JP2014528155A - フリップエッジシャドーフレーム - Google Patents

Abstract

基板を処理するための装置が、本明細書に記載されている。基板上への堆積を制御する装置は、シャドーフレーム支持体を含むチャンバと、基板支持面を含む基板支持体と、第１支持面と第１支持面とは反対の第２支持面を含むシャドーフレーム本体とシャドーフレーム本体に接続された取り外し可能なリップを備えたシャドーフレームを含むことができる。取り外し可能なリップは、支持接続体と、基板と面する第１リップ面と、第１リップ面とは反対の第２リップ面と、第１支持面上に位置する第１端部と、基板と接触する第１端部と反対の第２端部を含むことができる。

Description

発明の背景

（発明の分野）
本発明の実施形態は、概して、処理チャンバ内で使用するためのシャドーフレームに関する。

（関連技術の説明）
近年の半導体デバイスは、ガラス基板に、導電性材料、半導体材料、及び絶縁材料の複数の層を堆積し、除去することによって、ＯＬＥＤ、トランジスタ、及び低−ｋ誘電体膜等の機能を形成することが必要とされる。ガラス基板処理技術は、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、エッチング等を含む。プラズマ処理は、膜を堆積させるために要求される処理温度が比較的低く、プラズマプロセスの使用によって生じ得る膜質が良好なため、平坦なパネルデバイスの製造に広く使用される。

一般に、プラズマ処理は、真空チャンバ内に配置され、基板の上側露出面に隣接してプラズマを形成する支持部材（多くの場合、サセプタ又はヒーターとも呼ばれる）上に基板を位置決めすることを含む。プラズマは、チャンバ内に１以上の処理ガスを導入し、電界によってガスを励起して、ガスを荷電粒子及び中性粒子へと解離させることによって形成される。プラズマは、誘導的に（例えば、誘導ＲＦコイルを使用して）、及び／又は容量的に（例えば、平行平板電極を使用して）、又はマイクロ波エネルギーを使用することによって生成することができる。

処理中には、内部チャンバコンポーネントのみならずガラス基板の端部及び裏面も堆積から保護されなければならない。典型的には、堆積マスキングデバイス又はシャドーフレームが基板の周囲に配置され、これによって処理ガス又はプラズマが基板の端部及び裏面に到達するのを防止し、処理中に基板を支持部材上に保持する。シャドーフレームは、処理チャンバ内で支持部材の上方に配置することができ、これによって支持部材が上昇処理位置に移動されると、シャドーフレームは拾い上げられ、基板の端部に接触する。その結果、シャドーフレームは、基板の上面の周端部の数ミリメートルを覆い、これによって基板の端部及び裏面堆積を防止する。

シャドーフレームを使用することの利点を考慮したとき、現在のシャドーフレームデザインには多くの欠点がある。先行技術のシャドーフレームは一般的に、鋭い角部を有する可能性のあるクランプ機構を含む。このような鋭い角部は、処理チャンバにロード・アンロードする時等接触時に、基板を傷つけ破壊する可能性がある。また、処理中に基板とシャドーフレームは、それらの間で機械的応力を引き起こし、多くの場合、基板への損傷をもたらす膨張及び収縮を経験する。このように、標準的なシャドーフレームは、基板からそれを分離するギャップを有する場合がある。

シャドーフレームが基板に損傷を与えた場合、アーク放電が発生する場合がある。アーク放電は、サセプタ、基板、又はチャンバの他のコンポーネントの損傷を引き起こす可能性がある。従って、基板の欠け及び／又は破壊を防止し、同時に処理中にアーク放電を防止する装置が当技術分野で必要とされている。

本発明は、概して、ＰＥＣＶＤチャンバ等の処理チャンバ内で使用するためのシャドーフレームに関する。一実施形態では、基板上への堆積を制御するための装置が開示される。本装置は、シャドーフレーム支持体を含むチャンバと、基板支持面を含む基板支持体と、シャドーフレーム本体と取り外し可能なリップと支持接続体を含むシャドーフレームを含むことができる。

シャドーフレーム本体は、基板支持面に面する第１支持面と、第１支持面とは反対側の第２支持面を有することができる。取り外し可能なリップは、シャドーフレーム本体に接続され、第２支持面上に固定自在に配置されることができる。取り外し可能なリップは、基板支持体に面する第１リップ面と、第１リップ面の反対側の第２リップ面と、第１支持面の上に位置する第１端部と、第１端部の反対側の第２端部を有することができる。支持接続体は、シャドーフレーム本体を取り外し可能なリップに結合することができる。

別の一実施形態では、基板上での堆積を制御するための装置は、シャドーフレーム支持体を含むチャンバと、基板支持面を含む基板支持体と、シャドーフレーム本体と基板支持面上にあることができる取り外し可能なリップを含むシャドーフレームとを含むことができる。

シャドーフレーム本体は、基板支持面に面する第１支持面であって、第１面がシャドーフレーム支持体上にある第１支持面と、第１支持面とは反対側の第２支持面であって、下部凹面と凹部出っ張り部を有する凹部を含む第２支持面とを含むことができる。取り外し可能なリップは、シャドーフレーム本体に接続され、第２支持面の凹部に固定自在に配置されることができる。取り外し可能なリップは、基板に面する第１リップ面であって、一部が下部凹面に接続する第１リップ面と、第１リップ面の反対側の第２リップ面と、凹部出っ張り部と接続して配置された第１端部と、第１端部の反対側の第２端部を含むことができる。

本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、従ってこの範囲を制限されていると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
処理チャンバの概略断面図である。 シャドーフレーム本体の表面に結合された取り外し可能なリップを有するシャドーフレームの概略図である。 図２Ａに記載のシャドーフレームの概略断面図である。 〜 シャドーフレームの様々な実施形態を示す概略断面図である。 隣接するシャドーフレームピース間のギャップを覆う取り外し可能なリップを示す概略上面図である。

理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態で開示される要素を特定の説明なしに他の実施形態で有益に使用してもよいと理解される。

詳細な説明

本発明の実施形態は、概して、処理チャンバ内で使用するためのシャドーフレームに関する。以下に説明する１以上の実施形態において、シャドーフレームは、単一体又はマルチピースの取り外し可能なリップのいずれかに接続されている単一体又はマルチピースのシャドーフレーム本体のいずれかから形成されている。シャドーフレームのデザインは、高出力動作中、又は、典型的にアーク放電が発生するプロセス（窒化ケイ素又は酸化ケイ素系堆積プロセス等）に対して、シャドーフレームと基板間の「ギャップ」又は距離を制御することによって、アーク放電の制御を可能にすることができる。リップが無い場合には、アーク放電は、そうではなく隣接するシャドーフレームピース間で発生する可能性がある。また、リップが無い場合は、アーク放電は、そうではなくシャドーフレームと他のチャンバピースの間で発生する可能性がある。

理論によって束縛するつもりはないが、アーク放電は部分的に基板の欠けや破壊に起因するものと考えられている。処理中に、シャドーフレームの下に堆積するのを防止するために、シャドーフレームが基板と一部接触していることは重要である。しかしながら、従来技術のシャドーフレームの重量は、基板内の欠けや亀裂につながる可能性がある。基板内の欠けや亀裂は、サセプタの一部をプラズマに曝露させ、こうしてアーク放電の傾向を作る。ここで説明される実施形態によって、表面上に支持されるシャドーフレームの重量は低減し、基板とシャドーフレームの接触が制御され、基板の欠けや破損を最小化する。従って、ここで説明される実施形態は、破損によるアーク放電を回避しながら、基板上での堆積を制御することができる。

また、シャドーフレームは、端部リップが狭く、それゆえ基板を隠す部分がより少ないので、アモルファスシリコンの均一性を高める。電気絶縁材料の均一な配置はまた、アモルファスシリコンの堆積の均一性を助ける。以下の図面を参照して、本発明の実施形態をより明確に説明する。

図１は、一実施形態に係るシャドーフレームを有する例示的な処理チャンバ１０の概略断面図である。本発明から利益を得るように使用され得る処理チャンバの一例は、カリフォルニア州サンタクララに位置するアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｃ．）の子会社であるＡＫＴアメリカ社から入手可能なＰＥＣＶＤ処理チャンバである。なお、その他のメーカー製のものを含め、他のプラズマ処理チャンバが、本発明を実施するために使用可能であることが理解される。

処理チャンバ１０は、チャンバ本体１２と、上に載置されたバッキングプレート１４を含む。チャンバ本体１２は、処理領域１６を有する。チャンバ本体１２と処理チャンバ１０の関連部品の寸法は制限されないが、一般的に、被処理基板２８のサイズよりも比例して大きくなる。任意の適切な基板サイズを処理することができる。適切な基板サイズの例としては、約５５００平方センチメートル以上、例えば約２５０００平方センチメートル以上、例えば約５００００平方センチメートル以上の表面積を有する基板を含む。一実施形態では、約９００００平方センチメートル以上の表面積を有する基板を処理することができる。

ガス分配プレート１８は、バッキングプレート１４に取り付けることができ、処理領域１６の上部境界を画定する。複数の孔２０がガス分配プレート１８に形成されており、これによって処理ガスを通すことできる。ガス供給源４０は、ガス分配プレート１８とバッキングプレート１４との間に形成されたプレナムにガスを送出し、これによって処理ガスを均一に分配し、従ってガス分配プレート１８を介して処理ガスを均一に送出することができる。電源４２がガス分配プレート１８に電気的に結合され、これによって孔２０を通って流れる処理ガスからプラズマを生成することができる。電源４２は、ＲＦ電源等ＰＥＣＶＤチャンバで使用される任意のタイプの電源が可能である。シャドーフレーム２２が、基板支持体３２上に配置されて示されている。シャドーフレーム２２は、シャドーフレーム本体２４に固定され、取り外し可能なリップ２６を有するシャドーフレーム本体２４を含む。

チャンバ本体１２はまた、基板支持体３２の周囲に環状に形成されたシャドーフレーム支持体４４を含む。基板支持体３２が下降位置にあるときに、シャドーフレーム２２は、シャドーフレーム支持体４４によって支持される。

また、サセプタ又はヒーターとも呼ばれる基板支持体３２は、処理チャンバ１０内に配置され、モータ３３によって作動される。上昇した処理位置において、基板支持体３２の基板支持面３４上に載置された基板２８を有する基板支持体３２は、シャドーフレーム２２のシャドーフレーム本体２４を支持し、処理領域１６の下側の境界を画定し、これによって基板２８は処理領域１６内に配置される。シャドーフレーム本体２４が基板支持面３４上にありながら、取り外し可能なリップ２６は基板２８の一部の上への拡張と、基板２８の一部への接触の両方を行う。

スリットバルブ機構（図示せず）によって選択的に密閉されるチャンバ本体１２内に形成された開口部３６を通って、基板２８は処理チャンバ１０内へ導入され、処理チャンバ１０から除去される。リフトピン３８は、摺動自在に基板支持体３２を貫通して配置することができ、その上端部で基板を保持するように使用することができる。リフトピン３８は、モータ３３を用いて基板支持体３２を下げることによって作動することができる。

図２Ａは、一実施形態に係るシャドーフレーム本体２０４に結合された取り外し可能なリップ２０２を有するシャドーフレーム２００の概略図である。シャドーフレーム本体２０４は、複数のシャドーフレーム本体ピース２０３Ａ、２０３Ｂから構成することができる。複数ピース構造として図では示されているが、シャドーフレーム本体２０４は、基板に対応する形状（平坦なパネルガラス基板の場合、矩形）の単一体であってもよい。シャドーフレーム２００は、ユーザのニーズが要求するような任意のサイズ又は形状（例えば、５５００ｃｍ^２基板用に設計されたシャドーフレーム）とすることができる。

シャドーフレーム本体２０４は、取り外し可能なリップ２０２と固定自在に接続することもできる。取り外し可能なリップ２０２は、複数の取り外し可能なリップピース２０５Ａ、２０５Ｂから構成することができる。しかしながら、取り外し可能なリップ２０２は、単一体を含んでもよいことが理解される。シャドーフレーム本体ピース２０３Ａ、２０３Ｂは、取り外し可能なリップピース２０５Ａ、２０５Ｂにそれぞれ取り付けることができる。取り外し可能なリップピース２０５Ａ、２０５Ｂは、シャドーフレーム本体ピース２０３Ａ、２０３Ｂと重なることができ、これによって取り外し可能なリップピース２０５Ａ、２０５Ｂが、複数のシャドーフレーム本体ピース２０３Ａ、２０３Ｂに接続されることを可能にする。

シャドーフレーム本体ピース２０３Ａ、２０３Ｂと、取り外し可能なリップピース２０５Ａ、２０５Ｂとの間に形成されたギャップは、１以上のギャップカバー２０６Ａ、２０６Ｂによって密閉することができる。ギャップカバー２０６Ａ、２０６Ｂは、支持接続体２０８Ａ及び２０８Ｂとしてここに示される１以上の支持接続体を使用して、シャドーフレーム本体２０４に接続することができる。ここに記載される支持接続体は、好適な実施形態である。更なる実施形態は、シャドーフレームの他のコンポーネントに接続する、又は他のコンポーネントを介して接続する支持接続体を使用することができる。本実施形態で用いる支持接続体は、ボルト又はねじ又は他の締結機構であることができる。

ギャップを覆うデバイスとしてここに示されるギャップカバー２０６Ａ及び２０６Ｂは、一実施形態に過ぎないことに留意することが重要である。更にギャップカバーは、第２シャドーフレーム本体ピース２０３Ｂ内に形成された溝にフィットするシャドーフレーム本体ピース２０３Ａ内に形成されたオーバーハング等、シャドーフレーム本体ピース２０３Ａ、２０３Ｂ又は取り外し可能なリップピース２０５Ａ、２０５Ｂに組み込むことができる。上記実施形態の組み合わせも想定される。

図２Ｂは、一実施形態に係るシャドーフレーム本体２０４に結合された取り外し可能なリップ２０２を有するシャドーフレーム２００の概略断面図を示す。シャドーフレーム本体２０４は、第１支持面２１０、第２支持面２１２、内端部２１４Ａ及び２１４Ｂ、外端部２１６、及び下端部２１８を有することができる。

第１支持面２１０は、基板支持面に面することができ、実際処理中は基板支持面上にあることができる。シャドーフレーム２００が基板支持体によって支持されていないとき、下端部２１８は、シャドーフレーム支持体上にある。シャドーフレーム支持体の例は、チャンバ壁から延びる出っ張り部である。

第２支持面２１２は、第１支持面２１０の反対側に配置することができる。図２Ｂに示される実施形態では、表面２１０及び２１２は、実質的に平行である。しかしながら、表面２１０、２１２は、シャドーフレームの要求のニーズに合わせて配置することができることが理解される。第２支持面２１２は、表面内に形成された構造（例えば、シャドーフレーム本体２０４に取り外し可能なリップ２０２を接続するために使用される締結機構を受け入れるために使用することができる穴２１３）を有することができる。

シャドーフレーム本体２０４の厚さは、基板又はシャドーフレーム本体２０４のいずれかに過度の圧力を掛けることなく、取り外し可能なリップ２０２と基板との間の接触を保証する。シャドーフレーム本体２０４の第１支持面２１０と第２支持面２１２の間の距離（すなわち、内側端部２１４Ａの長さ）は、シャドーフレーム本体２０４に取り付けられたときに、取り外し可能なリップ２０２の位置を考慮して、取り外し可能なリップが基板との接触から離れて位置するように厚くすべきではない。一実施形態では、距離は、被処理基板の厚さと実質的に等しい。いくつかの実施形態では、第１支持面２１０と第２支持面２１２との間の距離は、約６ｍｍ〜約１５ｍｍであり、例えば、約１０ｍｍの距離である。図２Ｂに示す実施形態では、シャドーフレーム本体２０４は、基板と基板支持体の両方をすべての側面で囲みながら、基板支持面上にシャドーフレーム本体２０４を配置させるように、「Ｌ」形状を有して示されている。

内側端部２１４Ａと２１４Ｂは、シャドーフレーム本体２０４がそれぞれ基板と基板支持体から適切な間隔を提供するように配置することができる。理論に縛られることを望むわけではないが、シャドーフレーム本体２０４によって基板に引き起こされる損傷は、他のコンポーネントの中でも、サセプタとシャドーフレーム本体２０４との間のアーク放電の可能性を高める可能性があると考えられる。しかしながら、シャドーフレーム本体２０４が基板からあまりにも遠くにある場合は、シャドーフレームの下の基板上に堆積が発生する可能性もある。

外側端部２１６と下側端部２１８は、９０度の角度で交わる平面として図２Ｂに示されるように、実質的に平面とすることができる。更なる実施形態は、技術者のシャドーフレーム支持体のニーズに対応するように、異なる形状又は角度を含むことができる。シャドーフレーム本体２０４は更に、金属（アルミニウム等）、陽極酸化アルミニウム、又はセラミックス等で構成することができる。

取り外し可能なリップ２０２は、一般的にセラミックスを含む。取り外し可能なリップにアルミニウムを使用すると、反りの可能性をもたらす。一実施形態では、取り外し可能なリップ２０２は、シャドーフレーム本体２０４よりも薄い。いくつかの実施形態では、取り外し可能なリップは、約２ｍｍ〜約１０ｍｍの厚さであり、例えば、約３ｍｍ〜約５ｍｍの厚さであることができる。一実施形態では、取り外し可能なリップ２０２は、セラミックスで構成され、厚さ約３ｍｍである。

図２Ｂに示される実施形態では、取り外し可能なリップ２０２は、シャドーフレーム本体２０４を越えて延在し、基板の端部の一部を覆うことができる。取り外し可能なリップ２０２は、約２５ｍｍ〜約４０ｍｍの間でシャドーフレーム本体２０４を越えて延在することができる。

取り外し可能なリップ２０２は、単一体を含むことができる。取り外し可能なリップ２０２は、第１リップ面２２２と、第２リップ面２２４と、第１端部２２６と、第２端部２２８を有することができる。支持接続体２２９は、取り外し可能なリップ２０２をシャドーフレーム本体２０４に結合するために使用することができる。

第１リップ面２２２は、処理中に基板に面するように配置され、第２支持面２１２に接している。また、シャドーフレーム２００が基板支持体上に配置された場合、第１リップ面２２２の少なくとも一部は、基板と接触することができる。第１リップ面２２２は、実質的に平坦な面とすることができる。更なる実施形態は、第１リップ面２２２の基板に接触する可能性のある部分を減少させるために、表面テクスチャリング又は他の構造を含むことができる。

第２リップ面２２４は、第１リップ面２２２の反対側にある。第２リップ面２２４は、第１リップ面２２２に対して実質的に平行であることができる。更なる実施形態は、角度を作るように、第１リップ面２２２に対してある角度で形成された第２リップ面２２４を含む。一実施形態では、第１リップ面２２２及び第２リップ面２２４は、約３度〜約７度の角度、例えば、約５度の角度を作ることができる。

第１端部２２６は、第１及び第２リップ面２２２、２２４を接続している。平坦なものとして図２Ｂには示されているが、第１端部２２６は、溝内に第１端部２２６がしっかりと嵌合することを可能にする様々な形状（例えば、湾曲した又はＶ字形の凹部出っ張り部にしっかりと嵌合する湾曲した又はＶ字形の第１端部、図示せず）とすることができる。

第２端部２２８は、第１端部２２６の反対側にある。第２端部２２８は、第１及び第２リップ面２２２、２２４を接続する。平坦な面として図２Ｂに示されているが、第２端部２２８は、基板とのより安全な接触を提供するために、又は、丸みを帯びた又はテーパ状の第２端部等接触点を減らすために、様々な形状とすることができる。

支持接続体２２９は、取り外し可能なリップ２０２をシャドーフレーム本体２０４に確実に接続することができる。支持接続体２２９は、取り外し可能なリップ２０２とシャドーフレーム本体２０４が交わる点（例えば、第１端部２２６の近く）で接続することができる。また、支持接続体２２９は、固定接続（例えば、ラッチ、溝、又はネジ）であることが可能である。図２Ｂに示される実施形態では、支持接続体２２９は、ネジとして示されている。

支持接続体２２９は、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、セラミックス、又は他の材料等の材料を含むことができる。一実施形態で使用される支持接続体２２９は、シャドーフレーム本体２０４又は取り外し可能なリップ２０２のいずれかと同じ材料を含んでもよい。支持接続部２２９の更なる実施形態は、取り外し可能なリップ２０２とシャドーフレーム本体２０４をしっかりと共に保持することができるスライド可能な溝、ラッチ、留め金、又は他の固定されたアタッチメントを含むことができる。

ここに記載されるシャドーフレームは、複数のシャドーフレーム本体ピース及び取り外し可能なリップから構成される必要はないことに留意することが重要である。取り外し可能なリップ及びシャドーフレーム本体は、個別に単一の統合された構造であってもよい。本発明に係るシャドーフレームの一実施形態を形成するために、上記の任意の組合せを使用することができる。例えば、統合されたシャドーフレーム本体は、シャドーフレームの一部を含む複数の取り外し可能なリップピースに接続することができる。

理論によって束縛するつもりはないが、ここで説明される１以上の設計による取り外し可能なリップの使用は、端部においてより良好な堆積プロファイルを可能にすると考えられている。ガス乱流のために、従来技術の設計では、シャドーフレームの方向に緩やかな傾斜が見られ、こうして基板の表面上に堆積された層の不均一な厚さを作る。ここで説明する実施形態は、より均一な堆積プロファイルを作る。より均一な堆積プロファイルにより、デバイスを基板の端部により近く形成でき、こうして基板上により多くのデバイスをもたらし、処理中の基板スペースの無駄をより少なくする。

図３Ａ〜図３Ｄは、取り外し可能なリップの設計を使用したシャドーフレームの様々な実施形態を示す概略断面図である。以下に説明する実施形態の部分は、処理中に基板に損傷を与えることなく、基板の表面との接触を達成するために、単独又は組み合わせて用いることができる。

図３Ａは、テーパ状の取り外し可能なリップ３０２を備えたシャドーフレーム３００を示す。シャドーフレーム３００は、テーパ端部３０４Ａ及び３０４Ｂを備えた取り外し可能なリップ３０２を有することができる。テーパ端部３０４Ａ及び３０４Ｂは、堆積される膜に対してより低いプロファイルを作ることができる。本実施形態の取り外し可能なリップ３０２は、２つのテーパ端部で示されているが、両端部がテーパ状である必要はない。取り外し可能なリップ３０２を確実にシャドーフレーム本体３０６の上面に接続することができる。取り外し可能なリップ３０２は、ネジ３０８としてここに示されるように、支持接続体を使用して接続することができる。支持接続体は、簡単に取り外しできるように選択することができる。

従来技術のシャドーフレームは、基板上に延在するシャドーフレームの部分に比較的高い重要な厚さを有しており、リップと呼ばれる。これは、リップが動作中に破損した場合、シャドーフレーム全体を交換する必要があり、交換のための高いコストが掛かるのみならず、望ましくないダウンタイムにつながるためである。取り外し可能な接続体は、シャドーフレーム本体３０６に接続されるとき、取り外し可能なリップ３０２を基板上にしっかりと位置決めすることを可能にすることができる。更に、取り外し可能なリップ３０２は、損傷した場合には、容易に取り外して交換することができる。

図３Ｂは、取り外し可能なリップ３１２を支持する凹部３１６を備えたシャドーフレーム３１０を示す。本実施形態では、取り外し可能なリップ３１２は、取り外し可能なリップ３１２がシャドーフレーム本体３１４から外に延びるとき、実質的に同様の幅を維持している。前述のように、取り外し可能なリップ３１２は、所望の膜のプロファイルを生成するように、非常に薄く（例えば、約１ｍｍ〜約３ｍｍ）することができる。取り外し可能なリップ３１２は、シャドーフレーム本体３１４の上面にしっかりと接続することができる。取り外し可能なリップ３１２は、取り外し可能な手段（例えば、ネジ又はクランプ）を用いて接続することができる。いくつかの実施形態は、永久的又は半永久的な接続（例えば、溶接）を使用することができる。

取り外し可能なリップ３１２は、平坦な端部３１８Ａ及び３１８Ｂを有することができる。平坦な端部３１８Ａは、凹部３１６の凹部出っ張り部３１９と実質的に同様とすることができる。平坦な端部３１８Ｂは、基板（図示せず）の上に延在することができる。シャドーフレーム本体３１４の表面に形成された凹部３１６は、本実施形態に開示されるように、取り外し可能なリップ３１２の追加的支持と、取り外し可能なリップ３１２の下への流れを防止するための追加的手段の両方を提供することができる。また、プラズマが利用できる取り外し可能なリップ３１２の表面積を減少させることによって、通常の動作中における取り外し可能なリップ３１２への損傷を低減することができる。図３Ｂに示される実施形態では、取り外し可能なリップ３１２の上面は、シャドーフレーム本体３１４の最上面と実質的に揃っている。

図３Ｃは、別の一実施形態に係る取り外し可能なリップ３２２を支える凹部３２３を備えたシャドーフレーム３２０を示す。本実施形態では、取り外し可能なリップ３２２は、それがシャドーフレーム本体３２４から外に延びるとき、実質的に同様の幅を維持している。前述のように、取り外し可能なリップ３２２は、所望の膜のプロファイルを生成するように、非常に薄くすることができる。取り外し可能なリップ３２２は、シャドーフレーム本体３２４の上面にしっかりと接続することができる。取り外し可能なリップ３２２は、取り外し可能な手段（例えば、ネジ又はクランプ）を用いて接続することができる。

取り外し可能なリップ３２２は、取り外し可能なリップ本体３２９と平坦な端部３２６を有することができる。平坦な端部３２６は、凹部３２３の凹部出っ張り部３２７と実質的に同様とすることができる。また、平坦な端部３２６は、シャドーフレーム本体３２４に当接する取り外し可能なリップ３２２の部分の旋回運動を防止するように、凹部出っ張り部３２７にしっかりと当接させることができる。取り外し可能なリップ３２２はまた、丸い端部３２８を有することもできる。丸い端部３２８を完全に丸めて、取り外し可能なリップ本体３２９と二等分線を共有するように配置することができる。更なる実施形態では、一部だけが丸みを帯びた丸い端部３２８（例えば、基板に面する面のみが丸みを帯びている丸い端部３２８）を含む。一実施形態では、丸い端部は、二等分線が基板側にシフトして部分的又は完全に丸みを帯びている（図示せず）。

図３Ｄは、別の実施形態に係る取り外し可能なリップ３３２を支持する凹部３３６を備えたシャドーフレーム３３０を示す。本実施形態では、取り外し可能なリップ３３２は、それがシャドーフレーム本体３２４から外に延びるにつれて幅が低減し、角度の付いた端部３３５を作っている。角度の付いた端部３３５は、ユーザのニーズに基づいて様々な角度（例えば、取り外し可能なリップ３３２の基板側から測定して、第１リップ面と第２リップ面との間に形成された２度の角度）とすることができる。取り外し可能なリップ３３２は、シャドーフレーム本体３３４の上面にしっかりと接続することができる。更なる実施形態は、１度以下の角度で傾斜した端部３３５を有することができ、これによって取り外し可能なリップ３３２がシャドーフレーム本体３３４の凹部３３６の上面以下の高さを維持しながら、取り外し可能なリップ３３２が基板上に更に延在することを可能にする。

取り外し可能なリップ３３２は、平坦な端部３３３を有することができる。平坦な端部３３３は、凹部３３６の凹部出っ張り部３３７と実質的に同様とすることができる。また、平坦な端部３３３は、シャドーフレーム本体３３４に当接する取り外し可能なリップ３３２の部分の旋回運動を防止するように、凹部出っ張り部３３７にしっかりと当接させることができる。取り外し可能なリップ３３２はまた、複数の支持接続体を有することができ、ここでは２つのネジ３３８Ａ及び３３８Ｂとして示されている。

ここで説明された実施形態は、取り外し可能なリップの略直線的な本体を描いているが、更なる実施形態では、湾曲した本体を有することができ、又は二次元プロファイルから見た様々な形状を形成することができる。例えば、取り外し可能なリップは、基板に接触するようにシャドーフレーム本体からある曲率で延在することができる。更なる実施形態は、取り外し可能なリップ内に１以上の屈曲部を有し、これによって取り外し可能なリップの第１端部が、基板の表面よりも高く開始することを可能にしてもよい。そして、取り外し可能なリップは、基板と接触する第２端部をもたらすように、取り外し可能なリップ本体内に１以上の屈曲部を有することになる。

図４は、隣接するシャドーフレームピース間のギャップを覆う取り外し可能なリップを示す概略上面図である。シャドーフレーム４００は、シャドーフレーム本体４０２が外接する基板の大きさ及び形状に一致するように、異なる長さ及び形状とすることができる１以上のシャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂを備えたシャドーフレーム本体４０２を有することができる。

取り外し可能なリップ４０４は、シャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂを越えて延びる寸法を有することができる複数の取り外し可能なリップピース４０５Ａ及び４０５Ｂを含むことができる。このように、取り外し可能なリップピース４０５Ａ、４０５Ｂは、しっかりと取り付けたときに、シャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂを共に保持して、ピース間のギャップを減らすことができる。

取り外し可能なリップ４０４は、凹部４０６内に収めることができる。凹部４０６は、複数の凹部（例えば、シャドーフレーム本体ピース４０３Ａ及び４０３Ｂ内に形成されたもの）で構成することができる。シャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂ及び取り外し可能なリップピース４０５Ａ、４０５Ｂが結合されるとき、個々に取り外し可能なリップピース４０５Ａ、４０５Ｂと、個々にシャドーフレーム本体４０３Ａ、４０３Ｂの間にある大きさのギャップが存在する可能性がある。これらのピース間のギャップを覆うために、１以上のギャップカバー４１０を使用することができる。本実施形態では、たった１つのギャップカバー４１０が示されているが、ギャップカバーは、取り外し可能なリップピース４０５Ａ、４０５Ｂ及びシャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂからシャドーフレーム４００内に形成された各ギャップに対応可能であることが想定される。

ギャップカバー４１０は、ここでは穴として示されている対応する接続点４０８Ａ及び４０８Ｃを有するシャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂに固定することができる。接続点４０８Ａ及び４０８Ｃは、シャドーフレーム本体ピース４０３Ｂとギャップカバー４１０を貫通して形成され、支持接続体（例えば、ネジ又はボルト）を通すことができる。接続点４０８Ｂ及び４０８Ｄは、取り外し可能なリップピース４０５Ａ、４０５Ｂ及びシャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂを貫通して形成され、取り外し可能なリップピース４０５Ａ、４０５Ｂをシャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂに接続することができる。シャドーフレーム本体ピース４０３Ａ、４０３Ｂ、取り外し可能なリップピース４０５Ａ、４０５Ｂ、又はギャップ４１０のいずれかとして本明細書の実施形態に示される最上部の部材の接続点４０８Ａ〜４０８Ｄは、斜めの端部を有することができ、これによって支持接続体が最上部のピース内に侵入することを可能にする。

本明細書で説明された実施形態は、概して、処理チャンバ内で使用するためのシャドーフレームに関する。シャドーフレームは単一部材又は複数部材の取り外し可能なリップのいずれかを支持する単一部材又は複数部材のシャドーフレーム本体のいずれかで構成される。取り外し可能なリップは、様々な形状を含むことができ、軽量素材を使用することができる。マルチピースの取り外し可能なリップ又はマルチピースのシャドーフレーム本体の実施形態は、ピース間のギャップを密閉するギャップカバーを含む。取り外し可能なリップは、基板を割れ又は破損することなく、基板を接触させることができ、これによって基板上に堆積された膜の良好なプロファイルを提供しつつ、アーク放電なしに高エネルギープラズマ動作でシャドーフレームを使用可能とする。更に、シャドーフレームの取り外し可能なリップは、容易に交換でき、これによって損傷した取り外し可能なリップを低コストかつ高頻度に交換することを可能にする。

上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (15)

1. 基板上での堆積を制御するための装置であって、
   シャドーフレーム支持体を含むチャンバと、
   基板支持面を含む基板支持体と、
   シャドーフレームであって、
   基板支持面に面する第１支持面と、第１支持面とは反対側の第２支持面を有するシャドーフレーム本体と、
   シャドーフレーム本体に接続され、第２支持面上に固定自在に配置され、基板支持体に面する第１リップ面と、第１リップ面の反対側の第２リップ面と、第１支持面の上に位置する第１端部と、第１端部の反対側の第２端部を有する取り外し可能なリップを含むシャドーフレームと、
   シャドーフレーム本体を取り外し可能なリップに結合する支持接続体を含む装置。
2. 取り外し可能なリップは、セラミックス、アルミニウム、又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む請求項１記載の装置。
3. シャドーフレーム本体は、共に結合された２以上のシャドーフレーム本体ピースを含む請求項１記載の装置。
4. 取り外し可能なリップは、共に結合された２以上の取り外し可能なリップピースを含む請求項３記載の装置。
5. 取り外し可能なリップピース間のギャップ及びシャドーフレーム本体ピース間のギャップを密閉する１以上のギャップカバーを含む請求項４記載の装置。
6. 取り外し可能なリップは、約２ｍｍと約５ｍｍの間の厚さを有する請求項１記載の装置。
7. 第２端部は丸められている請求項１記載の装置。
8. 基板上での堆積を制御するための装置であって、
   シャドーフレーム支持体を含むチャンバと、
   基板支持面を含む基板支持体と、
   シャドーフレームであって、
   基板支持面に面する第１支持面と、
   第１支持面とは反対側の第２支持面を有し、第２支持面は下部凹面と凹部出っ張り部を有する凹部を有するシャドーフレーム本体と、
   シャドーフレーム本体に接続され、第２支持面の凹部に固定自在に配置された取り外し可能なリップであって、
   基板に面する第１リップ面であって、一部が下部凹面に接続する第１リップ面と、
   第１リップ面の反対側の第２リップ面と、
   凹部出っ張り部と接続して配置された第１端部と、
   第１端部の反対側の第２端部を有する取り外し可能なリップを含むシャドーフレームを含む装置。
9. 第１端部及び第２端部は、テーパ状になっている請求項８記載の装置。
10. 第２端部は、第１端部よりも小さい幅を有する請求項８記載の装置。
11. シャドーフレーム本体は、セラミックス、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料を含む請求項８記載の装置。
12. シャドーフレーム本体は、２以上のシャドーフレーム本体ピースを含む請求項８記載の装置。
13. 取り外し可能なリップは、２以上の取り外し可能なリップピースを含む請求項１２記載の装置。
14. 取り外し可能なリップ面間のギャップ及びシャドーフレーム本体表面間のギャップを密閉する１以上のギャップカバーを含む請求項１３記載の装置。
15. 取り外し可能なリップは、約２ｍｍと約５ｍｍの間の厚さを有する請求項８記載の装置。