[0001]본 개시내용의 실시예들은 클러스터 툴, 특히, 수평 기판 핸들링을 갖는 클러스터 툴에서의 수직 기판 프로세싱에 관한 것이다. 본 개시내용의 실시예들은 프로세싱 영역에 대해 기판을 이동시키기 위한 장치들 및 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치들에 관한 것이다. 본 개시내용의 실시예들은 또한, 특히 대면적 기판들을 위한 증착 장치에서의 차폐 개념에 관한 것이다. 구체적으로, 실시예들은 재료 증착을 위한 장치, 기판 프로세싱 시스템, 및 진공 챔버에서의 기판 프로세싱 방법에 관한 것이다.[0001] Embodiments of the present disclosure relate to vertical substrate processing in a cluster tool, particularly in a cluster tool having horizontal substrate handling. Embodiments of the present disclosure relate to devices for moving a substrate across a processing region and deposition devices for depositing materials on a substrate. Embodiments of the present disclosure also relate to shielding concepts in deposition devices, particularly for large-area substrates. Specifically, the embodiments relate to devices for material deposition, substrate processing systems, and methods for substrate processing in a vacuum chamber.
[0002]기판 상의 재료의 증착을 위한 여러 방법들이 알려져 있다. 예컨대, 증발 프로세스, 물리 기상 증착(PVD; physical vapor deposition) 프로세스, 이를테면, 스퍼터링 프로세스, 분무 프로세스 등, 또는 화학 기상 증착(CVD; chemical vapor deposition) 프로세스를 사용함으로써 기판이 코팅될 수 있다. 재료가 증착되는 기판, 즉, 코팅될 기판이 진공 프로세싱 시스템의 진공 챔버 내로 도입되고, 진공 프로세싱 시스템의 진공 챔버의 프로세싱 영역에 대해 포지셔닝된다. 예컨대, 코팅 프로세스가 진공 챔버에서 발생할 수 있다.[0002] Several methods are known for depositing materials on a substrate. For example, the substrate can be coated using an evaporation process, a physical vapor deposition (PVD) process, such as a sputtering process, a spraying process, or a chemical vapor deposition (CVD) process. The substrate onto which the material is deposited, i.e., the substrate to be coated, is introduced into a vacuum chamber of a vacuum processing system and positioned relative to a processing area of the vacuum chamber of the vacuum processing system. For example, the coating process can occur in the vacuum chamber.
[0003]스퍼터 증착 프로세스의 경우, 진공 챔버에 포지셔닝된 타깃으로부터 재료가 방출된다. 재료는 기판 상에 증착된다. 타깃으로부터의 재료 방출은, 플라즈마 구역에서 생성된 이온들로 타깃을 타격(bombarding)함으로써 진공 챔버에서 제공될 수 있다. 플라즈마 구역에서 생성된 이온들로 타깃을 타격할 때, 타깃 재료의 원자들이 타깃의 표면으로부터 이탈되고, 이어서, 이탈된 원자들은 기판 상에 재료 층을 형성한다. 반응성 스퍼터 증착 챔버에서, 이탈된 원자들이 플라즈마 구역 내의 가스, 예컨대, 질소 또는 산소와 반응하여, 기판 상에 타깃 재료의 옥사이드, 나이트라이드 또는 옥시나이트라이드를 형성할 수 있다. 타깃은 통상적으로, 전기 전위차의 인가로 스퍼터 캐소드를 형성하며, 따라서 결과적인 전기장의 존재 시에, 플라즈마 구역에서 생성된 이온들이 전기적으로 대전된 스퍼터 캐소드를 향해 가속하거나 또는 이동하고, 상기 스퍼터 캐소드에 충돌하여서, 캐소드로부터의 원자들이 이탈된다. 따라서, 스퍼터 캐소드는 재료 증착을 위한 재료를 제공하고, 이에 따라 재료 소스를 형성한다. 추가로, 에칭, 구조화, 어닐링 등과 같은 다른 프로세스들이 프로세싱 챔버들에서 추가로 수행될 수 있다.[0003] In a sputter deposition process, material is ejected from a target positioned in a vacuum chamber. The material is deposited on a substrate. The ejection of material from the target can be provided in the vacuum chamber by bombarding the target with ions generated in the plasma region. When the target is bombarded with ions generated in the plasma region, atoms of the target material are ejected from the surface of the target, and the ejected atoms then form a layer of material on the substrate. In a reactive sputter deposition chamber, the ejected atoms can react with a gas in the plasma region, such as nitrogen or oxygen, to form an oxide, nitride, or oxynitride of the target material on the substrate. The target typically forms a sputter cathode by applying an electrical potential difference, so that in the presence of the resulting electric field, ions generated in the plasma region accelerate or move toward the electrically charged sputter cathode and collide with the sputter cathode, thereby ejecting atoms from the cathode. Thus, the sputter cathode provides material for material deposition, thereby forming a material source. Additionally, other processes such as etching, structuring, and annealing can be performed in the processing chambers.
[0004]코팅 프로세스들, 즉, 재료 증착 프로세스들은 예컨대 디스플레이 제조 기술에서 대면적 기판들에 대해 고려될 수 있다. 코팅된 기판들은 추가로, 애플리케이션들을 갖는 여러 기술 분야들, 예컨대, 마이크로일렉트로닉스(microelectronics), 박막 트랜지스터들을 갖는 기판들뿐만 아니라 절연 패널들을 위한 반도체 디바이스들의 생산 등에서 사용될 수 있다. 예컨대 더 큰 디스플레이들을 제조할 시에 더 큰 기판들을 향한 경향성은 더 큰 진공 프로세싱 시스템들을 야기한다.[0004] Coating processes, i.e., material deposition processes, can be considered for large-area substrates, for example, in display manufacturing technology. Coated substrates can furthermore be used in various technical fields with applications, such as the production of semiconductor devices for microelectronics, substrates with thin-film transistors, as well as insulating panels. The trend toward larger substrates, for example, in the manufacture of larger displays, leads to larger vacuum processing systems.
[0005]스퍼터 캐소드는 원통형 타깃을 포함할 수 있고, 회전가능할 수 있다. 회전가능 캐소드들은 개선된 재료 활용을 제공한다. 타깃 재료는 타깃의 회전에 의해 스퍼터 캐소드의 플라즈마 영역을 지나서(past) 이동할 수 있다. 이에 따라서, 균일한 재료 활용 및 이에 따른 높은 재료 활용이 제공될 수 있다.[0005] The sputter cathode may include a cylindrical target and may be rotatable. Rotatable cathodes provide improved material utilization. The target material can be moved past the plasma region of the sputter cathode by the rotation of the target. This can provide uniform material utilization and thus high material utilization.
[0006]진공 프로세싱 시스템의 진공 챔버에서, 원통형이고 회전가능할 수 있는 하나 이상의 스퍼터 캐소드들이 존재할 수 있다. 따라서, 2 개 이상의 스퍼터 캐소드들은 캐소드 어레이를 형성할 수 있으며, 여기서, 단일 캐소드들은 통상적으로 원통형의 회전가능 캐소드들이다.[0006] In a vacuum chamber of a vacuum processing system, one or more sputter cathodes, which may be cylindrical and rotatable, may be present. Thus, two or more sputter cathodes may form a cathode array, wherein the single cathodes are typically cylindrical rotatable cathodes.
[0007]정적 증착에서, 기판은 캐소드의 전방에 또는 통상적으로 캐소드 어레이의 전방에 정적으로 포지셔닝된다. 예컨대 하나 이상의 회전가능 또는 원통형 스퍼터 캐소드들의 국부적인 불균일성은 기판 상에 증착되는 층의 불균일성을 초래할 수 있다. 원통형 캐소드들을 갖는 캐소드 어레이를 이용한 정적 증착은 무라(mura)를 생성할 수 있는데, 즉, 기판 상에 증착되는 재료의 층이 균일하지 않고, 캐소드 어레이의 기하학적 구조가 증착되는 재료 층의 특성들에 영향을 미친다.[0007] In static deposition, the substrate is statically positioned in front of a cathode or, more typically, in front of an array of cathodes. For example, local non-uniformities in one or more rotatable or cylindrical sputter cathodes can result in non-uniformities in the layer deposited on the substrate. Static deposition using a cathode array having cylindrical cathodes can produce mura, i.e., the layer of material deposited on the substrate is non-uniform, and the geometry of the cathode array affects the properties of the layer of material deposited.
[0008]상기 내용을 고려하여, 기판 상에 증착되는 재료 층의 품질 및 균일성을 개선하도록 구성된 장치들 및 시스템들을 제공하는 것이 유익하다.[0008] In view of the above, it is advantageous to provide devices and systems configured to improve the quality and uniformity of a material layer deposited on a substrate.
[0009]예컨대, 디스플레이 제조를 위한 기판 상의 재료 증착을 위한 장치, 기판 프로세싱 시스템, 및 진공 챔버에서의 기판 프로세싱 방법이 제공된다. 추가적인 특징들, 세부사항들, 양상들 및 수정들은 청구항들, 상세한 설명 및 도면들로부터 도출될 수 있다.[0009] For example, an apparatus for depositing a material on a substrate for display manufacturing, a substrate processing system, and a method for processing a substrate in a vacuum chamber are provided. Additional features, details, aspects, and modifications may be derived from the claims, the description, and the drawings.
[0010]일 실시예에 따르면, 재료 증착을 위한 장치가 제공된다. 장치는 프로세싱 영역을 갖는 진공 챔버, 진공 챔버 내에 기판을 홀딩하기 위한 지지 바디, 및 지지 바디 상에서 지지되는 기판을 마스킹하도록 구성된 마스크 시스템을 포함한다. 장치는 진공 챔버 내의 이동가능 차폐 조립체, 및 진공 챔버에 대해 고정 포지션에 있는, 진공 챔버 내의 정적 차폐 조립체를 더 포함한다. 제1 액추에이터가 지지 바디의 프로세싱 배향으로 지지 바디, 마스크 시스템 및 이동가능 차폐 조립체에 커플링된다. 제1 액추에이터는 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서 지지 바디, 마스크 시스템 및 이동가능 차폐 조립체를 이동시키도록 구성된다.[0010] According to one embodiment, an apparatus for material deposition is provided. The apparatus includes a vacuum chamber having a processing region, a support body for holding a substrate within the vacuum chamber, and a mask system configured to mask the substrate supported on the support body. The apparatus further includes a movable shield assembly within the vacuum chamber, and a static shield assembly within the vacuum chamber, the static shield assembly being in a fixed position relative to the vacuum chamber. A first actuator is coupled to the support body, the mask system, and the movable shield assembly in a processing orientation of the support body. The first actuator is configured to move the support body, the mask system, and the movable shield assembly between a first position and a second position.
[0011]일 실시예에 따르면, 기판 프로세싱 시스템이 제공된다. 시스템은 이송 챔버; 및 이송 챔버에 커플링되고, 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 재료 증착을 위한 하나 이상의 장치들을 포함한다.[0011] According to one embodiment, a substrate processing system is provided. The system includes a transfer chamber; and one or more devices coupled to the transfer chamber for material deposition according to any of the embodiments described herein.
[0012]일 실시예에 따르면, 진공 챔버에서의 기판 프로세싱 방법이 제공된다. 방법은, 기판을 지지하는 지지 바디, 마스크 시스템 및 이동가능 차폐 조립체를 본질적으로 수직 프로세싱 배향으로 소스 조립체를 지나서 병진시키는 단계; 고정 차폐 조립체를 이용하여 적어도 이동가능 차폐 조립체를 차폐하는 단계; 및 소스 조립체를 이용하여 기판 상에 재료들을 증착하는 단계를 포함한다.[0012] According to one embodiment, a method of processing a substrate in a vacuum chamber is provided. The method comprises translating a support body supporting a substrate, a mask system, and a movable shield assembly past a source assembly in an essentially vertical processing orientation; shielding at least the movable shield assembly using a fixed shield assembly; and depositing materials on the substrate using the source assembly.
[0013]도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 재료 증착을 위한 장치의 개략적인 단면도를 도시하고;
[0014]도 2a 내지 도 2c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 재료 증착을 위한 장치의 개략적인 평면도들을 도시하고, 진공 챔버 내의 컴포넌트들, 예컨대, 진공 챔버의 내부 벽들에 대한 차폐 개념을 예시하고;
[0015]도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 재료 증착을 위한 장치에 대한 차폐 개념의 개략도를 도시하고;
[0016]도 4는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 재료 증착을 위한 장치에 대한 차폐 개념의 추가적인 개략도를 도시하고, 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따른 차폐 경로를 예시하고;
[0017]도 5는 적어도 증착 장치를 포함하는 프로세싱 시스템을 개략적으로 도시하고; 그리고
[0018]도 6은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 진공 챔버에서의 하나 이상의 기판 프로세싱 방법들을 예시하는 흐름도를 도시한다.[0013] FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for material deposition according to embodiments of the present disclosure;
[0014] FIGS. 2A to 2C illustrate schematic plan views of an apparatus for material deposition according to embodiments of the present disclosure, and illustrate a shielding concept for components within a vacuum chamber, e.g., inner walls of the vacuum chamber;
[0015] FIG. 3 is a schematic diagram of a shielding concept for a device for material deposition according to embodiments of the present disclosure;
[0016] FIG. 4 illustrates an additional schematic of a shielding concept for a device for material deposition according to embodiments of the present disclosure, and illustrates a shielding path according to some embodiments described herein;
[0017] Figure 5 schematically illustrates a processing system including at least a deposition device; and
[0018] FIG. 6 depicts a flowchart illustrating one or more substrate processing methods in a vacuum chamber according to embodiments of the present disclosure.
[0019]이제, 본 개시내용의 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 이러한 다양한 실시예들의 일부 예들이 도면들에 예시된다.[0019] Now, various embodiments of the present disclosure will be referred to in detail, and some examples of these various embodiments are illustrated in the drawings.
[0020]본원에서 설명되는 장치들 및 시스템들은, 특히 1 ㎡ 이상의 표면을 가질 수 있는 대면적 기판들을 이동시키고 프로세싱하도록 구성된다. "기판"이라는 용어는 특히, 디스플레이 제조를 위한 유리 기판들과 같은 기판들을 포괄할 수 있고, 또한 웨이퍼들, 사파이어와 같은 투명 결정의 슬라이스들 등과 같은 기판들을 포괄할 수 있다. 그러나, "기판"이라는 용어는, 예컨대 포일(foil) 또는 웨브(web)와 같은, 비가요성이거나 또는 가요성일 수 있는 다른 기판들을 포괄할 수 있다. 기판은 재료 증착에 적절한 임의의 재료에 의해 형성될 수 있다.[0020] The devices and systems described herein are configured to move and process large-area substrates, particularly those having a surface area of 1 m2 or more. The term "substrate" may encompass, inter alia, substrates such as glass substrates for display manufacturing, and may also encompass substrates such as wafers, slices of transparent crystals such as sapphire, and the like. However, the term "substrate" may encompass other substrates, which may be inflexible or flexible, such as a foil or a web. The substrate may be formed of any material suitable for material deposition.
[0021]본 개시내용의 실시예들은, 증착 동안 기판의 양방향 측방향 이동을 포함하는, 특히 PVD 애플리케이션에 대한 차폐 개념에 관한 것이다. 재료 증착 시스템에서, 차폐는 측면 증착(side deposition), 즉, 코팅될 기판 이외의 진공 챔버 내의 컴포넌트들 또는 챔버 컴포넌트들의 증착으로부터 장비를 보호하는 데 유익하다. 측면 증착은 빈번한 유지보수 사이클들을 초래할 수 있다. 측면 증착의 감소는 유지보수 사이클들 사이의 시간 기간을 증가시킬 수 있고, 이에 따라, 재료 증착을 위한 장치의 스루풋을 증가시킬 수 있다. 추가로, 입자 생성을 증가시킬 수 있는 측면 증착이 감소될 수 있다. 또 추가로, 유지보수 단계에서 세정되어야 할 컴포넌트들의 수가 감소될 수 있다. 본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 양방향 측방향 이동은 예컨대 액추에이터에 의해 제공된다. 양방향 측방향 이동은 증착 동안 층 균일성을 개선할 수 있다. 차폐 개념이 제공되며, 여기서, 차폐 시스템은 이동가능 차폐 조립체 및 정적 차폐 조립체로 분할된다.[0021] Embodiments of the present disclosure relate to a shielding concept, particularly for PVD applications, that includes bidirectional lateral movement of a substrate during deposition. In a material deposition system, shielding is beneficial for protecting the equipment from side deposition, i.e., deposition of components or chamber components within a vacuum chamber other than the substrate to be coated. Side deposition can result in frequent maintenance cycles. Reducing side deposition can increase the time between maintenance cycles, thereby increasing the throughput of the device for material deposition. Additionally, side deposition, which can increase particle generation, can be reduced. Still further, the number of components that need to be cleaned during maintenance steps can be reduced. According to some embodiments of the present disclosure, the bidirectional lateral movement is provided, for example, by an actuator. The bidirectional lateral movement can improve layer uniformity during deposition. A shielding concept is provided, wherein the shielding system is divided into a movable shield assembly and a static shield assembly.
[0022]도 1은 기판(190) 상의 재료 증착을 위한 장치(100)의 개략도를 도시한다. 기판은 진공 챔버(110) 내부의 프로세싱 영역(131)에 대해 이동된다. 도 1은 재료 증착 소스(120)를 도시한다. 특히, 재료 증착 소스(120)는 회전가능 스퍼터 캐소드들과 같은 캐소드들의 어레이의 스퍼터 캐소드이다. 프로세싱 영역(131)은 재료 증착 소스(120)의 전방의 영역에 제공된다. 재료 증착 소스는 기판을 프로세싱하기 위한 그리고 특히 기판의 하나의 표면을 프로세싱하기 위한 캐소드 어레이의 캐소드일 수 있다.[0022] Fig. 1 illustrates a schematic diagram of an apparatus (100) for material deposition on a substrate (190). The substrate is moved relative to a processing region (131) within a vacuum chamber (110). Fig. 1 illustrates a material deposition source (120). In particular, the material deposition source (120) is a sputter cathode of an array of cathodes, such as rotatable sputter cathodes. A processing region (131) is provided in an area in front of the material deposition source (120). The material deposition source may be a cathode of a cathode array for processing a substrate, and in particular for processing one surface of the substrate.
[0023]소스들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 배출된 재료(130)를 제공할 수 있다. 기판(190) 상의 재료 증착을 위한 장치(100)는 진공 챔버(110)를 포함한다. 기판(190)은 지지 바디(140)에 의해 지지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 바디(140)는 지지 표면(144)을 포함할 수 있다. 지지 바디(140)는 진공 챔버(110) 내부에 위치된다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 장치는 지지 표면(144)에 커플링된 샤프트(142)를 포함한다. 지지 바디(140)는 지지 표면(144) 및 지지 표면(144)에 커플링된 샤프트(142)를 포함할 수 있다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 샤프트는 진공 챔버(110) 외부로 연장된다. 일부 실시예들에서, 샤프트(142)는 중공 튜브이다. 예컨대, 케이블들 및/또는 파이프들이 중공 튜브에 제공될 수 있다.[0023] The sources can provide the discharged material (130), as illustrated in FIG. 1. The apparatus (100) for material deposition on a substrate (190) includes a vacuum chamber (110). The substrate (190) can be supported by a support body (140). In some embodiments, the support body (140) can include a support surface (144). The support body (140) is positioned inside the vacuum chamber (110). According to embodiments of the present disclosure, the apparatus includes a shaft (142) coupled to the support surface (144). The support body (140) can include the support surface (144) and the shaft (142) coupled to the support surface (144). According to embodiments of the present disclosure, the shaft extends outside the vacuum chamber (110). In some embodiments, the shaft (142) is a hollow tube. For example, cables and/or pipes may be provided in a hollow tube.
[0024]지지 바디(140)는 복수의 엘리먼트들, 이를테면, 지지 표면(144), 샤프트(142), 클램프들(146) 등을 포함할 수 있다. 진공 챔버(110) 내부에는, 특히 기판 상으로의 재료 증착 동안, 진공 상태(condition)(V)가 제공될 수 있다. 진공 챔버(110) 외부에는, 대기 상태들(A)이 제공될 수 있다.[0024] The support body (140) may include a plurality of elements, such as a support surface (144), a shaft (142), clamps (146), etc. Inside the vacuum chamber (110), a vacuum condition (V) may be provided, particularly during material deposition onto a substrate. Outside the vacuum chamber (110), atmospheric conditions (A) may be provided.
[0025]재료 증착을 위한 장치(100)는, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 증착 소스들의 어레이를 따라 기판을 이동시키기 위한 적어도 제1 구동부 또는 제1 액추에이터를 더 포함한다. 추가로, 도 1에 예시된 바와 같이, 지지 바디(140)를 각도(150)만큼 이동시키기 위한 제2 구동부 또는 제2 액추에이터가 제공된다. 제2 액추에이터는 로딩 배향, 즉, 기판이 지지 바디로부터 언로딩 및/또는 로딩되는 배향으로부터 지지 바디를 이동시킨다. 로딩 배향은 비-수직 배향, 즉, 본질적으로 수평 배향이다. 제2 액추에이터는 로딩 배향과 프로세싱 배향 사이에서 지지 바디를 이동시킨다. 프로세싱 배향은 도 1에서 파선-점선(dash-dotted line)들로 도시된다. 프로세싱 배향은 비-수평 배향, 즉, 본질적으로 수직 배향이다.[0025] The apparatus (100) for material deposition further comprises at least a first drive or first actuator for moving a substrate along an array of deposition sources as illustrated in FIGS. 2A to 2C. Additionally, a second drive or second actuator is provided for moving a support body (140) by an angle (150), as illustrated in FIG. 1. The second actuator moves the support body from a loading orientation, i.e., an orientation in which a substrate is unloaded and/or loaded from the support body. The loading orientation is a non-vertical orientation, i.e., an essentially horizontal orientation. The second actuator moves the support body between a loading orientation and a processing orientation. The processing orientation is illustrated in FIG. 1 by dash-dotted lines. The processing orientation is a non-horizontal orientation, i.e., an essentially vertical orientation.
[0026]본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 본질적으로 수직 또는 본질적으로 수평 배향은 수직 또는 수평 배향으로부터 각각 +- 15°만큼 벗어날 수 있다.[0026] According to some embodiments that may be combined with other embodiments described herein, the essentially vertical or essentially horizontal orientation may deviate from the vertical or horizontal orientation by +- 15°, respectively.
[0027]본 개시내용의 일부 실시예들에서, 하나 이상의 증착 소스들은 재료 증착 동안 진공 챔버에 대해 고정된 상태로 유지될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들에서, 예컨대 데카르트 좌표계의 y 축은 통상적으로, 수직 배향 또는 본질적으로 수직(수직 +-15°) 배향으로 배향된다.[0027] In some embodiments of the present disclosure, one or more deposition sources may be maintained fixed relative to the vacuum chamber during material deposition. In embodiments of the present disclosure, for example, the y-axis of a Cartesian coordinate system is typically oriented vertically or essentially vertically (+-15° vertical).
[0028]도 1은 지지 바디(140)의 지지 표면(144) 상에서 지지되는 기판(190)을 도시한다. 기판(190)은 마스크 시스템(145)에 의해 부분적으로 커버된다. 마스크 시스템(145)은 기판(190)의 에지 부분을 커버하는 에지 배제 마스크를 포함할 수 있다. 예컨대, 기판, 예컨대, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판의 0.3 mm 내지 수 mm의 에지가, 기판의 둘레 상의 재료 증착을 방지하기 위해, 에지 배제 마스크에 의해 커버될 수 있다.[0028] FIG. 1 illustrates a substrate (190) supported on a support surface (144) of a support body (140). The substrate (190) is partially covered by a mask system (145). The mask system (145) may include an edge exclusion mask that covers an edge portion of the substrate (190). For example, an edge of 0.3 mm to several mm of a substrate, e.g., a large-area substrate for display manufacturing, may be covered by the edge exclusion mask to prevent material deposition on the periphery of the substrate.
[0029]본원에서 설명되는 실시예들은, 특히, 예컨대 대면적 기판들 상의 디스플레이 제조용 재료들의 증착에 관한 것이다. 일부 실시예들에 따르면, 하나 이상의 기판들을 지지하는 대면적 기판들 또는 캐리어들은 적어도 0.5 m²의 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 증착 시스템은 대면적 기판들, 이를테면, 약 1.4 m² 기판들(1.1 m x 1.3 m)에 대응하는 GEN 5, 약 2.7 m²(1.5 m x 약 1.8 m)에 대응하는 GEN 6, 약 4.29 m² 기판들(1.95 m x 2.2 m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.7 m² 기판들(2.2 m x 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어 약 8.7 m² 기판들(2.85 m x 3.05 m)에 대응하는 GEN 10의 기판들을 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 훨씬 더 큰 세대들, 이를테면, GEN 11 및 GEN 12 그리고 대응하는 기판 면적(substrate area)들이 유사하게 구현될 수 있다. 또 추가적인 구현들에 따르면, 위에서 언급된 기판 세대들의 절반 크기들이 프로세싱될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 반도체 웨이퍼들이 본 개시내용에 따른 증착 시스템들에서 프로세싱 및 코팅될 수 있다.[0029] Embodiments described herein relate, inter alia, to the deposition of display manufacturing materials on, for example, large area substrates. According to some embodiments, the large area substrates or carriers supporting one or more substrates can have a size of at least 0.5 m². For example, the deposition system can be configured to process large area substrates, such as GEN 5 corresponding to about 1.4 m² substrates (1.1 m x 1.3 m), GEN 6 corresponding to about 2.7 m² (1.5 m x about 1.8 m), GEN 7.5 corresponding to about 4.29 m² substrates (1.95 m x 2.2 m), GEN 8.5 corresponding to about 5.7 m² substrates (2.2 m x 2.5 m), or even GEN 10 corresponding to about 8.7 m² substrates (2.85 m x 3.05 m). Much larger generations, such as GEN 11 and GEN 12, and corresponding substrate areas can be similarly implemented. Further implementations may also process substrates half the size of the aforementioned substrate generations. Alternatively or additionally, semiconductor wafers may be processed and coated in deposition systems according to the present disclosure.
[0030]클램프들(146)은 기판(190)을 지지 바디(140)에 홀딩한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 기판(190)은 지지 바디, 예컨대, 지지 바디 상의 핀 어레이 상에 로딩될 수 있다. 기판은 지지 바디(140)에 대해 그리고 이에 따라 마스크 시스템(145)에 대해 정렬될 수 있다. 그 후, 기판(190)은 클램프들(146)을 이용하여 지지 바디에 클램핑될 수 있다. 프로세싱을 위해, 기판은 로딩 배향, 즉, 본질적으로 수평 배향으로부터 프로세싱 배향, 즉, 본질적으로 수직 배향으로 각도(150)만큼 이동된다. 프로세싱 배향에서, 기판은 프로세싱 영역(131)에, 예컨대, 하나 이상의 재료 증착 소스들(120)의 전방에 제공된다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 이동가능 차폐 조립체(160)가 진공 챔버(110) 내에 제공된다. 추가로, 고정 차폐 조립체(170)가 진공 챔버(110) 내에 제공된다.[0030] Clamps (146) hold a substrate (190) to a support body (140). According to some embodiments that may be combined with other embodiments described herein, the substrate (190) may be loaded onto the support body, e.g., a pin array on the support body. The substrate may be aligned with respect to the support body (140) and thus with respect to the mask system (145). The substrate (190) may then be clamped to the support body using clamps (146). For processing, the substrate is moved by an angle (150) from a loading orientation, i.e., an essentially horizontal orientation, to a processing orientation, i.e., an essentially vertical orientation. In the processing orientation, the substrate is provided in a processing region (131), e.g., in front of one or more material deposition sources (120). According to embodiments of the present disclosure, a movable shield assembly (160) is provided within the vacuum chamber (110). Additionally, a fixed shield assembly (170) is provided within the vacuum chamber (110).
[0031]도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 지지 바디(140), 마스크 시스템(145) 및 이동가능 차폐 조립체(160)는, 하나 이상의 재료 증착 소스들(120)에 대해 지지 바디, 마스크 시스템 및 이동가능 차폐 조립체를 이동시키기 위한 제1 액추에이터에 커플링된다. 정적 차폐 조립체(170)는 진공 챔버(110) 내에서 정적으로 유지된다. 이동가능 차폐 조립체(160) 및 정적 차폐 조립체(170)는 진공 챔버의 내부 표면들 상의 그리고/또는 진공 챔버(110) 내에 제공된 다른 컴포넌트들 상의 재료의 증착을 감소시키거나 또는 방지하기 위해 제공된다.[0031] As illustrated in FIGS. 2A-2C, the support body (140), the mask system (145), and the movable shield assembly (160) are coupled to a first actuator for moving the support body, the mask system, and the movable shield assembly relative to one or more material deposition sources (120). The static shield assembly (170) is statically maintained within the vacuum chamber (110). The movable shield assembly (160) and the static shield assembly (170) are provided to reduce or prevent deposition of material on interior surfaces of the vacuum chamber and/or on other components provided within the vacuum chamber (110).
[0032]일 실시예에 따르면, 재료 증착을 위한 장치(100)가 제공된다. 재료 증착을 위한 장치는 프로세싱 영역을 갖는 진공 챔버(110), 및 진공 챔버(110) 내에 기판을 홀딩하기 위한 지지 바디(140)를 포함한다. 지지 바디 상에서 지지되는 기판을 마스킹하도록 구성된 마스크 시스템이 제공된다. 이동가능 차폐 조립체 및 정적 차폐 조립체가 진공 챔버 내에 제공된다. 정적 차폐 조립체는 진공 챔버에 대해 고정 포지션에 제공된다. 제1 액추에이터가 지지 바디의 프로세싱 배향으로 지지 바디, 마스크 시스템 및 이동가능 차폐 조립체에 커플링되며, 제1 액추에이터는 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서 지지 바디, 마스크 시스템 및 이동가능 차폐 조립체를 이동시키도록 구성된다. 제2 액추에이터가 로딩 배향으로부터 프로세싱 배향으로 일정 각도만큼 지지 바디를 이동시키도록 구성된다.[0032] According to one embodiment, an apparatus (100) for material deposition is provided. The apparatus for material deposition includes a vacuum chamber (110) having a processing region, and a support body (140) for holding a substrate within the vacuum chamber (110). A mask system configured to mask a substrate supported on the support body is provided. A movable shield assembly and a static shield assembly are provided within the vacuum chamber. The static shield assembly is provided in a fixed position relative to the vacuum chamber. A first actuator is coupled to the support body, the mask system, and the movable shield assembly in a processing orientation of the support body, the first actuator being configured to move the support body, the mask system, and the movable shield assembly between a first position and a second position. A second actuator is configured to move the support body by an angle from a loading orientation to a processing orientation.
[0033]본 개시내용의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 제2 액추에이터는 본질적으로 수평 로딩 배향으로부터 본질적으로 수직 프로세싱 배향으로 일정 각도만큼 지지 바디를 이동시키도록 구성된다. 일부 추가적인 부가적인 또는 대안적인 구현들에 따르면, 프로세싱 배향에서, 마스크 시스템은 지지 바디와 이동가능 차폐부 사이에 배치되고, 이동가능 차폐부는 마스크 시스템과 정적 차폐부 사이에 배치된다. 예컨대 하나 이상의 재료 증착 소스들(120)을 포함하는 소스 조립체가 진공 챔버에 제공된다. 프로세싱 배향에서, 정적 차폐부는 이동가능 차폐부와 소스 조립체 사이에 배치된다. 예컨대, 소스 조립체는 회전가능 스퍼터 캐소드들의 어레이를 포함한다. 어레이는 진공 챔버 내에 고정되어 있을 수 있고, 그리고/또는 회전가능 스퍼터 캐소드들에서의 마그네트론 조립체들이 진공 챔버 내에 고정되어 있다.[0033] According to some embodiments that may be combined with other embodiments of the present disclosure, the second actuator is configured to move the support body by an angle from an essentially horizontal loading orientation to an essentially vertical processing orientation. According to some further additional or alternative implementations, in the processing orientation, the mask system is disposed between the support body and the movable shield, and the movable shield is disposed between the mask system and the static shield. For example, a source assembly including one or more material deposition sources (120) is provided in a vacuum chamber. In the processing orientation, the static shield is disposed between the movable shield and the source assembly. For example, the source assembly includes an array of rotatable sputter cathodes. The array may be fixed within the vacuum chamber, and/or the magnetron assemblies in the rotatable sputter cathodes are fixed within the vacuum chamber.
[0034]도 2a는 재료 증착 소스들(120)의 어레이에 대해 센터링된 포지션에서 기판(190)을 지지하는 지지 바디(140)를 도시한다. 재료 증착 소스(120)는 회전가능 스퍼터 캐소드들, 예컨대, 마그네트론(도시되지 않음)의 자기장 주위에서 회전하는 원통형 타깃을 갖는 스퍼터 캐소드들의 어레이일 수 있다. 예컨대, 마그네트론들은 진공 챔버(110)에 대해 정적일 수 있고, 재료 증착 소스들(120)로부터의 재료를 기판(190)을 향해 지향시킬 수 있다. 재료 증착 소스들(120) 사이의 거리에 기반하여, 기판(190) 상에 증착되는 층의 불균일성이 발생할 수 있다. 이는 무라로 지칭될 수 있다. 무라를 감소시키기 위해, 즉, 층 균일성을 증가시키기 위해, 기판은 재료 증착 소스들(120)을 따라 이동될 수 있다. 이는 도 2b 및 도 2c에 예시적으로 도시된다.[0034] FIG. 2A illustrates a support body (140) supporting a substrate (190) in a centered position relative to an array of material deposition sources (120). The material deposition sources (120) may be an array of rotatable sputter cathodes, for example, sputter cathodes having a cylindrical target that rotates around the magnetic field of a magnetron (not shown). For example, the magnetrons may be stationary relative to the vacuum chamber (110) and direct material from the material deposition sources (120) toward the substrate (190). Based on the distance between the material deposition sources (120), non-uniformity in the layer deposited on the substrate (190) may occur. This may be referred to as mura. To reduce mura, i.e., to increase layer uniformity, the substrate may be translated relative to the material deposition sources (120). This is exemplarily illustrated in FIGS. 2B and 2C.
[0035]도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 정적 차폐 조립체(170)는 진공 챔버(110)에 대해, 즉, 진공 챔버(110)의 벽들에 대해 고정되어 있다. 정적 차폐 조립체(170)는 원하지 않는 컴포넌트들 상의 증착 재료의 코팅을 방지한다. 이동가능 차폐 조립체(160)는 정적 차폐 조립체(170) 뒤로 연장된다. 이동가능 차폐 조립체(160)는 또한, 원하지 않는 컴포넌트들 상의 증착 재료의 코팅을 방지한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 지지 바디(140)는 제1 포지션, 예컨대, 도 2b에 도시된 바와 같은 좌측 포지션으로 이동될 수 있다. 이동가능 차폐 조립체(160)의 좌측 부분은 정적 차폐 조립체(170) 뒤로 이동한다. 도 2b의 우측에 이동가능 차폐 조립체(160) 없이 발생할 갭은, 지지 바디(140)가 좌측에 제공되는 동안, 진공 챔버의 컴포넌트들의 코팅을 방지한다.[0035] A static shield assembly (170) as shown in FIGS. 2A to 2C is fixed to the vacuum chamber (110), i.e., to the walls of the vacuum chamber (110). The static shield assembly (170) prevents coating of the deposition material on unwanted components. The movable shield assembly (160) extends behind the static shield assembly (170). The movable shield assembly (160) also prevents coating of the deposition material on unwanted components. As shown in FIG. 2B, the support body (140) can be moved to a first position, e.g., a left position as shown in FIG. 2B. The left portion of the movable shield assembly (160) moves behind the static shield assembly (170). The gap that would occur without the movable shield assembly (160) on the right side of FIG. 2b prevents coating of components in the vacuum chamber while the support body (140) is provided on the left side.
[0036]지지 바디(140)는 제2 포지션, 예컨대, 도 2c에 도시된 바와 같은 우측 상의 포지션으로 이동될 수 있다. 이동가능 차폐 조립체(160)의 우측 부분은 정적 차폐 조립체(170) 뒤로 이동한다. 도 2c의 좌측에 이동가능 차폐 조립체(160) 없이 발생할 갭은, 지지 바디(140)가 우측에 제공되는 동안, 진공 챔버의 컴포넌트들의 코팅을 방지한다.[0036] The support body (140) can be moved to a second position, for example, the upper right position as shown in FIG. 2C. The right portion of the movable shield assembly (160) moves behind the static shield assembly (170). The gap that would occur without the movable shield assembly (160) on the left side of FIG. 2C prevents coating of components of the vacuum chamber while the support body (140) is provided on the right side.
[0037]본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 제1 액추에이터는 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서의 지지 바디, 마스크 시스템 및 이동가능 차폐 조립체의 양방향 측방향 이동을 위해 구성된다.[0037] According to some embodiments that may be combined with other embodiments described herein, the first actuator is configured for bidirectional lateral movement of the support body, the mask system and the movable shield assembly between a first position and a second position.
[0038]도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른 차폐 조립체들의 개략적인 사시도를 도시한다. 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이, 정적 차폐 조립체(170)는 하나 이상의 부분들을 포함할 수 있다. 고정 측 차폐 조립체는 홀딩 유닛(270)에 의해 진공 챔버에 부착될 수 있다. 마스크 시스템(145)은 에지 배제 마스크(345) 및 마스크 지지부(347)를 포함할 수 있다. 이동가능 차폐 조립체(160)는, 도 2a 내지 도 2c에서 또한 표시된 바와 같이, 마스크 시스템의 일 측, 특히, 양 측들에 제공될 수 있다. 이에 따라서, 이동가능 차폐 조립체(160)의 제1 부분은 마스크 시스템의 제1 측에 제공될 수 있다. 이동가능 차폐 조립체(160)의 제2 부분(도 3에 도시되지 않음)이 마스크 시스템의 대향 측에 제공될 수 있다. 이동가능 차폐 조립체(160)의 제1 부분과 이동가능 차폐 조립체(160)의 제2 부분 사이의 영역에서, 마스크 시스템(145)은 정적 차폐 조립체(170)를 향할 수 있다. 마스크 시스템(145)과 정적 차폐 조립체(170) 사이의 갭(240)이 이동가능 차폐 조립체의 제1 부분과 제2 부분 사이에 제공될 수 있다. 갭(240)은 래버린스(labyrinth) 형상을 형성하기 위해 하나 이상의 경사(angled) 부분들을 가질 수 있다. 래버린스 형상은 챔버 컴포넌트들의 측면 증착을 감소시키거나 또는 방지할 수 있다. 재료 증착 소스로부터의 재료는 하나 이상의 경사 부분들을 갖는 갭(240)의 래버린스 형상을 통해 이동할 가능성이 더 적을 수 있다. 본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 측면 증착이 감소될 수 있다. 또 추가로, 갭(240)은 측방향 양방향 이동 동안 마스크 시스템과 정적 차폐 조립체(170) 사이에 클리어런스(clearance)를 제공한다. 마찰에 의한 입자 생성이 감소되거나 또는 회피될 수 있다.[0038] FIG. 3 illustrates a schematic perspective view of shielding assemblies according to embodiments of the present disclosure. As exemplarily illustrated in FIG. 3, a static shielding assembly (170) may include one or more parts. A fixed-side shielding assembly may be attached to a vacuum chamber by a holding unit (270). A mask system (145) may include an edge exclusion mask (345) and a mask support (347). A movable shielding assembly (160) may be provided on one side, or in particular, both sides, of the mask system, as also illustrated in FIGS. 2A-2C. Accordingly, a first part of the movable shielding assembly (160) may be provided on a first side of the mask system. A second part (not illustrated in FIG. 3) of the movable shielding assembly (160) may be provided on an opposite side of the mask system. In the region between the first portion of the movable shield assembly (160) and the second portion of the movable shield assembly (160), the mask system (145) can face the static shield assembly (170). A gap (240) between the mask system (145) and the static shield assembly (170) can be provided between the first portion and the second portion of the movable shield assembly. The gap (240) can have one or more angled portions to form a labyrinth shape. The labyrinth shape can reduce or prevent lateral deposition of chamber components. Material from a material deposition source can be less likely to migrate through the labyrinth shape of the gap (240) having one or more angled portions. According to some embodiments of the present disclosure, lateral deposition can be reduced. Additionally, the gap (240) provides clearance between the mask system and the static shield assembly (170) during lateral bidirectional movement. Particle generation due to friction can be reduced or avoided.
[0039]본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 이동가능 차폐 조립체는 마스크 시스템의 제1 측에 제공되는 제1 부분 및 마스크 시스템의 제2 측에 제공되는 제2 부분을 포함하며, 제2 측은 제1 측에 대향하는데, 특히, 제2 측은 제1 측에 수평으로 대향한다.[0039] According to some embodiments that may be combined with other embodiments described herein, the movable shield assembly includes a first portion provided on a first side of the mask system and a second portion provided on a second side of the mask system, the second side being opposite the first side, and in particular, the second side being horizontally opposite the first side.
[0040]도 4는 이동가능 차폐 조립체의 제1 부분과 중간 이동가능 차폐 조립체의 제2 부분 사이의, 본 개시내용의 실시예들에 따른 차폐 어레인지먼트(arrangement)의 측면도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에 따르면, 정적 차폐 조립체는 여러 부분들, 예컨대, 제1 정적 차폐부(372) 및 제2 정적 차폐부(374)를 포함할 수 있다. 도 4에 예시된 마스크 시스템과 정적 차폐 조립체 사이의 갭(240)은 래버린스 형상을 형성하기 위한 5 개의 각이 진 부분(angular portion)들을 포함한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 2 개 이상의 각이 진 부분들 또는 만곡 부분들이 갭에 제공될 수 있다.[0040] FIG. 4 illustrates a side view of a shielding arrangement according to embodiments of the present disclosure between a first portion of a movable shield assembly and a second portion of an intermediate movable shield assembly. As illustrated in FIG. 4 , in some embodiments, the static shield assembly may include several portions, such as a first static shield portion (372) and a second static shield portion (374). The gap (240) between the mask system and the static shield assembly illustrated in FIG. 4 includes five angular portions to form a labyrinth shape. In some embodiments that may be combined with other embodiments described herein, two or more angular portions or curved portions may be provided in the gap.
[0041]본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 이동가능 차폐 조립체가 제공되는 구역에서, 예컨대, 이동가능 차폐 조립체의 제1 부분에서, 이동가능 차폐 조립체가 마스크 시스템과 정적 차폐 조립체 사이에 제공될 수 있다. 이에 따라서, 마스크 시스템과 이동가능 차폐 조립체 사이에 제1 갭이 제공되고, 이동가능 차폐 조립체와 정적 차폐 조립체 사이에 제2 갭이 제공된다. 제1 갭 및 제2 갭은 도 3 및 도 4와 관련하여 예시된 바와 같이 래버린스 형상을 갖도록 제공될 수 있다.[0041] According to some embodiments that may be combined with other embodiments described herein, in an area where a movable shield assembly is provided, for example, in a first portion of the movable shield assembly, the movable shield assembly may be provided between a mask system and a static shield assembly. Accordingly, a first gap is provided between the mask system and the movable shield assembly, and a second gap is provided between the movable shield assembly and the static shield assembly. The first gap and the second gap may be provided to have a labyrinth shape, as illustrated in relation to FIGS. 3 and 4 .
[0042]본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 마스크 시스템과 정적 차폐 조립체 사이에 갭이 제공되고, 제1 갭은 적어도 2 개의 경사 섹션들 또는 만곡 섹션들을 포함한다. 추가적인 부가적인 또는 대안적인 구현들에 따르면, 이동가능 차폐 조립체와 정적 차폐 조립체 사이에 제2 갭이 제공되고, 제2 갭은 적어도 2 개의 경사 섹션들 또는 만곡 섹션들을 포함한다.[0042] According to some embodiments that may be combined with other embodiments described herein, a gap is provided between the mask system and the static shield assembly, the first gap including at least two inclined sections or curved sections. According to further additional or alternative implementations, a second gap is provided between the movable shield assembly and the static shield assembly, the second gap including at least two inclined sections or curved sections.
[0043]도 1로 다시 돌아가면, 코팅 프로세스는, 기판이 도 1에서 파선들로 도시된 수직 배향을 가질 때 수행되며, 재료 증착 소스(120)가 또한 수직 배향을 갖고 기판의 전방에 포지셔닝되는데, 예컨대, 수직으로 배향된 캐소드 어레이는 수직으로 배향된 기판의 전방에 그리고 이러한 수직으로 배향된 기판에 평행하게 포지셔닝된다. 기판(190)은 진공 챔버의 개구를 통해 수평 포지션으로 진공 챔버 내로 도입될 수 있다. 지지 바디(140) 및/또는 지지 바디(140)의 지지 표면(144)은 상기 개구를 통해 수평 포지션으로 기판(190)을 수용한다. 기판(190)은 지지 바디(140)에 의해 지지되고, 예컨대, 특히 기판의 에지들에서 지지 바디 상에 기판(190)을 고정시키기 위해서 에지들에 클램프들(146)이 존재할 수 있다. 제2 액추에이터(164)는, 지지 바디 및 지지 바디 상에 포지셔닝된 기판이 진공 챔버 내부에서 진공 챔버(110)의 프로세싱 영역(131)에 수직으로 배향될 때까지 이러한 기판과 함께 지지 바디를 회전시킬 수 있거나 또는 지지 바디를 일정 각도만큼 이동시킬 수 있다. 재료 증착 프로세스 동안, 제1 액추에이터(264)(예컨대, 도 2b 참조)는 지지 바디를 기판과 함께 병진시켜서, 캐소드 어레이의 전방에서 기판과 함께 지지 바디를 스위핑(sweeping)한다. 일부 실시예들에서, 이러한 스위핑은 도 1에 도시된 평면형 섹션에 직각으로(perpendicularly) 발생한다. 스위핑 병진 이동으로, 더 균일한 재료 증착이 획득되고, 무라의 존재가 최소화되거나 또는 감소된다.[0043] Returning to FIG. 1, the coating process is performed when the substrate has a vertical orientation as shown by the dashed lines in FIG. 1, and the material deposition source (120) also has a vertical orientation and is positioned in front of the substrate, for example, the vertically oriented cathode array is positioned in front of and parallel to the vertically oriented substrate. The substrate (190) can be introduced into the vacuum chamber in a horizontal position through an opening in the vacuum chamber. The support body (140) and/or the support surface (144) of the support body (140) receive the substrate (190) in a horizontal position through the opening. The substrate (190) is supported by the support body (140), and clamps (146) may be present at the edges, for example, to secure the substrate (190) on the support body, particularly at the edges of the substrate. The second actuator (164) can rotate the support body together with the substrate until the support body and the substrate positioned on the support body are oriented vertically in the processing region (131) of the vacuum chamber (110) within the vacuum chamber, or can move the support body by an angle. During the material deposition process, the first actuator (264) (e.g., see FIG. 2B) translates the support body together with the substrate, thereby sweeping the support body together with the substrate in front of the cathode array. In some embodiments, this sweeping occurs perpendicularly to the planar section illustrated in FIG. 1. The sweeping translational movement results in a more uniform material deposition, and minimizes or reduces the presence of mura.
[0044]스퍼터링이 완료될 때, 스위핑 병진 이동이 정지되고, 기판을 갖는 지지 바디는 스퍼터링이 발생한 수직 배향으로부터 수평 배향으로 다시 회전된다. 이어서, 이러한 수평 배향으로부터, 프로세싱된 기판은 프로세싱 시스템의 다른 위치들로 이동될 수 있고, 특히 진공 챔버(110) 외부로 이동될 수 있다.[0044] When sputtering is complete, the sweeping translational movement is stopped, and the support body having the substrate is rotated back from the vertical orientation in which sputtering occurred to a horizontal orientation. From this horizontal orientation, the processed substrate can then be moved to other locations in the processing system, and in particular, moved out of the vacuum chamber (110).
[0045]본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 대안적인 실시예들에서, 도 1에 예시된 각도(150)만큼의 이동은 회전일 수 있을 뿐만 아니라, 진공 챔버(110)의 프로세싱 영역(131)에서의 기판(190)의 더 우수한 포지셔닝을 위한 어떤 병진 컴포넌트를 포함할 수 있다.[0045] In alternative embodiments that may be combined with other embodiments described herein, the movement by the angle (150) illustrated in FIG. 1 may not only be rotational, but may also include some translational component for better positioning of the substrate (190) in the processing area (131) of the vacuum chamber (110).
[0046]본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제1 액추에이터(264) 및 제2 액추에이터(164)는 진공 챔버(110) 외부에 포지셔닝될 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 바디(140)는 강체(rigid body)이다. 추가로, 샤프트(142)는, 고정된 그리고/또는 일정한 길이를 갖는 강체일 수 있다. 샤프트(142)는 프로세싱 영역(131)에 대해 기판을 이동시킬 수 있다. 지지 표면(144)은 특히 강체일 수 있다. 병진 이동 및 각도/회전 이동에 의한 이동 둘 모두는 샤프트(142)에 의해 지지 바디(140)에 전달될 수 있다. 진공 챔버(110) 내부의 이동 부품들의 수 및 연장뿐만 아니라 진공 챔버(110) 내부의 이동 부품들 사이의 마찰이 감소되거나 또는 최소화된다. 특히, 본 개시내용의 실시예들은, 캐리어가 진공 챔버를 통해 수송되는 인-라인 증착 시스템과 비교할 때, 감소된 입자 생성을 제공할 수 있다. 마찰로 인한 더 적은 마모되는 입자들 및/또는 재료가 진공 챔버(110) 내부에서 방출되고, 더 적은 오염으로 인해, 증착되는 재료 층의 품질이 개선된다. 진공 챔버(110) 내부의 부품들의 양(amount)이 감소된다.[0046] In some embodiments of the present disclosure, the first actuator (264) and the second actuator (164) can be positioned outside the vacuum chamber (110). In some embodiments, the support body (140) is a rigid body. Additionally, the shaft (142) can be a rigid body having a fixed and/or constant length. The shaft (142) can move the substrate relative to the processing region (131). The support surface (144) can be particularly rigid. Both translational and angular/rotational motions can be transmitted to the support body (140) by the shaft (142). The number and length of moving parts inside the vacuum chamber (110) as well as friction between moving parts inside the vacuum chamber (110) are reduced or minimized. In particular, embodiments of the present disclosure can provide reduced particle generation compared to in-line deposition systems in which the carrier is transported through a vacuum chamber. Fewer particles and/or materials are ejected from the vacuum chamber (110) due to friction, resulting in improved quality of the deposited material layer due to less contamination. The number of components within the vacuum chamber (110) is reduced.
[0047]일부 실시예들에서, 증착 장치는, 이동가능 차폐 조립체(160)를 지지하도록 구성된, 진공 챔버 내부의 자기 부상 시스템(180)을 더 포함한다. 상기 자기 부상 시스템(180)으로, 감소된 마찰로 인해, 프로세싱 챔버를 오염시킬 수 있는 마모되는 입자들의 수량(quantity)이 추가로 감소된다. 이동가능 차폐 조립체(160)는 지지 바디(140)와 함께 병진가능하도록 구성된다. 따라서, 이동가능 차폐 조립체(160)는, 무라를 방지하거나 또는 최소화하기 위해서 기판이 병진되고 있는 동안 기판 상으로의 재료 증착을 가능하게 하면서, 특히 진공 챔버(110) 내부의 부품들 상의 원하지 않는 재료 증착을 방지한다. 도 1은 이동가능 차폐 조립체(160) 및 지지 바디를 위한 가이드 시스템 또는 자기 부상 시스템(180)을 도시한다. 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 이동가능 차폐 조립체는 하부 측 또는 상부 측 중 하나, 특히, 하부 측에 가이드 시스템을 포함할 수 있다. 이에 따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 상부 측에 있는 가이드 시스템이 생략될 수 있다.[0047] In some embodiments, the deposition apparatus further comprises a magnetic levitation system (180) within the vacuum chamber configured to support the movable shield assembly (160). The magnetic levitation system (180) further reduces the quantity of abrasive particles that may contaminate the processing chamber due to reduced friction. The movable shield assembly (160) is configured to be translatable with the support body (140). Thus, the movable shield assembly (160) prevents unwanted material deposition on the substrate while the substrate is being translated to prevent or minimize mura, particularly on components within the vacuum chamber (110). FIG. 1 illustrates a guide system or magnetic levitation system (180) for the movable shield assembly (160) and the support body. According to some embodiments that may be combined with other embodiments, the movable shield assembly may include a guide system on either the lower side or the upper side, particularly on the lower side. Accordingly, the guide system on the upper side, as illustrated in FIG. 1, may be omitted.
[0048]일부 실시예들에서, 이동가능 차폐 조립체(160)는 선형 가이드들의 사용에 의해 지지 바디와 함께 병진가능하도록 구성된다. 정적 차폐 조립체(170)는 진공 챔버(110) 내에 고정되어 있고, 이동가능 차폐 조립체(160)와 하나 이상의 재료 증착 소스(120) 사이에 적어도 부분적으로 제공된다. 이동가능 차폐 조립체(160)가 병진 이동에 의해 지지 바디(140)와 함께 병진할 수 있는 한편, 정적 차폐 조립체(170)는 진공 챔버(110)에 대해 고정된다. 정적 차폐 조립체(170)는 프로세싱 영역(131) 외부의 원하지 않는 재료 증착을 추가로 감소시키거나 또는 최소화하도록 구성된다.[0048] In some embodiments, the movable shield assembly (160) is configured to be translatable with the support body by use of linear guides. The static shield assembly (170) is fixed within the vacuum chamber (110) and is provided at least partially between the movable shield assembly (160) and one or more material deposition sources (120). While the movable shield assembly (160) is translatable with the support body (140) by translational movement, the static shield assembly (170) is fixed with respect to the vacuum chamber (110). The static shield assembly (170) is configured to further reduce or minimize unwanted material deposition outside the processing region (131).
[0049]도 5는 본 개시내용에 따른, 재료 증착을 위한 하나 이상의 장치들을 포함하는 프로세싱 시스템(500)을 개략적으로 도시한다. 하나 이상의 증착 장치들은 기판 상의 재료의 증착을 위해 의도된다. 프로세싱 시스템(500)은 하나 이상의 증착 장치들에 커플링된 진공 이송 챔버(310)를 더 포함한다.[0049] FIG. 5 schematically illustrates a processing system (500) including one or more devices for material deposition, according to the present disclosure. The one or more deposition devices are intended for deposition of a material on a substrate. The processing system (500) further includes a vacuum transfer chamber (310) coupled to the one or more deposition devices.
[0050]재료 증착을 위한 하나 이상의 장치들은 본원에서 설명된 바와 같은 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터를 포함하는 모션 메커니즘(200)을 포함한다. 도 5는 추가로, 로드 록 챔버(320)를 도시한다. 진공 이송 챔버(310)는 로드 록 챔버(320)에 커플링된다. 진공 이송 챔버는 하나 이상의 진공 챔버들(110) 사이에서 그리고/또는 진공 챔버(110)와 로드 록 챔버 사이에서 개구들을 통해 기판들을 이동시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 진공 프로세싱 시스템(500)은 기판들의 보관과 같은 특정 추가 기능들을 수행하도록 배열된 하나 이상의 지원 챔버들(340)을 포함할 수 있다. 프로세싱 시스템은, 대기압 하에서 또는 비-진공 상태들(A) 하에서 기판을 수용하고 이어서 진공 상태들(V) 하에서 진공 이송 챔버 내로 기판을 이송하도록 구성되는 하나 이상의 로드 록 챔버들(320)을 포함할 수 있다. 그 반대로, 로드 챔버는 또한, 진공 상태(V) 하에서 이송 챔버로부터 기판을 수용하고 그리고 대기압 하에서 또는 비-진공 상태들(A) 하에서 상기 기판을 제공할 수 있다.[0050] One or more devices for material deposition include a motion mechanism (200) including a first actuator and a second actuator as described herein. FIG. 5 further illustrates a load lock chamber (320). A vacuum transfer chamber (310) is coupled to the load lock chamber (320). The vacuum transfer chamber can move substrates through openings between one or more vacuum chambers (110) and/or between the vacuum chamber (110) and the load lock chamber. In some embodiments, the vacuum processing system (500) can include one or more support chambers (340) arranged to perform certain additional functions, such as storage of substrates. The processing system can include one or more load lock chambers (320) configured to receive a substrate under atmospheric pressure or under non-vacuum conditions (A) and subsequently transfer the substrate into the vacuum transfer chamber under vacuum conditions (V). Conversely, the load chamber can also receive a substrate from the transfer chamber under vacuum conditions (V) and provide the substrate under atmospheric pressure or non-vacuum conditions (A).
[0051]기판이 프로세싱 시스템(500)의 진공 이송 챔버(310)로 이송되거나 또는 이러한 진공 이송 챔버(310)에 존재할 때, 로봇과 같은 메커니즘이, 프로세싱 및/또는 보관을 위해, 진공 이송 챔버(310)에 인접한 진공 챔버들(110)로 기판을 이송하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 보관은 하나 이상의 지원 챔버들(340)에서 발생할 수 있다. 기판은, 로봇 등을 이용하여 개구들을 통해 진공 이송 챔버(310)로부터 진공 챔버들(110)로 그리고/또는 지원 챔버들(340)로 이송된다.[0051] When a substrate is transferred to or remains in a vacuum transfer chamber (310) of a processing system (500), a mechanism, such as a robot, is configured to transfer the substrate to vacuum chambers (110) adjacent to the vacuum transfer chamber (310) for processing and/or storage. In some embodiments, storage may occur in one or more support chambers (340). The substrate is transferred from the vacuum transfer chamber (310) to the vacuum chambers (110) and/or to the support chambers (340) through openings, such as by a robot.
[0052]프로세싱 시스템(500)의 정상 동작 상태들에서, 로드 록 챔버들(320)을 제외하고, 프로세싱 시스템(500) 내부에서 진공 상태(V)가 유지되며, 여기서, 진공 상태들(V)로부터 대기 상태들 또는 비-진공 상태들(A)로의 그리고 그 반대로의 변화는, 프로세싱 시스템(500)의 다른 부분들 내의, 그리고 특히 프로세싱 시스템(500)의 진공 챔버들(110) 내의 그리고 진공 이송 챔버(310) 내의 진공(V)에 영향을 미치지 않으면서, 프로세싱 전에 또는 프로세싱 후에 기판을 삽입 및/또는 제거하기 위해서 가능하다.[0052] In normal operating conditions of the processing system (500), a vacuum state (V) is maintained inside the processing system (500), except for the load lock chambers (320), wherein a change from vacuum states (V) to atmospheric states or non-vacuum states (A) and vice versa is possible to insert and/or remove a substrate before or after processing without affecting the vacuum (V) in other parts of the processing system (500), and in particular, in the vacuum chambers (110) and in the vacuum transfer chamber (310) of the processing system (500).
[0053]일부 실시예들에서, 기판들은 수평 포지션으로 로드 록 챔버(320)를 통해 프로세싱 시스템(500) 내로 도입되고, 선택적으로, 프로세싱 시스템(500)의 진공 챔버들(110)에서의 프로세싱 전에 또는 프로세싱 후에 하나 이상의 지원 챔버들(340)에 일시적으로 수평으로 보관될 수 있다. 기판들은 하나 이상의 진공 챔버들(110) 사이에서 그리고/또는 프로세싱 시스템(500)의 지원 챔버(340)와 진공 챔버들(110) 사이에서 앞뒤로 이송될 수 있다. 하나 이상의 진공 챔버들(110)에서, 기판은 재료 증착을 위한 장치에 의한 재료 층의 증착을 위해 수평 포지션으로부터 수직 포지션으로 일정 각도(150)만큼 이동된다. 증착되는 재료의 더 균일한 층을 획득하기 위한 병진 이동에 의해 재료 증착 동안 기판이 스위핑되어서, 무라를 방지하거나 또는 감소시킨다. 증착 후에, 기판은 수평 포지션으로 다시 이송되고, 이어서, 프로세싱이 발생한 진공 챔버(110)로부터 진공 이송 챔버(310) 내로 다시 이동된다. 기판은 추가적인 진공 챔버(110) 내로, 지원 챔버(340) 내로 그리고/또는 로드 록 챔버(320) 내로 이송될 수 있으며, 로드 록 챔버(320)에서, 기판은 비-진공 상태들 또는 대기 상태들(A)로 다시 이송될 수 있다.[0053] In some embodiments, substrates are introduced into the processing system (500) through the load lock chamber (320) in a horizontal position and optionally can be temporarily stored horizontally in one or more support chambers (340) before or after processing in the vacuum chambers (110) of the processing system (500). The substrates can be transferred back and forth between the one or more vacuum chambers (110) and/or between the support chambers (340) and the vacuum chambers (110) of the processing system (500). In the one or more vacuum chambers (110), the substrate is translated from a horizontal position to a vertical position at an angle (150) for deposition of a material layer by the device for material deposition. The substrate is swept during material deposition by the translational movement to obtain a more uniform layer of deposited material, thereby preventing or reducing mura. After deposition, the substrate is transferred back to a horizontal position and then moved back into the vacuum transfer chamber (310) from the vacuum chamber (110) where processing occurred. The substrate may be transferred into an additional vacuum chamber (110), into a support chamber (340), and/or into a load lock chamber (320), where the substrate may be transferred back to non-vacuum conditions or atmospheric conditions (A).
[0054]도 6은 진공 챔버에서의 기판 프로세싱 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다. 방법은, 동작(602)에서, 기판을 지지하는 지지 바디, 마스크 시스템 및 이동가능 차폐 조립체를 본질적으로 수직 프로세싱 배향으로 소스 조립체를 지나서 병진시키는 단계를 포함한다. 동작(604)에서, 고정 차폐 조립체를 이용하여 적어도 하나의 이동가능 차폐 조립체가 차폐된다. 동작(606)에서, 증착 소스로 소스 조립체를 이용하여 기판 상에 재료가 증착된다.[0054] Figure 6 depicts a flow chart illustrating a method for processing a substrate in a vacuum chamber. The method includes, in operation (602), translating a support body supporting a substrate, a mask system, and a movable shield assembly past a source assembly in an essentially vertical processing orientation. In operation (604), at least one movable shield assembly is shielded using a fixed shield assembly. In operation (606), a material is deposited on the substrate using the source assembly as a deposition source.
[0055]본 개시내용의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 구현들에 따르면, 방법은, 지지 바디의 본질적으로 수평 로딩 배향으로 지지 바디 상에 기판을 로딩하는 단계를 포함한다. 추가로, 부가적으로 또는 대안적으로, 기판을 지지하는 지지 바디 및 마스크 시스템은 로딩 배향, 예컨대, 본질적으로 수평 배향으로부터 프로세싱 배향, 예컨대, 본질적으로 수직 배향으로 이동될 수 있다.[0055] According to some implementations that may be combined with other embodiments of the present disclosure, the method comprises loading a substrate onto a support body in an essentially horizontal loading orientation of the support body. Additionally, additionally or alternatively, the support body and mask system supporting the substrate may be moved from a loading orientation, e.g., an essentially horizontal orientation, to a processing orientation, e.g., an essentially vertical orientation.
[0056]전술된 내용이 본 개시내용의 구현들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 구현들이 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.[0056] While the foregoing is directed to implementations of the present disclosure, other and additional implementations of the present disclosure may be devised without departing from the basic scope of the present disclosure, and the scope of the present disclosure is determined by the following claims.
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