JP4640917B2 - 基板支持体 - Google Patents

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Description

発明の内容
[0001]本出願は、２００１年９月２４日出願の米国特許出願第０９/９６３,０２０号（代理人事件整理番号６１８１/ＡＫＴ/ＢＧ）と２００１年１０月１７日出願の米国特許出願第０９/９８２,４０６号（代理人事件整理番号６１９９/ＤＩＳＰＬＡＹ/ＡＫＴ/ＢＧ）に関連するものであり、これらの開示内容は本明細書に援用されている。
発明の背景
発明の分野
[0002]本発明の実施形態は、基板支持体に関する。
関連技術の説明
[0003]薄膜トランジスタは、これまで、モニタ、フラットパネルディスプレイ、太陽電池、個人用の携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話等に用いられる大きなガラス基板又はプレート上に作られてきた。トランジスタは、真空チャンバ内でアモルファスシリコン、ドープされた酸化ケイ素やドープされていない酸化ケイ素の双方、窒化ケイ素等を含む様々な膜の連続堆積によって作られる。薄膜の堆積に利用される一つの方法は、化学気相堆積（ＣＶＤ）である。
[0004]ＣＶＤは、基板はほぼ摂氏３００度から摂氏４００度の温度に耐えることを必要とする比較的に高温のプロセスであり、現像時には摂氏５００度を超える。ＣＶＤ膜処理によって、基板上の集積回路の製造において広範な使用が見出された。しかしながら、ガラス基板は高温に加熱された時に非常に脆く、たるみ、ゆがみ、ひび割れしやすい誘電物質であるので、熱応力や加熱と冷却の間に生じる損傷を避けるために注意しなければならない。
[0005]現在、処理前に基板を予熱するとともに後処理熱処理動作を行うシステムが存在する。従来の加熱チャンバは、個々の又は複数のガラス基板を熱するために１つ以上の加熱棚を持っている。ガラス基板は、熱均等性とスループットを改善するために、典型的にはスペーサ上の棚の上に支持される。コストをできるだけ下げるために、従来のスペーサは、典型的にはステンレス鋼、アルミニウム、窒化アルミニウム等の容易に機械処理された金属から形成されている。しかしながら、従来のスペーサは、恐らくガラス表面の欠陥に起因してガラス基板の表面を傷つけ、或いは損傷することがある。例えば、低温ポリシリコン膜を作るアニーリングは、９００ｍｍの幅の基板において約４ｍｍの熱膨張を引き起こし得る、摂氏約５５０度までガラス基板を熱することを必要とする。この熱膨張によって、ガラス基板が加熱と冷却中に支持されるスペーサを横切って移動するガラス基板が生じる。ガラス基板とスペーサとの間に生じる摩擦は、ガラス基板における引っ掻き傷、ひび割れ、他の変形欠陥を引き起こすことがわかった。例えば、基板は、基板を複数のパネルに分割する切断プロセス中に所望の位置に沿う代わりに引っかき傷又は他の欠損に沿って破損することがあり、１つ以上のパネルが欠陥になる。
[0006]従って、処理中に基板損傷を減少させる支持体が求められている。
発明の概要
[0007]ボールが基板支持体とその上に支持された基板間の損傷をできるだけ少なくするように適合した、基板を支持する装置を提供する。一実施形態においては、基板を支持する装置は傾斜したボール支持面上に配置されたボールを含んでいる。ボール支持面は、ボール支持面の片側に向かってボールが片寄るように適合し、よってその上に支持された基板が熱の影響に晒された時に長さが変化するのにつれてボールが回転する隙間ができる。他の実施形態においては、装置は、ボールをボール支持面に捕らえるように適合した保持器を更に含んでいる。
[0008]添付図面に示される実施形態によって、上記で簡単に纏められた本発明を具体的に説明することができる。しかしながら、添付された図面が、本発明の典型的な実施形態だけを説明しているので、その範囲を制限するものとみなされるべきでない。従って、本発明は他の等しく有効な実施形態を認めるものである。
[0025]理解を容易にするために、可能なところならどこでも、図面に共通である同じ要素を示す同じ符号を用いた。
詳細な説明
[0026]本発明は、一般には、基板損傷を減少させるのに有利に適した基板を支持するためのスペーサに関する。スペーサは基板が温度の変化を受けるチャンバに特に用いられるが、スペーサが基板を引っ掻くことを避けることが望まれる他のチャンバでの使用にも適している。
[0027]図１−図２は、ガラス基板３２を格納及び/又は熱処理するのためのカセット９０を持つ加熱チャンバ１０の一実施形態の側断面図と平面図である。加熱チャンバ１０は、カセット９０を収容する側壁８６、上部８２、底部８４を含んでいる。ポート９６は、処理システム（図示せず）に隣接している側壁８６を通って形成され、ガラス基板３２が加熱チャンバ１０内の処理システムとカセット９０の間で搬送することができるスリットバルブ９４を備えている。
[0028]カセット９０は、軸９２によって加熱チャンバ１０内に移動できるよう支持されている。軸９２は、チャンバ１０の底部８４を通って伸び、チャンバ１０内のカセット９０の上昇を制御するリフトメカニズム８８に結合している。ベローズ７８又は他のシーリング要素は、軸９２の周りに配置され、カセット９０の移動を容易にしつつチャンバ環境の隔離を維持している。
[0029]カセット９０は、側壁１２、１４、底部１６、リッド１８を含んでいる。カセット９０の側壁１２、１４は、典型的にはカセット９０の温度を制御するために適切な加熱素子２０、２２を備えている。加熱素子２０、２２は抵抗ヒータ及び/又は熱伝達ガス又は液体を循環させるためのコンジットであってもよい。
[0030]一実施形態では、カセット９０の底部１６は、加熱素子２０、２２による温度制御流体の経路のための入口と出口のチャネル２４、２６を含んでいる。チャネル３４は、電源（図示せず）に接続される加熱素子２０、２２の経路センサー及び/又は電線のために底部１６に形成されることもできる。
[0031]複数の支持部材２８は側壁１２、１４の間に配置されている。支持部材２８の各々は、一ガラス基板３２をその上に支持するように適合している。図１−図２に示された実施形態においては、支持部材２８は対向する端部が壁１２、１４に結合した熱導電性棚である。支持部材２８は壁１２、１４と良好に熱接触をさせるように構成され、よって加熱部材２０、２２によってその上に配置された支持部材２８とガラス基板３２の温度を急速且つ一様に制御させることができる。支持部材２８に用いることができる物質の例としてはアルミニウム、銅、ステンレス鋼、クラッド銅等が挙げられるがこれらに限定されない。また、加熱部材２０、２２の少なくとも一部は支持部材２８に埋め込まれてもよい。
[0032]図２に示されるように、ガラス基板３２（想像線で示されている）の周囲を支持するように１つ以上の外部スペーサ３０が支持部材２８に適切に配列している。ガラス基板３２の内部を支持するために、１つ以上の内部スペーサ５０が支持部材２８上に配置されている。図２に示された実施形態では、３つの外部スペーサ３０がガラス基板３２の周囲を支持するために支持部材２８の対向する側に配置され、ガラス基板３２の中心部を支持するために２つの内部スペーサ５０が外部スペーサ３０の内部に配置されている。スペーサ３０、５０の間の他の配置もまた用いることができる。例えば、外部スペーサ３０の各々は、支持部材２８の中心線８０に相対する内部スペーサ５０の少なくとも１つと半径方向に整列することができる。典型的には、基板３２は支持部材２８の中心線上の中央に支持される。
[0033]最初の図１に戻ると、スペーサ３０、５０は、カセット９０内のガラス基板３２を支持するのに役立つので、支持部材２８とガラス基板３２の間に画成されたギャップ４４がある。ギャップ４４は、ガラス基板３２に圧力がかかり割れることになり、汚染物質が支持部材２８からガラス基板３２に搬送することにもなる、支持部材２８とガラス基板３２の直接の接触を防止する。カセット９０内のガラス基板３２は、ガラス基板３２と支持部材２８の間の直接の接触よりはむしろ放射線やガス伝導によって間接的に加熱される。更に、ガラス基板３２と支持部材２８とを交互配置すると、上下両方からガラス基板３２の加熱を可能にし、よってガラス基板３２の急速に且つ一様に加熱する。
[0034]図３は、内部スペーサ５０の一実施形態の断面図である。内部スペーサ５０は、典型的にはステンレス鋼で構成され、円筒形である。内部スペーサ５０は、第１端部３０２と第２端部３０４を有する。第１端部３０２は、支持部材２８上に配置されている。第２端部３０４は、支持部材２８に相対して隔置された関係でガラス基板３２（想像線で示されている）を支持している。第２端部３０４のエッジ部は、典型的にはガラス基板３２を引っ掻く可能性を最小限にするためにラジアス又は面取り部３０６を含んでいる。第２端部３０４は、また、ガラス基板３２の接触エリアを最小限にする十分なラジアスを含んでいてもよい。典型的には、内部スペーサ５０は支持部材２８上でガラス基板３２を固定させるために多少の摩擦を与えるよう構成されている。
[0035]図４Ａは、外部スペーサ３０の一実施形態の断面図である。内部スペーサ５０は、外部スペーサ３０と同様に構成されていてもよい。外部スペーサ３０を形成するために用いられる物質は、製造の容易さ、ある実施形態においては、低コストのために選ぶことができる。外部スペーサ３０の製造に適した物質としては、中でもステンレス鋼、低炭素鋼、ＩＣＯＮＥＬ(登録商標)、又はニッケル合金が挙げられる。
[0036]外部スペーサ３０は、一般に、第１部分４０２と第２部分４０４を含んでいる。第１部分４０２は、支持部材２８上に配置され、典型的には円筒形の断面をもつが、他の形を用いることもできる。第２部分４０４は、ボール４０８をその上に支持するボール支持面４０６を含んでいる。ボール４０８は、ガラス基板３２と接触し、基板支持体２８上に基板を支持し、ボール支持面４０６の片側に向かって片寄っている。
[0037]一実施形態では、ボール支持面４０６は片寄っている部材として構成された機能があり、ボール支持面４０６の片側に向かってボール４０８を押し付ける。ボール支持面４０６は、平らでも曲がっていてもよく、一実施形態においては、基板支持体２８によって画成される平面に相対して傾斜している。ボール支持面４０６の傾斜は、重力がボール支持面４０６の片側に向かってボール４０８を片寄らせることができる。典型的には、ボール支持面４０６は、約５度未満の角度で、基板支持体２８の中心線８０に向かって傾斜する。図４Ａに示された実施形態では、ボール支持面４０６は約０.５〜約１.５度傾斜している。傾斜角は、ボール４０８の回転を確実にするためにガラス基板３２の重量とガラス基板３２と支持面４０６との間の摩擦との間の関係を考慮することにより求めることができ、ガラスが膨張し収縮するにつれてガラス基板を引っ掻くことをかなり防止する。
[0038]一実施形態では、ボール支持面４０６は外部スペーサ３０の第２部分４０４に形成されたソケット４１０の底部で画成されている。ソケット４１０は、より高い部分４１４と低い部分４１６を持つ壁４１２を含んでいる。より高い部分４１４は、典型的には基板支持体２８の中心線８０の方に向かって置かれ、基板３２がチャンバ１０内で加熱される適用においては、少なくともボール４０８の直径の１/２と同じくらいの高さであってもよい。逆に、より高い部分４１４は、基板３２が冷却される適用においては中心線８０から離れて置かれてもよい。
[0039]壁４１２のより高い部分４１４とより低い部分４１６の間の決められた距離４２０は、一般に、基板３２が基板３２の温度の変化に従って膨張又は収縮するにつれてボール４０８がボール支持面４０８を横切って予め決められた距離を移動することができるように構成されている。例えば、低温の基板３２は、基板支持体２８の中心線８０に向かって片寄り、基板支持体２８上で加熱されるボール４０８上に置かれる。基板３２がその中心から外の半径方向に膨張するにつれて、基板は基板３２と基板支持体２８の中心線８０から外の半径方向の向きにボール４０８を押し付け、壁４１２のより高い部分４１４からより低い部分４１６へボール指示面４０６を横切ってボール４０８を回転させる。距離４２０は、基板支持体２８上に配置される間、予め決められた温度上昇によって予想される基板膨張についてボール４０８の移動を適応させるように選ばれるので、ボール４０８と基板３２の間の接触回転を確実にすることは有利であり、よって基板を損傷させることがあるボール４０８と基板３２との間のスライド接触を防止する。高温の基板が冷却のためにボール上に支持される実施形態においては、ボール支持面の傾斜は、支持部材２８の中心から離れているので、冷却しつつ基板が収縮するにつれてボールの移動を示す向き４３０は支持部材２８の中心に向けられている。
[0040]一実施形態では、外部スペーサ３０の第１部分４０２は、中空部４２２が支持部材２８から突出している取り付けのピン４２４を受けるように適合されている。ピン４２４は、カセット９０の内部のその典型的な支持部材２８上の外部スペーサ３０の位置を決める。典型的には、ボール支持面４０６の傾斜が上記中心線８０と整列するように外部スペーサ３０は定置されている。外部スペーサ３０は、保持化合物、杭打ち、プレス嵌め、溶接、リベット締め、ネジ締め等を用いてこの向きに固定される。支持部材２８に外部スペーサ３０の実施形態を取り付け又は固定する他の方法も企図されることは理解されるべきである。
[0041]図４Ａと図５の断面図に示された実施形態では、ピン４２４と中空部４２２は予め決められた回転の向きにかみ合うように固定されている。一実施形態では、ピン４２４は外部スペーサ３０の第２部分４０４から中空部４２２の中に突出しているランド４２８に対してかみ合っている平面４２６を含んでいる。平面４２６とランド４２８の間の境界は、基板支持体３０とその上に位置した基板に相対するスペーサの向きを確実にする。他のかみ合っている形もスペーサ３０と支持部材２８の間の角度の向きを固定するように企図される。
[0042]図４Ｂは、外部スペーサ４５０の他の実施形態である。外部スペーサ４５０は上面４５２と底面４５４を含んでいる。底面４５４は、支持部材２８上に取り付けるように適合している。ボール支持面４５６は、上面４５２において形成され、スペーサ４５０の上面４５２に相対して隔置された関係で基板３２を支持するボール４０８を受けるように適合している。
[0043]ボール支持面４５６は、湾曲面４６０によって第２傾斜面４６２に結合した第１傾斜面４５８を含んでいる。第１傾斜部分４５８は、スペーサ４５０の中に形成され、ボール支持面４５６によって画成された溝４９０の第１側面４６６から始まり、スペーサ４５０の中心線４７０を通って湾曲面４６０に伸びている。湾曲面４６０は、一般に、半径がボール４８０の半径とほぼ同じか又は大きく、ボール４０８の中心線４７６がスペーサ４５０の中心線４７０からの距離４７２を埋め合わせるような向きでボール支持面４５６によってボール４０８が配置されるので、基板４３２が膨張又は収縮する向きにボール４０８が自由に回転することができる。
[0044]第２傾斜面４６２は、湾曲面４６０から溝４９０の第２壁４６４まで伸び、ボールが湾曲面４６０に静止している時にボール４０８が第２壁４６４から距離４７４を隔置するように構成されている。距離４７４は、振動又は他の計画されていない運動のような、基板３２を損傷させずに棚２８に相対して基板３２のわずかな運動を適応させるためにボール支持面４５６の第２傾斜部分４６２に沿ってボール４０８を移動させることができる。
[0045]図６は、ボール４０８の一実施形態の断面図である。ボール４０８は球として示されているが、ボール４０８は、円筒形、楕円形ピン、カム等のボール支持面４０６上を横に回転するよう構成された他の形であってもよい。ボール４０８は、金属か又は非金属の物質のどちらかで構成されてもよい。ボール４０８は更に、ボール４０８とガラス基板３２との間の摩擦を減少させ及び/又は化学反応を抑制することができる。典型的には、ボール４０８は金属又は合金、水晶、サファイア、窒化ケイ素又は他の適切な非金属物質から構成される。一実施形態においては、ボール４０８の表面仕上げは、４マイクロインチ又はそれより滑らかである。
[0046]場合によっては、ボール４０８はコーティング層６０２でを電解研磨、被覆又はめっきすることができる。例えば、コーティング層６０２は、ボール４０８とガラス基板３２の間の摩擦を減少させるバリヤ層を与えるのに十分な厚さがあってもよい。ガラス基板３２とボール４０８との間の摩擦の減少は、ガラス基板３２がガラス基板３２とボール４０８との間の接触によって引き起こされる損傷をかなり防止する。コーティング層６０２は加えて又は代わりにボール４０８を含む物質とガラス基板３２との間の化学反応を減少させることができる。代替的実施形態においては、スペーサ３０、５０の他の部分は、その間の摩擦及び/又は化学反応を減少させるために同様に被覆することができる。
[0047]ボール４０８とガラス基板３２との間の摩擦を減少又は除去することができるコーティング層６０２は、化学気相成長（ＣＶＤ）硝化プロセス、物理気相成長（ＰＶＤ）スパッタリングプロセス、噴霧、めっき又は他のプロセスによって堆積させることができる。一実施形態においては、コーティング層６０２の厚さは、少なくとも約３ミクロンである。他の実施形態においては、コーティング層６０２は、約３ミクロン〜約２０ミクロンの間の厚さに形成される。他の例では、上記ボール４０８は、反応チャンバ内に置くことができ、ボール４０８の暴露面上に硝化コーティング層を形成するためにアンモニア、及び/又は窒素、及び/又は水素、及び/又は他の還元ガスを含む環境にさらすことができる。他の実施形態では、コーティング層６０２はボール４０８の外面上に硝化表面を形成するためにＰＶＤのようなスパッタリングプロセスによって形成され、例えば、窒化チタンを含んでいる。
[0048]表面コーティング層６０２は、一般的にはボール４０８に滑らかな外面を与える。表面被覆層６０２の上記代替的実施形態は、少なくともボール４０８の本来の仕上げと同様の滑らかな表面を維持することが考えられる。また、コーティング層６０２は、例えば、電解研磨又は他の方法でコーティング層６０２の仕上げを改善するために処理されてもよい。上記表面コーティング層６０２を持つ内部スペーサ５０は、内部スペーサ５０上に支持されたガラス基板３２間の摩擦を減少させ、ある実施形態においては、更に又は代わりにボール４０８内の汚染及び/又はその上に配置されたガラス３２との間の化学反応を減少させる。場合によっては、コーティング層６０２は外部スペーサ３０に適用されてもよい。
[0049]本発明の態様に従って製造された内部スペーサ５０が摂氏２５０度以上で行われる熱処理動作に適していることは理解されるべきである。他の熱処理動作は、低温ポリシリコンの製造に用いられる熱処理プロセスのような本発明の内部スペーサ５０を用いて行われてもよい。適用やガラス材料の性質によっては、本発明に従って製造されたスペーサ５０が摂氏約４５０度より高く摂氏約６００度以下で行われる熱処理動作に適していると考えられる。上記表面コーティング層６０２が、ボール４０８とガラス基板３２との間で汚染物質か又は金属との間の反応を防止するバリヤ層としても作用しつつ、支持すべきボール４０８とガラス基板３２間の摩擦による損傷の可能性を共に減少させる防御層を更に設けることができると考えられる。
[0050]内部スペーサ５０の実施形態を、基板損傷を減少させる中心支持体として図示し、説明してきた。上記実施形態は中心支持体として内部スペーサ５０を示しているが、従来の外部スペーサ３０はガラス基板３２の周囲の支持体に用いることができる。外部スペーサ３０の一部又は全部が内部スペーサ５０と同様に又は同一に構成されてもよい。
[0051]内部スペーサ５０が具体的な物質に関して記載してきたが、他の熱処理適用が他の異なる物質から製造されたスペーサ５０を用いることができ、上記のもの以外のコーティング層６０２の代替的物質を用いることができる。
[0052]図７−図８は、外部スペーサ７００の他の実施形態を示す図である。外部スペーサ７００は、ボール７２０が保持器７０４によってその上に配置され、それに捕らえられた支持本体７０２を含んでいる。ボール７２０の一部は、保持器７０４を通って伸びて支持部材２８に相対して隔置された関係で基板７３０を支持する。
[0053]支持本体７０２は、一般的には、上記外部スペーサと同様に構成され、第１部分７０８と第２部分７０６を含んでいる。第１部分７０８は、支持部材２８から伸びているピン７１２とインタフェースする中空部７１０を含んでいる。中空部７１０とピン７１２は、一般的にはボール７２０が基板３２の中心とほぼ整列する向き４３０に移動するようにスペーサ７００を定置させるように構成される。
[0054]第２部分７０６は、ボール７２０の一部が配置されている溝７１４を含んでいる。溝７１４は、外部スペーサ７００の片側に向かってボール７２０を片寄らせる傾斜ボール支持面７１６を含んでいる。ボール支持面７１６は、ボール７２０が保持器７０４と接触せずに基板３２を支持することを確実にする深さで配置される。
[0055]保持器７０４は支持体７０２の第２部分７０６に結合し、高温で用いるのに適した多くの物質、典型的には支持本体７０２と同様の物質から製造することができる。保持器７０４は、取り囲んでいる円筒形フランジ７３４がそこから下向きに伸びている上面７３２を含んでいる。スロット７５０は、保持器７０４のトップ７３２を通って形成され、ボール７２０の一部がそれを通って伸びることができる。スロット７５０は、典型的には、熱の影響により基板が膨張又は収縮するにつれて基板３２の中心と整列した向き４３０でボール７４０を移動させるように置かれている。
[0056]保持器７０４のフランジ７３４は、典型的には保持器７０４を支持本体７０２に保持させるために支持本体７０２の第２部分７０６とインタフェースしている。保持器７０４は、ネジ切、付着、リベット締め、杭打ち、プレス嵌め、ろう付け、溶接、留め具又は他の適した方法で支持本体７０２に結合することができる。図７に示される実施形態においては、方法に適した少なくとも一つのファスナ７４０は、フランジ７３４を通って支持本体７０２の第２部分７０６に形成された穴７４２の中に形成された穴７３６を通って配置されている。穴７３６、７４２とファスナ７４０は、向き４３０にスロット７５０を整列させることを確実にする。ファスナ７４０は、ネジ、ドウェルピン、スプリングピン、リベット、ドライブピン、又は他の適切な装置であってもよい。
[0057]図９と図１０は、外部スペーサ９００の他の実施形態を示す図である。その外部スペーサは、保持器９０４がそれに結合した支持本体９０２を含んでいる。支持本体９０２と保持器９０４は、保持器９０４内に形成されたスロット９０６の幅が、支持本体９０２の中に形成された溝９１８の底に配置された傾斜ボール支持面９１０上に支持された保持器９０４によって保持されたボール９２０の直径とほぼ同じか又はそれより大きいことを除いて、上記外部スペーサ７００と実質的に同様である。ワッシャー９１２はボール９２０と保持器９０４との間に置かれ、外径がスロット９０６の幅より大きく、よって支持本体９０２に形成された溝９１８の中にボール９２０が保持される。ワッシャー９１２の内径９１６の直径は、ボール９２０の周囲が保持器９０４より上に伸びることができるのに十分であり、よって支持部材２８に相対して隔置された関係で基板９３２が維持される。
[0058]図１１は、外部スペーサ１１００の他の実施形態を示す図である。外部スペーサ１１００は、支持部材２８内に形成された溝１１０４に配置されたボール１１０２を含んでいる。溝１１０４は、上記外部スペーサ内に形成された溝とほぼ同様に構成され、溝１１０４の片側にボールを片寄らせるように構成された傾斜ボール支持面１１０６を含んでいる。溝１１０４の深さは、ボール１１０２の周囲が支持部材２８の表面より上に伸びるように構成され、よって支持部材２８に相対する隔置された関係で基板３２を維持する。
[0059]図１２は、外部スペーサ１２００の他の実施形態を示す図である。外部スペーサ１２００は、ボール１２０２が、支持部材２８内に形成された溝１２０４の底部に配置されたボール支持面１２０６上に配置された、外部スペーサ１１００と同様に構成されている。ボール１２０２は、支持部材２８に結合した保持器１２０８によって溝１２０４内に保持されている。保持器１２０８は、溶接、ブレイズ、ネジ、リベット、杭打ち、付着、結合、リベット締め、又は他の適切な方法又は装置によって支持部材２８に固定させることができる。図１２に示される実施形態においては、保持器１２０８は、支持部材２８内にねじ込まれた複数のファスナ１２１０によって支持部材２８に留められる。
[0060]保持器１２０８を通って形成されたスロット１２１２は、図７と図８の実施形態に関して記載されるように、ボール１２０２を直接保持し、或いは図９と図１０の実施形態に関して記載されるように、ワッシャー（図１２に図示されていない）を用いるように構成されてもよい。
[0061]図１３は、外部スペーサ１３００の他の実施形態を示す図である。外部スペーサ１３００は、ボール１３０２がボール支持面１３０６に配置された、上記外部スペーサと同様に構成されている。ボール支持面１３０６は、平らでも曲がっていてもよく、傾斜してもボール１３０２によって支持された基板３２（想像線で図示されている）とほぼ平行でもよい。ボール支持面１３０６は、スペーサ又は基板支持体内に形成されてもよく、上記ボール１３０２を保持するために保持器と相互作用してもよい。
[0062]付勢部材１３１０は、ボール支持面１３０６の片側に向かってボールを押し付ける。付勢部材１３１０は、スライダ１３１４に結合したばね１３１２を含んでいる。スライダ１３１４は、典型的には基板が膨張又は収縮するにつれてボール１３１４がボール支持面１３０６を横切って横に回転するのでボール１３０２をスライダ１３１４の接触面１３１６を横切って滑らせることができる物質から製造される。圧縮ばねとして図１３に示されるばね１３１２は、また、水平ネジ又は他のネジ形態又は基板が取り除かれる時にボール支持面１３０６の所定のスライドにボール１３０２を戻しつつ基板が長さを変更するのでボール１３０２が回転することができる装置であってもよい。
[0063]本発明をガラス基板３２との使用に記載してきたが、本発明の内部スペーサの他の実施形態は、内部スペーサと異なる基板材料間の摩擦損傷及び/又は化学反応を減少させるために用いることができる。本発明を上記加熱システム１０に用いられるように記載してきたが、他の熱処理システムやチャンバを用いることができる。本発明の方法と装置は、本発明の実施形態が用いられているチャンバの種類に独立して且つ無関係に実施することができる。
[0064]図１４は、ロードロックチャンバ１４００とそこに配置された少なくとも一つの内部スペーサ５０の一実施形態を示す断面図である。ロードロックチャンバ１４００は、一般的には２つのガラス搬送ポート１４０４（１つだけが図１４で示されている）を持つチャンバ本体１４０２を含んでいる。各ガラス搬送ポート１４０４は、スリットバルブ１４０８（想像線で示されている）によって選択的にシールされている。ロードロックチャンバ１４００は、最初の雰囲気と真空雰囲気との間で配置され、例えば、搬送ポート１４０４にそれぞれ結合したチャンバ（図示されていない）に含まれ、真空の損失のない隣接した搬送ポート１４０４を通って真空雰囲気の内外へガラス基板３２の搬送を可能にするように用いられる。
[0065]チャンバ本体１４０２は、更に、チャンバ本体１４０２内の圧力を調節することができるポンピングポート１４１０を含んでいる。場合によっては、チャンバ本体１４０２は、真空状態からチャンバ本体内に圧力を上げるための通気口１４１２を含んでもよい。典型的には、通気口１４１２を通ってチャンバ１４００に入る空気又は流体は、チャンバ１４００に入る微粒子をできるだけ少なくするためにフィルタ１４１４を通過する。そのようなフィルタは、一般にニュージャージー州、リバーデイルにあるCamfil-Faｒｒ社から入手できる。
[0066]カセット１４０６は、移動できるようにチャンバ本体１４０２に配置され、エレベータシャフト１４２０に結合した下プレート１４１６と上プレート１４１８を含んでいる。カセット１４０６は、上プレート１４１８から伸びている１つ以上のスペーサ３０と少なくとも１つのスペーサ５０上に支持された下プレート１４１６と第２基板（図示されていない）から伸びている１つ以上のスペーサ３０と少なくとも１つのスペーサ５０上の第１基板３２を支持するように構成される。カセット１４０６は、ポート１４０４を備えたカセット１４０６で支持される基板のいずれか１つを整列させるために上げることができ、下げることもできる。
[0067]チャンバ本体１４０２は、冷却プレート１４２２を含んでもよい。冷却プレート１４２２は、下プレート１４１６から伸びているスペーサ３０、５０を通過させる複数の穴を有する。カセット１４０６が下がるにつれて、スペーサ３０、５０に設置される基板３２は、冷却プレート１４２２に近づいていく。冷却プレート１４２２を通って循環する熱伝達流体は、基板３２から冷却プレート１４２２へ伝達された熱を取り除き、それによって、基板３２の温度を下げる。従って、スペーサ５０は、その基板を擦傷或いは損傷させずに、ロードロック１４００内で基板３２を膨張させるか又は収縮させることができる。本発明から利益を得るために適合させることができる一つのロードロックチャンバは、１９９９年１２月１５日出願（代理人事件整理番号３７９０）の米国特許出願第０９/４６４,３６２号に記載されており、この内容は本明細書に援用されている。
[0068]図１５は、ロードロックチャンバ１５００とそこに配置された少なくとも１つの内部スペーサの他の実施形態を示す断面図である。ロードロックチャンバ１５００は、一般的には二つのガラス搬送ポート１５０４（１つだけが図１５に示されている）を持つチャンバ本体１５０２を含んでいる。各々のガラス搬送ポート１５０４は、（想像線で示されている）スリットバルブ１５０８によって選択的にシールされている。ロードロックチャンバ１５００は第１雰囲気と真空雰囲気との間に配置され、例えば搬送ポート１５０４にそれぞれ結合したチャンバ（図示されていない）に含まれ、真空の損失のない隣接した搬送ポート１５０４を通って真空雰囲気の内外へのガラス基板３２（想像線で示されている）の搬送を可能にするために用いられる。
[0069]複数の基板３２は支持部材１５６０（明瞭にするために基板３２の１つだけが図１５に示されている）上のチャンバ本体１５０２内で各々支持されている。支持部材１５６０は、チャンバ本体１５０２に結合されてもよく、可動カセット１５６２内に配置されてもよい。図１５に示される実施形態においては、可動カセット１５６２は少なくとも１つの内部スペーサ３０と１２個の縦に積み重ねられた支持部材１５６０に結合した複数の外部スペーサ５０を含んでいる。従って、基板３２が膨張又は収縮するにつれて基板を擦傷或いは損傷させずに基板３２はスペーサ５０上に移動することがきる。本発明から利益を得るために適合することができる、１つのロードロックチャンバは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の一部門であるＡＫＴから入手できる。
[0070]このように、ボールが傾斜基板支持体上に配置された基板を支持するための装置が提供される。該装置は、ボールが基板の運動によって押し付けられた向きに妨げられない回転をすることができることを確実にするボールの位置を決めるために傾斜ボール支持面が形成されるので、基板の熱膨張（又は収縮）中にその上に支持された基板支持体と基板との間の損傷を最小にするために適合されている。
[0071]上記は本発明の実施形態に関するが、基礎的な発明の範囲から逸脱せずに発明の更に多くの実施形態を講じることができ、その範囲は前記特許請求の範囲によって求められる。
複数の支持部材とスペーサを有する加熱チャンバの一実施形態の断面図である。 複数のスペーサがその上に配置された棚／支持部材の一実施形態の平面図である。 従来のスペーサの一実施形態の側面図である。 図４Ａは、本発明のスペーサの、一実施形態の断面図である。 図４Ｂは、本発明のスペーサの他の実施形態の断面図である。 図４Ａの断面線５−５に沿って切り取ったスペーサの断面図である。 ボールの一実施形態の断面図である。 本発明のスペーサの、他の実施形態の断面図である。 図７のスペーサの平面図である。 本発明のスペーサの、他の実施形態の断面図である。 図９のスペーサの平面図である。 本発明のスペーサの、他の実施形態の断面図である。 本発明のスペーサの、他の実施形態の断面図である。 本発明のスペーサの、他の実施形態の断面図である。 複数のスペーサが上部に配置された支持部材の、ロードロックチャンバの一実施形態の断面図である。 複数のスペーサが上部に配置された支持部材の、ロードロックチャンバの他の実施形態の断面図である。
符号の説明
１０…加熱チャンバ、１２…側壁、１４…側壁、１６…底部、２０…加熱素子、２２…加熱素子、２４…入口チャネル、２６…出口チャネル、２８…支持部材、３０…外部スペーサ、３２…ガラス基板、３４…チャネル、４４…ギャップ、５０…内部スペーサ、７８…ベローズ、８０…中心線、８２…上部、８４…底部、８６…側壁、８８…リフトメカニズム、９０…カセット、９２…軸、９４…スリットバルブ、９６…ポート、３０２…第１端部、３０４…第２端部、３０６…ラジアス又は面取り部、４０２…第１部分、４０４…第２部分、４０６…支持面、４０８…ボール、４１０…ソケット、４１２…壁、４１４…高い部分、４１６…低い部分、４２０…距離、４２２…中空部、４２４…ピン、４２６…平面、４２８…ランド、４３０…向き、４５０…外部スペーサ、４５２…上面、４５４…底面、４５６…支持面、４５８…第１傾斜面、４６０…湾曲面、４６２…第２傾斜面、４６４…第２壁部、４６６…第１側面、４７０…中心線、４７２…距離、４７４…距離、４７６…中心線、４８０…向き、４９０…溝、６０２…コーティング層、７００…外部スペーサ、７０２…支持本体、７０４…保持器、７０６…第２部分、７０８…第１部分、７１０…中空部、７１２…ピン、７１４…溝、７１６…ボール支持面、７２０…ボール、７３２…上面、７３４…フランジ、７３６…穴、７４０…ファスナ、７４２…穴、７５０…スロット、９００…外部スペーサ、９０２…支持本体、９０４…保持器、９０６…スロット、９１０…ボール支持面、９１２…ワッシャー、９１４…外径、９１８…溝、９０２…支持本体、９１６…内径、９２０…ボール、９３２…基板、１１００…外部スペーサ、１１０２…ボール、１１０４…溝、１１０６…支持面、１２００…外部スペーサ、１２０２…ボール、１２０６…ボール支持面、１２０８…保持器、１２１０…ファスナ、１２１２…ファスナ、１３００…外部スペーサ、１３０２…ボール、１３０６…ボール支持面、１３１０…付勢部材、１３１２…ばね、１３１４…スライダ、１４００…ロードロックチャンバ、１４０２…チャンバ本体、１４０４…搬送ポート、１４０６…カセット、１４０８…スリットバルブ、１４１０…ポンピングポート、１４１２…通気口、１４１４…フィルタ、１４１６…下プレート、１４１８…上プレート、１４２０…エレベータシャフト、１４２２…冷却プレート、１５００…ロードロックチャンバ、１５０２…チャンバ本体、１５０４…トランファポート、１５０８…スリットバルブ、１５６０…支持部材、１５６２…可動カセット。

Claims (43)

  1. 少なくとも１つの基板支持部材がチャンバ内に配置されたチャンバ内に基板を支持する装置であって、
    上面を有する基板支持部材と、
    該上面上に配置された複数のスペーサと、
    該複数のスペーサの少なくとも一つに形成されたローラ支持面であって、該ローラ支持面は、該基板支持部材の該上面によって画成された平面に対して傾斜する、ローラ支持面と、
    該ローラ支持面上に配置され且つ該ローラ支持面上において横に移動するように適合したローラであって、該ローラは、該複数のスペーサの該少なくとも一つのスペーサの面と隔置された関係で該基板と接触し支持するように適合し、該ローラ支持面の下部に付勢された、前記ローラと、
    を含む、前記装置。
  2. 該ローラ支持面が水平から０.５〜２度の角度で傾斜する、請求項１記載の装置。
  3. 該ローラの一部が伸びている上向きのスロットを持つ、該ローラを該ローラ支持面に保持する保持器を更に含む、請求項１記載の装置。
  4. 該ローラと該保持器の上部との間に配置され且つ外径が該スロットの幅より広いワッシャーを更に含む、請求項３記載の装置。
  5. 該基板支持部材が加熱素子を備える、請求項１記載の装置。
  6. 該ローラ支持面が湾曲している、請求項１記載の装置。
  7. 該スペーサが該支持部材に固定されて該支持部材に相対する該スペーサの向きが固定されている、請求項１記載の装置。
  8. 該ローラの一部が伸びている上向きのスロットを持つ、該スペーサに結合し且つ該ローラを該ローラ支持面に保持している保持器を更に含む、請求項１記載の装置。
  9. 該ローラと該保持器の該上部との間に配置され且つ径が該スロットの幅より広いワッシャーを更に含む、請求項８記載の装置。
  10. 該ローラが該基板支持部材の中心に向かって片寄っている、請求項１記載の装置。
  11. 該ローラと接触するとともに該ローラを横に押し付ける付勢部材を更に含む、請求項１記載の装置。
  12. 該付勢部材が
    ばねと、
    該ばねによって該ローラに対して押し付けられた接触部材とを更に含む、請求項１１記載の装置。
  13. 該ローラが球、楕円形ピン又はカムである、請求項１記載の装置。
  14. 該ローラ支持面が
    第１傾斜面と、
    ローラ支持長さが該第１傾斜面より短い、該第１傾斜面に結合した第２傾斜面とを更に含む、請求項１記載の装置。
  15. 該第１傾斜面と第２傾斜面が湾曲面によって結合している、請求項１４記載の装置。
  16. 該ローラが該第１傾斜面と該第２傾斜面に沿って移動し得る、請求項１４記載の装置。
  17. 基板を支持する装置であって、
    上面を持つ基板支持部材と、
    該上面の周囲に配置され且つ該上面に相対して隔置された関係でその上に該基板を支持するように適合した複数のローラであって、該上面の該周囲から離れて片寄っている、前記ローラと、
    複数のスペーサであって、該複数のスペーサの各々は該支持部材に結合した下端と該スペーサの中に該ローラ支持面が形成された上端とを有するとともに、該ローラ支持面は、該基板支持部材の該上面によって画成された平面に対して傾斜し、該ローラ支持面上において該複数のローラの各々が横方向に移動する、複数のスペーサと、
    を含む、前記装置。
  18. 該ローラ支持面が湾曲している、請求項１７記載の装置。
  19. 該ローラを該ローラ支持面に捕らえ、その中にスロットが形成された保持器であって、該ローラの一部が該スロットを通って伸び、該ローラ支持面を横切って横に移動可能である、前記保持器を更に含む、請求項１７記載の装置。
  20. 該ローラと該保持器との間に配置され、外径が該スロットの幅より大きいワッシャーを更に含む、請求項１９記載の装置。
  21. 該支持部材に結合した複数のスペーサと、
    各スペーサ内に形成され、該ローラの１つを支持しているローラ支持面と、
    各スペーサに結合し、該ローラを該スペーサに捕らえる保持器であって、スロットがそれを通って形成されており、該ローラの一部が該スロットを通って伸びている、前記保持器と、を更に含む、請求項１７記載の装置。
  22. 該保持器と該スペーサが該ローラ支持面と該スロットとを予め決められた向きに整列するようにかみ合っている、請求項２１記載の装置。
  23. 外径が該スロットの幅より大きい、該ローラと該保持器との間に配置されたワッシャーを更に含む、請求項２１記載の装置。
  24. 該ローラが被覆、めっき又は電気研磨されている、請求項１７記載の装置。
  25. 該ローラがクロム、アルミニウム合金、窒化ケイ素又は窒化タングステンを被覆又はめっきされている、請求項１７記載の装置。
  26. 該支持部材に熱的に結合した加熱素子を更に含む、請求項１７記載の装置。
  27. 各スペーサがその中に形成された溝を持ち、該溝の底面が該溝の片側に近い第１位置の中に該ローラを押し付け、第１位置にある時にローラが該溝の壁から隔置されている、複数のスペーサを更に含む、請求項１７記載の装置。
  28. ガラス基板を支持する装置であって、
    チャンバ本体と、
    該チャンバ本体内に配置された少なくとも１つの基板支持部材と、
    複数のスペーサであって、該複数のスペーサのそれぞれが該基板支持部材上に配置された下部と上部を持つ複数のスペーサと、
    該スペーサの少なくとも１つの該上部に形成された溝であって、該溝は、該基板支持部材の上面に対して傾斜するローラ支持面の一部を画成する溝と、
    該溝の中に配置され且つ該溝を横切って横に回転するように適合したローラと、
    を含む、前記装置。
  29. 該基板支持部材がそれに熱的に結合した加熱素子を更に含んでいる、請求項２８記載の装置。
  30. 該ローラ支持面が湾曲している、請求項２８記載の装置。
  31. 該溝の中に配置された該ローラが共通の基準点を通って整列した方向に横に移動するように適合している、請求項２８記載の装置。
  32. 該下部が該支持部材に固定されて予め決められた向きに該スペーサを回転して整列させる、請求項２８記載の装置。
  33. 該チャンバ本体が熱処理チャンバである、請求項２８記載の装置。
  34. 該チャンバ本体が
    第１側壁上に配置された第１基板搬送ポートと、
    第２側壁上に配置された第２基板搬送ポートと、を更に含む、請求項２８記載の装置。
  35. 該ローラを該スペーサに捕らえる保持器と、
    該保持器を通って形成され且つ該ローラの一部がそれを通って伸びているスロットと、を更に含む、請求項２８記載の装置。
  36. 外径が該スロットの幅より大きい、該ローラと該保持器との間に配置されたワッシャーを更に含む、請求項３５記載の装置。
  37. ガラス基板を支持する装置であって、
    処理チャンバと、
    該チャンバ内に配置された、上面を有する複数の加熱される基板支持部材と、
    該複数の基板支持部材の各々に配置された複数のスペーサであって、該複数のスペーサのそれぞれが上部と下部を持ち、該下部が該基板支持部材の上面に結合している、複数のスペーサと、
    該基板支持部材の該上面の対向面上に配置された該スペーサの少なくとも２つの該上部に配置され、該基板支持部材の中央部に向かって付勢されたローラであって、該ローラは、該少なくとも２つのスペーサの一つの上部に形成されたローラ支持面に配置され、該ローラ支持面は、該基板支持部材の該上面によって画成された平面に対して傾斜し、該ローラは、該ローラ支持面において横方向に移動するとともに該基板支持部材に隔置された関係で該ガラス基板を支持するように適合した、前記ローラと、を含む、前記装置。
  38. 該処理チャンバが熱処理チャンバである、請求項３７記載の装置。
  39. 該ローラを該スペーサに捕らえ、その中に上向きのスロットが形成されて、該ローラの一部がそれを通って伸び且つ該支持部材の該中心から離れて横に移動することができる保持器を更に含む、請求項３７記載の装置。
  40. 外径が該スロットの幅より広い、該ローラと該保持器との間に配置されたワッシャーを更に含む、請求項３９記載の装置。
  41. ガラス基板を支持する装置であって、
    第１側壁内に配置された第１基板搬送ポートと、第２側壁内に配置された第２基板搬送ポートとを持つロードロックチャンバと、
    該ロードロックチャンバ内に配置された少なくとも１つの基板支持部材と、
    該基板支持部材上に配置された複数のスペーサであって、該複数のスペーサのそれぞれが上部と下部を有し、該下部が該基板支持部材に結合した、複数のスペーサと、
    該スペーサの少なくとも１つの該上部に形成された溝であって、該溝は、該基板支持部材の上面に対して傾斜するローラ支持面の一部を画成する溝と、
    該溝内に配置され且つ該溝を横切って横に回転するように適合したローラと、を含む、前記装置。
  42. 該ローラを該スペーサの該上部に捕らえ、上向きのスロットがその中に形成され、該ローラの一部がそれを通って伸びるとともに該ローラを横切って横に移動する保持器を更に含む、請求項４１記載の装置。
  43. 外径が該スロットの幅より広い、該ローラと該保持器との間に配置されたワッシャーを更に含む、請求項４２記載の装置。
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