JP2016514369A

JP2016514369A - 基板用キャリア及び基板搬送方法

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Publication number: JP2016514369A
Application number: JP2015561955A
Authority: JP
Inventors: ライナーヒンタ—シュスター，; ライナーヒンタ―シュスター，; アンドレブリューニング，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2016-05-19
Also published as: CN105189811A; EP2971225B1; CN105189811B; KR20170029033A; TW201444013A; TWI610393B; EP2971225A1; KR101920261B1; US20160053361A1; WO2014139594A1; KR20150132414A

Abstract

堆積チャンバ内で基板（２１０、３１０）を搬送するためのキャリア（２００、３００、４００）が開示される。本キャリアは、基板（２１０、３１０）を垂直に保持するためのフレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）であって、底部フレーム部分（２４０、３４０、４４０）を備え、実質的に長方形の形状を有する、フレームと、基板（２１０、３１０）をキャリア（２００、３００、４００）にしっかりと固定するための固定手段（２２５、３２５）であって、底部フレーム部分の中心領域（２４０、３４０、４４０）に配置される、固定手段と、基板（２１０、３１０）を支持するがしっかりと固定しない、一又は複数の支持部材（２２０、２３０、３２０）とを含む。更に、堆積中の基板を搬送する方法が開示される。【選択図】図２ａ

Description

本発明の実施形態は、被覆される基板のためのキャリア及び被覆される基板を搬送する方法に関する。詳細には、本発明の実施形態は基板キャリアのフレームに関し、具体的には、キャリア内の基板保持手段に関する。

基板上に材料を堆積させる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）処理、化学気相堆積（ＣＶＤ）処理、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）処理などにより被覆され得る。典型的には、これらの処理は処理装置又は処理チャンバ内で実施され、被覆される基板は処理装置又は処理チャンバ内に配置されるかそれらを通って案内される。処理装置内には堆積材料が供給される。基板上への堆積には、複数の材料、中でも、酸化物、窒化物、炭化物又は金属が用いられ得る。更に、処理チャンバ内で、エッチング、構造化（ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）、アニールなど他の処理工程が実施され得る。

被覆された材料は、幾つかの用途および幾つかの技術分野で使用され得る。例えば、半導体デバイスの製造などマイクロエレクトロニクス分野に応用され得る。ディスプレイ用基板もしばしばＰＶＤ処理によって被覆される。更なる用途、特に被覆されたガラス基板の用途は、液晶（フラットパネル）ディスプレイ（ＬＣＤ）用カラーフィルタ（ＣＦ）及びタッチパネル（ＴＰ）である。更なる用途には、絶縁パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネル、ＴＦＴを含む基板などがある。

近年、使用される基板のサイズが増大している。特に、被覆されるガラス基板は、ガラスの破損によってスループットを犠牲にすることなく基板をハンドリング、支持、及び処理することを困難にしている。

典型的には、ガラス基板は、処理中にキャリア上で支持され得る。キャリアは、ガラス又は基板を処理機械に通す。キャリアは、基板表面をその外周に沿って支持するフレームを形成するのが典型的である。具体的には、フレーム形状のキャリアはガラス基板のマスキングにも用いられ得、フレームに囲まれたキャリア内の開口が、基板の露出された部分に被覆材料を堆積するための開口を提供する。

エッジエクスクルージョン（端部除去）（ｅｄｇｅｅｘｃｌｕｓｉｏｎ）は可能な限り少ないことが望ましいが、それでもなお、特にエッジエクスクルージョンによって基板の正確且つ均一な被覆が可能となるので、現行のエッジエクスクルージョンの実施が望ましい。しかしながら、エッジエクスクルージョンによって除去される基板の面積は、特に、基板材料及びキャリア材料など関連するすべての材料の熱膨張、使用される温度、並びに、オートメーションロボッティクスに起因してキャリア内の基板の位置決めが不正確性であることに依存する。

上記に照らして、本発明の目的は、最適且つ信頼性の高いエッジエクスクルージョンをもたらし、同時にキャリアでの移送中の基板の破損を防止する、被覆される基板のためのキャリアを提供することである。

上記に照らして、独立請求項によれば、基板を搬送するためのキャリア及び基板の搬送方法が提供される。本発明の更なる態様、利点及び特徴は、従属請求項、明細書及び添付の図面から明らかとなる。

一実施形態によれば、堆積チャンバ内で基板を搬送するためのキャリアが提供される。キャリアは、基板を垂直に保持するためのフレームであって、底部フレーム部分を含み実質的に長方形の形状を有するフレームと、基板をキャリアにしっかりと固定するための固定手段であって、底部フレーム部分の中心領域に配置される固定手段とを含む。キャリアは、基板を支持するがしっかりと固定しない、一又は複数の支持部材を更に含む。

別の実施形態によれば、基板を堆積チャンバ内で搬送するためのキャリアが提供される。キャリアは、基板を垂直に保持するためのフレームであって、底部フレーム部分を含み実質的に長方形の形状を有する、フレームと、単一の基板をキャリアにしっかりと固定するための固定手段であって、底部フレーム部分の中心領域に配置される固定手段とを含む。キャリアは、基板を支持するがしっかりと固定しない、一又は複数の支持部材を更に含む。

更なる態様によれば、堆積処理中、堆積チャンバ内で基板をキャリアを用いて搬送する方法が提供される。キャリアは、基板を垂直に保持するためのフレームを含む。フレームは、底部フレーム部分を含み実質的に長方形の形状を有する。本方法は、底部フレーム部分の中心領域における固定手段を用いて基板をキャリアにしっかりと固定することと、基板を、しっかりと固定することなく、キャリア内で一又は複数の支持部材によって、支持部材により支持することとを含む。

実施形態は、開示された方法を実行する装置も対象とし、記載されたそれぞれの方法ステップを実行する装置部分を含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素、もしくは適当なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータを手段として、又はこれらの２つの任意の組合せによって、或いは任意の他の方式で実行することができる。更に、本発明による実施形態は、記載された装置が動作する方法も対象とする。方法は、装置のあらゆる機能を実行する方法ステップを含む。

本発明の上記の特徴を詳細に理解することができるよう、実施形態を参照することによって、上記で簡潔に概説した本発明のより詳細な説明を得ることができる。添付の図面は本発明の実施形態に関し、以下において説明される。

従来技術による、キャリア及び被覆される基板の側面図である。図１ａに示すキャリア及び基板の一部分の詳細な図である。図１ａに示すキャリア及び基板のＡ‐Ａに沿った断面図である。本明細書に記載の実施形態によるキャリアの概略側面図である。本明細書に記載の実施形態による、図２ａに示すキャリアのＢ‐Ｂに沿った断面図である。本明細書に記載の実施形態によるキャリアの部分概略側面図である。本明細書に記載の実施形態によるキャリアの概略側面図である。本明細書に記載の実施形態によるキャリアの概略側面図である。本明細書に記載の実施形態によるキャリアの概略側面図である。本明細書に記載の実施形態による基板搬送方法のフロー図である。本明細書に記載の実施形態による基板搬送方法のフロー図である。本明細書に記載の実施形態による基板搬送方法のフロー図である。

これより本発明の種々の実施形態が詳細に参照されるが、その一又は複数の例が図示されている。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。概して、個々の実施形態に関する相違のみが説明される。各例は、本発明の説明として提供されているが、本発明を限定することを意図するものではない。更に、一実施形態の一部として図示又は説明された特徴を、他の実施形態で、又は他の実施形態と共に使用して、また更なる実施形態を得ることが可能である。本明細書は、かかる修正及び改変を含むことが意図されている。

図１は、基板１１０を保持しているキャリア１００の側面図を示す。キャリアは、４つの部分を有するフレーム、底部１４０、第１の側部１５０、上部１６０、及び第２の側部１７０を含む。キャリア１００は、基板１１０を垂直に担持し、フレーム部分１５０、１６０、及び１７０においてクランプ１２０を含む。クランプは、垂直に配置された基板がキャリアから落下することを防止する。キャリア１００の底部フレーム部分１４０において、基板底部支持手段１３０が提供され、この上に基板１１０の底部側が載る。

一般的に、被覆される基板はキャリア内に保持され、キャリアは真空被覆システムなどの被覆システムを通って移動する。基板は、例えばＰＶＤマグネトロンスパッタリング処理によって被覆され得る。堆積処理のために基板を搬送するとき、基板及びキャリアは激しい温度変化に晒される。キャリア内の基板を保持しているクランプは、基板とキャリアとの間に熱膨張のための空間を残していることがあり、アルミニウム及び／又はチタンなどの金属で作製され得る。代替例では、クランプが基板に接触するが、熱膨張に起因する基板のキャリアに対する相対的な移動が許容されるような低いクランプ力によって接触する。

しかしながら、キャリアが、上述のエッジエクスクルージョンという追加の機能を有していることがしばしばある。キャリアは、基板を安全に搬送すると同時に、被覆されない基板の外縁エリアのためのエッジエクスクルージョンマスクとして機能する。

一般的に、基板のエッジが堆積材料のない状態で維持されるべきである場合、エッジエクスクルージョンが望まれる。これは、被覆された基板のその後の用途により、基板の規定の面積のみが被覆されるべき場合であり得る。例えば、ディスプレイ部品として使用される基板は、所定の寸法を有する。大面積基板は、基板エッジをシャドーイングするため及び／又は基板の背面被覆を防止するために、エッジエクスクルージョンマスクを用いて被覆されるのが典型的である。この手法によって、信頼性の高い均一な基板被覆が可能となる。堆積材料を含まないエッジを有する基板は、更に処理され得る。

従って、精密にして正確、高信頼性の均一なエッジエクスクルージョンが望まれるが、これは堆積中のキャリア及び基板の熱膨張により困難である。これまで、キャリア内での基板の移動を最小限に抑えるために、チタン及び／又は特殊なデバイスなど、熱膨張の少ない（高価な）材料が用いられてきた。例えば、既知のシステムで、熱膨張に起因する基板のキャリアに対する移動を制限するために、アルミニウム製キャリアフレーム内でチタン製バーが用いられている。

図１ｂは、図１ａの既知のシステムに使用されるキャリアの区域Ｃのより詳細な図である。図１ｂで、基板１１０を搬送しているキャリア１００の底部フレーム部分１４０及び第２のサイドフレーム部分１７０が示されている。図１ｂの詳細図には、クランプ１２０及び基板底部支持手段１３０も示されている。基板１１０の移動を制限するために、キャリアフレーム１００内にチタンバー１８０が提供されている。コストの最適化のため、キャリア１００の主な部分はアルミニウム製であり、キャリアフレーム内で基板をセンタリングするために、チタンインレイ（埋め込み部）が（異なる熱膨張係数を有するので）用いられている。堆積中、キャリア及び基板は膨張し、更に、フレームが膨張するとキャリアフレームによって保持されている基板が移動する。チタンインレイは、キャリアフレームのアルミニウム部分の膨張に起因する基板の移動を制限する。

基板が移動及び膨張できることにより、薄くセンシティブであり得る基板の破損が防止さる。チタンインレイによって制限された特定の面積内で基板が可動であることにより、基板の規定のエッジエクスクルージョン及び確実なハンドリングが得られる。

本明細書に記載のキャリアの実施形態によれば、基板をキャリアにしっかりと固定するための固定手段を提供することにより、キャリアに対する基板の移動が阻止される。本明細書に記載の実施形態は、キャリアに用いられる材料に関わらず基板及びキャリアの熱膨張を許容するが、固定点において基板をキャリアに強固に固定する。既知のシステムにおいては、キャリア及び基板の移動や膨張により、基板を保持しているキャリアの膨張を埋め合わせるために、堆積から除かれるエッジ面積を所望よりも大きくすることが要求される。本明細書に記載の実施形態を用いると、より小さいエッジエクスクルージョンエリアが実現し得る。更に、本明細書に記載の実施形態によるキャリアは、キャリアフレームの複雑な形状又はインレイ材料にかかる高コストがかからない。

図２ａは、本明細書に記載の実施形態によるキャリア２００を示す。キャリアフレーム２００は、ＰＶＤ処理などの堆積処理における使用に適した、アルミニウム又は任意の他の材料で作製され得る。例えば、キャリアは、ステンレス鋼もしくはチタンを含むか、又は実質的にこれらで作製され得る。キャリアは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）もしくはＰＩ（Ｍｅｌｄｉｎ又はＴｏｒｌｏｎなどのポリイミド）などの更なる材料を含み得るか、又は、キャリアの少なくとも構成要素がＰＥＥＫもしくはＰＩで作製され得る。ＰＩ材料は、例えば、ＰＥＥＫよりも高温で使用可能であり、しかも真空利用が可能である。

キャリアは基板２１０を搬送する。幾つかの実施形態によれば、本明細書に記載する基板は、材料堆積に適した任意の材料から作成され得る。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）で作製され得る。更に、基板は、金属、ポリマー、セラミック、化合物材料、又は、堆積処理により被覆可能な任意の他の材料もしくは材料の組み合わせからなる群から選択される材料で、作製され得る。

キャリア２００のフレームは、底部フレーム部分２４０、第１のサイドフレーム部分２５０、上部フレーム部分２６０、及び第２のサイドフレーム部分２７０などの幾つかのフレーム部分を含み得る。キャリアは、基板２１０を支持するための支持部材２２０、及び、基板２１０を底部で支持するための底部支持部材２３０も含む。図２ａに示す例などの一実施例で、支持部材２３０は、基板の底部エッジのための台座（ｒｅｓｔ）などの単純な支持部材であり得る。例えば、支持部材は、キャリアフレーム部分２４０内の突起、又は、キャリアに固定されたＰＥＥＫもしくはＰＩ製ブロックとして形成され得る。

本明細書に記載の実施形態で、少なくとも堆積中、基板は基板キャリアによって垂直に保持される。この文脈で、基板を垂直に保持することは、堆積中、被覆される表面が実質的に垂直であることを意味し得る。図２ａの左側の座標系を見ると、被覆される基板表面はｘ‐ｙ平面内に配置される一方、基板の厚さはｚ方向に伸びているのが見て取れる。本明細書で使用する、フレームの底部又は基板の底部は、フレーム又は基板の、フレームのｙ方向の値がより低い範囲を含む部分を表す。例えば、底部フレーム部分は、キャリアフレームのうち最も低いｙ値を含み且つ水平方向に伸びているフレーム部分である。同じ定義が基板底部に当てはまる。従って、基板の底部エッジは、基板の更なるエッジと比較すると最小のｙ方向値を有する水平に伸びているエッジなどの、基板の底部に位置する基板のエッジであり得る。

更に、下記の記載において、本明細書で使用する「実質的に」という用語は、「実質的に」で表される特性から何らかの逸脱があり得ることを意味し得る。例えば、「実質的に垂直」という語は、厳密な垂直位置から約１°〜約１５°の逸脱など、正確な垂直位置から幾らかの逸脱を有し得る位置を表す。幾つかの実施形態で、「実質的に長方形」という語は、その実施形態が厳密な長方形の形状から幾分逸脱した形状も含むことを意味し得る。例えば、「実質的に長方形」と表される形状の角度が、９０°角度から約１°〜約１０°逸脱し得る。

本明細書に記載の実施形態によれば、キャリア２００は、基板をキャリアにしっかりと固定するための固定手段２２５を含む。図２ａに示す実施形態では、基板２１０をキャリア２００にしっかりと固定するための単一の固定手段２２５が提供されている。下記で詳述するように、固定手段２２５は、底部フレーム部分の中心領域に位置する。固定手段２２５は、基板の底部エッジの中心に基板をしっかりと固定し、これにより、キャリアのエッジエクスクルージョンの最適化を助ける。固定手段２２５は、基板の固定点を提供し得る。固定点から、基板は依然としてキャリアフレームに対して全方向に膨張可能であり、従って、移動の制約に起因する応力により破損することが防止される。固定点を提供することにより、キャリアパウチ内の空間を節減する。

本明細書に記載の実施形態によるキャリアは、（１３０°Ｃ以下の処理などの）低温処理と共に、高温処理（３６０°Ｃまで）のためのエッジエクスクルージョンの最適化を助ける。図２ａに示す実施形態で、基板は、単一の固定手段によって提供される固定点で、底部フレーム部分の中心領域内の単一の点においてキャリアに結合される。上述のように、本明細書に記載のキャリアの実施形態は、基板をキャリアにしっかりと固定するための単一の固定手段を含み、これは、基板をしっかりと固定するための厳密に１つの固定手段として理解されるべきであるが、基板をしっかりと固定せず基板の移動を許容するように保持する更なる支持部材が提供されてもよい。基板をキャリアにしっかりと固定せずに支持部材内での移動を許容することは、支持部材内で空間を残しておくことによって、又は、基板の移動が依然として可能であるような小さな支持部材の力（クランプのクランプ力など）を選ぶことによって達成され得る。

支持部材２２０と固定手段２２５との間の相違が図２ｂで見て取れる。図２ｂは、図２ａに示すキャリア２００の（やや拡大した）断面図であり、詳細には、図２ａに示す線Ｂ‐Ｂに沿った断面図である。図２ａ及び２ｂに示す実施形態における固定手段２２５は、基板２１０をキャリアにしっかりと固定するクランプか、又は、少なくともキャリアの底部フレーム部分２７０であり得る。これと比較して、キャリア２００の側部２５０、２６０、及び２７０に例示的に提供された支持部材２２０は、基板２１０の移動を許容する空間２１５を支持部材２２０と基板２１０との間に残している。代替例では、支持部材は基板に接触するが、熱膨張によって引き起こされる基板の相対的な移動が支持部材内で依然として許容されるように、基板に印加される力は小さい。

図１のシステムと比較すると、線Ａ‐Ａに沿った図１の断面図が、図１ｃに示される。図１ｃに示すキャリア１００のクランプ１２０は、基板とキャリアとの間の上述の移動のための空間を残している。

幾つかの実施形態で、クランプとして形成される既知の支持部材による常套的な設計を用いて、本明細書に記載の実施形態による固定手段を作製してもよい。例えば、基板をしっかりと固定する力を提供するために、より強いばね及びより強いばねに適合した形状が、既知のクランプに用いられてもよい。これにより、コストが削減され且つ実現が容易でありながらも、基板の移動は十分に制限又は防止され得る。

「しっかりと固定する」という語は、少なくとも、固定手段によって提供される固定点において、キャリアフレームに対する基板の移動を防止する機能を表すことを理解されたい。固定手段は、基板をキャリアフレームに、堅固且つ強固に、固定点で固定すると説明され得る。基板及びキャリアは、固定手段によって固定点で結合される。幾つかの実施形態で、固定手段は、基板をしっかりと固定するためのばねを含むクランプなどのクランプであり得る。例えば、固定手段は、堆積中、基板をキャリアにしっかりと固定し、堆積処理の完了後に基板を解放するように適合され得る。幾つかの実施形態で、固定手段は幾つかの位置をとり得るが、それらのうちの１つが、上述の、基板のしっかりとした固定を提供し得る。固定手段によって、開放位置又は基板の移動が許容される位置などの、更なる位置が提供され得る。

図３は、キャリア４００の一実施形態を示す。図３に示すキャリア４００は基板なしで示されているが、キャリア４００の内周に沿って伸びている基板受容面４８０が示される。キャリアは、フレーム部分４４０、４５０、４６０、及び４７０を含む。図２ａ及び２ｂに関して先述したように、キャリアの底部フレーム部分（図３の底部フレーム部分４４０など）の中心領域に、固定手段が提供されている。一般的に、基板受容面４８０の底部とは、キャリアの底部フレーム部分に位置する、基板受容面４８０の一部であると理解されたい。

本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられ得る幾つかの実施形態で、底部フレーム部分の中心領域は、基板受容表面の底部の中心領域に対応する。例えば、キャリアの基板受容面は、キャリアによって搬送される間に基板が接触している表面であり得る。再び図２ｂを参照すると、この実施形態において、基板受容面は基板受容面２８０として示されている。図２ｂで、基板が基板受容面２８０と接触していることが見て取れる。図３で、基板がキャリア４００によって搬送されているとき、斜線のエリア４８０は、基板と実質的に接触して位置していることを理解されたい。

一実施例で、基板受容面は、基板の周縁を覆うためのエッジエクスクルージョンとして機能し得る。基板のうち基板キャリア４００に接触している部分は、被覆処理中に被覆されない。幾つかの実施形態で、エッジエクスクルージョンは、基板面積の約１‰〜約５％、典型的には約４‰〜約４％、及び、より典型的には基板面積の約１％〜約３％を被覆し得る。エッジエクスクルージョンマスクとして機能する、キャリアによって覆われる基板エリアは、基板の周縁に位置することを理解されたい（且つ図３で見て取れる）。

図３で、基板受容面４８０の底部側の中心が４８１で示されている。基板受容面４８０の底部の中心４８１は、基板受容面４８０の底部の中間点と定義され得る。また、基板受容面４８０の底部の中心４８１は、キャリアサイドフレーム部分４５０及び４７０の基板受容面に対して実質的に同じ距離を有する点と定義され得る。それぞれ例えば、図３に示すように、距離４８５及び４８６は実質的に同じ値を有し得る。

本明細書に記載の実施形態によれば、底部フレーム部分の中心領域は、基板受容面４８０の底部の中心領域によって画定され得る。

本明細書に記載の中心領域は、基板受容部分４８０の中心領域が中心４８１を含むように、中心点を含む領域として理解されるべきである。更に、基板受容面４８０の底部の中心領域は、中心４８１周囲の特定のエリアを含み得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられ得る一実施形態で、基板受容面４８０の底部の中心領域は、キャリア４００の底部フレーム部分４４０における基板受容面４８０の中心４８１と、基板受容面の底部の長さの両方向における約１５％の偏差とを含み得る。図３で、距離４８２及び４８３は、底部フレーム部分４４０の基板受容面４８０の全長４８７の約１５％の、中心点４８１からの距離を示す。距離４８２及び４８３を合わせると、基板受容面４８０の中心領域の長さが示される。

幾つかの実施形態で、本明細書で使用する底部フレーム部分４４０の基板受容面４８０の全長は、基板受容面４８０の底部フレーム部分４４０におけるｘ方向の延伸を含んで定義され得る。

上述のように、底部フレーム部分４４０の中心領域は、基板受容面４８０の底部の中心領域に対応し得る。しかしながら、キャリアフレームが実質的に対称形状を有しない（底部フレーム部分４４０の左側が延伸している、図３に示す形状など）場合、底部フレーム部分の中心領域は、基板受容表面の底部の中心領域に依存し得ることに留意されたい。しかしながら、幾つかの実施形態で、基板は、底部フレーム部分４４０の基板受容面４８０の中心領域において、キャリア４００にしっかりと固定され得る。

幾つかの実施形態で、キャリアは、１つよりも多い基板を搬送するように適合され得る。キャリアが１つよりも多い基板を搬送するように適合される場合、キャリアは、各基板のための基板受容面、及び、上述のように配置された各基板のための固定手段を含み得る。

幾つかの実施形態で、固定手段によって提供される固定点（図３に図示せず）は、キャリアフレームの基板受容面の底部の中心点４８１に位置し得る。

図４は、本明細書に記載の実施形態によるキャリア８００を示す。キャリアは、底部フレーム部分８４０、第１のサイドフレーム部分８５０、上部フレーム部分８６０、及び第２のサイドフレーム部分８７０を含む。キャリア８００は、基板８１０を垂直に保持する。更に、キャリアは、基板８１０を支持するがしっかりと固定しない、支持部材８２０を含む。支持部材８２０は、例示的に、第１のサイドフレーム部分８５０、上部フレーム部分８６０、及び第２のサイドフレーム部分８７０に配置されている。また、基板８１０の底部エッジを支持するための底部支持部材８３０が提供され得る。

図４に示す実施形態で、２つの固定手段８２５、８２６が底部フレーム部分８４０の中心領域８９０に提供されている。中心領域は、図３に関連して上記で詳説した中心領域であり得る。例えば、２つの固定手段８２５、８２６が配置された中心領域は、底部フレーム部分の中心点から各方向に、底部フレーム部分の長さの約１５％までの範囲であり得る。幾つかの実施形態で、固定手段８２５、８２６は、底部フレーム部分の中心点の左に、且つ底部フレーム部分の中心点の右に配置される。

幾つかの実施形態で、図３に関して上述するように、底部フレーム部分８４０の中心領域８９０は基板受容表面の中心領域に依存し得る。従って、固定手段８２５、８２６は、基板受容面の底部側の中心点を含む領域、及び、基板受容面の各方向の長さの１５％に位置し得る。

図５は、底部フレーム部分９４０の中心領域９９０における３つの固定手段９２５、９２６、及び９２７を含むキャリア９００の実施形態を示す。キャリア９００は、底部フレーム部分９４０、第１のサイドフレーム部分９５０、上部フレーム部分９６０、及び第２のサイドフレーム部分９７０を更に含む。キャリア９００は、基板９１０を垂直に保持し、支持部材９２０及び底部支持部材９３０を含み得る。全体として、図３及び４に関する説明と同じことが当てはまる。具体的には、底部フレーム部分の中心領域の先述の定義が、キャリア９００の底部フレーム部分９４０の中心領域９９０に当てはまり得る。また、上述のように、中心領域９９０は、基板受容面の底部の中心領域に依存し得る。

幾つかの実施形態で、３つの固定手段９２５、９２６、及び９２７のうちの１つが、底部フレーム部分の中心点における中央固定手段、又は、基板受容表面の底部の中心点として位置し得る。３つの固定手段のうちの２つが、底部フレーム部分９４０の中心領域９９０内の中央固定手段の傍らに、又は、基板受容表面の底部の中心領域の傍らに位置し得る。

１つよりも多い固定手段が提供される場合、固定手段により提供される固定点は、キャリアフレームの底部フレーム部分の中心領域における、２つの又は３つの固定手段から得られる力の印加点として理解され得る。換言すれば、固定点は、固定手段によって印加される力により得られる作用線に依存する。

図６は、本明細書に記載の実施形態によるキャリアの一実施形態を示す。図２ａ及び２ｂがキャリアフレームの底部フレーム部分２４０における支持部材２３０を示すのに対し、キャリア３００は、底部フレーム部分３４０におけるクランプ３２０を含む。キャリア３００の底部フレーム部分３４０におけるクランプ３２０は、基板３１０を固定せず、基板を相対位置に保持することを助ける。図６に示す実施形態で、基板は固定手段３２５によって固定され、固定手段３２５は、先述したような固定手段であり得る。

図示の実施形態において、クランプの数は一例に過ぎず、本明細書に記載の実施形態を限定するものと理解されるべきでない。典型的には、キャリアごとの支持部材の数は、約２〜約１０の間、より典型的には、約３〜約８の間、より典型的には、約３〜６の間であり得る。

基板が固定手段によりしっかりと固定されることを確実にするために、固定手段はフレームに適合し、且つ、典型的には約０．２ｍｍ〜約６ｍｍの間、より典型的には０．３ｍｍ〜約２ｍｍ、より典型的には約０．３ｍｍ〜約１．５ｍｍの厚さを有する基板を、しっかりと固定することを可能にする。一実施例で、厚さは１．２ｍｍまでであり得る。クランプの形態の固定手段は、基板を破損なく強固に確実に固定するためのダンパー要素を装備していてもよい。

幾つかの実施形態で、固定手段は、ばねを含むクランプを含み得る。基板をキャリアにしっかりと固定するための、基板に付与されるばねのばね力は、典型的には１５Ｎ〜約２５Ｎの間、より典型的には約１６Ｎ〜約２３Ｎの間、更に典型的には、約１７Ｎ〜約２０Ｎであり得る。一実施例で、本明細書に記載の実施形態による固定手段によって印加されるばね力は、約１７Ｎである。基板をしっかりと固定するために１つよりも多い固定手段が提供される実施形態（図４及び５に示すような実施形態）では、各固定手段が上述の範囲のばね力を有し得る。

幾つかの実施形態で、本明細書に記載の実施形態によるキャリア及び方法が提供される基板は、典型的には約１．４ｍ^２〜約８ｍ^２、より典型的には約２ｍ^２〜約９ｍ^２、又は１２ｍ^２までのサイズを有し得る。例えば、基板は、約１．４ｍ^２の基板（１．１ｍ×１．２５ｍ）に相当するＧＥＮ５、約４．２９ｍ^２の基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に相当するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ^２の基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に相当するＧＥＮ８．５、又は、約８．７ｍ^２の基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に相当するＧＥＮ１０であり得る。ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２などの更に大きな世代並びにこれらに相当する基板面積が、同様に実装され得る。幾つかの実施形態で、基板は、約３００ｍｍ×４００ｍｍ、３０５ｍｍ×３５６ｍｍ、３２０ｍｍ×６５０ｍｍ、３５６ｍｍ×３５６ｍｍ、３５６ｍｍ×４０６ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、４００ｍｍ×５００ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、５５０ｍｍ×６７０ｍｍ、６２０ｍｍ×７５０ｍｍ、６５０ｍｍ×７５０ｍｍ、６７０ｍｍ×８３０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、又は７３０ｍｍ×９２０ｍｍのサイズを有し得る。

幾つかの実施形態によれば、方法が説明される。本明細書に記載の方法の実施形態は、図７のフロー図で示される。堆積処理中に基板を搬送する方法５００は、ブロック５１０で、基板を垂直に保持するためのフレームを含むキャリアを用いて基板を搬送することを含む。キャリアフレームは、図２〜６に関して説明したキャリアフレームであり得る。キャリアのフレームは、底部フレーム部分を備え、実質的に長方形の形状を有し得る。

方法５００は、ブロック５２０で、基板をキャリアにしっかりと固定することを含む。基板をキャリアにしっかりと固定すること、又は基板をキャリアに結合することは、例えば固定点で行われ得、基板の底部エッジにおける好ましくは単一の固定手段を用いて実施され得る、幾つかの実施形態で、固定手段は、キャリアの底部フレーム部分の中心領域に位置し得る。例えば上記で詳述したような幾つかの実施形態で、単一の固定手段が、キャリアの基板受容面の中心領域において基板をキャリアに固定し得る。

幾つかの実施形態で、基板は、固定手段によって提供される厳密に１つの固定点において、キャリアにしっかりと固定される。基板は固定点から依然として膨張するが、キャリアに対する基板の移動が防止される。

ブロック５３０で、本明細書に記載の方法５００の実施形態は、一又は複数の支持部材を用いて、支持部材を用いて基板をしっかりと固定することなく、キャリア内で基板を支持することを含む。支持部材は、キャリアとクランプとによって提供される規定の空間内で基板が移動することを可能にする、クランプであり得る。幾つかの実施形態で、支持部材はキャリアフレームの各々の側に提供され得る。具体的には、支持部材が、（再び図２を参照されたい）底部側フレーム部分２４０、左サイドフレーム部分２５０、上部サイドフレーム部分２６０、及び右サイドフレーム部分２７０など、キャリアのすべての側に位置し得る。

幾つかの実施形態で、固定手段は、図２〜６に関連して上記で詳述したような固定手段であり得る。例えば、固定手段は基板をキャリアにしっかりと固定するために規定の力を基板に付与する、クランプであり得る。一実施例で、固定手段は、キャリア及び搬送される基板のパラメータに適合されたばねを含み得る。固定手段は、基板をしっかりと固定するのに十分な大きさであり且つ基板を損傷しないように十分小さい力を、基板に印加するように適合され得る。幾つかの実施形態で、基板をしっかりと固定するために用いられる力は、底部フレーム部分の中心領域における１つよりも多い固定手段（例えば、２つの又は３つの固定手段）によって提供され得る。

本明細書に記載の実施形態によるキャリア内の固定手段において、それぞれ適合されたばねを用いることは、基板をキャリアにしっかりと固定する力を提供するためのシンプルな手段であり、コストも大きくない。例えば図１ｂに関して記載したチタンインレイと比較して、本明細書に記載の実施形態によるキャリアは、非常に費用対効果の高い方式で生産され、キャリアの重量も小さく抑え得る。

方法６００の実施形態が図８に示される。幾つかの実施形態で、ブロック６１０、６２０、及び６３０は、方法５００のブロック５１０、５２０、及び５３０にそれぞれ対応し得る。方法６００は、基板のエッジをキャリアフレームで覆うことを含むブロック６４０を更に含む。先述のように、基板のエッジをキャリアフレームで覆うことにより、結果としてエッジエクスクルージョンとなるマスクがフレームによって提供され得る。例えば、キャリアフレームのエッジエクスクルージョンは、キャリアフレームの基板受容面に依存し得る。

図９は、方法７００の実施形態を示す。方法７００はブロック７１０、７２０、及び７３０を含み、これらはそれぞれブロック５１０、５２０、５３０、又はブロック６１０、６２０、６３０に対応し得る、方法７００で、基板を固定点においてしっかりと固定することは、ブロック７２５で、堆積チャンバ内での工程の間、固定手段によって提供される固定点における基板のキャリアに対する移動を防止することを含む。基板をキャリアにしっかりと固定することによって、基板は、基板のキャリアに対する相対移動が制限されるようにキャリアに結合される。それでもなお、基板及びキャリアは、依然として互いから独立して膨張可能である。

本明細書に記載の幾つかの実施形態によれば、本明細書に記載の方法で使用されるキャリアフレームは、基板受容面４８０として例示的に示される基板受容表面を含む。幾つかの実施形態で、底部フレーム部分の中心領域は、底部フレーム部分の基板受容面の中心領域に対応する。しかしながら、幾つかの実施形態で、基板は、底部フレーム部分の基板受容部分の中心領域において、キャリアにしっかりと固定され得る。

本明細書に記載の実施形態によるキャリアによって達成される、説明された効果の他に、幾つかの更なる望ましい効果が、本明細書に記載のキャリアに関係づけられる。例えば、本明細書に記載の実施形態によるキャリアを用いて、被覆から排除されるエリアは依然として存在するが小さく且つ規定とし、エッジエクスクルージョンが最適化され得る。更に、実施形態によれば、高価なチタンインレイと比べてキャリア内の固定手段を用いることにより、コスト及び高価な材料が削減され得る。

幾つかの実施形態で、本キャリアの更なる効果は、キャリアパウチ内で基板が移動する可能性が低下することによる、基板縁部（ｒｉｍ）のスクラッチの低減である。基板を固定点でしっかりと固定することにより、基板はキャリア内で堅固に保持され、基板の位置が正確に規定され得る。基板のキャリア内での位置を正確に規定することは、製品の品質向上に役立つ。

本明細書に記載の実施形態によるキャリアの更なる効果は、エッジエクスクルージョンが（特に、正確性の向上によって）より小さく設計され得ることであり、これにより全体的な処理効率が向上する。また、チタンインレイが省略され得るので、既知のシステムと比較してキャリアにおいて使用される部品の数が減少する。実質的に既知のクランプ設計を固定手段として用いてクランプ力を高めることにより、この効果は更に強調され得る。

基板のキャリア内での移動を防止しながら、同時に、固定点から各方向への基板の膨張を許容することによって、本明細書に記載の実施形態によるキャリア内での基板破損リスクが低減し得る。

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、本発明の他の更なる実施形態を考案することもでき、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。

１００キャリア
１１０基板
１２０クランプ
１３０基板底部支持手段
１４０フレーム底部
１５０フレーム側部
１６０フレーム上部
１７０フレーム側部
１８０チタンバー
２００キャリア
２１０基板
２１５空間
２２０支持部材
２２５固定手段
２３０底部支持部材
２４０フレーム底部
２５０フレーム側部
２６０フレーム上部
２７０フレーム側部
２８０受容面
３００キャリア
３１０基板
３２０クランプ
３２５固定手段
３４０フレーム底部
３５０フレーム側部
３６０フレーム上部
３７０フレーム側部
４００基板キャリア
４４０フレーム底部
４５０フレーム側部
４６０フレーム上部
４７０フレーム側部
４８０受容面
４８１中心点
４８２距離
４８３距離
４８５距離
４８６距離
４８７全長
５００方法
５１０ブロック
５２０ブロック
５３０ブロック
６００方法
６１０ブロック
６２０ブロック
６３０ブロック
６４０ブロック
７００方法
７１０ブロック
７２０ブロック
７２５ブロック
７３０ブロック
８００キャリア
８１０基板
８２０支持部材
８２５固定手段
８２６固定手段
８３０底部支持部材
８４０フレーム底部
８５０フレーム側部
８６０フレーム上部
８７０フレーム側部
８９０中心領域
９００キャリア
９１０基板
９２０支持部材
９２５固定手段
９２６固定手段
９２７固定手段
９３０底部支持部材
９４０フレーム底部
９５０フレーム側部
９６０フレーム上部
９７０フレーム側部
９９０中心領域

一般的に、基板のエッジが堆積材料のない状態で維持されるべきである場合、エッジエクスクルージョンが望まれる。基板のあるエリア又はエッジを堆積材料のない状態で維持することは、被覆された基板のその後の用途により、基板の規定の面積のみが被覆されるべき場合に当てはまる。例えば、ディスプレイ部品として使用される基板は、所定の寸法を有する。大面積基板は、基板エッジをシャドーイングするため及び／又は基板の背面被覆を防止するために、エッジエクスクルージョンマスクを用いて被覆されるのが典型的である。エッジエクスクルージョンマスクを用いることよって、信頼性の高い均一な基板被覆が可能となる。堆積材料を含まないエッジを有する基板は、更に処理され得る。

図１ｂは、図１ａの既知のシステムに使用されるキャリアの区域Ｃのより詳細な図である。図１ｂで、基板１１０を搬送しているキャリア１００の底部フレーム部分１４０及び第２のサイドフレーム部分１７０が示されている。図１ｂの詳細図には、クランプ１２０及び基板底部支持手段１３０も示されている。基板１１０の移動を制限するために、キャリア１００のフレーム内にチタンバー１８０が提供されている。コストの最適化のため、キャリア１００の主な部分はアルミニウム製であり、キャリアフレーム内で基板をセンタリングするために、チタンインレイ（埋め込み部）が（異なる熱膨張係数を有するので）用いられている。堆積中、キャリア及び基板は膨張し、更に、フレームが膨張するとキャリアフレームによって保持されている基板が移動する。チタンインレイは、キャリアフレームのアルミニウム部分の膨張に起因する基板の移動を制限する。

本明細書に記載のキャリアの実施形態によれば、基板をキャリアにしっかりと固定するための固定手段を提供することにより、キャリアに対する基板の移動が阻止される。本明細書に記載の実施形態は、キャリアに用いられる材料に関わらず基板及びキャリアの熱膨張を許容するが、固定点において基板をキャリアに強固に固定する。既知のシステムにおいては、キャリア及び基板の移動や膨張の結果、基板を保持しているキャリアの膨張を埋め合わせるために、堆積から除かれるエッジ面積を所望よりも大きくすることとなる。本明細書に記載の実施形態を用いると、より小さいエッジエクスクルージョンエリアが実現し得る。更に、本明細書に記載の実施形態によるキャリアは、キャリアフレームの複雑な形状又はインレイ材料にかかる高コストがかからない。

図２ａは、本明細書に記載の実施形態によるキャリア２００を示す。キャリア２００のフレームは、ＰＶＤ処理などの堆積処理における使用に適した、アルミニウム又は任意の他の材料で作製され得る。例えば、キャリアは、ステンレス鋼もしくはチタンを含むか、又は実質的にこれらで作製され得る。キャリアは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）もしくはＰＩ（Ｍｅｌｄｉｎ又はＴｏｒｌｏｎなどのポリイミド）などの更なる材料を含み得るか、又は、キャリアの少なくとも構成要素がＰＥＥＫもしくはＰＩで作製され得る。ＰＩ材料は、例えば、ＰＥＥＫよりも高温で使用可能であり、しかも真空利用が可能である。

支持部材２２０と固定手段２２５との間の相違が図２ｂで見て取れる。図２ｂは、図２ａに示すキャリア２００の（やや拡大した）断面図であり、詳細には、図２ａに示す線Ｂ‐Ｂに沿った断面図である。図２ａ及び２ｂに示す実施形態における固定手段２２５は、基板２１０をキャリアにしっかりと固定するクランプか、又は、少なくともキャリアの底部フレーム部分２４０であり得る。これと比較して、キャリア２００の側部２５０、２６０、及び２７０に例示的に提供された支持部材２２０は、基板２１０の移動を許容する空間２１５を支持部材２２０と基板２１０との間に残している。代替例では、支持部材は基板に接触するが、熱膨張によって引き起こされる基板の相対的な移動が支持部材内で依然として許容されるように、基板に印加される力は小さい。

幾つかの実施形態で、クランプとして形成される既知の支持部材による常套的な設計を用いて、本明細書に記載の実施形態による固定手段を作製してもよい。例えば、基板をしっかりと固定する力を提供するために、より強いばね及びより強いばねに適合した形状が、既知のクランプに用いられてもよい。より強いばねを使用することにより、コストが削減され且つ実現が容易でありながらも、基板の移動は十分に制限又は防止され得る。

本明細書に記載の実施形態によるキャリアの更なる効果は、エッジエクスクルージョンが（特に、正確性の向上によって）より小さく設計され得ることであり、これにより全体的な処理効率が向上する。また、チタンインレイが省略され得るので、既知のシステムと比較してキャリアにおいて使用される部品の数が減少する。実質的に既知のクランプ設計を固定手段として用いてクランプ力を高めることにより、使用される部品の数を少なく維持する効果は更に強調され得る。

Claims

堆積チャンバ内で基板（２１０、３１０）を搬送するためのキャリア（２００、３００、４００）であって、
前記基板（２１０、３１０）を垂直に保持するためのフレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）であって、底部フレーム部分（２４０、３４０、４４０）を含み実質的に長方形の形状を有する、フレームと、
前記基板（２１０、３１０）を前記キャリア（２００、３００、４００）にしっかりと固定するための固定手段（２２５、３２５）であって、前記底部フレーム部分（２４０、３４０、４４０）の中心領域に配置される、固定手段と、
前記基板（２１０、３１０）を支持するがしっかりと固定しない、一又は複数の支持部材（２２０、２３０、３２０）とを備える、キャリア。
前記底部フレーム部分（２４０、３４０、４４０）の中心領域において、前記基板（２１０、３１０）を前記キャリア（２００、３００、４００）にしっかりと固定するための単一の固定手段（２２５、３２５）を備える、請求項１に記載のキャリア。
前記一又は複数の支持部材（２２０、２３０、３２０）は、前記フレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）の前記底部フレーム部分（２４０、３４０）に位置する、請求項１又は２に記載のキャリア。
前記固定手段（２２５、３２５）がクランプを備える、請求項１から３の何れか一項に記載のキャリア。
前記クランプがばねを備える、請求項４に記載のキャリア。
前記フレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）及び前記固定手段（２２５、３２５）は、約０．３ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲の厚さを有する前記基板（２１０、３１０）をしっかりと固定するように適合される、請求項１から５の何れか一項に記載のキャリア。
前記固定手段（２２５、３２５）は、前記堆積チャンバ内における動作中、前記固定手段（２２５、３２５）によって提供される固定点（４８１）における前記基板（２１０、３１０）の前記キャリア（２００、３００、４００）に対する移動を防止するように適合される、請求項１から６の何れか一項に記載のキャリア。
前記フレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）は基板受容面（４８０）を備え、前記底部フレーム部分（２４０、３４０、４４０）の前記中心領域は、前記基板受容面（４８０）の底部の中心領域（４８１、４８２）に対応する、請求項１から７の何れか一項に記載のキャリア。
前記フレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）は基板受容面（４８０）を備え、前記底部フレーム部分（２４０、３４０、４４０）の前記中心領域は、前記基板受容面（４８０）の底部の前記中心（４８１）と、前記基板受容面（４８０）の長さ（４８７）の約１５％の各方向における偏差とを含む、前記基板受容面（４８０）の前記底部の前記中心領域に対応する、請求項１から７の何れか一項に記載のキャリア。
前記キャリアフレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）は、前記基板（２１０、３１０）にエッジエクスクルージョンを提供するように適合される、請求項１から９の何れか一項に記載のキャリア。
堆積チャンバ内で、堆積処理中、基板（２１０、３１０）を垂直に保持するためのフレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）を備えるキャリア（２００、３００、４００）を用いて、前記基板（２１０、３１０）を搬送する方法であって、前記フレームは底部フレーム部分（２４０、３４０、４４０）を含み実質的に長方形の形状を有し、前記方法は、
固定手段（２２５、３２５）を用いて、前記底部フレーム部分の中心領域において前記基板（２１０、３１０）を前記キャリア（２００、３００、４００）にしっかりと固定することと、
一又は複数の支持部材（２２０、２３０、３２０）を用いて、前記キャリア（２００、３００、４００）内の前記基板（２１０、３１０）を、前記支持部材を用いてしっかりと固定することなく、支持することとを含む、方法。
前記基板（２１０、３１０）を前記キャリア（２００、３００、４００）にしっかりと固定することは、前記基板（２１０、３１０）を前記キャリア（２００、３００、４００）に、単一の固定手段（２２５、３２５）を用いてしっかりと固定することを含む、請求項１１に記載の方法。
前記基板（２１０、３１０）をしっかりと固定することは、前記堆積チャンバ内での動作中、前記固定手段（２２５、３２５）によって提供される固定点において、前記基板（２１０、３１０）の前記キャリア（２００、３００、４００）に対する移動を防止することを含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
前記キャリアフレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）によって前記基板（２１０）のエッジを覆うことを更に含む、請求項１１から１３の何れか一項に記載の方法。
前記フレーム（２４０、２５０、２６０、２７０、３４０、３５０、３６０、３７０、４４０、４５０、４６０、４７０）は基板受容面（４８０）を備え、前記底部フレーム部分（２４０、３４０、４４０）の前記中心領域は前記基板受容面（４８０）の中心領域に対応する、請求項１１から１４の何れか一項に記載の方法。