(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを基板にチャッキングするための処理システムであって、
処理チャンバと、
処理チャンバ内に配置された磁気チャックであって、磁気チャックは、
チャッキング面と、
チャッキング面に対して１以上のハルバッハ配列で配向された複数の磁石であって、各磁石は４つの方向のうちの１つに配向されたＮ極を有する複数の磁石と、
磁石のうちの少なくとも１つのＮ極の方向を変えるように結合された１以上の回転機構とを含む磁気チャックとを含む処理システム。
【請求項２】
１以上の回転機構は、前記４つの方向のうちの２つに配向されたＮ極を有する前記磁石に結合され、前記４つの方向のうちの前記２つは約１８０度異なる、請求項１記載の処理システム。
【請求項３】
１以上の回転機構は、１以上のハルバッハ配列内の複数の磁石のすべてに結合される、請求項１記載の処理システム。
【請求項４】
複数の磁石は、各々が１以上の回転機構に結合された前記磁石の回転軸に平行な長い寸法を有する磁性管を含む、請求項３記載の処理システム。
【請求項５】
１以上の回転機構は、複数の磁石のうちの第１の磁石を複数の磁石のうちの第２の磁石よりも速く回転させるように動作可能である、請求項１記載の処理システム。
【請求項６】
第１の磁石は、第２の磁石よりもチャッキング面の端部に近い、請求項５記載の処理システム。
【請求項７】
１以上のハルバッハ配列は、一連のハルバッハ配列を含み、各配列は、磁気チャックの第１の端部から磁気チャックの第２の端部まで延びる、請求項１記載の処理システム。
【請求項８】
処理チャンバ内で使用するための基板キャリアであって、
基板キャリアを処理チャンバの内外に移動させるように動作可能な支持ベースと、
基板を基板支持面に静電チャックするために支持ベース上に配置された電極アセンブリであって、基板支持面は電極アセンブリ上に配置された電極アセンブリと、
支持ベースと一体化された磁気チャックであって、磁気チャックは、
基板支持面に対して１以上のハルバッハ配列で配向された複数の磁石であって、各磁石は４つの方向のうちの１つに配向されたＮ極を有する複数の磁石と、
磁石のうちの少なくとも１つのＮ極の方向を変えるように結合された１以上の回転機構とを含む磁気チャックとを含む基板キャリア。
【請求項９】
１以上の回転機構は、前記４つの方向のうちの２つに配向されたＮ極を有する前記磁石に結合され、前記４つの方向のうちの前記２つは約１８０度異なる、請求項８記載の基板キャリア。
【請求項１０】
複数の磁石は、各々が１以上の回転機構に結合された前記磁石の回転軸に平行な長い寸法を有する磁性管を含む、請求項８記載の基板キャリア。
【請求項１１】
１以上の回転機構は、複数の磁石のうちの第１の磁石を複数の磁石のうちの第２の磁石よりも速く回転させるように動作可能である、請求項８記載の基板キャリア。
【請求項１２】
処理チャンバ内で基板にマスクをチャッキングする方法であって、
基板キャリアの基板支持面上に配置された基板を処理チャンバ内へ搬送する工程と、
マスクを基板にチャッキングする工程と、
マスクを通して基板上に層を堆積させる工程と、
基板キャリア上に配置された基板からマスクをデチャックするために、基板支持面に近接した磁気チャック内の１以上のハルバッハ配列に配置された複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程とを含む方法。
【請求項１３】
複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程は、
複数の磁石内の磁石のうちの少なくともいくつかを約１８０度回転させる工程を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程は、
磁石のうちのすべてを約９０度回転させる工程を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
基板キャリア上に配置された基板にマスクをチャッキングするために複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程を含む、請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して、基板の上のマスクのチャッキングに関する。より詳細には、実施形態は、ハルバッハ（Ｈａｌｂａｃｈ）配列を用いた基板の上のマスクの磁気チャッキングに関する。
【背景技術】
【０００２】
マスクは、基板のどの領域が処理されるかを制御するために、半導体基板の上にしばしば配置される。基板並びにマスクは、機械的な力を用いて基板支持体上にしばしば保持される。処理中に基板及びマスクを保持するために使用される従来の機械的接触は、しばしば高い機械的な力が加えられたことに起因して基板の損傷をもたらす可能性がある。処理中にマスクを適所に保持するために、機械的な力が更に加えられる。従来の機械的キャリアは、一般的に基板を端部で保持し、このため基板の端部との非常に集中した物理的接触をもたらし、これによって基板を確実に持ち上げる（ピックアップする）のに十分な印加されるクランプ力を確保する。基板の端部に集中したこの機械的接触は、必然的に接触汚染又は基板への物理的損傷を生成する。
【０００３】
より新しい処理システムは、静電気力を用いて基板を適所に保持するなど、上記の損傷を回避するために基板をチャッキングするための代替機構を組み込んでいる。静電気力は、システムの金属部品と基板との間の接触を最小にしながら、処理中に基板を適所に効果的に保持することができる。しかしながら、基板をチャッキングするために使用される静電気力は、マスクもまた適所に効果的にチャッキングすることはできない。
【０００４】
したがって、処理システム内において、基板の位置決め及びチャッキングとは独立して、マスクを位置決め及びチャッキングするための方法及び装置が必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、マスクを基板にチャッキングするための処理システムが提供される。処理システムは、処理チャンバと、処理チャンバ内に配置された磁気チャックとを含む。磁気チャックは、チャッキング面と、チャッキング面に対して１以上のハルバッハ配列で配向された複数の磁石とを含む。各磁石は、４つの方向のうちの１つに配向されたＮ極を有する。１以上の回転機構が、磁石のうちの少なくとも１つのＮ極の方向を変えるように結合される。
【０００６】
別の一実施形態では、処理チャンバ内で使用するための基板キャリアが提供される。基板キャリアは、支持ベースと、電極アセンブリと、基板支持面と、磁気チャックとを含む。支持ベースは、基板キャリアを処理チャンバの内外に移動させるように動作可能である。電極アセンブリは、基板を基板支持面に静電チャックするために支持ベース上に配置される。基板支持面は、電極アセンブリ上に配置される。磁気チャックは、支持ベースと一体化されている。磁気チャックは、１以上の回転機構と、基板支持面に対して１以上のハルバッハ配列で配向された複数の磁石を含む。各磁石は、４つの方向のうちの１つに配向されたＮ極を有する。１以上の回転機構は、磁石のうちの少なくとも１つのＮ極の方向を変えるように結合される
【０００７】
別の一実施形態では、処理チャンバ内で基板にマスクをチャッキングする方法が提供される。本方法は、基板キャリアの基板支持面上に配置された基板を処理チャンバ内へ搬送する工程と、マスクを基板にチャッキングする工程と、マスクを通して基板上に層を堆積させる工程と、基板キャリア上に配置された基板からマスクをデチャック（チャック解除）するために、基板支持面に近接した磁気チャック内の１以上のハルバッハ配列に配置された複数の磁石のうちの少なくともいくつかを移動させる工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
上に開示された実施形態の上記の構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約したより具体的な説明を、以下の実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限し、他の等しく有効な実施形態を排除していると解釈されるべきではないことに留意すべきである。
【図１Ａ】〜
【図１Ｄ】本明細書に記載された実施形態に係る、磁気チャッキングアセンブリと共に使用される有機材料用蒸発源を例示する概略上面図を示す。
【図２】本明細書に記載の実施形態に係る磁気チャッキングアセンブリを有する堆積装置の概略上面図を示す。
【図３】一実施形態に係る一体型静電チャックを有する基板キャリアの一実施形態の分解図を示す。
【図４】一実施形態に係る、複数のハルバッハ配列を含む磁気チャックを有するチャッキングアセンブリを示す。
【図５Ａ】〜
【図５Ｃ】一実施形態に係る、ハルバッハ配列を含む磁気チャックの前面概略図を示す。
【図６Ａ】〜
【図６Ｂ】一実施形態に係る、複数のハルバッハ配列を含む磁気チャックの前面概略図を示す。
【図７】一実施形態に係る、ハルバッハ配列を含む磁気チャックの概略平面図を示す。
【図８】一実施形態に係るプロセスフロー図である。
【０００９】
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態で開示された要素を、特に説明することなく、他の実施形態で有益に利用してもよいと理解される。
【詳細な説明】
【００１０】
本開示は、概して、基板の上にマスクをチャッキングするための装置、及びその使用方法に関する。１以上のハルバッハ配列を有する磁気チャックは、処理チャンバ内で使用するための処理チャンバ又は基板キャリア内に統合することができる。ハルバッハ配列に配置された一連の磁石を組み込むことによって、マスクは、ハルバッハ配列の磁石の少なくともいくつかを動かすことによって、制御された方法で基板の上の適所にチャックされることができる。
【００１１】
図１Ａ〜図１Ｄは、本明細書に記載の実施形態に係る、第１のマスク１３２ａ及び第２のマスク１３２ｂに対する処理チャンバ１１０内の様々な位置１１〜１４における蒸発源１００の上面図を示す。処理チャンバ１１０は、真空処理チャンバとすることができる。典型的な実施形態によれば、マスク１３２ａ、１３２ｂは、それぞれマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂ内に設けられ、マスク１３２ａ、１３２ｂを所定の位置に保持する。蒸発源１００の異なる位置間の移動は、矢印１０１Ｂ、１０１Ｃ、及び１０１Ｄで示されている。図１Ａ〜図１Ｄは、蒸発るつぼ１０４及び分配パイプ１０６を有する蒸発源１００を示す。分配パイプ１０６は、支持体１０２によって支持される。更に、いくつかの実施形態によると、蒸発るつぼ１０４もまた、支持体１０２によって支持されることができる。
【００１２】
処理チャンバ１１０内には、第１の基板１２１ａと第２の基板１２１ｂとが提供される。第１の基板１２１ａと第２の基板１２１ｂは、それぞれ第１の基板キャリア１５０ａと第２の基板キャリア１５０ｂによって支持されチャッキングされている。キャリア１５０ａ、１５０ｂは、以下の図３を参照して更に詳細に説明される。第１マスク１３２ａ及び第２マスク１３２ｂが、それぞれの基板１２１ａ、１２１ｂと蒸発源１００との間に提供される。第１のマスク１３２ａ及び第２のマスク１３２ｂは、第１の磁気チャック１５１ａ及び第２の磁気チャック１５１ｂによってそれぞれチャッキングされる。マスクチャッキングアセンブリ１５１ａ、１５１ｂは、従来の機械的なマスクのクランプと比較して、ディスプレイ製造中の各基板１２１ａ、１２１ｂとマスク１３２ａ、１３２ｂとの間の接触力を最小化し低減することができる。いくつかの実施形態では、各磁気チャック１５１ａ、１５１ｂは、それぞれの基板キャリア１５０ａ、１５０ｂの構成要素とすることができる。他の実施形態では、各磁気チャック１５１ａ、１５１ｂは、それぞれの基板キャリア１５０ａ、１５０ｂに対して別個の装置とすることができる。マスクチャッキングアセンブリ１５１ａ、１５１ｂは、以下の図４〜図７を参照して更に詳細に説明される。
【００１３】
図１Ａ〜図１Ｄに示すように、分配パイプ１０６から有機材料を蒸発させて、基板１２１ａ、１２１ｂ上に層を堆積させる。噴霧経路１０は、蒸発源が基板１２１ａ（図１Ｂ及び図１Ｃ参照）及び基板１２１ｂ（図１Ｄ参照）上に材料を堆積させるとき、蒸発源１００が堆積材料を噴霧（スプレー）する方向を示す。第１のマスク１３２ａ及び第２のマスク１３２ｂは、堆積時に各基板１２１ａ、１２１ｂの領域をマスクすることができる。
【００１４】
図１Ａでは、蒸発源１００が、第１の基板キャリア１５０ａ、１５０ｂと共に第１の位置１１に示され、第１の基板キャリア１５０ａ、１５０ｂは、堆積プロセスを開始する位置にそれぞれの基板１２１ａ、１２１ｂを保持する。堆積プロセスはまだ開始されていないので、マスク１３２ａ、１３２ｂはチャックされず、したがって、それぞれの基板１２１ａ、１２１ｂから離間して図示される。
【００１５】
図１Ｂでは、第１の磁気チャック１５１ａは、第１のマスク１３２ａを基板１２１ａと接触する位置にチャックしている。マスク１３２ａは、第１の基板１２１ａに対して均一にチャッキングされているように表示されているが、マスクのある領域は、他の領域よりも大きな圧力でチャックすることが可能である。例えば、蒸発源１００から堆積材料を現在受け取っている第１の基板１２１ａの領域上の第１のマスク１３２ａの部分は、第１のマスク１３２ａの他の部分よりも大きな圧力でチャックすることができる。第１のマスク１３２ａを所定の位置に配置すると、図１Ａの第１の位置１１から図１Ｂの第２の位置１２へ、そしてその後、図１Ｃの第３の位置１３へと移動する矢印１０１Ｂで示されるように、蒸発源１００の並進運動によって第１の基板１２１ａ上に有機材料の層を堆積させることができる。第１の基板１２１ａが第１のマスク１３２ａを介して有機材料の層で堆積されている間、第２の基板１２１ｂは新しい基板と交換することができる。図１Ｂは、第２の基板１２１ｂを交換するのを助けるための第２の輸送トラック１２４ｂを示す。第２の基板１２１ｂが図１Ｂでは適所にないので、第２の基板キャリア１５０ｂ及び第２の磁気チャック１５１ｂはチャッキングのために起動されず、マスク１３２ａは基板１２１ｂが第２の輸送トラック１２４ｂに係合する位置から離間して図示されている。
【００１６】
第１の基板１２１ａが有機材料の層で堆積された後、蒸発源１００の分配パイプ１０６は、図１Ｃの第３の位置から図１Ｄの第４の位置１４まで図１Ｃの矢印１０１Ｃによって示されるように回転する。その後、第１基板１２１ａ上に有機材料を堆積させる間、第２基板１２１ｂは第２基板キャリア１５０ｂにチャックされる。次に、第２のマスク１３２ｂは、第２の基板１２１ｂに対して位置決めされ、アライメントされ、その後、第２の基板１２１ｂの上の第２の磁気チャック１５１ｂに第２のマスク１３２ｂをチャックする。したがって、図１Ｃの矢印１０１Ｃの回転後、第２の基板１２１ｂは、図１Ｄの矢印１０１Ｄで示されるように、第２のマスク１３２ｂを通して有機材料の層でコーティングすることができる。第２の基板１２１ｂが有機材料でコーティングされている間、第１マスク１３２ａは、第１磁気チャック１５１ａから抜き取る（アンチャックする）ことができる。その結果、第１のマスク１３２ａは、第１の基板１２１ａを新しい基板と交換するのを助けるために使用される第１の輸送トラック１２４ａから離間して図示されている。第１のマスク１３２ａがチャッキングされていない状態で、その後、第１の基板１２１ａをチャンバ１１０から取り外すことができる。
【００１７】
本明細書に記載の実施形態によれば、第１の基板１２１ａ及び第２の基板１２１ｂは、実質的に鉛直な位置で有機材料によってコーティングされる。上述したように、図１Ａ〜図１Ｄは、処理チャンバ１１０と、処理チャンバ１１０内の対応する装置（例えば、蒸発源１００）の上面図である。分配パイプ１０６は、蒸気分配シャワーヘッドとすることができ、いくつかの実施形態では、分配パイプ１０６は、直線状（リニア）蒸気分配シャワーヘッドとすることができる。これにより、分配パイプ１０６は、本質的に鉛直に延びる線源を提供することができる。本明細書に記載された実施形態によれば、「本質的に鉛直に」は、主として基板の向きを指し、１０度以下の鉛直方向からのずれを許容する。このずれは、いくつかの実施形態では、鉛直方向からいくらかずれた基板キャリアが、より安定した基板位置をもたらす可能性があることを認める。更に、「本質的に鉛直」は、水平な基板の向きとは異なると考えられる。基板（例えば、第１の基板１２１ａ）の表面は、第１の位置１１から第２の位置１２及び第３の位置１３に移動する蒸発源１００によって示されるように、主に基板の鉛直寸法（すなわちＹ方向）に沿った蒸発源１００と、水平方向（すなわち、Ｘ方向）に沿った並進運動によってコーティングすることができる。しかしながら、例示的な縦型（鉛直）処理チャンバのための本質的に鉛直な位置への参照で記載したが、この構成及び／又はチャンバは、限定することを意図していない。本明細書に記載の実施形態は、横型（水平）チャンバ又はより多くの又はより少ない基板を処理することができるチャンバに等しく適用可能である。
【００１８】
本明細書に記載の実施形態は、特に、有機材料（例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ製造のための堆積物及び大面積基板上の堆積物）の堆積に関するが、実施形態は他のプロセスにおいても有用である可能性がある。いくつかの実施形態によれば、大面積基板は、少なくとも０．１７４ｍ２のサイズを有することができる。キャリアは、約１．４ｍ２〜約９ｍ２（例えば、約２ｍ２〜約８ｍ２、又はいくつかの実施形態では、最大１２ｍ２）の基板を支持することができる。ここに記載される実施形態が提供される、基板が上で支持されるキャリアの矩形領域は、大面積基板のサイズとほぼ同じか、又はわずかに大きい。いくつかの実施形態では、基板の厚さは０．１〜１．８ｍｍとすることができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、基板の厚さは約０．９ｍｍ以下（例えば、０．５ｍｍ又は０．３ｍｍ）とすることができ、保持装置及びデバイスはそのような基板の厚さに適合させることができる。基板は、材料の堆積に適した任意の材料から作製することができる。例えば、基板は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、金属、ポリマー、セラミックス、複合材料、炭素繊維材料、又は堆積プロセスによってコーティングすることができる任意の他の材料又は材料の組合せからなる群から選択される材料から作製することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、第１の磁気チャック１５１ａ及び第２の磁気チャック１５１ｂは、それぞれの基板１２１ａ、１２１ｂのチャッキングに影響を及ぼすことなく、マスク１３２ａ、１３２ｂの独立したチャッキング及びアンチャッキングを可能にする永久磁石を使用することができる。他の実施形態では、マスクチャッキングアセンブリ１５１ａ、１５１ｂ内の磁石用に電磁石を使用することができる。更に他の実施形態では、永久磁石と電磁石をミックスして、マスクチャッキングアセンブリ１５１ａ、１５１ｂ内の磁石用に使用することができる。
【００２０】
本明細書に記載された実施形態のいずれにおいても、磁石（永久磁石、電磁石、又はその両方の組合せ）をハルバッハ配列に配置することができる。本明細書で使用される場合、ハルバッハ配列は、配列の一方の側の磁場を増強し、他方の側の磁場をほぼゼロに低減又は相殺する磁石の配置を指す。いくつかの実施形態では、低減された磁場は部分的にしか低減されず、ほぼゼロには低減されない。ハルバッハ配列に配置された磁石を有する実施形態を採用すると、配列の一方の側に磁場を集中させるという利点があり、その結果、磁石のすべてが同じ向きに配置された場合（例えば、磁石のすべての極が同じ方向を向いている、又は交互のＮ極／Ｓ極の構成）よりも、その側により強力な磁場をもたらす。ハルバッハ配列内の磁石は、各磁石を配列内の隣接する各磁石と位相がπ／２ずれるように配向させることができる。図４〜図７は、ハルバッハ配列を使用するマスクチャッキングアセンブリの実施形態の追加の詳細を提供する。
【００２１】
図２は、一実施形態に係る、基板キャリア１５０ａ、１５０ｂ及びマスクチャッキングアセンブリ１５１ａ、１５１ｂを含む処理チャンバ２４０内に有機材料を堆積させるための堆積装置２００の平面図を示す。処理チャンバ２４０は、真空処理チャンバとすることができる。蒸発源２３０は、トラック又はリニアガイド２２４上の処理チャンバ２４０内に設けられる。リニアガイド２２４は、蒸発源２３０の並進運動のために構成される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる異なる実施形態によれば、並進運動のための駆動は、蒸発源２３０内に、トラック又はリニアガイド２２４に、処理チャンバ２４０内に、又はそれらの組み合わせに設けることができる。図２は、バルブ２０５（例えば、ゲートバルブ）を示す。バルブ２０５は、隣接する処理チャンバ（図２には図示せず）への真空シールを可能にする。バルブ２０５は、１以上の基板（例えば、基板１２１ａ及び１２１ｂ）又は１以上のマスク（例えば、マスク１３２ａ及び１３２ｂ）を処理チャンバ２４０の内外に輸送するために開くことができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、メンテナンス処理チャンバ２１０が処理チャンバ２４０に隣接して設けられる。処理チャンバ２４０及びメンテナンス処理チャンバ２１０は、バルブ２０７と接続することができる。バルブ２０７は、処理チャンバ２４０とメンテナンス処理チャンバ２１０の間で真空シールを開閉するために構成される。バルブ２０７が開いた状態で、蒸発源２３０をメンテナンス処理チャンバ２１０に搬送することができる。その後、バルブ２０７を閉じて、処理チャンバ２４０とメンテナンス処理チャンバ２１０との間に真空シールを提供することができる。バルブ２０７が閉じられると、メンテナンス処理チャンバ２１０は、処理チャンバ２４０内の真空を破ることなく、蒸発源２３０のメンテナンスのために通気され、開けられることができる。
【００２３】
２つの基板１２１ａ、１２１ｂは、処理チャンバ２４０内のそれぞれの輸送トラック上に支持することができる。更に、マスク１３２ａ、１３２ｂを上に提供するための２つのトラックを設けることができる。これにより、基板１２１ａ、１２１ｂのコーティングは、それぞれのマスク１３２ａ、１３２ｂによってマスクすることができる。典型的な実施形態によれば、マスク１３２ａ、１３２ｂは、マスク１３２ａ、１３２ｂを所定の位置に保持するためのマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂ内に提供される。マスク１３２ａ、１３２ｂは、それぞれのチャッキングアセンブリ１５１ａ、１５１ｂを用いて基板１２１ａ、１２１ｂの上の所定の位置にチャッキングされる。いくつかの実施形態では、チャッキングアセンブリ１５１ａ、１５１ｂは、基板１２１ａ、１２１ｂとマスク１３２ａ、１３２ｂを独立してチャッキングして、基板１２１ａ、１２１ｂの位置決めに影響を与えることなく、かつマスク１２１ａ、１２１ｂを機械的に制御することなく、マスク１３２ａ、１３２ｂをそれぞれの基板１２１ａ、１２１ｂの上に配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、各チャッキングアセンブリ１５１ａ、１５１ｂは、それぞれの基板１２１ａ、１２１ｂをチャックするための静電チャックと、それぞれのマスク１３２ａ、１３２ｂをチャックするための磁気チャックとを含むことができる。
【００２４】
いくつかの実施形態によれば、基板１２１ａ、１２１ｂは、それぞれのアライメントユニット２１２ａ、２１２ｂに接続することができる基板キャリア１５０ａ、１５０ｂによって支持することができる。アライメントユニット２１２ａ、２１２ｂは、基板１２１ａ、１２１ｂとそれぞれのマスク１３２ａ、１３２ｂとの間で適切な位置合わせ（アライメント）を提供するために、それぞれのマスク１３２ａ、１３２ｂに対する基板１２１ａ、１２１ｂの位置を調整することができるアクチュエータである。この適切な位置合わせは、有機材料及びディスプレイ製造の他の形態の堆積中に重要である。いくつかの実施形態では、マスク１３２ａ、１３２ｂ及び／又はマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂは、それぞれのアライメントユニット２１２ａ、２１２ｂに接続することができる。これにより、アライメントユニット２１２ａ、２１２ｂは、それぞれの基板１２１ａ、１２１ｂに対してマスク１３２ａ、１３２ｂを位置決めすることができ、又はマスク１３２ａ、１３２ｂ並びにそれぞれの基板１２１ａ、１２１ｂを互いに対して位置決めすることができる。
【００２５】
基板１２１ａ、１２１ｂが基板キャリア１５０ａ、１５０ｂ上に保持されるとき、基板１２１ａ、１２１ｂは、水平寸法１２５、厚み寸法１２６、及び鉛直寸法（図２の平面図には図示せず）を有するように記載することができる。Ｘ方向は、水平寸法１２５に本質的に平行とすることができる。Ｙ方向は、鉛直寸法に本質的に平行とすることができる。Ｚ方向は、厚み寸法１２６に本質的に平行とすることができる。各基板１２１ａ、１２１ｂの表面は、Ｘ−Ｙ平面において平面を形成する。各アライメントユニット２１２ａ、２１２ｂは、少なくともＸ及びＹ方向において、それぞれのマスク１３２ａ、１３２ｂ及び／又は基板１２１ａ、１２１ｂの相対的な位置合わせを提供することができる。各マスク１３２ａ、１３２ｂは、処理される各基板１２１ａ、１２１ｂの表面に本質的に平行なＸ−Ｙ平面内にマスキング面を有することができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、アライメントユニット２１２ａ、２１２ｂはまた、Ｚ方向における基板１２１ａ、１２１ｂ及び／又はマスク１３２ａ、１３２ｂの位置合わせを提供することができる。一実施形態では、各マスク１３２ａ、１３２ｂは処理チャンバ２４０内に静止して保持されることができ、各アライメントユニット２１２ａ、２１２ｂは、基板１２１ａ、１２１ｂをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向において各マスク１３２ａ、１３２ｂに位置合わせすることができる。
【００２７】
図２に示されるように、リニアガイド２２４は、Ｘ方向に沿った蒸発源２３０の固定された並進運動を提供することができ、蒸発源が基板１２１ａ、１２１ｂの水平寸法１２５に沿って並進しながら、蒸発源が基板１２１ａ、１２１ｂの鉛直寸法に材料を堆積させることを可能にする。いくつかの実施形態では、蒸発源２３０は、一度に基板１２１ａ、１２１ｂの一方のみに材料を堆積するが、他の実施形態では、蒸発源は、両方の基板１２１ａ、１２１ｂに材料を同時に堆積させることができる。
【００２８】
堆積装置２００は、基板１２１ａ、１２１ｂの各々の輸送のためのそれぞれの基板輸送トラック（図示せず）を含むことができる。各輸送トラックは、各基板１２１ａ、１２１ｂの水平寸法に平行なＸ方向に沿って延在することができる。いくつかの実施形態では、各基板輸送トラックは、それぞれの基板キャリア１５０ａ、１５０ｂを処理チャンバ２４０の内外に移動させることができる。他の実施形態では、輸送トラックは、処理チャンバ２４０内の固定された基板支持体上に基板１２１ａ、１２１ｂを搬送可能にする。
【００２９】
いくつかの実施形態では、マスクフレーム１３１ａ、１３１ｂ及びそれによりマスク１３２ａ、１３２ｂを支持するためにマスク支持トラック（図示せず）が提供される。マスク支持トラックは、新しいマスクが必要な場合や既存のマスクを清掃する必要がある場合など様々な理由に対して、処理チャンバ２４０の内外へのマスク１３２ａ、１３２ｂの搬送を容易にすることができる。マスク１３２ａ、１３２ｂは、搬送中にマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂに付着したままとすることができ、又はいくつかの実施形態では、マスク１３２ａ、１３２ｂ及びマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂは、搬送中に分離することができる。いくつかの実施形態は、処理チャンバ２４０内の基板１２１ａ、１２１ｂ及び２つのマスク支持トラックの各々に対して２つの輸送トラックを含むことができる。
【００３０】
他の実施形態では、マスク１３２ａ、１３２ｂ並びにそれぞれのマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂは、処理チャンバ２４０の内外へのマスク１３２ａ、１３２ｂの搬送を容易にするために、基板１２１ａ、１２１ｂの輸送トラック上に移動させることができる。基板１２１ａ、１２１ｂ、マスク１３２ａ、１３２ｂ、及びマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂがすべて、同じ２つのトラック（例えば、基板１２１ａ、１２１ｂ用の輸送トラック）を使用して処理チャンバ２４０の内外に搬送可能であるならば、堆積装置２００の所有コストを低減することができる。マスク１３２ａ、１３２ｂ及びマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂの輸送トラック上への搬送を促進するために、１以上のアクチュエータ又はロボット装置を使用することができる。
【００３１】
マスク１３２ａ、１３２ｂ及びそれぞれの基板１２１ａ、１２１ｂが互いに位置合わせされると、基板キャリア１５０ａ、１５０ｂは基板１２１ａ、１２１ｂをマスク１３２ａ、１３２ｂに近接させることができる。堆積プロセスの間、有機材料が蒸発源２３０から基板１２１ａ、１２１ｂに推進されている。この有機材料は、マスク１３２ａ、１３２ｂ内の開口部を通って基板１２１ａ、１２１ｂ上に堆積される。開口部は、基板１２１ａ、１２１ｂ上に堆積材料のその後のパターンを提供する。マスク１３２ａ、１３２ｂがそれぞれの基板１２１ａ、１２１ｂからあまりにも遠くに位置する場合、有機材料は、マスク１３２ａ、１３２ｂ内の開口部を介して不正確に堆積され、最終製品の悪い分解能又は故障につながる可能性がある。マスク１３２ａ、１３２ｂがそれぞれの基板１２１ａ、１２１ｂに過度に接触するか又は制御されない接触をすると、マスク１３２ａ、１３２ｂは基板１２１ａ、１２１ｂに物理的損傷を引き起こす可能性がある。この物理的損傷は、基板１２１ａ、１２１ｂとマスク１３２ａ、１３２ｂとの間の複数の位置合わせプロセスによって悪化する可能性がある。本明細書に記載されるような基板キャリア１５０ａ、１５０ｂを使用することにより、マスクの三次元位置をより細かく制御することができ、処理中の基板損傷のリスクを最小限にしてより良好な堆積が可能になる。
【００３２】
図２は、蒸発源２３０の例示的な一実施形態を示す。蒸発源２３０は、支持体１０２を含む。支持体１０２は、リニアガイド２２４に沿って並進運動するように構成されている。支持体１０２は、蒸発るつぼ１０４と、蒸発るつぼ１０４の上に提供される分配管２０８を支持する。これにより、蒸発るつぼ１０４内で発生した蒸気は、上方へ、分配パイプ２０８の１以上の出口から外へ移動することができる。本明細書に記載の実施形態によれば、分配パイプ２０８はまた、蒸気分配シャワーヘッド（例えば、直線状の蒸気分配シャワーヘッド）と考えることができる。
【００３３】
図２は、少なくとも１つのシールド２０２を有するシールドアセンブリを更に示す。典型的には、図２に示されるように、実施形態は２つの側方シールド２０２を含むことができる。これにより、分配パイプ２０８からのスプレーは、閉じ込めて基板へと向けることができる。通常のスプレー方向に垂直な方向の分配パイプ２０８からのスプレーは、回避される、又はアイドルモードでのみ使用することができる。有機材料の蒸気ビームをスイッチオフすることと比較すると、有機材料の蒸気ビームを遮断することはより容易とすることができるという事実に照らせば、蒸気放出が望ましくない動作モードの間に蒸発源２３０を出る蒸気を回避するために、分配パイプ２０８もまた、側方シールド２０２のうちの１つに向かって回転されてもよい。
【００３４】
図３は、基板キャリア３００の一実施形態の分解図を示す。基板キャリア３００は、上述した基板キャリア１５０ａ、１５０ｂの構成要素とすることができる。基板キャリア３００は、支持ベース３０４と、支持ベース３０４の上又は中に配置された電極アセンブリ３０６と、電極アセンブリ３０６上に配置され、基板キャリア３００の本体３１１を共に形成する封止部材３０２とを含む。支持ベース３０４は、基板キャリア３００の底面３１２を画定し、一方、封止部材３０２は、基板キャリア３００の基板支持面３１３を画定する。図示されていないが、本体３１１は、そこを貫通して延びるリフトピン穴を含むことができる。支持ベース３０４は、処理チャンバ（例えば、処理チャンバ２４０）の内外に基板キャリア３００を移動させるように動作可能とすることができる。例えば、支持ベース３０４は、基板キャリア３００を輸送するのを助けるためのガイドレール（図示せず）を含むことができる。ガイドレールは、処理チャンバ内の搬送機構又は駆動システムとインターフェース接続するように構成することができる。他の実施形態では、支持ベースは、図１Ｂの第２の輸送トラック１２４ｂなどのコンベア又はトラックとインターフェース接続することができる。
【００３５】
図３の実施形態では、支持ベース３０４は、電極アセンブリ３０６、封止部材３０２、並びに基板１２１ａ、１２１ｂの形状及びサイズに実質的に一致する（側部３１４によって画定される）周囲を有する長方形の形状を有する。支持ベース３０４、電極アセンブリ３０６、及び封止部材３０２は、ワークピース（例えば、基板１２１ａ、１２１ｂ）の幾何学的形状を収容するために必要に応じて選択された別の形状又は幾何学的形状を有してもよいことに留意すべきである。例えば、基板キャリア３００は矩形形状で示されているが、基板キャリア３００の形状は、代替的に、異なる基板を収容するための他の幾何学的形状（例えば、円形基板を収容するための円形の幾何学的形状）を有してもよい。
【００３６】
一実施形態では、支持ベース３０４は、絶縁材料（例えば、誘電体材料又はセラミックス材料）から製造することができる。支持ベース３０４は、剛性構造を有することができる。セラミックス材料又は誘電体材料の好適な例は、ポリマー（例えば、ポリイミド）、酸化ケイ素（例えば、石英又はガラス）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリウム含有材料、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を含む。任意選択的に、支持ベース３０４は、電極アセンブリ３０６と対向する支持ベース３０４の表面上に配置された誘電体層を有する金属又は金属体とすることができる。
【００３７】
電極アセンブリ３０６は、支持ベース３０４の上又は中に配置され、少なくとも２つの分散型電極３０８、３１０を含む。各電極３０８、３１０は、チャッキング電圧が印加されたときに異なる極性で帯電されて静電力を生成することができる。電極３０８、３１０は、基板キャリア３００の幅と少なくとも２倍の距離に沿って静電力を分配するように構成されている。各電極３０８、３１０は、複数の類似の又は異なる幾何学的形状の他の電極の間で交互配置又は挿入された複数の幾何学的形状を有してもよい。図３に示されるように、電極３０８の複数の電極フィンガー３２０は、電極３１０の複数の電極フィンガー３２２と交互配置される。分布電極３０８、３１０の交互配置されたフィンガー３２０、３２２は、集合体内でより少ないチャッキング電力を使用しながら高いチャッキング力を提供する基板キャリア３００の大面積にわたって分布された局所的な静電引力を提供する。電極フィンガー３２０、３２２は、異なる形状、長さ、及び幾何学的形状を有するように形成することができる。一例では、電極フィンガー３２０、３２２の一方又は両方は、相互接続された電極アイランド３２４から形成されてもよい。電極アイランド３２４間の相互接続部３２６は、図３に示されるように電極３０８、３１０の平面内にあってもよく、又は平面外（例えば、ジャンパ及び／又はビアの形態内）にあってもよい。一実施形態では、各電極フィンガー３２０、３２２は、約０．２５ｍｍ〜約１０ｍｍの幅３１６を有する。
【００３８】
一実施形態では、電極アセンブリ３０６は、隣接する封止部材３０２及び支持ベース３０４と同様の熱膨張係数を有する金属材料（例えば、アルミニウムシリコン合金）から製造することができる。一実施形態では、電極アセンブリ３０６の熱膨張係数は、約４μｍ／（ｍ・Ｋ）〜約６μｍ／（ｍ・Ｋ）の間であり、一般的に、封止部材３０２の熱膨張係数の約２０％以内である。
【００３９】
第１の電極３０８の電極フィンガー３２０の各々の間には、第２の電極３１０の電極フィンガー３２２を受け入れるように空間３２８が画定される。空間３２８は、空隙であってもよく、誘電体スペーサー材料で満たされてもよく、又は支持ベース３０４又は封止部材３０２のうちの少なくとも１つで満たされてもよい。
【００４０】
ビア３３２、３３４は、第１及び第２の電極３０８、３１０をチャッキング電源（図示せず）に結合するために、支持ベース３０４を貫通して形成することができる。いくつかの実施形態では、オプションのバッテリ３３０を支持ベース３０４内に配置し、第１及び第２の電極３０８、３１０に接続して、基板１２１ａ、１２１ｂをチャッキングするための電力を提供することができる。バッテリ３３０は、リチウムイオンバッテリであってもよく、支持ベース３０４から取り外すことなくバッテリ３３０を再充電するために、支持ベース３０４の外部に端子接続部（図示せず）を有してもよい。
【００４１】
封止部材３０２は、電極アセンブリ３０６を挟む支持ベース３０４上に配置され、一体構造として基板キャリア３００の本体３１１を形成する。封止部材３０２は、電極アセンブリ３０６上に配置され、上で基板１２１ａ、１２１ｂがチャックされる絶縁面を提供する。封止部材３０２は、下にある電極アセンブリ３０６の熱特性と実質的に一致する熱特性（例えば、熱膨張係数）を有する材料から製作することができる。いくつかの実施形態では、封止部材３０２を製造するために使用される材料は、支持ベース３０４を製造するために使用することもできる。
【００４２】
封止部材３０２と電極アセンブリ３０６と支持ベース３０４とを共に積層した後、接合処理（例えば、アニール処理）を行い、封止材料３０２と電極アセンブリ３０６と支持ベース３０４とを共に融着させ、基板キャリア３００の本体３１１を形成する積層構造体を作る。封止部材３０２、電極アセンブリ３０６、及び支持ベース３０４は、高温環境（例えば、３００℃を超える）で動作する可能性があるので、これらの構成要素を製造するために使用される材料は、耐熱材料（例えば、アニール処理中に高い熱処理を維持することができるセラミックス材料又はガラス材料）から選択することができる。一実施形態では、封止部材３０２及び支持ベース３０４は、良好な強度及び耐久性並びに良好な熱伝達特性を提供するセラミックス材料、ガラス材料、又はセラミックスと金属材料の複合材料から製造されてもよい。封止部材３０２及び支持ベース３０４を製造するために選択される材料は、中間電極アセンブリ３０６の熱膨張係数と実質的に一致する熱膨張係数を有して、高い熱負荷のもとで応力又は不具合を引き起こす可能性のある熱膨張の不一致を低減することができる。一実施形態では、封止部材３０２の熱膨張係数は、約２μｍ／（ｍ・Ｋ）〜約８μｍ／（ｍ・Ｋ）の間である。封止部材３０２及び支持ベース３０４を製造するのに適したセラミックス材料は、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、イットリウム含有材料、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、又は窒化チタン（ＴｉＮ）を含むことができるが、これらに限定されない。別の一実施形態では、封止部材３０２及び支持ベース３０４は、セラミック及び金属の異なる組成物（例えば、セラミックス粒子を分散させた金属）を含む複合材料から製造することができる。
【００４３】
動作中、第１の電極３０８に電荷を印加することができ、第２の電極３１０に反対の電荷を印加することができ、これによって静電力を発生させる。基板のチャッキング中、電極３０８、３１０によって生成される静電力は、基板（例えば、基板１２１ａ、１２１ｂ）を封止部材３０２の基板支持面３１３にしっかりと保持する。チャッキング電源から供給される電力が切られると、電極３０８、３１０の間の界面３１８に存在する電荷は、長期間にわたって維持されることができ、したがって、電力が除去された後に基板１２１ａ及び１２１ｂが基板キャリア３００にチャックされたままになることを可能にする。基板キャリア３００上に保持された基板を解放するために、反対極性の短パルスの電力が電極３０８、３１０に供給され、これによって界面３１８に存在する電荷を除去する。
【００４４】
図４は、一実施形態に係るチャッキングアセンブリ４００を示す。チャッキングアセンブリ４００は、基板キャリア４０２及び磁気チャック４０４を含む。磁気チャック４０４は、磁気チャック１５１ａ、１５１ｂの代わりに処理チャンバ１１０内で利用することができる。基板キャリア４０２は、基板４２０を着脱するように構成することができる。一実施形態では、基板キャリア４０２は、図３を参照して説明した基板キャリア３００と実質的に類似している。磁気チャック４０４は、基板キャリア４０２の支持ベース（例えば、基板キャリア３００の支持ベース３０４）に結合することができる。磁気チャック４０４は、ここでは長方形の形状として示されている。しかしながら、磁気チャック４０４は、基板キャリア４０２に保持された基板４２０の上にマスク４３０をクランプするために、磁気チャック４０４内に磁石の磁場を送ることができるような任意の形状とすることができる。
【００４５】
磁気チャック４０４は、チャック本体４０８内に収容されたハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊとして示される１以上のハルバッハ配列に配置された複数の磁石を含むことができる。１以上のハルバッハ配列における磁石の配置に関する更なる詳細は、図５Ａ〜図７を参照して提供される。チャック本体４０８は、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊを完全に取り囲むことができる。チャック本体４０８は、オプションのアクチュエータ４１０及びチャッキング面４１２を更に有することができる。動作中、ハルバッハ配列によって生成される磁界の強い側は、チャック本体４０８のチャッキング面側にある。オプションのアクチュエータ４１０は、チャック本体４０８を移動させ、したがって磁気チャック４０４のチャッキング面４１２と基板キャリア４０２との間の距離を制御するように動作可能である。いくつかの実施形態では、オプションのアクチュエータ４１０は、磁気チャック４０４をマスク４３０により近づけることができる。チャッキング面４１２は、磁気チャッキング力が貫通して印加される面であり、基板キャリア４０２上に配置された基板４２０に対してマスク４３０を引きつけることができる。チャッキング面４１２は、図４に示されるように平坦な面とすることができる。
【００４６】
基板４２０は、基板キャリア４０２にチャッキングされた支持面４２１と、処理中に材料が堆積される処理面４２２とを有する。基板キャリア４０２は、図３を参照して上述したように静電力を用いて基板４２０の支持面４２１をチャッキングすることができる。マスク４３０は、基板４２０の処理面４２２の前に位置決めされ、位置合わせされる。その後、磁気チャック４０４の磁場は、マスク４３０と磁気的に接続することができる。本明細書で使用される磁気接続とは、磁気チャック４０４の磁場にマスク４３０を引き付けさせる１以上のハルバッハ配列における磁石の位置又は配置を指す。
【００４７】
いくつかの実施形態では、磁気チャック４０４とマスク４３０との間の磁気接続は、磁気チャック４０４のチャッキング面４１２とマスク４３０との間の距離を増減させることによって達成される。これらの距離の変化は、磁気チャック４０４及び／又はマスク４３０を移動させることによって達成することができる。磁気チャックが基板キャリア４０２と一体化される実施形態では、キャリア４０２は、磁気チャック４０４をキャリア４３０内でマスク４３０により近い位置に再位置決めする１以上のアクチュエータを有することができる。いくつかの実施形態では、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊの磁石は、チャック本体４０８内で再位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊの磁石のいくつか又は全ては、電磁石とすることができ、ここで、電磁石に印加される電流は、磁場の方向を変えるために逆にすることができる。電磁石を使用する実施形態のいくつかでは、磁場の強さを制御するために電流を増減することができる。
【００４８】
磁気チャック４０４とマスク４０３との間の距離が変わる実施形態では、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊの磁石のマスク４３０への近接は、磁石からマスク４３０への磁場の磁気引力を制御する。磁気チャック４０４内のハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊの磁石からの磁力は、マスク４３０の少なくとも一部を基板４２０の上又は基板４２０と接触する位置にもたらす。その後、層４３０（図示せず）がマスク４３０を通して基板４２０上に堆積される。層が堆積されると、磁気チャック４０４又はチャック４０４内の磁石が次に再位置決めされるか、又は電磁石の場合には電流が低減され、これによって磁場がもはやマスク４３０を基板４２０に固定しなくなり、マスク４３０の除去を可能にする。
【００４９】
図５Ａ〜図７において、磁石の磁極の位置を示すために、以下の文字及び記号が使用されている。「Ｎ」は、磁石がそのＮ極を図から外へ向くように配向されることを示す。「Ｓ」は、磁石がそのＳ極を図から外へ向くように配向されていることを示す。矢印は、磁石のＮ極が二次元図の平面に対して配向される方向を示す。
【００５０】
図５Ａ〜図５Ｃは、一実施形態に係る、ハルバッハ配列５１０を含む磁気チャック５０４の正面概略図を示す。ハルバッハ配列５１０は、複数の磁石５１１〜５１８を含む。磁気チャック５０４は、図４を参照して説明したチャッキング面４１２と同様とすることができるチャッキング面５２２を含む。いくつかの実施形態では、磁石５１１〜５１８は、永久磁石とすることができ、各々は長い磁気ロッド又はチューブの形状を有する。各ロッド又はチューブは、エッジ５２５のようなチャッキング面５２２の寸法のうちの１つの実質的にすべてに及ぶ長い寸法５２８を有することができる。
【００５１】
チャッキング面５２２は、チャッキング面５２２に対する磁石５１１〜５１８の向きを示すために透明であるように示されているが、そのような透明度は必要ではない。磁石５１１〜５１８は、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊが図４のチャッキング面４１２から窪んで示された方法と同様な方法で、チャッキング面５２２に対して窪ませることができる。
【００５２】
各図５Ａ〜５Ｃにおいて、磁石５１１〜５１８のうちの少なくともいくつかの磁極は、チャッキング面５２２に対して異なって配向されている。磁石５１１〜５１８を異なる向きに配置することにより、マスクを１つの向きにチャックするためにチャッキング面５２２に対して増加した磁場を生成することができ（図５Ａ参照）、マスクを他の向きにデチャックするために、チャッキング面５２２に対して減少又は相殺された磁場を生成することができる（図５Ｂ及び５Ｃ参照）。
【００５３】
図５Ａは、ハルバッハ配列５１０の第１の向き５１１１〜５１８１に配置された磁石５１１〜５１８によってチャッキング状態に配置された磁石５１１〜５１８を示している。各磁石５１１〜５１８は、チャッキング面５２２に対して４方向のうちの１つに配向されたＮ極を有する。磁石５１１〜５１８が第１の向き５１１１〜５１８１に配置されるとき、チャッキング面５２２に向かって外側に向いている第１の磁極を有するそれぞれの外側に向いた磁石（例えば、磁石５１３）は、外側に向いている磁石に対向するそれぞれの第１の磁極を有する１つ又は２つの他の磁石（例えば、磁石５１２、５１４）に隣接している。この配向は、チャッキング面５２２から外に向けられた強い磁場を生成し、マスク（図示せず）がチャッキングされるのを可能にする。マスクは、上記のマスク（例えば、マスク１３２ａ、１３２ｂ、又は４３０）と同様の特徴を有することができる。
【００５４】
磁気チャック５０４は、回転機構５３０を更に含むことができる。回転機構５３０は、アクチュエータ（例えば、空気圧アクチュエータ、ソレノイド、モータ、又は他の好適な機構）とすることができる。回転機構は、チャッキング面５２２に対して増強された磁場を生成するために、磁石５１１〜５１８の少なくともいくつかを回転させて使用し、これによってマスクを１つの向きにチャッキングすることができ（図５Ａ参照）、チャッキング面５２２に対して低減された又はキャンセルされた磁場を生成し、これによってマスクを他の向きにデチャックすることができる（図５Ｂ及び５Ｃ参照）。回転機構５３０は、複数の歯車５４１〜５４８を介して磁石５１１〜５１８に結合することができる。回転機構５３０及び複数の歯車５４１〜５４８は、チャッキング面５２２の端部５２５、５２６並びに磁石５１１〜５１８の長い寸法５２８と平行な回転軸（例えば、回転軸５５１）の周りに磁石５１１〜５１８を回転させることができる。いくつかの実施形態では、回転機構５３０は、複数の歯車５４１〜５４８に結合された主歯車５４０に直接接続される。
【００５５】
いくつかの実施形態では、歯車５４１〜５４８は、チャッキング面５２２上の位置（例えば、中心５２４又は端部５２５、５２６のうちの１つ）から磁石５１１〜５１８の回転をずらすために、様々な形状（例えば、様々な楕円形）を有することができる。いくつかの実施形態では、複数の歯車５４１〜５４８は、中心５２４に最も近い磁石（例えば、磁石５１４、５１５）の回転が磁石５１３、５１６の回転を引き起こし、それが磁石５１２、５１７の回転を引き起こすことができ、それが端部５２５、５２６で磁石５１１、５１８の回転を引き起こすことができるように動作可能である。したがって、中心５２４により近い磁石（例えば、磁石５１４、５１５）は、中心５２４からより離れた磁石（例えば、磁石５１３、５１６）よりも速く回転することができる。他の実施形態では、回転の順序は逆にして、端部５２５、５２６の磁石５１１、５１８を他の磁石よりも先に回転させ、磁石５１４、５１５を他の磁石よりも後に回転させることも可能である。したがって、端部５２５により近い磁石（例えば、磁石５１３、５１６）は、中心からより離れた磁石（例えば、磁石５１４、５１５）よりも速く回転することができる。
【００５６】
他の実施形態では、回転は、１つの端部から反対側の端部までずらすことができる。例えば、回転は、各磁石の回転は、磁石の回転が右よりもわずかに早くなり、磁石５１１の回転が最も先行し、磁石５１８の回転が最も後に続くように左端部５２５から右端部５２６までずらすことができる。
【００５７】
更に他の実施形態では、各磁石５１１〜５１８の回転を個別に制御することができ、追加の回転シーケンスを探索することができる。例えば、各磁石５１１〜５１８は、別個のアクチュエータ（例えば、別個のサーボ又は別個の空気圧アクチュエータ）に結合することができる。いくつかの実施形態では、回転機構５３０及び複数の歯車５４１〜５４８は、磁気チャック５０４の構成要素である。他の実施形態では、回転機構５３０及び複数の歯車５４１〜５４８は、別個の装置であり、磁気チャック５０４の一部ではない。磁気チャック（例えば、磁気チャック５０４）が基板キャリア（例えば、基板キャリア３００）と一体化されている実施形態では、回転機構５３０は、基板キャリア（例えば、基板キャリア３００）と一体化されることもでき、又は回転機構５３０は、処理チャンバ（例えば、処理チャンバ１１０）内の別個の構成要素とすることができる。磁気チャック（例えば、磁気チャック５０４）が基板キャリア（例えば、基板キャリア３００）とは別個の構成要素である実施形態では、回転機構５３０は、処理チャンバ（例えば、処理チャンバ１１０）内の別個に構成要素とすることができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、回転機構５３０は、磁石５１１〜５１８のすべてに結合されてはいない。そのような実施形態では、回転機構５３０は、４つの方向のうちの２つにＮ極が配向され、その２つの方向が約１８０度異なる磁石に少なくとも結合される。例えば、回転機構５３０は、各々が図の左右方向にＮ極が配向され、左右は１８０度異なる磁石５１２、５１４、５１６、及び５１８にのみ結合させることができる。図５Ｃは、回転機構５３０が、４つの方向のうちの２つにＮ極が配向された磁石にのみ結合される実施形態に関する追加の詳細を提供する。
【００５９】
図５Ｂは、ハルバッハ配列５１０の第２の向き５１１２〜５１８２に配置された磁石５１１〜５１８を有するデチャッキング状態に配置された磁石５１１〜５１８を示す。各磁石５１１〜５１８は、チャッキング面５２２に対して４つの方向のうちの１つに配向されたＮ極を有する。磁石５１１〜５１８が第２の向き５１１２〜５１８２に配置されるとき、チャッキング面５２２の方へ外側を向く第１の磁極（例えば、磁石５１２のＳ極）を有する各々の外向きの磁石（例えば、磁石５１２）は、外向きの磁石（例えば、磁石５１２）に対向するそれぞれの反対の磁極第１の磁極（磁石５１１、５１３のＮ極）を有する１つ又は２つの他の磁石（例えば、磁石５１１、５１３）に隣接している。この向きは、チャッキング面５２２から外へ向けられた減少した又はほぼゼロの磁場をもたらし、マスクをデチャックすることができる。
【００６０】
磁石５１１〜５１８の向きを第１の向き５１１１〜５１８１から第２の向き５１１２〜５１８２に変えるために、回転機構５３０は、ハルバッハ配列５１０のすべての磁石５１１〜５１８に結合される。２以上のハルバッハ配列を用いる実施形態では、１以上の回転機構は、各配列内の磁石のすべてに１以上の回転機構を結合することができる。次いで、回転機構５３０は、配列内の各磁石５１１〜５１８の回転方向を次々に変えて、各磁石５１１〜５１８を約９０度回転させることができる。第１の向き５１１１〜５１８１から第２の向き５１１２〜５１８２への回転方向を次々に変える例として、チャッキング面５２２の下端部５２７から回転を観察したとき、磁石５１１は反時計回りに回転することができ、下端部５２７から回転を観察したとき、磁石５１２は時計回りに回転することができる。磁石５１１〜５１８をチャッキング状態に戻すためには、回転機構５３０は、（１）回転を９０度逆転させて各磁石をその第１の向き５１１１〜５１８１に戻す、（２）各磁石５１１〜５１８を更に９０度次々に回転させるのを続けて新しいチャッキングの向きを作る、又は（３）各磁石５１１〜５１８に対して同じ方向に更に２７０度次々と回転させるのを続けて各磁石５１１〜５１８をその第１の向き５１１１〜５１８１に戻す。いくつかの実施形態では、磁石５１１〜５１８のうちのすべてよりも少ない磁石が、マスクをデチャックするために回転される。
【００６１】
図５Ｃは、別のデチャッキング状態に配置された磁石５１１〜５１８を示し、ハルバッハ配列５１０内において、すべての奇数番目の磁石は、第１の向き５１１１、５１３１、５１５１、５１７１に固定され、すべての偶数番目の磁石は、第３の向き５１２３、５１４３、５１６３、５１８３に変更される。各磁石５１１〜５１８は、チャッキング面５２２に対して４つの方向のうちの１つに配向されたＮ極を有する。すべての奇数番目の磁石が第１の向き５１１１、５１３１、５１５１、５１７１に配置され、すべての偶数番目の磁石が第３の向き５１２３、５１４３、５１６３、５１８３に配置され、各々の外向きの磁石（例えば、第１の磁極を有する磁石５１３（例えば、そのＮ極がチャッキング面５２２に向かって外側に向いている））は、外向きの磁石（例えば、磁石５１３）に対向するそれぞれ反対の磁極（例えば、磁石５１２、５１４のＳ極）を有する１つ又は２つの他の磁石（例えば、磁石５１２、５１４）に隣接する。この向きは、チャッキング面５２２から外へ向けられた減少した又はほぼゼロの磁場をもたらし、マスクをデチャックすることができる。
【００６２】
偶数番目の磁石の向きを第１の向き５１２１、５１４１、５１６１、５１８１から第３の向き５１２３、５１４３、５１６３、５１８３に変更するには、回転機構５３０を偶数番目の磁石のみに結合してもよい。次いで、回転機構５３０は、各偶数番目の磁石５１２、５１４、５１６、５１８を約１８０度回転させることができる。磁石５１１〜５１８をチャッキング状態に戻すために、回転機構５３０は、偶数番目の磁石５１２、５１４、５１６、５１８に対して、回転を１８０度反転させるか、又は同じ方向に回転を更に１８０度続けることができる。いくつかの実施形態では、奇数番目の磁石は回転され、偶数番目の磁石は第１の向きのままである。
【００６３】
図６Ａ〜図６Ｂは、一実施形態に係る、直列に配置された複数のハルバッハ配列６１１〜６１４を含む磁気チャック６１０の正面概略図を示す。各ハルバッハ配列６１１〜６１４は、複数の磁石６０１〜６０８を含む。いくつかの実施形態では、各ハルバッハ配列６１１〜６１４は、磁気チャック６１０の第１の端部６２５から磁気チャック６１０の第２の端部６２６まで延在することができる。磁気チャック６１０は、図４を参照して説明したチャッキング面４１２と同様とすることができるチャッキング面６２２を含む。いくつかの実施形態では、磁石６０１〜６０８は、各々が円筒形状を有し、円筒の高さがチャッキング面６２２に実質的に垂直であるか、又は円筒の高さがチャッキング面６２２の端部のうちの１つ（例えば、端部６２５）に実質的に平行である永久磁石とすることができる。いくつかの実施形態では、円筒は、チャッキング面６２２又は端部（例えば、端部６２５）に対して他の向きに配置することができる。他の実施形態は、ロッド、ブロック、又はチューブ（例えば、長方形のチューブ）の形をした磁石６０１〜６０８を有することができる。
【００６４】
チャッキング面６２２は、チャッキング面６２２に対する磁石６０１〜６０８の向きを示すために透明であるように示されているが、このような透明性は必要ではない。磁石６０１〜６０８は、図４のチャッキング面４１２から窪んで図示されているハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊと同様に、チャッキング面６２２に対して窪んでいることができる。
【００６５】
図６Ａは、第１の向き６０１１〜６０８１に配置された各ハルバッハ配列６１１〜６１４内の磁石６０１〜６０８を有するチャッキング状態に配置された磁石６０１〜６０８を示す。この向きは、チャッキング面６２２から外へ向けられる強い磁場を生成し、マスクをチャッキング可能にする。マスクは、上記のマスク（例えば、マスク１３２ａ、１３２ｂ、又は４３０）と同様の特徴を有することができる。
【００６６】
磁気チャック６１０は、図５に示された回転機構５３０と同様の１以上の回転機構（図示せず）を更に含むことができる。１以上の回転機構は、各磁石６０１〜６０８のＮ極が対向する４つの方向のうちの２つに配向されたＮ極を有する各ハルバッハ配列６１１〜６１４内の磁石に少なくとも結合することができる。いくつかの実施形態では、磁気チャック６１０は、各ハルバッハ配列６１１〜６１４内の対応する各磁石６０１〜６０８を一斉に回転させる１つの回転機構を含む。接続ロッド又は他の接続は、対応する磁石が一斉に回転することを保証するために使用することができる。他の実施形態では、ハルバッハ配列６１１〜６１４の一部がチャッキング状態にあり、ハルバッハ配列６１１〜６１４の一部がデチャッキング状態又は中間状態にあることを可能にする各配列のために別個の回転機構を使用することができる。各ハルバッハ配列６１１〜６１４のための１つの回転機構又は別個の回転機構を使用する実施形態では、回転機構に結合された各磁石の回転は、上記の磁気チャック５０４を参照して論じた回転のずらしと同様に、中心から端部まで、端部から中央又は端部までずらすことができる。
【００６７】
いくつかの実施形態では、磁石の回転軸は、チャッキング面６２２の端部（例えば、端部６２５）のうちの１つと平行であり、回転を達成するために、１以上の回転機構に結合された歯車５４１〜５４８と同様の歯車を使用することができる。他の実施形態では、磁石６０１〜６０８の回転軸は、チャッキング面６２２に対して垂直である。
【００６８】
更に他の実施形態では、各ハルバッハ配列６１１〜６１４の各磁石６０１〜６０８の回転は、個別に制御することができ、追加の回転シーケンスを探索することができる。例えば、各ハルバッハ配列６１１〜６１４の各磁石６０１〜６０８は、別個のアクチュエータ（例えば、別個のサーボ又は別個の空気圧アクチュエータ）に結合することができる。
【００６９】
図６Ｂは、各ハルバッハ配列６１１〜６１４内において、すべての奇数番目の磁石が第１の向き６０１１、６０３１、６０５１、６０７１のままであり、すべての偶数番目の磁石が第２の向き６０２２、６０４２、６０６２、６０８２に変化するデチャッキング状態に配置された磁石６０１〜６０８を示す。第１の向きの奇数番目の磁石と第２の向きの偶数番目の磁石を有することにより、チャッキング面６２２から外へ向けられた磁場がキャンセルされる又はゼロに近くなり、マスクをデチャックすることができる。
【００７０】
偶数番目の磁石の向きを第１の向き６１２１、６１４１、６１６１、６１８１から第２の向き６１２２、６１４２、６１６２、６１８２に変更するには、１以上の回転機構６３０を偶数番目の磁石のみに結合してもよい。次いで、１以上の回転機構は、各偶数番目の磁石６１２、６１４、６１６、６１８を約１８０度回転させることができる。磁石６０１〜６０８をチャッキング状態に戻すために、１以上の回転機構は、偶数番目の磁石６１２、６１４、６１６、６１８に対して、回転を１８０度反転させるか、又は同じ方向に回転を更に１８０度続けることができる。いくつかの実施形態では、奇数番目の磁石は回転され、偶数番目の磁石は第１の向きのままである。磁気マスク６１０は、上記の図５Ｂを参照して説明したのと同様に、チャッキング状態からデチャッキング状態に変更するために、ハルバッハ配列６１１〜６１４のうちの１以上の中の磁石６０１〜６０８のすべてを約９０度回転させるように同様に動作可能とすることができる。
【００７１】
１つのハルバッハ配列とは対照的に、複数のハルバッハ配列を使用することで、より大きな操作上の柔軟性を提供することができる。例えば、別々の回転機構が別々のハルバッハ配列に使用される場合、いくつかのハルバッハ配列は、チャッキング状態、デチャッキング状態、又は中間状態にあることができる。各々の回転機構に別個の制御を提供して、各配列がチャッキング、デチャッキング、又は中間状態に切り替えられる時の個々の制御を可能にすることができる。更に、複数のハルバッハ配列は、マスクの異なる領域をクランプするために使用される磁気強度を変化させる磁石を可能にすることができる。例えば、マスクの中心をより大きな力でクランプするために、マスクの中心からより遠い磁石の強度に対して、マスクの中心により近い磁石のためにより強い磁石を使用することができる。
【００７２】
図７は、一実施形態に係る、ハルバッハ配列７２０を含む磁気チャック７１０の概略上面図を示す。チャッキング状態とデチャッキング状態との間を変えるために回転を使用する磁気チャック５０４及び６１０とは対照的に、磁気チャック７１０は、固定磁石７２１〜７２８に対して可動磁石７１１〜７１９の位置を変えて磁場の強度を調整する。可動磁石７１１〜７１９が固定磁石７２１〜７２８の間の適所に配置されると、ハルバッハ配列が形成され、チャッキング面７３２から外へ向けられる強い磁場を作り、マスク７３０がチャッキング可能となる。マスク７３０をデチャックするために、可動磁石を固定磁石７２１〜７２８及びチャッキング面７３２から離れるように移動させることができる。１以上のアクチュエータ７０４は、可動磁石７１１〜７１９の位置を個別に、グループで、又は磁石７１１〜７１９のうちのすべてを一緒に変更するために使用することができる。いくつかの実施形態では、マスク７３０は、可動磁石７１１〜７１９を固定磁石７２１〜７２９並びにチャッキング面７３２から離れるようにスライドさせ、次に、各々の可動磁石７１１〜７１９を次の固定磁石７２１〜７１９に隣接して再位置決めすることによってデチャックすることができる。例えば、チャッキング状態の固定磁石７２１、７２２に隣接する可動磁石７１２は、デチャッキング状態の固定磁石７２２、７２３の間で再位置決めすることができる。可動磁石７１２と同様に可動磁石のすべてを再位置決めすると、チャッキング面７３２から外へ向けられる低減した又はゼロに近い磁場が得られ、マスク７３０をデチャック可能とする。
【００７３】
いくつかの実施形態では、可動磁石７１１〜７１９を移動させるために、可撓性プレート７０２を使用することができる。可撓性プレート７０２は、可動磁石７１１〜７１９がチャッキング位置に移動されながら、マスク７３０をマスク７３０の中心からマスク７３０の端部へと徐々にマスク７３０をチャッキングするために、可撓性プレート７０２の中心の可動磁石７１１〜７１９がチャッキング面７３２により近くなるように内側に湾曲させることができる。内側に湾曲した可撓性プレートはまた、マスク７３０が端部から中心へのシーケンスにおいて徐々にデチャックされることを可能にする。他の実施形態では、可撓性プレート７０２は、可撓性プレート７０２の中心の可動磁石７１１〜７１９がチャッキング面７３２から最も遠く離れるように外側に湾曲させることができ、徐々に端部から中心へとチャッキングし、徐々に中心から端部へとデチャッキングする反対の効果をもたらす。
【００７４】
図２、図５Ａ〜図５Ｃ、及び図８を参照すると、処理チャンバ内で基板にマスクをチャッキングする方法８００が記載されている。この方法は、図５Ａ〜図５Ｃのシステムを参照して説明されているが、当業者は、この方法の工程を任意の順序で実行するように構成された任意の磁気チャックが、開示された実施形態の範囲内にあることを理解するであろう。方法８００は、第１の磁気チャック１５１ａの代わりに基板キャリア１５０ａ及び磁気チャック５０４を使用して処理チャンバ２４０内で実行されるものとして説明される。方法８００は、処理チャンバ２４０内で磁気チャック５０４及び基板キャリア１５０ａを使用して説明されているが、方法８００は、他の磁気チャックと共に、他の基板キャリアと共に、又は他の処理チャンバ内で実行することもできる。例えば、方法８００は、処理チャンバ１１０内で磁気チャック６１０及び基板キャリア３００を使用して実行することもできる。
【００７５】
ブロック８０２において、第１の基板１２１ａは、基板キャリア１５０ａの基板支持面上に配置され、処理チャンバ２４０内に搬送される。
【００７６】
ブロック８０４において、マスクが基板にチャックされる。マスクは、本明細書に記載された実施形態のいずれかに従ってチャッキングされることができる。いくつかの実施形態では、マスクは、ハルバッハ配列内の磁石の回転又は移動を必要としない処理チャンバ内の適所に基板が配置されるとすぐに、チャックすることができる。他の実施形態では、ハルバッハ配列内の少なくともいくつかの磁石は、マスクをチャックするために回転させて、又は回転させることなく移動することができる。例えば、磁気チャック５０４内のハルバッハ配列５１０に配置された複数の磁石５１１〜５１８の少なくともいくつかを回転させることができる。この回転は、基板キャリア１５０ａ上に配置された基板１２１ａにマスク１３２ａをチャッキングするために、磁気チャック５０４が基板支持面に近接している状態で行うことができる。あるいはまた、この回転は、基板キャリア１５０ａ上に配置された基板１２１ａにマスク１３２ａをチャッキングするために、磁気チャック５０４が基板支持面１５０ａからより遠く離れた状態で行うことができ、その後磁気チャックは、基板支持面に近接して移動することができる。いくつかの実施形態では、図５Ｂを参照して上述したように、磁石５１１〜５１８はすべて約９０度回転される。他の実施形態では、ハルバッハ配列５１０の４つの方向のうちの２つに配向された複数の磁石５１１〜５１８内の磁石は、図５Ｃを参照して上述したように、約１８０度回転させることができる。
【００７７】
複数のハルバッハ配列を有する磁気チャック（例えば、磁気チャック６１０）を有する実施形態では、複数のハルバッハ配列内の磁石はその後、ブロック８０４で回転させることができる。いくつかの実施形態では、磁気チャック５０４の中心（例えば、チャッキング面５２２の中心５２４）により近い磁石である複数の磁石５１１〜５１８のうちの少なくともいくつかは、磁気チャック５０４の端部（例えば、チャッキング面５２２の端部５２５）により近い磁石よりも速く回転される。磁石の回転は、上述のしたように多数の方法でずらす（例えば、中心から端部へと、端部から中心へと、又は端部から端部へと回転をずらす）ことができる。磁気チャック７１０を使用する実施形態では、可動磁石７１１〜７１９を固定磁石７２１〜７２８の間の適所に配置し、チャッキング面７３２から外へ向けられる強力な磁場を生成し、マスク７３０を基板にチャッキング可能にする。電磁石を使用する実施形態では、適切な電流で電磁石に通電することによってチャッキングを達成することができるので、磁石の移動又は回転は必要とされないかもしれない。
【００７８】
ブロック８０６において、マスク１３２ａを通して基板１２１ａ上に層が堆積される。基板１２１ａ上に層を堆積させるために、蒸発源２３０を使用することができる。リニアガイド２２４は、蒸発源２３０の並進運動を提供することができるので、層は基板１２１ａの異なる領域に堆積させることができる。１以上のハルバッハ配列の磁石は、堆積中に基板の異なる領域にわたってチャッキング力を調整するために回転することができる。層は、化学気相堆積又は他の堆積プロセスを用いてマスクを通して堆積させることができると考えられる。
【００７９】
ブロック８０８において、マスクは基板からデチャックされる。マスクは、本明細書に記載の実施形態のいずれかに従ってデチャックすることができる。いくつかの実施形態では、ハルバッハ配列内の磁石の少なくともいくつかは、マスクをデチャックするために、回転させて又は回転させることなく移動させることができる。例えば、磁気チャック５０４内のハルバッハ配列５１０に配置された複数の磁石５１１〜５１８のうちの少なくともいくつかは、基板キャリア１５０ａ上に配置された基板１２１ａからマスク１３２ａをデチャックするために回転させることができる。いくつかの実施形態では、図５Ｂを参照して上述したように、磁石５１１〜５１８はすべて約９０度回転される。他の実施形態では、ハルバッハ配列５１０内で４つの方向のうちの２つに配向された複数の磁石５１１〜５１８内の磁石は、図５Ｃを参照して上述したように、約１８０度回転させることができる。
【００８０】
複数のハルバッハ配列を有する磁気チャック（例えば、磁気チャック６１０）を有する実施形態では、複数のハルバッハ配列内の磁石はその後、ブロック８０６で回転させることができる。いくつかの実施形態では、磁気チャック５０４の中心（例えば、チャッキング面５２２の中心５２４）により近い磁石である複数の磁石５１１〜５１８のうちの少なくともいくつかは、磁気チャック５０４の端部（例えば、チャッキング面５２２の端部５２５）により近い磁石よりも速く回転される。磁石の回転は、上述したように多数の方法でずらす（例えば、中心から端部へと、端部から中心へと、又は端部から端部へと回転をずらす）ことができる。磁気チャック７１０を使用する実施形態では、可動磁石７１１〜７１９を固定磁石７２１〜７２８の間の位置から除去し、チャッキング面７３２から外へ向けられる相殺（キャンセル）又は低減された磁場をもたらし、マスク７３０を基板からデチャック可能にする。電磁石を使用する実施形態では、電磁石を通電解除する、電磁石に供給される電流を低減させる、又は電磁石のうちの少なくともいくつかに印加される電流の方向を変えることによってデチャッキングを達成することができるので、磁石の移動又は回転は必要とされないかもしれない。
【００８１】
ブロック８０８でマスクを基板からデチャッキングした後、基板をチャンバから取り出して、新しい基板に対して処理を繰り返すことができる。ブロック８０８で、ハルバッハ配列内の少なくともいくつかの磁石が基板からマスクをデチャックするために移動された場合、新しい基板が処理チャンバ内で適所に配置されると、ハルバッハ配列内の少なくともいくつかの磁石は、チャッキング状態を再生成するために、上記のように移動させることができる。
【００８２】
磁気チャック４０４、５０４、６１０、７１０の各々は、図に示されているよりも多くの又は少ない磁石を含むことができる。１つのハルバッハ配列のみを示す実施形態（例えば、磁気チャック５０４、７１０）は、追加のハルバッハ配列を含むことができる。複数のハルバッハ配列を含む実施形態（例えば、磁気チャック４０４、６１０）は、図に示される配列の数より多くの又はより少ないハルバッハ配列を含むことができる。
【００８３】
磁気チャック４０４、５０４、６１０、７１０の各々は、任意の基板キャリア（例えば、キャリア４０２）とは独立して処理チャンバ１１０、２４０の各々において完全に機能することができ、チャンバのすべての中の構成要素のすべて（例えば、アライメントユニット２１２ａ、２１２ｂ、バルブ２０５、２０７、マスク１３２ａ、１３２ｂ、及びマスクフレーム１３１ａ、１３１ｂ）による機能を含む。アライメントユニット２１２ａ、２１２ｂは、磁気マスクチャックがキャリアの一部ではない実施形態に対して、各磁気チャック４０４、５０４、６１０、７１０を各基板キャリア１５０ａ、１５０ｂ、３００、４０２と位置合わせさせるとともに、基板をそれぞれのマスクと位置合わせさせる。磁気チャック４０４、５０４、６１０、７１０の各々は、基板キャリア１５０ａ、１５０ｂ、３００、４０２の各々と共に、別個の装置として又はキャリアの各々と一体化して使用することができる。磁気チャックが基板キャリアと一体化される実施形態では、１以上のハルバッハ配列内の複数の磁石は、チャッキング面（例えば、チャッキング面４１２）に対して、又は基板支持面（例えば、基板支持面３１３）に対して配向させることができる。いくつかの実施形態では、チャッキング面と基板支持面は、同じ面とすることができる。磁気チャック４０４、５０４、６１０、７１０の各々は、位置決め装置（例えば、オプションのアクチュエータ４１０）と共に機能することもできる。磁気チャックが基板キャリアから分離している実施形態では、磁気チャックは基板として処理チャンバ内に残ることができる、及び／又は基板キャリアは処理チャンバの内外に搬送される。
【００８４】
磁気チャック４０４、５０４、６１０、７１０の各々は、絶縁材料（例えば、誘電材料又はセラミックス材料）から製造されたチャック本体（例えば、チャック本体４０８）を有することができる。セラミックス材料又は誘電体材料の好適な例は、ポリマー（例えばポリイミド）、酸化ケイ素材料（例えば、石英又はガラスなど）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリウム含有材料、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を含む。オプションで、チャック本体の各々は、金属又は金属体であってもよい。いくつかの実施形態では、チャック本体は、強磁性体又は非磁性体から製造することができる。いくつかの実施形態では、チャック本体はまた、静電チャック本体とすることができる。
【００８５】
磁気チャック４０４、５０４、６１０、７１０の各々は、ハルバッハ配列（例えば、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊ）を含み、ハルバッハ配列内の磁石の全ては、強磁性材料（例えば、アルミニウム−ニッケル−コバルト（アルニコ）、セラミックス、希土類、鉄−クロム−コバルト、又はそれらの組み合わせ）でできた永久磁石とすることができる。他の実施形態では、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊ内の磁石の全ては電磁石とすることができる。更に他の実施形態では、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊ内の磁石のいくつかは永久磁石とすることができ、ハルバッハ配列４０６ａ〜４０６ｊ内の磁石のうちのいくつかは電磁石とすることができる。
【００８６】
電磁石を使用する実施形態では、電磁石に通電するためにコントローラ及び電源を使用することができる。電磁石に対しては、回転機構は不要とすることができる。いくつかの実施形態では、電磁石の極性は、電磁石を通って流れる電流を逆転させることによって、容易に切り替えることができ、電磁石を使用する実施形態を、チャッキング状態とデチャッキング状態の間を変化させるために、磁石のうちのいくつかの極性を１８０度切り替える実施形態に対して特に好適にする。電磁石を使用する磁気チャックのいくつかの実施形態の利点は、塵埃を発生させ、追加の保守を引き起こす可能性のある可動部品（例えば、回転磁石）の欠如である可能性がある。電磁石を使用する磁気チャックの実施形態の別の利点は、チャッキング面全体にわたるチャッキング及びデチャッキングの正確な制御を可能にするコントローラによって、各電磁石が個別に通電・通電停止することができることである。
【００８７】
本明細書に記載された磁気チャックは、マスクを基板に磁気的にクランプすることを可能にし、これは製品品質を向上させ、設備コストを低減することができる。マスクを磁気的にクランプすることにより、機械式クランプの位置により高い力を集中させる機械式クランピングシステムと比較して、基板のターゲット領域にわたって均等に分配されたより低いクランプ力を展開させることができる。このより低い均等に分配されたクランプ力は、機械式クランピングによって使用される集中力によってしばしば引き起こされる基板への接触汚染又は物理的損傷を防止することができる。
【００８８】
ハルバッハ配列を使用する磁気チャックは、磁気チャックの他の実施形態と比較して追加の利点を提供する。ハルバッハ配列に配向された磁石は、他の古典的な配置（例えば、交互のＮＳ構成）で配向された同じ磁石よりもマスクをクランプするために高い磁力を生成することができる。これは、磁気チャック内に含まれる磁石をより小さく又はより少なくすることができ、磁気チャックのサイズを低減するだけでなく、設備コストを節約することができる。
【００８９】
更に、上述したように、ハルバッハ配列に配向された磁石は、マスクをチャッキングするための強力な磁場を生成するチャッキング状態に容易に回転して、その後、マスクをデチャッキング可能にするマスクへ向かって指向された低減された又はほぼゼロの磁場をもたらすデチャッキング状態に回転することができる。ハルバッハ配列を使用しない磁気チャックの他の実施形態では、マスクをチャック及びデチャックするために、磁石とマスクとの間の距離を増減させる必要がある。この距離を増減することは、必要とされる磁気チャック内の追加の空間、又はマスク又は磁気チャックを移動させるためのチャンバ内の追加の空間及び設備のために、追加の設備コストをもたらす。ハルバッハ配列の磁石の回転は、磁気チャックの設置面積をより小さくすることができ、これは装置のコストを節約するだけでなく、ハルバッハ配列を使用する磁気チャックが他の磁気チャックと比べてより既存の処理チャンバ内で使用されることを可能にする。更に、永久磁石を使用する実施形態では、磁石のうちのいくつかを約１８０度又は磁石の全てを約９０度回転させるためにのみ電力が使用されるので、マスクをチャッキング及びデチャッキングするための電力要求が非常に低い。
【００９０】
磁気チャック７１０は、チャッキング状態からデチャッキング状態に変化させるために磁石を回転させないが、磁石が移動しなければならない距離は、他の磁気チャック内で磁石を動かす必要がある距離よりもはるかに小さい。磁気チャック７１０内の可動磁石は、可動磁石がデチャッキングの方向に再位置決めされるときに固定磁石を過ぎて摺動することができるように、十分遠くに移動する必要があるだけであるので、距離はより小さい。
【００９１】
上記は典型的な実施形態を対象としているが、他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１Ａ】
0006502396.tif 000002
【図１Ｂ】
0006502396.tif 000003
【図１Ｃ】
0006502396.tif 000004
【図１Ｄ】
0006502396.tif 000005
【図２】
0006502396.tif 000006
【図３】
0006502396.tif 000007
【図４】
0006502396.tif 000008
【図５Ａ】
0006502396.tif 000009
【図５Ｂ】
0006502396.tif 000010
【図５Ｃ】
0006502396.tif 000011
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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