JP2016509985A - 基板用キャリア - Google Patents

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Abstract

真空処理用の基板処理チャンバの中で基板を支持するためのキャリアが、記載される。キャリアは、基板据付けアセンブリを含み、基板据付けアセンブリは、一つ又は複数の据付けユニットを含み、各据付けユニットは、基板のエッジに接触し、接触位置を画定するように構成されるエッジ接触面と、基板の第一の基板面に接触するように構成される第一の面を有する第一の据付け要素であって、第一の基板面と実質的に平行に第一の長さL1だけ接触位置から伸びる第一の据付け要素と、基板の第一の基板面に対向する基板の第二の基板面に接触するように構成される第二の面を有する第二の据付け要素であって、第二の基板面と実質的に平行に第二の長さL2だけ接触位置から伸びる第二の据付け要素と、第一の据付け要素と第二の据付け要素のうちの少なくとも一つとともに、基板に据付け力を与えるための力要素とを含み、第一の長さと第二の長さのうちの短い方の長さが、据付け力との組み合わせでモーメンタムを与え、一つ又は複数の据付けユニットが、基板エッジ長さ単位当たり10Nmm以上となるようにモーメンタムを与える。【選択図】図2

Description

本発明の実施形態は、基板処理用の、例えば層堆積用のキャリアに関する。本発明の実施形態は、詳細には、基板処理機械の中で大面積基板を支持するためのキャリア及び大面積基板を処理するための装置に関する。
基板上に材料を堆積するための幾つかの方法が知られている。例えば、基板は、物理的気相堆積(PVD)プロセス、化学気相堆積(CVD)プロセス、プラズマ化学気相堆積(PECVD)プロセス等によって被覆されうる。通常、プロセスは、被覆されるべき基板が置かれる処理装置又は処理チャンバの中で実行される。堆積材料が、装置の中に供給される。複数の材料が、またそれらの酸化物、窒化物又は炭化物も、基板上の堆積のために使用されうる。更に、エッチング、ストラクチャリング、アニーリングなどのような他の処理ステップが、処理チャンバの中で行われうる。
被覆された材料が、幾つかの用途及び幾つかの技術分野において使用されうる。例えば、一つの用途が、半導体デバイスを生成するなどのマイクロエレクトロニクスの分野にある。また、ディスプレイ用の基板が、PVDプロセスによって、しばしば被覆される。更なる用途は、断熱パネル、有機発光ダイオード(OLED)パネル、TFT基板、カラーフィルタなどを含む。
特に、ディスプレイ生産、薄膜太陽電池の製造及び類似の用途などの領域について、大面積ガラス基板が、処理されるために用いられる。従来より、基板サイズが、継続的に増加してきており、これは、なお継続する予定である。ガラス基板のサイズの増加は、ガラス破損によってスループットを犠牲にすることなく、それをハンドリングすること、支持すること及び処理することを、ますます困難にする。
通常、ガラス基板は、その処理中、キャリア上に支持されうる。キャリアは、ガラス又は基板を処理機械を通って運ぶ。キャリアは、通常、フレーム又はプレートを形成し、それらは、基板の面をその周辺に沿って支持するか、又は後者の場合、基板それ自体を支持する。詳細には、フレーム形状のキャリアはまた、ガラス基板をマスクするために用いられることもでき、フレームによって囲まれるキャリアの中の開口が、被覆材料が露出した基板部分上に堆積されるための開口、又は開口によって露出される基板部分に作用する他の処理ステップのための開口を提供する。
より大きく、かつまたより薄い基板への傾向は、特に、層の堆積中に基板に加えられる応力のために、基板のバルジングをもたらすことがあり、それにより、次にバルジングが、破損の可能性の増大により問題を引き起こすことがある。更に、バルジングは、堆積される材料層の質、例えば均一性を低下させうる。従って、バルジングを減少させること、及びキャリアが、大きく薄い基板を破損なく輸送できること、及び被覆された材料層の質を改善することへの要求が存在する。
上記を考慮すると、キャリア、詳細には、当技術分野における問題の少なくとも幾つかを克服する据付けアセンブリを有するキャリアを提供することが、本発明の一つの目的である。
上記に照らして、独立請求項1に従う、基板を支持するためのキャリアが提供される。本発明の更なる態様、利点及び特徴が、従属請求項、明細書、及び添付の図面から明らかである。
一つの実施形態によれば、基板処理チャンバの中で基板を支持するためのキャリアが、提供される。キャリアは、基板据付けアセンブリを含み、基板据付けアセンブリは、一つ又は複数の据付けユニットを含み、各据付けユニットは、基板のエッジに接触し、接触位置を画定するように構成されるエッジ接触面と、基板の第一の基板面に接触するように構成される第一の面を有する第一の据付け要素であって、第一の基板面と実質的に平行に第一の長さL1だけ接触位置から伸びる第一の据付け要素と、基板の第一の基板面に対向する基板の第二の基板面に接触するように構成される第二の面を有する第二の据付け要素であって、第二の基板面と実質的に平行に第二の長さL2だけ接触位置から伸びる第二の据付け要素と、第一の据付け要素と第二の据付け要素のうちの少なくとも一つとともに、基板に据付け力を与えるための力要素とを含み、第一の長さと第二の長さのうちの短い方の長さが、据付け力との組み合わせでモーメンタム(momentum)を与える。一つ又は複数の据付けユニットは、基板エッジ長さ単位当たり10Nmm以上のモーメンタムを与える。
他の態様によれば、その中での層堆積に適合された真空チャンバ、キャリアの輸送に適合された輸送システムを含む、大面積ガラス基板上に層を堆積させるための装置が提供される。キャリアは、基板据付けアセンブリを含み、基板据付けアセンブリは、一つ又は複数の据付けユニットを含み、各据付けユニットは、基板のエッジに接触し、接触位置を画定するように構成されるエッジ接触面と、基板の第一の基板面に接触するように構成される第一の面を有する第一の据付け要素であって、第一の基板面と実質的に平行に第一の長さL1だけ接触位置から伸びる第一の据付け要素と、基板の第一の基板面に対向する基板の第二の基板面に接触するように構成される第二の面を有する第二の据付け要素であって、第二の基板面と実質的に平行に第二の長さL2だけ接触位置から伸びる第二の据付け要素と、第一の据付け要素と第二の据付け要素のうちの少なくとも一つとともに、基板に据付け力を与えるための力要素とを含み、第一の長さと第二の長さのうちの短い方の長さが、据付け力との組み合わせでモーメンタムを与える。一つ又は複数の据付けユニットは、基板エッジ長さ単位当たり10Nmm以上のモーメンタムを与える。装置は、層を形成する材料を堆積させるための堆積源を更に含む。
本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られうる。添付の図面は、本発明の実施形態に関するものであり、以下に説明される。
本明細書に記載される実施形態によるキャリアであり、据付けアセンブリを有し、基板がキャリアの基板領域の中に備えられている。 本明細書に記載される実施形態によるキャリアであり、据付けアセンブリを有し、基板がキャリアの基板領域の中に備えられている。 本明細書に記載される実施形態によるキャリアであり、据付けアセンブリを有し、基板がキャリアの基板領域の中に備えられている。 本明細書に記載される実施形態によるキャリアであり、据付けアセンブリを有し、基板がキャリアの基板領域の中に備えられている。 本明細書中に記載される実施形態による、キャリアの据付けユニットの一例を示す。 本明細書中に記載される実施形態による、キャリアの据付けユニットの他の例を示す。 本明細書中に記載される実施形態による、キャリアを用いて基板上に材料の層を堆積させるための装置の図を示す。
次に、本発明の種々の実施形態への言及が、詳細になされ、その一つ又は複数の例が、図中に示される。図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は、同じ構成要素を指す。一般に、個々の実施形態に関する違いのみが、記載される。各例は、本発明の説明として提供されており、本発明の限定として意図されてはいない。更に、一つの実施形態の一部として示される又は記載される特徴は、他の実施形態について又は他の実施形態と共に用いられて、更なる実施形態を生ずることができる。本明細書はそのような修正及び変形を含むということが、意図される。
本明細書に記載される実施形態によれば、基板据付けアセンブリを有するキャリアが提供される。それによって、据付けアセンブリは、応力、詳細には、基板上に層を堆積させることによって導入される応力に起因する基板のベンディング又はバルジングを減少させるように構成される。基板据付けアセンブリは、第一の据付け要素と第二の据付け要素を有する二部分クランプを提供する。二部分クランプは、例えば基板エッジの単位長さ当たりの十分なモーメンタムによって、基板のベンディングに対抗する。従って、基板エッジ領域は、キャリア面と平行な向きに維持され、基板エッジに対応する軸での基板の回転に対応する変形が、回避され、又は減少されることができる。
本明細書に記載される実施形態によれば、基板据付けアセンブリは、一つ又は複数の据付けユニットを含む。それらは、基板の周囲の周りに分布され、基板のベンディング又はバルジングを有効に回避又は減少させることができる。各据付けユニットは、基板のエッジに接触し、接触位置を画定するように構成されるエッジ接触面と、基板の第一の基板面に接触するように構成される第一の面を有する第一の据付け要素であって、第一の基板面に実質的に平行に第一の長さL1だけ接触位置から伸びる第一の据付け要素と、基板の第一の基板面に対向する基板の第二の基板面に接触するように構成される第二の面を有する第二の据付け要素であって、第二の基板面に実質的に平行に第二の長さL2だけ接触位置から伸びる第二の据付け要素とを含む。第一の長さと第二の長さのうちの短い方の長さが、基板の応力のモーメンタムに対抗するために考慮されるべき一つの面を提供する。更に、力要素、例えば、スプリングなどが設けられ、第一の据付け要素と第二の据付け要素のうちの少なくとも一つとともに基板に据付け力を加えるように構成される。この力及び短い方の長さが、組み合わされて、基板のベンディング又はバルジングを回避するためのモーメンタムを与える。
本明細書に記載される他の実施形態と結合させることができる、代表的な実施形態によれば、基板の厚さは、0.1〜1.8mmでありえ、据付け要素は、そのような基板の厚さに適合させることができる。しかしながら、基板の厚さが、約0.9mm又はそれ未満、例えば、0.7mm、0.5mm、又は0.3mmであって、据付け要素が、そのような基板の厚さに適合される場合、特に有利である。
幾つかの実施形態によれば、大面積基板は、少なくとも0.174mのサイズを有しうる。一般的に、サイズは、約1.4m〜約8mでありえ、より一般的には、約2m〜約9m、又は12mにまでさえなりうる。通常、本明細書中に記載される実施形態による、マスク構造、装置及び方法が提供される長方形基板は、本明細書中に記載されるように、大面積基板である。例えば、大面積基板は、約1.4m基板(1.1mx1.3m)に対応するGEN5、約4.39m基板(1.95mx2.25m)に対応するGEN7.5、約5.5m基板(2.2mx2.5m)に対応するGEN8.5、又は約8.7m基板(2.85m×3.05m)に対応するGEN10でさえありうる。GEN11及びGEN12及び対応する基板面積などのさらに大きな世代が、同様に実施されることができる。
図1Aは、キャリア100を示す。キャリア100は、大面積基板101を支持するように構成される。図1Aに示されるように、基板101は、詳細には、処理チャンバの中で処理されるとき、キャリア100の中の位置に備えられる。キャリア100は、窓又は開口を画定するフレーム160を含む。代表的な実施形態によれば、フレームは、基板受け入れ面を備える。通常、基板受け入れ面は、動作中、すなわち、基板がロードされているとき、基板の周辺部と接触するように構成される。
通常、基板101は、材料堆積に適切な任意の材料から作られうる。例えば、基板は、ガラス(例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス等)、金属、ポリマー、セラミック、複合材料並びに堆積プロセスによって被覆されることのできる任意の他の材料及び材料の組合せからなる群から選択される材料から作られうる。基板の処理にも影響を及ぼしうるバルジングを、本明細書中に記載される実施形態によるキャリアによって減少させることができる。詳細には、破損が更なる懸念であるガラス基板又はセラミック基板にとって、キャリアはまた、損失の増加により生産プロセスの生産性を低下させる基板の破損を著しく減少させることができる。しかしながら、バルジングは、他の問題ももたらしうるので、他の基板もまた、本明細書中に記載される実施形態を、有利に利用することができる。
幾つかの実施形態によれば、フレーム160は、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、その合金、ステンレス鋼などから作られることができる。比較的小さい大面積基板、例えば、GEN5又はそれ未満について、フレーム160は、シングルピースから製造されることができる、すなわち、フレームは、一体的に形成される。しかしながら、本明細書中に記載される他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、フレーム160は、トップバー、サイドバー及びボトムバーなどの、二つ以上の要素を含むことができる。それにより、特に、非常に大面積の基板について、幾つかの部分を有するキャリアが、製造されることができる。キャリアのこれらの部分が、組立てられ、基板101を支持するためのフレーム160を提供する。フレーム160は、詳細には、基板領域の中に基板101を受け入れるように構成される。
図1Aに示されるキャリア100は、据付けアセンブリを更に含む。据付けアセンブリは、据付けユニット120を含む。図1Aに示される例において、2つの据付けユニット120が、フレーム160の左下エッジ部に設けられる。幾つかの実施形態によれば、フレーム160の左下エッジ部の前記2つの据付けユニット120は、所定の位置に固定されており、可動でない。
フレーム160の左下エッジ部にある2つの据付けユニット120が、図1Aに示されているけれども、本発明は、それに限定されない。2つより多い据付けユニット120が、フレーム160の左下エッジ部に設けられることができる。例えば、一つより多い据付けユニット120が、基板101の各辺に設けられることができる。
本明細書中に記載される他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、2つの据付けユニット120が、フレーム160の右上エッジ部に設けられる。幾つかの実施形態によれば、フレーム160の右上エッジ部の2つの据付けユニット120は、基板領域と実質的に平行に、すなわち、基板の面と実質的に平行に、かつ、矢印で示されるように、基板101のエッジと垂直に、可動である。
フレーム160の右上エッジ部にある2つの据付けユニット120が、図1Aに示されているけれども、本発明は、それに限定されない。2つより多い据付けユニット120が、フレーム160の右上エッジ部に設けられることができる。例えば、一つより多い据付けユニット120が、基板101の各辺に設けられることができる。
基板101の左(又は右)下エッジ部に非可動据付けユニット120を設けることによって、及び基板101の右(又は左)上エッジ部に可動据付けユニット120を設けることによって、フレーム160によって画定される基板領域の中の基板101の位置が、正確に調整されることができる。本明細書中に記載される他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、本明細書中に記載されるキャリア及び本明細書中に記載されるキャリアを利用するための装置は、垂直基板処理用である。それにより、垂直基板処理という用語は、水平基板処理に対して区別するものと解される。すなわち、垂直基板処理は、基板処理中のキャリアと基板の本質的に垂直な方向に関するものであり、正確な垂直方向から数度、例えば、10°まで又は15°までさえもの偏差が、なお垂直基板処理とみなされる。小さな傾きを有する垂直基板方向が、例えば、より安定な基板ハンドリングをもたらしうる。
本明細書中に記載される実施形態によれば、図2と図3に関してより詳細に記載されるように、据付けユニットは、少なくとも、基板の周辺領域におけるベンディングに対抗するためのモーメンタムを与える。加えて、据付け要素は、基板をキャリアの中に安定して支持するための保持力又は支持力を与えることができる。据付けユニットのモーメンタムは、基板の両側に設けられるように構成される少なくとも2つの面によって与えられ、少なくとも2つの面が、レバーアームを与え、基板のベンディング又はバルジングに対抗する所望のモーメンタムを与えるように、一緒に押される。
図1Bは、幾つかの実施形態による、キャリア100の他の例を示す。図1Bに示される実施形態は、図1Aに示される実施形態と類似している。図1Bのキャリア100は、基板101の、好ましくは全部で2つより多いエッジ部において据付けユニット120を含む。幾つかの実施形態によれば、据付けユニット120のうちの一つ又は複数が、可動である。更に、全ての据付けユニット120が、可動で設けられることができる。
基板のベンディング又はバルジングを減少させるために、特に、本明細書に定義されるような、通常、長方形である大面積基板については、基板の全てのエッジがベンディングを防止されることが、有利である。従って、本明細書中に記載される他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、少なくとも一つの据付けユニットが、フレーム160の少なくとも2辺に設けられ、あるいはフレーム160の各辺にさえ設けられてもよい。
追加的に又は代替的に実施されうる更なる実施形態によれば、対抗するモーメンタムが加えられる位置が、基板の周囲の周りに分布され、例えば、均一に分布される。例えば、対抗するモーメンタムが、基板のエッジの周りに、50mmごと〜500mmごとに、例えば、100〜300mmごとに、与えられうる。通常、対抗するモーメンタムはまた、図3に関してより容易に理解されるように、対の位置で与えられうる。例えば、GEN8.5基板は、56個の位置で、すなわちそれぞれ28対の位置でモーメンタムを対抗させることによって、ベンディングを減少させうる。
図1Cは、本明細書中に記載される他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態による、キャリア100の他の例を示す。図1Cに示される例は、図1Aと図1Bに示される実施形態と類似している。図1Cのキャリアは、基板領域の中に基板101を位置決めするための第一の位置決め要素151と第二の位置決め要素152を含む。第一の位置決め要素151が、フレーム160に固定的に取付けられうる。一つ又は複数の第一の位置決め要素151が、設けられうる。
第二の位置決め要素152が、基板領域と実質的に平行に、すなわち、基板の面と実質的に平行に、かつ基板101のそれぞれのエッジと垂直に、可動でありうる。これにより、フレーム160によって画定される基板領域の中の基板101の位置が、正確に調整されることができる。
例えば、第一の位置決め要素151と第二の位置決め要素152が、クランプ又は案内手段を含みうる。幾つかの実施形態によれば、図1Cに例示的に示されるような、例えば、側部または下部における位置決め要素151、152は、基板のベンディング又はバルジングから生ずる力の補正には本質的に寄与しないように、設計されうる。むしろ、それらは、基板101の自由な運動を回避するように適合され、及び/又はフレーム160の基板受け入れ面の中に基板を支持するように設けられる。
キャリア100は、据付けアセンブリを更に含む。据付けアセンブリは、例えばフレーム160の最上辺(top side)又は上辺(upper side)に少なくとも一つの据付けユニット120を含む。基板のベンディングを減少させるための4つの据付けユニット120が、図1Cに示されている。しかしながら、据付けユニット及び対応する据付け位置の数は、本明細書に記載の実施形態に従って、適合されることができる。幾つかの実施形態によれば、一つ又は複数の据付けユニット120が、提供される。詳細には、一つ又は複数の据付けユニット120が、例えば図1A及び図1に示されるように、基板の一つ又は複数の辺に設けられることができる。
図1Dは、別のキャリア100を示す。キャリア100は、大面積基板を支持するように構成される。図1Dのキャリアは、基板領域の中に基板101を位置決めするための第一の位置決め要素151を含み、あらかじめ決められた基板位置に備えるように構成される。第一の位置決め要素151が、フレーム160に固定的に取付けられうる。本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、フレームに固定的に取付けられる一つ又は複数の第一の位置決め要素151が提供される。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、3つの第一の位置決め要素151が提供される。それによって、基板の位置が、完全に決定される。更に、位置は、例えば、4つ以上の第一の位置決め要素151を用いることによって過剰に決定されるということはない。通常、2つの固定的に接続された第一の位置決め要素が、フレームの底部に設けられ、一つの第一の位置決め要素が、フレームの一つの側部に設けられる。第一の位置決め要素は、基板挿入のための空隙又は第一の位置決め要素の中に基板を配置するための他の手段を有することができ、基板のエッジに接触し、接触位置を画定するように構成されるエッジ接触面が、設けられる。接触位置は、それにより、キャリアの中にあらかじめ決められた基板位置を画定する。
図1Dに示されるキャリア100は、キャリアフレームの周囲に対して、すなわち、キャリアの中に受け入れられる基板の面と平行に、可動である、据付けユニット120を更に含む。これらの据付けユニットが、図2と図3に関して、より詳細に説明される。本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、代表的な実施形態によれば、それらは、第一の位置決め要素が設けられる辺に対向するフレーム160の辺に沿って設けられる、及び/又は分布される。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、更なる据付けユニット220が、フレームに設けられることができる。通常、それらは、固定された位置にあることができる、すなわち、フレームに対して可動でないようにできる。これらの据付け要素は、図2と図3に関して記載される据付け要素に相当するが、据付けユニットが、基板のエッジに接触するように構成されたエッジ接触面を有しないという違いがある。すなわち、図2と図3にそれぞれ示された要素120又は120Aと120Bは、省略されるか、又は基板のエッジと接触しないように、フレームに向かって(基板受け入れ領域から離れて)変位される。本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、代表的な実施形態によれば、更なる据付けユニット220が、第一の位置決め要素が設けられる辺と同じ辺であるフレーム160の辺に沿って設けられる、及び/又は分布される。更なる据付けユニット220にとってのエッジ接触面の省略の結果、基板のあらかじめ決められる位置が、第一の位置決め要素151によって画定される。
図2に示されるように、本明細書に記載の実施形態によれば、据付けユニット120は、第一の据付け要素122と第二の据付け要素123を含む。第一の据付け要素122は、基板101の第一の基板面102に接触するための、実質的に平坦な又は平面の第一の面124を有する。第二の据付け要素123は、第一の面102に対向する基板101の第二の基板面103に接触するための、実質的に平坦な又は平面の第二の面125を有する。幾つかの実施形態によれば、第一の面124と第二の面125は、互いと本質的に平行である。
動作中、すなわち、基板がキャリアによって運ばれるとき、基板101が、第一の据付け要素122と第二の据付け要素123の間に置かれる又は挟まれる。基板101のエッジ、例えば、側辺が、据付けユニット120のエッジ接触面121と接触する。幾つかの実施形態によれば、エッジ接触面121は、第一の据付け要素122又は第二の据付け要素123と一体的に形成される。エッジ接触面はまた、据付けユニットの中に設けられたストッパ要素の面であってもよい。
力要素130が、第一の据付け要素122と第二の据付け要素123のうちの少なくとも一つとともに、基板101に据付け力140を与える。据付け力140は、特に堆積プロセス中に、基板101のバルジングを減少させる又は回避さえするために、基板101をしっかりと保持するためのものである。
それにより、力要素は、基板の中の応力に起因して、例えば層の堆積に起因して、生成された力に対抗するのに十分なモーメンタムを、第一の据付け要素122と第二の据付け要素123のうちの少なくとも一つとともに、与えるように構成される。従って、力要素は、外側基板周辺領域において、キャリアと平行な基板の方向を与えるように構成される。すなわち、応力は、基板のベンディングを発生させる傾向があるが、基板エッジが回転軸になるであろう回転運動を伴う基板の変位を引き起こすことができない。
例えば、堆積プロセスによって基板101に加えられる応力に起因して、基板101がモーメンタム141を受けるとき、第一の据付け要素122と第二の据付け要素123の間の垂直距離が、実質的に一定に維持されるように、据付け力140の大きさが、選択される。従って、前記垂直距離を実質的に一定に維持することによって、基板101が、第一の据付け要素122と第二の据付け要素123によって、しっかりと保持され、それにより、基板101のバルジングが最小化又は回避さえされる。従って、被覆された材料層の質が改善され、基板101の破損が回避される。
第一の据付け要素122が、接触位置を画定するエッジ接触面121から、第一の基板面102と実質的に平行に第一の長さL1だけ伸びる。第二の据付け要素123が、接触位置から、第二の基板面103と実質的に平行に第二の長さL2だけ伸びる。第一の長さL1と第二の長さL2のうちの短い方の長さ、すなわち図2に示される例ではL1、が、据付け力140との組み合わせでモーメンタムを与える。
換言すると、基板101に加えられる応力(例えば、力)に起因するモーメンタム141が生ずると、第一の長さL1と第二の長さL2のうちの短い方の長さ及び据付け力140によって画定されるモーメンタムが、前記モーメンタム141に対抗する。第一の据付け要素122と第二の据付け要素123の間の間隙が広がるのを防ぐために(すなわち、第一の据付け要素122と第二の据付け要素123の間の垂直距離を一定に維持するために)、据付け力130の大きさが、十分に大きく選択される必要がある。
据付け力140の大きさを選択するときに、第一の長さL1と第二の長さL2、特にこれらのうちの短い方、及び、例えば堆積プロセス中に生成される代表的なモーメンタム141が、考慮される。幾つかの実施形態によれば、例えば堆積プロセス中に生成されるモーメンタム141の上限が、考慮される。
例として、GEN8.5(2500x2200mm)の基板、3mmの第一の長さL1、0.3mmの基板厚さ、及び最小の層厚さに対して、168Nmmのモーメンタム又は56Nの全据付け力が、バルジングを回避するために、基板の辺の周囲に加えられるべきである。本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、代表的な実施形態によれば、基板の周囲の単位長さ当たりの据付けユニットの対抗モーメンタムは、少なくとも10Nmm/m、例えば15Nmm/m以上であるべきである。代表的な例は、ベンディングを減少又は回避するための下限として、20Nmm/m、30Nmm/m又は40Nmm/mでさえありうる。それにより、応力、従って基板を曲げる力が、基板の厚さ、基板サイズ、堆積層(複数可)の層厚さ及び層スタックの中の層の材料マッチングなどの堆積層(複数可)の他の特性に依存しうるということが、考慮されねばならない。
据付け力130は、基板のタイプ(材料、厚さ、面積サイズ、等)、基板101上に堆積されるべき層の数、堆積されるべき材料(複数可)の種類、堆積されるべき層(複数可)の厚さ、処理チャンバの種類、処理時間、等のうちの少なくとも一つに依存して、様々に選択されうる。
例えば、図1A,図1B及び図1Cに示されるような、幾つかの実施形態によれば、一つ又は複数の据付けユニット120が、例えば、基板エッジの単位長さ[1m]当たり10Nmm以上になるようにモーメンタムを与える。エッジの長さ単位は、基板のエッジの長さ、例えば、実質的に長方形の基板の1辺の長さであってもよい。従って、モーメンタムの値が、基板周囲長1メートル当たりで正規化されうるように、基板周囲の長さに対するモーメンタム(対抗モーメンタム)の正規化が、行われうる。
図1A、図1B及び図1Cに関して、基板101の各辺についての据付けユニット120の数が、基板101に加えられるべき全据付け力(すなわち、基板エッジ長さ単位当たりのモーメンタム)に基づいて決定されることができる。更に、幾つかの実施形態によれば、基板の複数の辺にわたる据付け要素120の分布は、基板101のバルジングの減少を最大化するように選択されることができる。
幾つかの実施形態によれば、第二の据付け要素123が固定され、すなわち、実質的に可動でなく、他方、第一の据付け要素122は、基板面102、103と実質的に垂直に可動である。力要素130が、第一の据付け要素122と第二の据付け要素123のうちの少なくとも一つとともに、基板101に据付け力140を与える。
本明細書に記載された幾つかの実施形態によれば、一つ又は複数の力要素130が、可動である第二の据付け要素121に据付け力140を与え、固定されている第二の据付け要素123の第二の面125に対して基板101を押す。
あるいは、第一の据付け要素121と第二の据付け要素123の両方が、互いに対して可動である。そのような場合、一つ又は複数の力要素130は、第一の据付け要素121と第二の据付け要素122の両方に据付け力140を与えることができる。例えば、0.7mmのGen8.5のガラス上の2000nmのCu層は、500Nmm/mのモーメンタムをもたらすであろう。この値は、基板周囲長に対して正規化されている。従って、複数の、例えば56個の据付け位置があれば、28Nの力要素が準備されることが必要であろう。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、力要素130は、少なくとも一つのスプリング要素を含む。しかしながら、本発明は、スプリング要素に限定されず、据付け力を生成するのに適当な他の要素が、用いられうる。例としては、限定されないが、レバー、圧縮ばね、圧電デバイス及び空気圧式デバイスが含まれる。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、エッジ接触面121は、第一の据付け要素122又は第二の据付け要素123と一体的に形成される。
図3は、本明細書中に記載される実施形態による、据付けユニットの他の例を示す。
上記のように、実施形態によれば、基板101のベンディング又はバルジングを回避するために、基板101が、一つ又は複数の据付けユニット120を含む据付けアセンブリで固定される。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、据付けアセンブリは、2つの据付けユニット120aと120bを含む。据付けユニット120a、120bの両方が、フレーム160に取付けられる。
第一の据付けユニット120aは、第一の据付け要素122aと第二の据付け要素123aを含む。第二の据付けユニット120bは、第一の据付け要素122bと第二の据付け要素123bを含む。図2に示されるように、組立てられた状態で、基板101は、それぞれ、第一の据付けユニット120aの第一の据付け要素122aと第二の据付け要素123aの間、及び第二の据付けユニット120bの第一の据付け要素122bと第二の据付け要素123bの間に置かれる。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、エッジ接触面121が、少なくとも一つの停止要素126によって与えられる。各据付けユニット120a、120bが、一つ又は複数の停止要素126を含みうる。幾つかの実施形態によれば、少なくとも一つの停止要素126が、据付けユニット120a、120bのそれぞれの第一の据付け要素122a、122bに固定的に取付けられる。他の実施形態によれば、少なくとも一つの停止要素126は、それぞれの据付けユニット120の第一の据付け要素122a、122bと一体的に形成される。すなわち、停止ユニット126と第一の据付け要素は、単一の部品を形成する。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、第一の据付け要素122a、122bは、所定の位置に固定される。第二の据付け要素123a、123bは、垂直方向に、すなわち、第一の据付け要素122a、122bの第一の面124(又は第一の基板面102)及び/又は第二の据付け要素123a、123bの第二の面125(又は第二の基板面103)と実質的に垂直な方向に、可動である。
各据付けユニット120aと120bは、第一の据付け要素122a、122bと第二の据付け要素123a、123bのうちの少なくとも一つとともに、基板101に据付け力140を与えるための力要素130を含む。図3において、第二の据付けユニット120bの力要素130のみが示されているが、他の力要素が、示されていないが、第一の据付けユニット120aに設けられる。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、力要素130は、スプリング要素である。図3に示されるように、力要素130は、圧縮ばねであってもよい。しかしながら、本発明は、スプリング要素に限定されず、据付け力を生成するのに適当な他の要素が、用いられうる。例としては、限定されないが、レバー、圧縮ばね、圧電デバイス及び空気圧式デバイスが含まれる。
圧縮ばね130は、第一の据付け要素122a、122bと第二の据付け要素123a、123bの両方に接続される。本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、上記のように、第一の据付け要素122a、122bは、所定の位置に固定されており、第二の据付け要素123a、123bは、実質的に垂直方向に可動である。圧縮ばね130は、可動な第一の据付け要素122a、122bを、固定された第二の据付け要素123a、123bの方に引っ張る。
図3において、第一の据付けユニット120aは、基板101が、第一の据付け要素122aと第二の据付け要素123aの間に存在する(置かれている)状況を示す。圧縮ばね130が、据付け力140を働かせることによって第一の据付け要素122aを第二の据付け要素123aの方に引っ張ると、第一の据付け要素122の第一の面124が、第一の基板面102と接触し、第二の据付け要素123の第二の面125が、第二の基板面103と接触する。
その結果、基板101が、第一の据付け要素122aと第二の据付け要素123aの間にしっかりと保持される。基板101が、図2に示されるように、例えば、堆積プロセス中に基板121に加えられる応力に起因するモーメンタム141を経験するとき、基板101のバルジングが、据付け力140を加えることにより最小化又は回避すらされる。詳細には、上記のように、据付け力140は、堆積プロセス中に生成される代表的なモーメンタムに対抗できるように、選択される。しかしながら、ベンディング又はバルジングはまた、基板自体の重量、基板の加熱により追加的に影響されうる基板自体における応力によっても起こりうる。従って、本発明の実施形態はまた、これらのベンディングメカニズムに対抗するために利用することもできる。
図3において、第二の据付けユニット120bは、基板101が、第一の据付け要素122bと第二の据付け要素123bの間に存在しない(置かれていない)状況を示す。圧縮ばね130が、据付け力140を働かせることによって第一の据付け要素122bを第二の据付け要素123bの方に引っ張ると、第一の据付け要素122bの第一の面124と第二の据付け要素123bの第二の面125の間の垂直距離が、基板101が存在する場合と比べて減少する。基板が存在しない場合、第一の据付け要素122bの第一の面124と第二の据付け要素123bの第二の面125が、互いに接触することさえある。
図3に示された設計は、本明細書に記載の実施形態の便益の他に、フレキシィビリティ及び/又はハンドリングに関して更なる改善を提供する。図3に示されるように、本明細書に記載の実施形態によるキャリアは、ピンを含むことができる。ピンが、第二の据付けユニットに接続される。スプリング要素又は第一の据付け要素及び/又は第二の据付け要素に力を加えるための他の手段が、ピン上に又はピンと平行に設けられる。図3に示されるように、ねじ山又は他の調節可能要素上で調節可能であるナット131が、スプリング又は力要素一般のための止め具として設けられうる。従って、基板のベンディング又はバルジングを減少させるために与えられる力が、容易に調節されうる。
更に、図3に示される例において、ピン131は、容易に作動されることができる。例えば、キャリアが、ハンドリングシステムの一つの面、例えば平坦な面に対して又は設備のフロアに対してさえ移動されるときに、据付けユニットが、基板、例えばガラス基板、の挿入のための開放位置に配置されるように、ピンが配置される。面から離れるキャリアの移動は、力ユニットにより据付けユニットを自動的に閉鎖する。従って、ピンを含む配置は、ハンドリングシステムによって、又はマニュアルローディングのためにさえ、例えば、キャリアをフロア上に配置すること又はキャリアを別の面に対してもたせかけることによって、容易に開放又は閉鎖することができる。据付けユニットは、キャリアを基板から離すように移動させ、ピンを作動させると、基板を処理するための閉鎖位置に移動する。
従って、本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、第一の据付け要素と第二の据付け要素のうちの少なくとも一つが、可動に提供される。可動の据付け要素が、移動の方向の、それぞれのもう一方の据付け要素の第一の側に設けられる。ピン又は他の突起部が、もう一方の据付け要素を越えて、第一の側と反対の第二の側の方に伸びる。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、一つ又は複数の据付けユニット120が提供される。一つ又は複数の据付けユニット120が、例えば上記のように、基板エッジ長さ単位当たり10Nmm以上のモーメンタムに対応する全据付け力を与えうる。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、幾つかの実施形態によれば、支持要素170が設けられる。支持要素170が、詳細には、追加の支持領域を提供することにより、基板101のバルジングを更に減少させることを可能にする。それにより、支持要素170は、第一の据付けユニット又は第二の据付けユニットのうちの一つの一部分と考えることができ、基板のベンディングを回避又は減少させるためのモーメンタムにレバーを与えることに関与する。
様々な実施形態により、キャリア100は、PVD堆積プロセス、CVD堆積プロセス、基板ストラクチャリングエッジング、加熱(例えば、アニーリング)又は任意の種類の基板処理のために利用することができる。本明細書に記載のキャリア及びそのようなキャリアを用いるための方法の実施形態は、非定常の、すなわち連続的な基板処理にとって特に有用である。通常、キャリアは、垂直方向大面積ガラス基板を処理するために提供される。キャリアが、プロセスのためのマスキング要素も提供することを、非定常処理は、通常、必要とする。
図4は、実施形態による、堆積チャンバ600の概略図を示す。堆積チャンバ600は、PVD又はCVDプロセスなどの堆積プロセスのために適合される。基板101が、基板輸送装置620上のキャリアの中に又はキャリアに置かれているのが示される。堆積材料源630が、基板の被覆されるべき側に面してチャンバ612の中に設けられる。堆積材料源630が、基板上に堆積されるべき堆積材料635を供給する。
図4において、源630は、その上に堆積材料を伴うターゲット又は基板101上の堆積のために材料が放出されることを可能にする任意の他の配置であってよい。通常、材料源630は、回転可能ターゲットでありうる。幾つかの実施形態によれば、材料源630は、源を位置決め及び/又は交換するために可動であってもよい。他の実施形態によれば、材料源は、平面ターゲットであってもよい。
幾つかの実施形態によれば、堆積材料635は、堆積プロセス及び被覆された基板のその後の用途に従って、選択されうる。例えば、源の堆積材料は、アルミニウム、モリブデン、チタン、銅などの金属、ケイ素、インジウムすず酸化物、及び他の透明導電性酸化物からなる群から選択される材料であってよい。通常、そのような材料を含むことができる酸化物層、窒化物層又は炭化物層は、源から材料を供給することにより、又は反応性堆積、すなわち、源からの材料が、処理ガスからの酸素、窒化物又は炭素のような元素と反応することにより、堆積されることができる。幾つかの実施形態によれば、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムのような薄膜トランジスタ材料が、堆積材料として用いられうる。
通常、基板101は、特に非定常堆積プロセスのために、エッジ除外マスクとしても働くことができるキャリア100の中に又はキャリア100に供給される。破線665は、チャンバ600の動作中の堆積材料635の経路を例示的に示す。本明細書に記載の他の実施形態と結合できる、他の実施形態によれば、マスキングは、チャンバ612の中に設けられる別個のエッジ除外マスクによって提供されることができる。それにより、本明細書に記載の実施形態によるキャリアは、定常プロセスにとって、及び非定常プロセスにとっても有利であることができる。
本明細書に記載の他の実施形態と結合できる実施形態によれば、据付けアセンブリが、特に堆積プロセス中に基板のエッジをしっかりと保持する。基板は、長さと高さにおいて大きくなっているが、基板の厚さは減少しているという事実に特に照らして、実施形態は、基板の破損を減少させることができる。基板の処理にも影響を及ぼしうるバルジングを、本明細書中に記載される実施形態によるキャリアによって減少させることができる。
上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態を考え出すこともでき、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

  1. 基板処理チャンバ(600)の中で基板(101)を支持するための、基板据付けアセンブリを含むキャリア(100)であって、
    前記基板据付けアセンブリは、一つ又は複数の据付けユニット(120)を含み、各据付けユニット(120)は、
    前記基板(101)のエッジに接触し、接触位置を画定するように構成されるエッジ接触面(121)と、
    前記基板(101)の第一の基板面(102)に接触するように構成される第一の面(124)を有する第一の据付け要素(122)であって、前記第一の基板面(102)と実質的に平行に第一の長さ(L1)だけ前記接触位置から伸びる第一の据付け要素(122)と、
    前記基板(101)の前記第一の基板面(102)に対向する前記基板(101)の第二の基板面(103)に接触するように構成される第二の面(125)を有する第二の据付け要素(123)であって、前記第二の基板面(103)と実質的に平行に第二の長さ(L2)だけ前記接触位置から伸びる第二の据付け要素(123)と、
    前記第一の据付け要素(122)と前記第二の据付け要素(123)のうちの少なくとも一つとともに、前記基板(101)に据付け力(140)を与えるための力要素(130)とを含み、
    前記第一の長さ(L1)と前記第二の長さ(L2)のうちの短い方の長さ(L1、L2)が、前記据付け力(140)との組み合わせでモーメンタムを与え、
    前記一つ又は複数の据付けユニット(120)が、基板エッジ長さ単位当たり10Nmm以上であるように前記モーメンタムを与える、基板据付けアセンブリを含むキャリア(100)。
  2. フレーム(160)の基板領域の中に前記基板(101)を受け入れるように構成されるフレーム(160)を更に含む、請求項1に記載のキャリア(100)。
  3. 前記据付けアセンブリ及び詳細には前記据付けユニット(120)が、前記フレーム(160)に固定される、請求項1又は2に記載のキャリア(100)。
  4. 前記第二の据付け要素(123)が、所定の位置に固定されており、前記第一の据付け要素(122)が、前記第二の据付け要素(123)の前記第二の面(125)と実質的に垂直な方向に又は前記第一の基板面(102)と実質的に垂直な方向に、前記第二の据付け要素(123)に対して可動である、請求項1から3のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  5. 前記第一の据付け要素(122)と前記第一の据付け要素(123)が、前記第一の据付け要素(122)の前記第一の面(124)及び/又は前記第二の据付け要素(123)の前記第二の面(125)と実質的に垂直な方向に、互いに対して両方とも可動である、請求項1から3のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  6. 前記力要素(100)が、前記第一の据付け要素(122)及び/又は前記第二の据付け要素(123)に接続される、請求項1から5のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  7. 前記力要素(130)が、スプリング、圧縮ばね、レバー、圧電デバイス及び空気圧式デバイスのうちの少なくとも一つを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  8. 前記エッジ接触面(121)が、前記第一の据付け要素(122)又は前記第二の据付け要素(123)と一体的に形成される、請求項1から7のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  9. 前記据付けユニット(120)が、前記エッジ接触面(121)を画定する停止要素(126)を更に含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  10. 前記停止要素(126)が、前記第一の据付け要素(122)又は前記第二の据付け要素(123)と一体的に形成される、請求項9に記載のキャリア(100)。
  11. 前記基板(101)に追加の支持領域を与えるように構成される支持要素(170)を更に含む、請求項1から10のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  12. 前記支持要素(170)の前記追加の支持領域が、前記第二の据付け要素(123)の前記第二の面(125)と実質的に平行な平面の中に設けられる、請求項11に記載のキャリア(100)
  13. 前記第一の基板面(102)及び前記第二の基板面(103)と実質的に平行な平面の中に前記基板(101)を位置決めするように構成される、前記フレーム(160)に取付けられる一つ又は複数の位置決め要素(151、152)を更に含む、請求項1から12のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  14. 前記少なくとも一つの据付けユニット(120)が、0.1mm〜1.8mmの厚さを有する前記基板(101)を固定するように構成される、請求項1から13のいずれか一項に記載のキャリア(100)。
  15. 大面積ガラス基板(101)上に層を堆積させるための装置(600)であって、
    真空チャンバ(612)の中での層堆積のために適合される真空チャンバ(612)と、
    請求項1から14のいずれか一項に記載のキャリア(100)の輸送のために適合される輸送システム(620)と、
    前記層を形成する材料を堆積させるための堆積源(630)とを含む、装置(600)。
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