KR100570559B1 - Cvd용의 평탄한 다수부품의 기판 지지 부재 - Google Patents
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Abstract
유리 기판을 지지하는 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 기판 지지 부재(50)는 베이스 구조 부재(52)와, 기판 지지 부재와 그 위에서 지지되는 유리 기판 사이의 마찰 및/또는 화학 반응을 최소화시키기 위한 표면을 상부에 갖는 최상부 부분(54)을 포함한다. 기판 지지 부재는 로드록 챔버 및 열공정을 수행하는 챔버와 같은 다양한 챔버에 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 대면적 글라스 기판용 지지 부재에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고온 프로세스 동안 대면적 글라스 기판을 지지하기 위한 지지 부재에 관한 것이다.
지금까지 박막 트랜지스터는 모니터, 플랫 패널 디스플레이, 태양 전지, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 휴대 전화 등에 사용되는 대형 글라스 기판 또는 플레이트상에 제조되었다. 트랜지스터는 비정질 실리콘, 도핑 및 비도핑 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등을 포함하는 다양한 막들을 진공 챔버에서 순차적으로 증착함으로써 제조되었다. 트랜지스터용 박막은 예를 들어 화학적 기상 증착(CVD)에 의해 증착될 수 있다. 증착 이후, 트랜지스터 제조에 사용되는 다수의 막들은 열처리 된다.
CVD는 기판이 300℃ 내지 400℃ 범위의 온도에 내성이 있을 것을 요구하는 비교적 고온 공정이다. 500℃ 이상의 이러한 고온 공정이 요구된다. CVD 막 처리공정은 유리 기판 상에 집적 회로의 제조시에 광범위하게 사용된다. 그러나, 유리는 매우 깨지기 쉽고 고온에서 고속 가열되는 경우 휘거나 부서지게 되는 유전체 재료이기 때문에, 열 스트레스 및 그로 인한 손상을 방지하기 위해 대면적 기판의 가열 속도를 조절해야 한다.
일반적으로 시스템은 처리공정 이전에 유리 기판을 예비가열한 다음, 열처리 동작을 실행한다. 종래의 가열 챔버는 하나 또는 다수의 유리 기판을 가열하기 위해 하나 또는 하나 이상의 가열 선반을 포함한다. 일반적으로 유리는 열 균일성 및 생산성 개선을 위해 스페이서 상의 선반 위에서 지지된다. 비용을 최소화시키기 위해, 종래의 스페이서는 예를 들어 스테인레스 스틸, 알루미늄, 알루미늄 질화물 등과 같이 쉽게 가공되는 금속으로 형성된다. 그러나, 종래의 스페이서는 손상되거나 유리 표면을 손상시키는 경향이 있어, 유리 표면내에 또는 유리 표면 상에 결함을 야기시킨다. 추후, 클래빙(cleaving) 공정 동안, 유리 표면 내의 또는 유리 표면 상의 상기 결함은 디바이스 손실 또는 기판의 파손을 발생시키는 비정상적인 클래빙 동작을 야기시킨다.
일부 경우에 있어서, 유리와 접촉되는 스페이서 부분은 유리와 반응하고 일시적으로 결합되는 것으로 여겨진다. 이러한 결합이 추후 깨지게 되는 경우, 스페이서 상에는 초기 반응의 잔류물이 남게되고, 처리되는 기판을 잠재적으로 손상시킨다. 또한, 이러한 잔류물은 추후 처리되는 기판에 손상 위험을 주거나 또는 열처리 챔버내에서 오염원이 될 수 있다. 또한, 초기 잔류물은 스페이서와 유리 사이에 부가적 화학적 반응을 일으키거나 또는 스페이서 지지 표면 또는 스페이서 수명을 악화시킬 수 있다.
따라서, 유리 손상을 감소 또는 제거하는 고온 유리-패널 공정을 위한 유리 지지체가 요구된다.
유리 기판을 지지하는 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 베이스 구조 부재 및 상부에 표면을 갖는 최상부 부분을 갖는 기판 지지체가 제공되어 기판 지지체 및 그위에서 지지되는 기판 사이의 마찰 및/또는 화학 반응을 최소화시킨다.
또다른 실시예에서, 기판을 지지하는 장치는 지지 엘리먼트 및 다수의 지지 부재들을 포함한다. 일반적으로 적어도 하나의 지지 부재는 지지 엘리먼트의 제 1 측면에 접속된 베이스 구조 부재 및 지지 엘리먼트의 제 1 측면에 대해 이격되도록 유리 기판을 지지하는 둥근 최상부 부분을 포함한다.
또다른 실시예에서, 기판을 지지하는 장치는 선반(shelf) 및 다수의 지지 부재들을 포함한다. 적어도 하나의 지지 부재는 선반의 제 1 측면에 접속된 베이스 구조 부재 및 선반의 제 1 측면에 대해 이격되도록 유리 기판을 지지하는 둥근 최상부 부분을 포함한다. 코팅은 적어도 최상부 부분의 팁상에 배치된다.
또다른 실시예에서, 기판을 지지하는 장치는 챔버 및 챔버로부터 이격 배치된 다수의 선반들을 포함한다. 각각의 선반은 그 상부에 배치된 다수의 지지 부재를 포함한다. 적어도 하나의 지지 부재는 선반의 제 1 측면에 접속된 베이스 구조 부재 및 선반의 제 1 측면에 대해 이격되도록 유리 기판을 지지하는 둥근 최상부 부분을 포함한다.
또다른 실시예에서, 유리 기판을 지지하는 장치는 챔버 바디와 챔버 바디의 측벽에 접속된 다수의 지지 엘리먼트를 포함한다. 챔버 바디는 각각 제 1 및 제 2 슬릿 밸브에 의해 각각 밀봉되는 제 1 유리 이송 포트 및 제 2 유리 이송 포트를 포함한다. 다수의 지지 부재는 지지 엘리먼트 상에 배치된다. 적어도 하나의 지지 부재는 지지 엘리먼트에 접속된 베이스 구조 부재 및 둥근 최상부 부분을 포함한다. 둥근 최상부 부분은 지지 엘리먼트에 대해 이격되도록 유리 기판을 지지한다.
상기 설명된 특징, 장점 및 본 발명의 목적은 본 발명의 상세한 설명 및 첨부되는 도면을 나타내는 실시예를 참조로 이해할 수 있을 것이다.
그러나, 주목해야 할 것은 첨부된 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예를 설명하기 위한 것으로 발명의 범주내에서 제한되지 않는다는 것이다.
도 1은 본 발명의 일면에 따라 내부에 지지 부재가 배치된 가열 챔버의 일실시예를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 일면에 따른 지지 부재를 나타내는 단면도,
도 3은 다수의 지지 부재를 갖는 선반의 일실시예를 나타내는 평면도,
도 4는 다수의 지지 부재를 갖는 지지 엘리먼트의 로드록 챔버의 일 실시예를 나타내는 단면도.
본 발명은 마찰, 화학적 반응 또는 마찰과 화학적 반응의 조합에 의해 발생되는 유리 기판 손상을 바람직하게 감소시키는데 적합한 유리 기판용 지지 부재에 관한 것이다.
도 1은 예시적 가열 챔버(10)내에 배치된 본 발명의 지지 부재의 실시예를 나타낸다. 종래의 가열 챔버(10)는 측벽(12, 14), 하부벽(16) 및 리드(18)를 포함한다. 도 1에 도시되지 않은 또다른 측벽(13, 15)은 가열 챔버(10)의 구조를 완성하는 측벽(12, 14)과 수직이다. (도시되지 않은)처리 시스템에 인접한 측벽(13)에는 처리 시스템으로부터 가열 챔버(10) 안팎으로 유리 플레이트를 이송시킬 수 있는 슬릿 밸브(도시되지 않음)가 설치된다.
측벽(12, 14)에는 챔버(10)의 온도를 제어하기에 적합한 가열 코일(20)이 설치된다. 가열 코일은 저항성 헤더 또는 열전달 가스 또는 액체를 순환시키는 도관일 수 있다. 하부벽(16)에는 온도 제어 유체의 순환을 위한 각각의 입력 및 출력 파이브(24, 26) 및/또는 전력원(도시되지 않음)에 접속되는 가열 코일(20)을 위한 와이어를 수용하는 채널(27)이 설치된다. 선택적으로, 동일한 채널(24, 26)이 채널(22)내에서 열전달 매체를 순환시키고 가열 코일(20)을 밀폐시키기 위해 사용될 수 있다. 측벽(12, 14)의 내부에는 열전도성 선반(28)과 같은 다수의 지지 엘리먼트가 설치된다. 선반(28)은 선반(28)의 온도를 신속하고 균일하게 제어하도록 벽(12, 14)과의 양호한 열 접촉을 제공한다. 선반(28)에 사용될 수 있는 재료의 예로는, 제한적이지 않고, 알루미늄, 구리, 스테인레스 스틸, 클래드 구리 등을 포함한다.
하나 이상의 외부 지지 부재(30)가 유리 기판(32)의 주변부를 지지하기 위해 선반(28)상에 적절히 배열되고 하나 이상의 내부 지지 부재(50)가 본 발명의 실시예에 따라, 유리 기판(32)의 중심부를 지지하도록 선반(28)상에 배치된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 3개의 지지 부재(30)가 기판(32)의 주변부를 지지하도록 선반(28)의 맞은편 측면(12, 14)상에 배치되는 한편, 유리 기판(32)의 중심부를 지지하기 위해서는 지지 부재(30) 안쪽에 2개의 지지 부재(50)가 배열된다.
다시 도 1을 참조하면, 지지 부재(30, 50)는 선반(28)과 유리 기판(32) 사이에 갭이 존재하도록, 처리되는 유리 기판(32)을 지지하는 역할을 한다. 이러한 갭은 유리 기판(32)에 스트레스를 가하고 깨지게 하거나 또는 오염물이 선반(28)으로부터 유리 기판(32)으로 전송되는 결과를 발생시키는 유리 기판(32)과 선반(28)의 직접적 접촉을 방지하는 역할을 한다. 유리 기판(32)은 유리 기판(32)과 선반(28) 사이의 직접적인 접촉에 의해서라기 보다는 방사 및 가스 전도에 의해 비간접적으로 가열된다.
또한, 유리 기판(32)과 선반(28)의 인터리빙(interleaving)은 유리 기판(32)을 상하에서 가열하여, 유리 기판(32)의 보다 신속하고 균일한 가열을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일면에 따른 내부 지지 부재(50)의 일 실시예를 나타내는 단면도이다. 내부 지지 부재(50)는 전체적으로 실린더 형상의 단면을 갖는 베이스 구조 부재(52)와 둥근 최상부 부분(54)을 갖는다. 내부 지지 부재(50)에 의해 지지되는 유리 기판은 둥근 최상부 부분(54)의 부근 영역 또는 인접한 곳에서 접촉되어 지지된다. 베이스 구조 부재(52)는 장착 핀(58)을 수용하기에 적합하게 형성된 중공의 중심부(56)를 포함하며, 상기 장착 핀(58)은 가열 챔버(10) 내의 예시적인 선반(28)상에서 내부 지지 부재(50)를 지지한다. 선반(28) 상에 직접 내부 지지 부재(50)를 장착하는 대신 장착 핀(58) 사용의 장점은 내부 지지 부재(50)와 선반(28)에 대한 재료 선택 기준이 상이할 수 있으며 그로 인해 상이한 재료를 선택할 수 있어서 선택된 재료에 대해 상이한 열팽창 계수를 수반하는 문제 및 열팽창 계수의 관련된 부정합 문제를 해결할 수 있다는 것이다. 핀(58)을 사용함으로써, 내부 지지 부재(50)는 인접한 선반(28)의 팽창 및 수축과는 별개로 팽창 및 수축될 수 있다.
베이스 구조 부재(52)의 최상부 부분(54)은 둥글고 평탄한 외부 표면을 갖는다. 일 실시예에서, 최상부 부분(54)은 반구형, 원뿔형, 타원형 또는 포물선 단부를 포함한다. 최상부 부분(54)은 기계가공 또는 연마된 피니시(fihish) 또는 적절한 평탄도의 다른 적절한 피니시를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 최상부 부분(54)은 R4 피니시 평탄도 또는 그이상의 피니시를 갖으며, 이는 표면이 4 마이크로 인치 이하의 조도(roughness)로 연마된다는 것을 의미한다. 또다른 바람직한 실시예에서, 내부 지지 부재(50)의 단면 형상은 최상부 부분(54)에서 전체 반경을 갖는 실린더형이다.
베이스 구조 부재(52)의 재료는 열처리 동안 유리를 지지하기에 적합한 형상으로 가공된다. 일 실시예에서, 베이스 구조 부재(52)의 섹션 형상은 일반적으로 둥근 상부를 갖는 실린더형이다. 바람직한 실시예에서, 유리 기판을 지지하는데 사용되는 최상부 부분은 둥글고 평탄한 외부 표면을 갖는다. 베이스 구조 부재(52)를 형성하는데 사용되는 재료는 용이한 가공을 위해 선택되고 일부 실시예에서는 저가로 선택된다. 일 실시예에서, 베이스 구조 부재(52)는 스테인레스 스틸로 형성되거나 또는 낮은 탄소 함량의 스테인레스 스틸로 형성된다. 또다른 실시예에서, 베이스 구조 부재(52)는 인코넬 또는 다른 니켈 합금으로 형성된다.
본 발명의 실시예는 금속 또는 금속 합금으로 형성된 베이스 구조 부재(52)를 갖고 코팅층(60)을 포함하는 유리 지지 부재를 갖는 것으로 설명되나, 다른 재료로는 코팅층(60)을 필요로 하지 않는 베이스 구조 부재(52)를 사용할 수도 있다. 베이스 구조 부재(52)는 마찰을 감소시키고 화학 반응을 방해하여 본 발명의 특징을 제공하는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 구조 부재(52)는 석영 또는 사파이어 또는 본 발명의 장점을 제공하는 다른 적절한 비금속 재료일 수 있다. 일부 경우에 있어, 이들 선택적인 재료는 코팅층(60)없이 사용될 수 있다.
일반적으로 코팅층(60)은 적어도 최상부 부분(54)의 팁(90) 위에 증착된다. 선택적으로, 코팅층(60)은 최상부 부분(54)의 임의의 부분 및/또는 베이스 구조 부재(52) 상에 증착될 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52) 및 유리 기판(32) 사이의 접촉을 방지하는 배리어층으로서 기능하도록 충분한 두께를 갖는다. 또한, 베이스 구조 부재(52)와 내부 기판 지지체 사이의 오염물 반응이 거의 방지된다. 이와 관련하여, 오염물은 베이스 구조 부재(52) 내에 존재하는 트레이스 물질을 포함하는, 임의의 광범위한 다양한 물질일 수 있다. 예를 들어, 크롬은 베이스 구조 부재(52)로서 사용하기에 적합한 다양한 등급의 스테인레스 스틸에 존재한다. 본 발명의 표면 코팅(60)의 배리어층 실시예는 베이스 구조 부재(52)에 존재하는 크롬과 유리 기판(32) 사이의 반응을 감소 또는 소거할 수 있을 것으로 여겨진다. 코팅층(60)이 베이스 구조 부재(52)와 유리 기판(32) 사이의 반응을 감소 또는 소거시키는 실시예에서, 최상부 부분(54)은 유리(32)가 지지되는 평탄한 중심부를 갖고/갖거나 둥글 수 있다. 평탄한 중심부는 기판(32)의 로딩 및 가열동안 잠재적인(potential) 스크래칭을 최소화시키기 위해 챔퍼(chamfer) 또는 반경에 의해 둘러싸일 수 있다.
베이스 구조 부재(52)와 유리 기판(32) 사이의 반응을 감소 또는 소거할 수 있는 코팅층(60)의 실시예는 CVD 질화 공정 및 PVD 스퍼터링 공정을 포함한다. 예를 들어, 상기 설명된 형상을 갖는 베이스 구조 부재(52)는 반응챔버에 위치되고 암모니아, 및/또는 질소, 및/또는 수소, 및/또는 다른 환원 가스를 포함하는 분위기에 노출되어 베이스 구조 부재(52)의 노출된 표면상에 질화층을 형성할 수 있다. 이러한 공정 결과로서, 베이스 구조 부재(52)의 최상부 부분(54)에 CVD 질화물 코팅층(60)이 형성된다.
질화물층이 베이스 구조 부재(52)와 유리 기판(32) 사이의 반응을 감소 또는 방지하도록 충분히 두꺼워질 때까지 상기 설명된 CVD 공정 또는 베이스 구조 부재(52)의 노출된 표면 상에 질화물 표면을 형성하는 다른 적합한 공정이 계속된다. 일 실시예에서, 코팅층(60)은 적어도 약 3 미크론 두께로 CVD에 의해 형성된다. 또다른 실시예에서, 코팅층(60)은 약 3 미크론 내지 약 20 미크론 사이의 두께로 CVD에 의해 형성된다.
선택적인 실시예에서, 베이스 구조 부재(52)와 유리 기판(32) 사이의 반응을 감소 또는 소거할 수 있는 코팅층(60)이 베이스 구조 부재(52)의 적어도 최상부 부분(54)에 스퍼터된다. 일 실시예에서, 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52)의 외부 표면 상에 질화 표면을 형성하기에 적합한 물리적 기상 증착(PVD) 공정에 의해 형성된다. 바람직한 실시예에서, 코팅층(60)은 티타늄 질화물을 포함하며, 물리적 기상 증착과 같은 스퍼터링 방법에 의해 형성된다. 또다른 실시예에서, 코팅층(60)은 물리적 기상 증착에 의해 형성되며 베이스 구조 부재(52)와 유리 기판(32) 사이의 화학적 반응을 감소 또는 소거하도록 충분한 두께를 갖는다. 또다른 실시예에서, 코팅층(60)은 물리적 기상 증착법에 의해 형성되며 두께는 적어도 약 3 미크론이다. 또다른 실시예에서, PVD 코팅층은 약 3 미크론 내지 약 20 미크론 사이의 두께를 갖는다. 또다른 실시예에서, 코팅층은 스퍼터링 또는 다른 물리적 기상 증착 공정에 의해 형성된 티타늄 질화물이다.
선택적인 실시예에서, 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52)와 유리 기판(32) 사이의 마찰 감소층으로서 작용한다. 이와 관련하여, 마찰 감소는 유리 기판(32)과 내부 지지 부재(50) 사이의 마찰, 진동 또는 다른 접촉에 의해 야기되는 유리 기판(32)의 손상을 감소 또는 제거하는 것으로 간주된다. 본 발명의 마찰 감소 표면 코팅층(60)의 실시예는 베이스 구조 부재(52)의 모든 형상을 보호하도록 컨포멀한 막이다. 마찰 감소 코팅층(60)의 바람직한 실시예에서, 코팅층(60)은 컨포멀하며 하부에 놓인 베이스 구조 부재(52)의 평탄한 연마 피니시를 유지한다.
유리 기판(32)의 마찰에 의한 손상을 감소시킬 수 있는 코팅층(60)의 실시예는 CVD 질화 공정 및 PVD 스퍼터링 공정을 포함한다. 예를 들어, 상기 설명된 형상의 베이스 구조 부재(52)는 반응 챔버에 위치되며 암모니아, 및/또는 질소, 및/또는 수소, 및/또는 베이스 구조 부재(52)의 노출된 표면 상에 질화물층을 형성하는 다른 환원 가스를 포함하는 분위기에 노출된다. 이러한 공정 결과로, 컨포멀한 CVD 질화물 표면 코팅층(60)이 베이스 구조 부재(52)의 최상부 부분 상에 형성된다. 질화물층이 내부 지지 부재(50) 및 유리 기판(32) 사이의 마찰 손상을 감소시키도록 충분히 두껍고 컨포멀해질 때까지 상기 설명된 CVD 공정 또는 다른 적합한 공정이 계속된다.
선택적인 실시예에서, 마찰 감소 코팅층(60)은 적어도 약 3 미크론 두께로 CVD에 의해 형성된다. 또다른 실시예에서, 마찰 감소 코팅층(60)은 약 3 미크론 내지 약 30 미크론 두께로 CVD에 의해 형성된다.
선택적인 실시예에서, 내부 지지 부재(50)와 유리 기판(32) 사이의 마찰 손상을 감소시킬 수 있는 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52)의 외부 표면상에 스퍼터된다. 일 실시예에서, 마찰 감소 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52)의 적어도 최상부 부분(54) 상에 질화 표면을 형성하도록 적절한 물리적 기상 증착(PVD) 공정에 의해 형성된다. 바람직한 실시예에서, 마찰 감소 코팅층(60)은 티타늄 질화물을 포함하며 스퍼터링 방법 또는 물리적 기상 증착에 의해 형성된다. 또다른 실시예에서, 마찰 감소 코팅층(60)은 물리적 기상 증착에 의해 형성되며 내부 지지 부재(50)에 의한 유리 기판(32)의 마찰 손상을 감소시키기에 충분한 두께를 갖는 베이스 구조 부재(52)의 형상 및 피니시에 따라 컨포멀하다.
본 발명의 마찰 코팅층(60)의 또다른 실시예에서, 코팅층(60)은 내부 지지 부재(50)의 형상에 따라 컨포멀하며 물리적 기상 증착에 의해 형성된다. 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52) 및 최상부 부분(54)의 연마된 피니시에 따라 컨포멀하다. 일반적으로 코팅층(60)은 적어도 약 3 미크론의 두께를 갖는다. 또다른 실시예에서, PVD 코팅층은 약 3 미크론 내지 약 20 미크론 사이의 두께로 컨포멀하다. 또다른 실시예에서, 코팅층(60)은 스퍼터링 또는 다른 물리적 기상 증착 공정에 의해 형성된 컨포멀한 티타늄 질화물층이다.
형성 방법과 상관없이, 표면 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52)에 평탄한 외부 표면을 제공한다. 표면 코팅층(60)의 상기 설명된 실시예는 적어도 베이스 구조 부재(52)의 오리지널 피니시와 같은 평탄한 표면을 유지한다. 선택적으로, 코팅층(60)은 피니시를 갖도록 처리된다. 본 발명에 따라 형성되고 상기 설명된 표면 코팅층(60)을 갖는 내부 지지 부재(50)는 내부 지지 부재(50) 상에서 지지되는 유리 기판(32) 사이의 마찰을 감소시키며, 일부 실시에에서는, 금속 사이의 화학적 반응 또는 베이스 구조 부재(52) 및/또는 그위에 배치된 유리(32)내의 다른 오염물을 감소시킨다.
본 발명에 따라 제조된 내부 지지 부재(50)는 250℃ 이상에서 수행되는 열처리 동작에 적합하다. 또한, 저온 폴리 실리콘의 제조시에 사용되는 열처리 공정과 같은 다른 열처리 동작이 본 발명의 내부 지지 부재(50)를 사용하여 수행된다. 본 발명에 따라 제조된 유리 지지 부재는 적용분야 및 유리 재료 특성에 따라 약 450℃ 이상 및 600℃를 포함하는 온도에서 수행된 열처리 동작에 적합하다. 상기 설명된 표면 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52) 및 지지되는 유리 기판 사이의 마찰 손상과 같은 것을 모두 감소시키면서 베이스 구조 부재(52)와 유리 기판(32)내에서 오염물 또는 금속 사이의 반응을 방지하는 배리어층으로서 작용하는 보호층을 제공한다.
장치 수율에 악영향을 미치는 액티브 영역 손상 또는 비정상적인 클래빙(claving) 동작을 야기할 수 있는 손상을 감소시키기 위해 내부 지지 부재(50)의 실시예를 중심 지지체로서 도시하고 상기 설명하였다. 상기 설명된 실시예는 중심 지지체로서 내부 지지 부재(50)를 나타내나 종래의 외부 지지 부재(30)는 유리 패널(32)의 주변부를 지지하는데 사용될 수 있다. 외부 지지 부재(30)는 특히 고온 유리 공정 시퀀스에 대해 내부 지지 부재(50)와 바람직하게 유사하게 구성된다. 결과적으로, 내부 지지 부재(50)로서 구성된 유리 지지 부재(30, 50)의 사용이 도 2를 참조하여 개시되며, 유리 기판(32)에 대한 손상은 감소되거나 소거되어 주어진 유리 기판의 수율을 증가시킨다.
지지 부재(30, 50)를 특정 재료 및 불순물과 관련하여 설명하였지만, 다른 열처리 공정은 다른 상이한 재료로 제조된 베이스 구조 부재(52)를 필요로하여, 상기 개시된 것처럼 다른 상이한 불순물에 대한 배리어층으로서 작용하는 선택적인 코팅층(60)이 요구될 수도 있다.
본 발명은 유리 기판을 사용하는 것에 대해 설명하였지만, 본 발명의 지지 부재(30, 50)의 다른 실시예는 지지 부재(30, 50) 및 상이한 기판 재료 사이의 마찰 손상 및 화학 반응을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 코팅층(60)은 예를 들어 플라스틱 기판과 같은 선택적인 기판 형태 속으로 베이스 구조 부재(52) 불순물의 확산을 방지하도록 선택될 수 있다. 본 발명은 상기 설명된 열처리 시스템(10)에 사용되는 것으로 개시되었지만, 다른 열처리 시스템 및 챔버가 사용될 수 있다. 예를 들어, 저항성 히터가 선반(26)에 직접 부가되어 그안에서 처리되는 유리 기판의 온도 제어 및 가열을 제공할 수 있다. 본 발명의 방법 및 장치는 본 발명의 실시예가 적용되는 가열 챔버의 형태와 무관하게 상관없이 적용될 수 있다.
중공 중심부(56) 및 장착 핀(58)의 설계가 열팽창 부정합을 조절하는데 바람직한 적용에 대해 상기 설명되었지만, 지지 부재(30, 50)는 다른 수단을 사용하여 선반(28)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 콜드 프레싱과 같은 다른 기계적 부착 형태가 선반(28)에 유리 지지 부재(30)를 부착하는데 사용될 수 있다. 가열 선반(28)에 유리 지지 부재(30, 50)를 부착 또는 고정시키는 방법이 사용될 수 있다.
상기 개시되고 설명된 코팅층(60)은 최상부 부분(54)에 도시되고 베이스 구조 부재(52)의 일부만을 커버하는 것이지만, 다른 등급의 코팅이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 코팅층(60)은 베이스 구조 부재(52)의 노출된 모든 부분을 커버하거나 또는 최상부 부분(54)만을 커버하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 코팅층(60)은 선반(28)과 접촉하는 베이스 구조 부재(52)의 모든 표면을 커버할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 베이스 구조 부재(52)에 적용되는 코팅층(60)의 양은 본 발명의 화학적 및/마찰 감소 장점을 제공하도록 최적화된다.
도 4는 그 내부에 배치된 다수의 지지 부재(30) 및 적어도 하나의 지지 부재(50)를 갖는 로드록 챔버(400)의 일 실시예를 나타내는 단면도이다. 일반적으로 로드록 챔버(400)는 그 내부에 배치된 제 1 유리 이송 포트(404) 및 제 2 유리 이송 포트(406)를 갖는 챔버 바디(402)를 포함한다. 일반적으로, 각각의 포트(404, 406)는 슬릿 밸브(408)에 의해 선택적으로 밀봉된다. 일반적으로, 로드록 챔버(400)는 제 1 및 제 2 포트(404, 406)에 각각 배치된 챔버(도시되지 않음)에 수용된 제 1 분위기 및 진공 분위기 사이에 배치되며, 진공 손실 없이 진공 분위기 안팍으로 유리(32) 이송을 허용하도록 이용된다. 챔버 바디(402)는 부가적으로 챔버 바디내의 압력을 제어하는 펌핑 포트(410)를 포함한다. 선택적으로, 챔버 바디(402)는 챔버 바디(402)가 진공 조건하에 있는 챔버 바디(402)내의 압력을 상승시키기 위한 벤트(412)를 포함한다. 전형적으로, 벤트(412)를 통해 챔버(400)에 진입하는 공기 또는 유체는 필터(414)를 통과하여 챔버(400)로 진입하는 입자가 최소화된다. 이러한 필터는 뉴저지 리버데일의 Camfil-USA, Inc.로부터 시판되고 있다.
일반적으로 다수의 지지 엘리먼트(416)가 챔버 바디(402)내에 배치되며, 이들 각각은 적어도 하나의 지지 부재(30 및/또는 50)를 지지한다. 일반적으로 각각의 지지 엘리먼트(416)는 챔버(400)의 적어도 하나의 벽(418)에 접속된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 지지 엘리먼트(416)는 벽(418)에 캔티레버 접속되는 제 1 그룹의 지지 엘리먼트(420) 및 벽(418)과 맞은편 벽(도시되지 않음) 사이에 접속되는 제 2 그룹의 지지 엘리먼트(422)를 포함한다. 일반적으로 제 1 그룹의 지지 엘리먼트(420)는 그위에 유리(32) 주변부를 지지하는 지지 부재(30)를 갖는 반면, 제 2 그룹의 지지 엘리먼트(422)는 유리(32)의 중심부를 지지한다. 선택적으로, 지지 부재는 다른 측벽, 하부 또는 이들의 조합과 같이 챔버 바디(402)의 다른 부분에 접속될 수 있다. 선택적으로, 지지 부재(30)의 일부 또는 전체는 측벽 사이로 연장되는 지지 엘리먼트(416) 상에 배치되는 반면, 지지 부재(50)의 일부 또는 전체는 단지 챔버 바디의 일부분에만 접속되는(즉, 캔티레버 접속되는) 지지 엘리먼트(416)상에 배치된다. 또한, 하나 이상의 지지 부재(30)는 지지 부재(50)와 유사 또는 동일한 구성일 수 있다. 다른 로드록은 도 4에 도시된 지지 엘리먼트(416)와 평행하고 그 위의 평면에 배치되는 지지 엘리먼트의 제 2 세트 상에서 챔버내에 적층된 다수의 기판을 처리하는 지지 부재(50)를 이용하여 구성될 수 있다.
지금까지 본 발명의 실시예를 설명하였으며, 이하 첨부된 청구항의 범주를 이탈하지 않는 기본 범주 및 기본 사상내에서 본 발명의 다른 또는 추가적인 실시예가 구성될 수 있다.
Claims (42)
- 기판 지지 부재로서,베이스 구조 부재 및 상부 부분을 갖는 바디; 및기판과 접촉되어 그 위에 기판을 지지하는 상기 상부 부분의 표면;을 포함하며,상기 표면이 그 위에 지지되는 기판과의 마찰을 최소화시키고 화학 반응을 감소시키는,기판 지지 부재.
- 유리 기판 지지 장치로서,제 1 측면을 갖는 지지 엘리먼트; 및상기 지지 엘리먼트 상에 배치된 다수의 지지 부재;를 포함하며,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는,상기 지지 엘리먼트의 제 1 측면에 접속된 베이스 구조 부재; 및상기 지지 엘리먼트의 제 1 측면에 대해 이격되도록 상기 유리 기판을 지지하는 둥근 최상부 부분;을 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 둥근 최상부 부분은 4 마이크로 인치의 표면 조도 또는 그 이상의 평탄도를 갖는,유리 기판 지지 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 둥근 최상부 부분은 반구형, 원뿔형, 타원형 또는 포물선 단부를 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 지지 엘리먼트의 제 1 측면에 접속된 다수의 장착 핀을 더 포함하며, 상기 각각의 핀은 각각의 지지 부재에 접속되는,유리 기판 지지 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 베이스 구조 부재는 중공형이며, 상기 장착 핀의 적어도 일부를 수용하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 다수의 지지 부재는,상기 지지 엘리먼트의 주변부의 적어도 일부를 따라 배치된 제 1 세트의 지지 부재; 및상기 제 1 세트의 안쪽에 배치된 하나 이상의 지지 부재를 포함하는 적어도 제 2 세트의 지지 부재;를 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 비금속성 물질을 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 석영 또는 사파이어를 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 스테인레스 스틸 또는 니켈 합금을 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 코팅을 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 코팅은 질화물층인,유리 기판 지지 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 둥근 최상부 부분은 4 마이크로 인치의 표면 조도 또는 그 이상의 평탄도를 갖는,유리 기판 지지 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 코팅은 4 마이크로 인치의 표면 조도 또는 그 이상의 평탄도를 갖는,유리 기판 지지 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 지지 엘리먼트중 하나 이상의 지지 엘리먼트는 선반인,유리 기판 지지 장치.
- 유리 기판 지지 장치로서,제 1 측면을 갖는 선반; 및상기 선반 상에 배치된 다수의 지지 부재를 포함하며,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는,상기 선반의 제 1 측면에 접속된 베이스 구조 부재;상기 선반의 제 1 측면에 대해 이격되도록 상기 유리 기판을 지지하는 최상부 부분; 및적어도 상기 최상부 부분의 팁상에 배치된 코팅;을 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 최상부 부분은 4 마이크로 인치의 표면 조도 또는 그 이상의 평탄도를 갖는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 최상부 부분은 반구형, 원뿔형, 타원형 또는 포물선 단부를 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 최상부 부분은 평탄한 중심부를 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 선반의 제 1 측면에 접속된 다수의 장착 핀을 더 포함하며, 상기 각각의 핀은 각각의 지지 부재에 접속되는,유리 기판 지지 장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 베이스 구조 부재는 중공형이며, 상기 장착 핀의 적어도 일부를 수용하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 다수의 지지 부재는,상기 선반의 주변부의 적어도 일부를 따라 배치된 제 1 세트의 지지 부재; 및상기 제 1 세트의 안쪽에 배치된 하나 이상의 지지 부재를 포함하는 적어도 제 2 세트의 지지 부재;를 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 비금속성 재료를 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 석영 또는 사파이어를 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 스테인레스 스틸 또는 니켈 합금을 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 코팅은 질화물층인,유리 기판 지지 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 코팅은 4 마이크로 인치의 표면 조도 또는 그 이상의 평탄도를 갖는,유리 기판 지지 장치.
- 유리 기판 지지 장치로서,챔버; 및상기 챔버 내에 이격 배치된 다수의 선반;을 포함하며,상기 각각의 선반은 제 1 측면 및 그 위에 배치된 다수의 지지 부재를 갖고,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는,상기 선반의 제 1 측면에 접속된 베이스 구조 부재; 및상기 선반의 제 1 측면에 대해 이격되도록 상기 유리 기판을 지지하는 둥근 최상부 부분;을 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 챔버는 저항성 히터 또는 열전달 유체를 흘려보내기 위한 도관을 갖는 하나 이상의 측벽을 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 둥근 최상부 부분은 4 마이크로 인치의 표면 조도 또는 그 이상의 평탄도를 갖는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 둥근 최상부 부분은 반구형, 원뿔형 타원형 또는 포물선 단부를 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 선반의 제 1 측면에 접속된 다수의 장착 핀을 더 포함하며, 상기 각각의 핀은 각각의 지지 부재에 접속되는,유리 기판 지지 장치.
- 제 32 항에 있어서,상기 베이스 구조 부재는 중공형이며, 상기 장착 핀의 적어도 일부를 수용하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 다수의 지지 부재는,상기 선반의 주변부의 적어도 일부를 따라 배치된 제 1 세트의 지지 부재; 및상기 제 1 세트의 안쪽에 배치된 하나 이상의 지지 부재를 포함하는 적어도 제 2 세트의 지지 부재;를 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 비금속성 재료를 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 석영 또는 사파이어를 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 스테인레스 스틸 또는 니켈 합금을 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 28 항에 있어서,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는 코팅을 더 포함하는,유리 기판 지지 장치.
- 제 38 항에 있어서,상기 코팅은 질화물층인,유리 기판 지지 장치.
- 제 38 항에 있어서,상기 둥근 최상부 부분은 4 마이크로 인치의 표면 조도 또는 그 이상의 평탄도를 갖는,유리 기판 지지 장치.
- 제 38 항에 있어서,상기 코팅은 4 마이크로 인치의 표면 조도 또는 그 이상의 평탄도를 갖는,유리 기판 지지 장치.
- 유리 기판 지지 장치로서,하나 이상의 측벽을 갖는 챔버 바디;상기 측벽에 접속된 다수의 지지 엘리먼트;상기 챔버 바디에 배치된 제 1 유리 이송 포트를 선택적으로 밀봉하는 제 1 슬릿 밸브;상기 챔버 바디에 배치된 제 2 유리 이송 포트를 선택적으로 밀봉하는 제 2 슬릿 밸브; 및상기 지지 엘리먼트 상에 배치된 다수의 지지 부재;를 포함하며,상기 지지 부재중 하나 이상의 지지 부재는,상기 지지 엘리먼트에 접속된 베이스 구조 부재; 및상기 지지 엘리먼트에 대해 이격되도록 상기 유리 기판을 지지하는 둥근 최상부 부분;을 포함하는,유리 기판 지지 장치.
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