KR20070037510A

KR20070037510A - 마스크 패널을 갖춘 섀도우 프레임

Info

Publication number: KR20070037510A
Application number: KR1020077003688A
Authority: KR
Inventors: 에른스트 켈러
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-04-04
Also published as: TW200632127A; JP2008506993A; US20060011137A1; WO2006020006A1; KR101332234B1; TWI412621B; JP5064217B2

Abstract

기판 처리 중에 대형 기판의 일부분을 차폐시키는 것이 제공된다. 섀도우 프레임 및 하나 이상의 마스크 패널을 포함하는 섀도우 프레임 조립체가 제공된다. 섀도우 프레임 조립체는 대형 기판 상에 복합 처리 영역을 형성하며 처리 개구를 생성한다.

Description

마스크 패널을 갖춘 섀도우 프레임 {SHADOW FRAME WITH MASK PANELS}

본 발명의 실시예는 일반적으로 대형 기판용 섀도우 프레임 조립체에 관한 것이다.

대형 유리 기판을 처리하는 성능은 텔레비젼 및 컴퓨터 스크린과 같은 대형, 평판 디스플레이에 있어서 수요가 급속히 증가하기 때문에 중요하다. 대형, 평판 디스플레이는 통상적으로 상부에 형성되는 박막 트랜지스터(TFTs)를 포함한다.

대형, 평판 디스플레이 또는 기판 상의 TFTs의 형성은 통상적으로 플라즈마 강화 화학 증착(PECVD) 상에 하나 이상의 필름의 증착을 포함한다. 대형 기판에 걸쳐서 균일한 박막을 증착하는 것은 몇몇의 이유를 위해 도전과제가 되어 오고 있다. 예를 들어, 대형 기판을 균일하게 가열하는 것은 어렵다. 게다가, 플라즈마 상태는 종종 대형 기판의 표면에 걸쳐서 변한다. 대형 기판은, 기판에 걸친 비-균일 가열의 결과로서, 뒤틀림(warping) 및 휨(bowing)과 같은 변형도 쉽다.

섀도우 프레임은 기판의 변형을 방지하기 위해서 처리 중에 처리 챔버 내의 기판 지지부 상에 대형 기판의 에지를 유지하도록 개발되어 왔다. 섀도우 프레임은 기판이 에지 및 배면 상에 재료의 불필요한 재료의 증착을 방지하는데 기여한다. 그러나, 증착 균일성은 종종 섀도우 프레임의 이용과 함께 여전히 문제화되고 있기 때문에 개선된 섀도우 프레임이 필요하다. 예를 들어, 섀도우 프레임 자체는 섀도우 프레임과 기판 사이의 공정 가스의 누출을 허용하는 비균일한 기판 접촉 표면을 가짐으로써 기판에 걸쳐서 비 균일한 처리 상태를 생성시킬 수 있다. 대형 기판에 있어서 균일성의 문제는 매우 중요하며 대형 기판의 결점으로서 쓸모없는 기판이 하나의 기판 손실로 TFTs와 같은 수 백개 장치의 손실을 의미할 수 있다는 점 때문이다.

대형 기판을 복합 디스플레이와 같은 복합 부품으로 분류하는 방법이 필요하기도 하다. 일 양상에서, 대형 기판을 분류하는 것은 하나의 기판으로부터 복합 디스플레이를 제공하는데 이용될 수 있다. 다른 양상에서, 대형 기판을 복합 부품을 분류하는 것은 하나의 대형 패널 상에 복합 스크린 영역을 제공하는 것을 포함한다.

본 발명은 일반적으로 기판 처리 중에, 대형 패널과 같은 대형 기판의 일부분을 차폐시키는 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 처리 중에 대형 기판의 일부분을 차폐시키는 장치는 하나 이상의 마스크 패널(mask panels)을 갖는 섀도우 프레임을 포함한다.

다른 실시예에서, 알루미늄 섀도우 프레임은 세라믹으로 형성된 하나 이상의 마스크 패널을 구비하고 있다. 마스크 패널은 프레임의 상부 표면 내에 형성된 홈 내에 배열되어 프레임으로 평면 상부 표면을 유지하면서 처리되는 기판과 접촉할 수 있게 한다. 일 양상에서, 섀도우 프레임 조립체는 대형 기판 상에 복합 처리 영역을 생성시킨다.

본 발명의 전술된 특징들을 보다 잘 이해하기 위해서, 간단하게 전술한 본 발명을 몇몇의 예가 첨부 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 첨부 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 설명하며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 본 발명이 다른 동일한 효과의 실시예를 허용할 수 있다는 것을 주목해야 한다.

도 1은 본 발명의 섀도우 프레임 조립체 실시예의 분해도이며,

도 2A는 섀도우 프레임과 마스크 패널이 연결되는 섀도우 프레임 조립체 영역의 횡단면도이며,

도 2B는 섀도우 프레임과 마스크 패널이 서로 연결되고 체결되는 섀도우 프레임 조립체 영역의 횡단면도이며,

도 3은 기판 지지 부재 상에 위치되는 섀도우 프레임 조립체 실시예의 평면도이며,

도 4는 도 3의 라인 4-4에 따른 횡단면도이며,

도 4A는 기판 지지 부재 상에 위치되는 섀도우 프레임의 실시예를 도시하는 도 4 영역의 확장도이며,

도 5는 본 발명의 섀도우 프레임 조립체 다른 실시예의 분해도이며,

도 6은 내부에 배열되는 본 발명의 섀도우 프레임 조립체의 실시예를 갖는 예시적 처리 챔버의 개략적 횡단면도이며,

도 7은 섀도우 프레임에 마스크 패널을 고정시키는 패스너의 다른 실시예의 단면도이다.

본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 도면에 공통인 동일한 부재를 나타내기 위해서 가능한 동일한 참조 번호가 이용된다. 일 실시예의 부재가 다른 상술없이 다른 실시예에 유리하게 이용될 수 있다는 점을 고려해야 한다.

본 발명은 기판 처리 중에 대형 유리 및/또는 플라스틱 판과 같은, 대형 기판의 일부분을 차폐시키는 방법 및 장치를 제공한다. 섀도우 프레임 조립체는 하나 이상의 마스크 패널을 갖는 섀도우 프레임을 포함하여 제공된다. 섀도우 프레임은 하나 또는 복합 마스크 패널을 수용하기에 적합할 수 있으며 그렇게 구성될 수 있다. 섀도우 프레임 밑에 있는 대형 기판의 일부분을 차폐시킴으로써, 기판 상에 복합 격리 처리 영역이 형성될 수 있어서, 재료는 기판의 미리결정된 영역(예를 들어, 비차폐된 영역) 상에 선택적으로 증착될 수 있다.

도 1은 섀도우 프레임 조립체(10) 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, 20)이 도시되어 있다. 기판은 섀도우 프레임(12) 내에 수용되며 하부 표면 상에 마스크 패널(16, 18, 20)에 의해 접촉된다.

섀도우 프레임(12)은 통상적으로, 대체로 직사각형 형상을 갖는 중앙 개구(11)를 형성한다. 개구(11)는 관통하여 처리될 기판을 수용하도록 크기가 정해진 다. 섀도우 프레임은 섀도우 프레임이 약 13,000㎠ 이상 또는 약 15,000㎠ 이상의 표면적을 갖는 기판과 같은 대형 기판으로 이용될 수 있도록 크기가 정해지는 개구를 가질 수 있다. 섀도우 프레임은 1 ㎡보다 큰 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 형성된다. 섀도우 프레임(12)은 중앙 개구(11)를 에워싸는 섀도우 프레임(12)의 내부 홈형성 영역(14) 내에 홀(13, 15)을 포함한다. 홀(13, 15)은 섀도우 프레임(12)에 마스크 패널(16, 18)을 고정시키는 패스너(28)를 수용시킨다.

섀도우 프레임(12)의 내부 홈 형성 영역(14)은 섀도우 프레임(12)의 외부 영역(21)으로부터 층이 형성되어, 내부 영역(14)은 섀도우 프레임의 외부 영역(21)의 상부 표면에 대해 실질적으로 동일 평면 방향으로 마스크 패널(16, 18, 20)을 수용하는 단(shelf)을 형성한다. 섀도우 프레임의 내부 영역(14)은 하나의 표면을 따라서 측면 마스크 패널 및 가로 마스크 패널을 지지하기 위해서 외부 에지를 따라서 계단형 표면(39)을 포함할 수 있다. 계단형 표면은 프레임 조립체가 기판 위에 위치되면 밀봉 접촉을 보장하기 위해서 홈 내에 측면 마스크 패널이 약간 각도를 형성하게 지향된다.

마스크 패널(16, 18, 20)은 수백 또는 심지어 수십만 인치와 같은 최소 두께를 가지면서, 시질적으로 굽힘 또는 뒤틀림 없이 예를 들어, 약 450℃의 챔버 처리 온도에서 견딜 수 있는, 세라믹 또는 다른 적합한 재료와 같은 내열 재료로 제조될 수 있다. 마스크 패널은 유리 기판과 가스 분배 조립체 사이에 필수 간격을 유지 하면서 챔버 내에 배열되는 가스 분배 조립체와의 간섭을 최소화하도록 크기가 정해질 수 있다. 판(20)은 단일 측면 상에 하나 이상의 패스너(28)에 의해 유지될 수 있어서 판(20)은 프레임(12)에 의해 형성되는 내부 영역(14)으로 캔틸레버 방식(cantilevered manner)으로 연장한다.

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 고정시키도록 관통하여 배열되게 할 수 있는 관통하여 형성된 홀(17)을 갖는다. 홀(17)은 판이 연장하면서 패스너(28)가 홀(13)과 함께 이동하도록 연장될 수 있다. 측면 마스크 패널(16)은 가로 마스크 패널(18)의 단부에서 형성되는 돌출 영역(19)과 잘 맞도록 크기가 형성되는 슬롯 영역(24)을 가질 수 있다. 측면 마스크 패널(16)은 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)를 수용하도록 크기가 정해지는 슬롯 영역(26)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 홀(17)은 슬롯 영역(24, 26)과 인접하여 위치될 수 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 두 개의 말단 가로 마스크 패널(18)은 기판의 내부 부분을 차폐시키기 위해서 하나 이상의 중앙 가로 마스크 패널(20) 및 측면 마스크 패널(16)의 두 개의 단부에 인접한 기판의 영역을 차폐시키기 위해 제공된다. 중앙 가로 마스크 패널(20)은 두 개의 말단 가로 마스크 패널(18) 사이에 배열되는 기판의 영역을 차폐시킨다. 판(16, 18, 20)은 기판의 다른 부분을 덮도록 배열될 수 있다.

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 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 고정하도록 관통하여 배치될 수 있게 한다. 홀(22)은 판 신장을 수용하도록 연장될 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 영역(19)은 측면 마스크 패널(16)의 슬롯 영역(24)에 끼워 맞춰지며, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)는 측면 마스크 패널(16)의 슬롯 영역(26)에 끼워 맞춰진다. 마스크 패널(16, 18, 20)이 서로 최상부 상에 고정되기보다는 서로 인터로킹되며, 모든 마스크 패널에 의해 제공되는 마스크 패널의 두께는 대략 마스크 패널(16, 18, 20)들 중 하나의 두께이다. 도시된 패스너(28)는 마스크 패널(16, 18, 20)을 섀도우 프레임(12)에 연결하지만, 패스너는 이와 달리, 하나 이상의 마스크 패널(16, 18, 20)을 서로 연결시키는데 이용될 수 있다.

도 2A는 섀도우 프레임(12) 및 측면 마스크 패널(16)이 패스너(28)를 통해 연결되는 섀도우 프레임 조립체의 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 내지 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 배열되며 패스너(28)의 바디(29)에 인접한다. 실린더(34) 및 와셔(30)는 섀도우 프레임(12) 하부 내에 형성되는 홈(32) 내에 일 부분 이상 끼워 맞춰지도록 구성된다. 와셔(30)는 패스너(28)와 와셔(30)의 내부 표면(31) 사이에 형성되는 공간(35)이 있도록 패스너(28)로부터 떨어져 각도를 형성하는 내부 표면(31)을 갖는다.

패스너(28)의 제 2 단부(202)는 바디(29)로부터 외측 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 구성되서, 헤드(204)의 노출되는 표면(211)이 실질적으로, 상부 표면(207)과 동일 평면이거나 아래에 홈이 형성된다.

섀도우 프레임(12) 및 측면 마스크 패널(16)은 공구, 예를 들어, 플레어형 공구를 블라인드 홀(36) 및 패스너(28) 내측으로 삽입시킴으로써 서로 고정될 수 있어서 공구는 도 2B에 도시된 바와 같이, 와셔(30)의 내부 표면(31)을 인접시키도록 실린더(34)의 제 1 단부(39)를 플레어형으로 형성한다. 플레어형 공구는 도 2B 에 도시된 바와 같이, 패스너(28)를 변형시키기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있다. 패스너가 변형되는 경우에, 패스너(28)는 와셔(30)에 고정되어서, 판(16)을 섀도우 프레임(12)에 고정시킨다.

와셔(30) 및 패스너(28)는 간섭, 끼워 맞침, 브로칭(broaching), 스테이킹(staking), 브레이징(braising), 용접, 리벳팅(riveting), 케잉(keying) 또는 다른 적합한 고정 방법일 수 있다는 점을 고려해야 한다. 패스너(28)는 나사, 볼트, 리벳 또는 프레임 및 판을 연결하기에 적합할 수 있는 다른 형태의 패스너일 수 있다는 점도 고려해야 한다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 패스너(28)는 판을 프레임에 고정하도록 맞물리는, 수 나사산형 부재(700) 및 암 나사산형 부재(702)를 포함할 수 있다. 부재(700, 702)를 위해 필요한 높이를 감소시키기 위해서, 하나 이상의 부재(700, 702)는 스패너 렌치(spanner wrench)를 위한 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 배치되는 것을 방지한다. 패스너(28)를 와셔(30)에 고정시키는 작업의 다른 이점은 통상적으로 패스너(28)가 통상적인 나사산형 결합을 위해 필요한것 보다 짧을 수 있다는 점이다. 보다 짧은 패스너는 섀도우 프레임 조립체가 기판 처리 중에 챔버 내의 가스 분배 판과 기판 사이에 제공하는 분리 양을 최소화시킨다. 그러나, 대안적으로 또는 공동으로, 마스크 패널(16, 18, 20) 및 섀도우 프레임(12)은 대안적인 방법에 의해 고정될 수 있다. 섀도우 프레임(12) 또는 마스크 패널(16, 18, 20)들 중 하나 이상이 고정 없이 패스너(28) 상에 느슨하게 결합될 수 있다.

고정을 위해 본 발명에 기재된 패스너(28)를 이용하는 다른 이점은 마스크 패널 과 섀도우 프레임 사이에 예를 들어, 몇천 인치의 적합한 틈을 허용할 수 있다는 점이다. 이러한 틈은 기판 처리 중에, 알루미늄 섀도우 프레임 및 세라믹 마스크 패널과 같은, 다른 재료로 형성된 섀도우 프레임과 마스크 패널 사이의 상승된 온도에서 열 팽창 차이점을 허용한다.

도 3은 기판 지지 부재 상에 배치되는 기판(40) 위에 위치되는 조립된 형태의 도 1 섀도우 프레임(10)의 평면도이다. 기판(40)은 내부 영역(14)을 형성하는 프레임(12)의 에지(43)의 안쪽에 위치된다. 기판(40)의 짧은 측면 에지(41)는 말단 가로 마스크 패널(18)에 의해 덮이며, 기판(40)의 짧은 측면 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 홈이 형성된 내부 영역(14)에 설치된다. 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)은 홈이 형성된 내부 영역(14)의 외측 부분에 설치되지만, 중앙 마스크 패널(20)은 홈이 형성된 내부 영역(14)의 내측 부분에 설치된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 측면 마스크 패널(16)은 측면 마스크 패널(16)이 측면 마스크 패널(18) 상에 어떤 부분도 놓이지 않거나 마스크 패널(18, 20)의 일부분을 지지하지 않도록 겹쳐지지 않으며 말단 마스크 패널(16) 또는 중앙 마스크 패널(20)에 의해 겹쳐지지 않는다. 측면 마스크 패널 및 가로 마스크 패널은 겹칩 없이 인터로킹되며, 측면 마스크 패널(16)의 슬롯 영역(24)(도 1)은 가로 마스크 패널(18) 단부의 돌출 영역(19)을 수용하도록 크기가 정해지며, 측면 마스 크 패널(16)의 슬롯 영역(26)은 가로 마스크 패널(20)의 단부(23)(도 1)를 수용하도록 크기가 정해진다.

도 4는 도 3의 라인 4-4를 따른 횡단면도이다. 도 4는 섀도우 프레임 조립체의 상세도이며 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 4 영역의 확장도이다. 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)은 섀도우 프레임의 홈이 형성된 내부 영역에서 지지된다. 모든 홈이 형성된 내부 영역(14)은 섀도우 프레임의 외부 영역(21) 보다 낮지만, 홈이 형성된 내부 영역(14)의 외부 부분(60)이 홈이 형성된 내부 부분(14)의 내부 부분(64) 보다 예를 들어, 수백 인치 약간 높을 수 있도록 홈이 형성된 내부 부분이 각도가 형성되거나 계단이 형성될 수 있다. 외측 부분(60)의 보다 높은 상승은 마스크 패널(16, 18)이 기판(40)의 중앙 내부를 향해 경사지게 하여 마스크 패널(16, 18)의 내부 에지는 증착으로부터 마스크 패널(16, 18) 밑에 기판의 일부분을 효과적으로 차폐시키도록 기판(40)과 접촉하게 한다.

판 (516, 518, 520)은 전술된 프레임(12) 및 판(16, 18, 20)과 관련하여 기재된 바와 같이 핀(18)에 의해 프레임(512)에 고정된다. 도 1과 관련하여, 섀도우 프레임 조립체(10)는 섀도우 프레임(12) 내의 대응 홀(13, 15) 내측으로 마스크 패널 내의 홀(17, 22)을 통해 패스너(28)를 위치시킴으로써 조립된다. 모든 패스너 (28)가 홀 내에 위치된 후에, 핀이 도 2B와 관련되어 전술된 바와 같이 고정된다. 마스크 패널(16, 18, 20)은 섀도우 프레임의 형태와 유사한 직사각형 형태를 갖는 외측 둘레를 형성하는 마스크 패널을 집합적으로 형성하며, 마스크 패널의 외측 둘레는 섀도우 프레임(12)의 외측 둘레 및 처리될 기판의 둘레보다 작아서 기판의 에지가 차폐된다. 마스크 패널의 외측 둘레는 측면 마스크 패널(16) 및 말단 가로 마스크 패널(18)에 의해 형성된다. 마스크 패널은 마스크 패널이 측면 마스크 패널(16)과 말단 가로 마스크 패널(18) 사이에 두 개의 개구를 형성하도록 중앙 가로 마스크 패널(20)에 의해 이등분 된다.

일 실시예에서, 섀도우 프레임(12)의 외측 영역(21)은 섀도우 프레임(12)의 하부 표면(400)을 에워싸며 아래로 연장하는 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 섀도우 프레임(12)이 배치되는 기판 지지 조립체(50)의 벽(408)과 겹치며 둘러싸도록 구성된다.

외측 영역(21)은 프레임(12)의 외부 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 내부에 섀도우 프레임(12)의 위치설정 및 지지를 용이하게 한다.

도 1의 섀도우 프레임 조립체(10)는 바람직한 디스플레이를 형성하기 위한 영역을 형성하는 기판 상의 두 개의 격리된 처리 영역을 형성하도록 구성되며, 처리 영역들 중 하나의 둘레는 측면 마스크 패널(16)의 내부 에지, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 하나의 에지 및 말단 마스크 패널(18)의 하나의 내부 에지에 의해 형성된다. 다른 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(16)의 내부 에지, 중앙 가로 마스크 패널(20)의 대향 에지 및 다른 말단 가로 마스크 패널(18)의 내부 에지에 의해 형성된다.

도 5는 섀도우 프레임 조립체(500)의 다른 실시예의 분해도이다. 도 1의 참고 번호는 도 5의 동일한 부품을 나타내는데 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 조립체는 프레임(512), 두 개의 말단 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 형성된다.

도 5의 섀도우 프레임 조립체(500)는 기판 상에 세 개의 격리된 처리 영역을 형성하도록 구성된다. 제 1 격리된 처리 영여의 둘레는 측면 마스크 패널(516)의 내부 에지, 하나의 중앙 가로 마스크 패널(520)의 하나의 에지 및 하나의 말단 가로 마스크 패널(518)의 내부 에지에 의해 형성된다. 제 2 격리된 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(516)의 내부 에지 및 두 개의 중앙 가로 마스크 패널(520)에 의해 형성된다. 제 3 격리된 처리 영역의 둘레는 측면 마스크 패널(516)의 내부 에지, 다른 중앙 가로 마스크 패널(520)의 하나의 에지 및 다른 말단 가로 마스크 패널(518)의 내부 에지에 의해 형성된다.

도 1 및 도 5에 도시될 수 있는 바와 같이, 마스크 패널(516, 518, 520)은 다양한 폭을 가질 수 있다. 마스크 패널(518, 520)은 실질적으로, 도 1에 도시된 바와 유사한 동일한 폭을 가질 수 있으며, 또는 말단 가로 마스크 패널(518) 및 중앙 가로 마스크 패널(520)은 도 5에 도시된 바와 같이 서로 다른 폭을 가질 수 있다. 마스크 패널(516, 518, 520)의 폭은 기판 상에 바람직한 영역의 처리 영역을 제공하도록 선택된다.

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 도시되어 있으며 본원에 기재되어 있지만, 섀도우 프레임 조립체가 다른 수의 마스크 패널, 즉 두 개 이상의 측면 마스크 패널 및 하나 이상의 중앙 마스크 패널을 포함할 수 있다는 점을 고려해야 한다. 예를 들어, 네 개의 처리 영역은 세 개의 측면 마스크 패널, 하나의 가로 마스크 패널, 및 두 개의 말단 가로 마스크 패널을 포함하는 섀도우 프레임을 이용함으로써 기판 상에 제공될 수 있다. 마스크 패널은 다각형 형태가 아닌 기판의 차폐 영역에 배열될 수 있다. 하나 이상의 마스크 패널은 도 5의 점선으로 도시된 바와 같은 개구(530)를 포함할 수 있다. 개구(530)는 기판 상에 증착물이 개구를 관통하여 발생하게 한다.

다른 실시예에서, 복합 처리 영역은 복합 마스크 패널으로 구성되는 마스크 패널 보다는 하나의 마스크 패널을 포함하는 섀도우 프레임 조립체를 이용함으로써 기판 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1 또는 도 5의 마스크 패널(16, 18, 20)에 의해 형성된 마스크 패널의 형태를 갖는 하나의 피스 마스크 패널이 이용될 수 있다. 하나의 피스 마스크 패널은 서로 융합되는 복합 피스로 형성되거나 하나 의 피스로 형성될 수 있다. 하나의 피스 마스크 패널은 세라믹으로 형성될 수 있다.

본 발명에 전술된 바와 같은 섀도우 프레임 조립체를 포함하는 기판 처리 챔버의 예는 도 6과 관련하여 기재된다. 도 6은 캘리포니아 산타클라라(Santa Clara, California)에 소재하는 어플라이드 머티어리얼즈 사(Applied Materials, Inc.)의 자회사인 AKT로부터 이용가능한, 플라즈마 화학 증착 챔버(200) 일 실시예의 개략적 횡단면도이다. 챔버(200)는 일반적으로, 가스 공급원(200)에 연결되는 처리 챔버 바디(202)를 포함한다. 처리 챔버 바디(202)는 공정 용적(212)을 부분적으로 형성하는 벽(206) 및 바닥(208)을 갖는다. 공정 용적(212)은 통상적으로, 처리 챔버 바디(202)의 내 외측으로부터 기판(240)의 이동을 용이하게 하는, 벽(206) 내의 포트(도시되지 않음)를 통해 액세싱된다. 벽(206) 및 바닥(208)은 통상적으로, 알루미늄 또는 처리와 양립할 수 있는 다른 재료의 단일 블록으로 제조된다. 벽(206)은 배기 포트(다양한 펌핑 부품을 포함하며, 도시되지 않음)에 공정 용적을 연결하는 펑핌 플레넘(214)을 포함하는 리드 조립체(210)를 지지한다.

온도 제어 기판 지지 조립체(238)는 처리 챔버 바디(202) 내에 중앙으로 배열된다. 지지 조립체(238)는 처리 중에 기판(240)을 지지한다. 일 실시예에서, 기판 지지 조립체(238)는 하나 이상의 삽입형 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 온도로 상부에 위치된 유리 기판(240) 및 지지 조립체(238)를 제어가능하게 가열한다. 통상적으로, CVD 공정 내 에서, 히터(232)는 기판(240)을 증착되는 재료를 위해서 증착 처리 매개 변수에 의해 좌우되는, 섭씨 약 150 내지 약 460 이상 사이의 균일한 온도로 유지시킨다.

일반적으로, 지지 조립체(238)는 하부 측면(226) 및 상부 측면(234)을 갖는다. 스템(242)은 기판 전달을 처리 챔버(202)에 그리고 처리 챔버로부터 용이하게 하는, 상승 처리 위치(도시된 바와 같음)와 하강 위치 사이에서 지지 조립체(238)를 이동시키는 리프트 시스템(도시되지 않음)에 지지 조립체(238)를 연결한다. 스템(242)은 부가적으로, 시스템(200)의 다른 부품과 지지 조립체(238) 사이에 전기적 도관 및 열전쌍 납을 제공한다.

벨로스(246)는 처리 챔버(202)의 바닥(208)과 지지 조립체(238)(또는 스템(242)) 사이에 연결된다. 벨로스(246)는 지지 조립체(238)의 수직 이동을 용이하게 하면서 처리 챔버(202) 외측의 대기와 챔버 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 근처 또는 내에 위치되는 다른 전극)에 공급되는 RF 전력이 지지 조립체(238)와 분배 판 조립체(218) 사이의 공정 영역(212) 내에 존재하는 가스를 여기시킬 수 있다. 전력 공급원(222)으로부터의 RF 전력은 일반적으로, 화학 증착 공정을 구동하도록 기판의 크기와 같은 크기 정도로 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 지지 표면(230)으로부터 돌출하도록 선택적 리프트 판(254)에 의해 지지 조립체(238)에 대하여 작용할 수 있어서 지지 조립체(238)에 대해 이격되어 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. 섀도우 프레임 조립체(270)는 기판의 미리 결정된 부분 만이 상부의 증착 재료를 수용하기 위해 노출되도록 처리 중에 기판(240)의 하나 이상의 부분을 덮는다. 섀도우 프레임 조립체(270)는 전술된 바와 같이 구성된다. 기판(240)이 하강된, 비 처리 위치 내의 기판 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 바딜부터 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)를 수리하기 위해서 이동될 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 연결되는 내부에 형성된 펑핌 플레넘(214)을 포함한다. 펌핑 플레넘(214)은 처리 챔버(202)로부터 그리고 공정 용적(212)으로부터 균일하게 부산물을 처리하며 가스를 채널링하는데 이용된다.

리드 조립체(210)는 통상적으로, 가스 공급원(204)에 의해 제공되는 공정 가 스가 관통하여 처리 챔버(202) 내측으로 도입되는 입구 포트(280)를 포함한다. 입구 포트(280)는 세정 공급원(282)에 연결되기도 한다. 세정 공급원(282)은 통상적으로 해리된 플루오르와 같은 세정제를 제공하며, 이는 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), 예를 들어, 직사각형 대형 평판 기판의 프로파일을 실질적으로 따르도록 구성된다. 가스 분배 판 조립체(218)는 관통하여 처리되는 다공 영역(216)을 포함하며, 가스 공급원(204)로부터 공급되는 다른 가스는 공정 용적(212)에 전달된다. 가스 분배 판 조립체(218)의 다공 영역(216)은 처리 챔버(202) 내측으로 가스 분배 판 조립체(218)을 통해 통과하는 가스의 균일한 분포를 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 단일 단위 부재를 포함할 수 있다. 복수의 가스 통로(262)는 확산기 판(258)이 가스 분패 판 조립체(218)를 통해 공정 용적(212) 내측으로 통과하는 가스의 미리결정된 분배를 형성하도록 관통하여 형성된다. 행거 판(260)은 이격된 관계로 리드 조립체(210)의 내부 표면과 확산기 판(258)을 유지시켜 이들 사이에 플레넘(264)를 형성한다. 플레넘(264)은 가스를 확산기 판(258)의 폭에 걸쳐서 균일하게 분배하도록 리드 조립체(210)를 통해 유동시켜서 가스가 가스 통로(262)를 통 해 균일한 분포로 유동하며 중앙 다공 영역(216) 위에서 균일하게 제공되게 한다.

본 발명에 기재된 섀도우 프레임 조립체는 다른 플라즈마 화학 증착 챔버 내에 이용될 수 있거나 대형 유리 패널 기판을 처리하기 위해서 다른 챔버를 포함하는 다른 기판 처리 챔버 내에 이용될 수 있다.

처리 챔버 내에 기판을 갖춘 섀도우 프레임 조립체 결합이 본 발명에 간단하게 전술되어 있다. 섀도우 프레임 조립체는 기판 지지 조립체 의해(도 6과 관련하여 기재된 바와 같이) 지지부로부터 상승된다. 기판 지지 조립체의 컨택 핀(52; 도 4A)은 기판 지지부 및 이에 따른 상부에 지지되는 기판을 갖추어 섀도우 프레임의 정렬을 보장하도록 섀도우 프레임(12) 내의 홈(54; 도 4A)에 의해 수용된다. 기판은 섀도우 프레임(12)의 중앙 개구(11) 보다는 작은 둘레를 갖는다. 따라서, 기판은 도 3에 도시된 바와 같은, 섀도우 프레임(12)에 의해 둘러싸이며, 섀도우 프레임(12)이 개구를 통해 상승한다. 마스크 패널은 프레임 조립체 밑에 배열되는 기판의 영역 상에, 박막의 증착과 같은 처리를 방지하게 위해서 기판의 미리 결정된 영역을 덮도록 배열된다.

본 발명의 전술된 내용이 실시예에만 적용되지만, 본 발명의 다른 실시예도 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims

섀도우 프레임 조립체로서,

상부 표면 및 계단형 하부 표면을 구비하며, 중앙 개구를 형성하는 프레임; 및

상기 프레임에 의해 지지되며 상기 개구의 적어도 일부분을 덮는 적어도 제 1 마스크 패널을 포함하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 마스크 패널은 상기 개구의 두 개의 개방 영역을 분리하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 마스크 패널은 상기 프레임으로부터 상기 개구 내부로 연장하는 복수의 마스크 패널들 중 두 개의 마스크 패널 사이에 배열되는,

섀도우 프레임 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 프레임에 의해 지지되며, 상기 개구의 적어도 일부분을 덮는 제 2 마스 크 패널을 더 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 마스크 패널은 상기 개구를 세 개 이상의 개방 영역으로 분할하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 마스크 패널은 세라믹이며, 상기 프레임은 알루미늄인,

섀도우 프레임 조립체.
제 2 항에 있어서,

상기 개방 영역은 다각형인,

섀도우 프레임 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 프레임은 상기 프레임 내에 형성되며 상기 개구를 에워싸는 홈이 형성된 영역을 더 포함하며,

상기 제 1 마스크 패널은 상기 홈이 형성된 영역에 연결되는,

섀도우 프레임 조립체.
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 배열되는 와셔를 더 포함하며, 상기 프레임 및 제 1 마스크 패널을 상기 패스너의 헤드와 상기 와셔 사이에 고정시키며,

상기 패스너는 스테이킹, 플레어링, 피닝(peening), 또는 간섭 끼워 맞춤들 중 하나 이상에 의해 상기 와셔에 고정되는,

섀도우 프레임 조립체.
섀도우 프레임 조립체로서,

상부 표면 상에 형성되며 중앙 개구 둘레에 배열되는 홈이 형성된 내부 영역을 갖는 프레임;

상기 프레임의 상기 홈이 형성된 내부 영역에 부착되는 하나 이상의 측면 마스크 패널; 및

상기 프레임의 상기 홈이 형성된 내부 영역에 부착되는 하나 이상의 가로 마스크 패널을 포함하며,

상기 측면 마스크 패널 및 가로 마스크 패널은 상기 중앙 개구를 적어도 부분적으로 덮도록 상기 프레임을 지나 연장하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 10 항에 있어서,

상기 하나 이상의 측면 마스크 패널은 상기 프레임의 상부 표면에 대해 상기 개구 내측으로 하향 경사지는,

섀도우 프레임 조립체.
제 10 항에 있어서,

상기 홈이 형성된 내부 영역은 홈이 형성된 외부 영역을 따라서 계단이 형성된 표면을 포함하며,

상기 하나 이상의 측면 마스크 패널은 계단이 형성된 표면 상에 지지되는,

섀도우 프레임 조립체.
제 10 항에 있어서,

상기 하나 이상의 가로 마스크 패널은 세라믹 재료로 제조되는,

섀도우 프레임 조립체.
제 13 항에 있어서,

상기 프레임은 알루미늄으로 제조되는,

섀도우 프레임 조립체.
제 10 항에 있어서,

상기 하나 이상의 측면 마스크 패널은 변형가능한 패스너에 의해 상기 프레임에 부착되는,

섀도우 프레임 조립체.
섀도우 프레임 조립체로서,

프레임; 및

상기 프레임 내에 형성되는 개구의 일부분을 덮는 알루미늄 프레임에 부착되는 하나 이상의 세라믹 마스크 패널을 포함하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 16 항에 있어서,

상기 세라믹 마스크 패널은 상기 프레임에 의해 형성되는 개구 내에 격리된 개방영역을 형성하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 16 항에 있어서,

상기 하나 이상의 세라믹 마스크 패널은 상기 세라믹 마스크 패널들 사이에서 상대적 이동을 허용하는 방식으로 상기 프레임에 고정되는,

섀도우 프레임 조립체.
제 16 항에 있어서,

상기 하나 이상의 세라믹 마스크 패널의 상부 표면은 실질적으로 상기 프레임의 상부 표면과 동일 평면인,

섀도우 프레임 조립체.
제 17 항에 있어서,

상기 하나 이상의 세라믹 마스크 패널에 의해 형성되는 상기 개구의 상기 개방 영역은 다각형인,

섀도우 프레임 조립체.
섀도우 프레임 조립체로서,

상부 표면, 하부 표면 및 외측 에지를 가지며, 중앙 개구를 형성하는 프레임;

상기 하부 표면 아래로 연장하는 상기 프레임의 외측 영역;

상기 프레임의 상기 외측 영역으로부터 상기 외측 에지로 상향 연장하는 경사진 표면;

상기 중앙 개구에 인접하며 에워싸는, 상기 상부 표면 내에 형성되는 홈이 형성되는 영역; 및

상기 프레임에 의해 지지되며 상기 개구의 적어도 일부분을 덮는 하나 이상 의 제 1 마스크 패널을 포함하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 21 항에 있어서,

상기 프레임 및 마스크 패널은 동일한 재료로 제조되는,

섀도우 프레임 조립체.
제 21 항에 있어서,

상기 프레임 및 마스크 패널은 다른 재료로 제조되는,

섀도우 프레임 조립체.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 마스크 패널에 직교 방위를 갖는 제 2 마스크 패널을 더 포함하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 마스크 패널은 상기 개구의 두 개의 영역을 분리하는,

섀도우 프레임 조립체.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 마스크 패널은 상기 제 1 마스크 패널들 사이에서 상대적 이동을 허용하는 방식으로 상기 프레임에 고정되는,

섀도우 프레임 조립체.
제 26 항에 있어서,

상기 제 1 마스크 패널은 세라믹 재료로 제조되는,

섀도우 프레임 조립체.