KR20180057704A - 재료 증착 프로세스에서 기판을 운반하기 위한 캐리어 및 기판을 운반하기 위한 방법 - Google Patents

재료 증착 프로세스에서 기판을 운반하기 위한 캐리어 및 기판을 운반하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

진공 프로세싱 설비에서 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 위한 캐리어(100; 320)가 설명된다. 캐리어는 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 지지하기 위한 기판 지지 부분(110) - 기판 지지 부분(110)은 적어도 하나의 코너(111)를 포함함; 및 실질적으로 기판 지지 부분(110) 주위에 제공되고, 외측 에지(121; 122; 123; 124)를 포함하는 프레임(120)을 포함한다. 프레임(120)은 기판 지지 부분(110)의 적어도 하나의 코너(111)로부터 프레임(120)의 외측 에지(121; 122; 123; 124)까지 연장되는 슬릿(130; 330)을 포함한다. 슬릿(130; 330)은 프레임의 외측 에지(121; 122; 123; 124; 124)에 대하여 경사져 있다. 추가로, 진공 증착 프로세스에서 기판을 운반하기 위한 방법이 설명된다.

Description

재료 증착 프로세스에서 기판을 운반하기 위한 캐리어 및 기판을 운반하기 위한 방법
[0001] 본원에서 설명되는 내용은 기판 운반 시스템들에 관한 것이고, 더 상세하게는, 재료 증착 프로세스들 동안에 기판들을 운반하기 위한 기판 캐리어들 및 시스템들에 관한 것이다. 특히, 본원에서 설명되는 내용은 진공 증착 프로세스에서 기판들을 운반하기 위한 캐리어, 및 진공 증착 프로세스에서 기판을 운반하기 위한 방법에 관한 것이다.
[0002] 일반적으로, 기판 캐리어들은 프로세싱될 기판들을 지지 또는 홀딩하기 위해 그리고 프로세싱 설비들에서 또는 프로세싱 설비들을 통해 기판들을 운송하기 위해 사용된다. 예컨대, 기판 캐리어들은 프로세싱 설비들에서 또는 프로세싱 설비들을 통해 유리, 실리콘, 또는 다른 재료들을 포함하는 기판들을 운송하기 위해, 디스플레이 또는 광전지 산업에서 사용된다. 그러한 기판 지지부들 또는 기판 캐리어들은, 특히, 기판들이 특히 얇거나 또는 민감성 재료로 제조되고, 그에 따라, 기판들의 직접적인 운송, 즉 보조 운송 디바이스들을 이용하지 않는 운송이 손상의 위험으로 인해 가능하지 않은 경우에, 중요할 수 있다.
[0003] 예컨대, 스퍼터링과 같은 물리 기상 증착(PVD) 프로세스들에서, 기판 캐리어들은 일반적으로 비교적 평면인 표면들을 제공하고, 이는 재료 증착 프로세스들 동안에 기판들이 평평하게 유지되게 한다.
[0004] 기판 캐리어들 또는 홀더들과 연관된 단점들 중 하나는 고온 프로세싱 동안에 쉽게 구부러지는 것이다. 예컨대 열 팽창으로 인한 캐리어의 미세한 변형들은 기판 상의 재료의 불균등한 증착을 초래할 수 있다. 비균질 재료 증착은 증착 품질에 실질적으로 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 고온 프로세싱 동안에, 더 온도 안정적인 그래파이트와 같은 재료들을 포함하는 기판 캐리어들이 사용될 수 있다. 그러나, 이들 재료들은 전형적으로, 매우 고가이고, 그에 따라, 예컨대 박막 배터리 제조, 디스플레이 제조, 또는 다른 애플리케이션들에 대한 그러한 기판 핸들링 시스템들의 총 소유 비용(TCO)이 비교적 높게 만든다.
[0005] 상기된 바를 고려하면, 본 기술분야의 문제들 중 적어도 일부를 극복하는 기판 캐리어 및 기판을 운반하기 위한 방법을 제공하는 목적이 존재한다.
[0006] 상기된 바를 고려하면, 독립 청구항들에 따른 기판을 운반하기 위한 캐리어 및 기판을 운반하기 위한 방법이 제공된다. 추가적인 양상들, 이점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
[0007] 일 실시예에 따르면, 진공 프로세싱 설비에서 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 위한 캐리어가 제공된다. 캐리어는 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 지지하기 위한 기판 지지 부분을 포함하고, 기판 지지 부분은 적어도 하나의 코너를 포함한다. 캐리어는, 실질적으로 기판 지지 부분 주위에 제공되고 외측 에지를 포함하는 프레임을 더 포함한다. 프레임은 기판 지지 부분의 적어도 하나의 코너로부터 프레임의 외측 에지까지 연장되는 슬릿을 포함하고, 여기서, 슬릿은 프레임의 외측 에지에 대하여 경사져 있다.
[0008] 다른 실시예에 따르면, 진공 증착 설비가 제공된다. 진공 증착 설비는 진공 증착 챔버, 및 진공 증착 챔버에서 기판 상에 증착될 재료를 포함하는 증착 소스를 포함한다. 진공 증착 설비는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어를 더 포함한다. 특히, 진공 증착 설비는 진공 프로세싱 설비에서 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 위한 캐리어를 포함한다. 캐리어는 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 지지하기 위한 기판 지지 부분을 포함하고, 기판 지지 부분은 적어도 하나의 코너를 포함한다. 캐리어는, 실질적으로 기판 지지 부분 주위에 제공되고 외측 에지를 포함하는 프레임을 더 포함한다. 프레임은 기판 지지 부분의 적어도 하나의 코너로부터 프레임의 외측 에지까지 연장되는 슬릿을 포함하고, 여기서, 슬릿은 프레임의 외측 에지에 대하여 경사져 있다.
[0009] 추가적인 실시예에 따르면, 진공 증착 프로세스에서 하나 또는 그 초과의 기판들을 운반하기 위한 방법에 제공된다. 방법은 캐리어를 제공하는 단계를 포함한다. 캐리어는 적어도 하나의 코너들을 갖는 기판 지지 부분, 및 실질적으로 기판 지지 부분 주위에 제공된 프레임을 포함한다. 캐리어의 프레임은 외측 에지, 및 기판 지지 부부느이 적어도 하나의 코너로부터 프레임의 외측 에지까지 연장되는 슬릿을 포함한다. 슬릿은 프레임의 외측 에지에 대하여 경사져 있다. 방법은, 적어도 하나의 기판, 또는 적어도 하나의 기판을 갖는 서브-캐리어를 캐리어에 커플링시키는 단계를 더 포함한다.
[0010] 실시예들은 또한, 개시되는 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이고, 각각의 설명되는 방법 특징을 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 이들 방법 특징들은 하드웨어 컴포넌트들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 이들 둘의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 게다가, 본원에서 설명되는 실시예들은 또한, 설명되는 장치를 동작시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 실시예들은 장치의 모든 각각의 기능을 수행하기 위한 방법 특징들을 포함한다.
[0011] 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 실시예들과 관련되고, 아래에서 설명된다.
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 개략도를 도시한다.
도 2는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 확대된 부분적인 도면을 도시한다.
도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 개략도를 도시한다.
도 4은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 개략도를 도시한다.
도 5은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 개략도를 도시한다.
도 6a은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 서브-캐리어들을 갖는 캐리어의 개략도를 도시한다.
도 6b는 도 6a에서 도시된 캐리어의 라인 A-A을 따르는 단면 뷰의 개략도를 도시한다.
도 7은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 캐리어를 활용하는 스퍼터 증착을 위한 장치의 개략적인 수평 절단도를 도시한다.
도 8은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 운반하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
[0012] 이제, 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이고, 그 다양한 실시예들의 하나 또는 그 초과의 예들이 도면들에서 예시된다. 도면들의 아래의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 설명을 통해 제공되고, 제한으로 의도되지 않는다. 추가로, 일 실시예의 부분으로서 예시 또는 설명되는 특징들은 더 추가적인 실시예를 산출하기 위해 다른 실시예와 함께 또는 다른 실시예에 대해 사용될 수 있다. 본 설명이 그러한 변형들 및 변화들을 포함하도록 의도된다.
[0013] 본원에서 사용되는 바와 같은 “캐리어”라는 용어는 프로세싱 설비, 예컨대 프로세싱 챔버, 프로세싱 라인, 또는 프로세싱 영역에서 또는 이들을 통해 하나 또는 그 초과의 기판들을 운반할 수 있는 디바이스로 이해될 수 있다. 캐리어는 기판을 홀딩 및 지지하기 위한 충분한 강도를 제공할 수 있다. 특히, 캐리어는 증착 프로세스, 특히 진공 증착 프로세스 동안에 기판을 홀딩 및 지지하도록 적응될 수 있다. 예컨대, 캐리어는, 예컨대 낮은 아웃개싱 레이트들, 압력 변화들을 견디기 위한 안정적인 설계 등을 갖는 적합한 재료로 제조됨으로써, 진공 조건들에 대해 적응될 수 있다. 캐리어는, 클램핑 수단, 볼트들, 고정 홀들 또는 보어들, 후크들, 자기 디바이스들 등과 같은, 예컨대 기판들의 일부 측들에 기판을 고정시키거나 또는 기판을 정의된 정도로 고정시키기 위한 장비를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 캐리어는 박막 기판을 운반하도록 적응될 수 있고, 그리고/또는 기판을 고정시키기 위한 장비는 박막 기판을 위해 적응될 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어는 포일, 유리, 금속, 절연성 재료, 미카, 폴리머들 등을 포함하는 하나 또는 그 초과의 기판(들)을 운반하도록 적응될 수 있다. 일부 예들에서, 캐리어는 PVD 증착 프로세스들, CVD 증착 프로세스, 기판 구조화 에징, 가열(예컨대, 어닐링), 또는 임의의 종류의 기판 프로세싱을 위해 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 캐리어의 실시예들은 특히, 수직 배향된 기판들의 비-정지, 즉 연속적인 기판 프로세싱에 대해 유용하다. 당업자는 캐리어가 또한, 수평으로 배향된 기판들을 갖는 프로세스에서 그리고/또는 정지 프로세스에서 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
[0014] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 캐리어의 기판 지지 부분은 기판을 지지하도록 적응된 캐리어의 일부로 이해될 수 있다. 이와 대도적으로, 캐리어의 일부 부분들은 프로세싱 구역에서 캐리어를 가이딩하기 위해, 캐리어를 안정화하기 위해, 캐리어를 가열하기 위해, 캐리어를 드라이빙하기 위해 등등을 위해 적응될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 지지 부분은 하나 또는 그 초과의 기판들을 위한 커플링 또는 고정 수단을 포함하는 캐리어의 일부이다. 캐리어는 기판 지지 부분을 둘러싸는 프레임을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 프레임은 프로세싱 구역에서 캐리어를 가이딩하기 위한 수단, 이를테면 롤들, 트랙들, 바들 등을 포함할 수 있다.
[0015] 본원에서 설명되는 실시예에 따르면, 진공 프로세싱 설비에서 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 위한 캐리어가 제공된다. 캐리어는 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 지지하기 위한 기판 지지 부분을 포함한다. 전형적으로, 기판 지지 부분은 적어도 하나의 코너를 포함한다. 캐리어는, 실질적으로 기판 지지 부분 주위에 제공되고 외측 에지를 포함하는 프레임을 더 포함한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 프레임은 기판 지지 부분의 적어도 하나의 코너로부터 프레임의 외측 에지까지 연장되는 슬릿을 포함한다. 슬릿은 프레임의 외측 에지에 대하여 경사져 있다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 슬릿은 프레임을 적어도 2개의 프레임 파트들로 분할한다. 각각의 프레임 파트는 외측 에지를 가질 수 있다. 프레임의 외측 에지는 프레임 파트들의 단일 외측 에지들로 구성될 수 있다. 프레임이 외측 에지를 각각 갖는 2개 또는 그 초과의 프레임 파트들을 포함하는 경우에, 슬릿은 외측 에지들 각각에 대해 경사져 있을 수 있다.
[0016] 도 1은 재료 증착 설비에서 하나 또는 그 초과의 기판들을 운반하기 위한 캐리어(100)를 도시한다. 기판 지지 부분(110)은 프레임(120)에 의해 둘러싸인다. 도 1에서 도시된 예에서, 기판 지지 부분(110)은 기판 지지 부분의 기하형상에 의해 형성되는 4개의 코너들(111)을 포함한다. 코너들(111)은 프레임(120)과 대면하는, 기판 지지 부분의 측에 위치된다. 전형적으로, 코너들(111)은 프레임(120)에 인접하거나 또는 프레임(120)에 접해 있다. 기판 지지 부분의 코너들은 캐리어의 기판 지지 부분과 프레임 사이의 경계의 일부인 것으로 이해될 수 있다.
[0017] 일부 실시예들에서, 캐리어는, 예컨대 재료의 단일 피스로 제조된 단일체(monolithic) 캐리어이다. 일부 실시예들에 따르면, 캐리어의 프레임은 기판 지지 부분보다 더 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 전형적으로, 프레임의 두께는 기판 지지 부분의 두께보다 약 1.2 배 내지 2.5 배, 더 전형적으로는 약 1.4 배 내지 약 2.5 배, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 1.5 배 내지 약 2 배 더 두꺼울 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 전형적으로, 기판 지지 부분의 두께는 약 2 mm 내지 약 20 mm, 더 전형적으로는 약 4 mm 내지 약 18 mm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 4 mm 내지 약 12 mm일 수 있다. 전형적으로, 캐리어의 프레임의 두께는 약 5 mm 내지 약 30 mm, 더 전형적으로는 약 8 mm 내지 약 20 mm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 10 mm 내지 약 20 mm일 수 있다. 일 실시예에서, 기판 지지 부분의 두께는 약 6 mm일 수 있고, 그리고/또는 프레임의 두께는 약 12 mm일 수 있다.
[0018] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 프레임은 하나 또는 여러 슬릿들, 이를테면 2개, 3개, 4개, 또는 4개 초과의 슬릿들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프레임은 최대 10개의 슬릿들을 포함할 수 있다. 도 1에서 도시된 예에서, 프레임은 4개의 슬릿들(130)을 포함한다. 슬릿들은 프레임을 2개 또는 그 초과의 파트들, 이를테면 4개의 프레임 파트들(126, 127, 128, 및 129)로 분할하는 것으로 설명될 수 있다. 슬릿들(130)은 기판 지지 부분(110)의 각각의 코너(111)로부터 프레임(120)의 외측 에지 또는 프레임 파트의 외측 에지까지 연장될 수 있다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 슬릿들(130)은 프레임(120)의 외측 에지에 대하여 경사져 있다. 특히, 슬릿들(130)은 프레임(120)의 외측 에지들(121, 122, 123, 및 124) 각각에 대하여 경사져 있다.
[0019] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 슬릿이 에지에 대하여 경사지거나 또는 경사를 갖는 것은 슬릿이 에지에 대해 각도를 제공하는 방식으로 이해될 수 있다. 예컨대, 슬릿의 중심 라인은 프레임의 에지에 대해 각도를 제공할 수 있다.
[0020] 도 2는 도 1에서 도시된 섹션(140)의 확대된 부분적인 도면을 도시한다. 각도(141)가 슬릿(130)의 중심 라인(143)과 프레임 파트(127)의 외측 에지(122) 사이에 형성될 뿐만 아니라, 각도(142)가 슬릿(130)의 중심 라인(143)과 프레임 파트(128)의 외측 에지(123) 사이에 형성된다. 일부 실시예들에 따르면, 전형적으로, 각도는 약 1° 내지 약 89°, 더 전형적으로는 약 5° 내지 약 85°, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 10° 내지 약 70°일 수 있다. 일 예에서, 프레임의 에지에 대한 슬릿의 각도는 약 41° 또는 45°일 수 있다. 슬릿의 중심 라인은 슬릿의 기하학적인 중심 라인으로 이해될 수 있다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 도 1에서 예시적으로 도시된 바와 같이, 슬릿은 캐리어의 외측 에지, 이를테면 프레임 파트들(126, 127, 128, 및 129)의 외측 에지들(121, 122, 123)에 대하여 경사져 있을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 프레임의 하나 또는 여러 슬릿들은 프레임의 외측 에지들 중 어떠한 에지의 배향과도 상이한 배향을 갖는 것으로 설명될 수 있다.
[0021] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 캐리어의 프레임의 외측 에지는 프레임의 외부 측 상에 있는 프레임의 에지로 이해될 수 있다. 특히, 프레임의 외부 측은 캐리어의 기판 지지 부분과 대면하지 않는 측이다. 캐리어의 프레임의 외측 에지는 캐리어를 제한하는 프레임의 에지로 이해될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, “슬릿”이라는 용어는 캐리어의 외측 에지 쪽으로 개구를 갖는 부분을 포함하는 컷-아웃(cut-out)을 나타내도록 의도된다.
[0022] 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 슬릿(130)은 캐리어(100)의 프레임(120)의 전체 두께에 걸쳐 연장될 수 있다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 기판 지지 부분의 코너로부터 프레임의 에지까지 연장되고 캐리어의 프레임의 전체 두께에 걸쳐 이어지는(reaching) 슬릿은 캐리어의 프레임을 2개 또는 그 초과의 파트들로 분할할 수 있다. 당업자는 프레임의 외측 에지가 슬릿들에 의해 대략(quasi) 중단된다는 것을 이해할 수 있다. 프레임 파트들의 외측 에지들은 슬릿들에 의해 분할되는 것으로 이해될 수 있다.
[0023] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 캐리어에 의해 운반되는 기판이 받게 될 수 있는 프로세스는 기판을 가열시킬 수 있다. 예컨대, 일부 증착 프로세스들은, 예컨대 증착될 재료의 온도에 의해, 코팅될 기판 및 캐리어에 열을 전달할 수 있다. 일부 예들에서, 기판 상에 증착될 재료의 온도는, 재료가 재료 소스로부터 떠날 때, 최대 600 ℃까지 증가될 수 있고, 특히 600 ℃까지 증가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판들 및 기판 캐리어를 위한 (부가적인) 가열기는 600 ℃ 초과로 세팅될 수 있다. 증착될 재료는, 예컨대 증발, 플라즈마 프로세싱, 프로세스 챔버 내의 증가된 온도 등에 의해, 높은 온도에 도달할 수 있다. 증착될 재료 및/또는 프로세싱될 기판의 주변들의 증가된 온도는 캐리어의 온도를 증가시킬 수 있다. 증가된 온도로 인해, 캐리어는 휘어질 수 있고, 본래의 형상으로부터 변화될 수 있다. 캐리어의 휨은 신뢰가능하지 않고 예측가능하지 않은 프로세스 결과들을 초래할 수 있는데, 이는 기판이 또한, 캐리어의 휨에 의해 영향을 받기 때문이다. 휘어진 캐리어는 또한, 기판 상의 코팅된 재료의 품질 및 균일성에 영향을 미칠 수 있다. 불-균일한 코팅은 최종 제품(예컨대, 디스플레이들 또는 박막 배터리들)의 품질을 감소시키거나, 또는 최종 제품의 비용 및 시간 집약적인 품질 체크들을 필요로 할 수 있다. 변화되는 온도 조건들 하에서 쉽게 휘어지지 않는 캐리어들를 위한 재료들을 사용하는 것이 알려져 있다. 프로세스 조건들 하에서 휘어지지 않는 재료들은 고가이고, 소유 비용을 증가시킨다.
[0024] 위에서 설명된 바와 같이, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어는 캐리어의 프레임을 단일 프레임 파트들로 분할하는 하나 또는 여러 슬릿들을 포함한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 프레임의 모든 프레임 파트들은 캐리어의 기판 지지 부분과 접촉하고 있거나 또는 그 기판 지지 부분에 연결된다. 위에서 설명된 일부 실시예들에 따르면, 단일 프레임 파트들은 서로 독립적일 수 있고, 일부 예들에서는, 기판 지지 부분을 통해서만 서로 연결 또는 링크될 수 있다. 슬릿들은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 프레임 내의 응력-완화 컷들로 설명될 수 있다. 특히, 슬릿들은 캐리어의 휨을 방지하기 위한 팽창 조인트로서 작용할 수 있다. 일부 예들에서, 슬릿들은, 특히 캐리어의 프레임과 캐리어의 기판 지지 부분의 상이한 팽창 거동을 고려하여, 캐리어의 프레임의 길이방향 팽창을 가능하게 할 수 있다. 일 예에서, 캐리어는 단일체 캐리어일 수 있고, 여기서, 프레임은 기판 지지 부분의 두께보다 더 두꺼운 두께를 갖는다. 캐리어의 전체에 걸친 상이한 두께들은 상이한 팽창 거동을 발생시킬 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어 내의 슬릿들은 캐리어의 상이한 파트들에서 캐리어 내에 도입되는 응력으로 인한 휨을 방지하는 것을 보조한다.
[0025] 함께 조립되는 별개의 캐리어 파트들을 사용하여 상이한 캐리어 파트들을 디커플링시키는 것이 알려져 있다. 예컨대, 상이한 재료들의 느슨하게 연결된 캐리어 파트들(이를테면, 함께 스크루잉된 프레임 파트들)은 휘어지는 문제에 직면하지 않는다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어를 사용함으로써, 예컨대, 휘어지는 단점들 없이 단일체 캐리어를 사용하는 것이 가능하게 된다.
[0026] 이하에서, 캐리어들의 일부 실시예들이 설명된다. 도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 예를 도시한다. 캐리어는 기판 지지 부분(110) 및 프레임(120)을 포함한다. 슬릿들(130)이 캐리어(100)의 프레임(120)에 제공된다. 도 3에서 도시된 예의 기판 지지 부분(110)은 실질적인 직사각형 형상을 갖는다. 프레임은, 프레임의 4개의 외측 에지들(121, 122, 123, 및 124) 및 4개의 프레임 파트들(126, 127, 128, 및 129)을 제공하는 실질적인 직사각형 외측 형상을 갖는다. 4개의 슬릿들(130)은 기판 지지 부분(110)의 각각의 코너(111)로부터 프레임(120)의 에지까지 대각선으로 이어진다. 프레임(120) 내의 슬릿들(130)은 프레임(120)의 외측 에지들(121, 122, 123, 및 124)에 대하여 경사져 있다. 도 1에서 도시된 슬릿들과 비교하면, 도 3에서 도시된 슬릿들은 프레임 파트들(127 및 129)의 실질적인 수직 외측 에지들(122, 124)에 대해 더 작은 각도를 갖고, 프레임 파트들(126 및 128)의 실질적인 수평 외측 에지들(121, 123)에 대해 더 큰 각도를 갖는다.
[0027] 본원에서 사용되는 바와 같은 “실질적으로”라는 용어는 “실질적으로”로 표시되는 특성으로부터 다소의 편차가 있을 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, “실질적인 직사각형”이라는 용어는 정확한 직사각형 형상으로부터의 다소의 편차들, 이를테면 직사각형의 직각들의 약 1 % 내지 10 %의 편차를 가질 수 있는 형상을 지칭할 수 있다. 추가적인 예에 따르면, “실질적인 수직”이라는 용어는, “수직”이라는 용어의 엄격한 의미로부터 벗어날 수 있는, 예컨대 수직 어레인지먼트로부터 약 1° 내지 약 15°의 편차를 가질 수 있는 수직 어레인지먼트를 지칭할 수 있다. “실질적인 수평”이라는 용어에 대해 동일한 사항이 적용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어의 프레임은 기판 지지 부분을 “실질적으로 둘러싸는” 것으로 설명된다. 당업자는 프레임이 기판 지지 부분의 둘레의 100 %만큼은 아니게 기판 지지 부분을 둘러쌀 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 예컨대, 프레임 내의 슬릿들은 주위의 프레임의 중단(interruption)을 형성할 수 있다. 당업자는 슬릿들을 갖는 프레임이 기판 지지 부분을 실질적으로 둘러싼다는 것을 이해할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 프레임은, 프레임이 기판 지지 부분의 둘레의 적어도 85 %를 둘러싸는 경우에, 기판 지지 부분을 둘러싸는 것으로 설명될 수 있다.
[0028] 도 4는 캐리어(100)의 실시예를 도시한다. 캐리어(100)는 도 1 내지 도 3에 대하여 설명된 것과 같은 피처(feature)들을 가질 수 있다. 간결성을 위해, 각각의 피처들의 상세한 설명이 생략된다. 당업자는 도 1 내지 도 3에 대하여 설명된 피처들이 또한, 피처들이 서로 모순되지 않는 한, 도 4의 실시예에 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 캐리어(100)의 프레임(120)의 슬릿들(130)은 기판 지지 부분(110)의 코너(111)로부터 캐리어(100)의 프레임(120)의 코너(125)까지 이어진다. 프레임의(또는 더 상세하게는 프레임 파트의) 코너는, 2개의 프레임 파트들이 프레임의 외측 에지에서 서로 대면하는 프레임의 부분으로 이해될 수 있다. 프레임의 코너는 프레임의 외측 에지의 부분, 특히 프레임의 가상의 외측 에지의 부분으로 이해될 수 있고, 그 가상의 외측 에지는 슬릿들에 의해 중단되지 않으면서 프레임을 제한하는 폐쇄된 라인을 형성한다. 기판 지지 부분과 주위의 프레임의 사이즈의 차이는 경사진 슬릿을 산출한다. 도 4에서 도시된 실시예에서, 슬릿은 프레임(120)의 외측 에지에 대해 약 45°의 각도를 가질 수 있다.
[0029] 일부 실시예들에 따르면, 슬릿은 기판 지지 부분의 코너로부터 프레임의 외측 에지까지 대각선으로 이어지는 것으로 설명될 수 있다.
[0030] 도 5는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어(100)를 도시한다. 캐리어(100)는 기판 지지 부분(110)을 둘러싸는 프레임(120)을 포함한다. 도 5에서 도시된 예에서, 캐리어(100)의 열 팽창을 보상하기 위해, (폐쇄된) 컷-아웃들(150)이 기판 지지 부분(110)에, 또는 기판 지지 부분(110)과 프레임(120) 사이에 제공된다. 슬릿들(130)은 캐리어 내의, 특히 단일체 캐리어 내의 응력을 보상하는 응력-완화 컷들일 수 있다. 슬릿들(130)과 대조적으로(슬릿들의 효과는 위에서 상세히 설명된), 컷-아웃들(150)은, 프로세싱 라인 내에서의 기판의 운반 또는 기판의 프로세싱 동안에 나타날 수 있는 온도 변화들로 인한 캐리어 또는 적어도 기판 지지 부분의 팽창을 제어할 수 있게 한다. 일부 실시예들에 따르면, 도 5에서 예시적으로 볼 수 있는 바와 같이, 컷-아웃들(150)은 폐쇄된 형상, 이를테면 기판 지지 부분 내에 커팅된 실질적인 직사각형 형상으로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 보상을 위한 컷-아웃들은 임의의 적합한 형상 및 수를 가질 수 있다. 예컨대, 전형적으로, 컷-아웃들의 수는 2개 내지 60개, 더 전형적으로는 5개 내지 50개, 그리고 한층 더 전형적으로는 10개 내지 50개일 수 있다.
[0031] 일부 실시예들에 따르면, 증착 프로세스들, 특히 프로세스 챔버 내의 온도, 및/또는 증착될 재료의 온도에 의해, 열이 기판 및 캐리어에 도입될 수 있다. 온도 변화들을 보상하기 위한 캐리어 내의 컷-아웃들, 및 캐리어의 휨을 방지하기 위한 슬릿들을 제공하는 캐리어는, 캐리어의 온도 유발 휨과 온도 유발 팽창 보상의 태스크를 분리시킨다. 온도 보상과 휨 방지의 태스크들을 분리시키는 것은, 양상들 둘 모두가 충분한 방식으로 고려된다는 것, 양 양상들 각각이 수행될 각각의 태스크에 대해 충분히 효과적이라는 것, 피처들 둘 모두(슬릿들 및 컷-아웃들)가 각각의 태스크에 대해 개별적으로 최적화될 수 있다는 것, 피처들 둘 모두가 서로 독립적으로 사용될 수 있다는 것(예컨대, 휨을 방지하기 위한 슬릿만이 요구되는 경우) 등의 이익을 가질 수 있다.
[0032] 당업자는 위에서 상세히 설명된 바와 같은 슬릿들이 (캐리어의 휨을 방지하는 것에 대해) 부가적으로, 단일 프레임 파트들을 서로 열적으로 디커플링시키는 효과를 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 예컨대, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어는 프레임으로부터의 열 에너지가 캐리어의 기판 지지 부분에 위치된 또는 부착된 기판들로 전도되는 것을 방지하는 것을 보조한다. 일부 실시예들에서, 단일 프레임 파트들은, 기판 지지 부분을 향하는 방향을 제외한 임의의 방향으로 서로 실질적으로 독립적으로 팽창될 수 있는 것으로 설명될 수 있다.
[0033] 도 6a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어(100)를 도시한다. 캐리어(100)는 기판 지지 부분(110), 및 기판 지지 부분(110)을 둘러싸는 프레임(120)을 포함한다. 도 6a에서 도시된 프레임 및 기판 지지 부분은 도 1 내지 도 5에 대하여 설명된 캐리어들의 피처들을 포함할 수 있다. 간결성을 위해, 피처들의 반복이 생략된다.
[0034] 도 6b는 라인 A-A를 따르는, 도 6a에서 도시된 캐리어(100)의 단면도를 도시한다. 캐리어는 기판들을 운반하기 위한 여러 서브-캐리어들(160)을 포함한다. 도 6a에서 도시된 예에서, 36개의 서브-캐리어들(160)이 제공된다. 서브-캐리어들의 수는 의도된 애플리케이션에 따라 변화될 수 있다. 예컨대, 전형적으로, 서브-캐리어들의 수는 2개 내지 100개, 더 전형적으로는 10개 내지 80개, 그리고 한층 더 전형적으로는 20개 내지 80개일 수 있다. 일 예에서, 캐리어는 약 50개, 예컨대 48개의 서브-캐리어들을 홀딩하도록 적응될 수 있다. 기판 지지 부분은 캐리어의 기판 지지 부분 상에 서브-캐리어들을 홀딩하기 위한 각각의 커플링 디바이스들을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판 지지 부분은 캐리어에 서브-캐리어들을 홀딩하기 위해 각각의 클램프들, 고정 디바이스들, 후크들, 오목부들, 자기 디바이스들 등을 포함할 수 있다.
[0035] 일부 실시예들에 따르면, 각각의 서브-캐리어는 하나 초과의, 이를테면 여러 프로세싱될 기판들을 홀딩하도록 적응될 수 있다. 예컨대, 전형적으로, 하나의 서브-캐리어는 2개 내지 50개의 기판들, 더 전형적으로는 5개 내지 40개의 기판들, 그리고 한층 더 전형적으로는 10개 내지 30개의 기판들을 홀딩하도록 적응될 수 있다. 일 예에서, 하나의 서브-캐리어는 15개의 기판들을 홀딩하도록 적응될 수 있다.
[0036] 도 6b의 실시예는 또한, 단일체 캐리어의 기판 지지 부분(110)을 둘러싸는 프레임(120)과 기판 지지 부분(110)의 상이한 두께들을 도시한다.
[0037] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 캐리어의 기판 지지 부분은 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다. 특히, 기판 지지 부분은, 기판이 캐리어에 커플링된 경우에, 기판이 위치되는 위치에 개구를 포함할 수 있다. 프로세싱 동안에 서브-캐리어 또는 기판이 배치되는 위치의 개구는 기판들로부터 멀어지도록 열을 우회시키는 것을 보조한다.
[0038] 일부 실시예들에서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어는 느린 증착 프로세스, 예컨대 수 시간 동안 지속되는 증착 프로세스에서 사용될 수 있다. 예컨대, 느린 증착 프로세스는, 수 시간, 이를테면 전형적으로는 약 6 시간 내지 15 시간, 더 전형적으로는 약 7 시간 내지 14 시간, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 8 시간 내지 12 시간 동안, 기판이 프로세스 또는 증착될 재료를 받게 되는 프로세스로 이해될 수 있다. 일 예에서, 느린 증착 프로세스는, 프로세싱 설비에서 기판이 10 시간 동안 드라이빙(drive)하는 프로세스이다. 프로세싱 설비는 상이한 스테이지들, 이를테면 증착 스테이지, 전처리 스테이지, 가열 스테이지, 냉각 스테이지, 세정 스테이지, 후처리 스테이지, 어닐링 스테이지 등을 포함할 수 있다.
[0039] 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 캐리어는, 예컨대, 이를테면 리튬 배터리 제조 또는 일렉트로크로믹 윈도우들을 위한, 대면적 기판들 상의 스퍼터 증착을 위해, 하나 또는 여러 기판들에 대해 사용될 수 있다. 예로서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어에 의해 지지되는 대면적 기판 상에 하나 또는 그 초과의 박막 배터리들이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 대면적 기판은, 약 0.67 m2 기판들(0.73 x 0.92 m)에 대응하는 GEN 4.5, 약 1.4 m2 기판들(1.1 m x 1.3 m)에 대응하는 GEN 5, 약 4.29 m2 기판들(1.95 m x 2.2 m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.7 m2 기판들(2.2 m x 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어, 약 8.7 m2 기판들(2.85 m x 3.05 m)에 대응하는 GEN 10일 수 있다. GEN 11 및 GEN 12와 같은 한층 더 큰 세대들 및 대응하는 표면적들이 유사하게 구현될 수 있다.
[0040] 일부 구현들에 따르면, 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 캐리어들은 2개 또는 그 초과의 기판들을 지지하도록 구성된다. 예로서, (예컨대, Gen 4.5의 증착 윈도우를 갖는) 대형 캐리어들 상의 서브-캐리어들(예컨대, DIN A5, A4, 또는 A3) 또는 인레이 부분 상에 위치된 기판들의 어레이가 사용될 수 있다.
[0041] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어는 프로세싱될 기판(들)을 운반 및 지지하는 데 적합한 사이즈를 가질 수 있다. 예컨대, 기판 지지 부분의 영역은, 기판들이 캐리어에 탑재되는 경우에, 실질적으로, 하나 또는 여러 기판들에 의해 덮일 수 있다. 프레임의 사이즈 및 영역은 각각의 프로세스 영역, 이를테면 프로세스를 위해 사용되는 증착 챔버, 프로세스 파라미터, 프로세스 기법들 등에 적응될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 캐리어는, 전형적으로는 약 500 mm 내지 약 2000 mm, 더 전형적으로는 약 800 mm 내지 약 1800 mm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 1000 mm 내지 약 1500 mm의 폭을 가질 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어의 높이는, 전형적으로는 800 mm 내지 약 2500 mm, 더 전형적으로는 약 1000 mm 내지 약 2200 mm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 1200 mm 내지 약 2000 mm일 수 있다. 일 실시예에서, 캐리어의 폭은 약 1300 mm일 수 있고, 그리고/또는 캐리어의 높이는 약 1600 mm일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 캐리어의 기판 지지 부분은, 전형적으로는 약 300 mm 내지 약 1500 mm, 더 전형적으로는 약 500 mm 내지 약 1200 mm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 800 mm 내지 약 1200 mm의 높이 및/또는 폭을 가질 수 있다. 전형적으로, 캐리어의 프레임의 외측 에지와 기판 지지 부분의 거리는 약 50 mm 내지 약 500 mm, 더 전형적으로는 약 100 mm 내지 약 500 mm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 100 mm 내지 약 400 mm일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 프레임 내의 응력-완화 컷으로 이해될 수 있는 슬릿은, 전형적으로는 약 50 mm 내지 약 200 mm, 더 전형적으로는 약 70 mm 내지 약 180 mm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 90 mm 내지 약 150 mm의 길이를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 전형적으로, 캐리어의 프레임의 슬릿의 폭은 약 1 mm 내지 약 50 mm, 더 전형적으로는 약 5 mm 내지 약 30 mm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 5 mm 내지 약 20 mm일 수 있다. 일 예에서, 슬릿은 약 130 mm의 길이 및/또는 약 10 mm의 폭을 가질 수 있다. 슬릿의 깊이는 프레임의 깊이에 대응할 수 있고, 그에 따라, 슬릿은 프레임의 전체 두께에 걸쳐 연장된다.
[0042] 본 실시예들은, 예컨대 박막 배터리들, 일렉트로크로믹 윈도우들, 및 디스플레이들, 예컨대 액정 디스플레이(LCD)들, PDP(Plasma Display Panel)들, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들 등의 제조에서 사용될 수 있다.
[0043] 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판"이라는 용어는 특히, 비가요성 기판들, 예컨대 유리 플레이트들 및 금속 플레이트들을 포함할 것이다. 그러나, 본 개시내용은 이에 제한되지 않고, "기판"이라는 용어는 또한, 웹 또는 포일과 같은 가요성 기판들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 기판은 재료 증착에 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예컨대, 기판은, 유리(예컨대, 소다-석회 유리, 붕규산염 유리 등), 금속, 폴리머, 세라믹, 화합물 재료들, 탄소 섬유 재료들, 미카(mica), 또는 증착 프로세스에 의해 코팅될 수 있는 임의의 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료로 제조될 수 있다.
[0044] 도 7은 기판 상의 스퍼터 증착을 위한 (진공) 설비의 일부 또는 장치(300)의 수직 시스템에 걸친 개략적인 수평 절단도를 도시한다.
[0045] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 장치(300)는 진공 챔버(302)("증착 챔버" 또는 "진공 프로세싱 챔버"라고 또한 지칭됨), 진공 챔버(302) 내의 하나 또는 그 초과의 스퍼터 증착 소스들, 이를테면 제1 스퍼터 증착 소스(360a) 및 제2 스퍼터 증착 소스(360b), 및 스퍼터 증착 동안에 적어도 하나의 기판을 지지하기 위한 캐리어(320)를 포함한다. 캐리어(320)는 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 스퍼터 증착 소스(360a) 및 제2 스퍼터 증착 소스(360b)는 기판(들) 상에 증착될 재료의 타겟들을 갖는 회전가능 캐소드들일 수 있다.
[0046] 도 7에서 표시된 바와 같이, 추가적인 챔버들이 진공 챔버(302)에 인접하게 제공될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 진공 챔버는 진공 증착 챔버일 수 있다. 진공 챔버(302)는, 밸브 하우징(304) 및 밸브 유닛(306)을 갖는 밸브에 의해, 인접한 챔버들로부터 분리될 수 있다. 적어도 하나의 기판을 상부에 갖는 캐리어(320)가 화살표(1)에 의해 표시된 바와 같이 진공 챔버(302) 내에 삽입된 후에, 밸브 유닛(306)이 폐쇄될 수 있다. 진공 챔버들(302) 내의 분위기는, 예컨대 진공 챔버에 연결된 진공 펌프들로 기술적 진공을 생성함으로써, 그리고/또는 진공 챔버(302) 내의 증착 구역에 프로세스 가스들을 삽입함으로써, 개별적으로 제어될 수 있다.
[0047] 일부 실시예들에 따르면, 프로세스 가스들은 비활성 가스들, 이를테면 아르곤, 및/또는 반응성 가스들, 이를테면 산소, 질소, 수소 및 암모니아(NH3), 오존(O3), 활성화된 가스들 등을 포함할 수 있다. 진공 챔버(302) 내에서, 프로세싱될 하나 또는 여러 기판들을 상부에 갖는 캐리어(320)를 진공 챔버(302) 내로 그리고 밖으로 운송하기 위해 롤러들이 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 및 기판 캐리어를 위한 가열기들(310)이, 예컨대 캐리어 뒤에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 가열기(310)는 600 ℃ 또는 그 초과로 세팅될 수 있다.
[0048] 본원에서 설명되는 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 증착 장치(300) 내의 캐리어(320)는 기판 지지 부분, 및 기판 지지 부분을 둘러싸는 프레임을 포함한다. 프레임은 캐리어의 프레임의 전체 두께에 걸쳐 이어질 수 있는 응력-완화 슬릿들 또는 컷들을 제공한다. 도 7에서 도시된 캐리어(320)는 도 2에서 도시된 캐리어에 실질적으로 대응할 수 있다. 도 2에서의 프레임 내의 슬릿들(130)은 슬릿들(330)로서 도 7에서 도시된다(도 7은 증착 장치의 개략적인 평면도를 도시한다). 당업자는 도 7에서 도시된 바와 같은 캐리어가 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 캐리어, 이를테면 도 1 내지 도 6에서 도시된 바와 같은 캐리어일 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 장치(300)의 캐리어(320)는 본원에서 설명되는 상이한 실시예들에서 설명되는 피처들의 조합을 포함할 수 있다.
[0049] 스퍼터 증착 프로세스는 RF 주파수(RF) 스퍼터 증착 프로세스일 수 있다. 예로서, RF 스퍼터 증착 프로세스는 기판 상에 증착될 재료가 유전체 재료인 경우에 사용될 수 있다. RF 스퍼터 프로세스들을 위해 사용되는 주파수들은 약 13.56 MHZ 또는 그 초과일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, (스퍼터) 증착 프로세스는 MF 주파수 증착 프로세스일 수 있다. MF 증착 프로세스들을 위해 사용되는 주파수들은 약 20 kHz 내지 약 100 kHz일 수 있다.
[0050] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 장치(300)는 하나 또는 그 초과의 스퍼터 증착 소스들에 연결된 AC 전력 공급부(340)를 가질 수 있다. 예로서, 제1 스퍼터 증착 소스(360a) 및 제2 스퍼터 증착 소스(360b)는, 제1 스퍼터 증착 소스(360a) 및 제2 스퍼터 증착 소스(360b)가 교번 방식으로 바이어싱될 수 있도록, AC 전력 공급부(340)에 연결될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 스퍼터 증착 소스들이 동일한 AC 전력 공급부에 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서, 각각의 스퍼터 증착 소스가 자신 고유의 AC 전력 공급부를 가질 수 있다.
[0051] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 스퍼터 증착 프로세스는 마그네트론 스퍼터링으로서 실시될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "마그네트론 스퍼터링"은 자석 조립체, 예컨대 자기장을 생성할 수 있는 유닛을 사용하여 수행되는 스퍼터링을 지칭한다. 그러한 자석 조립체는 영구 자석으로 구성될 수 있다. 이 영구 자석은, 회전가능 타겟 표면 아래에 생성되는 생성된 자기장 내에 자유 전자들이 포획되는 방식으로, 회전가능 타겟 내에 배열될 수 있거나, 또는 평면형 타겟에 커플링될 수 있다. 그러한 자석 조립체는 또한, 평면형 캐소드에 커플링되어 배열될 수 있다. 마그네트론 스퍼터링은, TwinMagTM 캐소드 조립체와 같은(그러나 이에 제한되지 않음) 이중 마그네트론 캐소드, 예컨대 제1 스퍼터 증착 소스(360a) 및 제2 스퍼터 증착 소스(360b)에 의해 실현될 수 있다.
[0052] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 장치(300)는 적어도 하나의 기판 상에 리튬 또는 리튬 합금을 증착하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 장치(300)는 금속 산화물, 이를테면 Al2O3 또는 SiO2, 및 타겟 재료를 증착하도록 구성될 수 있다. 타겟 재료는, 리튬, 탄탈럼, 몰리브덴, 니오븀, 티타늄, 망간, 니켈, 코발트, 인듐, 갈륨, 아연, 주석, 은, 구리, 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 원소(들)를 포함할 수 있다. 특히, 장치는 적어도 하나의 기판 상에 리튬 인 산질화물(LiPON)을 증착하도록 구성될 수 있다. LiPON은 박막 배터리들에서 전해질 재료로서 사용되는 비정질 유리 재료이다. LiPON의 층들은 고체 전해질을 형성하는 RF 마그네트론 스퍼터링에 의해 박막 배터리의 캐소드 재료 위에 증착될 수 있다.
[0053] 본원에서 설명되는, 캐리어들, 및 캐리어들을 활용하는 장치들은 수직 기판 프로세싱을 위해 사용될 수 있다. 일부 구현들에 따르면, 본 개시내용의 캐리어는 실질적인 수직 배향으로 적어도 하나의 기판을 홀딩하도록 구성된다. "수직 기판 프로세싱"이라는 용어는 "수평 기판 프로세싱"과 구별하기 위한 것으로 이해된다. 예컨대, 수직 기판 프로세싱은 기판 프로세싱 동안의 캐리어 및 기판의 실질적인 수직 배향과 관련되고, 여기서, 정확한 수직 배향으로부터의 수 도, 예컨대 최대 10° 또는 심지어 최대 15°의 편차가 여전히 수직 기판 프로세싱으로서 간주된다. 수직 방향은 중력에 실질적으로 평행할 수 있다. 예로서, 적어도 하나의 기판 상의 스퍼터 증착을 위한 장치(300)는 수직으로 배향된 기판 상의 스퍼터 증착을 위해 구성될 수 있다.
[0054] 일부 실시예들에 따르면, 캐리어 및 기판은 증착 재료의 스퍼터링 동안에 정적이거나 또는 동적이다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 예컨대 박막 배터리 제조를 위해, 동적 스퍼터 증착 프로세스가 제공될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 특히, 정적 또는 느린 동적 스퍼터 증착 프로세스들에 유익할 수 있는데, 이는 설명되는 실시예들에 따른 캐리어가 프로세싱 챔버 내의 긴 체류들, 이를테면 수 시간(예컨대, 약 10 시간)의 체류 동안에 캐리어의 휨을 방지하는 것을 보조하기 때문이다.
[0055] 일부 실시예들에서, 캐리어는 160 ℃ 초과의 온도들을 갖는 프로세스를 위해 적응될 수 있다. 예컨대, 증착 챔버 내의 평균 온도는 약 160 ℃일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 캐리어의 재료는, 프로세스 온도들 및 다른 프로세스 파라미터들, 이를테면 프로세싱 가스들, 프로세싱 챔버에 존재하는 플라즈마, 빠른 온도 변화들 등을 견디도록 선택될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 캐리어는 알루미늄 합금과 같은 전도성 재료를 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 캐리어는 전기 절연성 재료, 이를테면 세라믹 재료, 유리-세라믹 재료, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일반적으로, 캐리어는, 알루미늄(또는 알루미늄 합금), 티타늄, 스테인리스 강, 순수 세라믹(Al2O3) 또는 세라믹 코팅된 금속(Al, Ti), 유리 세라믹, 및 탄소 패브릭으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 재료(들)를 포함할 수 있다.
[0056] 도 8은 진공 증착 프로세스에서 하나 또는 여러 기판들을 운반하기 위한 방법(200)의 흐름도를 도시한다. 예컨대, 캐리어는 도 7에 대하여 예시적으로 설명된 바와 같은 증착 장치에서 사용될 수 있다. 방법(200)은, 박스(210)에서, 적어도 3개의 코너들을 갖는 기판 지지 부분, 및 실질적으로 기판 지지 부분 주위에 제공되는 프레임을 포함하는 캐리어를 제공하는 단계를 포함한다. 캐리어는 외측 에지, 및 기판 지지 부분의 적어도 3개의 코너들 중 하나로부터 프레임의 외측 에지까지 연장되는 적어도 하나의(하나 또는 여러) 슬릿을 더 포함한다. 기판 지지 부분의 코너로부터 프레임의 외측 에지까지 이어지는 슬릿은 프레임의 외측 에지에 대하여 경사져 있다.
[0057] 일부 실시예들에 따르면, 증착 프로세스에서 기판을 운반하기 위한 방법에서 사용되는 바와 같은 캐리어는 도 1 내지 도 6에서 예시적으로 도시된 바와 같은 캐리어일 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판을 운반하기 위한 방법에서 사용되는 바와 같은 캐리어는 본원의 하나 또는 상이한 실시예들에 대하여 설명된 일부 단일 피처들, 또는 피처들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 캐리어는 단일체 캐리어일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 캐리어의 프레임의 두께는 기판 지지 부분의 두께보다 더 두꺼울 수 있다. 일부 실시예들에서, 프레임의 외측 에지들 중 하나 또는 그 초과에 대한 슬릿의 경사 각도는 약 1° 내지 약 89°, 더 전형적으로는 약 5° 내지 약 85°, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 10° 내지 약 70°일 수 있다.
[0058] 박스(220)에서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 방법(200)은 적어도 하나의 기판, 또는 적어도 하나의 기판을 갖는 서브-캐리어를 캐리어에, 특히 캐리어의 기판 지지 부분에 커플링시키는 단계를 포함할 수 있다. 하나 또는 여러 기판들을 캐리어에 커플링시키는 것은, 예컨대 클램프들, 자기 디바이스들, 후크들, 오목부들 등과 같은 고정 엘리먼트들에 의해, 하나 또는 여러 기판들을 캐리어에 고정시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브-캐리어들은, 위에서 설명된 바와 같은 고정 수단에 의해, 캐리어에, 그리고 특히 캐리어의 기판 지지 부분에 고정될 수 있다.
[0059] 일부 실시예들에 따르면, 방법은 캐리어의 프레임 내의 슬릿들에 의해 응력-완화 컷을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 응력-완화 컷들은 휨을 방지할 수 있거나, 또는 적어도, 캐리어의 휨을 감소시키는 것을 보조한다. 일부 실시예들에서, 프로세스 파라미터들에 의해 기판 및 캐리어에 도입되는 열을 보상하기 위해 컷-아웃들이 캐리어에 제공된다.
[0060] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 방법은, 특히, 가열 디바이스들, 냉각 디바이스들, 세정 디바이스들, 재료 소스들, 증발 소스들, 스퍼터 타겟들 등과 같은 하나 또는 여러 프로세싱 소스들을 지나도록, 프로세싱 구역 또는 프로세싱 챔버에서, 또는 프로세싱 구역 또는 프로세싱 챔버를 통해 캐리어를 드라이빙하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[0061] 위에서 설명된 실시예들은, 실시예들이 서로 모순되지 않는 한, 임의의 방식으로 서로 조합될 수 있다는 것이 유의된다. 설명은 상세한 설명에서 나타낸 조합들로 실시예들을 제한하지 않으면서 실시예들의 조합들의 단지 예들을 제공한다.
[0062] 전술한 바가 일부 실시예들에 관한 것이지만, 다른 및 추가적인 실시예들이 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 진공 프로세싱 설비(300)에서 프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 위한 캐리어(100; 320)로서,
    프로세싱될 하나 또는 그 초과의 기판들을 지지하기 위한 기판 지지 부분(110) - 상기 기판 지지 부분(110)은 적어도 하나의 코너(111)를 포함함 -; 및
    실질적으로 상기 기판 지지 부분(110) 주위에 제공되고, 외측 에지(121; 122; 123; 124)를 포함하는 프레임(120)
    을 포함하며,
    상기 프레임(120)은 상기 기판 지지 부분(110)의 적어도 하나의 코너(111)로부터 상기 프레임(120)의 외측 에지(121; 122; 123; 124)까지 연장되는 슬릿(130; 330)을 포함하고, 상기 슬릿(130; 330)은 상기 프레임(120)의 외측 에지(121; 122; 123; 124)에 대하여 경사져 있는,
    캐리어.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 슬릿(130; 330)은 상기 프레임(120)을 적어도 2개의 프레임 파트들(126, 127, 128, 129)로 분할하고, 각각의 프레임 파트는 외측 에지(121; 122; 123; 124)를 갖고, 상기 슬릿(130; 330)은 상기 프레임 파트들의 외측 에지들(121; 122; 123; 124) 각각에 대해 경사져 있는,
    캐리어.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 슬릿(130; 330)은 상기 캐리어(100; 320)의 프레임(120)의 전체 두께에 걸쳐 연장되는,
    캐리어.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(100; 320)는 단일체(monolithic) 캐리어인,
    캐리어.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부분(110)은 실질적인 직사각형 형상을 갖고, 상기 프레임(120)은 실질적인 직사각형 외측 형상을 갖고, 상기 슬릿(130; 330)은 상기 기판 지지 부분(110)의 각각의 코너(111)로부터 상기 프레임의 외측 에지(121; 122; 123; 124)까지 대각선으로 이어지는,
    캐리어.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임(120)은 상기 프레임(120)을 4개의 프레임 파트들로 분할하는 4개의 슬릿들(130)을 포함하는,
    캐리어.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿(130; 330)은 90 mm 내지 150 mm의 길이, 및 5 mm 내지 30 mm의 폭을 갖는,
    캐리어.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(100; 320)의 상기 기판 지지 부분(110)의 두께는 상기 캐리어의 상기 프레임(120)의 두께 미만이고, 그리고/또는 상기 프레임(120)은 온도 변화들 하에서 상기 기판 지지 부분(110)과 상이한 팽창 거동을 갖는,
    캐리어.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(100; 320)는 기판들을 운반하기 위한 2개 또는 그 초과의 서브-캐리어들(160)을 홀딩하도록 적응되는,
    캐리어.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(100; 160)의 상기 기판 지지 부분(110)은 적어도 하나의 개구, 특히, 상기 기판이 상기 캐리어에 커플링되는 경우에 기판이 위치되는 위치의 개구를 포함하는,
    캐리어.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(100; 320)는 160 ℃ 초과의 온도들을 갖는 프로세스를 위해 적응되는,
    캐리어.
  12. 제1 항 내지 제5 항 및 제7 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임(120)은 상기 프레임을 프레임 파트들(126, 127, 128, 129)로 분할하는 적어도 2개의 슬릿들(130; 330)을 포함하며,
    상기 기판 지지 부분(110)은 상기 프레임(120)과 비교하여 오목하고, 하나 또는 그 초과의 기판들, 또는 2개 또는 그 초과의 서브-캐리어들(160)을 수용하도록 적응되며, 상기 캐리어(100; 320)의 열 팽창을 보상하기 위해, 컷-아웃들(150)이 상기 기판 지지 부분(110)에, 또는 상기 기판 지지 부분(110)과 상기 프레임(120) 사이에 제공되고,
    상기 프레임 파트들은, 상기 캐리어(100; 320) 내의 적어도 2개의 슬릿들(130; 330)에 의해, 상기 기판 지지 부분(110)을 향하는 방향을 제외한 임의의 방향으로 서로 실질적으로 독립적으로 팽창될 수 있고, 상기 적어도 2개의 슬릿들(130; 330)은 상기 프레임(120)의 전체 두께에 걸쳐 뻗어져 있고(reaching), 상기 기판 지지 부분(110)의 코너(111)로부터 각각의 프레임 파트의 에지(121; 122; 123; 124)까지 이어지는,
    캐리어.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 캐리어(100; 320)는 단일체 캐리어인,
    캐리어.
  14. 진공 증착 설비(300)로서,
    진공 증착 챔버(302);
    상기 진공 증착 챔버(302)에서 기판 상에 증착될 재료를 포함하는 증착 소스(360a, 360b); 및
    제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 기재된 캐리어(100; 320)
    를 포함하는,
    진공 증착 설비.
  15. 진공 증착 프로세스에서 하나 또는 그 초과의 기판들을 운반하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 코너(111)를 갖는 기판 지지 부분(110), 및 실질적으로 상기 기판 지지 부분(110) 주위에 제공된 프레임(120)을 포함하는 캐리어(100; 320)를 제공하는 단계 - 상기 프레임은 외측 에지(121; 122; 123; 124), 및 상기 기판 지지 부분(110)의 적어도 하나의 코너(111)로부터 상기 프레임(120)의 외측 에지(121; 122; 123; 124)까지 연장되는 슬릿(130; 330)을 포함하고, 상기 슬릿(130; 330)은 상기 프레임(120)의 외측 에지(121; 122; 123; 124)에 대하여 경사져 있음 -; 및
    적어도 하나의 기판, 또는 적어도 하나의 기판을 갖는 서브-캐리어(160)를 상기 캐리어(100; 320)에 커플링시키는 단계
    를 포함하는,
    방법.
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