JP2014512106A - 基板支持用支持ユニット - Google Patents

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Abstract

基板処理時に基板が撓みにより変形するのを防止する基板支持用支持ユニットが開示される。本発明に係る基板支持用支持ユニットは、基板処理時に、基板の全面が複数の支持ピンによって均一に支持されるので、基板が自重により撓んで変形する恐れがない。従って、フラットディスプレイの信頼性が向上するという効果が得られる。
【選択図】図1

Description

本発明は、基板処理時に基板が撓みにより変形するのを防止する基板支持用支持ユニットに関する。
基板処理装置は、フラットディスプレイの製造時に用いられ、蒸着(Vapor Deposition)装置と、アニーリング(Annealing)装置とに大別される。
蒸着装置は、フラットディスプレイの核心構成をなす透明導電層、絶縁層、金属層又はシリコン層を形成する装置であって、LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)又はPECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)などのような化学気相蒸着装置と、スパッタリング(Sputtering)などのような物理気相蒸着装置とがある。
そして、アニーリング装置は、基板に膜を蒸着した後、蒸着された膜の特性を向上させる装置であって、蒸着された膜を結晶化又は相変化させるために熱処理する装置である。
一般に、基板処理装置は、1つの基板を処理する枚葉式(Single Substrate Type)と、複数の基板を処理するバッチ式(Batch Type)とがある。枚葉式基板処理装置は、構成が簡単であるという長所があるが、生産性が低下するという短所があるため、大量生産にはバッチ式基板処理装置が多く用いられている。
バッチ式基板処理装置には、基板が処理される空間を提供するチャンバが形成され、チャンバにはチャンバにロードされた基板を支持する支持ユニットが設置される。
しかしながら、従来の支持ユニットは、基板の全面を支持できないので、基板がチャンバにロードされて処理されるときに、基板が自重により撓んで変形してしまう恐れがあった。これにより、フラットディスプレイの表示特性が劣化し、信頼性が低下するという不具合があった。
本発明は、前記のような従来技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、基板処理時に基板の全面を支持できるようにし、フラットディスプレイの信頼性を向上させることができる基板支持用支持ユニットを提供することにある。
前記目的を達成するための本発明に係る基板支持用支持ユニットは、互いに平行に配置される一対のクロス支持バーと、前記クロス支持バーの一端部側及び他端部側がそれぞれ支持され、相手物に結合されて前記クロス支持バーを前記相手物に位置させる支持ブラケットと、相互間隔を有しながら配置され、一端部側のそれぞれは、いずれか1つの前記クロス支持バーに支持され、他端部側のそれぞれは、もう1つの前記クロス支持バーに支持された一対の外側メンバー、前記外側メンバーの直径よりも小さな直径で形成されて前記外側メンバーにそれぞれ積層される形態で結合され、基板の枠部側が支持される一対の外側支持バー、前記一対の外側メンバーを互いに連結する複数の連結バー、前記連結バーに形成されて前記基板を支持する複数の支持ピンを備えるボートとを備える。
また、前記目的を達成するための本発明に係る基板支持用支持ユニットは、相互間隔を有しながら平行に配置された複数の支持バーと、前記支持バーの一端部側及び他端部側がそれぞれ支持され、相手物に結合されて前記支持バーを前記相手物に位置させる支持ブラケットと、前記支持バーに形成されて基板を支持する複数の支持ピンとを備える。
本発明に係る基板支持用支持ユニットは、基板処理時に基板の全面が複数の支持ピンにより均一に支持されるので、基板が自重により撓んで変形する恐れがない。従って、フラットディスプレイの信頼性が向上するという効果を奏する。
本発明の第1の実施形態に係る基板支持用支持ユニットが用いられた基板処理装置の斜視図である。 図1に示す基板支持用支持ユニットの斜視図である。 図2に示すいずれか1つの基板支持用支持ユニットの斜視図である。 図3に示すボートの斜視図である。 本発明の第2の実施形態に係る基板支持用支持ユニットの斜視図である。 図5に示すいずれか1つの基板支持用支持ユニットの斜視図である。 図6に示すいずれか1つの支持バーの斜視図である。
後述する本発明に関する詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示として示す添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分に詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互排他的である必要はないことが理解されるべきである。例えば、ここに記載されている特定の形状、特定の構造及び特性は、一実施形態と関連して本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態で実現され得る。また、それぞれの開示された実施形態内の個別構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、変更され得ることが理解されるべきである。従って、後述する詳細な説明は限定的な意味ではなく、本発明の範囲は適切に説明されるのであれば、それらの請求項が主張するものと均等なあらゆる範囲と共に添付された請求項によってのみ限定される。図面に示す実施形態の長さ、面積、厚さ及び形態は、便宜上、誇張して表現されることもあり得る。
以下、添付する図面を参照して、本発明の実施形態に係る基板支持用支持ユニットを詳細に説明する。
本実施形態を説明するにおいて、基板の処理とは、基板を加熱及び冷却する工程、基板に所定の膜を蒸着するためのあらゆる蒸着工程、基板に蒸着された所定の膜をアニーリング、結晶化又は相変化するためのあらゆる熱処理工程などを含む概念として理解されるべきである。
第1の実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態に係る基板支持用支持ユニットが用いられた基板処理装置の斜視図であり、図2は、図1に示す基板支持用支持ユニットの斜視図である。
図示のように、基板処理装置は、略直六面体形状に形成されて外観をなす本体10を含み、本体10の内部には基板50が処理される密閉された空間であるチャンバ11が形成される。本体10は直六面体形状だけでなく、基板50の形状によって多様な形状に形成され得る。
本体10の前面は開放されておりドア13が設置されるが、ドア13はチャンバ11を開閉する。即ち、ドア13を開けてチャンバ11を開放した状態で、ロボット(図示せず)などで基板50を支持して基板50をチャンバ11にロードする。そして、ドア13を閉じてチャンバ11を閉鎖した状態で、基板50を処理する。
本体10の上面も開放され得、このためにカバー15が設置されるが、チャンバ11はカバー15によっても開閉される。カバー15はチャンバ11に設置された、基板50の処理に必要な部品の修理又は交換時にチャンバ11の内部を開放する。
チャンバ11の内部に設置される前記部品には、基板50を搭載させて支持する基板支持用支持ユニット100、基板50を加熱するためのヒータ17、基板50を冷却させるための冷却管(図示せず)などが含まれ得る。
ヒータ17は、左側端部及び右側端部が本体10の左側壁部及び右側壁部にそれぞれ支持される。ヒータ17は、本体10の前面側から後面側へ所定の間隔を有しながら複数設置されると共に、本体10の上側から下側へ所定の間隔を有しながら複数設置される。
本発明の第1の実施形態に係る基板支持用支持ユニット100について、図1〜図3を参照して説明する。図3は、図2に示すいずれか1つの基板支持用支持ユニットの斜視図である。
図示のように、基板支持用支持ユニット100は、クロス支持バー110、支持ブラケット120及びボート130を含んで構成され得る。複数の基板50を一度に処理できるように、基板処理装置には、本発明の第1の実施形態に係る基板支持用支持ユニット100が上下に積層された形態で複数設置され得る。
クロス支持バー110は一対設けられ、本体10の下面を基準として同一の高さに位置し、かつ互いに平行に配置される。このとき、一方のクロス支持バー110は、ドア13と隣接する本体10の前面側の両側壁に支持され、他方のクロス支持バー110は、本体10の後面側の両側壁に支持される。
基板処理装置においては、本体10がクロス支持バー110が支持される相手物(支持バーを支持する支持体)である。
クロス支持バー110が本体10に支持される構造を詳細に説明する。
クロス支持バー110の左側端部及び右側端部は、本体10の左側壁部及び右側壁部を貫通して本体10の外側に延出している。本体10の左側壁部及び右側壁部には、クロス支持バー110を支持する支持ブラケット120が結合される。
支持ブラケット120の上面には、支持溝121及び係止溝123が互いに直交するように形成されている。クロス支持バー110と平行をなす支持溝121には、本体10の外側に延出したクロス支持バー110の端部の下側部分が嵌合支持され、クロス支持バー110と直交する係止溝123には、クロス支持バー110の端部の外周面に形成された係止リング111が嵌合支持される。
支持溝121にクロス支持バー110の端部が嵌合支持され、係止溝123に係止リング111が嵌合支持されるので、クロス支持バー110が支持ブラケット120により堅固に支持される。
本発明の第1の実施形態に係るボートを、図3及び図4を参照して説明する。図4は、図3に示すボートの斜視図である。
ボート130は、基板50の処理時に高温に耐えられると共に、構造の変化が殆どない石英からなることが好ましい。
図示のように、ボート130は、互いに所定間隔を隔てて平行に配置された一対の外側部材131を含む。外側部材131の前側端部は、本体10(図1参照)の前面側に配置された前側のクロス支持バー110によって支持され、外側部材131の後側端部は、本体10の後面側に配置された後側のクロス支持バー110によって支持される。
外側部材131をクロス支持バー110に堅固に支持するために、外側部材131の前側端部には、前側のクロス支持バー110に係合支持される第1の係止片131aが設けられ、外側部材131の後側端部には、後側のクロス支持バー110上に載置支持される第2の係止片131bが設けられている。第2の係止片131bは、一対の外側部材131に左右両端部がそれぞれ結合されることにより一対の外側部材131を互いに連結する後述する連結バー135に設けることもできる。
第1の係止片131aは、断面形状が半円形状に形成されており、クロス支持バー110に係合支持される。第2の係止片131bは、バー形状に形成されており、クロス支持バー110上に載置支持される。第1の係止片131aがクロス支持バー110に係合支持され、第2の係止片131bがクロス支持バー110上に載置支持されるので、ボート130はクロス支持バー110によって堅固に支持される。また、ボート130の第1の係止片131aは半円形状に形成され、クロス支持バー110上に載置されているので、ボート130を上側に持ち上げることにより、ボート130をクロス支持バー110から分離することができる。従って、ボート130をクロス支持バー110から容易に分離することができる。
各外側部材131には、外側支持バー133が結合されている。各外側部材131に外側支持バー133が結合されているので、外側支持バー133も一対設けられる。外側支持バー133は、外側部材131の直径よりも小さな直径を有しており、外側部材131上に該部材に対して平行に配置されかつ結合されている。外側支持バー133は、基板50の枠部分を支持する。
外側部材131が所定以上の剛性を有するためには、外側部材131の直径が比較的大きくある必要がある。しかし、外側部材131によって基板50を接触支持すると、外側部材131と接触する基板50の部分が均一に処理されない恐れがある。従って、本発明では、外側部材131の直径よりも小さい直径を有する外側支持バー133を外側部材131上に該部材に対して平行に配置し、外側支持バー133によって基板50を接触支持するようにした。
一対の外側部材131は、複数の連結バー135によって互いに結合される。連結バー135には、基板50を支持するための複数の支持ピン136が結合される。支持ピン136によって、基板50の全体を均等に支持することができる。従って、基板50が自重などにより撓んで変形するのを防止することができる。
複数の連結バー135のうちの、外側部材131の後側端部に配置される連結バー135に、前述した第2の係止片131bが設けられる。
支持ピン136は、連結バー135に着脱自在に結合されることが好ましい。支持ピン136は連結バー135に着脱可能なので、基板50の自重により基板50が撓む部分に支持ピン136を集中的に配置することができ、それにより、基板50が変形するのを完全に防止することができる。支持ピン136は、多様な形状に形成され得るが、これについては後述する。
外側支持バー133には、複数の基板50が区画されて支持され得る。このとき、区画されて支持された複数の基板50が外側支持バー133上で遊動(変位)するのを防止するために、外側支持バー133には複数のストッパ133aが設けられる。ストッパ133aは、基板50の側面と接触することにより、基板50が外側支持バー133の長手方向に変位するのを防止する。
ストッパ133aも外側支持バー133に着脱自在に結合されることが好ましい。このようにすると、基板50の大きさに応じてストッパ133aを着脱可能なので、多様な大きさの基板50を外側支持バー133によって支持することができる。
連結バー135及び外側支持バー133には、支持ピン136及びストッパ133aの下側端部がそれぞれ着脱自在に結合される第1の結合溝135a及び第2の結合溝133bがそれぞれ形成されている。
外側支持バー133の前側端部及び後側端部に、基板50の枠部分を支持するための支持片133cを、外側支持バー133と直交するように設けることもできる。支持片133cにより基板50が更に堅固に支持される。外側支持バー133に基板50が区画されて複数支持される場合は、支持片133cは、基板50に対応するように、外側支持バー133の中央部にも配置される。
外側部材131の前側端部及び後側端部に、ボート130をチャンバ11(図1参照)にロード又はチャンバ11からアンロードする際にボート130に治具(図示せず)を係合させるための係止フック131cがそれぞれ設けられる。係止フック131cに前記治具を係合させるときに前記治具が支持ピン136及びストッパ133aの干渉を受けないように、係止フック131cの高さは適宜調節される。
図1の符号20は、本体10を支持する支持フレームである。
本発明の第1の実施形態に係る基板支持用支持ユニット100によれば、複数の支持ピン136によって基板50の全面が支持されるので、基板50が自重によって撓んで変形する恐れがない。従って、フラットディスプレイの信頼性が向上するという効果が得られる。
第2の実施形態
本発明の第2の実施形態に係る基板支持用支持ユニットを、図5〜図7を参照して説明する。図5は、本発明の第2の実施形態に係る基板支持用支持ユニットの斜視図であり、図6は、図5に示すいずれか1つの基板支持用支持ユニットの斜視図であり、図7は、図6に示すいずれか1つの支持バーの斜視図である。
図示のように、本発明の第2の実施形態に係る基板支持用支持ユニット200は、複数の支持バー210、支持ブラケット220及び複数の支持ピン230を含んで構成され得る。複数の基板50を一度に処理できるように、基板処理装置には、本発明の第2の実施形態に係る基板支持用支持ユニット200が上下に積層された形態で複数設置され得る。
複数の支持バー210は、本体10(図1参照)の下面を基準として同一の高さに位置し、かつ互いに平行に配置される。即ち、複数の支持バー210は、仮想の同一水平面上に位置し、かつ互いに平行に配置される。支持バー210の左側端部及び右側端部は、相手物である本体10の左側壁部及び右側壁部にそれぞれ結合され支持される。
支持バー210が本体10に結合支持される構造を詳細に説明する。
支持バー210の左側端部及び右側端部は、本体10の左側壁部及び右側壁部をそれぞれ貫通して本体10の外側に延出する。本体10の左側壁部及び右側壁部には、支持バー210を支持する支持ブラケット220が結合される。
支持ブラケット220の上面には、支持溝221及び係止溝223が互いに直交するように形成されている。支持バー210と平行をなす支持溝221には、本体10の外側に延出した支持バー210の端部の下部部分が嵌合支持される。支持バー210と直交する係止溝223には、支持バー210の端部の外周面に形成された係止リング211が嵌合支持される。
支持溝221に支持バー210の端部が嵌合支持され、係止溝223に係止リング211が嵌合支持されるので、支持バー210が支持ブラケット220により堅固に支持される。
各支持バー210に支持ピン230が複数設けられており、支持ピン230によって基板50を支持する。即ち、支持ピン230の下側端部が支持バー210に結合されており、支持ピン230の上側端部によって基板50を支持する。複数の支持バー210に複数の支持ピン230がそれぞれ結合されるので、支持ピン230によって、基板50の全体を均等に支持することができる。従って、基板50が自重などにより撓んで変形するのを防止することができる。
支持バー210に結合溝213が形成されており、支持ピン230は結合溝213に着脱自在に挿入結合され得る。支持ピン230は支持バー210に着脱可能なので、基板50の処理時に、基板50の自重により基板50が撓む部分に支持ピン230を集中的に配置することができる。従って、基板50が変形するのを完全に防止することができる。
支持ピン230の下側端部の断面形状は、円形、楕円形又は角形などのように多様に形成され得る。このとき、支持ピン230が着脱される結合溝213の形状は、支持ピン230の下側端部の断面形状に対応する必要があることは当然である。
支持ピン231の下側端部の断面形状及び結合溝213aの形状が円形であれば、支持ピン231は、支持バー210に対して回転可能である。そして、支持ピン233の下側端部の断面形状及び結合溝213bの形状が楕円形であるか、あるいは支持ピン235の下側端部の断面形状及び結合溝213cの形状が角形であれば、支持ピン233、235が支持バー210に対して回転するのを防止することができる。
支持ピン231は、中間部分がベンディング231aされ(折り曲げられ)、かつ基板50を接触支持する支持ピン231の上側端部及び支持バー210に挿入結合される支持ピン231の下側端部の長さ方向(軸方向)の中心をそれぞれ通る仮想直線L1、L2が互いに平行をなすように形成され得る。支持ピン231の下側端部が円形に形成されており、支持ピン231が回転可能であれば、支持ピン231を結合溝213aに対して着脱する必要はなく、支持ピン231を回転させて該ピンの位置を変更することにより基板50が撓む部分を簡単に支持することができる。
支持ピン231のベンディング部231aは、必要に応じて複数回ベンディングされ得る(折り曲げられ得る)。
本発明の第2の実施形態に係る基板支持用支持ユニット200によれば、基板50の処理時に、複数の支持ピン230により基板50の全面が支持されるので、基板50が自重により撓んで変形する恐れがない。従って、フラットディスプレイの信頼性が向上するという効果が得られる。
本発明の第1の実施形態に係る支持ピン136(図4参照)も、第2の実施形態に係る支持ピン230のように構成され得る。
詳細に説明すれば、本発明の第1の実施形態に係る支持ピン136も、第2の実施形態に係る支持ピン231、233、235のように、下側端部の断面形状が円形、楕円形又は角形などのように形成され得る。このとき、連結バー135に形成された第1の結合溝135aの形状は、支持ピン136の断面形状に対応する必要があることは当然である。
そして、本発明の第1の実施形態に係る支持ピン136も第2の実施形態に係る支持ピン231のように、中間部分がベンディングされ(折り曲げられ)、かつ連結バー135に挿入される支持ピン136の下側端部及び基板50を支持する支持ピン136の上側端部の長さ方向(軸方向)のをそれぞれ通る仮想直線が互いに平行をなすように形成され得る。このとき、支持ピン136の下側端部が連結バー135に回転自在に挿入結合され、中間部分は複数回ベンディングされ得る(折り曲げられ得る)。
前記のように記述された本発明の実施形態に対する図面は、詳細な輪郭ラインを省略し、本発明の技術思想に属する部分が容易に分かるように概略的に示したものである。また、前記実施形態は、本発明の技術思想を限定する基準になれず、本発明の請求範囲に含まれている技術事項を理解するための参照的な事項に過ぎない。

Claims (16)

  1. 所定間隔を隔てて互いに平行に配置された一対のクロス支持バーと、
    前記一対のクロス支持バーを支持する支持体に取り付けられ、前記一対のクロス支持バーの両端部をそれぞれ支持する一対の支持ブラケットと、
    前記一対のクロス支持バーにより支持されたボートとを備えており、
    前記ボートが、
    所定間隔を隔てて互いに平行に配置され、かつ両端部が前記一対のクロス支持バーによってそれぞれ支持された一対の外側部材、
    前記外側部材の直径よりも小さい直径を有し、前記各外側部材上に該部材に対して平行に配置されかつ結合された、基板の枠部分を支持するための一対の外側支持バー、
    前記一対の外側部材を互いに連結する複数の連結バー及び、
    前記連結バーに設けられた、前記基板を支持するための複数の支持ピンを含むことを特徴とする基板支持用支持ユニット。
  2. 前記クロス支持バーの端部の外周面に係止リングが形成されており、
    前記支持ブラケットが、前記クロス支持バーの端部を嵌合支持する支持溝及び、前記係止リングを嵌合支持する係止溝を有することを特徴とする請求項1に記載の基板支持用支持ユニット。
  3. 前記外側支持バーが、複数の前記基板を区画して支持し、
    前記外側支持バーが、前記基板の側面と接触して前記基板が前記外側支持バーの長手方向に変位するのを防止する複数のストッパを有することを特徴とする請求項1に記載の基板支持用支持ユニット。
  4. 前記連結バー及び前記外側支持バーが、第1の結合溝及び第2の結合溝をそれぞれ有しており、
    前記支持ピンの一端部及び前記ストッパの一端部が、前記第1の結合溝及び前記第2の結合溝にそれぞれ着脱自在に結合されるように構成したことを特徴とする請求項3に記載の基板支持用支持ユニット。
  5. 前記支持ピンの一端部の断面形状が、円形、楕円形及び角形から選択されるいずれか1つの形状を有しており、かつ
    前記第1の結合溝が、前記支持ピンの形状に対応する形状を有することを特徴とする請求項4に記載の基板支持用支持ユニット。
  6. 前記支持ピンの一端部が、前記連結バーに回転可能に結合され、
    前記支持ピンの中間部分が折れ曲り形状を有し、かつ
    前記連結バーに結合される前記支持ピンの一端部及び前記基板が支持される前記支持ピンの他端部の長さ方向の中心をそれぞれ通る仮想直線が互いに平行をなすように構成されされていることを特徴とする請求項4に記載の基板支持用支持ユニット。
  7. 前記支持ピンの中間部分が複数回折り曲げられていることを特徴とする請求項6に記載の基板支持用支持ユニット。
  8. 前記各外側部材の一端部が、前記一対のクロス支持バーの一方のクロス支持バーに係合支持される第1の係止片を有しており、
    前記外側部材の他端部又は前記外側部材の他端部側に結合された前記連結バーが、前記一対のクロス支持バーの他方のクロス支持バー上に載置支持される第2の係止片を有することを特徴とする請求項1に記載の基板支持用支持ユニット。
  9. 前記外側支持バーが、該外側支持バーに対して直交するように形成された、前記基板の枠部分を支持するための支持片を有することを特徴とする請求項1に記載の基板支持用支持ユニット。
  10. 前記外側部材の両端部が、前記ボートを移動させる際に前記ボートに治具を係合させるための係止フックがそれぞれ有することを特徴とする請求項1に記載の基板支持用支持ユニット。
  11. 所定間隔を隔てて互いに平行に配置された複数の支持バーと、
    前記支持バーを支持する支持体に取り付けられ、前記支持バーの両端部をそれぞれ支持する支持ブラケットと、
    前記支持バーに設けられた、基板を支持する複数の支持ピンとを含むことを特徴とする基板支持用支持ユニット。
  12. 前記支持バーの端部の外周面に係止リングが形成されており、
    前記支持ブラケットが、前記支持バーの端部を嵌合係合支持する支持溝及び、前記係止リングを嵌合支持する係止溝を有することを特徴とする請求項11に記載の基板支持用支持ユニット。
  13. 前記支持バーには結合溝が形成され、
    前記支持ピンの一端部が、前記支持バーに着脱自在に結合されるように構成されていることを特徴とする請求項11に記載の基板支持用支持ユニット。
  14. 前記支持ピンの一端部の断面形状が、円形、楕円形及び角形から選択されるいずれか1つの形状を有しており、かつ
    前記結合溝が、前記支持ピンの形状に対応する形状を有することを特徴とする請求項13に記載の基板支持用支持ユニット。
  15. 前記支持ピンが、前記支持バーに回転自在に結合され、
    前記支持ピンの中間部分が折れ曲り形状を有し、かつ
    前記支持バーに結合される前記支持ピンの一端部及び前記基板が支持される前記支持ピンの他端部の長さ方向の中心をそれぞれ通る仮想直線が互いに平行をなすように構成されていることを特徴とする請求項13に記載の基板支持用支持ユニット。
  16. 前記支持ピンの中間部分が複数回折り曲げられていることを特徴とする請求項15に記載の基板支持用支持ユニット。
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