KR101332234B1 - 마스크 패널을 갖춘 섀도우 프레임 - Google Patents
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Abstract
기판 처리 중에 대면적 기판의 일부분을 차폐시키는 것이 제공된다. 섀도우 프레임 및 하나 이상의 마스크 패널을 포함하는 섀도우 프레임 조립체가 제공된다. 섀도우 프레임 조립체는 대면적 기판 상에 다수의 처리 영역을 형성하는 처리 개구를 생성한다.
Description
본 발명의 실시예는 일반적으로 대면적 기판용 섀도우 프레임 조립체에 관한 것이다.
대형 유리 기판을 처리하는 능력은 텔레비젼 및 컴퓨터 스크린과 같은 대면적, 평판 디스플레이에 대한 수요가 급속히 증가하고 있기 때문에 중요해졌다. 대면적, 평판 디스플레이는 통상적으로 상부에 형성되는 박막 트랜지스터(TFTs)를 포함한다.
대면적, 평판 디스플레이 또는 기판 상의 TFTs의 형성은 통상적으로 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)에 의해서 디스플레이 상에 하나 이상의 필름을 증착하는 것을 포함한다. 대형 기판에 걸쳐서 균일한 박막을 증착하는 것은 몇몇 이유로 도전적이라고 입증되었다. 예를 들어, 대면적 기판을 균일하게 가열하는 것은 어렵다. 게다가, 플라즈마 상태는 대면적 기판의 표면에 걸쳐서 종종 변화된다. 대면적 기판은 또한 기판에 걸친 불균일 가열의 결과로서, 뒤틀림(warping) 및 휨(bowing)과 같은 변형이 일어나기 쉽다.
섀도우 프레임은 기판의 변형을 방지하기 위해서 처리 중에 처리 챔버 내의 기판 지지부 상에 대면적 기판의 에지를 억누르도록 개발되어 왔다. 섀도우 프레임은 또한 기판의 에지 및 배면 상에 불필요한 재료가 증착되는 것을 방지하는데 도움이 된다. 그러나, 증착 균일성은 섀도우 프레임의 이용에 의해서도 여전히 종종 문제되고 있기 때문에 개선된 섀도우 프레임이 필요하다. 예를 들어, 섀도우 프레임 자체는 섀도우 프레임과 기판 사이의 공정 가스의 누출을 허용하는 편평하지 않은 기판 접촉 표면을 가짐으로써 기판에 걸쳐서 불균일한 처리 상태를 생성할 수 있다. 대면적 기판에 있어서 균일성의 문제는 매우 중요한데, 이는 기판을 무용하게 만드는 대면적 기판의 결점이 하나의 기판의 손실에 의해서 TFTs와 같은 수 백만 개의 장치의 손실을 의미할 수 있기 때문이다.
또한 대면적 기판을 다수의 디스플레이와 같은 다수의 부품으로 분할하는 방법이 여전히 필요하다. 일 양상에서, 대면적 기판을 분할하는 것은 하나의 기판으로부터 다수의 디스플레이를 제공하는데 이용될 수 있다. 다른 양상에서, 대면적 기판을 다수의 부품으로 분할하는 것은 하나의 대형 패널 상에 다수의 스크린 영역을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
대면적, 평판 디스플레이 또는 기판 상의 TFTs의 형성은 통상적으로 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)에 의해서 디스플레이 상에 하나 이상의 필름을 증착하는 것을 포함한다. 대형 기판에 걸쳐서 균일한 박막을 증착하는 것은 몇몇 이유로 도전적이라고 입증되었다. 예를 들어, 대면적 기판을 균일하게 가열하는 것은 어렵다. 게다가, 플라즈마 상태는 대면적 기판의 표면에 걸쳐서 종종 변화된다. 대면적 기판은 또한 기판에 걸친 불균일 가열의 결과로서, 뒤틀림(warping) 및 휨(bowing)과 같은 변형이 일어나기 쉽다.
섀도우 프레임은 기판의 변형을 방지하기 위해서 처리 중에 처리 챔버 내의 기판 지지부 상에 대면적 기판의 에지를 억누르도록 개발되어 왔다. 섀도우 프레임은 또한 기판의 에지 및 배면 상에 불필요한 재료가 증착되는 것을 방지하는데 도움이 된다. 그러나, 증착 균일성은 섀도우 프레임의 이용에 의해서도 여전히 종종 문제되고 있기 때문에 개선된 섀도우 프레임이 필요하다. 예를 들어, 섀도우 프레임 자체는 섀도우 프레임과 기판 사이의 공정 가스의 누출을 허용하는 편평하지 않은 기판 접촉 표면을 가짐으로써 기판에 걸쳐서 불균일한 처리 상태를 생성할 수 있다. 대면적 기판에 있어서 균일성의 문제는 매우 중요한데, 이는 기판을 무용하게 만드는 대면적 기판의 결점이 하나의 기판의 손실에 의해서 TFTs와 같은 수 백만 개의 장치의 손실을 의미할 수 있기 때문이다.
또한 대면적 기판을 다수의 디스플레이와 같은 다수의 부품으로 분할하는 방법이 여전히 필요하다. 일 양상에서, 대면적 기판을 분할하는 것은 하나의 기판으로부터 다수의 디스플레이를 제공하는데 이용될 수 있다. 다른 양상에서, 대면적 기판을 다수의 부품으로 분할하는 것은 하나의 대형 패널 상에 다수의 스크린 영역을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 기판 처리 중에, 대형 패널과 같은 대면적 기판의 일부분을 차폐시키는 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 처리 중에 대면적 기판의 일부분을 차폐시키는 장치는 하나 이상의 마스크 패널(mask panels)을 갖는 섀도우 프레임을 포함한다.
다른 실시예에서, 세라믹으로 제조된 하나 이상의 마스크 패널을 구비하는 알루미늄 섀도우 프레임이 제공된다. 마스크 패널은 프레임의 상부 표면 내에 형성된 홈 내에 배치되어, 프레임에 의해 평면 상부 표면을 유지하면서, 처리될 기판과 접촉할 수 있게 한다. 일 양상에서, 섀도우 프레임 조립체는 대형 기판 상에 다수의 처리 영역을 생성한다.
본 발명의 전술된 특징들을 상세히 이해할 수 있는 방식으로, 간단하게 위에서 요약한 본 발명을 몇몇의 실시예가 첨부 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 첨부 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 설명하며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않으며, 본 발명이 다른 동일한 효과의 실시예를 허용할 수 있다는 것을 주목해야 한다.
다른 실시예에서, 세라믹으로 제조된 하나 이상의 마스크 패널을 구비하는 알루미늄 섀도우 프레임이 제공된다. 마스크 패널은 프레임의 상부 표면 내에 형성된 홈 내에 배치되어, 프레임에 의해 평면 상부 표면을 유지하면서, 처리될 기판과 접촉할 수 있게 한다. 일 양상에서, 섀도우 프레임 조립체는 대형 기판 상에 다수의 처리 영역을 생성한다.
본 발명의 전술된 특징들을 상세히 이해할 수 있는 방식으로, 간단하게 위에서 요약한 본 발명을 몇몇의 실시예가 첨부 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 첨부 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 설명하며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않으며, 본 발명이 다른 동일한 효과의 실시예를 허용할 수 있다는 것을 주목해야 한다.
도 1은 본 발명의 섀도우 프레임 조립체의 일 실시예의 분해도이며,
도 2A는 섀도우 프레임과 마스크 패널이 연결되는 섀도우 프레임 조립체의 일 영역의 횡단면도이며,
도 2B는 섀도우 프레임과 마스크 패널이 서로 연결되고 고착(fasten)되는 섀도우 프레임 조립체의 일 영역의 횡단면도이며,
도 3은 기판 지지 부재 상에 위치되는 섀도우 프레임 조립체의 일 실시예의 평면도이며,
도 4는 도 3의 라인 4-4에 따른 횡단면도이며,
도 4A는 기판 지지 부재 상에 위치되는 섀도우 프레임 조립체의 일 실시예를 도시하는 도 4의 일 영역의 확대도이며,
도 5는 본 발명의 섀도우 프레임 조립체의 다른 실시예의 분해도이며,
도 6은 내부에 배치되는 본 발명의 섀도우 프레임 조립체의 일 실시예를 갖는 예시적인 처리 챔버의 개략적인 횡단면도이며,
도 7은 섀도우 프레임에 마스크 패널을 고정시키는 패스너의 다른 실시예의 단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 도면에 공통인 동일한 요소를 나타내기 위해서 가능한 한 동일한 참조 번호가 사용되었다. 일 실시예의 요소가 추가적인 인용 없이도 다른 실시예에 유리하게 이용될 수 있다는 점을 고려해야 한다.
도 2A는 섀도우 프레임과 마스크 패널이 연결되는 섀도우 프레임 조립체의 일 영역의 횡단면도이며,
도 2B는 섀도우 프레임과 마스크 패널이 서로 연결되고 고착(fasten)되는 섀도우 프레임 조립체의 일 영역의 횡단면도이며,
도 3은 기판 지지 부재 상에 위치되는 섀도우 프레임 조립체의 일 실시예의 평면도이며,
도 4는 도 3의 라인 4-4에 따른 횡단면도이며,
도 4A는 기판 지지 부재 상에 위치되는 섀도우 프레임 조립체의 일 실시예를 도시하는 도 4의 일 영역의 확대도이며,
도 5는 본 발명의 섀도우 프레임 조립체의 다른 실시예의 분해도이며,
도 6은 내부에 배치되는 본 발명의 섀도우 프레임 조립체의 일 실시예를 갖는 예시적인 처리 챔버의 개략적인 횡단면도이며,
도 7은 섀도우 프레임에 마스크 패널을 고정시키는 패스너의 다른 실시예의 단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 도면에 공통인 동일한 요소를 나타내기 위해서 가능한 한 동일한 참조 번호가 사용되었다. 일 실시예의 요소가 추가적인 인용 없이도 다른 실시예에 유리하게 이용될 수 있다는 점을 고려해야 한다.
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본 발명은 기판 처리 중에 대형 유리 및/또는 플라스틱 패널과 같은, 대면적 기판의 일부분을 차폐시키는 방법 및 장치를 제공한다. 하나 이상의 마스크 패널을 갖는 섀도우 프레임을 포함하는 섀도우 프레임 조립체가 제공된다. 섀도우 프레임은 하나 또는 다수의 마스크 패널을 수용하기에 적합하거나 또는 수용하도록 구성될 수 있다. 섀도우 프레임 조립체 밑에 있는 대면적 기판의 일부분을 차폐시킴으로써, 기판 상에 다수의 격리된 처리 영역이 형성될 수 있어서, 기판의 미리결정된 영역(예를 들어, 비차폐된 영역) 상에 재료가 선택적으로 증착될 수 있다.
도 1은 섀도우 프레임 조립체(10)의 일 실시예의 분해도이다. 섀도우 프레임 조립체(10)는 섀도우 프레임(12) 및 하나 이상의 마스크 패널을 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 마스크 패널(16, 18, 및 20)이 도시되어 있다. 기판은 섀도우 프레임(12) 내에 수용되며 기판의 하부 표면 상에서 마스크 패널(16, 18, 및 20)에 의해 접촉된다.
섀도우 프레임(12)은 통상적으로, 대체로 직사각형 형상을 갖고 중앙 개구(11)를 형성한다. 개구(11)는 개구를 통하여 처리될 기판을 수용하도록 크기가 정해진다. 섀도우 프레임은 섀도우 프레임이 약 13,000㎠ 이상 또는 약 15,000㎠ 이상의 표면적을 갖는 기판과 같은 대면적 기판에 이용될 수 있도록 크기가 정해지는 개구를 가질 수 있다. 섀도우 프레임은 1 ㎡보다 넓은 표면적을 갖는 기판을 처리하는데 이용될 수 있는 치수를 가질 수 있다. 섀도우 프레임(12)은 알루미늄, 세라믹 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 섀도우 프레임(12)은 알루미늄으로 제조된다. 섀도우 프레임(12)은 중앙 개구(11)를 에워싸는 섀도우 프레임(12)의 내부 홈 형성 영역(inner recessed region; 14) 내에 홀(13, 15)을 포함한다. 홀(13, 15)은 섀도우 프레임(12)에 마스크 패널(16, 18, 및 20)을 고정시키는 패스너(28)를 수용하도록 구성된다.
섀도우 프레임(12)의 내부 홈 형성 영역(14)은 섀도우 프레임(12)의 외측 영역(21)으로부터 계단(step)이 형성되어, 내부 홈 형성 영역(14)은 섀도우 프레임의 외측 영역(21)의 상부 표면에 대해 실질적으로 동일 평면 방향으로 마스크 패널(16, 18, 및 20)을 수용하는 선반(shelf)을 형성한다. 섀도우 프레임의 내부 홈 형성 영역(14)은 내부 영역의 하나의 표면을 따라서 측면 마스크 패널 및 가로 마스크 패널을 지지하기 위해서 그 외측 에지를 따라서 계단형 표면(39)을 포함할 수 있다. 계단형 표면은 일단 프레임 조립체가 기판 위에 위치되면 기판과의 밀봉 접촉을 보장하기 위해서 홈 내에서 다소 기울어지게 측면 마스크 패널을 지향시킨다.
마스크 패널(16, 18, 및 20)은 백분의 수 인치(several hundredths of an inch) 또는 심지어 십만분의 수 인치(several hundred thousandths of an inch)와 같은 최소 두께를 가지면서, 실질적으로 굽힘 또는 뒤틀림 없이 예를 들어, 약 450℃의 챔버 처리 온도를 견딜 수 있는, 세라믹 또는 다른 적합한 재료와 같은 내열 재료로 제조될 수 있다. 마스크 패널은 유리 기판과 가스 분배 조립체 사이에 필수 간격을 유지하면서 챔버 내에 배치되는 가스 분배 조립체와의 간섭을 최소화하도록 크기가 정해질 수 있다. 패널(20)은 하나의 측면 상에 하나 이상의 패스너(28)에 의해 유지될 수 있어서 패널(20)은 프레임(12)에 의해 형성되는 내부 홈 형성 영역(14)으로 캔틸레버 방식(cantilevered manner)으로 연장되는 것이 고려된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 섀도우 프레임 조립체(10)는 섀도우 프레임(12)의 주축에 평행하거나 대략 평행한 두 개의 측면 마스크 패널(16)을 포함한다. 측면 마스크 패널은 기판의 긴 에지를 덮는다. 측면 마스크 패널(16)은 섀도우 프레임(12) 내에 형성되는 홀(13)에 측면 마스크 패널(16)을 고착시키도록 패스너(28)가 관통하여 배치되게 할 수 있는 관통하여 형성된 홀(17)을 갖는다. 홀(17)은 패널이 연장함에 따라서 패스너(28)가 홀(13)과 함께 이동할 수 있도록 길게 형성될 수 있다. 측면 마스크 패널(16)은 가로 마스크 패널(18)의 단부에서 형성되는 돌출 영역(19)과 정합되게 크기가 정해지는 슬롯형 영역(24)을 가질 수 있다. 측면 마스크 패널(16)은 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)를 수용하도록 크기가 정해지는 슬롯형 영역(26)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 홀(17)은 슬롯형 영역(24, 26)과 인접하여 위치될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 기판의 내측 부분을 차폐시키기 위한 하나 이상의 중앙 가로 마스크 패널(20) 및 측면 마스크 패널(16)의 두 개의 단부에 인접한 기판의 영역을 차폐시키기 위해 두 개의 말단 가로 마스크 패널(18)이 제공된다. 중앙 가로 마스크 패널(20)은 두 개의 말단 가로 마스크 패널(18)들 사이에 배치되는 기판의 영역을 차폐시킨다. 판(16, 18, 20)은 기판의 다른 부분을 덮도록 배치될 수 있음이 고려된다.
일 실시예에서, 가로 마스크 패널(18, 20)은 섀도우 프레임(12)의 짧은 축에 실질적으로 평행할 수 있다. 일 실시예에서, 가로 마스크 패널(18, 20)은 측면 마스크 패널(16)과 실질적으로 동일 평면일 수 있으며 상기 측면 마스크 패널(16)에 실질적으로 수직일 수 있다. 가로 마스크 패널(18, 20)은 내부에 형성되는 홀(22)을 가질 수 있다. 홀(22)은 패스너(28)와 같은 패스너가 섀도우 프레임(12) 내에 형성되는 홀(15)에 가로 마스크 패널(18, 20)을 고착하도록 관통하여 배치될 수 있게 한다. 홀(22)은 패널 확장을 수용하도록 길게 형성될 수 있다. 말단 가로 마스크 패널(18) 내의 홀(22)은 말단 가로 마스크 패널(18)의 단부의 돌출 영역(19) 내에 위치될 수 있다. 중앙 가로 마스크 패널(20) 내의 홀(22)은 가로 마스크 패널(20)의 단부(23) 내에 위치될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 말단 가로 마스크 패널(18)의 돌출 단부(19)는 측면 마스크 패널(16)의 슬롯형 영역(24)에 끼워 맞춰지며, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)는 측면 마스크 패널(16)의 슬롯형 영역(26)에 끼워 맞춰진다. 마스크 패널(16, 18, 및 20)이 서로의 상부 상에 고착되는 것이 아니라 서로 인터로킹되기 때문에, 모든 마스크 패널에 의해 제공되는 마스크의 전체 두께는 대략 마스크 패널(16, 18, 및 20)들 중 하나의 두께이다. 마스크 패널(16, 18, 및 20)을 섀도우 프레임(12)에 연결하는 패스너(28)가 도시되어 있지만, 패스너는 대안적으로, 마스크 패널(16, 18, 및 20) 중 하나 이상을 서로 연결시키는데 이용될 수 있다.
도 2A는 섀도우 프레임(12) 및 측면 마스크 패널(16)이 패스너(28)를 통해 연결되는 섀도우 프레임 조립체(10)의 일 영역의 횡단면도이다. 다른 실시예에서, 패스너(28)는 변형성 및/또는 연성이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 패스너(28)는 알루미늄과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 도 2A 및 도 2B에 도시된 실시예에서, 패스너(28)는 패스너(28)의 제 1 단부(39) 내에 형성되는 블라인드 홀(blind hole; 36)을 포함한다. 제 1 단부(39)는 패스너(28)의 주요 바디(29)로부터 연장하는 실린더(34)를 갖는다. 실린더(34)는 바디(29)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 알루미늄 와셔와 같은 와셔(30)는 실린더(34) 위에 배치되며 패스너(28)의 바디(29)에 인접한다. 실린더(34) 및 와셔(30)는 섀도우 프레임(12)의 아래측 내에 형성되는 홈(32) 내에 적어도 부분적으로 끼워 맞춰지도록 구성된다. 와셔(30)는 패스너(28)와 와셔(30)의 내부 표면(31) 사이에 형성되는 공간(35)이 존재하도록 패스너(28)로부터 멀어지게 기울어진 내부 표면(31)을 갖는다.
패스너(28)의 제 2 단부(202)는 바디(29)로부터 외측으로 연장하는 헤드(204)를 포함한다. 헤드는 패스너(28)가 측면 마스크 패널(16) 내에 형성되는 홀(17)을 통해 통과하는 것을 방지하도록 구성된다. 일 실시예에서, 헤드(204)는 측면 마스크 패널(16)의 상부 표면(207) 내에 형성되는 홈(205)에 끼워 맞춰지도록 구성되어서, 헤드(204)의 노출 표면(211)이 상부 표면과 실질적으로 동일 평면이거나 상부 표면(207) 아래로 들어가게 한다.
섀도우 프레임(12) 및 측면 마스크 패널(16)은 공구, 예를 들어, 플레어형 공구를 블라인드 홀(36) 및 패스너(28) 내측으로 삽입시킴으로써 서로 고착될 수 있어서 공구는 도 2B에 도시된 바와 같이, 와셔(30)의 내부 표면(31)과 인접하도록 실린더(34)의 제 1 단부(39)를 플레어형으로 형성한다. 플레어형 공구는 도 2B에 도시된 바와 같이, 패스너(28)를 변형시키기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있다. 패스너가 변형될 때, 패스너(28)는 와셔(30)에 고정되어서, 패널(16)을 섀도우 프레임(12)에 포착한다(capturing).
와셔(30) 및 패스너(28)는 억지 끼워 맞춤, 브로칭(broaching), 스테이킹(staking), 브레이징(braising), 용접, 리벳팅(riveting), 키잉(keying), 피닝(peening) 또는 다른 적합한 고착 방법에 의해 고정될 수 있다는 점이 고려된다. 패스너(28)는 나사, 볼트, 리벳 또는 프레임 및 패널을 연결하기에 적합할 수 있는 다른 형태의 패스너일 수 있다는 점도 고려된다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 패스너(28)는 패널을 프레임에 고정하도록 맞물리는, 수 나사산형 부재(700) 및 암 나사산형 부재(702)를 포함할 수 있다. 부재(700, 702)에 대하여 요구되는 높이를 감소시키기 위해서, 부재(700, 702) 중 하나 이상은 스패너 렌치(spanner wrench) 용 홀과 같은 감소한 프로파일 드라이브(704)를 포함할 수 있다.
패스너(28)의 실린더(34)의 플레어링(flaring)은 패스너(28)가 마스크 패널(16)의 상부 표면을 지나 상향으로 변위되는 것을 방지한다. 와셔(30)를 고정시키기 위해 패스너(28)를 가공(work)시키는 다른 이점은 통상적으로 패스너(28)가 종래의 나사산형 결합을 위해 필요한 것보다 더 짧을 수 있다는 점이다. 보다 짧은 패스너는 기판 처리 중에 챔버 내의 가스 분배 판과 기판 사이에 섀도우 프레임 조립체를 제공하는데 필요한 분리의 양을 최소화시킨다. 그러나, 대안적으로 또는 이와 조합하여, 마스크 패널(16, 18, 20) 및 섀도우 프레임(12)은 대안적인 방법에 의해 고착될 수 있다. 섀도우 프레임(12) 또는 마스크 패널(16, 18, 20)들 중 하나 이상이 고착 없이 패스너(28) 상에 느슨하게 결합될 수 있다는 점도 고려된다.
고착을 위해 본 명세서에 기재된 패스너(28)를 이용하는 다른 이점은 마스크 패널과 섀도우 프레임 사이에 적합한 틈, 예를 들어, 천 분의 수 인치(several thousandths of an inch)의 틈을 허용할 수 있다는 점이다. 이러한 틈은, 알루미늄 섀도우 프레임 및 세라믹 마스크 패널과 같이, 상이한 재료로 제조된 섀도우 프레임과 마스크 패널 사이에, 상승된 온도에서의 기판 처리 중에 열 팽창 차이를 허용한다.
도 3은 기판 지지 부재 상에 배치되는 기판(40) 위에 위치되는 조립된 형태의 도 1의 섀도우 프레임 조립체(10)의 평면도이다. 기판(40)은 내부 홈 형성 영역(14)을 형성하는 프레임(12)의 에지(43)의 안쪽에 위치된다. 기판(40)의 짧은 측 에지(41)는 말단 가로 마스크 패널(18)에 의해 덮이며, 기판(40)의 측면 측 에지(42)는 측면 마스크 패널(16)에 의해 덮인다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 패널(16, 18, 20)은 마스크 프레임(12)의 내부 홈 형성 영역(14)에 안착된다. 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)은 내부 홈 형성 영역(14)의 외측 부분에 안착되지만, 중앙 마스크 패널(20)은 내부 홈 형성 영역(14)의 내측 부분에 안착된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 측면 마스크 패널(16)은 서로 중합(overlap)되지 않거나 말단 가로 마스크 패널(18) 또는 중앙 마스크 패널(20)에 의해 중합되지 않아서, 측면 마스크 패널(16)의 어떠한 부분도 마스크 패널(18, 20) 상에 놓이지 아니하거나 마스크 패널(18, 20)의 일부를 지지하지 아니한다. 측면 마스크 패널(16)의 슬롯형 영역(24)(도 1)은 가로 마스크 패널(18)의 단부의 돌출 영역(19)을 수용하도록 크기가 정해지며, 측면 마스크 패널(16)의 슬롯형 영역(26)은 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)(도 1)를 수용하도록 크기가 정해지기 때문에, 측면 마스크 패널 및 가로 마스크 패널은 중합 없이 인터로킹된다.
도 4는 도 3의 라인 4-4를 따른 횡단면도이다. 도 4는 섀도우 프레임 조립체의 상세를 도시하기 위해 그리고 명료함을 위해 절단(71)되어 도시되어 있다. 섀도우 프레임(12)은 기판 지지 조립체(50) 상에서 지지된다. 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)은 패스너(28)에 의해 섀도우 프레임(12)에 고정된다. 기판(40)은 기판 지지 조립체(50)의 지지 영역(56)에 의해 지지된다.
도 4A는 도 4의 일 영역의 확대도이다. 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)은 섀도우 프레임의 내부 홈 형성 영역(14)에서 지지된다. 모든 내부 홈 형성 영역(14)은 섀도우 프레임의 외측 영역(21) 보다 더 낮지만, 내부 홈 형성 영역(14)의 외측 부분(60)이 내부 홈 형성 영역(14)의 내측 부분(64) 보다 약간 더 높을 수 있도록, 예를 들어 백분의 몇 인치(a few hundredths of an inch)만큼 더 높을 수 있도록, 내부 홈 형성 영역이 기울어져 있거나 계단이 형성될 수 있다. 외측 부분(60)의 보다 높은 높이는 마스크 패널(16, 18)로 하여금 기판(40)의 중앙을 향해 안쪽으로 경사지게 할 수 있고 이로써 마스크 패널(16, 18)의 내측 에지가 기판(40)과 접촉하여 마스크 패널(16, 18) 밑에 놓인 기판의 일부분을 증착으로부터 효과적으로 차폐시키는 것을 보증한다고 생각된다.
패널(516, 518, 520)은 앞서 프레임(12) 및 패널(16, 18, 20)과 관련하여 설명한 바와 같이 패스너(28)에 의해 프레임(512)에 고정된다. 도 1을 다시 참조하면, 섀도우 프레임 조립체(10)는 섀도우 프레임(12) 내의 대응되는 홀(13, 15) 내로 마스크 패널 내의 홀(17, 22)을 통해 패스너(28)를 위치시킴으로써 조립된다. 모든 패스너(28)가 홀 내에 위치된 후에, 패스너가 도 2B와 관련되어 전술된 바와 같이 고착된다. 마스크 패널(16, 18, 및 20)은 섀도우 프레임(12)의 형태와 유사한 직사각형 형태를 갖는 외측 둘레를 형성하는 마스크를 함께 형성하며, 마스크의 외측 둘레는 섀도우 프레임(12)의 외측 둘레 및 처리될 기판의 둘레보다 작아서 기판의 에지가 차폐된다. 마스크의 외측 둘레는 측면 마스크 패널(16)들 및 말단 가로 마스크 패널(18)들에 의해 형성된다. 마스크가 측면 마스크 패널(16)과 말단 가로 마스크 패널(18) 사이에 두 개의 개구를 형성하도록, 마스크가 중앙 가로 마스크 패널(20)에 의해 이등분 된다.
일 실시예에서, 섀도우 프레임(12)의 외측 영역(21)은 아래로 연장하여 섀도우 프레임(12)의 하부 표면(400)을 에워싸는 하부 표면(402)을 포함할 수 있다. 벽(406)은 프레임(12)의 내부 영역의 하부 표면(400)과 외측 영역(21)의 하부 표면(402) 사이에서 연장한다. 벽(406)은 그 위에 섀도우 프레임(12)이 배치되는 기판 지지 조립체(50)의 벽(408)을 둘러싸면서 중합되도록 구성된다.
외측 영역(21)은 섀도우 프레임(12)의 외측 에지(410) 및 외측 영역(21)의 하부 표면(402)을 연결하는 경사진 표면(404)을 포함한다. 경사진 표면(404)은 이후 도 6에 도시된 바와 같이 챔버 내부에서 섀도우 프레임(12)의 위치설정 및 지지를 용이하게 한다.
도 1의 섀도우 프레임 조립체(10)는 원하는 디스플레이를 형성하기 위한 영역을 형성하는 기판 상의 두 개의 격리된 처리 영역을 형성하도록 구성되며, 처리 영역들 중 하나의 둘레는 측면 마스크 패널(16)들의 내측 에지들, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 하나의 에지 및 말단 가로 마스크 패널(18)들 중의 하나의 말단 가로 마스크 패널의 내측 에지에 의해 형성된다. 나머지 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(16)들의 내측 에지들, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 대향 에지 및 나머지 말단 가로 마스크 패널(18)의 내측 에지에 의해 형성된다.
도 5는 섀도우 프레임 조립체(500)의 다른 실시예의 분해도이다. 도 1에서의 참조 번호가 도 5에서 동일한 부품을 나타내기 위해 이용된다. 도 1의 섀도우 프레임 조립체(10)는 두 개의 말단 가로 마스크 패널(18) 및 하나의 중앙 가로 마스크 패널(20)을 포함하지만, 도 5의 섀도우 프레임 조립체(500)는 프레임(512), 두 개의 말단 가로 마스크 패널(518) 및 두 개의 중앙 가로 마스크 패널(520)을 포함한다. 섀도우 프레임 조립체(500)의 각각의 측면 마스크 패널(516)은 중앙 가로 마스크 패널(520)의 단부(23)를 수용하도록 크기가 정해진 두 개의 슬롯형 영역(26)을 포함한다.
도 5의 섀도우 프레임 조립체(500)는 기판 상에 세 개의 격리된 처리 영역을 형성하도록 구성된다. 제 1 격리된 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(516)들의 내측 에지들, 중앙 가로 마스크 패널(520)들 중 하나의 중앙 가로 마스크 패널의 하나의 에지 및 말단 가로 마스크 패널(518)들 중 하나의 말단 가로 마스크 패널의 내측 에지에 의해 형성된다. 제 2 격리된 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(516)들의 내측 에지들 및 두 개의 중앙 가로 마스크 패널(520)들에 의해 형성된다. 제 3 격리된 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(516)들의 내측 에지들, 나머지 중앙 가로 마스크 패널(520)의 하나의 에지 및 나머지 말단 가로 마스크 패널(518)의 내측 에지에 의해 형성된다.
도 1 및 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 마스크 패널(516, 518, 및 520)은 가변 폭을 가질 수 있다. 마스크 패널(518, 520)은 도 1에 도시된 폭과 유사한, 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있으며, 또는 말단 가로 마스크 패널(518)들 및 중앙 가로 마스크 패널(520)들은 도 5에 도시된 바와 같이 상이한 폭을 가질 수 있다. 마스크 패널(516, 518, 및 520)의 폭은 기판 상에 원하는 영역의 처리 영역을 제공하도록 선택될 수 있다.
두 개의 측면 마스크 패널, 두 개의 말단 가로 마스크 패널, 및 하나 또는 두 개의 중앙 가로 마스크 패널을 갖는 섀도우 프레임 조립체의 실시예가 본 명세서에 도시되어 있고 기술되어 있지만, 섀도우 프레임 조립체가 다른 수의 마스크 패널, 즉 두 개 이상의 측면 마스크 패널 및 하나 이상의 중앙 가로 마스크 패널을 포함할 수 있다는 점을 고려해야 한다. 예를 들어, 네 개의 처리 영역은 세 개의 측면 마스크 패널, 하나의 중앙 가로 마스크 패널, 및 두 개의 말단 가로 마스크 패널을 포함하는 섀도우 프레임 조립체를 이용함으로써 기판 상에 제공될 수 있다. 마스크 패널은 다각형 형태가 아닌 기판의 영역들을 차폐하기 위해 배치될 수 있다. 마스크 중 하나 이상은 도 5의 가상선으로 도시된 바와 같은 개구(530)를 포함할 수 있다. 개구(530)는 기판 상의 증착물 축적이 개구를 통해 발생하는 것을 허용한다.
다른 실시예에서, 다수의 처리 영역은 다수의 마스크 패널을 포함하는 마스크가 아니라 일 부품(one-piece) 마스크를 포함하는 섀도우 프레임 조립체를 이용함으로써 기판 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1 또는 도 5의 마스크 패널(16, 18, 및 20)에 의해 형성된 마스크의 형태를 갖는 일 부품 마스크가 이용될 수 있다. 일 부품 마스크는 일 부품으로서 형성될 수 있거나 함께 용융되는 다수의 부품으로부터 형성될 수 있다. 일 부품 마스크는 세라믹으로 제조될 수 있다.
본 발명에 기재된 바와 같은 섀도우 프레임 조립체를 포함하는 기판 처리 챔버의 예시는 도 6과 관련하여 설명될 것이다. 도 6은 캘리포니아 산타클라라(Santa Clara, California)에 소재하는 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)의 자회사인, AKT로부터 입수가능한, 플라즈마 강화 화학 기상 증착 챔버(200)의 일 실시예의 개략적인 횡단면도이다. 챔버(200)는 일반적으로, 가스 공급원(204)에 연결되는 처리 챔버 바디(202)를 포함한다. 처리 챔버 바디(202)는 공정 용적(212)을 부분적으로 형성하는 벽(206)들 및 바닥(208)을 갖는다. 공정 용적(212)은 통상적으로, 처리 챔버 바디(202)의 내외로 기판(240)의 이동을 용이하게 하는, 벽(206)들 내의 포트(도시되지 않음)를 통해 접근된다. 벽(206)들 및 바닥(208)은 통상적으로, 알루미늄 또는 처리(processing)에 적합한 다른 재료의 단일 블록으로 제조된다. 벽(206)들은 배기 포트(다양한 펌핑 부품을 포함하며, 도시되지 않음)에 공정 용적(212)을 연결하는 펌핑 플레넘(214)을 포함하는 리드 조립체(210)를 지지한다.
온도 제어식 기판 지지 조립체(238)는 처리 챔버 바디(202) 내의 중앙에 배치된다. 지지 조립체(238)는 처리 중에 기판(240)을 지지한다. 일 실시예에서, 기판 지지 조립체(238)는 하나 이상의 매립형 히터(232)를 캡슐화하는 알루미늄 바디(224)를 포함한다. 지지 조립체(238) 내에 배치되는 저항성 부재와 같은 히터(232)는 전력 공급원(274)에 연결되며 미리 결정된 온도까지 지지 조립체(238) 및 그 위에 위치된 유리 기판(240)을 제어가능하게 가열한다. 통상적으로, CVD 공정에서, 히터(232)는 증착될 재료에 대한 증착 처리 매개 변수에 따라 섭씨 약 150 도 내지 적어도 약 460 도 사이의 균일한 온도로 기판(240)을 유지시킨다.
일반적으로, 지지 조립체(238)는 하부 측면(226) 및 상부 측면(234)을 갖는다. 상부 측면(234)은 기판(240)을 지지한다. 하부 측면(226)은 상기 하부 측면에 연결된 스템(242)을 구비한다. 스템(242)은 상승 처리 위치(도시된 바와 같음)와, 처리 챔버(202)로 및 처리 챔버(202)로부터 기판 전달을 용이하게 하는, 하강 위치 사이에서 지지 조립체(238)를 이동시키는 리프트 시스템(도시되지 않음)에 상기 지지 조립체(238)를 연결한다. 스템(242)은 부가적으로, 시스템(200)의 다른 부품과 지지 조립체(238) 사이에 전기 인입선 및 열전대 인입선(lead)용 도관을 제공한다.
벨로우즈(246)는 처리 챔버(202)의 바닥(208)과 지지 조립체(238)(또는 스템(242)) 사이에 연결된다. 벨로우즈(246)는 지지 조립체(238)의 수직 이동을 용이하게 하면서 처리 챔버(202) 외부 대기와 공정 용적(212) 사이에 진공 밀봉을 제공한다.
지지 조립체(238)는 일반적으로 접지되어 전력 공급원(222)에 의해 리드 조립체(210)와 기판 지지 조립체(238) 사이에 위치되는 가스 분배 판 조립체(218)(또는 챔버의 리드 조립체 내에 또는 챔버의 리드 조립체 근처에 위치되는 다른 전극)에 공급되는 RF 전력이 지지 조립체(238)와 분배 판 조립체(218) 사이의 공정 용적(212) 내에 존재하는 가스를 여기시킬 수 있다. 전력 공급원(222)으로부터의 RF 전력은 일반적으로, 화학 기상 증착 공정을 구동하도록 기판의 크기에 상응하게(commensurate with) 선택된다.
지지 조립체(238)는 복수의 리프트 핀(250)을 수용하는, 관통하여 배치되는 복수의 홀(228)을 갖는다. 리프트 핀(250)은 통상적으로 세라믹 또는 양극처리된 알루미늄으로 구성된다. 리프트 핀(250)은 선택적 리프트 판(254)에 의해 지지 조립체(238)에 대해서 작동되어 지지 표면(230)으로부터 돌출할 수 있고, 그에 따라 지지 조립체(238)에 대해 이격된 상태로 기판을 위치시킨다.
지지 조립체(238)는 부가적으로 섀도우 프레임 조립체(270)를 지지한다. 섀도우 프레임 조립체(270)는 마스크 패널(253)을 포함하는 마스크 패널 및 섀도우 프레임(248)을 포함한다. 기판의 미리 결정된 영역만이 그 위에 증착 재료를 수용하기 위해 노출되도록, 섀도우 프레임 조립체(270)가 처리 중에 기판(240)의 하나 이상의 부분을 덮는다. 섀도우 프레임 조립체(270)는 전술된 바와 같이 구성될 수 있다. 기판(240)이 하강된, 비-처리 위치에 있는 지지 조립체(238) 상에 있을 때. 섀도우 프레임 조립체(270)는 챔버 바디(202)에 의해 지지된다. 유리 기판(240)이 처리 위치로 상승할 때, 섀도우 프레임 조립체(270)는 챔버 바디로부터 상승하여 섀도우 프레임 조립체는 지지 조립체(238)에 의해 지지되며 기판(240)의 일부분을 덮는다.
리드 조립체(210)는 공정 용적(212)에 상부 경계를 제공한다. 리드 조립체(210)는 통상적으로, 처리 챔버(202)에 서비스(service)를 제공하기 위해서 제거될 수 있거나 개방될 수 있다. 일 실시예에서, 리드 조립체(210)는 알루미늄(Al)으로 제조된다. 리드 조립체(210)는 외부 펌핑 시스템(도시되지 않음)에 연결되고 내부에 형성되는 펌핑 플레넘(214)을 포함한다. 펌핑 플레넘(214)은 공정 용적(212)으로부터 그리고 처리 챔버(202) 밖으로 가스 및 처리 부산물을 균일하게 이끄는데(channel) 이용된다.
리드 조립체(210)는 통상적으로, 입구 포트(280)를 포함하고 이 입구 포트를 통하여 가스 공급원(204)에 의해 제공되는 공정 가스가 처리 챔버(202) 내측으로 도입된다. 입구 포트(280)는 또한 세정 공급원(282)에 연결된다. 세정 공급원(282)은 통상적으로 해리된 불소와 같은 세정제를 제공하며, 세정제는 가스 분배 판 조립체(218)를 포함하는, 처리 챔버 하드웨어로부터 증착 부산물 및 필름을 제거하기 위해서 처리 챔버(202) 내측으로 도입된다.
가스 분배 판 조립체(218)는 리드 조립체(210)의 내부 측면(220)에 연결된다. 가스 분배 판 조립체(218)는 통상적으로, 유리 기판(240)의 프로파일, 예를 들어, 대면적 평판 기판에 대한 직사각형을 실질적으로 따르도록 구성된다. 가스 분배 판 조립체(218)는 천공 영역(216)을 포함하며, 상기 천공 영역을 통해서 가스 공급원(204)로부터 공급되는 공정 가스 및 다른 가스가 공정 용적(212)으로 전달된다. 가스 분배 판 조립체(218)의 천공 영역(216)은 처리 챔버(202) 내측으로 가스 분배 판 조립체(218)를 통해 통과하는 가스의 균일한 분배를 제공하도록 구성된다.
가스 분배 판 조립체(218)는 통상적으로, 행거 판(hanger plate; 260)으로부터 매달리는 확산기 판(258)을 포함한다. 확산기 판(258) 및 행거 판(260)은 대안적으로 하나의 단일 부재를 포함할 수 있다. 복수의 가스 통로(262)는 가스 분패 판 조립체(218)를 통해 그리고 공정 용적(212) 내부로 통과하는 가스의 미리결정된 분배를 허용하도록 확산기 판(258)을 관통하여 형성된다. 행거 판(260)은 리드 조립체(210)의 내부 표면(220)과 확산기 판(258)을 이격된 관계로 유지시켜 이들 사이에 플레넘(264)을 형성한다. 플레넘(264)은 리드 조립체(210)를 통해 흐르는 가스를 확산기 판(258)의 폭에 걸쳐서 균일하게 분배하여서, 가스가 중앙 천공 영역(216) 위에 균일하게 제공되어 가스 통로(262)를 통해 균일한 분포로 유동하게 한다.
본 명세서에 기재된 섀도우 프레임 조립체는 다른 플라즈마 강화 화학 기상 증착 챔버 내에 이용될 수 있거나 대형 유리 패널 기판을 처리하기 위한 다른 챔버를 포함하는 다른 기판 처리 챔버 내에 이용될 수 있다는 점이 고려된다.
처리 챔버 내 기판과의 섀도우 프레임 조립체의 결합에 관한 간단한 설명이 본 명세서에 제공되어 있다. 섀도우 프레임 조립체는 기판 지지 조립체에 의해(도 6과 관련하여 기재된 바와 같이) 이의 지지부로부터 상승된다. 기판 지지 조립체의 접촉 핀(52; 도 4A)은 기판 지지부 및 이로써 기판 지지부의 상부에서 지지되는 기판을 섀도우 프레임과 정렬시키는 것을 보장하도록 섀도우 프레임(12) 내의 홈(54; 도 4A)에 의해 수용된다. 기판은 섀도우 프레임(12)의 중앙 개구(11) 보다 더 작은 둘레를 갖는다. 따라서, 기판은 도 3에 도시된 바와 같이, 섀도우 프레임(12)의 개구(11)를 통해 상승하여 섀도우 프레임(12)에 의해 둘러싸인다. 마스크 패널은 프레임 조립체 밑에 배치되는 기판의 영역 상에, 박막의 증착과 같은 처리를 방지하기 위해서 기판의 미리 결정된 영역을 덮도록 배치된다.
비록 전술한 내용이 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 실시예 및 추가적인 실시예가 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 창안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.
도 1은 섀도우 프레임 조립체(10)의 일 실시예의 분해도이다. 섀도우 프레임 조립체(10)는 섀도우 프레임(12) 및 하나 이상의 마스크 패널을 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 마스크 패널(16, 18, 및 20)이 도시되어 있다. 기판은 섀도우 프레임(12) 내에 수용되며 기판의 하부 표면 상에서 마스크 패널(16, 18, 및 20)에 의해 접촉된다.
섀도우 프레임(12)은 통상적으로, 대체로 직사각형 형상을 갖고 중앙 개구(11)를 형성한다. 개구(11)는 개구를 통하여 처리될 기판을 수용하도록 크기가 정해진다. 섀도우 프레임은 섀도우 프레임이 약 13,000㎠ 이상 또는 약 15,000㎠ 이상의 표면적을 갖는 기판과 같은 대면적 기판에 이용될 수 있도록 크기가 정해지는 개구를 가질 수 있다. 섀도우 프레임은 1 ㎡보다 넓은 표면적을 갖는 기판을 처리하는데 이용될 수 있는 치수를 가질 수 있다. 섀도우 프레임(12)은 알루미늄, 세라믹 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 섀도우 프레임(12)은 알루미늄으로 제조된다. 섀도우 프레임(12)은 중앙 개구(11)를 에워싸는 섀도우 프레임(12)의 내부 홈 형성 영역(inner recessed region; 14) 내에 홀(13, 15)을 포함한다. 홀(13, 15)은 섀도우 프레임(12)에 마스크 패널(16, 18, 및 20)을 고정시키는 패스너(28)를 수용하도록 구성된다.
섀도우 프레임(12)의 내부 홈 형성 영역(14)은 섀도우 프레임(12)의 외측 영역(21)으로부터 계단(step)이 형성되어, 내부 홈 형성 영역(14)은 섀도우 프레임의 외측 영역(21)의 상부 표면에 대해 실질적으로 동일 평면 방향으로 마스크 패널(16, 18, 및 20)을 수용하는 선반(shelf)을 형성한다. 섀도우 프레임의 내부 홈 형성 영역(14)은 내부 영역의 하나의 표면을 따라서 측면 마스크 패널 및 가로 마스크 패널을 지지하기 위해서 그 외측 에지를 따라서 계단형 표면(39)을 포함할 수 있다. 계단형 표면은 일단 프레임 조립체가 기판 위에 위치되면 기판과의 밀봉 접촉을 보장하기 위해서 홈 내에서 다소 기울어지게 측면 마스크 패널을 지향시킨다.
마스크 패널(16, 18, 및 20)은 백분의 수 인치(several hundredths of an inch) 또는 심지어 십만분의 수 인치(several hundred thousandths of an inch)와 같은 최소 두께를 가지면서, 실질적으로 굽힘 또는 뒤틀림 없이 예를 들어, 약 450℃의 챔버 처리 온도를 견딜 수 있는, 세라믹 또는 다른 적합한 재료와 같은 내열 재료로 제조될 수 있다. 마스크 패널은 유리 기판과 가스 분배 조립체 사이에 필수 간격을 유지하면서 챔버 내에 배치되는 가스 분배 조립체와의 간섭을 최소화하도록 크기가 정해질 수 있다. 패널(20)은 하나의 측면 상에 하나 이상의 패스너(28)에 의해 유지될 수 있어서 패널(20)은 프레임(12)에 의해 형성되는 내부 홈 형성 영역(14)으로 캔틸레버 방식(cantilevered manner)으로 연장되는 것이 고려된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 섀도우 프레임 조립체(10)는 섀도우 프레임(12)의 주축에 평행하거나 대략 평행한 두 개의 측면 마스크 패널(16)을 포함한다. 측면 마스크 패널은 기판의 긴 에지를 덮는다. 측면 마스크 패널(16)은 섀도우 프레임(12) 내에 형성되는 홀(13)에 측면 마스크 패널(16)을 고착시키도록 패스너(28)가 관통하여 배치되게 할 수 있는 관통하여 형성된 홀(17)을 갖는다. 홀(17)은 패널이 연장함에 따라서 패스너(28)가 홀(13)과 함께 이동할 수 있도록 길게 형성될 수 있다. 측면 마스크 패널(16)은 가로 마스크 패널(18)의 단부에서 형성되는 돌출 영역(19)과 정합되게 크기가 정해지는 슬롯형 영역(24)을 가질 수 있다. 측면 마스크 패널(16)은 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)를 수용하도록 크기가 정해지는 슬롯형 영역(26)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 홀(17)은 슬롯형 영역(24, 26)과 인접하여 위치될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 기판의 내측 부분을 차폐시키기 위한 하나 이상의 중앙 가로 마스크 패널(20) 및 측면 마스크 패널(16)의 두 개의 단부에 인접한 기판의 영역을 차폐시키기 위해 두 개의 말단 가로 마스크 패널(18)이 제공된다. 중앙 가로 마스크 패널(20)은 두 개의 말단 가로 마스크 패널(18)들 사이에 배치되는 기판의 영역을 차폐시킨다. 판(16, 18, 20)은 기판의 다른 부분을 덮도록 배치될 수 있음이 고려된다.
일 실시예에서, 가로 마스크 패널(18, 20)은 섀도우 프레임(12)의 짧은 축에 실질적으로 평행할 수 있다. 일 실시예에서, 가로 마스크 패널(18, 20)은 측면 마스크 패널(16)과 실질적으로 동일 평면일 수 있으며 상기 측면 마스크 패널(16)에 실질적으로 수직일 수 있다. 가로 마스크 패널(18, 20)은 내부에 형성되는 홀(22)을 가질 수 있다. 홀(22)은 패스너(28)와 같은 패스너가 섀도우 프레임(12) 내에 형성되는 홀(15)에 가로 마스크 패널(18, 20)을 고착하도록 관통하여 배치될 수 있게 한다. 홀(22)은 패널 확장을 수용하도록 길게 형성될 수 있다. 말단 가로 마스크 패널(18) 내의 홀(22)은 말단 가로 마스크 패널(18)의 단부의 돌출 영역(19) 내에 위치될 수 있다. 중앙 가로 마스크 패널(20) 내의 홀(22)은 가로 마스크 패널(20)의 단부(23) 내에 위치될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 말단 가로 마스크 패널(18)의 돌출 단부(19)는 측면 마스크 패널(16)의 슬롯형 영역(24)에 끼워 맞춰지며, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)는 측면 마스크 패널(16)의 슬롯형 영역(26)에 끼워 맞춰진다. 마스크 패널(16, 18, 및 20)이 서로의 상부 상에 고착되는 것이 아니라 서로 인터로킹되기 때문에, 모든 마스크 패널에 의해 제공되는 마스크의 전체 두께는 대략 마스크 패널(16, 18, 및 20)들 중 하나의 두께이다. 마스크 패널(16, 18, 및 20)을 섀도우 프레임(12)에 연결하는 패스너(28)가 도시되어 있지만, 패스너는 대안적으로, 마스크 패널(16, 18, 및 20) 중 하나 이상을 서로 연결시키는데 이용될 수 있다.
도 2A는 섀도우 프레임(12) 및 측면 마스크 패널(16)이 패스너(28)를 통해 연결되는 섀도우 프레임 조립체(10)의 일 영역의 횡단면도이다. 다른 실시예에서, 패스너(28)는 변형성 및/또는 연성이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 패스너(28)는 알루미늄과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 도 2A 및 도 2B에 도시된 실시예에서, 패스너(28)는 패스너(28)의 제 1 단부(39) 내에 형성되는 블라인드 홀(blind hole; 36)을 포함한다. 제 1 단부(39)는 패스너(28)의 주요 바디(29)로부터 연장하는 실린더(34)를 갖는다. 실린더(34)는 바디(29)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 알루미늄 와셔와 같은 와셔(30)는 실린더(34) 위에 배치되며 패스너(28)의 바디(29)에 인접한다. 실린더(34) 및 와셔(30)는 섀도우 프레임(12)의 아래측 내에 형성되는 홈(32) 내에 적어도 부분적으로 끼워 맞춰지도록 구성된다. 와셔(30)는 패스너(28)와 와셔(30)의 내부 표면(31) 사이에 형성되는 공간(35)이 존재하도록 패스너(28)로부터 멀어지게 기울어진 내부 표면(31)을 갖는다.
패스너(28)의 제 2 단부(202)는 바디(29)로부터 외측으로 연장하는 헤드(204)를 포함한다. 헤드는 패스너(28)가 측면 마스크 패널(16) 내에 형성되는 홀(17)을 통해 통과하는 것을 방지하도록 구성된다. 일 실시예에서, 헤드(204)는 측면 마스크 패널(16)의 상부 표면(207) 내에 형성되는 홈(205)에 끼워 맞춰지도록 구성되어서, 헤드(204)의 노출 표면(211)이 상부 표면과 실질적으로 동일 평면이거나 상부 표면(207) 아래로 들어가게 한다.
섀도우 프레임(12) 및 측면 마스크 패널(16)은 공구, 예를 들어, 플레어형 공구를 블라인드 홀(36) 및 패스너(28) 내측으로 삽입시킴으로써 서로 고착될 수 있어서 공구는 도 2B에 도시된 바와 같이, 와셔(30)의 내부 표면(31)과 인접하도록 실린더(34)의 제 1 단부(39)를 플레어형으로 형성한다. 플레어형 공구는 도 2B에 도시된 바와 같이, 패스너(28)를 변형시키기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있다. 패스너가 변형될 때, 패스너(28)는 와셔(30)에 고정되어서, 패널(16)을 섀도우 프레임(12)에 포착한다(capturing).
와셔(30) 및 패스너(28)는 억지 끼워 맞춤, 브로칭(broaching), 스테이킹(staking), 브레이징(braising), 용접, 리벳팅(riveting), 키잉(keying), 피닝(peening) 또는 다른 적합한 고착 방법에 의해 고정될 수 있다는 점이 고려된다. 패스너(28)는 나사, 볼트, 리벳 또는 프레임 및 패널을 연결하기에 적합할 수 있는 다른 형태의 패스너일 수 있다는 점도 고려된다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 패스너(28)는 패널을 프레임에 고정하도록 맞물리는, 수 나사산형 부재(700) 및 암 나사산형 부재(702)를 포함할 수 있다. 부재(700, 702)에 대하여 요구되는 높이를 감소시키기 위해서, 부재(700, 702) 중 하나 이상은 스패너 렌치(spanner wrench) 용 홀과 같은 감소한 프로파일 드라이브(704)를 포함할 수 있다.
패스너(28)의 실린더(34)의 플레어링(flaring)은 패스너(28)가 마스크 패널(16)의 상부 표면을 지나 상향으로 변위되는 것을 방지한다. 와셔(30)를 고정시키기 위해 패스너(28)를 가공(work)시키는 다른 이점은 통상적으로 패스너(28)가 종래의 나사산형 결합을 위해 필요한 것보다 더 짧을 수 있다는 점이다. 보다 짧은 패스너는 기판 처리 중에 챔버 내의 가스 분배 판과 기판 사이에 섀도우 프레임 조립체를 제공하는데 필요한 분리의 양을 최소화시킨다. 그러나, 대안적으로 또는 이와 조합하여, 마스크 패널(16, 18, 20) 및 섀도우 프레임(12)은 대안적인 방법에 의해 고착될 수 있다. 섀도우 프레임(12) 또는 마스크 패널(16, 18, 20)들 중 하나 이상이 고착 없이 패스너(28) 상에 느슨하게 결합될 수 있다는 점도 고려된다.
고착을 위해 본 명세서에 기재된 패스너(28)를 이용하는 다른 이점은 마스크 패널과 섀도우 프레임 사이에 적합한 틈, 예를 들어, 천 분의 수 인치(several thousandths of an inch)의 틈을 허용할 수 있다는 점이다. 이러한 틈은, 알루미늄 섀도우 프레임 및 세라믹 마스크 패널과 같이, 상이한 재료로 제조된 섀도우 프레임과 마스크 패널 사이에, 상승된 온도에서의 기판 처리 중에 열 팽창 차이를 허용한다.
도 3은 기판 지지 부재 상에 배치되는 기판(40) 위에 위치되는 조립된 형태의 도 1의 섀도우 프레임 조립체(10)의 평면도이다. 기판(40)은 내부 홈 형성 영역(14)을 형성하는 프레임(12)의 에지(43)의 안쪽에 위치된다. 기판(40)의 짧은 측 에지(41)는 말단 가로 마스크 패널(18)에 의해 덮이며, 기판(40)의 측면 측 에지(42)는 측면 마스크 패널(16)에 의해 덮인다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 패널(16, 18, 20)은 마스크 프레임(12)의 내부 홈 형성 영역(14)에 안착된다. 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)은 내부 홈 형성 영역(14)의 외측 부분에 안착되지만, 중앙 마스크 패널(20)은 내부 홈 형성 영역(14)의 내측 부분에 안착된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 측면 마스크 패널(16)은 서로 중합(overlap)되지 않거나 말단 가로 마스크 패널(18) 또는 중앙 마스크 패널(20)에 의해 중합되지 않아서, 측면 마스크 패널(16)의 어떠한 부분도 마스크 패널(18, 20) 상에 놓이지 아니하거나 마스크 패널(18, 20)의 일부를 지지하지 아니한다. 측면 마스크 패널(16)의 슬롯형 영역(24)(도 1)은 가로 마스크 패널(18)의 단부의 돌출 영역(19)을 수용하도록 크기가 정해지며, 측면 마스크 패널(16)의 슬롯형 영역(26)은 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)(도 1)를 수용하도록 크기가 정해지기 때문에, 측면 마스크 패널 및 가로 마스크 패널은 중합 없이 인터로킹된다.
도 4는 도 3의 라인 4-4를 따른 횡단면도이다. 도 4는 섀도우 프레임 조립체의 상세를 도시하기 위해 그리고 명료함을 위해 절단(71)되어 도시되어 있다. 섀도우 프레임(12)은 기판 지지 조립체(50) 상에서 지지된다. 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)은 패스너(28)에 의해 섀도우 프레임(12)에 고정된다. 기판(40)은 기판 지지 조립체(50)의 지지 영역(56)에 의해 지지된다.
도 4A는 도 4의 일 영역의 확대도이다. 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)은 섀도우 프레임의 내부 홈 형성 영역(14)에서 지지된다. 모든 내부 홈 형성 영역(14)은 섀도우 프레임의 외측 영역(21) 보다 더 낮지만, 내부 홈 형성 영역(14)의 외측 부분(60)이 내부 홈 형성 영역(14)의 내측 부분(64) 보다 약간 더 높을 수 있도록, 예를 들어 백분의 몇 인치(a few hundredths of an inch)만큼 더 높을 수 있도록, 내부 홈 형성 영역이 기울어져 있거나 계단이 형성될 수 있다. 외측 부분(60)의 보다 높은 높이는 마스크 패널(16, 18)로 하여금 기판(40)의 중앙을 향해 안쪽으로 경사지게 할 수 있고 이로써 마스크 패널(16, 18)의 내측 에지가 기판(40)과 접촉하여 마스크 패널(16, 18) 밑에 놓인 기판의 일부분을 증착으로부터 효과적으로 차폐시키는 것을 보증한다고 생각된다.
패널(516, 518, 520)은 앞서 프레임(12) 및 패널(16, 18, 20)과 관련하여 설명한 바와 같이 패스너(28)에 의해 프레임(512)에 고정된다. 도 1을 다시 참조하면, 섀도우 프레임 조립체(10)는 섀도우 프레임(12) 내의 대응되는 홀(13, 15) 내로 마스크 패널 내의 홀(17, 22)을 통해 패스너(28)를 위치시킴으로써 조립된다. 모든 패스너(28)가 홀 내에 위치된 후에, 패스너가 도 2B와 관련되어 전술된 바와 같이 고착된다. 마스크 패널(16, 18, 및 20)은 섀도우 프레임(12)의 형태와 유사한 직사각형 형태를 갖는 외측 둘레를 형성하는 마스크를 함께 형성하며, 마스크의 외측 둘레는 섀도우 프레임(12)의 외측 둘레 및 처리될 기판의 둘레보다 작아서 기판의 에지가 차폐된다. 마스크의 외측 둘레는 측면 마스크 패널(16)들 및 말단 가로 마스크 패널(18)들에 의해 형성된다. 마스크가 측면 마스크 패널(16)과 말단 가로 마스크 패널(18) 사이에 두 개의 개구를 형성하도록, 마스크가 중앙 가로 마스크 패널(20)에 의해 이등분 된다.
일 실시예에서, 섀도우 프레임(12)의 외측 영역(21)은 아래로 연장하여 섀도우 프레임(12)의 하부 표면(400)을 에워싸는 하부 표면(402)을 포함할 수 있다. 벽(406)은 프레임(12)의 내부 영역의 하부 표면(400)과 외측 영역(21)의 하부 표면(402) 사이에서 연장한다. 벽(406)은 그 위에 섀도우 프레임(12)이 배치되는 기판 지지 조립체(50)의 벽(408)을 둘러싸면서 중합되도록 구성된다.
외측 영역(21)은 섀도우 프레임(12)의 외측 에지(410) 및 외측 영역(21)의 하부 표면(402)을 연결하는 경사진 표면(404)을 포함한다. 경사진 표면(404)은 이후 도 6에 도시된 바와 같이 챔버 내부에서 섀도우 프레임(12)의 위치설정 및 지지를 용이하게 한다.
도 1의 섀도우 프레임 조립체(10)는 원하는 디스플레이를 형성하기 위한 영역을 형성하는 기판 상의 두 개의 격리된 처리 영역을 형성하도록 구성되며, 처리 영역들 중 하나의 둘레는 측면 마스크 패널(16)들의 내측 에지들, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 하나의 에지 및 말단 가로 마스크 패널(18)들 중의 하나의 말단 가로 마스크 패널의 내측 에지에 의해 형성된다. 나머지 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(16)들의 내측 에지들, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 대향 에지 및 나머지 말단 가로 마스크 패널(18)의 내측 에지에 의해 형성된다.
도 5는 섀도우 프레임 조립체(500)의 다른 실시예의 분해도이다. 도 1에서의 참조 번호가 도 5에서 동일한 부품을 나타내기 위해 이용된다. 도 1의 섀도우 프레임 조립체(10)는 두 개의 말단 가로 마스크 패널(18) 및 하나의 중앙 가로 마스크 패널(20)을 포함하지만, 도 5의 섀도우 프레임 조립체(500)는 프레임(512), 두 개의 말단 가로 마스크 패널(518) 및 두 개의 중앙 가로 마스크 패널(520)을 포함한다. 섀도우 프레임 조립체(500)의 각각의 측면 마스크 패널(516)은 중앙 가로 마스크 패널(520)의 단부(23)를 수용하도록 크기가 정해진 두 개의 슬롯형 영역(26)을 포함한다.
도 5의 섀도우 프레임 조립체(500)는 기판 상에 세 개의 격리된 처리 영역을 형성하도록 구성된다. 제 1 격리된 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(516)들의 내측 에지들, 중앙 가로 마스크 패널(520)들 중 하나의 중앙 가로 마스크 패널의 하나의 에지 및 말단 가로 마스크 패널(518)들 중 하나의 말단 가로 마스크 패널의 내측 에지에 의해 형성된다. 제 2 격리된 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(516)들의 내측 에지들 및 두 개의 중앙 가로 마스크 패널(520)들에 의해 형성된다. 제 3 격리된 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(516)들의 내측 에지들, 나머지 중앙 가로 마스크 패널(520)의 하나의 에지 및 나머지 말단 가로 마스크 패널(518)의 내측 에지에 의해 형성된다.
도 1 및 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 마스크 패널(516, 518, 및 520)은 가변 폭을 가질 수 있다. 마스크 패널(518, 520)은 도 1에 도시된 폭과 유사한, 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있으며, 또는 말단 가로 마스크 패널(518)들 및 중앙 가로 마스크 패널(520)들은 도 5에 도시된 바와 같이 상이한 폭을 가질 수 있다. 마스크 패널(516, 518, 및 520)의 폭은 기판 상에 원하는 영역의 처리 영역을 제공하도록 선택될 수 있다.
두 개의 측면 마스크 패널, 두 개의 말단 가로 마스크 패널, 및 하나 또는 두 개의 중앙 가로 마스크 패널을 갖는 섀도우 프레임 조립체의 실시예가 본 명세서에 도시되어 있고 기술되어 있지만, 섀도우 프레임 조립체가 다른 수의 마스크 패널, 즉 두 개 이상의 측면 마스크 패널 및 하나 이상의 중앙 가로 마스크 패널을 포함할 수 있다는 점을 고려해야 한다. 예를 들어, 네 개의 처리 영역은 세 개의 측면 마스크 패널, 하나의 중앙 가로 마스크 패널, 및 두 개의 말단 가로 마스크 패널을 포함하는 섀도우 프레임 조립체를 이용함으로써 기판 상에 제공될 수 있다. 마스크 패널은 다각형 형태가 아닌 기판의 영역들을 차폐하기 위해 배치될 수 있다. 마스크 중 하나 이상은 도 5의 가상선으로 도시된 바와 같은 개구(530)를 포함할 수 있다. 개구(530)는 기판 상의 증착물 축적이 개구를 통해 발생하는 것을 허용한다.
다른 실시예에서, 다수의 처리 영역은 다수의 마스크 패널을 포함하는 마스크가 아니라 일 부품(one-piece) 마스크를 포함하는 섀도우 프레임 조립체를 이용함으로써 기판 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1 또는 도 5의 마스크 패널(16, 18, 및 20)에 의해 형성된 마스크의 형태를 갖는 일 부품 마스크가 이용될 수 있다. 일 부품 마스크는 일 부품으로서 형성될 수 있거나 함께 용융되는 다수의 부품으로부터 형성될 수 있다. 일 부품 마스크는 세라믹으로 제조될 수 있다.
본 발명에 기재된 바와 같은 섀도우 프레임 조립체를 포함하는 기판 처리 챔버의 예시는 도 6과 관련하여 설명될 것이다. 도 6은 캘리포니아 산타클라라(Santa Clara, California)에 소재하는 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)의 자회사인, AKT로부터 입수가능한, 플라즈마 강화 화학 기상 증착 챔버(200)의 일 실시예의 개략적인 횡단면도이다. 챔버(200)는 일반적으로, 가스 공급원(204)에 연결되는 처리 챔버 바디(202)를 포함한다. 처리 챔버 바디(202)는 공정 용적(212)을 부분적으로 형성하는 벽(206)들 및 바닥(208)을 갖는다. 공정 용적(212)은 통상적으로, 처리 챔버 바디(202)의 내외로 기판(240)의 이동을 용이하게 하는, 벽(206)들 내의 포트(도시되지 않음)를 통해 접근된다. 벽(206)들 및 바닥(208)은 통상적으로, 알루미늄 또는 처리(processing)에 적합한 다른 재료의 단일 블록으로 제조된다. 벽(206)들은 배기 포트(다양한 펌핑 부품을 포함하며, 도시되지 않음)에 공정 용적(212)을 연결하는 펌핑 플레넘(214)을 포함하는 리드 조립체(210)를 지지한다.
온도 제어식 기판 지지 조립체(238)는 처리 챔버 바디(202) 내의 중앙에 배치된다. 지지 조립체(238)는 처리 중에 기판(240)을 지지한다. 일 실시예에서, 기판 지지 조립체(238)는 하나 이상의 매립형 히터(232)를 캡슐화하는 알루미늄 바디(224)를 포함한다. 지지 조립체(238) 내에 배치되는 저항성 부재와 같은 히터(232)는 전력 공급원(274)에 연결되며 미리 결정된 온도까지 지지 조립체(238) 및 그 위에 위치된 유리 기판(240)을 제어가능하게 가열한다. 통상적으로, CVD 공정에서, 히터(232)는 증착될 재료에 대한 증착 처리 매개 변수에 따라 섭씨 약 150 도 내지 적어도 약 460 도 사이의 균일한 온도로 기판(240)을 유지시킨다.
일반적으로, 지지 조립체(238)는 하부 측면(226) 및 상부 측면(234)을 갖는다. 상부 측면(234)은 기판(240)을 지지한다. 하부 측면(226)은 상기 하부 측면에 연결된 스템(242)을 구비한다. 스템(242)은 상승 처리 위치(도시된 바와 같음)와, 처리 챔버(202)로 및 처리 챔버(202)로부터 기판 전달을 용이하게 하는, 하강 위치 사이에서 지지 조립체(238)를 이동시키는 리프트 시스템(도시되지 않음)에 상기 지지 조립체(238)를 연결한다. 스템(242)은 부가적으로, 시스템(200)의 다른 부품과 지지 조립체(238) 사이에 전기 인입선 및 열전대 인입선(lead)용 도관을 제공한다.
벨로우즈(246)는 처리 챔버(202)의 바닥(208)과 지지 조립체(238)(또는 스템(242)) 사이에 연결된다. 벨로우즈(246)는 지지 조립체(238)의 수직 이동을 용이하게 하면서 처리 챔버(202) 외부 대기와 공정 용적(212) 사이에 진공 밀봉을 제공한다.
지지 조립체(238)는 일반적으로 접지되어 전력 공급원(222)에 의해 리드 조립체(210)와 기판 지지 조립체(238) 사이에 위치되는 가스 분배 판 조립체(218)(또는 챔버의 리드 조립체 내에 또는 챔버의 리드 조립체 근처에 위치되는 다른 전극)에 공급되는 RF 전력이 지지 조립체(238)와 분배 판 조립체(218) 사이의 공정 용적(212) 내에 존재하는 가스를 여기시킬 수 있다. 전력 공급원(222)으로부터의 RF 전력은 일반적으로, 화학 기상 증착 공정을 구동하도록 기판의 크기에 상응하게(commensurate with) 선택된다.
지지 조립체(238)는 복수의 리프트 핀(250)을 수용하는, 관통하여 배치되는 복수의 홀(228)을 갖는다. 리프트 핀(250)은 통상적으로 세라믹 또는 양극처리된 알루미늄으로 구성된다. 리프트 핀(250)은 선택적 리프트 판(254)에 의해 지지 조립체(238)에 대해서 작동되어 지지 표면(230)으로부터 돌출할 수 있고, 그에 따라 지지 조립체(238)에 대해 이격된 상태로 기판을 위치시킨다.
지지 조립체(238)는 부가적으로 섀도우 프레임 조립체(270)를 지지한다. 섀도우 프레임 조립체(270)는 마스크 패널(253)을 포함하는 마스크 패널 및 섀도우 프레임(248)을 포함한다. 기판의 미리 결정된 영역만이 그 위에 증착 재료를 수용하기 위해 노출되도록, 섀도우 프레임 조립체(270)가 처리 중에 기판(240)의 하나 이상의 부분을 덮는다. 섀도우 프레임 조립체(270)는 전술된 바와 같이 구성될 수 있다. 기판(240)이 하강된, 비-처리 위치에 있는 지지 조립체(238) 상에 있을 때. 섀도우 프레임 조립체(270)는 챔버 바디(202)에 의해 지지된다. 유리 기판(240)이 처리 위치로 상승할 때, 섀도우 프레임 조립체(270)는 챔버 바디로부터 상승하여 섀도우 프레임 조립체는 지지 조립체(238)에 의해 지지되며 기판(240)의 일부분을 덮는다.
리드 조립체(210)는 공정 용적(212)에 상부 경계를 제공한다. 리드 조립체(210)는 통상적으로, 처리 챔버(202)에 서비스(service)를 제공하기 위해서 제거될 수 있거나 개방될 수 있다. 일 실시예에서, 리드 조립체(210)는 알루미늄(Al)으로 제조된다. 리드 조립체(210)는 외부 펌핑 시스템(도시되지 않음)에 연결되고 내부에 형성되는 펌핑 플레넘(214)을 포함한다. 펌핑 플레넘(214)은 공정 용적(212)으로부터 그리고 처리 챔버(202) 밖으로 가스 및 처리 부산물을 균일하게 이끄는데(channel) 이용된다.
리드 조립체(210)는 통상적으로, 입구 포트(280)를 포함하고 이 입구 포트를 통하여 가스 공급원(204)에 의해 제공되는 공정 가스가 처리 챔버(202) 내측으로 도입된다. 입구 포트(280)는 또한 세정 공급원(282)에 연결된다. 세정 공급원(282)은 통상적으로 해리된 불소와 같은 세정제를 제공하며, 세정제는 가스 분배 판 조립체(218)를 포함하는, 처리 챔버 하드웨어로부터 증착 부산물 및 필름을 제거하기 위해서 처리 챔버(202) 내측으로 도입된다.
가스 분배 판 조립체(218)는 리드 조립체(210)의 내부 측면(220)에 연결된다. 가스 분배 판 조립체(218)는 통상적으로, 유리 기판(240)의 프로파일, 예를 들어, 대면적 평판 기판에 대한 직사각형을 실질적으로 따르도록 구성된다. 가스 분배 판 조립체(218)는 천공 영역(216)을 포함하며, 상기 천공 영역을 통해서 가스 공급원(204)로부터 공급되는 공정 가스 및 다른 가스가 공정 용적(212)으로 전달된다. 가스 분배 판 조립체(218)의 천공 영역(216)은 처리 챔버(202) 내측으로 가스 분배 판 조립체(218)를 통해 통과하는 가스의 균일한 분배를 제공하도록 구성된다.
가스 분배 판 조립체(218)는 통상적으로, 행거 판(hanger plate; 260)으로부터 매달리는 확산기 판(258)을 포함한다. 확산기 판(258) 및 행거 판(260)은 대안적으로 하나의 단일 부재를 포함할 수 있다. 복수의 가스 통로(262)는 가스 분패 판 조립체(218)를 통해 그리고 공정 용적(212) 내부로 통과하는 가스의 미리결정된 분배를 허용하도록 확산기 판(258)을 관통하여 형성된다. 행거 판(260)은 리드 조립체(210)의 내부 표면(220)과 확산기 판(258)을 이격된 관계로 유지시켜 이들 사이에 플레넘(264)을 형성한다. 플레넘(264)은 리드 조립체(210)를 통해 흐르는 가스를 확산기 판(258)의 폭에 걸쳐서 균일하게 분배하여서, 가스가 중앙 천공 영역(216) 위에 균일하게 제공되어 가스 통로(262)를 통해 균일한 분포로 유동하게 한다.
본 명세서에 기재된 섀도우 프레임 조립체는 다른 플라즈마 강화 화학 기상 증착 챔버 내에 이용될 수 있거나 대형 유리 패널 기판을 처리하기 위한 다른 챔버를 포함하는 다른 기판 처리 챔버 내에 이용될 수 있다는 점이 고려된다.
처리 챔버 내 기판과의 섀도우 프레임 조립체의 결합에 관한 간단한 설명이 본 명세서에 제공되어 있다. 섀도우 프레임 조립체는 기판 지지 조립체에 의해(도 6과 관련하여 기재된 바와 같이) 이의 지지부로부터 상승된다. 기판 지지 조립체의 접촉 핀(52; 도 4A)은 기판 지지부 및 이로써 기판 지지부의 상부에서 지지되는 기판을 섀도우 프레임과 정렬시키는 것을 보장하도록 섀도우 프레임(12) 내의 홈(54; 도 4A)에 의해 수용된다. 기판은 섀도우 프레임(12)의 중앙 개구(11) 보다 더 작은 둘레를 갖는다. 따라서, 기판은 도 3에 도시된 바와 같이, 섀도우 프레임(12)의 개구(11)를 통해 상승하여 섀도우 프레임(12)에 의해 둘러싸인다. 마스크 패널은 프레임 조립체 밑에 배치되는 기판의 영역 상에, 박막의 증착과 같은 처리를 방지하기 위해서 기판의 미리 결정된 영역을 덮도록 배치된다.
비록 전술한 내용이 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 실시예 및 추가적인 실시예가 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 창안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.
Claims (27)
- 섀도우 프레임 조립체로서,외측 영역 및 내부 홈 형성 영역(recessed inner region)을 구비하고 중앙 개구를 형성하는 프레임 -상기 내부 홈 형성 영역은 외측부 및 내측부를 구비하고 상기 외측부가 상기 내측부보다 보다 높게 위치되도록 계단형으로 형성됨- ;상기 내부 홈 형성 영역에 부착되고 상기 외측부에 의해 지지되며 상기 중앙 개구의 적어도 일부분을 덮는 적어도 제 1 마스크 패널; 및상기 내부 홈 형성 영역에 부착되고 상기 내측부에 의해 지지되며 상기 중앙 개구를 가로질러 연장하는 적어도 제 2 마스크 패널;을 포함하는,섀도우 프레임 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 마스크 패널은 상기 중앙 개구의 두 개의 개방 영역을 분리하는,섀도우 프레임 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 마스크 패널은 상기 프레임으로부터 상기 중앙 개구 내로 안쪽으로 연장하는 복수의 마스크 패널들 중 두 개의 마스크 패널들 사이에 배치되는,섀도우 프레임 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 마스크 패널 및 상기 제 2 마스크 패널은 상기 중앙 개구를 세 개 이상의 개방 영역으로 분할하는,섀도우 프레임 조립체.
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- 제 1 항에 있어서,상기 프레임을 상기 제 1 마스크 패널에 연결하는 패스너를 더 포함하는,섀도우 프레임 조립체.
- 제 8 항에 있어서,상기 패스너 상에 배치되는 와셔를 더 포함하며, 상기 와셔는 상기 프레임 및 상기 제 1 마스크 패널을 상기 패스너의 헤드와 상기 와셔 사이에 포착(capturing)하며,상기 패스너는 스테이킹, 플레어링, 피닝(peening), 또는 억지 끼워 맞춤 중 하나에 의해 상기 와셔에 고정되는,섀도우 프레임 조립체.
- 섀도우 프레임 조립체로서,중앙 개구 둘레에 배치되는 내부 홈 형성 영역 및 외측 영역을 갖는 프레임 -상기 내부 홈 형성 영역은 외측부 및 내측부를 구비하고 상기 외측부가 상기 내측부보다 보다 높게 위치되도록 계단형으로 형성됨- ;상기 프레임의 상기 내부 홈 형성 영역에 부착되고 상기 외측부에 의해 지지되며 상기 중앙 개구의 적어도 일부분을 덮는 하나 이상의 측면 마스크 패널; 및상기 프레임의 상기 내부 홈 형성 영역에 부착되고 상기 내측부에 의해 지지되며 상기 중앙 개구의 적어도 일부분을 덮는 하나 이상의 가로 마스크 패널;을 포함하는,섀도우 프레임 조립체.
- 제 10 항에 있어서,하나 이상의 측면 마스크 패널이 상기 프레임의 상부 표면에 대해 상기 중앙 개구 내측으로 하향 경사지는,섀도우 프레임 조립체.
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- 제 10 항에 있어서,하나 이상의 측면 마스크 패널이 변형가능한 패스너에 의해 상기 프레임에 부착되는,섀도우 프레임 조립체.
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- 섀도우 프레임 조립체로서,상부 표면, 하부 표면 및 외측 에지를 가지며, 중앙 개구를 형성하는 프레임으로서, 상기 프레임의 외측 영역이 상기 하부 표면 아래로 연장하고, 상기 프레임의 경사진 표면이 상기 프레임의 상기 외측 영역으로부터 상기 외측 에지로 상향 연장하고, 그리고 상기 중앙 개구에 인접하고 상기 중앙 개구를 에워싸는 내부 홈 형성 영역이 상기 상부 표면 내에 형성되는, 프레임 -상기 내부 홈 형성 영역은 외측부 및 내측부를 구비하고 상기 외측부가 상기 내측부보다 보다 높게 위치되도록 계단형으로 형성됨- ;상기 내부 홈 형성 영역에 부착되고 상기 프레임의 외측부에 의해 지지되며 상기 중앙 개구의 적어도 일부분을 덮는 적어도 제 1 마스크 패널; 및상기 내부 홈 형성 영역에 부착되고 상기 내측부에 의해 지지되며 상기 중앙 개구를 가로질러 연장하는 적어도 제 2 마스크 패널;을 포함하는,섀도우 프레임 조립체.
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- 제 21 항에 있어서,상기 제 2 마스크 패널은 상기 제 1 마스크 패널에 직교하는 방위를 갖는,섀도우 프레임 조립체.
- 제 21 항에 있어서,상기 제 2 마스크 패널은 상기 중앙 개구의 두 개의 영역을 분리하는,섀도우 프레임 조립체.
- 제 21 항에 있어서,상기 제 1 마스크 패널은 상기 제 1 마스크 패널과 상기 프레임 사이의 상대적 이동을 허용하는 방식으로 상기 프레임에 고착되는,섀도우 프레임 조립체.
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