KR100752430B1

KR100752430B1 - 기판 캐리어

Info

Publication number: KR100752430B1
Application number: KR1020060026710A
Authority: KR
Inventors: 토마스 께베레; 오리바 하이멜; 토마스 글루그
Original assignee: 어플라이드 매터리얼스 게엠베하 운트 컴퍼니 카게
Priority date: 2005-09-24
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-08-28
Also published as: US20070068802A1; TWI304842B; CN1936072A; DE102005045717B3; TW200712240A; KR20070034417A; JP2007088407A

Abstract

본 발명은 2개의 수직판 및 2개의 수평판을 포함하는 기판 캐리어에 관한 것이다. 기판이 스퍼터 유닛을 통하여 이동하는 동안 그 가장자리 영역이 균일하게 코팅되도록 하기 위해, 2개의 수직판 사이에 레버 장치가 구비된다. 상기 레버 장치는 상기 수평판보다 열팽창 효과가 적은 적어도 하나 이상의 수평 웹을 포함한다.

Description

기판 캐리어{SUBSTRATE CARRIER}

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면이다.

본 발명은 청구항 1의 서론에 따른 캐리어(carrier)에 관한 것이다.

일반적으로, 기판(substrate)은 스퍼터 유닛(sputter unit)에서 소위 타겟(target)을 지나 가이드 된다. 이때, 상기 타겟의 표면에서 입자들이 스퍼터링(sputtering) 되어 기판상에 증착된다. 기판으로는 유리판 등이 사용될 수 있으며, 이 유리판은 일렬로 늘어선 스퍼터 유닛을 통해 이송된다. 이러한 유리판들은 이송 장치와 연결된 프레임(frame)에 설치된다.

진공 처리 유닛(vacuum treatment unit)을 통과하는 기판 이송 장치는 이미 알려져 있으며, 예를 들어, 하나의 트랙 및 하나의 지지 베어링과 서로 결합된 2개의 휠 세트로 구성되는 굵은 다리부(foot part)를 포함하는 것이 알려져 있다(DE 41 39 549 A1). 여기서, 처리되는 기판은 직사각형의 기판 홀더에 의해 지지된다.

둥근 기판을 설치하기 위한 환형의 기판 홀더 역시 알려져 있다. 이 기판 홀더는 4개의 균일하게 분포된 홀딩 암(holding arm)에 의해 차례로 지지된다(DE 102 11 827 C1).

만일 프레임에 지지된 기판이 프레임의 열팽창 계수와 다른 열팽창 계수를 가진다면, 기판은 가장자리가 균일하지 않게 커버되거나, 일측이 지나치게 두껍게 커버될 수 있다. 웨이퍼의 경우, 이는 "에지 익스클루젼(edge exclusion)", 즉 코팅되지 않는 웨이퍼의 가장자리 영역으로 언급된다.

따라서, 본 발명은 기판의 가장자리가 지나치게 두껍게 커버되지 않고 양쪽 가장자리가 거의 동일하게 커버되도록 하는 기판 캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적은 청구항 1의 특징들에 의해 달성된다.

결과적으로, 본 발명은 2개의 수직판 및 2개의 수평판을 포함하는 기판 캐리어(substrate carrier)에 관한 것이다. 기판이 스퍼터 유닛을 통하여 이동하는 동안 그 가장자리 영역이 균일하게 코팅되도록 하기 위해, 2개의 수직판 사이에 레버 장치(lever arrangement)가 구비된다. 상기 레버 장치는 상기 수평판보다 열팽창 효과가 적은 적어도 하나 이상의 수평 웹을 포함한다.

본 발명에 의해 얻어질 수 있는 장점은, 특히 열팽창 계수의 차이를 이용하는 레버 장치를 통하여, 코팅되는 기판이 기판 프레임에 대해 대칭적으로 지지되도록 하는 데 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면이다.

도 1은 2개의 수직판(3,4) 및 2개의 수평판(5,6)을 구비한 프레임을 포함하는 기판 캐리어(1)를 도시하고 있다. 상기 수직판(3,4)은 예컨대 티타늄으로 구성되는 반면, 상기 수평판(5,6)은 예컨대 알루미늄으로 구성된다.

상부 알루미늄판(5)의 좌측 단부는 볼트(7,8,9) 또는 다른 연결 요소들에 의해 티타늄 판(3)에 연결된다.

상기 알루미늄 판(5)의 우측 단부는 티타늄 판(4)에 직접 연결되지는 않으며, 작은 알루미늄 판(10)을 통해 간접적으로 연결된다. 이 작은 알루미늄 판(10)은 3개의 볼트(11,12,13) 또는 이와 유사한 것에 의해 우측 단부가 상기 티타늄 판(4)에 연결된다. 대기 온도에서는 상기 판(4)과 알루미늄 판(5) 사이에 틈이 존재하며, 이러한 틈은 스퍼터 온도(sputter temperature)에서 좁혀진다. 따라서, 도 1은 스퍼터 작업(sputter operation) 중 캐리어를 나타낸다.

볼트(14) 또는 이와 유사한 수단에 의해, 작은 알루미늄 판(10)의 거의 중앙 부분에서 상기 작은 알루미늄 판(10)과 티타늄 웹(15)의 우측 단부 사이에 회전 가능한 연결이 이루어진다. 볼트(14) 대신에, 두 부분을 동시에 지지하고 두 부분 사이의 상대 운동 또는 회전 운동을 가능하게 하는 핀, 스터드(stud) 또는 이와 유사한 다른 수단이 사용될 수도 있다. 작은 알루미늄 판(10)과 큰 알루미늄 판(5) 사이에는 고정 연결이 없다. 상기 알루미늄 판(10)은 알루미늄 판(5) 상에서만 가이드 된다. 상기 티타늄 웹(15)의 좌측 단부는, 수직으로 연장되는 웹(16)의 아래쪽 단부에 볼트(17) 또는 이와 유사한 다른 수단에 의해 회전 가능하게 연결되며, 알루미늄 판(5)을 통해 연장되지는 않는다. 알루미늄 판(5)과 웹(16)의 위쪽 단부 사이에는 볼트(18) 또는 이와 유사한 다른 수단에 의해 회전가능하게 연결된다. 수직 웹(16)은 티타늄을 포함할 필요는 없으며, 철이나 기타 다른 금속으로 만들어질 수 있다.

볼트(19) 또는 이와 유사한 다른 수단을 통해, 수직 웹(16)이 중심부에, 수직 웹(16)과 수평으로 연장되는 또 다른 웹(20)의 우측 단부가 연결되지만, 판(5)도 함께 연결되지는 않는다. 상기 웹(20)의 좌측 단부는 볼트(21) 또는 이와 유사한 다른 것에 의해 판(5)에 직접 연결된다. 그러나 판(3)과 웹(20) 역시 직접 연결될 수도 있다.

상부 판(5) 상에 위치하는 구성 요소에 대칭으로, 하부 판 상에도 대응되는 구성요소가 위치된다. 따라서 볼트(26)는 볼트(14)에 대응된다.

작은 알루미늄 판(10, 25)은 큰 알루미늄 판(5,6) 위에 단지 접촉하여 놓여지거나 그 위에서 가이드 되기 때문에, 상기 큰 알루미늄 판(5,6) 상에서 각각 수 평으로 이동할 수 있다.

각각의 웹(15,16,20 과 27,31,32)으로 구성되는 레버 장치를 이용하여, 판(3,4) 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.

이를 구체적으로 달성할 수 있는 방법을 설명한다.

도 1에 도시된 장치가 일반적인 스퍼터링 과정에서와 같이 대기 온도에서부터 약 220℃까지 온도가 증가하는 상태에 놓인다고 가정하면, 알루미늄으로 구성되는 모든 구성 요소는 많이 팽창하는 반면, 티타늄으로 구성되는 구성 요소는 덜 팽창한다.

따라서 각각의 구성 요소들 사이에 상대적 운동이 발생하며, 이에 따라 작은 알루미늄 판들(10,25)이 큰 알루미늄 판(5,6)에 대해 상대적 운동을 한다. 사실상 작은 알루미늄 판(10,25)은 판(4)을 상대적으로 왼쪽으로 끌어당기며, 이로 인해 판(3)으로부터의 원거리가 유지된다.

온도의 증가와 함께, 상기 알루미늄 판(5,6)은 크게 팽창한다. 알루미늄 판(5,6)과 판(4) 사이에 원래 존재하던 틈은 이로 인해 폐쇄된다. 수평 티타늄 웹들(20,32)은 일 지점(21,31)에서 큰 알루미늄 판(5,6)와 연결되기 때문에, 이러한 티타늄 웹들(20,32)은 알루미늄 판(5,6)과 함께 우측으로 이동한다.

만일 상기 웹들(20,32)이 판(5,6)의 열팽창 계수에 대응하는 열팽창 계수를 갖는다면, 피봇 지점(18,30)에서 알루미늄 판(5,6)에 고정적으로 연결되는 웹들(16,31)을 피봇 지점(18,30)에 대해 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전시킨다. 따라서, 작은 알루미늄 판(10,25)은 웹(15,27)에 의해 우측으로 밀린다. 즉, 큰 알 루미늄 판(5,6) 위를 슬라이딩한다. 그러나, 지점(18 및 30)은 판(5,6)에 연결되어 있기 때문에, 그 지점(18 및 30) 자체는 현저히 오른쪽으로 이동한다. 따라서, 지점(18)에 대해 지점(19)은 티타늄 웹(20)에 의해 유지되는 반면 지점(18)이 우측으로 이동하기 때문에, 상기 웹(16)은 반시계 방향으로 회전하지 않고 시계 방향으로 회전한다. 지점들(30 및 18)의 우측 이동은 지점(29 또는 19)의 이동의 각각 약 3배 정도이다. 반면에, 웹(20,32)은 티타늄으로 구성되기 때문에, 우측으로 조금만 팽창하며, 지점(19,29)은 거의 원래 위치로 유지된다.

그 결과, 상부 웹(16)은 지점(18)에 대해 반시계 방향으로 회전하지 않고, 시계 방향으로 회전한다. 반대로 하부 웹(31)은 지점(30)에 대해 시계 방향으로 회전하지 않고, 반시계 방향으로 회전한다.

작은 알루미늄 판들(10,25)은 판(5,6) 위에서 좌측으로 이동한다. 상기 작은 알루미늄 판들(10,25)은 판(4)에 결합되기 때문에, 판(4) 역시 좌측으로 이동한다. 이로 인해, 판(4)과 작은 알루미늄 판들(10,25) 사이에 형성되었던 틈이 폐쇄된다. 상기 지점들(30,29,28) 사이의 길이 비율에 따른 적당한 레이아웃(layout)으로, 상기 티타늄 판들(3,4) 사이의 간격은 일정하게 유지될 수 있다.

도 2는 본 발명의 두 번째 변형예를 도시한 것으로, 기판(2)을 이송하기 위한 프레임(40)을 포함한다. 이 프레임(40)은 2개의 큰 수평 알루미늄 판(41,42)과 2개의 수직 티타늄 판(43,44)을 포함한다. 상기 큰 알루미늄 판(41,42)에는 티타늄 웹(45,46)이 중심을 맞추어 배치되며, 이 티타늄 웹(45,46)은 이러한 알루미늄 판(41,42)에 연결 부재(47,48)를 이용하여 연결된다. 이러한 티타늄 웹(45,46)은 그 단부에서 연결 부재 (49 내지 52)를 통해 레버(53 내지 56)에 회전가능하게 연결된다. 이러한 레버(53 내지 56)는 연결 부재(57 내지 60)를 통해 판(43 또는 44)에 차례로 회전가능하게 연결된다. 알루미늄 판(41,42)의 단부 또한 연결 부재(61 내지 70)를 통해 이러한 판(43,44)에 연결된다.

상기 프레임(40)이 스퍼터링 중 가열되면, 알루미늄으로 구성된 부분은 티타늄으로 구성된 부분 보다 많이 팽창한다. 이것은 알루미늄 판(41,42)이 티타늄 판(43,44) 또는 티타늄 웹(45,47) 보다 수평으로 더 많이 팽창한다는 것을 의미한다.

이로 인해, 상기 레버(53 내지 56)는 지점 (57 내지 60)을 중심으로 기판(2) 방향으로 회전한다. 웹(45,46)의 작은 열팽창 계수로 인해, 이러한 레버들(53 내지 56)은 사실상 중심점은 유지되고 지점들(57 내지 60)을 중심으로 내부로 회전해야 하기 때문에, 한편으로 알루미늄 판(41,42)은 판들(43,44)을 떨어지게 가압하고, 다른 한편으로 레버(53 내지 56)의 단부는 기판에 접촉한 채 유지된다.

판들(43,44)의 서로 멀어지려는 경향에도 불구하고, 상기 기판(2)은 결과적으로 레버들(53 내지 56)을 통해 계속 유지된다.

전술한 실시예에서는 티타늄과 알루미늄 소재가 언급되었다. 그러나 다른 소재도 이용될 수 있다. 알루미늄은 상대적으로 가격이 효율적이기 때문에 채택된다. 알루미늄보다 매우 비싼 티타늄은 알루미늄보다 낮은 열팽창 계수를 갖기 때문에 사용된다.

여기서 사용된 용어 "수직" 및 "수평"은 서로 바뀌어 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 기판 캐리어는, 기판의 가장자리가 지나치게 두껍게 커버되지 않고 양쪽 가장자리가 거의 동일하게 커버되도록 하는 효과가 있다.

Claims

2개의 수직판(3,4; 43,44) 및 2개의 수평판(5,6; 41,42)을 포함하는 기판 캐리어에 있어서,

상기 2개의 수직판(3,4; 43,44) 사이에 레버 장치가 구비되며, 상기 레버 장치는 상기 수평판(5,6; 41,42)의 열팽창 계수보다 작은 열팽창 계수를 갖는 하나 이상의 웹(20,32; 45,46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
제1항에 있어서,

상기 수평판(5,6)은 일 단부가 상기 수직판 중 하나의 수직판(3)에 고정적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
제1항에 있어서,

각각의 수평판(5,6)에는 작은 판(10,25)이 배치되고, 상기 작은 판(10,25)의 일 단부는 상기 수직판 중 하나의 수직판(4)에 연결되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 웹(20,32)은 일 단부가 수평판(5,6)에 연결되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
제4항에 있어서,

상기 레버 장치는 수직 웹(16,31)을 더 포함하고,

상기 웹(20,32)은 타 단부가 상기 수직 웹(16,31)에 연결되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
제5항에 있어서,

상기 수직 웹(16,31)은 일 단부가 수평판(5,6)에 연결되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
제6항에 있어서,

상기 레버 장치는 수평 웹(15,27)을 더 포함하고,

상기 수직 웹(16,31)은 타 단부가 상기 수평 웹(15,27)에 회전 가능하게 연결되고, 상기 수평 웹(15,27)은 작은 판(10,25)에 연결되며, 상기 작은 판(10,25)은 일 측이 수직판(4)에 연결되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
제1항에 있어서,

상기 레버 장치는 수평으로 뻗어있는 웹(45,46)을 포함하고, 상기 웹(45,46)은 그 단부가 웹(53,54;55,56)에 연결되며, 상기 웹(53,54;55,56)은 일 단부가 수직판(43,44)에 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 캐리어.