JP6502396B2 - Magnetic chucking of mask by Halbach array - Google Patents

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Description

本開示の実施形態は、概して、基板の上のマスクのチャッキングに関する。より詳細には、実施形態は、ハルバッハ(Halbach)配列を用いた基板の上のマスクの磁気チャッキングに関する。   Embodiments of the present disclosure generally relate to chucking of a mask on a substrate. More particularly, embodiments relate to magnetic chucking of a mask on a substrate using a Halbach array.

マスクは、基板のどの領域が処理されるかを制御するために、半導体基板の上にしばしば配置される。基板並びにマスクは、機械的な力を用いて基板支持体上にしばしば保持される。処理中に基板及びマスクを保持するために使用される従来の機械的接触は、しばしば高い機械的な力が加えられたことに起因して基板の損傷をもたらす可能性がある。処理中にマスクを適所に保持するために、機械的な力が更に加えられる。従来の機械的キャリアは、一般的に基板を端部で保持し、このため基板の端部との非常に集中した物理的接触をもたらし、これによって基板を確実に持ち上げる(ピックアップする)のに十分な印加されるクランプ力を確保する。基板の端部に集中したこの機械的接触は、必然的に接触汚染又は基板への物理的損傷を生成する。   Masks are often placed on semiconductor substrates to control which areas of the substrate are processed. The substrate as well as the mask are often held on the substrate support using mechanical force. Conventional mechanical contacts used to hold the substrate and mask during processing can often result in damage to the substrate due to the application of high mechanical forces. Additional mechanical force is applied to hold the mask in place during processing. Conventional mechanical carriers generally hold the substrate at the edge, thus providing a very concentrated physical contact with the edge of the substrate, which is sufficient to reliably pick up the substrate. Secure the applied clamping force. This mechanical contact concentrated at the edge of the substrate necessarily produces contact contamination or physical damage to the substrate.

より新しい処理システムは、静電気力を用いて基板を適所に保持するなど、上記の損傷を回避するために基板をチャッキングするための代替機構を組み込んでいる。静電気力は、システムの金属部品と基板との間の接触を最小にしながら、処理中に基板を適所に効果的に保持することができる。しかしながら、基板をチャッキングするために使用される静電気力は、マスクもまた適所に効果的にチャッキングすることはできない。   Newer processing systems incorporate alternative mechanisms for chucking the substrate to avoid such damage, such as holding the substrate in place using electrostatic forces. The electrostatic force can effectively hold the substrate in place during processing while minimizing contact between the metal parts of the system and the substrate. However, the electrostatic force used to chuck the substrate can not effectively chuck the mask in place as well.

したがって、処理システム内において、基板の位置決め及びチャッキングとは独立して、マスクを位置決め及びチャッキングするための方法及び装置が必要とされている。   Thus, there is a need for a method and apparatus for positioning and chucking a mask in a processing system independently of substrate positioning and chucking.

一実施形態では、マスクを基板にチャッキングするための処理システムが提供される。処理システムは、処理チャンバと、処理チャンバ内に配置された磁気チャックとを含む。磁気チャックは、チャッキング面と、チャッキング面に対して1以上のハルバッハ配列で配向された複数の磁石とを含む。各磁石は、4つの方向のうちの1つに配向されたN極を有する。1以上の回転機構が、磁石のうちの少なくとも1つのN極の方向を変えるように結合される。   In one embodiment, a processing system is provided for chucking a mask to a substrate. The processing system includes a processing chamber and a magnetic chuck disposed within the processing chamber. The magnetic chuck includes a chucking surface and a plurality of magnets oriented in one or more Halbach arrangements relative to the chucking surface. Each magnet has a north pole oriented in one of four directions. One or more rotation mechanisms are coupled to change the direction of at least one N pole of the magnet.

別の一実施形態では、処理チャンバ内で使用するための基板キャリアが提供される。基板キャリアは、支持ベースと、電極アセンブリと、基板支持面と、磁気チャックとを含む。支持ベースは、基板キャリアを処理チャンバの内外に移動させるように動作可能である。電極アセンブリは、基板を基板支持面に静電チャックするために支持ベース上に配置される。基板支持面は、電極アセンブリ上に配置される。磁気チャックは、支持ベースと一体化されている。磁気チャックは、1以上の回転機構と、基板支持面に対して1以上のハルバッハ配列で配向された複数の磁石を含む。各磁石は、4つの方向のうちの1つに配向されたN極を有する。1以上の回転機構は、磁石のうちの少なくとも1つのN極の方向を変えるように結合される   In another embodiment, a substrate carrier is provided for use in a processing chamber. The substrate carrier includes a support base, an electrode assembly, a substrate support surface, and a magnetic chuck. The support base is operable to move the substrate carrier in and out of the processing chamber. An electrode assembly is disposed on the support base to electrostatically chuck the substrate to the substrate support surface. The substrate support surface is disposed on the electrode assembly. The magnetic chuck is integrated with the support base. The magnetic chuck includes one or more rotation mechanisms and a plurality of magnets oriented in one or more Halbach arrays relative to the substrate support surface. Each magnet has a north pole oriented in one of four directions. One or more rotation mechanisms are coupled to change the direction of at least one N pole of the magnets

別の一実施形態では、処理チャンバ内で基板にマスクをチャッキングする方法が提供される。本方法は、基板キャリアの基板支持面上に配置された基板を処理チャンバ内へ搬送する工程と、マスクを基板にチャッキングする工程と、マスクを通して基板上に層を堆積させる工程と、基板キャリア上に配置された基板からマスクをデチャック(チャック解除)するために、基板支持面に近接した磁気チャック内の1以上のハルバッハ配列に配置された複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程とを含む。   In another embodiment, a method is provided for chucking a mask to a substrate in a processing chamber. The method comprises the steps of transporting a substrate disposed on a substrate support surface of a substrate carrier into a processing chamber, chucking a mask to the substrate, depositing a layer on the substrate through the mask, a substrate carrier Moving at least some of the plurality of magnets disposed in the one or more Halbach arrays within the magnetic chuck proximate the substrate support surface to dechuck the mask from the substrate disposed thereon And.

上に開示された実施形態の上記の構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約したより具体的な説明を、以下の実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限し、他の等しく有効な実施形態を排除していると解釈されるべきではないことに留意すべきである。
本明細書に記載された実施形態に係る、磁気チャッキングアセンブリと共に使用される有機材料用蒸発源を例示する概略上面図を示す。 本明細書に記載の実施形態に係る磁気チャッキングアセンブリを有する堆積装置の概略上面図を示す。 一実施形態に係る一体型静電チャックを有する基板キャリアの一実施形態の分解図を示す。 一実施形態に係る、複数のハルバッハ配列を含む磁気チャックを有するチャッキングアセンブリを示す。 一実施形態に係る、ハルバッハ配列を含む磁気チャックの前面概略図を示す。 一実施形態に係る、複数のハルバッハ配列を含む磁気チャックの前面概略図を示す。 一実施形態に係る、ハルバッハ配列を含む磁気チャックの概略平面図を示す。 一実施形態に係るプロセスフロー図である。
In order to be able to understand the above configuration of the embodiments disclosed above in detail, a more specific description briefly summarized above will be made with reference to the following embodiments. Some of the embodiments are illustrated in the attached drawings. However, it should be noted that the attached drawings only show typical embodiments, and therefore should not be construed as limiting the scope and excluding other equally effective embodiments. is there.
~ FIG. 7 shows a schematic top view illustrating an evaporation source for organic material used with a magnetic chucking assembly according to embodiments described herein. FIG. 6 shows a schematic top view of a deposition apparatus having a magnetic chucking assembly according to embodiments described herein. FIG. 1 shows an exploded view of an embodiment of a substrate carrier having an integrated electrostatic chuck according to an embodiment. FIG. 8 illustrates a chucking assembly having a magnetic chuck that includes a plurality of Halbach arrays, according to one embodiment. ~ FIG. 1A shows a front schematic view of a magnetic chuck including a Halbach arrangement, according to one embodiment. ~ FIG. 1 shows a front schematic view of a magnetic chuck that includes multiple Halbach arrays, according to one embodiment. FIG. 1 shows a schematic plan view of a magnetic chuck including a Halbach arrangement, according to one embodiment. FIG. 3 is a process flow diagram according to one embodiment.

理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態で開示された要素を、特に説明することなく、他の実施形態で有益に利用してもよいと理解される。   Wherever possible, the same reference numbers are used throughout the drawings to refer to the same elements that are common to the figures, in order to facilitate understanding. It is understood that elements disclosed in one embodiment may be beneficially utilized in other embodiments without specific description.

詳細な説明Detailed description

本開示は、概して、基板の上にマスクをチャッキングするための装置、及びその使用方法に関する。1以上のハルバッハ配列を有する磁気チャックは、処理チャンバ内で使用するための処理チャンバ又は基板キャリア内に統合することができる。ハルバッハ配列に配置された一連の磁石を組み込むことによって、マスクは、ハルバッハ配列の磁石の少なくともいくつかを動かすことによって、制御された方法で基板の上の適所にチャックされることができる。   The present disclosure relates generally to an apparatus for chucking a mask on a substrate, and methods of use thereof. A magnetic chuck having one or more Halbach arrangements can be integrated into a processing chamber or substrate carrier for use in a processing chamber. By incorporating a series of magnets arranged in the Halbach array, the mask can be chucked in place on the substrate in a controlled manner by moving at least some of the Halbach array magnets.

図1A〜図1Dは、本明細書に記載の実施形態に係る、第1のマスク132a及び第2のマスク132bに対する処理チャンバ110内の様々な位置11〜14における蒸発源100の上面図を示す。処理チャンバ110は、真空処理チャンバとすることができる。典型的な実施形態によれば、マスク132a、132bは、それぞれマスクフレーム131a、131b内に設けられ、マスク132a、132bを所定の位置に保持する。蒸発源100の異なる位置間の移動は、矢印101B、101C、及び101Dで示されている。図1A〜図1Dは、蒸発るつぼ104及び分配パイプ106を有する蒸発源100を示す。分配パイプ106は、支持体102によって支持される。更に、いくつかの実施形態によると、蒸発るつぼ104もまた、支持体102によって支持されることができる。   1A-1D illustrate top views of the evaporation source 100 at various locations 11-14 in the processing chamber 110 relative to the first mask 132a and the second mask 132b, according to embodiments described herein. . Processing chamber 110 may be a vacuum processing chamber. According to an exemplary embodiment, the masks 132a, 132b are provided in the mask frames 131a, 131b, respectively, to hold the masks 132a, 132b in place. The movement between the different positions of the evaporation source 100 is indicated by arrows 101B, 101C and 101D. 1A-1D show an evaporation source 100 having an evaporation crucible 104 and a distribution pipe 106. The distribution pipe 106 is supported by a support 102. Furthermore, according to some embodiments, the evaporation crucible 104 can also be supported by the support 102.

処理チャンバ110内には、第1の基板121aと第2の基板121bとが提供される。第1の基板121aと第2の基板121bは、それぞれ第1の基板キャリア150aと第2の基板キャリア150bによって支持されチャッキングされている。キャリア150a、150bは、以下の図3を参照して更に詳細に説明される。第1マスク132a及び第2マスク132bが、それぞれの基板121a、121bと蒸発源100との間に提供される。第1のマスク132a及び第2のマスク132bは、第1の磁気チャック151a及び第2の磁気チャック151bによってそれぞれチャッキングされる。マスクチャッキングアセンブリ151a、151bは、従来の機械的なマスクのクランプと比較して、ディスプレイ製造中の各基板121a、121bとマスク132a、132bとの間の接触力を最小化し低減することができる。いくつかの実施形態では、各磁気チャック151a、151bは、それぞれの基板キャリア150a、150bの構成要素とすることができる。他の実施形態では、各磁気チャック151a、151bは、それぞれの基板キャリア150a、150bに対して別個の装置とすることができる。マスクチャッキングアセンブリ151a、151bは、以下の図4〜図7を参照して更に詳細に説明される。   In the processing chamber 110, a first substrate 121a and a second substrate 121b are provided. The first substrate 121a and the second substrate 121b are supported and chucked by the first substrate carrier 150a and the second substrate carrier 150b, respectively. Carriers 150a, 150b are described in further detail with reference to FIG. 3 below. A first mask 132a and a second mask 132b are provided between the respective substrates 121a, 121b and the evaporation source 100. The first mask 132a and the second mask 132b are chucked by the first magnetic chuck 151a and the second magnetic chuck 151b, respectively. The mask chucking assembly 151a, 151b can minimize and reduce the contact force between each substrate 121a, 121b and the mask 132a, 132b during display manufacturing as compared to conventional mechanical mask clamps . In some embodiments, each magnetic chuck 151a, 151b can be a component of a respective substrate carrier 150a, 150b. In other embodiments, each magnetic chuck 151a, 151b can be a separate device for each substrate carrier 150a, 150b. The mask chucking assemblies 151a, 151b are described in more detail with reference to FIGS. 4-7 below.

図1A〜図1Dに示すように、分配パイプ106から有機材料を蒸発させて、基板121a、121b上に層を堆積させる。噴霧経路10は、蒸発源が基板121a(図1B及び図1C参照)及び基板121b(図1D参照)上に材料を堆積させるとき、蒸発源100が堆積材料を噴霧(スプレー)する方向を示す。第1のマスク132a及び第2のマスク132bは、堆積時に各基板121a、121bの領域をマスクすることができる。   As shown in FIGS. 1A-1D, the organic material is evaporated from the distribution pipe 106 to deposit a layer on the substrates 121a, 121b. The spray path 10 indicates the direction in which the evaporation source 100 sprays the deposited material as the evaporation source deposits material on the substrate 121a (see FIGS. 1B and 1C) and the substrate 121b (see FIG. 1D). The first mask 132a and the second mask 132b can mask the area of each substrate 121a, 121b at the time of deposition.

図1Aでは、蒸発源100が、第1の基板キャリア150a、150bと共に第1の位置11に示され、第1の基板キャリア150a、150bは、堆積プロセスを開始する位置にそれぞれの基板121a、121bを保持する。堆積プロセスはまだ開始されていないので、マスク132a、132bはチャックされず、したがって、それぞれの基板121a、121bから離間して図示される。   In FIG. 1A, the evaporation source 100 is shown in a first position 11 with the first substrate carrier 150a, 150b, the first substrate carrier 150a, 150b being in the position where the deposition process is to start. Hold. Since the deposition process has not yet begun, the masks 132a, 132b are not chucked and thus are illustrated spaced from the respective substrates 121a, 121b.

図1Bでは、第1の磁気チャック151aは、第1のマスク132aを基板121aと接触する位置にチャックしている。マスク132aは、第1の基板121aに対して均一にチャッキングされているように表示されているが、マスクのある領域は、他の領域よりも大きな圧力でチャックすることが可能である。例えば、蒸発源100から堆積材料を現在受け取っている第1の基板121aの領域上の第1のマスク132aの部分は、第1のマスク132aの他の部分よりも大きな圧力でチャックすることができる。第1のマスク132aを所定の位置に配置すると、図1Aの第1の位置11から図1Bの第2の位置12へ、そしてその後、図1Cの第3の位置13へと移動する矢印101Bで示されるように、蒸発源100の並進運動によって第1の基板121a上に有機材料の層を堆積させることができる。第1の基板121aが第1のマスク132aを介して有機材料の層で堆積されている間、第2の基板121bは新しい基板と交換することができる。図1Bは、第2の基板121bを交換するのを助けるための第2の輸送トラック124bを示す。第2の基板121bが図1Bでは適所にないので、第2の基板キャリア150b及び第2の磁気チャック151bはチャッキングのために起動されず、マスク132aは基板121bが第2の輸送トラック124bに係合する位置から離間して図示されている。   In FIG. 1B, the first magnetic chuck 151a chucks the first mask 132a at a position in contact with the substrate 121a. Although the mask 132a is shown as uniformly chucked to the first substrate 121a, certain areas of the mask can be chucked with greater pressure than other areas. For example, the portion of the first mask 132a on the area of the first substrate 121a currently receiving deposition material from the evaporation source 100 can be chucked at a higher pressure than the other portions of the first mask 132a . With the first mask 132a in place, with the arrow 101B moving from the first position 11 of FIG. 1A to the second position 12 of FIG. 1B and then to the third position 13 of FIG. 1C. As shown, the translational movement of the evaporation source 100 can deposit a layer of organic material on the first substrate 121a. While the first substrate 121a is deposited with a layer of organic material through the first mask 132a, the second substrate 121b can be replaced with a new substrate. FIG. 1B shows a second transport track 124b to help replace the second substrate 121b. Because the second substrate 121b is not in place in FIG. 1B, the second substrate carrier 150b and the second magnetic chuck 151b are not activated for chucking, and the mask 132a has the substrate 121b on the second transport track 124b. It is shown spaced from the engaged position.

第1の基板121aが有機材料の層で堆積された後、蒸発源100の分配パイプ106は、図1Cの第3の位置から図1Dの第4の位置14まで図1Cの矢印101Cによって示されるように回転する。その後、第1基板121a上に有機材料を堆積させる間、第2基板121bは第2基板キャリア150bにチャックされる。次に、第2のマスク132bは、第2の基板121bに対して位置決めされ、アライメントされ、その後、第2の基板121bの上の第2の磁気チャック151bに第2のマスク132bをチャックする。したがって、図1Cの矢印101Cの回転後、第2の基板121bは、図1Dの矢印101Dで示されるように、第2のマスク132bを通して有機材料の層でコーティングすることができる。第2の基板121bが有機材料でコーティングされている間、第1マスク132aは、第1磁気チャック151aから抜き取る(アンチャックする)ことができる。その結果、第1のマスク132aは、第1の基板121aを新しい基板と交換するのを助けるために使用される第1の輸送トラック124aから離間して図示されている。第1のマスク132aがチャッキングされていない状態で、その後、第1の基板121aをチャンバ110から取り外すことができる。   After the first substrate 121a is deposited with a layer of organic material, the distribution pipe 106 of the evaporation source 100 is indicated by the arrow 101C of FIG. 1C from the third position of FIG. 1C to the fourth position 14 of FIG. 1D. To rotate. Thereafter, while depositing the organic material on the first substrate 121a, the second substrate 121b is chucked to the second substrate carrier 150b. Next, the second mask 132b is positioned and aligned with respect to the second substrate 121b, and then chucks the second mask 132b on the second magnetic chuck 151b on the second substrate 121b. Thus, after rotation of arrow 101C in FIG. 1C, the second substrate 121b can be coated with a layer of organic material through the second mask 132b, as shown by arrow 101D in FIG. 1D. While the second substrate 121b is coated with an organic material, the first mask 132a can be removed (unchucked) from the first magnetic chuck 151a. As a result, the first mask 132a is shown spaced from the first transport track 124a used to help replace the first substrate 121a with a new substrate. With the first mask 132a not chucked, the first substrate 121a can then be removed from the chamber 110.

本明細書に記載の実施形態によれば、第1の基板121a及び第2の基板121bは、実質的に鉛直な位置で有機材料によってコーティングされる。上述したように、図1A〜図1Dは、処理チャンバ110と、処理チャンバ110内の対応する装置(例えば、蒸発源100)の上面図である。分配パイプ106は、蒸気分配シャワーヘッドとすることができ、いくつかの実施形態では、分配パイプ106は、直線状(リニア)蒸気分配シャワーヘッドとすることができる。これにより、分配パイプ106は、本質的に鉛直に延びる線源を提供することができる。本明細書に記載された実施形態によれば、「本質的に鉛直に」は、主として基板の向きを指し、10度以下の鉛直方向からのずれを許容する。このずれは、いくつかの実施形態では、鉛直方向からいくらかずれた基板キャリアが、より安定した基板位置をもたらす可能性があることを認める。更に、「本質的に鉛直」は、水平な基板の向きとは異なると考えられる。基板(例えば、第1の基板121a)の表面は、第1の位置11から第2の位置12及び第3の位置13に移動する蒸発源100によって示されるように、主に基板の鉛直寸法(すなわちY方向)に沿った蒸発源100と、水平方向(すなわち、X方向)に沿った並進運動によってコーティングすることができる。しかしながら、例示的な縦型(鉛直)処理チャンバのための本質的に鉛直な位置への参照で記載したが、この構成及び/又はチャンバは、限定することを意図していない。本明細書に記載の実施形態は、横型(水平)チャンバ又はより多くの又はより少ない基板を処理することができるチャンバに等しく適用可能である。   According to the embodiments described herein, the first substrate 121a and the second substrate 121b are coated with an organic material at a substantially vertical position. As mentioned above, FIGS. 1A-1D are top views of the processing chamber 110 and corresponding devices within the processing chamber 110 (eg, the evaporation source 100). The distribution pipe 106 can be a vapor distribution showerhead, and in some embodiments, the distribution pipe 106 can be a linear vapor distribution showerhead. This allows the distribution pipe 106 to provide an essentially vertically extending source. According to the embodiments described herein, "essentially vertically" refers primarily to the orientation of the substrate, allowing for deviations from the vertical of 10 degrees or less. This offset recognizes that in some embodiments, substrate carriers that are somewhat offset from the vertical direction can result in more stable substrate position. Furthermore, "essentially vertical" is considered to be different from the horizontal substrate orientation. The surface of the substrate (e.g., the first substrate 121a) is mainly the vertical dimension of the substrate (as shown by the evaporation source 100 moving from the first position 11 to the second position 12 and the third position 13) That is, it can be coated by the evaporation source 100 along the Y direction and the translational movement along the horizontal direction (ie, the X direction). However, although described in reference to an essentially vertical position for an exemplary vertical (vertical) processing chamber, this configuration and / or chamber is not intended to be limiting. Embodiments described herein are equally applicable to horizontal (horizontal) chambers or chambers capable of processing more or fewer substrates.

本明細書に記載の実施形態は、特に、有機材料(例えば、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ製造のための堆積物及び大面積基板上の堆積物)の堆積に関するが、実施形態は他のプロセスにおいても有用である可能性がある。いくつかの実施形態によれば、大面積基板は、少なくとも0.174mのサイズを有することができる。キャリアは、約1.4m〜約9m(例えば、約2m〜約8m、又はいくつかの実施形態では、最大12m)の基板を支持することができる。ここに記載される実施形態が提供される、基板が上で支持されるキャリアの矩形領域は、大面積基板のサイズとほぼ同じか、又はわずかに大きい。いくつかの実施形態では、基板の厚さは0.1〜1.8mmとすることができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、基板の厚さは約0.9mm以下(例えば、0.5mm又は0.3mm)とすることができ、保持装置及びデバイスはそのような基板の厚さに適合させることができる。基板は、材料の堆積に適した任意の材料から作製することができる。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、セラミックス、複合材料、炭素繊維材料、又は堆積プロセスによってコーティングすることができる任意の他の材料又は材料の組合せからなる群から選択される材料から作製することができる。 Although the embodiments described herein specifically relate to the deposition of organic materials (eg, deposits for manufacturing organic light emitting diode (OLED) displays and deposits on large area substrates), embodiments are other processes. May also be useful. According to some embodiments, the large area substrate can have a size of at least 0.174 m 2 . The carrier can support a substrate of about 1.4 m 2 to about 9 m 2 (eg, about 2 m 2 to about 8 m 2 , or up to 12 m 2 in some embodiments). The rectangular area of the carrier on which the substrate is supported, for which the embodiments described herein are provided, is about the same as or slightly larger than the size of the large area substrate. In some embodiments, the thickness of the substrate can be 0.1 to 1.8 mm. However, in some embodiments, the thickness of the substrate can be about 0.9 mm or less (e.g., 0.5 mm or 0.3 mm), and the holding device and device conform to the thickness of such substrate It can be done. The substrate can be made of any material suitable for deposition of material. For example, the substrate can be glass (eg, soda lime glass, borosilicate glass, etc.), metal, polymer, ceramic, composite, carbon fiber material, or any other material or combination of materials that can be coated by a deposition process It can be made of a material selected from the group consisting of

いくつかの実施形態では、第1の磁気チャック151a及び第2の磁気チャック151bは、それぞれの基板121a、121bのチャッキングに影響を及ぼすことなく、マスク132a、132bの独立したチャッキング及びアンチャッキングを可能にする永久磁石を使用することができる。他の実施形態では、マスクチャッキングアセンブリ151a、151b内の磁石用に電磁石を使用することができる。更に他の実施形態では、永久磁石と電磁石をミックスして、マスクチャッキングアセンブリ151a、151b内の磁石用に使用することができる。   In some embodiments, the first magnetic chuck 151a and the second magnetic chuck 151b may independently chuck and unchuck the masks 132a, 132b without affecting chucking of the respective substrates 121a, 121b. A permanent magnet can be used which enables the king. In other embodiments, electromagnets can be used for the magnets in the mask chucking assemblies 151a, 151b. In yet another embodiment, permanent magnets and electromagnets can be mixed and used for the magnets in the mask chucking assemblies 151a, 151b.

本明細書に記載された実施形態のいずれにおいても、磁石(永久磁石、電磁石、又はその両方の組合せ)をハルバッハ配列に配置することができる。本明細書で使用される場合、ハルバッハ配列は、配列の一方の側の磁場を増強し、他方の側の磁場をほぼゼロに低減又は相殺する磁石の配置を指す。いくつかの実施形態では、低減された磁場は部分的にしか低減されず、ほぼゼロには低減されない。ハルバッハ配列に配置された磁石を有する実施形態を採用すると、配列の一方の側に磁場を集中させるという利点があり、その結果、磁石のすべてが同じ向きに配置された場合(例えば、磁石のすべての極が同じ方向を向いている、又は交互のN極/S極の構成)よりも、その側により強力な磁場をもたらす。ハルバッハ配列内の磁石は、各磁石を配列内の隣接する各磁石と位相がπ/2ずれるように配向させることができる。図4〜図7は、ハルバッハ配列を使用するマスクチャッキングアセンブリの実施形態の追加の詳細を提供する。   In any of the embodiments described herein, magnets (permanent magnets, electromagnets, or a combination of both) can be arranged in a Halbach array. As used herein, a Halbach array refers to an arrangement of magnets that enhances the magnetic field on one side of the array and reduces or cancels the magnetic field on the other side to near zero. In some embodiments, the reduced magnetic field is only partially reduced, not nearly zero. Employing an embodiment having magnets arranged in a Halbach array has the advantage of concentrating the magnetic field on one side of the array, so that all of the magnets are arranged in the same direction (e.g. all of the magnets) Of the poles of the same (or alternating north / south configuration), which results in a stronger magnetic field on that side. The magnets in the Halbach array can be oriented such that each magnet is π / 2 out of phase with each adjacent magnet in the array. 4-7 provide additional details of an embodiment of a mask chucking assembly using a Halbach array.

図2は、一実施形態に係る、基板キャリア150a、150b及びマスクチャッキングアセンブリ151a、151bを含む処理チャンバ240内に有機材料を堆積させるための堆積装置200の平面図を示す。処理チャンバ240は、真空処理チャンバとすることができる。蒸発源230は、トラック又はリニアガイド224上の処理チャンバ240内に設けられる。リニアガイド224は、蒸発源230の並進運動のために構成される。本明細書に記載の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、並進運動のための駆動は、蒸発源230内に、トラック又はリニアガイド224に、処理チャンバ240内に、又はそれらの組み合わせに設けることができる。図2は、バルブ205(例えば、ゲートバルブ)を示す。バルブ205は、隣接する処理チャンバ(図2には図示せず)への真空シールを可能にする。バルブ205は、1以上の基板(例えば、基板121a及び121b)又は1以上のマスク(例えば、マスク132a及び132b)を処理チャンバ240の内外に輸送するために開くことができる。   FIG. 2 shows a plan view of a deposition apparatus 200 for depositing an organic material in a processing chamber 240 including substrate carriers 150a, 150b and mask chucking assemblies 151a, 151b, according to one embodiment. Processing chamber 240 may be a vacuum processing chamber. An evaporation source 230 is provided in the processing chamber 240 on the track or linear guide 224. The linear guide 224 is configured for translational movement of the evaporation source 230. According to different embodiments that can be combined with other embodiments described herein, the drive for translational motion is in the evaporation source 230, in the track or linear guide 224, in the processing chamber 240, or It can be provided in their combination. FIG. 2 shows a valve 205 (eg, a gate valve). The valve 205 enables vacuum sealing to an adjacent processing chamber (not shown in FIG. 2). The valve 205 can be opened to transport one or more substrates (eg, substrates 121 a and 121 b) or one or more masks (eg, masks 132 a and 132 b) into and out of the processing chamber 240.

いくつかの実施形態では、メンテナンス処理チャンバ210が処理チャンバ240に隣接して設けられる。処理チャンバ240及びメンテナンス処理チャンバ210は、バルブ207と接続することができる。バルブ207は、処理チャンバ240とメンテナンス処理チャンバ210の間で真空シールを開閉するために構成される。バルブ207が開いた状態で、蒸発源230をメンテナンス処理チャンバ210に搬送することができる。その後、バルブ207を閉じて、処理チャンバ240とメンテナンス処理チャンバ210との間に真空シールを提供することができる。バルブ207が閉じられると、メンテナンス処理チャンバ210は、処理チャンバ240内の真空を破ることなく、蒸発源230のメンテナンスのために通気され、開けられることができる。   In some embodiments, a maintenance processing chamber 210 is provided adjacent to the processing chamber 240. The processing chamber 240 and the maintenance processing chamber 210 can be connected to the valve 207. Valve 207 is configured to open and close a vacuum seal between process chamber 240 and maintenance process chamber 210. The evaporation source 230 can be transferred to the maintenance processing chamber 210 with the valve 207 open. Thereafter, the valve 207 can be closed to provide a vacuum seal between the processing chamber 240 and the maintenance processing chamber 210. When the valve 207 is closed, the maintenance processing chamber 210 can be vented and opened for maintenance of the evaporation source 230 without breaking the vacuum in the processing chamber 240.

2つの基板121a、121bは、処理チャンバ240内のそれぞれの輸送トラック上に支持することができる。更に、マスク132a、132bを上に提供するための2つのトラックを設けることができる。これにより、基板121a、121bのコーティングは、それぞれのマスク132a、132bによってマスクすることができる。典型的な実施形態によれば、マスク132a、132bは、マスク132a、132bを所定の位置に保持するためのマスクフレーム131a、131b内に提供される。マスク132a、132bは、それぞれのチャッキングアセンブリ151a、151bを用いて基板121a、121bの上の所定の位置にチャッキングされる。いくつかの実施形態では、チャッキングアセンブリ151a、151bは、基板121a、121bとマスク132a、132bを独立してチャッキングして、基板121a、121bの位置決めに影響を与えることなく、かつマスク121a、121bを機械的に制御することなく、マスク132a、132bをそれぞれの基板121a、121bの上に配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、各チャッキングアセンブリ151a、151bは、それぞれの基板121a、121bをチャックするための静電チャックと、それぞれのマスク132a、132bをチャックするための磁気チャックとを含むことができる。   Two substrates 121 a, 121 b may be supported on respective transport tracks in the processing chamber 240. In addition, two tracks can be provided to provide the masks 132a, 132b on top. Thereby, the coating of the substrates 121a, 121b can be masked by the respective masks 132a, 132b. According to an exemplary embodiment, the masks 132a, 132b are provided in mask frames 131a, 131b for holding the masks 132a, 132b in place. The masks 132a, 132b are chucked in place on the substrates 121a, 121b using the respective chucking assemblies 151a, 151b. In some embodiments, the chucking assembly 151a, 151b chucks the substrates 121a, 121b and the masks 132a, 132b independently without affecting the positioning of the substrates 121a, 121b, and the mask 121a, 121b, The masks 132a, 132b can be disposed on the respective substrates 121a, 121b without mechanically controlling the 121b. For example, in some embodiments, each chucking assembly 151a, 151b includes an electrostatic chuck for chucking the respective substrate 121a, 121b and a magnetic chuck for chucking the respective mask 132a, 132b. be able to.

いくつかの実施形態によれば、基板121a、121bは、それぞれのアライメントユニット212a、212bに接続することができる基板キャリア150a、150bによって支持することができる。アライメントユニット212a、212bは、基板121a、121bとそれぞれのマスク132a、132bとの間で適切な位置合わせ(アライメント)を提供するために、それぞれのマスク132a、132bに対する基板121a、121bの位置を調整することができるアクチュエータである。この適切な位置合わせは、有機材料及びディスプレイ製造の他の形態の堆積中に重要である。いくつかの実施形態では、マスク132a、132b及び/又はマスクフレーム131a、131bは、それぞれのアライメントユニット212a、212bに接続することができる。これにより、アライメントユニット212a、212bは、それぞれの基板121a、121bに対してマスク132a、132bを位置決めすることができ、又はマスク132a、132b並びにそれぞれの基板121a、121bを互いに対して位置決めすることができる。   According to some embodiments, the substrates 121a, 121b may be supported by substrate carriers 150a, 150b, which may be connected to the respective alignment units 212a, 212b. The alignment units 212a, 212b adjust the position of the substrates 121a, 121b relative to the respective masks 132a, 132b to provide proper alignment between the substrates 121a, 121b and the respective masks 132a, 132b. Can be an actuator. This proper alignment is important during deposition of organic materials and other forms of display manufacturing. In some embodiments, the masks 132a, 132b and / or the mask frames 131a, 131b can be connected to respective alignment units 212a, 212b. Thereby, the alignment units 212a, 212b can position the masks 132a, 132b relative to the respective substrates 121a, 121b, or position the masks 132a, 132b and the respective substrates 121a, 121b relative to each other. it can.

基板121a、121bが基板キャリア150a、150b上に保持されるとき、基板121a、121bは、水平寸法125、厚み寸法126、及び鉛直寸法(図2の平面図には図示せず)を有するように記載することができる。X方向は、水平寸法125に本質的に平行とすることができる。Y方向は、鉛直寸法に本質的に平行とすることができる。Z方向は、厚み寸法126に本質的に平行とすることができる。各基板121a、121bの表面は、X−Y平面において平面を形成する。各アライメントユニット212a、212bは、少なくともX及びY方向において、それぞれのマスク132a、132b及び/又は基板121a、121bの相対的な位置合わせを提供することができる。各マスク132a、132bは、処理される各基板121a、121bの表面に本質的に平行なX−Y平面内にマスキング面を有することができる。   When the substrates 121a, 121b are held on the substrate carriers 150a, 150b, the substrates 121a, 121b have horizontal dimensions 125, thickness dimensions 126, and vertical dimensions (not shown in the plan view of FIG. 2) It can be described. The X direction may be essentially parallel to the horizontal dimension 125. The Y direction can be essentially parallel to the vertical dimension. The Z direction may be essentially parallel to the thickness dimension 126. The surface of each substrate 121a, 121b forms a plane in the XY plane. Each alignment unit 212a, 212b can provide relative alignment of the respective mask 132a, 132b and / or the substrate 121a, 121b in at least the X and Y directions. Each mask 132a, 132b may have a masking surface in an XY plane essentially parallel to the surface of each substrate 121a, 121b to be processed.

いくつかの実施形態では、アライメントユニット212a、212bはまた、Z方向における基板121a、121b及び/又はマスク132a、132bの位置合わせを提供することができる。一実施形態では、各マスク132a、132bは処理チャンバ240内に静止して保持されることができ、各アライメントユニット212a、212bは、基板121a、121bをX方向、Y方向及びZ方向において各マスク132a、132bに位置合わせすることができる。   In some embodiments, alignment units 212a, 212b may also provide alignment of substrates 121a, 121b and / or masks 132a, 132b in the Z-direction. In one embodiment, each mask 132a, 132b may be held stationary within the processing chamber 240, and each alignment unit 212a, 212b may be configured to mask each of the substrates 121a, 121b in the X, Y, and Z directions. It can be aligned to 132a, 132b.

図2に示されるように、リニアガイド224は、X方向に沿った蒸発源230の固定された並進運動を提供することができ、蒸発源が基板121a、121bの水平寸法125に沿って並進しながら、蒸発源が基板121a、121bの鉛直寸法に材料を堆積させることを可能にする。いくつかの実施形態では、蒸発源230は、一度に基板121a、121bの一方のみに材料を堆積するが、他の実施形態では、蒸発源は、両方の基板121a、121bに材料を同時に堆積させることができる。   As shown in FIG. 2, the linear guide 224 can provide a fixed translational movement of the evaporation source 230 along the X direction, the evaporation source translating along the horizontal dimension 125 of the substrate 121a, 121b. While, the evaporation source allows material to be deposited in the vertical dimension of the substrates 121a, 121b. In some embodiments, the evaporation source 230 deposits material on only one of the substrates 121a, 121b at a time, but in other embodiments, the evaporation source simultaneously deposits material on both substrates 121a, 121b. be able to.

堆積装置200は、基板121a、121bの各々の輸送のためのそれぞれの基板輸送トラック(図示せず)を含むことができる。各輸送トラックは、各基板121a、121bの水平寸法に平行なX方向に沿って延在することができる。いくつかの実施形態では、各基板輸送トラックは、それぞれの基板キャリア150a、150bを処理チャンバ240の内外に移動させることができる。他の実施形態では、輸送トラックは、処理チャンバ240内の固定された基板支持体上に基板121a、121bを搬送可能にする。   The deposition apparatus 200 can include respective substrate transport tracks (not shown) for transport of each of the substrates 121a, 121b. Each transport track can extend along an X direction parallel to the horizontal dimension of each substrate 121a, 121b. In some embodiments, each substrate transport track can move the respective substrate carrier 150 a, 150 b into and out of the processing chamber 240. In another embodiment, the transport track enables the substrates 121a, 121b to be transported on a fixed substrate support in the processing chamber 240.

いくつかの実施形態では、マスクフレーム131a、131b及びそれによりマスク132a、132bを支持するためにマスク支持トラック(図示せず)が提供される。マスク支持トラックは、新しいマスクが必要な場合や既存のマスクを清掃する必要がある場合など様々な理由に対して、処理チャンバ240の内外へのマスク132a、132bの搬送を容易にすることができる。マスク132a、132bは、搬送中にマスクフレーム131a、131bに付着したままとすることができ、又はいくつかの実施形態では、マスク132a、132b及びマスクフレーム131a、131bは、搬送中に分離することができる。いくつかの実施形態は、処理チャンバ240内の基板121a、121b及び2つのマスク支持トラックの各々に対して2つの輸送トラックを含むことができる。   In some embodiments, mask support tracks (not shown) are provided to support the mask frames 131a, 131b and thereby the masks 132a, 132b. The mask support track can facilitate transfer of the masks 132a, 132b into and out of the processing chamber 240 for various reasons, such as when a new mask is needed or when an existing mask needs to be cleaned. . The masks 132a, 132b may remain attached to the mask frame 131a, 131b during transport, or in some embodiments, the masks 132a, 132b and mask frames 131a, 131b separate during transport. Can. Some embodiments can include two transport tracks for each of the substrates 121a, 121b and the two mask support tracks in the processing chamber 240.

他の実施形態では、マスク132a、132b並びにそれぞれのマスクフレーム131a、131bは、処理チャンバ240の内外へのマスク132a、132bの搬送を容易にするために、基板121a、121bの輸送トラック上に移動させることができる。基板121a、121b、マスク132a、132b、及びマスクフレーム131a、131bがすべて、同じ2つのトラック(例えば、基板121a、121b用の輸送トラック)を使用して処理チャンバ240の内外に搬送可能であるならば、堆積装置200の所有コストを低減することができる。マスク132a、132b及びマスクフレーム131a、131bの輸送トラック上への搬送を促進するために、1以上のアクチュエータ又はロボット装置を使用することができる。   In other embodiments, the masks 132a, 132b and their respective mask frames 131a, 131b move onto transport tracks of the substrates 121a, 121b to facilitate transport of the masks 132a, 132b into and out of the processing chamber 240. It can be done. If substrates 121a and 121b, masks 132a and 132b, and mask frames 131a and 131b can all be transported in and out of processing chamber 240 using the same two tracks (eg, transport tracks for substrates 121a and 121b) For example, the cost of ownership of the deposition apparatus 200 can be reduced. One or more actuators or robotic devices can be used to facilitate transfer of the masks 132a, 132b and mask frames 131a, 131b onto the transport track.

マスク132a、132b及びそれぞれの基板121a、121bが互いに位置合わせされると、基板キャリア150a、150bは基板121a、121bをマスク132a、132bに近接させることができる。堆積プロセスの間、有機材料が蒸発源230から基板121a、121bに推進されている。この有機材料は、マスク132a、132b内の開口部を通って基板121a、121b上に堆積される。開口部は、基板121a、121b上に堆積材料のその後のパターンを提供する。マスク132a、132bがそれぞれの基板121a、121bからあまりにも遠くに位置する場合、有機材料は、マスク132a、132b内の開口部を介して不正確に堆積され、最終製品の悪い分解能又は故障につながる可能性がある。マスク132a、132bがそれぞれの基板121a、121bに過度に接触するか又は制御されない接触をすると、マスク132a、132bは基板121a、121bに物理的損傷を引き起こす可能性がある。この物理的損傷は、基板121a、121bとマスク132a、132bとの間の複数の位置合わせプロセスによって悪化する可能性がある。本明細書に記載されるような基板キャリア150a、150bを使用することにより、マスクの三次元位置をより細かく制御することができ、処理中の基板損傷のリスクを最小限にしてより良好な堆積が可能になる。   Once the masks 132a, 132b and their respective substrates 121a, 121b are aligned with one another, the substrate carriers 150a, 150b can bring the substrates 121a, 121b into proximity with the masks 132a, 132b. During the deposition process, organic material is propelled from the evaporation source 230 onto the substrates 121a, 121b. This organic material is deposited on the substrates 121a, 121b through the openings in the masks 132a, 132b. The openings provide a subsequent pattern of deposition material on the substrates 121a, 121b. If the masks 132a, 132b are located too far from their respective substrates 121a, 121b, the organic material is incorrectly deposited through the openings in the masks 132a, 132b, leading to poor resolution or failure of the final product there is a possibility. The masks 132a, 132b can cause physical damage to the substrates 121a, 121b if the masks 132a, 132b make excessive or uncontrolled contact with the respective substrates 121a, 121b. This physical damage can be exacerbated by multiple alignment processes between the substrates 121a, 121b and the masks 132a, 132b. By using substrate carriers 150a, 150b as described herein, the three-dimensional position of the mask can be more finely controlled, resulting in better deposition with minimal risk of substrate damage during processing. Becomes possible.

図2は、蒸発源230の例示的な一実施形態を示す。蒸発源230は、支持体102を含む。支持体102は、リニアガイド224に沿って並進運動するように構成されている。支持体102は、蒸発るつぼ104と、蒸発るつぼ104の上に提供される分配管208を支持する。これにより、蒸発るつぼ104内で発生した蒸気は、上方へ、分配パイプ208の1以上の出口から外へ移動することができる。本明細書に記載の実施形態によれば、分配パイプ208はまた、蒸気分配シャワーヘッド(例えば、直線状の蒸気分配シャワーヘッド)と考えることができる。   FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the evaporation source 230. The evaporation source 230 includes the support 102. The support 102 is configured to translate along the linear guide 224. The support 102 supports the evaporation crucible 104 and a distribution pipe 208 provided on the evaporation crucible 104. Thereby, the vapor generated in the evaporation crucible 104 can move upward from one or more outlets of the distribution pipe 208. According to embodiments described herein, distribution pipe 208 can also be considered as a vapor distribution showerhead (eg, a linear vapor distribution showerhead).

図2は、少なくとも1つのシールド202を有するシールドアセンブリを更に示す。典型的には、図2に示されるように、実施形態は2つの側方シールド202を含むことができる。これにより、分配パイプ208からのスプレーは、閉じ込めて基板へと向けることができる。通常のスプレー方向に垂直な方向の分配パイプ208からのスプレーは、回避される、又はアイドルモードでのみ使用することができる。有機材料の蒸気ビームをスイッチオフすることと比較すると、有機材料の蒸気ビームを遮断することはより容易とすることができるという事実に照らせば、蒸気放出が望ましくない動作モードの間に蒸発源230を出る蒸気を回避するために、分配パイプ208もまた、側方シールド202のうちの1つに向かって回転されてもよい。   FIG. 2 further shows a shield assembly having at least one shield 202. Typically, as shown in FIG. 2, the embodiment can include two side shields 202. This allows the spray from the distribution pipe 208 to be confined and directed to the substrate. Spray from the distribution pipe 208 in a direction perpendicular to the normal spray direction is avoided or can only be used in the idle mode. In light of the fact that it can be easier to shut off the organic material vapor beam as compared to switching off the organic material vapor beam, the evaporation source 230 can be used during an operating mode where vapor emission is undesirable. The distribution pipe 208 may also be rotated towards one of the side shields 202 to avoid steam leaving the.

図3は、基板キャリア300の一実施形態の分解図を示す。基板キャリア300は、上述した基板キャリア150a、150bの構成要素とすることができる。基板キャリア300は、支持ベース304と、支持ベース304の上又は中に配置された電極アセンブリ306と、電極アセンブリ306上に配置され、基板キャリア300の本体311を共に形成する封止部材302とを含む。支持ベース304は、基板キャリア300の底面312を画定し、一方、封止部材302は、基板キャリア300の基板支持面313を画定する。図示されていないが、本体311は、そこを貫通して延びるリフトピン穴を含むことができる。支持ベース304は、処理チャンバ(例えば、処理チャンバ240)の内外に基板キャリア300を移動させるように動作可能とすることができる。例えば、支持ベース304は、基板キャリア300を輸送するのを助けるためのガイドレール(図示せず)を含むことができる。ガイドレールは、処理チャンバ内の搬送機構又は駆動システムとインターフェース接続するように構成することができる。他の実施形態では、支持ベースは、図1Bの第2の輸送トラック124bなどのコンベア又はトラックとインターフェース接続することができる。   FIG. 3 shows an exploded view of one embodiment of a substrate carrier 300. The substrate carrier 300 can be a component of the substrate carriers 150a, 150b described above. The substrate carrier 300 includes a support base 304, an electrode assembly 306 disposed on or in the support base 304, and a sealing member 302 disposed on the electrode assembly 306 and together forming the body 311 of the substrate carrier 300. Including. The support base 304 defines the bottom surface 312 of the substrate carrier 300, while the sealing member 302 defines the substrate support surface 313 of the substrate carrier 300. Although not shown, the body 311 can include lift pin holes extending therethrough. The support base 304 can be operable to move the substrate carrier 300 into and out of the processing chamber (eg, processing chamber 240). For example, the support base 304 can include guide rails (not shown) to help transport the substrate carrier 300. The guide rails can be configured to interface with a transport mechanism or drive system within the processing chamber. In other embodiments, the support base can interface with a conveyor or track, such as the second transport track 124b of FIG. 1B.

図3の実施形態では、支持ベース304は、電極アセンブリ306、封止部材302、並びに基板121a、121bの形状及びサイズに実質的に一致する(側部314によって画定される)周囲を有する長方形の形状を有する。支持ベース304、電極アセンブリ306、及び封止部材302は、ワークピース(例えば、基板121a、121b)の幾何学的形状を収容するために必要に応じて選択された別の形状又は幾何学的形状を有してもよいことに留意すべきである。例えば、基板キャリア300は矩形形状で示されているが、基板キャリア300の形状は、代替的に、異なる基板を収容するための他の幾何学的形状(例えば、円形基板を収容するための円形の幾何学的形状)を有してもよい。   In the embodiment of FIG. 3, the support base 304 is rectangular with a perimeter (defined by the sides 314) that substantially conforms to the shape and size of the electrode assembly 306, the sealing member 302, and the substrates 121a, 121b. It has a shape. The support base 304, the electrode assembly 306, and the sealing member 302 may be any other shape or geometry selected as needed to accommodate the geometry of the workpiece (e.g., the substrates 121a, 121b). It should be noted that it may have For example, although the substrate carrier 300 is shown in a rectangular shape, the shape of the substrate carrier 300 may alternatively be other geometric shapes for accommodating different substrates (eg, circular for accommodating circular substrates) The geometric shape of

一実施形態では、支持ベース304は、絶縁材料(例えば、誘電体材料又はセラミックス材料)から製造することができる。支持ベース304は、剛性構造を有することができる。セラミックス材料又は誘電体材料の好適な例は、ポリマー(例えば、ポリイミド)、酸化ケイ素(例えば、石英又はガラス)、酸化アルミニウム(Al)、窒化アルミニウム(AlN)、イットリウム含有材料、酸化イットリウム(Y)、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)、酸化チタン(TiO)、窒化チタン(TiN)、炭化ケイ素(SiC)等を含む。任意選択的に、支持ベース304は、電極アセンブリ306と対向する支持ベース304の表面上に配置された誘電体層を有する金属又は金属体とすることができる。 In one embodiment, the support base 304 can be made of an insulating material (eg, a dielectric material or a ceramic material). The support base 304 can have a rigid structure. Preferred examples of ceramic materials or dielectric materials are polymers (eg, polyimide), silicon oxide (eg, quartz or glass), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), yttrium-containing material, yttrium oxide (Y 2 O 3 ), yttrium-aluminum-garnet (YAG), titanium oxide (TiO), titanium nitride (TiN), silicon carbide (SiC) and the like. Optionally, support base 304 can be a metal or metal body having a dielectric layer disposed on the surface of support base 304 opposite electrode assembly 306.

電極アセンブリ306は、支持ベース304の上又は中に配置され、少なくとも2つの分散型電極308、310を含む。各電極308、310は、チャッキング電圧が印加されたときに異なる極性で帯電されて静電力を生成することができる。電極308、310は、基板キャリア300の幅と少なくとも2倍の距離に沿って静電力を分配するように構成されている。各電極308、310は、複数の類似の又は異なる幾何学的形状の他の電極の間で交互配置又は挿入された複数の幾何学的形状を有してもよい。図3に示されるように、電極308の複数の電極フィンガー320は、電極310の複数の電極フィンガー322と交互配置される。分布電極308、310の交互配置されたフィンガー320、322は、集合体内でより少ないチャッキング電力を使用しながら高いチャッキング力を提供する基板キャリア300の大面積にわたって分布された局所的な静電引力を提供する。電極フィンガー320、322は、異なる形状、長さ、及び幾何学的形状を有するように形成することができる。一例では、電極フィンガー320、322の一方又は両方は、相互接続された電極アイランド324から形成されてもよい。電極アイランド324間の相互接続部326は、図3に示されるように電極308、310の平面内にあってもよく、又は平面外(例えば、ジャンパ及び/又はビアの形態内)にあってもよい。一実施形態では、各電極フィンガー320、322は、約0.25mm〜約10mmの幅316を有する。   The electrode assembly 306 is disposed on or in the support base 304 and includes at least two dispersive electrodes 308, 310. Each electrode 308, 310 can be charged with a different polarity to generate an electrostatic force when a chucking voltage is applied. The electrodes 308, 310 are configured to distribute the electrostatic force along a distance that is at least twice the width of the substrate carrier 300. Each electrode 308, 310 may have a plurality of geometric shapes interleaved or inserted between other electrodes of multiple similar or different geometric shapes. As shown in FIG. 3, the plurality of electrode fingers 320 of the electrode 308 are interleaved with the plurality of electrode fingers 322 of the electrode 310. The interleaved fingers 320, 322 of the distributed electrodes 308, 310 provide localized electrostatics distributed over a large area of the substrate carrier 300 providing high chucking forces while using less chucking power in the assembly. Provide gravity. The electrode fingers 320, 322 can be formed to have different shapes, lengths, and geometric shapes. In one example, one or both of the electrode fingers 320, 322 may be formed from interconnected electrode islands 324. The interconnects 326 between the electrode islands 324 may be in the plane of the electrodes 308, 310 as shown in FIG. 3, or even out of plane (eg, in the form of jumpers and / or vias) Good. In one embodiment, each electrode finger 320, 322 has a width 316 of about 0.25 mm to about 10 mm.

一実施形態では、電極アセンブリ306は、隣接する封止部材302及び支持ベース304と同様の熱膨張係数を有する金属材料(例えば、アルミニウムシリコン合金)から製造することができる。一実施形態では、電極アセンブリ306の熱膨張係数は、約4μm/(m・K)〜約6μm/(m・K)の間であり、一般的に、封止部材302の熱膨張係数の約20%以内である。   In one embodiment, the electrode assembly 306 can be manufactured from a metallic material (eg, an aluminum silicon alloy) having a thermal expansion coefficient similar to the adjacent sealing member 302 and the support base 304. In one embodiment, the thermal expansion coefficient of the electrode assembly 306 is between about 4 μm / (m · K) and about 6 μm / (m · K), and generally about the thermal expansion coefficient of the sealing member 302 It is within 20%.

第1の電極308の電極フィンガー320の各々の間には、第2の電極310の電極フィンガー322を受け入れるように空間328が画定される。空間328は、空隙であってもよく、誘電体スペーサー材料で満たされてもよく、又は支持ベース304又は封止部材302のうちの少なくとも1つで満たされてもよい。   A space 328 is defined between each of the electrode fingers 320 of the first electrode 308 to receive the electrode finger 322 of the second electrode 310. Space 328 may be an air gap, may be filled with a dielectric spacer material, or may be filled with at least one of support base 304 or sealing member 302.

ビア332、334は、第1及び第2の電極308、310をチャッキング電源(図示せず)に結合するために、支持ベース304を貫通して形成することができる。いくつかの実施形態では、オプションのバッテリ330を支持ベース304内に配置し、第1及び第2の電極308、310に接続して、基板121a、121bをチャッキングするための電力を提供することができる。バッテリ330は、リチウムイオンバッテリであってもよく、支持ベース304から取り外すことなくバッテリ330を再充電するために、支持ベース304の外部に端子接続部(図示せず)を有してもよい。   Vias 332, 334 can be formed through the support base 304 to couple the first and second electrodes 308, 310 to a chucking power supply (not shown). In some embodiments, an optional battery 330 is disposed in the support base 304 and connected to the first and second electrodes 308, 310 to provide power for chucking the substrates 121a, 121b. Can. Battery 330 may be a lithium ion battery and may have terminal connections (not shown) external to support base 304 to recharge battery 330 without removing it from support base 304.

封止部材302は、電極アセンブリ306を挟む支持ベース304上に配置され、一体構造として基板キャリア300の本体311を形成する。封止部材302は、電極アセンブリ306上に配置され、上で基板121a、121bがチャックされる絶縁面を提供する。封止部材302は、下にある電極アセンブリ306の熱特性と実質的に一致する熱特性(例えば、熱膨張係数)を有する材料から製作することができる。いくつかの実施形態では、封止部材302を製造するために使用される材料は、支持ベース304を製造するために使用することもできる。   The sealing member 302 is disposed on the support base 304 sandwiching the electrode assembly 306 and forms the main body 311 of the substrate carrier 300 as an integral structure. A sealing member 302 is disposed on the electrode assembly 306 and provides an insulating surface on which the substrates 121a, 121b are chucked. Sealing member 302 can be fabricated from a material having thermal characteristics (eg, a coefficient of thermal expansion) that substantially match the thermal characteristics of the underlying electrode assembly 306. In some embodiments, the material used to manufacture the sealing member 302 can also be used to manufacture the support base 304.

封止部材302と電極アセンブリ306と支持ベース304とを共に積層した後、接合処理(例えば、アニール処理)を行い、封止材料302と電極アセンブリ306と支持ベース304とを共に融着させ、基板キャリア300の本体311を形成する積層構造体を作る。封止部材302、電極アセンブリ306、及び支持ベース304は、高温環境(例えば、300℃を超える)で動作する可能性があるので、これらの構成要素を製造するために使用される材料は、耐熱材料(例えば、アニール処理中に高い熱処理を維持することができるセラミックス材料又はガラス材料)から選択することができる。一実施形態では、封止部材302及び支持ベース304は、良好な強度及び耐久性並びに良好な熱伝達特性を提供するセラミックス材料、ガラス材料、又はセラミックスと金属材料の複合材料から製造されてもよい。封止部材302及び支持ベース304を製造するために選択される材料は、中間電極アセンブリ306の熱膨張係数と実質的に一致する熱膨張係数を有して、高い熱負荷のもとで応力又は不具合を引き起こす可能性のある熱膨張の不一致を低減することができる。一実施形態では、封止部材302の熱膨張係数は、約2μm/(m・K)〜約8μm/(m・K)の間である。封止部材302及び支持ベース304を製造するのに適したセラミックス材料は、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、イットリウム含有材料、酸化イットリウム(Y)、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)、酸化チタン(TiO)、又は窒化チタン(TiN)を含むことができるが、これらに限定されない。別の一実施形態では、封止部材302及び支持ベース304は、セラミック及び金属の異なる組成物(例えば、セラミックス粒子を分散させた金属)を含む複合材料から製造することができる。 After laminating the sealing member 302, the electrode assembly 306 and the support base 304 together, bonding (for example, annealing) is performed to fuse the sealing material 302, the electrode assembly 306 and the support base 304 together, and the substrate A laminated structure is formed that forms the main body 311 of the carrier 300. Because the sealing member 302, the electrode assembly 306, and the support base 304 can operate in a high temperature environment (e.g., greater than 300.degree. C.), the materials used to manufacture these components are heat resistant The material can be selected from, for example, ceramic or glass materials capable of maintaining high heat treatment during the annealing process. In one embodiment, the sealing member 302 and the support base 304 may be manufactured from a ceramic material, a glass material, or a composite of ceramic and metal material that provides good strength and durability and good heat transfer properties. . The material selected to make the sealing member 302 and the support base 304 has a thermal expansion coefficient substantially matching that of the intermediate electrode assembly 306 to provide stress or high thermal load. Thermal expansion inconsistencies that can cause failure can be reduced. In one embodiment, the thermal expansion coefficient of the sealing member 302 is between about 2 μm / (m · K) and about 8 μm / (m · K). Ceramic materials suitable for producing the sealing member 302 and the support base 304 include silicon carbide, aluminum nitride, aluminum oxide, yttrium-containing material, yttrium oxide (Y 2 O 3 ), yttrium-aluminum-garnet (YAG), It can include, but is not limited to, titanium oxide (TiO) or titanium nitride (TiN). In another embodiment, the sealing member 302 and the support base 304 can be made of a composite material that includes different compositions of ceramic and metal (e.g., a metal in which ceramic particles are dispersed).

動作中、第1の電極308に電荷を印加することができ、第2の電極310に反対の電荷を印加することができ、これによって静電力を発生させる。基板のチャッキング中、電極308、310によって生成される静電力は、基板(例えば、基板121a、121b)を封止部材302の基板支持面313にしっかりと保持する。チャッキング電源から供給される電力が切られると、電極308、310の間の界面318に存在する電荷は、長期間にわたって維持されることができ、したがって、電力が除去された後に基板121a及び121bが基板キャリア300にチャックされたままになることを可能にする。基板キャリア300上に保持された基板を解放するために、反対極性の短パルスの電力が電極308、310に供給され、これによって界面318に存在する電荷を除去する。   In operation, charge can be applied to the first electrode 308 and opposite charge can be applied to the second electrode 310, thereby generating an electrostatic force. During chucking of the substrate, the electrostatic force generated by the electrodes 308 310 firmly holds the substrate (eg, the substrates 121 a 121 b) to the substrate support surface 313 of the sealing member 302. When the power supplied from the chucking power supply is turned off, the charge present at the interface 318 between the electrodes 308, 310 can be maintained for an extended period of time, thus the substrates 121a and 121b after the power is removed. Can remain chucked to the substrate carrier 300. In order to release the substrate held on the substrate carrier 300, short pulses of power of opposite polarity are supplied to the electrodes 308, 310, thereby removing the charge present at the interface 318.

図4は、一実施形態に係るチャッキングアセンブリ400を示す。チャッキングアセンブリ400は、基板キャリア402及び磁気チャック404を含む。磁気チャック404は、磁気チャック151a、151bの代わりに処理チャンバ110内で利用することができる。基板キャリア402は、基板420を着脱するように構成することができる。一実施形態では、基板キャリア402は、図3を参照して説明した基板キャリア300と実質的に類似している。磁気チャック404は、基板キャリア402の支持ベース(例えば、基板キャリア300の支持ベース304)に結合することができる。磁気チャック404は、ここでは長方形の形状として示されている。しかしながら、磁気チャック404は、基板キャリア402に保持された基板420の上にマスク430をクランプするために、磁気チャック404内に磁石の磁場を送ることができるような任意の形状とすることができる。   FIG. 4 shows a chucking assembly 400 according to one embodiment. The chucking assembly 400 includes a substrate carrier 402 and a magnetic chuck 404. The magnetic chuck 404 can be utilized in the processing chamber 110 in place of the magnetic chucks 151a, 151b. The substrate carrier 402 can be configured to attach and detach the substrate 420. In one embodiment, the substrate carrier 402 is substantially similar to the substrate carrier 300 described with reference to FIG. The magnetic chuck 404 can be coupled to a support base of the substrate carrier 402 (eg, the support base 304 of the substrate carrier 300). The magnetic chuck 404 is shown here as rectangular in shape. However, the magnetic chuck 404 can be of any shape that can send the magnetic field of the magnet into the magnetic chuck 404 to clamp the mask 430 onto the substrate 420 held by the substrate carrier 402. .

磁気チャック404は、チャック本体408内に収容されたハルバッハ配列406a〜406jとして示される1以上のハルバッハ配列に配置された複数の磁石を含むことができる。1以上のハルバッハ配列における磁石の配置に関する更なる詳細は、図5A〜図7を参照して提供される。チャック本体408は、ハルバッハ配列406a〜406jを完全に取り囲むことができる。チャック本体408は、オプションのアクチュエータ410及びチャッキング面412を更に有することができる。動作中、ハルバッハ配列によって生成される磁界の強い側は、チャック本体408のチャッキング面側にある。オプションのアクチュエータ410は、チャック本体408を移動させ、したがって磁気チャック404のチャッキング面412と基板キャリア402との間の距離を制御するように動作可能である。いくつかの実施形態では、オプションのアクチュエータ410は、磁気チャック404をマスク430により近づけることができる。チャッキング面412は、磁気チャッキング力が貫通して印加される面であり、基板キャリア402上に配置された基板420に対してマスク430を引きつけることができる。チャッキング面412は、図4に示されるように平坦な面とすることができる。   The magnetic chuck 404 can include a plurality of magnets arranged in one or more Halbach arrays shown as Halbach arrays 406a-406j housed within the chuck body 408. Further details regarding the arrangement of magnets in one or more Halbach arrangements are provided with reference to FIGS. 5A-7. The chuck body 408 can completely surround the Halbach arrays 406a-406j. The chuck body 408 can further include an optional actuator 410 and a chucking surface 412. In operation, the strong side of the magnetic field generated by the Halbach arrangement is on the chucking surface side of the chuck body 408. An optional actuator 410 is operable to move the chuck body 408 and thus control the distance between the chucking surface 412 of the magnetic chuck 404 and the substrate carrier 402. In some embodiments, the optional actuator 410 can bring the magnetic chuck 404 closer to the mask 430. The chucking surface 412 is the surface through which the magnetic chucking force is applied, and can attract the mask 430 to the substrate 420 disposed on the substrate carrier 402. The chucking surface 412 can be a flat surface as shown in FIG.

基板420は、基板キャリア402にチャッキングされた支持面421と、処理中に材料が堆積される処理面422とを有する。基板キャリア402は、図3を参照して上述したように静電力を用いて基板420の支持面421をチャッキングすることができる。マスク430は、基板420の処理面422の前に位置決めされ、位置合わせされる。その後、磁気チャック404の磁場は、マスク430と磁気的に接続することができる。本明細書で使用される磁気接続とは、磁気チャック404の磁場にマスク430を引き付けさせる1以上のハルバッハ配列における磁石の位置又は配置を指す。   The substrate 420 has a support surface 421 chucked to the substrate carrier 402 and a processing surface 422 on which material is deposited during processing. The substrate carrier 402 can chuck the support surface 421 of the substrate 420 using electrostatic force as described above with reference to FIG. The mask 430 is positioned in front of and aligned with the processing surface 422 of the substrate 420. The magnetic field of the magnetic chuck 404 can then be magnetically connected to the mask 430. As used herein, magnetic connection refers to the location or arrangement of magnets in one or more Halbach arrangements that cause the mask 430 to attract the magnetic field of the magnetic chuck 404.

いくつかの実施形態では、磁気チャック404とマスク430との間の磁気接続は、磁気チャック404のチャッキング面412とマスク430との間の距離を増減させることによって達成される。これらの距離の変化は、磁気チャック404及び/又はマスク430を移動させることによって達成することができる。磁気チャックが基板キャリア402と一体化される実施形態では、キャリア402は、磁気チャック404をキャリア430内でマスク430により近い位置に再位置決めする1以上のアクチュエータを有することができる。いくつかの実施形態では、ハルバッハ配列406a〜406jの磁石は、チャック本体408内で再位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、ハルバッハ配列406a〜406jの磁石のいくつか又は全ては、電磁石とすることができ、ここで、電磁石に印加される電流は、磁場の方向を変えるために逆にすることができる。電磁石を使用する実施形態のいくつかでは、磁場の強さを制御するために電流を増減することができる。   In some embodiments, the magnetic connection between the magnetic chuck 404 and the mask 430 is achieved by increasing or decreasing the distance between the chucking surface 412 of the magnetic chuck 404 and the mask 430. These changes in distance can be achieved by moving the magnetic chuck 404 and / or the mask 430. In embodiments where the magnetic chuck is integrated with the substrate carrier 402, the carrier 402 can have one or more actuators that reposition the magnetic chuck 404 in the carrier 430 closer to the mask 430. In some embodiments, the Halbach arrays 406 a-406 j magnets can be repositioned within the chuck body 408. In some embodiments, some or all of the Halbach arrays 406a-406j magnets may be electromagnets, where the current applied to the electromagnets is reversed to change the direction of the magnetic field. Can. In some embodiments that use electromagnets, the current can be increased or decreased to control the strength of the magnetic field.

磁気チャック404とマスク403との間の距離が変わる実施形態では、ハルバッハ配列406a〜406jの磁石のマスク430への近接は、磁石からマスク430への磁場の磁気引力を制御する。磁気チャック404内のハルバッハ配列406a〜406jの磁石からの磁力は、マスク430の少なくとも一部を基板420の上又は基板420と接触する位置にもたらす。その後、層430(図示せず)がマスク430を通して基板420上に堆積される。層が堆積されると、磁気チャック404又はチャック404内の磁石が次に再位置決めされるか、又は電磁石の場合には電流が低減され、これによって磁場がもはやマスク430を基板420に固定しなくなり、マスク430の除去を可能にする。   In embodiments where the distance between the magnetic chuck 404 and the mask 403 is varied, the proximity of the Halbach arrays 406 a-406 j to the mask 430 controls the magnetic attraction of the magnetic field from the magnet to the mask 430. The magnetic force from the Halbach arrays 406a-406j's magnets in the magnetic chuck 404 brings at least a portion of the mask 430 into position on or in contact with the substrate 420. Thereafter, layer 430 (not shown) is deposited on substrate 420 through mask 430. Once the layer is deposited, the magnet within the magnetic chuck 404 or chuck 404 is then repositioned or, in the case of an electromagnet, the current is reduced so that the magnetic field no longer fixes the mask 430 to the substrate 420 , Allow removal of the mask 430.

図5A〜図7において、磁石の磁極の位置を示すために、以下の文字及び記号が使用されている。「N」は、磁石がそのN極を図から外へ向くように配向されることを示す。「S」は、磁石がそのS極を図から外へ向くように配向されていることを示す。矢印は、磁石のN極が二次元図の平面に対して配向される方向を示す。   The following letters and symbols are used in FIGS. 5A-7 to indicate the position of the magnetic poles of the magnet. "N" indicates that the magnet is oriented with its north pole pointing out of the figure. "S" indicates that the magnet is oriented with its south pole pointing out of the figure. The arrows indicate the direction in which the north pole of the magnet is oriented with respect to the plane of the two-dimensional view.

図5A〜図5Cは、一実施形態に係る、ハルバッハ配列510を含む磁気チャック504の正面概略図を示す。ハルバッハ配列510は、複数の磁石511〜518を含む。磁気チャック504は、図4を参照して説明したチャッキング面412と同様とすることができるチャッキング面522を含む。いくつかの実施形態では、磁石511〜518は、永久磁石とすることができ、各々は長い磁気ロッド又はチューブの形状を有する。各ロッド又はチューブは、エッジ525のようなチャッキング面522の寸法のうちの1つの実質的にすべてに及ぶ長い寸法528を有することができる。   5A-5C illustrate frontal schematic views of a magnetic chuck 504 that includes a Halbach array 510, according to one embodiment. The Halbach arrangement 510 includes a plurality of magnets 511-518. The magnetic chuck 504 includes a chucking surface 522, which may be similar to the chucking surface 412 described with reference to FIG. In some embodiments, the magnets 511-518 can be permanent magnets, each having the shape of a long magnetic rod or tube. Each rod or tube can have a long dimension 528 that covers substantially all one of the dimensions of the chucking surface 522, such as the edge 525.

チャッキング面522は、チャッキング面522に対する磁石511〜518の向きを示すために透明であるように示されているが、そのような透明度は必要ではない。磁石511〜518は、ハルバッハ配列406a〜406jが図4のチャッキング面412から窪んで示された方法と同様な方法で、チャッキング面522に対して窪ませることができる。   Although the chucking surface 522 is shown to be transparent to indicate the orientation of the magnets 511-518 relative to the chucking surface 522, such transparency is not required. The magnets 511-518 can be recessed relative to the chucking surface 522 in a manner similar to that shown where the Halbach arrays 406a-406j are recessed from the chucking surface 412 of FIG.

各図5A〜5Cにおいて、磁石511〜518のうちの少なくともいくつかの磁極は、チャッキング面522に対して異なって配向されている。磁石511〜518を異なる向きに配置することにより、マスクを1つの向きにチャックするためにチャッキング面522に対して増加した磁場を生成することができ(図5A参照)、マスクを他の向きにデチャックするために、チャッキング面522に対して減少又は相殺された磁場を生成することができる(図5B及び5C参照)。   In each of FIGS. 5A-5C, at least some of the poles of magnets 511-518 are differently oriented with respect to chucking surface 522. FIG. By arranging the magnets 511-518 in different orientations, an increased magnetic field can be generated relative to the chucking surface 522 to chuck the mask in one orientation (see FIG. 5A), the mask in the other orientation. In order to dechuck, a reduced or offset magnetic field can be generated relative to the chucking surface 522 (see FIGS. 5B and 5C).

図5Aは、ハルバッハ配列510の第1の向き511〜518に配置された磁石511〜518によってチャッキング状態に配置された磁石511〜518を示している。各磁石511〜518は、チャッキング面522に対して4方向のうちの1つに配向されたN極を有する。磁石511〜518が第1の向き511〜518に配置されるとき、チャッキング面522に向かって外側に向いている第1の磁極を有するそれぞれの外側に向いた磁石(例えば、磁石513)は、外側に向いている磁石に対向するそれぞれの第1の磁極を有する1つ又は2つの他の磁石(例えば、磁石512、514)に隣接している。この配向は、チャッキング面522から外に向けられた強い磁場を生成し、マスク(図示せず)がチャッキングされるのを可能にする。マスクは、上記のマスク(例えば、マスク132a、132b、又は430)と同様の特徴を有することができる。 FIG. 5A shows magnets 511-518 placed in a chucking state by magnets 511-518 placed in a first orientation 511 1 -5181 of Halbach array 510. Each magnet 511-518 has an N pole oriented in one of four directions with respect to the chucking surface 522. When the magnets 511-518 are arranged in a first orientation 511 1 -518 1 , each outwardly directed magnet (eg, magnet 513) having a first pole pointing outward towards the chucking surface 522. ) Are adjacent to one or two other magnets (e.g., magnets 512, 514) having respective first poles facing the outwardly facing magnets. This orientation produces a strong magnetic field directed out of the chucking surface 522 and allows the mask (not shown) to be chucked. The mask can have features similar to the mask described above (eg, mask 132a, 132b, or 430).

磁気チャック504は、回転機構530を更に含むことができる。回転機構530は、アクチュエータ(例えば、空気圧アクチュエータ、ソレノイド、モータ、又は他の好適な機構)とすることができる。回転機構は、チャッキング面522に対して増強された磁場を生成するために、磁石511〜518の少なくともいくつかを回転させて使用し、これによってマスクを1つの向きにチャッキングすることができ(図5A参照)、チャッキング面522に対して低減された又はキャンセルされた磁場を生成し、これによってマスクを他の向きにデチャックすることができる(図5B及び5C参照)。回転機構530は、複数の歯車541〜548を介して磁石511〜518に結合することができる。回転機構530及び複数の歯車541〜548は、チャッキング面522の端部525、526並びに磁石511〜518の長い寸法528と平行な回転軸(例えば、回転軸551)の周りに磁石511〜518を回転させることができる。いくつかの実施形態では、回転機構530は、複数の歯車541〜548に結合された主歯車540に直接接続される。   The magnetic chuck 504 can further include a rotation mechanism 530. The rotation mechanism 530 can be an actuator (eg, a pneumatic actuator, a solenoid, a motor, or other suitable mechanism). A rotation mechanism can be used to rotate at least some of the magnets 511-518 to generate an enhanced magnetic field relative to the chucking surface 522, thereby chucking the mask in one direction (See FIG. 5A), a reduced or canceled magnetic field is generated relative to the chucking surface 522, which allows the mask to be dechucked to other orientations (see FIGS. 5B and 5C). The rotation mechanism 530 can be coupled to the magnets 511-518 via a plurality of gears 541-548. The rotation mechanism 530 and the plurality of gearwheels 541 to 548 rotate around the rotation axis (e.g., rotation axis 551) parallel to the end 525, 526 of the chucking surface 522 and the long dimension 528 of the magnets 511 to 518. Can be rotated. In some embodiments, the rotation mechanism 530 is directly connected to the main gear 540 coupled to the plurality of gears 541-548.

いくつかの実施形態では、歯車541〜548は、チャッキング面522上の位置(例えば、中心524又は端部525、526のうちの1つ)から磁石511〜518の回転をずらすために、様々な形状(例えば、様々な楕円形)を有することができる。いくつかの実施形態では、複数の歯車541〜548は、中心524に最も近い磁石(例えば、磁石514、515)の回転が磁石513、516の回転を引き起こし、それが磁石512、517の回転を引き起こすことができ、それが端部525、526で磁石511、518の回転を引き起こすことができるように動作可能である。したがって、中心524により近い磁石(例えば、磁石514、515)は、中心524からより離れた磁石(例えば、磁石513、516)よりも速く回転することができる。他の実施形態では、回転の順序は逆にして、端部525、526の磁石511、518を他の磁石よりも先に回転させ、磁石514、515を他の磁石よりも後に回転させることも可能である。したがって、端部525により近い磁石(例えば、磁石513、516)は、中心からより離れた磁石(例えば、磁石514、515)よりも速く回転することができる。   In some embodiments, the gears 541-548 are varied to offset the rotation of the magnets 511-518 from a position on the chucking surface 522 (e.g., the center 524 or one of the ends 525, 526). (E.g., various ovals). In some embodiments, rotation of magnets (e.g., magnets 514, 515) closest to center 524 causes rotation of magnets 513, 516, which causes rotation of magnets 512, 517. It is operable so that it can cause rotation of the magnets 511, 518 at the ends 525, 526. Thus, magnets closer to center 524 (eg, magnets 514, 515) can rotate faster than magnets further away from center 524 (eg, magnets 513, 516). In other embodiments, the order of rotation may be reversed such that the magnets 511, 518 of the ends 525, 526 are rotated before the other magnets and the magnets 514, 515 are rotated after the other magnets. It is possible. Thus, magnets closer to end 525 (eg, magnets 513, 516) can rotate faster than magnets further away from the center (eg, magnets 514, 515).

他の実施形態では、回転は、1つの端部から反対側の端部までずらすことができる。例えば、回転は、各磁石の回転は、磁石の回転が右よりもわずかに早くなり、磁石511の回転が最も先行し、磁石518の回転が最も後に続くように左端部525から右端部526までずらすことができる。   In other embodiments, the rotation can be offset from one end to the opposite end. For example, for rotation, the rotation of each magnet is such that the rotation of the magnet is slightly faster than the rotation of the magnet, the rotation of the magnet 511 is the most advanced, and the rotation of the magnet 518 is the most recent. It can be shifted.

更に他の実施形態では、各磁石511〜518の回転を個別に制御することができ、追加の回転シーケンスを探索することができる。例えば、各磁石511〜518は、別個のアクチュエータ(例えば、別個のサーボ又は別個の空気圧アクチュエータ)に結合することができる。いくつかの実施形態では、回転機構530及び複数の歯車541〜548は、磁気チャック504の構成要素である。他の実施形態では、回転機構530及び複数の歯車541〜548は、別個の装置であり、磁気チャック504の一部ではない。磁気チャック(例えば、磁気チャック504)が基板キャリア(例えば、基板キャリア300)と一体化されている実施形態では、回転機構530は、基板キャリア(例えば、基板キャリア300)と一体化されることもでき、又は回転機構530は、処理チャンバ(例えば、処理チャンバ110)内の別個の構成要素とすることができる。磁気チャック(例えば、磁気チャック504)が基板キャリア(例えば、基板キャリア300)とは別個の構成要素である実施形態では、回転機構530は、処理チャンバ(例えば、処理チャンバ110)内の別個に構成要素とすることができる。   In still other embodiments, the rotation of each magnet 511-518 can be controlled individually and additional rotation sequences can be searched. For example, each magnet 511-518 can be coupled to a separate actuator (eg, a separate servo or a separate pneumatic actuator). In some embodiments, the rotation mechanism 530 and the plurality of gears 541-548 are components of the magnetic chuck 504. In other embodiments, the rotation mechanism 530 and the plurality of gears 541-548 are separate devices and not part of the magnetic chuck 504. In embodiments where a magnetic chuck (eg, magnetic chuck 504) is integrated with a substrate carrier (eg, substrate carrier 300), the rotation mechanism 530 may also be integrated with a substrate carrier (eg, substrate carrier 300) The rotation mechanism 530 can be a separate component within the processing chamber (e.g., the processing chamber 110). In embodiments where the magnetic chuck (eg, magnetic chuck 504) is a separate component from the substrate carrier (eg, substrate carrier 300), the rotation mechanism 530 is configured separately in the processing chamber (eg, processing chamber 110) It can be an element.

いくつかの実施形態では、回転機構530は、磁石511〜518のすべてに結合されてはいない。そのような実施形態では、回転機構530は、4つの方向のうちの2つにN極が配向され、その2つの方向が約180度異なる磁石に少なくとも結合される。例えば、回転機構530は、各々が図の左右方向にN極が配向され、左右は180度異なる磁石512、514、516、及び518にのみ結合させることができる。図5Cは、回転機構530が、4つの方向のうちの2つにN極が配向された磁石にのみ結合される実施形態に関する追加の詳細を提供する。   In some embodiments, the rotation mechanism 530 is not coupled to all of the magnets 511-518. In such embodiments, the rotation mechanism 530 has its north pole oriented in two of four directions, at least two of which are coupled to magnets that differ by about 180 degrees. For example, the rotation mechanism 530 can be coupled only to the magnets 512, 514, 516, and 518, each of which has its north pole oriented in the left and right direction in the figure, and left and right different by 180 degrees. FIG. 5C provides additional details for an embodiment in which the rotation mechanism 530 is coupled only to a magnet whose north pole is oriented in two of four directions.

図5Bは、ハルバッハ配列510の第2の向き511〜518に配置された磁石511〜518を有するデチャッキング状態に配置された磁石511〜518を示す。各磁石511〜518は、チャッキング面522に対して4つの方向のうちの1つに配向されたN極を有する。磁石511〜518が第2の向き511〜518に配置されるとき、チャッキング面522の方へ外側を向く第1の磁極(例えば、磁石512のS極)を有する各々の外向きの磁石(例えば、磁石512)は、外向きの磁石(例えば、磁石512)に対向するそれぞれの反対の磁極第1の磁極(磁石511、513のN極)を有する1つ又は2つの他の磁石(例えば、磁石511、513)に隣接している。この向きは、チャッキング面522から外へ向けられた減少した又はほぼゼロの磁場をもたらし、マスクをデチャックすることができる。 5B shows a magnet 511 to 518 arranged in a dechucking state having a second orientation 511 2-518 magnets 511 to 518 disposed in the second Halbach array 510. Each magnet 511-518 has an N pole oriented in one of four directions with respect to the chucking surface 522. When the magnets 511-518 are arranged in the second orientation 511 2 -518 2 , each outward facing having a first pole (eg, the south pole of the magnet 512) facing outwards towards the chucking surface 522. The magnet (e.g., magnet 512) is one or two other magnets having respective opposite pole first poles (n-poles of magnets 511, 513) opposite to the outwardly facing magnets (e.g., magnet 512) Adjacent to (eg, magnets 511, 513). This orientation can result in a reduced or near zero magnetic field directed out of the chucking surface 522 to dechuck the mask.

磁石511〜518の向きを第1の向き511〜518から第2の向き511〜518に変えるために、回転機構530は、ハルバッハ配列510のすべての磁石511〜518に結合される。2以上のハルバッハ配列を用いる実施形態では、1以上の回転機構は、各配列内の磁石のすべてに1以上の回転機構を結合することができる。次いで、回転機構530は、配列内の各磁石511〜518の回転方向を次々に変えて、各磁石511〜518を約90度回転させることができる。第1の向き511〜518から第2の向き511〜518への回転方向を次々に変える例として、チャッキング面522の下端部527から回転を観察したとき、磁石511は反時計回りに回転することができ、下端部527から回転を観察したとき、磁石512は時計回りに回転することができる。磁石511〜518をチャッキング状態に戻すためには、回転機構530は、(1)回転を90度逆転させて各磁石をその第1の向き511〜518に戻す、(2)各磁石511〜518を更に90度次々に回転させるのを続けて新しいチャッキングの向きを作る、又は(3)各磁石511〜518に対して同じ方向に更に270度次々と回転させるのを続けて各磁石511〜518をその第1の向き511〜518に戻す。いくつかの実施形態では、磁石511〜518のうちのすべてよりも少ない磁石が、マスクをデチャックするために回転される。 The rotation mechanism 530 is coupled to all the magnets 511-518 of the Halbach array 510 in order to change the orientation of the magnets 511-518 from the first orientation 511 1 -518 1 to the second orientation 511 2 -518 2 . In embodiments using two or more Halbach arrays, one or more rotation mechanisms can couple one or more rotation mechanisms to all of the magnets in each array. Then, the rotating mechanism 530 can rotate the magnets 511 to 518 by about 90 degrees by sequentially changing the rotating direction of the magnets 511 to 518 in the array. When the rotation is observed from the lower end 527 of the chucking surface 522 as an example in which the rotation direction from the first direction 511 1 to 518 1 to the second direction 511 2 to 5 18 2 is successively changed, the magnet 511 is anticlockwise. It can rotate around, and when observing the rotation from the lower end 527, the magnet 512 can rotate clockwise. To return the magnets 511-518 to a chucking state, the rotating mechanism 530 (1) reverses the rotation by 90 degrees to return each magnet to its first orientation 511 1 -518 1 (2) each magnet Continue to rotate 511-518 one after another 90 degrees to create a new chucking orientation, or (3) continue to rotate another 270 degrees sequentially in the same direction with respect to each magnet 511-518 each The magnets 511-518 are returned to their first orientations 511 1 -518 1 . In some embodiments, fewer than all of the magnets 511-518 are rotated to dechuck the mask.

図5Cは、別のデチャッキング状態に配置された磁石511〜518を示し、ハルバッハ配列510内において、すべての奇数番目の磁石は、第1の向き511、513、515、517に固定され、すべての偶数番目の磁石は、第3の向き512、514、516、518に変更される。各磁石511〜518は、チャッキング面522に対して4つの方向のうちの1つに配向されたN極を有する。すべての奇数番目の磁石が第1の向き511、513、515、517に配置され、すべての偶数番目の磁石が第3の向き512、514、516、518に配置され、各々の外向きの磁石(例えば、第1の磁極を有する磁石513(例えば、そのN極がチャッキング面522に向かって外側に向いている))は、外向きの磁石(例えば、磁石513)に対向するそれぞれ反対の磁極(例えば、磁石512、514のS極)を有する1つ又は2つの他の磁石(例えば、磁石512、514)に隣接する。この向きは、チャッキング面522から外へ向けられた減少した又はほぼゼロの磁場をもたらし、マスクをデチャックすることができる。 FIG. 5C shows the magnets 511-518 arranged in another de-chucking state, and in the Halbach array 510, all odd numbered magnets are fixed in the first direction 511 1 513 1 515 1 517 1 is, all the even-numbered magnets is changed to the third orientation 512 3, 514 3, 516 3, 518 3. Each magnet 511-518 has an N pole oriented in one of four directions with respect to the chucking surface 522. All odd numbered magnets are arranged in the first direction 511 1 , 513 1 , 515 1 , 517 1 and all even numbered magnets are arranged in the third direction 512 3 , 514 3 , 516 3 , 518 3 Each outwardly facing magnet (eg, a magnet 513 having a first pole (eg, its N pole facing outward toward chucking surface 522)) is an outward facing magnet (eg, a magnet 513) adjacent to one or two other magnets (eg, magnets 512, 514) having opposite magnetic poles (eg, south poles of magnets 512, 514) facing each other. This orientation can result in a reduced or near zero magnetic field directed out of the chucking surface 522 to dechuck the mask.

偶数番目の磁石の向きを第1の向き512、514、516、518から第3の向き512、514、516、518に変更するには、回転機構530を偶数番目の磁石のみに結合してもよい。次いで、回転機構530は、各偶数番目の磁石512、514、516、518を約180度回転させることができる。磁石511〜518をチャッキング状態に戻すために、回転機構530は、偶数番目の磁石512、514、516、518に対して、回転を180度反転させるか、又は同じ方向に回転を更に180度続けることができる。いくつかの実施形態では、奇数番目の磁石は回転され、偶数番目の磁石は第1の向きのままである。 Orientation 512 1 faces the first even-numbered magnets, 514 1, 516 1, 518 1 from the third orientation 512 3, 514 3, 516 3, 518 to change to 3, the even rotation mechanism 530 It may be coupled to only the magnet of. The rotation mechanism 530 can then rotate each even numbered magnet 512, 514, 516, 518 by approximately 180 degrees. In order to return the magnets 511 to 518 to the chucking state, the rotation mechanism 530 reverses the rotation by 180 degrees with respect to the even numbered magnets 512, 514, 516, 518, or further rotates by 180 degrees in the same direction. You can continue. In some embodiments, the odd magnets are rotated and the even magnets remain in the first orientation.

図6A〜図6Bは、一実施形態に係る、直列に配置された複数のハルバッハ配列611〜614を含む磁気チャック610の正面概略図を示す。各ハルバッハ配列611〜614は、複数の磁石601〜608を含む。いくつかの実施形態では、各ハルバッハ配列611〜614は、磁気チャック610の第1の端部625から磁気チャック610の第2の端部626まで延在することができる。磁気チャック610は、図4を参照して説明したチャッキング面412と同様とすることができるチャッキング面622を含む。いくつかの実施形態では、磁石601〜608は、各々が円筒形状を有し、円筒の高さがチャッキング面622に実質的に垂直であるか、又は円筒の高さがチャッキング面622の端部のうちの1つ(例えば、端部625)に実質的に平行である永久磁石とすることができる。いくつかの実施形態では、円筒は、チャッキング面622又は端部(例えば、端部625)に対して他の向きに配置することができる。他の実施形態は、ロッド、ブロック、又はチューブ(例えば、長方形のチューブ)の形をした磁石601〜608を有することができる。   6A-6B illustrate frontal schematic views of a magnetic chuck 610 including a plurality of Halbach arrays 611-614 arranged in series, according to one embodiment. Each Halbach array 611-614 includes a plurality of magnets 601-608. In some embodiments, each Halbach array 611-614 can extend from a first end 625 of the magnetic chuck 610 to a second end 626 of the magnetic chuck 610. The magnetic chuck 610 includes a chucking surface 622, which may be similar to the chucking surface 412 described with reference to FIG. In some embodiments, magnets 601-608 each have a cylindrical shape, and the height of the cylinder is substantially perpendicular to chucking surface 622, or the height of the cylinder is at chucking surface 622. The permanent magnet may be substantially parallel to one of the ends (e.g., end 625). In some embodiments, the cylinders can be arranged at other orientations with respect to the chucking surface 622 or end (eg, end 625). Other embodiments can have magnets 601-608 in the form of rods, blocks, or tubes (e.g., rectangular tubes).

チャッキング面622は、チャッキング面622に対する磁石601〜608の向きを示すために透明であるように示されているが、このような透明性は必要ではない。磁石601〜608は、図4のチャッキング面412から窪んで図示されているハルバッハ配列406a〜406jと同様に、チャッキング面622に対して窪んでいることができる。   Although the chucking surface 622 is shown to be transparent to indicate the orientation of the magnets 601-608 relative to the chucking surface 622, such transparency is not required. The magnets 601-608 can be recessed relative to the chucking surface 622, similar to the Halbach arrays 406a-406j illustrated recessed from the chucking surface 412 of FIG.

図6Aは、第1の向き601〜608に配置された各ハルバッハ配列611〜614内の磁石601〜608を有するチャッキング状態に配置された磁石601〜608を示す。この向きは、チャッキング面622から外へ向けられる強い磁場を生成し、マスクをチャッキング可能にする。マスクは、上記のマスク(例えば、マスク132a、132b、又は430)と同様の特徴を有することができる。 Figure 6A shows a first orientation 601 1-608 magnets 601-608 positioned on chucked with a magnet 601 to 608 in each Halbach array 611-614 arranged in one. This orientation produces a strong magnetic field directed out of the chucking surface 622 to enable the mask to be chucked. The mask can have features similar to the mask described above (eg, mask 132a, 132b, or 430).

磁気チャック610は、図5に示された回転機構530と同様の1以上の回転機構(図示せず)を更に含むことができる。1以上の回転機構は、各磁石601〜608のN極が対向する4つの方向のうちの2つに配向されたN極を有する各ハルバッハ配列611〜614内の磁石に少なくとも結合することができる。いくつかの実施形態では、磁気チャック610は、各ハルバッハ配列611〜614内の対応する各磁石601〜608を一斉に回転させる1つの回転機構を含む。接続ロッド又は他の接続は、対応する磁石が一斉に回転することを保証するために使用することができる。他の実施形態では、ハルバッハ配列611〜614の一部がチャッキング状態にあり、ハルバッハ配列611〜614の一部がデチャッキング状態又は中間状態にあることを可能にする各配列のために別個の回転機構を使用することができる。各ハルバッハ配列611〜614のための1つの回転機構又は別個の回転機構を使用する実施形態では、回転機構に結合された各磁石の回転は、上記の磁気チャック504を参照して論じた回転のずらしと同様に、中心から端部まで、端部から中央又は端部までずらすことができる。   The magnetic chuck 610 can further include one or more rotation mechanisms (not shown) similar to the rotation mechanism 530 shown in FIG. One or more rotational mechanisms can be coupled at least to the magnets in each Halbach array 611-614 having an N-pole oriented in two of the four directions that the N-poles of each magnet 601-608 oppose. . In some embodiments, the magnetic chuck 610 includes one rotation mechanism that rotates the corresponding magnets 601-608 in each Halbach array 611-614 in unison. Connecting rods or other connections can be used to ensure that the corresponding magnets rotate in unison. In other embodiments, a portion of the Halbach array 611-614 is in a chucking state, and a portion of the Halbach array 611-614 is in a de-chucking state or in an intermediate state, each rotation being a separate rotation A mechanism can be used. In embodiments using one rotation mechanism or separate rotation mechanisms for each Halbach array 611-614, rotation of each magnet coupled to the rotation mechanism is the rotation of the rotation discussed with reference to the magnetic chuck 504 above. Similar to the offset, it can be offset from the center to the edge, from the edge to the center or the edge.

いくつかの実施形態では、磁石の回転軸は、チャッキング面622の端部(例えば、端部625)のうちの1つと平行であり、回転を達成するために、1以上の回転機構に結合された歯車541〜548と同様の歯車を使用することができる。他の実施形態では、磁石601〜608の回転軸は、チャッキング面622に対して垂直である。   In some embodiments, the rotational axis of the magnet is parallel to one of the ends (e.g., end 625) of the chucking surface 622 and coupled to one or more rotational mechanisms to achieve rotation. Gears similar to the gears 541 to 548 can be used. In another embodiment, the axes of rotation of the magnets 601-608 are perpendicular to the chucking surface 622.

更に他の実施形態では、各ハルバッハ配列611〜614の各磁石601〜608の回転は、個別に制御することができ、追加の回転シーケンスを探索することができる。例えば、各ハルバッハ配列611〜614の各磁石601〜608は、別個のアクチュエータ(例えば、別個のサーボ又は別個の空気圧アクチュエータ)に結合することができる。   In yet another embodiment, the rotation of each magnet 601-608 of each Halbach array 611-614 can be individually controlled, and additional rotation sequences can be searched. For example, each magnet 601-608 of each Halbach array 611-614 can be coupled to a separate actuator (e.g., a separate servo or a separate pneumatic actuator).

図6Bは、各ハルバッハ配列611〜614内において、すべての奇数番目の磁石が第1の向き601、603、605、607のままであり、すべての偶数番目の磁石が第2の向き602、604、606、608に変化するデチャッキング状態に配置された磁石601〜608を示す。第1の向きの奇数番目の磁石と第2の向きの偶数番目の磁石を有することにより、チャッキング面622から外へ向けられた磁場がキャンセルされる又はゼロに近くなり、マスクをデチャックすることができる。 6B is in each Halbach array 611-614, remains all the odd-numbered magnets of the first orientation 601 1, 603 1, 605 1, 607 1, all even-numbered magnets of the second indicating the direction 602 2, 604 2, 606 2, 608 2 magnets 601-608 positioned on dechucking state changes. Having the first direction of odd numbered magnets and the second direction of even numbered magnets causes the magnetic field directed out of the chucking surface 622 to be canceled or close to zero and to dechuck the mask Can.

偶数番目の磁石の向きを第1の向き612、614、616、618から第2の向き612、614、616、618に変更するには、1以上の回転機構630を偶数番目の磁石のみに結合してもよい。次いで、1以上の回転機構は、各偶数番目の磁石612、614、616、618を約180度回転させることができる。磁石601〜608をチャッキング状態に戻すために、1以上の回転機構は、偶数番目の磁石612、614、616、618に対して、回転を180度反転させるか、又は同じ方向に回転を更に180度続けることができる。いくつかの実施形態では、奇数番目の磁石は回転され、偶数番目の磁石は第1の向きのままである。磁気マスク610は、上記の図5Bを参照して説明したのと同様に、チャッキング状態からデチャッキング状態に変更するために、ハルバッハ配列611〜614のうちの1以上の中の磁石601〜608のすべてを約90度回転させるように同様に動作可能とすることができる。 To change the even-numbered orientation of the magnet 1 a first orientation 612, 614 1, 616 1, 618 1 from the second orientation 612 2, 614 2, 616 2, 618 to 2, one or more of the rotating mechanism 630 May be coupled to even numbered magnets only. The one or more rotation mechanisms can then rotate each even numbered magnet 612, 614, 616, 618 about 180 degrees. In order to return the magnets 601-608 to chucking, the one or more rotation mechanisms reverse the rotation 180 degrees relative to the even numbered magnets 612, 614, 616, 618, or further rotate in the same direction. It can last 180 degrees. In some embodiments, the odd magnets are rotated and the even magnets remain in the first orientation. The magnetic mask 610, as described with reference to FIG. 5B above, of the magnets 601-608 in one or more of the Halbach arrays 611-614, to change from chucking to de-chucking. It could be equally operable to rotate everything about 90 degrees.

1つのハルバッハ配列とは対照的に、複数のハルバッハ配列を使用することで、より大きな操作上の柔軟性を提供することができる。例えば、別々の回転機構が別々のハルバッハ配列に使用される場合、いくつかのハルバッハ配列は、チャッキング状態、デチャッキング状態、又は中間状態にあることができる。各々の回転機構に別個の制御を提供して、各配列がチャッキング、デチャッキング、又は中間状態に切り替えられる時の個々の制御を可能にすることができる。更に、複数のハルバッハ配列は、マスクの異なる領域をクランプするために使用される磁気強度を変化させる磁石を可能にすることができる。例えば、マスクの中心をより大きな力でクランプするために、マスクの中心からより遠い磁石の強度に対して、マスクの中心により近い磁石のためにより強い磁石を使用することができる。   In contrast to one Halbach sequence, multiple Halbach sequences can be used to provide greater operational flexibility. For example, if separate rotation mechanisms are used for different Halbach arrangements, some Halbach arrangements can be in the chucking state, the dechucking state, or in an intermediate state. Separate control may be provided for each rotation mechanism to allow individual control when each arrangement is switched to chucking, dechucking, or in an intermediate state. Furthermore, multiple Halbach arrangements can enable magnets of varying magnetic strength to be used to clamp different areas of the mask. For example, to clamp the center of the mask with greater force, a stronger magnet can be used for magnets closer to the center of the mask, relative to the strength of the magnets farther from the center of the mask.

図7は、一実施形態に係る、ハルバッハ配列720を含む磁気チャック710の概略上面図を示す。チャッキング状態とデチャッキング状態との間を変えるために回転を使用する磁気チャック504及び610とは対照的に、磁気チャック710は、固定磁石721〜728に対して可動磁石711〜719の位置を変えて磁場の強度を調整する。可動磁石711〜719が固定磁石721〜728の間の適所に配置されると、ハルバッハ配列が形成され、チャッキング面732から外へ向けられる強い磁場を作り、マスク730がチャッキング可能となる。マスク730をデチャックするために、可動磁石を固定磁石721〜728及びチャッキング面732から離れるように移動させることができる。1以上のアクチュエータ704は、可動磁石711〜719の位置を個別に、グループで、又は磁石711〜719のうちのすべてを一緒に変更するために使用することができる。いくつかの実施形態では、マスク730は、可動磁石711〜719を固定磁石721〜729並びにチャッキング面732から離れるようにスライドさせ、次に、各々の可動磁石711〜719を次の固定磁石721〜719に隣接して再位置決めすることによってデチャックすることができる。例えば、チャッキング状態の固定磁石721、722に隣接する可動磁石712は、デチャッキング状態の固定磁石722、723の間で再位置決めすることができる。可動磁石712と同様に可動磁石のすべてを再位置決めすると、チャッキング面732から外へ向けられる低減した又はゼロに近い磁場が得られ、マスク730をデチャック可能とする。   FIG. 7 shows a schematic top view of a magnetic chuck 710 that includes a Halbach array 720, according to one embodiment. In contrast to magnetic chucks 504 and 610, which use rotation to change between chucking and dechucking states, magnetic chuck 710 changes the position of movable magnets 711-719 relative to fixed magnets 721-728. Adjust the strength of the magnetic field. When the movable magnets 71 1 -719 are placed in place between the fixed magnets 721-728, a Halbach array is formed, creating a strong magnetic field directed out of the chucking surface 732 to enable the mask 730 to chuck. To dechuck mask 730, the moveable magnets can be moved away from fixed magnets 721-728 and chucking surface 732. One or more actuators 704 can be used to change the position of the moveable magnets 711-719 individually, in groups, or all of the magnets 711-719 together. In some embodiments, the mask 730 slides the moveable magnets 711-719 away from the fixed magnets 721-729 as well as the chucking surface 732 and then moves each moveable magnet 711-719 to the next fixed magnet 721. Dechucking can be done by repositioning adjacent to 719. For example, the moveable magnets 712 adjacent to the chucked stationary magnets 721, 722 may be repositioned between the de-chucked stationary magnets 722, 723. Repositioning all of the moveable magnets as well as the moveable magnets 712 results in a reduced or near zero magnetic field directed out of the chucking surface 732, making the mask 730 dechuckable.

いくつかの実施形態では、可動磁石711〜719を移動させるために、可撓性プレート702を使用することができる。可撓性プレート702は、可動磁石711〜719がチャッキング位置に移動されながら、マスク730をマスク730の中心からマスク730の端部へと徐々にマスク730をチャッキングするために、可撓性プレート702の中心の可動磁石711〜719がチャッキング面732により近くなるように内側に湾曲させることができる。内側に湾曲した可撓性プレートはまた、マスク730が端部から中心へのシーケンスにおいて徐々にデチャックされることを可能にする。他の実施形態では、可撓性プレート702は、可撓性プレート702の中心の可動磁石711〜719がチャッキング面732から最も遠く離れるように外側に湾曲させることができ、徐々に端部から中心へとチャッキングし、徐々に中心から端部へとデチャッキングする反対の効果をもたらす。   In some embodiments, a flexible plate 702 can be used to move the moveable magnets 711-719. The flexible plate 702 is flexible so as to gradually chuck the mask 730 from the center of the mask 730 to the end of the mask 730 while the movable magnets 71 1 to 7 19 are moved to the chucking position. The moveable magnets 711-719 at the center of the plate 702 can be curved inwardly to be closer to the chucking surface 732. The inwardly curved flexible plate also allows the mask 730 to be gradually dechucked in an end-to-center sequence. In other embodiments, the flexible plate 702 can be curved outward so that the moveable magnets 711-719 at the center of the flexible plate 702 are farthest away from the chucking surface 732 and gradually from the end It has the opposite effect of chucking to the center and gradually dechucking from the center to the edge.

図2、図5A〜図5C、及び図8を参照すると、処理チャンバ内で基板にマスクをチャッキングする方法800が記載されている。この方法は、図5A〜図5Cのシステムを参照して説明されているが、当業者は、この方法の工程を任意の順序で実行するように構成された任意の磁気チャックが、開示された実施形態の範囲内にあることを理解するであろう。方法800は、第1の磁気チャック151aの代わりに基板キャリア150a及び磁気チャック504を使用して処理チャンバ240内で実行されるものとして説明される。方法800は、処理チャンバ240内で磁気チャック504及び基板キャリア150aを使用して説明されているが、方法800は、他の磁気チャックと共に、他の基板キャリアと共に、又は他の処理チャンバ内で実行することもできる。例えば、方法800は、処理チャンバ110内で磁気チャック610及び基板キャリア300を使用して実行することもできる。   Referring to FIGS. 2, 5A-5C, and 8, a method 800 of chucking a mask to a substrate in a processing chamber is described. Although this method is described with reference to the system of FIGS. 5A-5C, those skilled in the art have disclosed any magnetic chucks configured to perform the steps of the method in any order. It will be understood that it is within the scope of the embodiments. Method 800 is described as being performed within processing chamber 240 using substrate carrier 150a and magnetic chuck 504 in place of first magnetic chuck 151a. Although method 800 is described using magnetic chuck 504 and substrate carrier 150a in processing chamber 240, method 800 may be performed with other magnetic chucks, in conjunction with other substrate carriers, or in other processing chambers You can also For example, the method 800 can also be performed using the magnetic chuck 610 and the substrate carrier 300 in the processing chamber 110.

ブロック802において、第1の基板121aは、基板キャリア150aの基板支持面上に配置され、処理チャンバ240内に搬送される。   At block 802, the first substrate 121a is disposed on the substrate support surface of the substrate carrier 150a and is transported into the processing chamber 240.

ブロック804において、マスクが基板にチャックされる。マスクは、本明細書に記載された実施形態のいずれかに従ってチャッキングされることができる。いくつかの実施形態では、マスクは、ハルバッハ配列内の磁石の回転又は移動を必要としない処理チャンバ内の適所に基板が配置されるとすぐに、チャックすることができる。他の実施形態では、ハルバッハ配列内の少なくともいくつかの磁石は、マスクをチャックするために回転させて、又は回転させることなく移動することができる。例えば、磁気チャック504内のハルバッハ配列510に配置された複数の磁石511〜518の少なくともいくつかを回転させることができる。この回転は、基板キャリア150a上に配置された基板121aにマスク132aをチャッキングするために、磁気チャック504が基板支持面に近接している状態で行うことができる。あるいはまた、この回転は、基板キャリア150a上に配置された基板121aにマスク132aをチャッキングするために、磁気チャック504が基板支持面150aからより遠く離れた状態で行うことができ、その後磁気チャックは、基板支持面に近接して移動することができる。いくつかの実施形態では、図5Bを参照して上述したように、磁石511〜518はすべて約90度回転される。他の実施形態では、ハルバッハ配列510の4つの方向のうちの2つに配向された複数の磁石511〜518内の磁石は、図5Cを参照して上述したように、約180度回転させることができる。   At block 804, the mask is chucked to the substrate. The mask can be chucked according to any of the embodiments described herein. In some embodiments, the mask can be chucked as soon as the substrate is in place in the processing chamber that does not require rotation or movement of the magnets in the Halbach array. In other embodiments, at least some of the magnets in the Halbach array can be rotated with or without chucking to chuck the mask. For example, at least some of the plurality of magnets 511-518 disposed in the Halbach array 510 in the magnetic chuck 504 can be rotated. This rotation can be performed with the magnetic chuck 504 in close proximity to the substrate support surface to chuck the mask 132a to the substrate 121a disposed on the substrate carrier 150a. Alternatively, this rotation may occur with the magnetic chuck 504 further away from the substrate support surface 150a to chuck the mask 132a to the substrate 121a disposed on the substrate carrier 150a, and then the magnetic chuck Can be moved closer to the substrate support surface. In some embodiments, magnets 511-518 are all rotated approximately 90 degrees, as described above with reference to FIG. 5B. In another embodiment, the magnets in the plurality of magnets 511-518 oriented in two of the four directions of the Halbach array 510 may be rotated approximately 180 degrees as described above with reference to FIG. 5C. Can.

複数のハルバッハ配列を有する磁気チャック(例えば、磁気チャック610)を有する実施形態では、複数のハルバッハ配列内の磁石はその後、ブロック804で回転させることができる。いくつかの実施形態では、磁気チャック504の中心(例えば、チャッキング面522の中心524)により近い磁石である複数の磁石511〜518のうちの少なくともいくつかは、磁気チャック504の端部(例えば、チャッキング面522の端部525)により近い磁石よりも速く回転される。磁石の回転は、上述のしたように多数の方法でずらす(例えば、中心から端部へと、端部から中心へと、又は端部から端部へと回転をずらす)ことができる。磁気チャック710を使用する実施形態では、可動磁石711〜719を固定磁石721〜728の間の適所に配置し、チャッキング面732から外へ向けられる強力な磁場を生成し、マスク730を基板にチャッキング可能にする。電磁石を使用する実施形態では、適切な電流で電磁石に通電することによってチャッキングを達成することができるので、磁石の移動又は回転は必要とされないかもしれない。   In embodiments having a magnetic chuck (eg, magnetic chuck 610) having a plurality of Halbach arrangements, the magnets in the plurality of Halbach arrangements may then be rotated at block 804. In some embodiments, at least some of the plurality of magnets 511-518 that are magnets closer to the center of the magnetic chuck 504 (e.g., the center 524 of the chucking surface 522) are ends of the magnetic chuck 504 (e.g., , Is rotated faster than the magnet closer to the end 525 of the chucking surface 522). The rotation of the magnet can be offset in a number of ways as described above (e.g., offset from center to end, end to center, or end to end). In embodiments using magnetic chuck 710, moveable magnets 711-719 are placed in place between fixed magnets 721-728 to generate a strong magnetic field directed out of chucking surface 732 and mask 730 onto the substrate Make it possible to chuck. In embodiments using an electromagnet, chucking may be achieved by energizing the electromagnet with a suitable current, so movement or rotation of the magnet may not be required.

ブロック806において、マスク132aを通して基板121a上に層が堆積される。基板121a上に層を堆積させるために、蒸発源230を使用することができる。リニアガイド224は、蒸発源230の並進運動を提供することができるので、層は基板121aの異なる領域に堆積させることができる。1以上のハルバッハ配列の磁石は、堆積中に基板の異なる領域にわたってチャッキング力を調整するために回転することができる。層は、化学気相堆積又は他の堆積プロセスを用いてマスクを通して堆積させることができると考えられる。   At block 806, a layer is deposited on the substrate 121a through the mask 132a. An evaporation source 230 can be used to deposit a layer on the substrate 121a. The linear guides 224 can provide translational movement of the evaporation source 230 so that layers can be deposited on different areas of the substrate 121a. The one or more Halbach array magnets can be rotated to adjust the chucking force across different areas of the substrate during deposition. It is contemplated that the layer can be deposited through the mask using chemical vapor deposition or other deposition processes.

ブロック808において、マスクは基板からデチャックされる。マスクは、本明細書に記載の実施形態のいずれかに従ってデチャックすることができる。いくつかの実施形態では、ハルバッハ配列内の磁石の少なくともいくつかは、マスクをデチャックするために、回転させて又は回転させることなく移動させることができる。例えば、磁気チャック504内のハルバッハ配列510に配置された複数の磁石511〜518のうちの少なくともいくつかは、基板キャリア150a上に配置された基板121aからマスク132aをデチャックするために回転させることができる。いくつかの実施形態では、図5Bを参照して上述したように、磁石511〜518はすべて約90度回転される。他の実施形態では、ハルバッハ配列510内で4つの方向のうちの2つに配向された複数の磁石511〜518内の磁石は、図5Cを参照して上述したように、約180度回転させることができる。   At block 808, the mask is dechucked from the substrate. The mask can be dechucked according to any of the embodiments described herein. In some embodiments, at least some of the magnets in the Halbach array can be rotated or unrotated to dechuck the mask. For example, at least some of the plurality of magnets 511-518 disposed in the Halbach array 510 in the magnetic chuck 504 may be rotated to dechuck the mask 132a from the substrate 121a disposed on the substrate carrier 150a. it can. In some embodiments, magnets 511-518 are all rotated approximately 90 degrees, as described above with reference to FIG. 5B. In another embodiment, the magnets in the plurality of magnets 511-518 oriented in two of the four directions in the Halbach array 510 are rotated approximately 180 degrees as described above with reference to FIG. 5C. be able to.

複数のハルバッハ配列を有する磁気チャック(例えば、磁気チャック610)を有する実施形態では、複数のハルバッハ配列内の磁石はその後、ブロック806で回転させることができる。いくつかの実施形態では、磁気チャック504の中心(例えば、チャッキング面522の中心524)により近い磁石である複数の磁石511〜518のうちの少なくともいくつかは、磁気チャック504の端部(例えば、チャッキング面522の端部525)により近い磁石よりも速く回転される。磁石の回転は、上述したように多数の方法でずらす(例えば、中心から端部へと、端部から中心へと、又は端部から端部へと回転をずらす)ことができる。磁気チャック710を使用する実施形態では、可動磁石711〜719を固定磁石721〜728の間の位置から除去し、チャッキング面732から外へ向けられる相殺(キャンセル)又は低減された磁場をもたらし、マスク730を基板からデチャック可能にする。電磁石を使用する実施形態では、電磁石を通電解除する、電磁石に供給される電流を低減させる、又は電磁石のうちの少なくともいくつかに印加される電流の方向を変えることによってデチャッキングを達成することができるので、磁石の移動又は回転は必要とされないかもしれない。   In embodiments having a magnetic chuck (eg, magnetic chuck 610) having a plurality of Halbach arrangements, the magnets in the plurality of Halbach arrangements can then be rotated at block 806. In some embodiments, at least some of the plurality of magnets 511-518 that are magnets closer to the center of the magnetic chuck 504 (e.g., the center 524 of the chucking surface 522) are ends of the magnetic chuck 504 (e.g., , Is rotated faster than the magnet closer to the end 525 of the chucking surface 522). The rotation of the magnet can be offset in a number of ways as described above (e.g. offset rotation from center to end, end to center, or end to end). In embodiments using a magnetic chuck 710, the moveable magnets 711-719 are removed from the position between the fixed magnets 721-728, resulting in a cancellation or reduced magnetic field directed out of the chucking surface 732 The mask 730 can be dechucked from the substrate. In embodiments using electromagnets, dechucking can be achieved by de-energizing the electromagnets, reducing the current supplied to the electromagnets, or changing the direction of the current applied to at least some of the electromagnets So, movement or rotation of the magnet may not be required.

ブロック808でマスクを基板からデチャッキングした後、基板をチャンバから取り出して、新しい基板に対して処理を繰り返すことができる。ブロック808で、ハルバッハ配列内の少なくともいくつかの磁石が基板からマスクをデチャックするために移動された場合、新しい基板が処理チャンバ内で適所に配置されると、ハルバッハ配列内の少なくともいくつかの磁石は、チャッキング状態を再生成するために、上記のように移動させることができる。   After dechucking the mask from the substrate at block 808, the substrate may be removed from the chamber and the process may be repeated for a new substrate. At least some magnets in the Halbach array are located in place in the processing chamber if at least some magnets in the Halbach array are moved to dechuck the mask from the substrate at block 808 Can be moved as described above to regenerate the chucking state.

磁気チャック404、504、610、710の各々は、図に示されているよりも多くの又は少ない磁石を含むことができる。1つのハルバッハ配列のみを示す実施形態(例えば、磁気チャック504、710)は、追加のハルバッハ配列を含むことができる。複数のハルバッハ配列を含む実施形態(例えば、磁気チャック404、610)は、図に示される配列の数より多くの又はより少ないハルバッハ配列を含むことができる。   Each of the magnetic chucks 404, 504, 610, 710 can include more or less magnets than shown in the figures. Embodiments that show only one Halbach array (eg, magnetic chucks 504, 710) can include additional Halbach arrays. Embodiments that include multiple Halbach arrays (eg, magnetic chucks 404, 610) can include more or less Halbach arrays than the number of arrays shown in the figures.

磁気チャック404、504、610、710の各々は、任意の基板キャリア(例えば、キャリア402)とは独立して処理チャンバ110、240の各々において完全に機能することができ、チャンバのすべての中の構成要素のすべて(例えば、アライメントユニット212a、212b、バルブ205、207、マスク132a、132b、及びマスクフレーム131a、131b)による機能を含む。アライメントユニット212a、212bは、磁気マスクチャックがキャリアの一部ではない実施形態に対して、各磁気チャック404、504、610、710を各基板キャリア150a、150b、300、402と位置合わせさせるとともに、基板をそれぞれのマスクと位置合わせさせる。磁気チャック404、504、610、710の各々は、基板キャリア150a、150b、300、402の各々と共に、別個の装置として又はキャリアの各々と一体化して使用することができる。磁気チャックが基板キャリアと一体化される実施形態では、1以上のハルバッハ配列内の複数の磁石は、チャッキング面(例えば、チャッキング面412)に対して、又は基板支持面(例えば、基板支持面313)に対して配向させることができる。いくつかの実施形態では、チャッキング面と基板支持面は、同じ面とすることができる。磁気チャック404、504、610、710の各々は、位置決め装置(例えば、オプションのアクチュエータ410)と共に機能することもできる。磁気チャックが基板キャリアから分離している実施形態では、磁気チャックは基板として処理チャンバ内に残ることができる、及び/又は基板キャリアは処理チャンバの内外に搬送される。   Each of the magnetic chucks 404, 504, 610, 710 can be fully functional in each of the processing chambers 110, 240 independently of any substrate carrier (eg, carrier 402), and in all of the chambers It includes the functionality of all of the components (eg, alignment units 212a, 212b, valves 205, 207, masks 132a, 132b, and mask frames 131a, 131b). Alignment units 212a, 212b align each magnetic chuck 404, 504, 610, 710 with each substrate carrier 150a, 150b, 300, 402, as opposed to an embodiment where the magnetic mask chuck is not part of the carrier Align the substrate with the respective mask. Each of the magnetic chucks 404, 504, 610, 710 can be used with each of the substrate carriers 150a, 150b, 300, 402 as a separate device or integrated with each of the carriers. In embodiments where the magnetic chuck is integrated with the substrate carrier, the plurality of magnets in the one or more Halbach arrays may be relative to a chucking surface (eg, chucking surface 412) or a substrate support surface (eg, substrate support) It can be oriented with respect to the surface 313). In some embodiments, the chucking surface and the substrate support surface can be the same surface. Each of the magnetic chucks 404, 504, 610, 710 can also function with a positioning device (e.g., an optional actuator 410). In embodiments where the magnetic chuck is separate from the substrate carrier, the magnetic chuck can remain as a substrate in the processing chamber and / or the substrate carrier is transported in and out of the processing chamber.

磁気チャック404、504、610、710の各々は、絶縁材料(例えば、誘電材料又はセラミックス材料)から製造されたチャック本体(例えば、チャック本体408)を有することができる。セラミックス材料又は誘電体材料の好適な例は、ポリマー(例えばポリイミド)、酸化ケイ素材料(例えば、石英又はガラスなど)、酸化アルミニウム(Al)、窒化アルミニウム(AlN)、イットリウム含有材料、酸化イットリウム(Y)、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)、酸化チタン(TiO)、窒化チタン(TiN)、炭化ケイ素(SiC)等を含む。オプションで、チャック本体の各々は、金属又は金属体であってもよい。いくつかの実施形態では、チャック本体は、強磁性体又は非磁性体から製造することができる。いくつかの実施形態では、チャック本体はまた、静電チャック本体とすることができる。 Each of the magnetic chucks 404, 504, 610, 710 can have a chuck body (e.g., a chuck body 408) made of an insulating material (e.g., a dielectric material or a ceramic material). Preferred examples of ceramic materials or dielectric materials are polymers (eg, polyimide), silicon oxide materials (eg, quartz or glass), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), yttrium-containing material, oxidized Examples include yttrium (Y 2 O 3 ), yttrium-aluminum-garnet (YAG), titanium oxide (TiO), titanium nitride (TiN), silicon carbide (SiC) and the like. Optionally, each of the chuck bodies may be a metal or a metal body. In some embodiments, the chuck body can be made of ferromagnetic or nonmagnetic material. In some embodiments, the chuck body can also be an electrostatic chuck body.

磁気チャック404、504、610、710の各々は、ハルバッハ配列(例えば、ハルバッハ配列406a〜406j)を含み、ハルバッハ配列内の磁石の全ては、強磁性材料(例えば、アルミニウム−ニッケル−コバルト(アルニコ)、セラミックス、希土類、鉄−クロム−コバルト、又はそれらの組み合わせ)でできた永久磁石とすることができる。他の実施形態では、ハルバッハ配列406a〜406j内の磁石の全ては電磁石とすることができる。更に他の実施形態では、ハルバッハ配列406a〜406j内の磁石のいくつかは永久磁石とすることができ、ハルバッハ配列406a〜406j内の磁石のうちのいくつかは電磁石とすることができる。   Each of the magnetic chucks 404, 504, 610, 710 includes a Halbach array (eg, Halbach array 406a-406j), and all of the magnets in the Halbach array are ferromagnetic materials (eg, aluminum-nickel-cobalt (Alnico) , Rare earths, iron-chromium-cobalt, or a combination thereof). In other embodiments, all of the magnets in the Halbach arrays 406a-406j can be electromagnets. In still other embodiments, some of the magnets in Halbach arrays 406a-406j may be permanent magnets, and some of the magnets in Halbach arrays 406a-406j may be electromagnets.

電磁石を使用する実施形態では、電磁石に通電するためにコントローラ及び電源を使用することができる。電磁石に対しては、回転機構は不要とすることができる。いくつかの実施形態では、電磁石の極性は、電磁石を通って流れる電流を逆転させることによって、容易に切り替えることができ、電磁石を使用する実施形態を、チャッキング状態とデチャッキング状態の間を変化させるために、磁石のうちのいくつかの極性を180度切り替える実施形態に対して特に好適にする。電磁石を使用する磁気チャックのいくつかの実施形態の利点は、塵埃を発生させ、追加の保守を引き起こす可能性のある可動部品(例えば、回転磁石)の欠如である可能性がある。電磁石を使用する磁気チャックの実施形態の別の利点は、チャッキング面全体にわたるチャッキング及びデチャッキングの正確な制御を可能にするコントローラによって、各電磁石が個別に通電・通電停止することができることである。   In embodiments using an electromagnet, a controller and a power supply can be used to energize the electromagnet. The rotation mechanism can be unnecessary for the electromagnet. In some embodiments, the polarity of the electromagnet can be easily switched by reversing the current flowing through the electromagnet, changing the embodiment using the electromagnet between the chucking state and the dechucking state In order to make the polarity of some of the magnets 180 degrees switchable. An advantage of some embodiments of magnetic chucks that use electromagnets can be the lack of moving parts (e.g., rotating magnets) that can generate dust and cause additional maintenance. Another advantage of the magnetic chuck embodiment using electromagnets is that each electromagnet can be individually energized and de-energized by a controller that allows accurate control of chucking and dechucking across the chucking surface. .

本明細書に記載された磁気チャックは、マスクを基板に磁気的にクランプすることを可能にし、これは製品品質を向上させ、設備コストを低減することができる。マスクを磁気的にクランプすることにより、機械式クランプの位置により高い力を集中させる機械式クランピングシステムと比較して、基板のターゲット領域にわたって均等に分配されたより低いクランプ力を展開させることができる。このより低い均等に分配されたクランプ力は、機械式クランピングによって使用される集中力によってしばしば引き起こされる基板への接触汚染又は物理的損傷を防止することができる。   The magnetic chuck described herein enables the mask to be magnetically clamped to the substrate, which can improve product quality and reduce equipment costs. By magnetically clamping the mask, a lower clamping force can be developed evenly distributed over the target area of the substrate compared to a mechanical clamping system that concentrates higher forces on the position of the mechanical clamp. . This lower evenly distributed clamping force can prevent contact contamination or physical damage to the substrate often caused by the concentration used by mechanical clamping.

ハルバッハ配列を使用する磁気チャックは、磁気チャックの他の実施形態と比較して追加の利点を提供する。ハルバッハ配列に配向された磁石は、他の古典的な配置(例えば、交互のNS構成)で配向された同じ磁石よりもマスクをクランプするために高い磁力を生成することができる。これは、磁気チャック内に含まれる磁石をより小さく又はより少なくすることができ、磁気チャックのサイズを低減するだけでなく、設備コストを節約することができる。   Magnetic chucks using the Halbach arrangement provide additional advantages as compared to other embodiments of magnetic chucks. A Halbach-oriented magnet can generate a higher magnetic force to clamp the mask than the same magnet oriented in other classical configurations (e.g., alternating NS configurations). This can make the magnets contained in the magnetic chuck smaller or smaller, not only reducing the size of the magnetic chuck, but also saving equipment costs.

更に、上述したように、ハルバッハ配列に配向された磁石は、マスクをチャッキングするための強力な磁場を生成するチャッキング状態に容易に回転して、その後、マスクをデチャッキング可能にするマスクへ向かって指向された低減された又はほぼゼロの磁場をもたらすデチャッキング状態に回転することができる。ハルバッハ配列を使用しない磁気チャックの他の実施形態では、マスクをチャック及びデチャックするために、磁石とマスクとの間の距離を増減させる必要がある。この距離を増減することは、必要とされる磁気チャック内の追加の空間、又はマスク又は磁気チャックを移動させるためのチャンバ内の追加の空間及び設備のために、追加の設備コストをもたらす。ハルバッハ配列の磁石の回転は、磁気チャックの設置面積をより小さくすることができ、これは装置のコストを節約するだけでなく、ハルバッハ配列を使用する磁気チャックが他の磁気チャックと比べてより既存の処理チャンバ内で使用されることを可能にする。更に、永久磁石を使用する実施形態では、磁石のうちのいくつかを約180度又は磁石の全てを約90度回転させるためにのみ電力が使用されるので、マスクをチャッキング及びデチャッキングするための電力要求が非常に低い。   Furthermore, as mentioned above, the Halbach-oriented magnets are easily rotated to a chucking state that produces a strong magnetic field for chucking the mask, and then towards the mask that enables the mask to be chucked. It can be rotated into a de-chucking state that results in a directed or reduced or near zero magnetic field. In other embodiments of magnetic chucks that do not use the Halbach arrangement, it is necessary to increase or decrease the distance between the magnet and the mask in order to chuck and dechuck the mask. Increasing or decreasing this distance results in additional equipment costs due to the additional space required in the magnetic chuck or the additional space and equipment in the chamber for moving the mask or magnetic chuck. The rotation of the Halbach magnet can make the footprint of the magnetic chuck smaller, which not only saves the cost of the equipment, but magnetic chucks using the Halbach array are more existing than other magnetic chucks Enable to be used in the processing chamber of Furthermore, in embodiments using permanent magnets, power is used only to rotate some of the magnets by about 180 degrees or all of the magnets by about 90 degrees, so to chuck and dechuck the mask. Power requirements are very low.

磁気チャック710は、チャッキング状態からデチャッキング状態に変化させるために磁石を回転させないが、磁石が移動しなければならない距離は、他の磁気チャック内で磁石を動かす必要がある距離よりもはるかに小さい。磁気チャック710内の可動磁石は、可動磁石がデチャッキングの方向に再位置決めされるときに固定磁石を過ぎて摺動することができるように、十分遠くに移動する必要があるだけであるので、距離はより小さい。   The magnetic chuck 710 does not rotate the magnet to change from chucking to dechucking, but the distance that the magnet must move is much smaller than the distance that the magnet needs to move in the other magnetic chucks . The moving magnet in the magnetic chuck 710 only needs to move far enough to be able to slide past the stationary magnet when the moving magnet is repositioned in the dechucking direction, so the distance Is smaller.

上記は典型的な実施形態を対象としているが、他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。   While the above is directed to exemplary embodiments, other and further embodiments can be made without departing from the basic scope of the present invention, the scope of which is based on the following claims. It will be determined.

Claims (15)

マスクを基板にチャッキングするための処理システムであって、
処理チャンバと、
処理チャンバ内に配置された磁気チャックであって、磁気チャックは、
チャッキング面と、
チャッキング面に対して1以上のハルバッハ配列で配向された複数の磁石であって、各磁石は4つの方向のうちの1つに配向されたN極を有する複数の磁石と、
磁石のうちの少なくとも1つのN極の方向を変えるように結合された1以上の回転機構とを含む磁気チャックとを含む処理システム。
A processing system for chucking a mask to a substrate, wherein
A processing chamber,
A magnetic chuck disposed in the processing chamber, the magnetic chuck being
With the chucking surface,
A plurality of magnets oriented in one or more Halbach orientations with respect to the chucking surface, each magnet having a north pole oriented in one of four directions;
A magnetic chuck comprising: one or more rotation mechanisms coupled to change a direction of at least one N pole of the magnets.
1以上の回転機構は、前記4つの方向のうちの2つに配向されたN極を有する前記磁石に結合され、前記4つの方向のうちの前記2つは約180度異なる、請求項1記載の処理システム。   The one or more rotation mechanisms are coupled to the magnet having a north pole oriented in two of the four directions, wherein the two of the four directions differ by about 180 degrees. Processing system. 1以上の回転機構は、1以上のハルバッハ配列内の複数の磁石のすべてに結合される、請求項1記載の処理システム。   The processing system of claim 1, wherein the one or more rotation mechanisms are coupled to all of the plurality of magnets in the one or more Halbach arrays. 複数の磁石は、各々が1以上の回転機構に結合された前記磁石の回転軸に平行な長い寸法を有する磁性管を含む、請求項3記載の処理システム。   The processing system according to claim 3, wherein the plurality of magnets comprises magnetic tubes having long dimensions parallel to the rotation axis of the magnets each coupled to one or more rotation mechanisms. 1以上の回転機構は、複数の磁石のうちの第1の磁石を複数の磁石のうちの第2の磁石よりも速く回転させるように動作可能である、請求項1記載の処理システム。   The processing system of claim 1, wherein the one or more rotation mechanisms are operable to cause a first magnet of the plurality of magnets to rotate faster than a second magnet of the plurality of magnets. 第1の磁石は、第2の磁石よりもチャッキング面の端部に近い、請求項5記載の処理システム。   6. The processing system of claim 5, wherein the first magnet is closer to the end of the chucking surface than the second magnet. 1以上のハルバッハ配列は、一連のハルバッハ配列を含み、各配列は、磁気チャックの第1の端部から磁気チャックの第2の端部まで延びる、請求項1記載の処理システム。   The processing system of claim 1, wherein the one or more Halbach arrays include a series of Halbach arrays, each array extending from a first end of the magnetic chuck to a second end of the magnetic chuck. 処理チャンバ内で使用するための基板キャリアであって、
基板キャリアを処理チャンバの内外に移動させるように動作可能な支持ベースと、
基板を基板支持面に静電チャックするために支持ベース上に配置された電極アセンブリであって、基板支持面は電極アセンブリ上に配置された電極アセンブリと、
支持ベースと一体化された磁気チャックであって、磁気チャックは、
基板支持面に対して1以上のハルバッハ配列で配向された複数の磁石であって、各磁石は4つの方向のうちの1つに配向されたN極を有する複数の磁石と、
磁石のうちの少なくとも1つのN極の方向を変えるように結合された1以上の回転機構とを含む磁気チャックとを含む基板キャリア。
A substrate carrier for use in a processing chamber, comprising:
A support base operable to move the substrate carrier into and out of the processing chamber;
An electrode assembly disposed on the support base for electrostatically chucking the substrate to the substrate support surface, the substrate support surface being disposed on the electrode assembly;
A magnetic chuck integrated with the support base, the magnetic chuck being
A plurality of magnets oriented in one or more Halbach orientations relative to the substrate support surface, each magnet having a north pole oriented in one of four directions;
A magnetic chuck comprising: one or more rotation mechanisms coupled to change a direction of at least one N pole of the magnets.
1以上の回転機構は、前記4つの方向のうちの2つに配向されたN極を有する前記磁石に結合され、前記4つの方向のうちの前記2つは約180度異なる、請求項8記載の基板キャリア。   9. The system of claim 8, wherein one or more rotational mechanisms are coupled to the magnet having an N pole oriented in two of the four directions, wherein the two of the four directions differ by about 180 degrees. Substrate carrier. 複数の磁石は、各々が1以上の回転機構に結合された前記磁石の回転軸に平行な長い寸法を有する磁性管を含む、請求項8記載の基板キャリア。   9. The substrate carrier of claim 8, wherein the plurality of magnets comprises magnetic tubes each having a long dimension parallel to the rotational axis of the magnets coupled to one or more rotational mechanisms. 1以上の回転機構は、複数の磁石のうちの第1の磁石を複数の磁石のうちの第2の磁石よりも速く回転させるように動作可能である、請求項8記載の基板キャリア。   9. The substrate carrier of claim 8, wherein the one or more rotation mechanisms are operable to rotate a first of the plurality of magnets faster than a second of the plurality of magnets. 処理チャンバ内で基板にマスクをチャッキングする方法であって、
基板キャリアの基板支持面上に配置された基板を処理チャンバ内へ搬送する工程と、
マスクを基板にチャッキングする工程と、
マスクを通して基板上に層を堆積させる工程と、
基板キャリア上に配置された基板からマスクをデチャックするために、基板支持面に近接した磁気チャック内の1以上のハルバッハ配列に配置された複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程とを含む方法。
A method of chucking a mask to a substrate in a processing chamber, comprising:
Transporting the substrate disposed on the substrate support surface of the substrate carrier into the processing chamber;
Chucking the mask onto the substrate;
Depositing a layer on the substrate through the mask;
Moving at least some of the plurality of magnets disposed in the one or more Halbach arrays in the magnetic chuck proximate the substrate support surface to dechuck the mask from the substrate disposed on the substrate carrier How to include it.
複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程は、
複数の磁石内の磁石のうちの少なくともいくつかを約180度回転させる工程を含む、請求項12記載の方法。
The step of moving at least some of the plurality of magnets is
13. The method of claim 12, comprising rotating at least some of the magnets in the plurality of magnets about 180 degrees.
複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程は、
磁石のうちのすべてを約90度回転させる工程を含む、請求項12記載の方法。
The step of moving at least some of the plurality of magnets is
The method of claim 12, comprising rotating all of the magnets by about 90 degrees.
基板キャリア上に配置された基板にマスクをチャッキングするために複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程を含む、請求項12記載の方法。   The method of claim 12, comprising moving at least some of the plurality of magnets to chuck a mask onto a substrate disposed on a substrate carrier.
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