JP2014512700A - 基板支持用ホルダ及び該ホルダを用いた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板支持用ホルダ及び該ホルダを用いた基板処理装置が開示される。
【解決手段】本発明にかかる基板支持用ホルダ及び該ホルダを用いた基板処理装置は、支持板に着脱可能に結合された支持ピンに基板が当接支持される。しかし、支持ピンは、基板の加熱または冷却にわずかな影響しか与えないため、基板を加熱または冷却させるのに必要な時間が相対的に短い。したがって、基板処理の生産性が向上する効果がある。そして、基板が支持板から離隔しているため、基板を支持板から離隔させるための別の装置を必要としない。したがって、コストが節減される効果がある。
【選択図】図１

Description

本発明は、支持板に複数の支持ピンを設けてなる基板を支持するための基板支持用ホルダ及び該ホルダを用いた基板処理装置に関する。

基板処理装置は、平板ディスプレイの製造時に用いられ、蒸着（Vapor Deposition）装置と、アニーリング（Annealing）装置とに大別される。

蒸着装置は、平板ディスプレイの核心構成をなす透明伝導層、絶縁層、金属層またはシリコン層を形成する装置であって、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）またはＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）などのような化学蒸着装置と、スパッタリング（Sputtering）などのような物理蒸着装置とがある。

そして、アニーリング装置は、基板に膜を蒸着した後、蒸着された膜の特性を向上させる装置であって、蒸着された膜を結晶化または相変化させる熱処理装置である。

一般的に、熱処理装置は、１枚の基板を熱処理する枚葉式（Single Substrate Type）と、複数の基板を熱処理するバッチ式（Batch Type）とがある。枚葉式熱処理装置は、構成が簡単である利点があるが、生産性が低下する欠点があり、大量生産にはバッチ式熱処理装置が多く用いられる。

バッチ式熱処理装置は、熱処理空間を提供するチャンバを含み、該チャンバには、チャンバ内に装入された複数の基板を支持するための板形状の支持板が必須的に用いられる。

しかし、従来の基板処理装置では、支持板の上面に基板の下面が直接接触して支持される。すると、支持板の潜熱によって基板の加熱及び冷却に多くの時間がかかり、生産性が低下するという欠点があった。

そして、支持板に接触した基板を支持板から離隔させるための別の装置が必要となり、コストが上昇するという欠点があった。

本発明は、上記の従来技術の問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、支持板に複数の支持ピンを設けて基板を支持することによって、生産性を向上させると共に、コストを節減することができる基板支持用ホルダ及びこれを用いた基板処理装置を提供することである。

上記の目的を達成するための、本発明にかかる基板支持用ホルダは、支持板と、前記支持板に着脱可能に結合され、基板を支持する複数の支持ピンとを含む。

また、上記の目的を達成するための、本発明にかかる基板処理装置は、基板を投入しかつ処理するためのチャンバを提供する本体と、該チャンバの内部に配置された複数の支持具と、上下方向に離間されかつ各々が前記支持具に支持された複数の支持板及び、該支持板に着脱可能に結合された、前記基板を支持するための複数の支持ピンを有する基板支持用ホルダとを含む。

本発明にかかる基板支持用ホルダ及び該ホルダを用いた基板処理装置においては、支持板に着脱可能に結合された支持ピンに基板が当接支持される。しかし、支持ピンは、基板の加熱または冷却にわずかな影響しか与えないため、基板を加熱または冷却させるのに必要な時間が相対的に短い。したがって、基板処理の生産性が向上する効果がある。

そして、基板が支持板から離隔しているため、基板を支持板から離隔させるための別の装置を必要としない。したがって、コストが節減される効果がある。

本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略斜視図である。 図１に示された支持具及びホルダの斜視図である。 図２に示されたホルダの斜視図である。 図３の「Ａ−Ａ」線断面図である。 本発明の他の実施形態にかかるホルダの斜視図である。

後述する本発明に関する詳細な説明は、本発明が実施できる特定の実施形態を例として示した添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分に詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互に排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、本明細書に記載されている特定の形状、特定の構造及び特定の特性は、一実施形態に関連し、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲内で他の実施形態で実現可能である。また、各々の開示された実施形態における個別構成要素の位置または配置は、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲内で変更可能であることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味ではなく、本発明の範囲は、適切に説明された場合、その請求項が主張するのと均等な全ての範囲と共に添付した請求項によってのみ限定される。図面に示された実施形態の長さ、面積、厚さ及び形態は、便宜上、誇張されて表現されることもある。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態にかかる基板支持用ホルダ及び該ホルダを用いた基板処理装置を詳細に説明する。

本実施形態を説明するにあたり、基板の処理とは、基板を加熱及び冷却する工程、基板に所定の膜を蒸着するための全ての工程、基板に蒸着された所定の膜をアニーリング、結晶化または相変化するための全ての熱処理工程などを含む概念であることが理解されなければならない。

図１は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略斜視図であり、図２は、図１に示した支持具及びホルダの斜視図である。

図のように、本実施形態にかかる基板処理装置は、略直方体形状に形成されて基板処理装置の外観をなす本体１１０を含み、本体１１０の内部には、基板５０が投入されて処理される密閉空間であるチャンバ１１３が形成されている。本体１１０は、直方体形状のみならず、基板５０の形状に応じて多様な形状に形成可能である。

本体１１０の前面には開口部が画定されかつドア１１５が設けられ、該ドア１１５によってチャンバ１１３が開閉される。ドア１１５を開けてチャンバ１１３を開放した状態で、ロボットアーム（図示せず）などで基板５０を支持し、基板５０をチャンバ１１３の内部に装入する。そして、ドア１１５を閉じてチャンバ１１３を閉鎖した状態で、基板５０を処理する。基板５０の材質は特に制限されず、ガラス、プラスチック、ポリマー、シリコンウエハまたはステンレス鋼などの材質で形成することができる。

本体１１０の上面を開放することもでき、このために、本体１１０の上面にはカバー１１７が設けられている。チャンバ１１３の内部に設けられた、基板５０の処理に必要な部品の修理または入れ替え時に、カバー１１７を開けてチャンバ１１３を開放する。カバー１１７の材質は石英であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。

上記した基板５０の処理に必要な部品には、支持具１２０、該支持具１２０に支持される、基板５０を支持するためのホルダ１３０、基板５０を加熱するためのヒータ（図示せず）、基板５０を冷却させるための冷却管（図示せず）などがある。

支持具１２０は、チャンバ１１３を形成する本体１１０の底面に接触する下面を有する台座１２１と、該台座１２１の１つの側端部から垂直方向に延出して形成された支持台１２３と、該支持台１２３の１つの側面から水平方向に延出して形成され、互いに間隔をあけて上下に積層された形態に形成された複数の支持リブ１２５とを有する。

支持具１２０は、２つ１組（１対）で配置され、２つ１組の支持具１２０は各々、支持リブ１２５が互いに対向するように配置されている。

図２に示された支持具１２０は、４組の支持具１２０が配置されたことを示し、互いに隣接する支持具１２０を互いに結んだ仮想線がなす形状は略長方形となる。すなわち、互いに隣接する支持具１２０を結んだ仮想線がなす形状は、略基板５０の形状に対応する。

支持具１２０の各支持リブ１２５には、基板５０を支持するためのホルダ１３０が搭載支持される。ホルダ１３０は、チャンバ１１３の内部に置かれるため、基板５０の処理時に高温に耐えられると同時に構造の変化がほとんどない石英などからなることが好ましい。各支持リブ１２５に支持されるホルダ１３０は、上下に配置されて互いに平行をなすことは当然である。

図１の説明されていない符号１４０は、基板処理装置を支持する支持フレームである。

本発明の一実施形態にかかるホルダ１３０について、図１ないし図４を参照して説明する。図３は、図２に示されたホルダの斜視図であり、図４は、図３の「Ａ−Ａ」線断面図である。

図示のように、ホルダ１３０は、四角形に形成され、支持リブ１２５に長辺側の下面部分が支持される支持板１３１と、支持板１３１の上面に設けられた、基板５０を支持するための複数の支持ピン１３５とを含む。

支持ピン１３５の上端部において基板５０が支持されるが、支持ピン１３５の上端部は、丸みをおびた形状にされ、基板５０と点接触することが好ましい。そうすることによって、基板５０の下面も、上面と同様にほぼ露出した状態となるため、基板５０が均一に処理される。

支持ピン１３５は、支持板１３１に対して着脱可能に結合される。このために、支持板１３１には結合孔１３２が形成され、該結合孔１３２に支持ピン１３５が挿脱可能に結合される。支持ピン１３５を支持板１３１に対して着脱できれば、基板５０の処理時に基板５０の自重によって基板５０が傾く部分に支持ピン１３５を集中的に配置することができる。したがって、基板５０の変形を完全に防止することができる。

支持ピン１３５は、本体部１３５ａと、結合用突起部１３５ｂと、支持用突起部１３５ｃとを有する。

本体部１３５ａは、結合孔１３２の直径より大きく形成され、下面が支持板１３１の上面に接触する。結合用突起部１３５ｂは、本体部１３５ａの下面から下側に突出形成され、本体部１３５ａの直径より小さい直径に形成され、結合孔１３２に挿脱される。支持用突起部１３５ｃは、本体部１３５ａの上面から上側に突出形成され、上端部において基板５０が当接支持される。前述のように、支持用突起部１３５ｃの上端部は、丸みをおびた形状にされ、基板５０の下面と点接触することが好ましい。

本体部１３５ａの下部側外周面にはリング形状の支持枠１３５ｄが突出形成される。支持枠１３５ｄの下面は支持板１３１の上面に接触して、本体部１３５ａを支持板１３１において強固に立設支持する。

支持用突起部１３５ｃに基板５０が当接している時、基板５０が支持用突起部１３５ｃによって損傷するのを防止するために、支持用突起部１３５ｃを含む支持ピン１３５の硬度は、基板５０の硬度より小さいことが好ましい。すなわち、基板５０がガラス（Glass）で形成される場合、支持ピン１３５は窒化ホウ素（ＢＮ：Boron Nitride）で形成されることが好ましい。

図４に示された結合用突起部１３５ｂの断面形状及び結合孔１３２の形状は、互いに対応して円形に形成されていることを示す。結合用突起部１３５ｂの断面形状及び結合孔１３２の形状が円形であれば、結合用突起部１３５ｂは結合孔１３２を基準として回転することができる。

図５は、本発明の他の実施形態にかかるホルダの斜視図であり、ここでは図３との相違点についてのみ説明する。

図示のように、支持ピン２３５の結合用突起部２３５ｂの断面形状及び支持板２３１に形成された結合孔２３２ａは、互いに対応して楕円形に形成されてもよく、支持ピン２３６の結合用突起部２３６ｂの断面形状及び結合孔２３２ｂは、互いに対応して多角形に形成されてもよい。

結合用突起部２３５ｂ、２３６ｂの断面形状及び結合孔２３２ａ、２３２ｂの形状が楕円形または多角形であれば、支持ピン２３５、２３６は、結合孔２３２ａ、２３２ｂを基準として回転することが防止される。

支持ピン２３７の結合用突起部２３７ｂの断面形状及び結合孔２３２の形状が円形である場合、支持ピン２３７の本体部２３７ａは曲げ加工されて形成され得る。

詳細に説明すれば、本体部２３７ａの中間部分は曲げ加工２３７ａａされ、本体部２３７ａの上側部分及び下側部分の中心をそれぞれ通って長手方向に延在する仮想直線Ｌ１、Ｌ２は、互いに平行をなすように形成される。すると、支持ピン２３７は結合孔２３２を中心として回転するため、支持ピン２３７を結合孔２３２に対して挿脱する必要なく、支持ピン２３７を回転させて基板５０が傾く部分を簡便に支持することができる。

支持ピン２３７の本体部２３７ａの曲げ部分２３７ａａは、必要に応じて、複数回曲げて形成することが可能である。

本実施形態にかかる基板支持用ホルダ及び該ホルダを用いた基板処理装置は、支持板１３１、２３１に着脱可能に結合された支持ピン１３５、２３５、２３６、２３７に、基板５０が当接支持される。しかし、支持ピン１３５、２３５、２３６、２３７は、基板５０の加熱または冷却にわずかな影響しか与えないため、基板５０を加熱または冷却させるのに必要な時間が相対的に短い。したがって、基板処理の生産性が向上する。

そして、基板５０が支持板１３１、２３１から離隔しているため、基板５０を支持板１３１、２３１から離隔させるための別の装置を必要としない。したがって、コストが節減される。

以上、本発明の実施形態に対する図面は詳細な輪郭線を省略し、本発明の技術思想に属する部分が分かりやすいように概略的に示したものである。また、上記の実施形態は、本発明の技術思想を限定する基準とはなり得ず、本発明の請求の範囲に含まれた技術事項を理解するための参照的な事項に過ぎない。

Claims (12)

1. 基板支持用ホルダであって、
   支持板と、
   前記支持板に着脱可能に結合された、基板を支持するための複数の支持ピンとを含むことを特徴とする基板支持用ホルダ。
2. 前記支持板において、前記支持ピンを挿脱可能に結合するための結合孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板支持用ホルダ。
3. 前記支持ピンが、
   前記支持板に接触する一端面を有する本体部と、
   前記本体部の前記一端面から突出形成された、前記結合孔に挿脱するための結合用突起部と、
   前記本体部の他端面から突出形成された、前記基板を当接支持するための支持用突起部と、
   前記本体部の外周面に形成され、前記支持板に接触し、かつ前記本体部を前記基板において立設支持するための支持枠とを含むことを特徴とする請求項２に記載の基板支持用ホルダ。
4. 前記結合用突起部の長手方向に垂直な断面形状が、円形、楕円形または多角形の中から選択されたいずれか１つの形状であり、
   前記結合孔の形状が、前記結合用突起部の前記断面形状に対応するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の基板支持用ホルダ。
5. 前記結合用突起部の前記断面形状及び前記結合孔の形状が、互いに対応する円形に形成され、かつ前記結合用突起部が前記結合孔を基準として回転可能に設けられており、
   前記本体部の中間部分が曲げ加工されており、
   前記本体部の一方の端部部分及び他方の端部部分においてそれぞれ中心を通って長手方向に延在する仮想直線が、互いに平行であるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の基板支持用ホルダ。
6. 前記支持ピンの硬度が、前記基板の硬度より小さいことを特徴とする請求項１に記載の基板支持用ホルダ。
7. 基板処理装置であって、
   基板を投入しかつ処理するためのチャンバを提供する本体と、
   前記チャンバの内部に配置された複数の支持具と、
   上下方向に離間されかつ各々が前記支持具に支持された複数の支持板及び、該支持板に着脱可能に結合された、前記基板を支持するための複数の支持ピンを有する基板支持用ホルダとを含むことを特徴とする基板処理装置。
8. 前記支持板において、前記支持ピンを挿脱可能に結合するための結合孔が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記支持ピンが、
   前記支持板に接触する一端面を有する本体部と、
   前記本体部の前記一端面から突出形成され、かつ前記本体部の直径より小さい直径に形成された、前記結合孔に挿脱するための結合用突起部と、
   前記本体部の他端面から突出形成された、前記基板を当接支持するための支持用突起部と、
   前記本体部の外周面に形成され、前記支持板に接触し、かつ前記本体部を前記基板において立設支持するための支持枠とを有することを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記結合用突起部の長手方向に垂直な断面形状が、円形、楕円形または多角形の中から選択されたいずれか１つの形状であり、
    前記結合孔の形状が、前記結合用突起部の前記断面形状に対応するように構成したことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
11. 前記結合用突起部の前記断面形状と前記結合孔の形状が、互いに対応する円形に形成され、かつ前記結合用突起部が前記結合孔を基準として回転可能に設けられており、
    前記本体部の中間部分が曲げ加工されており、
    前記本体部の一方の端部部分及び他方の端部部分においてそれぞれ中心を通って長手方向に延在する仮想直線が、互いに平行であるように構成したことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
12. 前記支持ピンの硬度が、前記基板の硬度より小さいことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。

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