傾斜角を有するように適合されているエッジを有するエッジ領域を含む。

第二の実施形態によれば、基板上の層堆積用のエッジ除外マスクが提供される。エッジ除外マスクは、基板に対して２０°以下の傾斜角を有するように適合されているエッジを有するエッジ領域を含み、更にエッジ領域は、エッジから５ｍｍの距離において、３ｍｍ以下の厚さ、特に２ｍｍ以下の厚さを有する。

別の実施形態によれば、基板上の層堆積用の装置が提供される。装置は、層堆積用のチャンバ、基板に対して２０°以下の傾斜角を有するように適合されているエッジを有するエッジ領域を備えるエッジ除外マスク、及び層を形成する材料を堆積させるための堆積源を含む。

別の実施形態によれば、基板上の層堆積用の方法が提供される。本方法は、基板に対して２０°以下の傾斜角を有するように適合されているエッジを有するエッジ領域を備えるエッジ除外マスクを用いて、基板の一部をマスキングすること、及び基板上に層の材料を堆積させることを含む。

本実施形態の上述の特徴が、詳細に理解され得るように、上記で簡単に要約した本発明の実施形態のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られうる。添付の図面は、本発明の実施形態に関連し、以下に説明される。

最新技術による、基板のエッジをマスクするために通常用いられるマスク構造体を示す。 最新技術による、通常のマスク構造体上の、詳細にはエッジ除外マスク上の層堆積のシナリオを示す。 本書に記載された実施形態による、平坦なエッジを有するエッジ除外マスクを示す。 本書に記載された実施形態による、エッジ除外マスクなどのマスク構造体を示す。 本書に記載された実施形態による、マスク構造体、詳細には、平坦なエッジを有するエッジ除外マスクの側面断面図を示す。 本書に記載された実施形態による、エッジ除外マスクなどのマスク構造体を示す。 本書に記載された実施形態による、基板上の層堆積の方法を説明するフローチャートを示す。 本書に記載された実施形態による、エッジ除外マスクを利用する基板上の層堆積用の装置を示す。

次に、本書に記載された種々の実施形態への言及が、詳細になされ、その１つ以上の例が、図中に説明される。図面についての以下の記述の中で、同じ参照番号は、同じ構成要素を指す。個々の実施形態に関する相違のみが、記載される。各々の例は、本実施形態の説明のために提供され、本実施形態の限定を意図しない。更に、一つの実施形態の一部として図示又は記載された特徴は、他の実施形態において又は他の実施形態と共に用いられて、更に別の実施形態を生み出すことができる。本記述はそのような修正及び変形を含む、ということが意図される。

幾つかの実施形態によれば、マスク構造体又は「エッジ除外マスク」は、被覆されるべき基板の少なくともエッジを覆うマスクとして理解されるべきである。マスクは、幾つかの部品又は部分から構成されてもよく、それらが、１つ以上の開孔を画定するフレームを形成することができる。マスクのフレームが、同様に、幾つかのフレーム部分又はフレーム部品を有してもよい。様々な部品から組立てられるフレームは、一体型フレームよりも生産上の費用効率が高いと信じられるので、このことは有利であり得る。

基板のエッジが、堆積材料のない、又はほぼない状態に保持されるべきである場合、エッジ除外マスクが望ましい。被覆された基板のその後の用途及び／又は取扱いのため、基板の定められた領域のみが被覆されるべきである場合、このことは当てはまり得る。例えば、ディスプレイ部品として用いられる基板は、所定の寸法を有するべきである。大面積基板は、基板のエッジをシャドウイングするため、及び／又は基板の裏側被覆を防止するため、エッジ除外マスクを用いて被覆される。このアプローチは、信頼できる、基板上の一定の被覆を可能にする。

本書に記載された実施形態によれば、エッジ除外マスクは、エッジを有するエッジ領域を含む。その後、エッジは、基板に対して２０°以下の傾斜角を有するように適合される。従って、堆積材料がマスク上に堆積される場合に、開孔の境界が、マスク上の堆積材料によって受ける影響が少なくなる。別の実施形態によれば、装置及び方法は、上記のようなエッジ除外マスクを含む。

従って、本書に記載された実施形態は、シャドウイング効果を低減することを可能にし、これにより、堆積プロセスにおいてエッジ除外マスクを用いる場合に、基板上の被覆の同質性及びエッジ寿命の延びを提供する。

幾つかの実施形態によれば、大面積基板は、少なくとも０．６７ｍ^２のサイズを有しうる。サイズは、約０．６７ｍ^２〜約８ｍ^２であり得、より具体的には、約２ｍ^２〜約９ｍ^２、又は１２ｍ^２にまでさえなり得る。本書に記載される実施形態による、マスク構造体、装置及び方法が提供される基板は、本書に記載されるように、大面積基板である。例えば、大面積基板又はキャリアは、約０．６７ｍ^２基板（０．７３ｍ ｘ ０．９２ｍ）に対応するＧＥＮ４．５、約１．４ｍ^２基板（１．１ｍ ｘ １．３ｍ）に対応するＧＥＮ５、約４．２９ｍ^２基板（１．９５ｍ ｘ ２．２ｍ）に対応するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ^２基板（２．２ｍ ｘ ２．５ｍ）に対応するＧＥＮ８．５、又は約８．７ｍ^２基板（２．８５ｍ ｘ ３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ１０でさえありうる。ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２などのさらに大きな世代並びに対応する基板面積が、同様に実施され得る。

基板は、材料堆積に適した任意の材料から作られうる。例えば、基板は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス等）、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料又は堆積プロセスによって被覆されることのできる任意の他の材料若しくは材料の組合せからなる群から選択される材料から作られうる。

幾つかの実施形態によれば、「マスク構造体」、「エッジ除外マスク」又は「マスク部分」という用語が、炭素繊維材料又はアルミニウム、チタン、ステンレス鋼、インバー等の金属などの１個のマスク材料に対して用いられる。マスクが、被覆されるべき基板の一部を覆う。マスクが、被覆されるべき基板と、るつぼ、ターゲットなどの堆積材料源との間に置かれる。

エッジ除外マスクは、基板の面積の約１‰から約５％、詳細には、約５‰と約１％の間、更により詳細には、基板の面積の約１％と約２％の間を覆い得る。幾つかの実施形態によれば、エッジ除外マスクによって覆われている、シャドウイングされている、又はマスキングされている基板の領域は、基板の周囲に位置する。

幾つかの実施形態によれば、「マスク開孔」という用語は、堆積プロセス中に堆積材料が通過し得る、マスクのウインドウと解釈されるべきである。「マスク開孔」はまた、被覆材料が堆積される基板の領域を定めるので、被覆ウインドウとして表され得る。開孔の境界又は内側境界は、被覆ウインドウの限界によって定められる。例えば、マスクが新しい又は新たに洗浄され、堆積プロセスにおいて未だ使用されていない場合、開孔の境界は、マスク材料からなる。マスクが、堆積プロセスで使用され、堆積材料がマスク上に堆積されている場合、開孔の境界は、マスク上の堆積材料による被覆ウインドウの限界であり得る。

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堆積プロセス又はその組合せに対して利用され得る。マスクのエッジは、その近くにある原子、分子及びクラスタに影響を及ぼし得る。「材料のストリーム」は、乱流等によって影響されることがあり、またエッジは、鋭いカットオフエッジとは必ずしも見なすことができないので、これらの影響は、より複雑であり得る。特に、より複雑な影響が、コーナーにおいて隣接する側部から重なり合う。

図１Ａは、基板１００の例を示す。基板の最も外側の縁が、１１０で表される。縁１１０はまた、それを越えると基板の材料が途切れる、基板の最も外側の線として記載され得る。基板のエッジ１２０は、基板の周囲を含み得る。エッジ１２０は、本書で用いられる場合、基板の縁１１０を含む領域であり得る。エッジ１２０は、縁１１０から基板１００の表面上に延びる幅Ｗを有し得る。エッジ１２０は、基板１００上での１つ以上の層の堆積中に利用されるエッジ除外マスク１４０によって、処理される基板上に定められ得る。エッジ１２０は、エッジ除外マスクと基板の間のオーバラップを定める。

幅Ｗは、基板全体について対称的、すなわち、各コーナー領域及び各側部は、同じ幅を有し得るが、基板の用途に応じて、側ごとに変わってもよい。幾つかの実施形態によれば、基板のエッジは、基板を被覆するために用いられるマスクの開孔によって定められ得る。例えば、エッジ除外マスクの開孔は、被覆される基板の領域に影響を与え、エッジなどの基板の領域を覆う。従って、基板のエッジは、エッジ除外マスクによって覆われ、エッジ除外マスクが用いられる被覆プロセス中に被覆されない基板の領域と定義され得る。

マスクは、基板のエッジ上への材料の堆積を減少させ又は妨げる。しかしながら、マスクによるマスキング又はブロッキングは、到達する原子、分子及びクラスタの更なる追加的なシャドウイング効果を招き、信頼できない層の厚さ及びシート抵抗の均一性をもたらし得る。特に基板の４つのコーナーは、２つのシャドウイング部品が、これらの点で互いに出会うので、追加的なシャドウイング効果によって影響される。

図１Ｂにおいて、マスク１４０上の層の生成が説明される。マスクは、１つ以上の堆積プロセスの後に、連続的な層４００で覆われる。ここで、線は、マスク１４０上の堆積材料の成長を示す。第一の堆積期間の後に、層４０１が、マスク１４０の上に形成される。層４０１は、堆積源アレンジメントに面するマスクの表面上に被覆されるであろう。第二の堆積期間は層４０２をもたらし、層４０２は、層４０１より大きい量でマスクのエッジに延びる。層４０２は、基板とマスクの間のオーバラップ領域の更なる成長をもたらすであろう。この成長は、基板上のシャドウイング効果を引き起こし、信頼できない層の厚さ、信頼できないシート抵抗均一性及びマスクエッジの寿命短縮をもたらす。同じ結果が、層４０３をもたらす第三の堆積期間に適用される。図１Ｂは、マスク上の３つの層をもたらす３つの堆積期間に言及するけれども、シャドウイング層のこのコンセプトは、連続的なプロセスであるということが、理解されるべきである。

前記を考慮すると、図１Ｂは、堆積プロセス中に従来のエッジ除外マスクを用いる場合に起こり得る問題を図解する。従って、マスク上の材料の堆積のため、マスク開孔の境界は、シャドウイング効果をもたらすマスク上の堆積材料によって影響を受ける。更に、例えば、キャリア内の基板のマスキング中におけるマスキングアレンジメントの振動又は他の加速が、被覆層４００からの微粒子の生成をもたらす。微粒子の生成は制御することができないので、望ましくない微粒子もまた、処理されるべき基板表面に加えられる可能性がある。従って、マスク構造体及び詳細にはマスクのエッジの設計は、保守管理中及び／又は基板の処理中に望ましくない効果をもたらし得る。

本書に記載された実施形態のエッジ設計は、基板に近い領域において非常に平坦な形状を有する。従って、堆積材料がマスク上に堆積される場合に、開孔の境界が、マスク上の堆積材料によって受ける影響が少なくなる。その結果、本書に記載された実施形態は、シャドウイング効果を低減することを可能にし、堆積プロセスにおいてエッジ除外マスクを用いる場合に、基板上の被覆の同質性及びエッジ寿命の延びをもたらす。

従って、図２Ａに示される、本書に記載された実施形態のエッジ設計は、エッジ輪郭／形状の影響を減少させ、従来のエッジ設計と比べて、より良い均一性とエッジ寿命の延びを可能にする。

図２Ａに関して、エッジ２００を有するエッジ領域２０１を備える、基板１００上の層堆積用のエッジ除外マスク２４０が、示される。エッジ領域２０１は、基板と隣接するマスクの領域に対応し、エッジ２００上で終わる。エッジ２００は、好ましくは平坦なエッジであり、本書で用いられる場合、「平坦なエッジ」とは、浅く低い厚さのエッジを指す。基板に面する第一の表面２１０及び堆積源アレンジメントに面する反対表面２２０もまた示される。第一の表面は、支持アレンジメント、保護シールド、基板キャリア、又は冷却フレームなどの、種々のアレンジメントを受けるように適合される。反対表面は、下にあるアレンジメントを、被覆されないよう保護し得る。反対表面は、堆積源に曝され、堆積材料によって被覆され、エッジ除外マスク２４０上に被覆材料の層を形成し得る。図２Ａに示されるように、１つ以上の異なる領域が、エッジ除外マスク２４０の中に設けられ得る。例えば、周辺領域２０３が、マスクの外周から延びるマスクの領域に対応し得る。別の領域、例えば中間領域２０２が、エッジ領域２０１と周辺領域２０３の間に延びるマスクの領域に対応し得る。代替的な実施形態によれば、中間領域は、避けられ得る。中間領域を避けることにより、周辺領域２０３は、マスクの外周からエッジ領域２０１まで延びるマスクの領域に対応し得る。

従って、本実施形態は、マスクのエッジ領域の厚さが大きすぎる場合に起こり得るシャドウイング効果を減少又は除去することによって、好ましくは基板の外側領域において、基板上の被覆の非同質性を減少又は除去する。例えば、本書に記載された実施形態のエッジ設計は、エッジまで１０ｍｍの距離において５％の被覆均一性をもたらす。

更に、別の実施形態によれば、エッジ除外マスクのエッジは、基板に対して２０°以下の傾斜角を有し得、詳細には、エッジは、基板に対して１５°以下の傾斜角を有し得、より詳細には、エッジは、基板に対して１０°以下の傾斜角を有し得る。エッジの傾斜角は、堆積源の形状寸法及び方向上の特性を考慮して選択され得る。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる異なる実施形態によれば、エッジ除外マスクのエッジ領域は、エッジから５ｍｍの距離において、３ｍｍ以下の厚さを有し得、詳細には、エッジ領域は、２ｍｍ以下の厚さを有し得、より詳細には、エッジ領域は、１ｍｍの厚さを有し得る。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる幾つかの実施形態によれば、反対表面２２０は、第一の表面２１０に対して、２つ以上の異なる傾斜角を有し得る。更に、異なる実施形態によれば、２つ以上の異なる傾斜角は、０°と７０°の間であり得、詳細には、２つ以上の異なる傾斜角は、１０°と５０°の間であり得、より詳細には、２つ以上の異なる傾斜角は、２０°と４５°の間であり得る。

２つ以上の異なる傾斜角を有するエッジ除外マスクは、十分な高さを提供すると同時に、平坦なエッジを有する低い厚さのエッジ領域を提供するという利点を有する。エッジ除外マスクの十分な高さは、支持アレンジメント、保護シールド、基板キャリア又は冷却フレームなどの異なるアレンジメントを受けるために必要である。平坦なエッジを有する低い厚さのエッジ領域は、１つの傾斜角しか有していない現行のエッジ除外マスクに当てはまるように、マスクのエッジ領域の厚さが大きすぎる場合に起こり得るシャドウイング効果を減少又は除去することによって、基板上の被覆の非同質性を減少又は除去する。平坦なエッジを有する低い厚さのエッジ領域は、更に、エッジの寿命を延長する。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる異なる実施形態によれば、周辺領域は、基板に対して５°以下の傾斜角を有し得、詳細には、周辺領域は、基板に対して２°以下の傾斜角を有し得、より詳細には、周辺領域は、基板に対して０°の傾斜角を有し得る。別の実施形態によれば、中間領域は、基板に対して３０°から７０°の傾斜角を有し得、詳細には、中間領域は、基板に対して４０°から６０°の傾斜角を有し得、より詳細には、中間領域は、基板に対して約４５°の傾斜角を有し得る。

所定の数の堆積運転の後に、マスク上の、より詳細にはマスクの反対表面上の被覆材料は、形成されている微粒子を分離し得る。微粒子は、制御されない仕方で、例えば基板上に又は堆積設備の他の部分に移動する。これらの微粒子は、処理された基板に有害な影響を及ぼすことがあり、場合によっては、それらを損なうことさえある。

本書に記載された実施形態によれば、この影響を補償するために、表面に突起を有するマスクが提供され、これは微粒子の分離を減少させ得る。図２Ｂは、反対表面２２０を有するエッジ除外マスク２４０を示す。反対表面２２０は、突起２１５を備え得、詳細には、反対表面の７０％以上が、突起を備え得、より詳細には、反対表面の９０％以上が、突起を備え得る。図２Ｂに示されるように、エッジ除外マスク２４０は、フレームを形成することができる２つ以上のマスク部分から構成され得る。エッジ除外マスク２４０が、２つ以上のマスク部分から構成される場合、第一の表面２１０は、図２Ａに示されるように、接続部２６０による２つ以上のマスク部分の係合を容易にするように適合され得る。２つ以上のマスク部分は、２つ以上のマスク部分間の調節可能なオーバラップ領域を、更に有し得る。

図３は、基板１００の側面図を示し、基板のエッジが、マスク２４０によってシャドウイングされる。マスクは、基板から２ｍｍ〜８ｍｍの間隙３００を有するように提供される。すなわち、基板表面をシャドウイングするマスクの部分は、基板表面と接触していない。他の実施形態によれば、マスクは、基板と直接接触してもよい。例えば、間隙がなくてもよいし、又は間隙が、０ｍｍ〜８ｍｍであってもよい。図３の矢印３０５は、堆積中に堆積されるべき被覆材料を示す。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる別の実施形態によれば、基板の被覆された領域のコーナーにおける厚さの均一性は、コーナーに切欠きを有するエッジ除外マスクによって改善することができる。その結果、足し合わされて、不十分な層の厚さをもたらし得る、コーナーにおけるエッジ除外マスクのシャドウイング効果が、低減され得る。

図４に示されるように、マスクフレームの中央に開孔を有するエッジ除外マスク２４０が、提供され得る。開孔は、突起部を有し得る。すなわち、マスクの残り部分に比べて、４つのコーナーにおいてマスクフレームは、凹部又は切欠き有し得る。これは、例えば、コーナー領域４４２において示され、コーナー領域４４２において、マスク２４０と基板のオーバラップの幅Ｗｃ、すなわち、開孔を形成しているマスクの境界と基板のエッジ１１０の間隔が、マスクフレームの側部４４０における、マスク２４０と基板のオーバラップの幅Ｗｓ、すなわち、開孔を形成しているマスクの境界と基板のエッジ１１０の間隔に比べて、短い。コーナー領域４４２は、長さＬと幅Ｈを有することができ、例えば、２ｃｍ〜６ｃｍ、好ましくは３ｃｍ〜５ｃｍであり得る。別の実施態様によれば、長さと幅は、それぞれの側で等しくてもよいし、異なってもよい。例えば、それらは、それぞれのマスクの側部の全長のおおよそ同じ割合を有してもよい。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる幾つかの実施形態によれば、第一のオーバラップ、すなわち、第一の幅Ｗｓは、２ｍｍ〜８ｍｍ、詳細には３ｍｍ〜６ｍｍであり得る。別の任意選択の実施態様として、第二のオーバラップ、すなわち、幅Ｗｃは、０．０ｍｍ〜４ｍｍ、詳細には１ｍｍ〜３ｍｍであり得る。基板のエッジは、堆積材料がほぼない状態に保たれるべきである、又は堆積材料の層の厚さが、マスキングされない基板部分と比べて少なくとも２５％の値に減少する基板の領域と定義され得る。

幾つかの実施態様によれば、コーナー領域に負のオーバラップ、すなわち間隙があることが可能ですらある。更に、別の実施形態によれば、被覆されない又はほぼ被覆されない基板のエッジの内部に堆積される基板の領域が、長方形であってもよい。従って、コーナーにおける高次のシャドウイング効果を補償するために、長方形からわずかに逸脱するエッジ除外マスクが提供される。

平坦なエッジを有する低い厚さのエッジ領域を有する、本書に記載された実施形態によるエッジ除外マスクは、高い厚さを有するエッジ除外マスクよりも低い安定性を示し得る。本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる幾つかの実施形態によれば、エッジ除外マスクは、マスク周囲に沿って間隔をおかれた１つ以上のリップ（ｒｉｐ）を含み得る。リップは、マスク構造体の形状安定性を向上させる利点を有する。従って、本実施形態のエッジ除外マスクは、平坦なエッジを有する低い厚さのエッジ領域にかかわらず、安定を可能にする。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる幾つかの実施形態によれば、エッジ除外マスクは、それが取り付けられている冷却フレームに向かって、Ｌ字形の部材、例えば、厚さが１０ｍｍ以下などの薄い部材、として直立していてもよい。Ｌ字形は、冷却フレームへのアダプタへのマスクの接続を可能にし得る。

更なる実施形態によれば、基板上に材料の層を堆積させる方法が提供される。図５は、記載された方法のフロー図を示す。基板が、堆積装置のチャンバ内に準備され得る。幾つかの実施形態によれば、基板は、上記のような大面積基板であってよく、堆積装置は、図６に例示的に示されるような堆積チャンバであってよい。

マスキングアレンジメントが、チャンバ６１２内で基板の方に動かされ、基板の一部、例えば基板のエッジが、マスクによって覆われる５０２。本書に記載された実施形態によれば、マスキングは、本書に記載されるようなエッジを有するエッジ領域を含むエッジ除外マスクを備える。マスクは、堆積材料が堆積プロセス中に通過するのを可能にする、突起部を有する開孔を提供する。そのようなエッジ除外マスクの例が、図２Ａ〜図４に関して記載される。基板のマスキング後に、層が堆積される５０４。ここでは、シャドウイング効果が低減されるので、基板上の被覆の均一性が改善され、またエッジ寿命が延びる。これは、エッジが、堆積材料がない、又はほぼない状態に保たれるからである。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる幾つかの実施形態によれば、基板上に材料の層を堆積させる方法及び基板のエッジを覆うマスクが、大面積基板の対して使用される。更なる実施形態によれば、堆積層は、金属層又はセラミック層である。

図６は、本書に記載された実施形態による、基板上の層堆積用の装置の概略図を示す。堆積装置６００は、ＰＶＤ又はＣＶＤプロセスなどの堆積プロセスに適合され、層堆積用のチャンバ６１２を含む。１つ以上の基板１００が基板輸送装置６２０に置かれているのが示される。幾つかの実施形態によれば、基板支持体は、チャンバ６１２内の基板１００の位置を調整することを可能にするために可動であり得る。特に、本書に記載されるような大面積基板に対して、垂直な基板配向又は本質的に垂直な基板配向を有する堆積が行われ得る。輸送装置は、１つ以上のドライバ、例えばモータによって駆動される下側ローラ６２２を有し得る。ドライバは、ローラの回転用のシャフトによってローラ６２２に接続させることができ、例えば、ベルト、ギヤシステム等でローラを接続することによって、１つのモータが、１つより多いローラを駆動することが可能である。

ローラ６２４が、基板を垂直な位置又は本質的に垂直な位置に支持するために用いられ得る。基板は、垂直であり得、又は例えば５°まで、垂直な位置からわずかに外れていてもよい。１ｍ^２〜９ｍ^２の基板サイズを有する大面積基板は、非常に薄く、例えば、１ｍｍ未満、例えば、０．７ｍｍ又は０．５ｍｍでさえある。基板を支持し、固定された位置に基板を提供するために、基板は、基板の処理中にキャリア内に提供される。従って、基板は、キャリア内に支持されながら、例えば複数のローラ及びドライバを含む輸送システムによって輸送され得る。例えば、その中に基板を有するキャリアが、ローラ６２２及びローラ６２４のシステムによって支持される。

堆積材料源（図示せず）が、基板の被覆されるべき側に面してチャンバ６１２内に設けられる。堆積材料源が、基板上に堆積されるべき堆積材料を供給する。本書に記載される実施形態によれば、堆積材料源は、その上に堆積材料を有するターゲット又は基板１００上の堆積のために材料が放出されることを可能にする任意の他のアレンジメントであってよい。材料源は、回転型ターゲットであってもよい。幾つかの実施形態によれば、材料源は、源を位置決め及び／又は交換するために可動であってもよい。他の実施形態によれば、材料源は、平面ターゲットであってもよい。

幾つかの実施形態によれば、堆積材料は、堆積プロセス及び被覆された基板のその後の用途に従って、選択され得る。例えば、源の堆積材料は、セラミック材料、アルミニウム、モリブデン、チタン、銅などの金属、ケイ素、インジウムすず酸化物、及び他の透明導電性酸化物からなる群から選択される材料であってよい。そのような材料を含むことができる酸化物層、窒化物層又は炭化物層は、源から材料を供給することにより、又は反応性堆積、すなわち、源からの材料が、処理ガスからの酸素、窒化物又は炭素のような元素と反応することにより、堆積されることができる。幾つかの実施形態によれば、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムのような薄膜トランジスタ材料が、堆積材料として用いられうる。

堆積装置６００は、マスク構造体２４０を含むマスキングアレンジメントを含む。幾つかの実施形態によれば、マスク２４０は、基板に対して２０°以下の傾斜角を有するように適合されているエッジ２００を有するエッジ領域２０１を含む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で被覆されないことを保証する。一例として、材料は、スパッタリングされ、又は気化することもできる。本書に記載された実施形態によれば、基板１００のエッジは、エッジ除外マスク２４０のために堆積材料がないままである。

図６において、左のエッジ除外マスクは、接続されてマスクフレームを形成する個別のフレーム部分６０１，６０２，６０３，６０４，６０５，６０６，６０７，６０８，６０９及び６１０を含むように示される。特に大面積基板用のマスク構造体は、本質的にＬ字形であり得、またコーナー領域又はコーナー領域の少なくとも重要な部分を含む、少なくとも４つのコーナー部６０１，６０３，６０６，及び６０８、並びにコーナー部分を接続して、マスクフレームを形成する側部を備えるであろう。フレーム部分６０１〜６１０は、さね継ぎ配列で配列され得る。さね継ぎ配列は、互いに対してフレーム部分の固定された位置を与える。更に、本書に記載された幾つかの実施形態によれば、フレーム部分のさね継ぎ配列は、互いから離れるフレーム部分の運動を可能にする。さね継ぎ配列は、堆積材料が通過し得る間隙を引き起こすことなく、フレーム部分が互いから離れてスライドすることを可能にする。簡単にするため、左のマスク構造体２４０のみが、部分６０１〜６１０とともに示される。同様に、処理システム内の１つより多い又は全てのマスク構造体が、マスクフレームを形成する、１つより多い部分を備え得る。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる代表的な実施形態によれば、１つ以上のチャンバ６１２が、真空チャンバとして提供され得る。チャンバは、真空環境において基板を処理する及び／又は被覆するように適合される。圧力は、１０ｍｂａｒ未満、例えば、１ｘ１０−７ｍｂａｒから１ｘ１０−１ｍｂａｒの間であり得る。従って、堆積システムは、真空フランジ６１３に接続されることができ、堆積システムが特定の応用のために稼働できるようにするのに十分に低い、処理チャンバ６１２内の圧力、例えばｌｘ１０−７ｍｂａｒの圧力を達成することができるポンピングシステム（図示せず）を含み得る。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から１Ｐａの間であり得る。処理ガスがアルゴン及び酸素又は窒素のうちの少なくとも１つを含む、特定の実施形態、例えばＰＶＤの適用の場合、アルゴンの分圧は、０．１Ｐａから１Ｐａの間であり得、酸素、水素及び／又は窒素の分圧は、０．１Ｐａから１Ｐａの間であり得る。ＣＶＤの適用の場合の圧力範囲は、上記範囲の特に高圧側の端において、約２桁大きいことがある。

本書に記載された他の実施形態と組合わせることができる幾つかの実施形態によれば、基板上の層堆積の方法及び装置は、図２Ａから図４に関して上で記載されたようなエッジ除外マスクを含む。

上記は、本書に記載された実施形態に向けられているが、その基本的な範囲から逸脱することなく、他の及び更なる実施形態を考え出すこともでき、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (13)

1. エッジ（２００）を有するエッジ領域（２０１）を備える、基板（１００）上の層堆積のためのエッジ除外マスク（２４０）であって、前記エッジが、前記基板に対して２０°以下の傾斜角を有するように適合されており、前記エッジ除外マスクの表面が、突起（２１５）を備える、エッジ除外マスク（２４０）。
2. 前記エッジ領域（２０１）が、前記エッジ（２００）から５ｍｍの距離において、３ｍｍ以下の厚さ、詳細には２ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１に記載のマスク。
3. 前記マスクが、前記基板に面する第一の表面（２１０）及び堆積源アレンジメントに面する反対表面（２２０）を備え、前記反対表面（２２０）が、前記第一の表面（２１０）に対する、２つ以上の異なる傾斜角を有する、請求項１又は２に記載のマスク。
4. 前記２つ以上の異なる傾斜角が、０°から７０°の間である、請求項３に記載のマスク。
5. 中間領域（２０２）を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のマスク。
6. 前記中間領域が、４０°〜６０°の傾斜角を有する、請求項５に記載のマスク。
7. 周辺領域（２０３）を更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のマスク。
8. ２つ以上のマスク部分（６０１〜６１０）を備え、前記２つ以上のマスク部分が、オーバラップ領域を有し、前記２つ以上のマスク部分の間の前記オーバラップ領域が、調整可能である、請求項１から７のいずれか一項に記載のマスク。
9. 前記マスクが、前記マスクの周囲に沿って間隔をおかれた１つ以上のリップを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のマスク。
10. 基板上の層堆積のための方法であって、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の、エッジ（２００）を有するエッジ領域（２０１）を備えるエッジ除外マスク（２４０）で、前記基板の一部をマスキングすることと、
    前記基板上に前記層の材料を堆積させることと
    を含む、方法。
11. 前記堆積された層が、金属層又はセラミック層である、請求項１０に記載の方法。
12. 基板上の層堆積のための装置（６００）であって、
    その中での層堆積のためのチャンバ（６１２）と、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の、エッジ（２００）を有するエッジ領域（２０１）を備えるエッジ除外マスク（２４０）と、
    前記層を形成する材料を堆積させるための堆積源と
    を備える、装置（６００）。
13. 前記堆積源が、金属又はセラミック材料を堆積させるように構成されている、請求項１２に記載の装置。

Images