KR20210104764A - 기판 부양을 제어하기 위한 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20210104764A
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Abstract

시스템은 부양 테이블 위에 기판을 부양시키기 위해 기체 베어링을 생성하기에 충분한 기체를 흐르게 하는 복수의 포트들을 포함하는 부양 테이블; 상기 부양 테이블의 복수의 포트들에 기체를 공급하도록 결합된 유체 네트워크; 및 상기 부양 테이블의 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역 각각에 배치된 상기 복수의 포트들의 포트들을 통해 기체의 흐름을 독립적으로 제어하도록 상기 유체 네트워크를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. 상기 제1, 제2 및 제3 구역은 상기 기판이 상기 부양 테이블을 따라 운반되는 방향에 평행하게 연장되는 상기 부양 테이블의 섹션들에 의해 정의된다. 상기 제1 구역은 상기 제2 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된 부양 테이블의 중앙 섹션에 의해 정의되고, 상기 제1 구역과 상기 제2 구역은 상기 제3 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된다.

Description

기판 부양을 제어하기 위한 장치, 시스템 및 방법
본 출원은 2018년 12월 21일에 출원된 미국 임시 출원 번호 62/784,216("기판의 부양을 제어하기 위한 장치, 시스템 및 방법"이라는 제목으로 출원되었으며, 전체가 여기에 참조로 포함됨)에 대한 우선권을 주장한다.
본 개시는 일반적으로 예를 들어 기판의 처리 동안과 같이 부양을 통해 기판을 지지하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 전자 디스플레이 장치의 제조를 위한 기판의 처리 동안 기판의 부양을 제어하는 것에 관한 것이다.
광전자 장치와 같은 전자 장치는 다양한 박막 증착 및 처리 기술을 사용하여 제조될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 재료 층들이 희생 기판이거나 최종 장치의 일부일 수 있는 기판 상에 증착된다. 이러한 장치의 예는 마이크로 칩, 인쇄 회로 기판, 태양 전지, 전자 디스플레이(예: 액정 디스플레이, 유기 발광 다이오드 디스플레이 및 양자점 전계 발광 디스플레이) 또는 기타 장치를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 전자 디스플레이 장치의 응용 분야에는 일반 조명, 백라이트 조명 소스로서 사용 또는 픽셀 광원으로서 사용이 포함될 수도 있다. 광전자 장치의 한 종류에는 유기 발광 다이오드(OLED) 장치가 포함되며, 이는 작은 분자들, 폴리머, 형광 또는 인광 재료와 같은 전계 발광 유기 재료를 사용하여 빛을 생성할 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)의 제조는 일반적으로 기판 상에 하나 이상의 유기 재료를 증착하여 박막 스택을 형성하고 박막 스택의 상부 및 하부를 전극들에 결합하는 것을 포함한다. 다양한 기술을 사용하여 박막 스택을 형성할 수 있다. 열 증발 기술에서 유기 재료는 상대적인 진공 환경에서 기화될 수 있으며 이후 기판에 응축될 수 있다. 박막 스택을 형성하는 또 다른 기술은 유기 재료를 용매에 용해시키고 결과 용액으로 기판을 코팅한 다음 용매를 제거하는 것이다. 잉크젯 또는 열 분사 인쇄 시스템은 용매에 용해된 유기 재료의 증착에 사용될 수 있다.
예를 들어, OLED 장치에 사용되는 유기 재료와 같이 전자 장치 제조에 사용되는 재료는 산소, 오존, 물 및/또는 기타 증기(예: 용매 증기)와 같은 다양한 주변 재료에 대한 노출에 매우 민감할 수 있기 때문에, 기판 프린팅을 위한 전체 시스템은 인클로저에 수용될 수 있으며, 그 안에서 하나 이상의 불활성 기체 또는 희기체 및 인클로저 내부에서 프린팅 시스템에 의해 생성된 입자를 제거하는 기체 순환 및 여과 시스템을 사용하여 적은 입자, 비반응성 분위기가 유지될 수 있다.
입자 오염뿐만 아니라 다른 시스템 구성 요소들과 기판 또는 처리 중에 기판에 증착된 층과의 접촉은 OLED 장치를 포함한 다양한 전자 장치의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 광전자 장치의 제조 공정 동안 기판을 지지하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판은 처리 중에 기판을 제자리에 유지하기 위해 진공 또는 기계적 클램핑을 사용하는 기계적 플랫폼(때때로 테이블 또는 척이라고도 함)에 의해 지지될 수 있다. 리프트 핀들은 기판의 중앙 영역을 지지하는 데 사용될 수 있으며, 예를 들어 척에 대해 기판을 높이거나 낮추어 로딩 및 언로딩을 용이하게 할 수 있다. 진공 척의 경우, 기판의 중앙 영역이 그 위에 위치하는 척 부분의 진공 구멍들 또는 홈들을 사용하여 기판을 제자리에 고정시킬 수 있다. 이러한 구멍들 또는 홈들은 예를 들어 OLED 장치 제조 공정 동안 기판 상에 증착된 유기 재료 층에서 불균일성(또는 "무라(mura)")을 유발할 수 있다. 또한, 유기 재료가 증착된 활성 영역에서 기판과 물리적으로 접촉하는 것이 무라 현상을 유발할 수 있다. 일반적으로 무라 현상은 OLED 장치 제조 공정 이외의 박막 증착 공정에서 발생할 수 있다. 무라 현상의 심각성은 예를 들어 유전성, 휘발성 및 유동성과 같은 기판에 증착된 재료의 속성에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 개시된 장치, 시스템 및 방법은 다른 박막 증착 공정에도 적용될 수 있다.
일반적으로, 기판의 활성 영역이 재료 증착(예: 인쇄) 프로세스 동안 또는 이후에 (예: 기판의 활성 영역 아래에 있는 기판의 표면을 따라 균일한 힘 적용으로) 지속적으로 균일하게 지지되지 않는 경우, 불균일성 또는 가시적 결함이 기판 상에 증착된 유기 재료에 존재할 수 있다. 다양한 특수 균일한 지지 기술을 사용하여 균일하고 실질적으로 결함이 없는 코팅을 얻을 수 있다. 예를 들어, 기판의 비활성 영역, 예를 들어 활성 전자 장치의 일부 및 디스플레이의 발광 부분을 형성하지 않을 기판의 주변 영역(예: OLED 장치에서 유기 재료가 증착되지 않는 주변 영역)에 불균일하거나 물리적 지지체가 제공될 수 있다. 추가로, 기판의 비접촉 지지는 인쇄, 운반 및/또는 열처리 공정 동안 기판을 지지하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 비접촉 지지는 기체 베어링을 사용하여 부양 테이블의 표면 위로 기판을 부양(리프트)하는 부양 시스템을 사용하여 달성할 수 있다. 부양 테이블의 구현에서, 가압 기체를 방출하는 압력 포트와 기체(예: 진공)를 끌어들이는 흡입 포트의 조합을 사용하여 엄격하게 제어되는 유체 스프링 기체 베어링을 생성한다. 가압 기체 배출 포트는 기판에 윤활성 및 비접촉 부양 지원을 제공하는 반면, 흡입 포트는 상대적으로 가벼운 기판이 부양하는 높이를 엄격하게 제어하는 데 필요한 반력을 지원한다. 이러한 부양 시스템은 예를 들어 질소 또는 기타 불활성 기체, 희기체, 공기 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 기체를 사용할 수 있다.
부양 시스템 설계는 부양 테이블의 표면 위에 기판의 제어된 수직(예: x-y-z 데카르트 좌표계의 z 방향, 여기서, 기판은 일반적으로 x-y 평면에 있음) 부양을 허용하지만 기판의 플라이 높이(즉, 부양 테이블의 표면 위의 기판의 높이) 견고한 방식으로 제어하는 것은 여전히 어려운 일이다. 가압 기체가 부양 테이블의 표면과 기판 사이의 공간에 공급될 때, 기체는 기판 아래의 하나 이상의 영역(예를 들어, 중앙 영역)에 축적되어 갇힐 수 있다. 이러한 축적은 특히, 부양 테이블에 탈출 경로(예: 진공 포트 또는 개구부, 또는 전용 탈출 포트 또는 개구부)가 없거나 불충분할 때 발생할 수 있다. 기체가 축적됨에 따라 기판 아래의 하나 이상의 영역에서 갇힌 기체의 압력은 기판 아래 공간의 다른 영역(예: 비중앙 영역 및/또는 가장자리 영역)의 기체 압력보다 높아진다. 기판 아래 공간의 하나 이상의 영역에 갇힌 기체와 관련된 고압은 기체가 그 공간을 빠져 나가거나 탈출하는 불안정하고/하거나 예측할 수 없는 경로를 생성할 수 있다. 기체는 임의의 방향으로 주변 영역을 향해 공간의 중앙 영역을 빠져 나가거나 탈출할 수 있다. 즉, 탈출 경로는 무작위일 수 있다. 기체가 탈출 경로를 따라 빠져 나가면 탈출 경로를 따라 기판 부분의 비행 높이가 증가한다. 탈출 경로의 반대편에 위치한 모서리 또는 가장자리 부분과 같은 기판의 다른 부분은 탈출 경로를 따라 빠져 나가는 기체의 손실로 인해 플라이 높이의 감소를 경험할 수 있다. 기판의 모서리 또는 가장자리 부분에서 플라이 높이의 감소는 기판이 부양 테이블의 표면 상의 다른 물체와 충돌 또는 다른 접촉하는 것을 유발할 수 있다. 이러한 접촉은 기판에 스크래치 또는 기타 손상을 일으킬 수 있으며, 이는 차례로 무라 현상 및 기판 표면을 오염시킬 수 있는 미립자 물질을 생성할 수 있다. 따라서, 부양 테이블의 표면과 기판 사이의 공간에서 기체의 압력을 제어하고 기판의 부양을 보다 강력하게 제어할 수 있는 시스템 및 방법이 여전히 필요하다.
기판 아래의 이러한 불균일한 압력은 또한 기판의 플라이 높이를 엄격하게 제어하는 유체 스프링을 생성하기 위해 가압 기체에 대한 대항력(counterforce)을 생성하는 흡입 기체 없이 기판을 지지하기 위한 가압 기체를 사용하는 부양 테이블 또는 부양 테이블의 영역에서 발생할 수 있다. 흡입 포트를 사용하지 않는 이러한 가압 기체 지지체는 일반적으로 기판 처리 영역에 대한 인피드(infeed) 및 아웃피드(outfeed) 영역에서 사용되는데, 이러한 인피드 및 아웃피드 영역은 기판의 플라이 높이에 대한 정밀한 제어를 필요로 하지 않기 때문이다.
예시적인 실시 예에 따르면, 본 개시는 부양 테이블 위에 기판을 부양시키기 위해 기체 베어링을 생성하기에 충분한 기체를 흐르게 하는 복수의 포트들을 포함하는 부양 테이블; 및 부양 테이블의 복수의 포트들에 기체를 공급하도록 결합된 유체 네트워크를 포함하는 시스템을 고려한다. 상기 시스템은 상기 부양 테이블의 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역 각각에 배치된 복수의 포트들의 포트들을 통해 기체의 흐름을 독립적으로 제어하기 위해 유체 네트워크를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하고, 제1, 제2 및 제3 구역은 기판이 부양 테이블을 따라 운반되는 방향에 평행하게 연장되는 부양 테이블의 섹션들에 의해 정의되고, 제1 구역은 제2 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된 부양 테이블의 중앙 섹션에 의해 정의되고, 제1 및 제2 구역은 제3 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된다.
다른 예시적인 실시 예에 따르면, 방법은 기판의 표면 아래에 기체 베어링을 설정하기 위해 부양 테이블의 복수의 포트들로부터 기체를 흘리는 단계, 기체 베어링은 기판이 부양 테이블을 따라 운반될 때 기판을 부양 테이블을 부양시키기에 충분함; 및 상기 부양 테이블의 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역 각각에 배치된 복수의 포트들의 포트들을 통한 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 단계를 포함한다. 제1, 제2 및 제3 구역은 기판이 부양 테이블을 따라 운반되는 방향과 평행하게 연장되는 부양 테이블의 섹션에 의해 정의되며, 제1 구역은 제2 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된 부양 테이블의 중앙 섹션에 의해 정의되고, 제1 및 제2 구역은 제3 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된다.
또 다른 예시적인 실시 예에서, 방법은 기판의 표면 아래에 기체 베어링을 설정하기 위해 부양 테이블의 복수의 포트들로부터 기체를 흘리는 단계를 포함하고, 기체 베어링은 기판이 부양 테이블을 따라 운반될 때 기판을 부양 테이블을 부양시키기에 충분하다. 기체를 흘리는 단계는 부양 테이블의 제1 복수의 포트들을 통해 제1 유량(flow rate) 및 제1 압력으로 제1 기체를 흘리는 단계, 및 부양 테이블의 제2 복수의 포트들을 통해 제2 유량 및 제2 압력으로 제2 기체를 흘리는 단계를 포함한다. 제2 복수의 포트들은 기판의 2개의 대향하는 측면 에지 영역들 아래에 위치하고, 제1 복수의 포트들은 2개의 대향하는 측면 에지 영역들 사이의 기판 영역에 위치하고, 제2 유량 및 제2 유량 중 적어도 하나는 제1 유량 및 제1 압력 중 적어도 하나보다 크다.
다른 예시적인 실시 예에서, 본 개시는 부양 테이블 위에 기판을 부양시키기 위해 기체 베어링을 생성하기에 충분한 기체를 흐르게 하는 복수의 포트들을 포함하는 부양 테이블, 부양 테이블의 복수의 포트들에 기체를 공급하도록 결합된 유체 네트워크, 및 유체 네트워크에 작동 가능하게 연결된 제어기를 포함하는 시스템을 고려한다. 제어기는 제1 압력 및 제1 유량으로 제1 복수의 포트들로부터의 제1 기체의 흐름을 제어하고, 제2 압력 및 제2 유량으로 제2 복수의 포트들로부터의 제2 기체의 흐름을 제어하도록 구성되고, 제2 압력 및 제2 유량 중 적어도 하나는 제1 압력 및 제1 유속 중 적어도 하나보다 크다. 제1 복수의 포트들은 부양 테이블의 중앙 섹션에 위치되고 제2 복수의 포트들이 위치하는 부양 테이블의 두 섹션들 사이에 배치된다.
다른 예시적인 실시 예에서, 본 개시는 부양 테이블에 의해 생성된 기체 베어링을 사용하여 부양 테이블 위에 기판을 지지하는 단계를 포함하는 처리 방법(method of processing)을 고려한다. 기판을 지지하는 동안, 이 방법은 또한 부양 테이블의 제1 영역과 부양 테이블의 제2 영역 사이에서 기판을 운반하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 기판이 제1 영역에 있는 동안 기체가 기판 아래로부터 실질적으로 균일한 방식으로 빠져 나갈 수 있도록 부양 테이블의 상이한 영역들에서 기체 흐름을 제어하는 단계, 및 기판이 제2 영역에 있는 동안 기판의 플라이 높이를 제어하기 위해 유체 스프링을 생성하기 위해 부양 테이블로부터의 기체 흐름을 제어하는 단계플 포함한다.
추가적인 목적, 특징 및/또는 다른 이점은 다음의 설명에서 부분적으로 설명될 것이고, 부분적으로 설명으로부터 명백할 것이고, 또는 본 개시 및/또는 청구 범위의 실행에 의해 학습될 수 있다. 이들 목적 및 이점 중 적어도 일부는 첨부된 청구 범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 달성될 수 있다.
전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명적일 뿐이며 청구 범위를 제한하는 것이 아니며, 오히려 청구 범위는 균등물을 포함한 전체 범위에 대한 권리가 있어야 한다
본 개시 내용은 단독으로 또는 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 이해될 수 있다. 도면들은 본 개시 내용의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성한다. 도면들은 본 교시의 하나 이상의 예시적인 실시 예들을 도시하고 설명과 함께 특정 원리 및 작동을 설명한다.
도 1은 본 개시의 예시적인 실시 예에 따른 전자 장치 제조를 위한 다양한 프린팅 시스템 구성 요소의 부분적인 상부 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 갇힌 기체와 관련된 문제를 개략적으로 묘사하기 위해 기판을 지지하는 부양 테이블의 부분적인 측단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 개시에 따른 기판을 지지하는 부양 테이블의 예시적인 실시 예의 부분적인 측단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 기판을 지지하는 부양 테이블의 다른 예시적인 실시 예의 부분적인 측단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 개시 내용에 따른 기판을 지지하는 부양 테이블의 또 다른 예시적인 실시 예의 부분적인 측단면도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 개시 내용의 예시적인 실시 예에 따른, 부양 테이블의 에지들에서 에지 제어 포트들의 배열을 갖는 단순화된 부양 테이블의 부분적인 평면도, 개략적인 평면도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다른 예시적인 실시 예에 따른, 부양 테이블의 에지들에서 에지 제어 포트들의 다른 배열을 갖는 단순화된 부양 테이블의 부분적인 평면도, 개략적인 평면도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다른 예시적인 실시 예에 따른, 부양 테이블의 에지들에서 에지 제어 포트들의 다른 배열을 갖는 단순화된 부양 테이블의 부분적인 평면도, 개략적인 평면도를 도시한다.
도 9는 본 개시에 따른 기판을 지지하기 위한 방법의 예시적인 단계를 예시하는 흐름도이다.
도 10은 본 개시에 따른 기판을 지지하기 위한 다른 방법의 예시적인 단계를 예시하는 흐름도이다.
도 11은 기체 흐름 포트들의 3개의 상이한 길이 방향으로 연장하는 섹션들을 포함하는 부양 테이블 구조를 개략적으로 도시하며, 여기서 각 섹션의 포트들로부터의 기체 흐름은 본 개시의 예시적인 실시 예에 따라 독립적으로 제어 가능하다.
도 12는 본 개시의 예시적인 실시 예에 따른, 도 11의 부양 테이블의 포트들의 다른 섹션들에 공급되는 기체 흐름을 제어하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.
이러한 설명 및 측면 및 실시 예들을 도시하는 첨부 도면들은 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 클레임은 균등물을 포함하여 보호 범위를 정의한다. 본 설명 및 청구 범위를 벗어나지 않고 다양한 기계적, 구성적, 구조적, 전기적 및 작동적 변경들이 이루어질 수 있다. 일부 예에서, 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 잘 알려진 회로, 구조 및 기술이 상세하게 도시되거나 설명되지 않았다. 다양한 실시 예들에서, 둘 이상의 도면에서 유사한 숫자들은 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다.
또한, 이 설명의 용어는 청구 범위의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 예를 들어, "아래", "아래 쪽의", "위", "위쪽의", "근위", "원위", "x 방향", "y 방향", "z 방향”과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 바와 같이 하나의 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 관계를 설명하는 데 사용될 수 있다. 이러한 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 표시된 위치 및 방향 외에도 사용 또는 작동 중인 장치의 다른 방향들(예: 데카르트 좌표계), 위치들 및 방향들(즉, 회전 배치)을 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌 경우, 다른 요소 또는 특징의 "아래"로 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징의 "위"가 된다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 위치 및 방향 모두를 포함할 수 있다. 장치는 다른 방향(90도 또는 다른 방향)으로 회전될 수 있으며 여기에 사용된 공간적으로 상대적인 설명자들(descriptors)은 그에 따라 해석된다. 마찬가지로, 다양한 축들을 따라 그리고 그 주위의 움직임에 대한 설명은 다양한 특수한 장치 위치들 및 방향들을 포함한다. 또한, 단수형 표현은 문맥에서 달리 지시하지 않는 한 복수형도 포함하도록 의도된다. 그리고, "포함한다", "포함하는" 등의 용어는 언급된 특징들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성 요소들의 존재를 지정하지만 하나 이상의 다른 특징들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성 요소들 및/또는 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다. 결합된 것으로 설명된 구성 요소들은 전기적 또는 기계적으로 직접 결합되거나 하나 이상의 중간 구성 요소를 통해 간접적으로 결합될 수 있다. 설명의 문맥에서 달리 지시하지 않는 한, 수학적 및 기하학적 용어는 반드시 엄격한 정의에 따라 사용되도록 의도된 것은 아니다. 예를 들어, 실질적으로 유사한 방식으로 기능하는 실질적으로 유사한 요소는 용어가 엄격한 정의를 가짐에도 불구하고 설명하는 용어의 범위 내에 쉽게 속할 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있기 때문이다.
일 실시 예를 참조하여 상세하게 설명된 요소들 및 이들의 관련 측면들은 가능할 때마다 구체적으로 도시되거나 설명되지 않은 다른 실시 예에 포함될 수 있다. 예를 들어, 요소가 일 실시 예를 참조하여 상세히 설명되고 제2 실시 예를 참조하여 설명되지 않은 경우에도, 요소는 제2 실시 예에 포함된 것으로 주장될 수 있다.
여기에 설명된 예시적인 실시 예들은 예를 들어 OLED 디스플레이 장치들과 같은 임의의 다양한 전자 장치들의 제조 동안 기판을 지지하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치들을 포함한다. 예시적인 개시된 시스템들, 방법들 및 장치들은 기체 흐름의 선택적 구역을 가능하게 하여 원하는 및 예측 가능한 기체 흐름 경로를 달성할 수 있다. 기판의 다른 영역들에 공급되는 기체 흐름을 선택적으로 제어하면 기체가 흐르는 기판 표면에 걸쳐 실질적으로 균일한 압력을 제공하여 기판을 보다 안정적으로 부양시켜 기판의 충돌 및 손상 위험을 줄일 수 있다. 예를 들어, 개시된 시스템들, 방법들 및 장치들을 사용하여 부양 테이블의 다른 구역들로부터의 기체 흐름을 독립적으로 제어할 수 있다. 부양 테이블의 다른 구역들은 기체 흐름을 제공하기 위한 다른 포트들을 포함할 수 있다. 기판에 대해 상이한 위치들에 위치한 포트들은 기판을 부양하는 것, 기판의 상이한 영역들의 플라이 높이를 제어하는 것, 기판을 운반하는 것 등과 같은 상이한 기능들을 달성하는 기체 흐름을 제공하도록 선택될 수 있다. 기판의 다른 영역들에 공급되는 기체의 흐름(예: 압력 및/또는 유량)을 제어함으로써 기판은 원하는 모양과 플라이 높이 프로파일로 유지될 수 있으며, 따라서 기판의 불안정한 부양 및 손상 위험을 줄일 수 있다. 즉, 기판의 서로 다른 영역들에 해당하는 부양 테이블에 위치한 서로 다른 포트들에서 공급되는 기체의 흐름(예: 압력 및/또는 유량)을 제어하여 기판의 서로 다른 영역들에서 기체의 흐름이 개별적으로 제어될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 예시적인 개시된 장치들, 시스템들 및 방법들은 기판의 상이한 영역들에 상이한 기체 흐름을 제공하기 위해 상이한 기체 공급 구역들(각 구역이 하나 이상의 포트를 가짐)을 갖는 부양 테이블을 포함할 수 있다. 따라서, 기체가 기판과 부양 테이블 사이의 공간을 빠져 나가도록 원하는 기체 흐름 경로를 설정한다. 원하는 기체 흐름 경로는 기판 아래에서 실질적으로 균일한 기체 압력을 설정하여 기판이 기체 흐름에 의해 부양하는 동안 기판을 원하는 형상(실질적으로 평평한 표면 프로파일)으로 유지한다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 부양 테이블은 부양 테이블의 표면 위에 기판을 부양시키기 위해 기체를 공급하는 제1 복수의 포트들, 및 기판의 특정 영역에서 더 높은 압력 및/또는 유속으로 기체를 공급하기 위한 제2 복수의 포트들을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 부양 테이블은 플라이 높이 및 부양 테이블과 기판 사이의 공간(기체의 축적 및 그에 따른 기판의 중앙 영역에서 기판의 구부러짐을 방지하기 위한 기체에 대한 탈출 경로를 제공함)에서 전체 기체 유동 분포를 제공하기 위해 기판의 측면 에지들에서 사용되는 포트들을 포함할 수 있다. 이러한 포트들은 여기서 "에지 제어 포트들"이라 지칭된다. 에지 제어 포트들은 기판의 플라이 높이를 제어하기에 충분한 힘(에지 제어 포트들에서 제공되는 기체 흐름에 의해 생성됨)을 제공하기 위해 기판의 측면 에지에 해당하는 부양 테이블에 위치할 수 있으며, 이에 따라 기판이 부양 테이블의 표면 위에 부양되는 동안 부양 테이블에서 멀어지는 기판의 표면 아래에 고르지 않은 압력 축적을 방지한다.
예시적인 실시 예에서, 에지 제어 포트들은 더 중앙에 갇힌 기체에 대해 탈출 포트 또는 경로 (예를 들어, 흡입 포트 없음)가 제공되지 않는 부양 테이블의 인피드 영역 및 아웃피드 영역에 분포될 수 있다. 이들 영역에는 기판과 부양 테이블 사이의 공간을 탈출하기 위한 기판의 더 중앙 영역에 갇힌 기체에 대해 탈출 포트 또는 경로(예: 흡입 포트가 없음)가 제공되지 않는다. 부양 테이블 상의 적절한 위치(예: 부양 테이블의 측면 가장자리)에 에지 제어 포트들을 제공하는 것은 기판을 가로 질러 기체 흐름 프로파일을 생성하며, 이는 보다 예측 가능한 기체 베어링에 대한 탈출 경로를 허용하고, 차례로 플라이 높이 및 보다 제어 가능하고 안정적인 기판 아래의 압력을 허용한다. 논의 목적으로, 개시된 시스템은 OLED 장치를 제조하기 위한 시스템으로 지칭된다. 그러나, 당업자는 개시된 시스템이 (기판 증착 기술을 사용하는 다른 전자 장치와 같은) 다른 장치들의 제조, (여기에 개시된 유기 재료 이외의) 다른 재료의 처리, 또는 다른 목적을 위한 기판의 처리(예: 세정, 열처리 등)를 포함하는 다른 목적들로 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
일부 예에서 상이한 포트들, 노즐들, 개구들 등에 공급되는 기체는 한 세트의 포트들, 노즐들, 개구들에 공급되는 기체와 다른 세트에 공급되는 기체 사이의 구별을 용이하게 하기 위해 제1 기체, 제2 기체, 제3 기체 등으로 지칭될 수 있다. 그렇게 참조될 때 공급된 기체들은 서로 동일하거나 하나 이상의 기체가 다를 수 있다는 것이 고려된다.
도 1은 OLED 장치를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 전자 장치들의 제조와 같은 제조 공정 동안 기판 상에 재료를 증착하는 데 사용될 수 있는 예시적인 시스템(100)을 개략적으로 도시한다. 도 1에 도시되지 않았지만, 당업자는 시스템(100)이 다양한 다른 구성 요소들을 포함할 수 있고 더 큰 전체 제조 시스템의 일부인 서브시스템일 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 시스템(100)은 다양한 기술들을 사용하여 재료가 기판에 증착되기 전 및/또는 후에, 재료를 처리하기 위한 하나 이상의 열처리 장치(예를 들어, 히터, 냉각기, UV 처리 장치 등)를 갖는 열처리 시스템 또는 섹션을 포함하거나 이에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 유사하게, 시스템(100)은 기판의 온도를 감소시키기 위한 하나 이상의 냉각 장치를 포함하는 하나 이상의 냉각 섹션 또는 구역을 포함하거나 이에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 시스템(100)은 재료가 기판 상에 증착되기 전 또는 후에 기판을 보유하도록 구성된 구조(예를 들어, 적층 선반)를 갖는 하나 이상의 보유 섹션 또는 구역을 포함하거나 이에 작동 가능하게 결합될 수 있다.
일부 실시 예에서, 시스템(100)은 인클로저(미도시) 내에 있다. 이 인클로저는 완전히 밀봉될 수 있다. 인클로저 내의 환경은 적은 입자 및/또는 비반응성 환경으로 제어 및 유지될 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 인클로저 내에서 불활성 기체일 수 있는 기체를 순환 및 여과하도록 구성된 기체 순환 및 여과 시스템을 포함할 수 있다. 불활성 기체는 기판 상에 증착된 물질(예: 유기 재료)과 반응하지 않을 수 있다. 기체는 질소 또는 기타 불활성 기체, 희기체(noble gas), 공기 또는 이들의 조합일 수 있다. 기체 순환 및 여과 시스템은 인클로저에 배치된 적어도 일부와 인클로저 외부에 배치된 적어도 다른 부분을 포함할 수 있다. 기체 순환 및 여과 시스템은 인클로저 내의 환경에서 입자들, 수증기, 산소 및 오존 함량을 제거하여 입자들, 수증기, 산소 및 오존 함량을 지정된 한계(예를 들어, 100ppm, 50ppm, 10ppm, 1ppm, 0.1ppm 등) 이하로 유지할 수 있다. 오존, 수증기 및/또는 용매 증기와 같은 하나 이상의 반응성 화학종들을 제거하기 위한 기체 정화 시스템도 인클로저에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 디스플레이의 인쇄를 포함하여 전자 장치 부품의 제조를 위한 이러한 시스템들의 비제한적인 예들이 미국 특허 출원 공개 번호들 US 2014/0311405 A1, US 2017/0028731 A1, 및 US 2018/0014411 A1, 및 미국 특허 번호 9,505,245에 개시되어 있고, 이들 각각은 전체가 본원에 참조로 포함된다.
시스템(100)은 기판(110)을 지지 및/또는 운반(예를 들어, 병진 이동 및/또는 회전)하기 위한 기판 지지 장치(105)를 포함할 수 있다. 다양한 예시적인 실시 예들에서, 기판 지지 장치는 부양 테이블(105)이다. 부양 테이블(105)은 시스템(100)에서 기판(110)의 처리 동안 임의의 적절한 단계에서 기판(110)을 부양시키는 기체 베어링을 설정함으로써 비접촉 방식으로 기판(110)을 지지하도록 구성될 수 있다.
부양 테이블(105)은 도 1에 도시된 바와 같이 소정의 두께를 갖는 일체형 플레이트일 수 있다. 부양 테이블(105)은 전자 장치의 제조 동안 기판이 운반되는 상이한 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부양 테이블(105)은 인피드 영역(101), 인쇄 영역(102) 및 아웃피드 영역(103)을 포함할 수 있다. 인피드 영역(101)은 기판(110)의 운반 방향(A)에서 인쇄 영역(102)의 상류에 위치할 수 있다(인쇄 영역(102)에서는 기판(110)이 양방향으로 앞뒤로 이동될 수 있다). 아웃피드 영역(103)은 기판(110)의 운반 방향(A)으로 인쇄 영역(102)의 하류에 위치할 수 있다. 처리 영역, 유지(holding) 영역 등과 같은 부양 테이블의 추가 영역들도 포함될 수 있다. 부양 테이블(105)의 플랫폼은 알루미늄, 세라믹, 강철, 이들의 조합 또는 임의의 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 부양 테이블(105)은 예를 들어 도 1에 도시되지 않은 지면에 대해 지지 프레임 또는 구조물에 지지될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 부양 테이블(105)은 복수의 포트들(120)을 포함한다. 용어 "포트"는 부양 테이블(105)에 제공된 개구, 부양 테이블(105)의 개구 내에 배치된 노즐의 포트, 또는 개구 내에 배치된 노즐의 포트와 개구의 조합을 지칭한다. 포트(120)는 부양 테이블(105)의 두께로 연장될 수 있고 부양 테이블(105)의 상부 지지 표면(115)에서 개방될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 포트들(120)은 상부 지지 표면(115)으로부터 표면(115) 반대편의 부양 테이블(105)의 바닥 표면으로 연장될 수 있는 부양 테이블(105)의 관통 구멍을 포함할 수 있다. 포트들(120)은 동일하거나 상이한 크기를 가질 수 있다. 일부 실시 예들에서, 제1 복수의 포트들(120)(예를 들어, 개구들(120))은 제1 크기(예를 들어, 제1 직경)를 가질 수 있고, 제2 복수의 포트들(120)(예를 들어, 개구들(120))은 제1 크기와 다를 수 있는 제2 크기(예를 들어, 제2 직경)을 가질 수 있다. 포트들(120)은 동일하거나 상이한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시 예들에서, 제1 복수의 포트들(120)은 원형과 같은 제1 형상을 가질 수 있다. 제2 복수의 포트들(120)은 제1 형상과 다른 타원형과 같은 제2 형상을 가질 수 있다.
포트들(120)은 다양한 기능들을 제공하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 포트들(120)(또는 모든 포트들(120))은 표면(115) 위에 기판(110)을 부양하기 위해 표면(115)과 기판(110) 사이에 기체 베어링을 형성하도록 기체를 흐르도록 배열될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 포트들(120)에 공급되는 기체는 공기, 희기체, 불활성 기체, 또는 임의의 다른 적절한 기체 또는 이들의 조합일 수 있다. 제1 복수의 포트들(120)은 표면(115)에 실질적으로 수직이거나 수직일 수 있는 방향으로 기체의 흐름을 지시하도록 구성될 수 있다. 제1 복수의 포트들(120)로 유입되거나 유출되는 기체는 기판(110)의 하부 표면과 부양 테이블(105)의 표면(115) 사이에 기체 베어링을 형성할 수 있다. 기체 베어링은 (테이블의 표면(115)에 수직인) z-방향으로 측정되는 플라이 높이에서 부양 테이블(105)의 표면(115) 위에 기판(110)을 부양 상태로 지지(즉, 부양)하기에 충분할 수 있다.
여기에, 사용된 x-y-z 데카르트 좌표계는 도면의 방향에 반영되며, x-방향 및 y-방향이 전환될 수 있는 것으로 이해된다. 기체의 흐름은 압력과 유량을 가질 수 있으며, 아래에서 설명하는 바와 같이 제어기 및 기타 시스템 구성 요소에 의해 제어될 수 있다. 제어기는 기판(110)의 플라이 높이를 제어하기 위해 기체의 흐름(예를 들어, 기체의 압력 및 유량 중 적어도 하나)을 제어할 수 있다.
기체 베어링을 제공하기 위한 포트들(120) 중에서 일부 포트들은 압력 포트들로 사용될 수 있으며, 이를 통해 가압된 기체가 양압으로 포트들로부터 기판(110)과 표면(115) 사이의 공간으로 분출된다. 압력 포트들은 압력 소스(예를 들어, 가압 기체 소스)에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 일부 포트들은 흡입(예를 들어, 진공) 포트들로 사용될 수 있으며, 이를 통해 기판(110)과 표면(115) 사이의 공간으로부터 기체가 배출된다. 흡입 포트들은 진공 소스(예를 들어, 진공 기계 또는 장치)에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 인피드 영역(101) 및 아웃피드 영역(103)에서, 기체 베어링을 제공하기 위한 모든 포트들은 압력 포트들일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 인피드 영역(101) 및 아웃피드 영역(103)에 제공된 어떠한 흡입 포트도 없을 수 있다. 인쇄 영역(102)에서, 일부 포트들은 압력 포트들로 구성될 수 있고 일부 포트들은 흡입 포트들로 구성될 수 있다. 압력 포트들 및 흡입 포트들은 인쇄 영역(102)에서 서로 인접하여 교대로 배열될 수 있다. 인쇄 영역(102)에서 압력과 흡입을 모두 제공함으로써, 기체 베어링의 유효 강성이 증가한다(따라서 인쇄 영역(102)의 기체 베어링은 유체 스프링이라고도 할 수 있다). 이는 압력 포트들만이 제공되는 인피드 영역(101) 및 아웃피드 영역(103)과 비교하여 인쇄 영역(102)에서 플라이 높이를 보다 정확하게 제어하는 것을 더 쉽게 만든다.
부양 테이블(105)의 제2 복수의 포트들(120)은 기판(110)의 에지 영역들의 플라이 높이를 제어(예를 들어, 상승)하도록 선택될 수 있다. 도 1에 도시된 실시 예에서, 기판은 부양 테이블(105)보다 넓거나 더 넓도록 배향되고, 측면 에지 부분들(111 및 112)은 부양 테이블(105)의 에지들로 연장되거나 그로부터 돌출된다. 이 실시 예에서, 제2 복수의 포트들(120)은 기판(110)의 에지 영역들의 플라이 높이의 제어(즉, "에지 제어")를 제공하기 위해 표면(115)의 에지(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 기판(110)의 이동 방향 A에 평행한 측면 에지들) 근처에 위치할 수 있다. 그러나, 에지 제어를 위한 제2 복수의 포트들(120)은 부양 테이블(105)의 에지들에 위치할 필요가 없다는 것이 이해된다. 예를 들어, 기판(110)이 도 1에 도시된 점선 기판으로 도시된 바와 같이 부양 테이블(105)보다 좁도록 배향될 때, 에지 제어를 위한 제2 복수의 포트들(120)은 기판(110)의 에지 영역 아래에 배치된 부양 테이블(105) 상에 위치한 포트들일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 제2 복수의 포트들(120)은 도 1에 도시된 포트들(120)로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 제2 복수의 포트들(120)은 부양 테이블(105)의 측면 에지들에 가까운 포트로부터 선택될 수 있다. 이 실시 예에서, 부양 테이블(105)의 에지들에 위치하는 포트들(120) 중 특정 포트들은 기판(110)의 플라이 높이의 에지 제어를 제공하기 위해 사용될 수 있는 반면, 포트들(120) 중 다른 포트들은 기판(110)을 부양하기 위한 기체 베어링을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도 1에 도시된 모든 포트들(120)은 기체 베어링을 제공하기 위해서만 사용될 수 있고, 아래에서 설명되는 바와 같이, 부양 테이블(105)은 기판(110)의 플라이 높이의 에지 제어를 제공하기 위한 전용 추가 포트(도 1에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 제3 복수의 포트들(120)은 부양 테이블(105)을 따라 기판(110)을 운반하기 위한 운반 시스템의 일부로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 추가적인 제3의 복수의 포트들이 부양 테이블(105)을 따라 기판(110)의 운반을 제공하기 위해 부양 테이블(105)에 포함될 수 있다. 제3 복수의 포트들로부터 유출되는 기체는 기판(110)을 병진 이동 및/또는 회전(z-축을 중심으로)시키는 것을 포함하는 표면(115)을 따라 기판(110)을 운반할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 포트들(120)에 동일한 압력 및 동일한 유량으로 동일한 기체가 공급될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 포트들(120)에 상이한 압력 및/또는 상이한 유량으로 동일한 기체가 공급될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상이한 포트들(120) 또는 상이한 그룹의 포트들(120)에 상이한 기체들이 공급될 수 있다. 상이한 기체들은 동일하거나 상이한 압력 및/또는 동일하거나 상이한 유량으로 공급될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 포트들(120)의 특정 포트들에는 포트들(120)의 다른 포트들에 공급되는 기체의 압력보다 높은 압력으로 기체가 공급될 수 있다. 일부 실시 예에서, 특정 포트들(120)에는 포트들(120)의 다른 포트들에 공급되는 기체의 유량보다 더 큰 유량으로 기체가 공급될 수 있다. 일부 실시 예에서, 모든 포트들(120)이 기체 베어링을 제공하기 위해 사용되는 경우, 모든 포트들(120)에는 동일한 압력 및/또는 유량으로 동일한 기체가 공급될 수 있다. 대안적으로, 모든 포트들(120)이 기체 베어링을 제공하기 위해 사용될 때, 일부 포트들(120)에는 다른 포트들(120)과는 다른 압력 및/또는 유량으로 동일한 기체가 공급될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)의 중앙 영역에 대응하는 위치에서 부양 테이블(105)에 배치된 일부 포트들(120)에는 기판(110)의 비중앙 영역에 대응하는 위치에 배치된 다른 포트들(120)보다 낮은 압력 및/또는 낮은 유량으로 기체가 공급될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 모든 포트들(120)이 기체 베어링을 제공하기 위해 사용될 때, 추가의 에지 제어 포트들은 기판(110)의 플라이 높이의 에지 제어를 제공하기 위해 부양 테이블(105)의 2개의 대향하는 측면 에지들을 따라 분포될 수 있다. 부양 테이블(105)의 에지들에서 이러한 추가의 에지 제어 포트들에 공급되는 기체는 기체 베어링을 제공하기 위해 포트들(120)에 공급되는 기체와 다른 압력 및/또는 유량을 가질 수 있다. 일부 실시 예들에서, 포트들(120)과 비교하여 다른 기체가 추가 에지 제어 포트에 공급될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 시스템(100)은 인쇄 영역(102)에 위치된 프린트헤드 어셈블리(125)를 포함한다. 프린트헤드 어셈블리(125)는 브리지(130)에 장착될 수 있고 브리지(130)를 따라 이동 가능할 수 있다. 논의 목적을 위해, 프린트헤드 어셈블리(125)는 잉크젯 프린팅 기술을 사용하여 기판(110)의 표면 상에 패턴으로 재료(예를 들어, 유기 재료)를 증착하기 위해 적어도 하나의 잉크젯 프린트헤드를 갖는 잉크젯 프린팅 어셈블리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 실시 예에서, 프린트헤드 어셈블리(125)는 복수의 프린트헤드들(126, 127 및 128)을 포함한다. 프린트헤드들(126, 127 및 128) 각각은 유기 재료와 같은 재료를 기판(110) 상에 증착하여 기판(110) 상에 하나 이상의 층을 형성하도록 구성될 수 있다. 프린트헤드들(126, 127, 128) 각각은 잉크젯 프린트헤드일 수 있다. 재료는 잉크에 포함될 수 있다. 시스템(100)은 층들을 형성하기 위해 기판 상에 증착된 유기 재료를 처리하기 위해 예를 들어 하나 이상의 열처리 장치(히터 및 냉각기)를 갖는 처리 시스템을 포함할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 다양한 예시적인 실시 예들에서, 기판(110) 상에 형성된 층들은 OLED 장치의 일부일 수 있다.
도 1 및 여기에 설명된 다양한 예시적인 실시 예들이 잉크젯 프린팅 기술을 사용하여 기판 상에 재료를 증착하는 것을 언급하지만, 당업자는 그러한 증착 기술이 단지 예시적이고 비제한적이라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 기상 증착, 열 제트 증착 등과 같은 다른 재료 증착 기술도 본 개시의 부양 및 운반 메커니즘과 함께 사용될 수 있으며 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
브릿지(130)는 예를 들어, 부양 테이블(105)의 중간 섹션에서 부양 테이블(105)의 폭을 가로 질러 부양 테이블(105) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 브릿지(130)는 부양 테이블(105)의 인쇄 영역(102) 위에 배치될 수 있다. 프린트헤드 어셈블리(125)는 예를 들어, x-방향(예를 들어, 부양 테이블(105)의 폭 방향)으로 부양 테이블(105) 위에서 브릿지(130)를 따라 이동 가능하다. 기판(110)은 부양 테이블(105)을 따라 (예를 들어, 부양 테이블(105)의 길이 방향을 따라 운반 방향 A로) 이동되고 브리지(130) 및 프린트헤드 어셈블리(125) 아래에 위치될 수 있다. 프린트헤드 어셈블리(125)는 유기 재료를 기판(110)의 상부 표면에 증착하여 제조될 OLED 장치의 일부인 얇은 층들을 형성할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 프린트헤드 어셈블리(125)는 기판(110) 아래에 위치할 수 있다. 예를 들어, 프린트헤드들은 부양 테이블(105)의 표면(115) 내에 또는 위에 매립될 수 있고, 유기 재료를 기판(110)의 하부 표면 아래로부터 기판(110)의 하부 표면 상에 증착할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 프린트헤드 어셈블리(125)는 정지된 기판(110)(예를 들어, 갠트리 스타일)에 대해 x-방향 및/또는 y-방향(예를 들어, 기판 운반 방향)으로 이동된다. 예를 들어, 프린트헤드 어셈블리(125)는 정지된 기판(110)에 대해 x-방향으로 브리지(130)를 따라 이동될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 브리지(130)는 트랙에 장착되고 트랙을 따라 이동될 수 있어서, 프린트헤드 어셈블리(125)는 정지된 기판(110)에 대해 y-방향을 따라 이동될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 프린트헤드 어셈블리(125)는 정지된 기판(110)에 대해 x-방향 및 y-방향 모두로 이동될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 프린트헤드 어셈블리(125)는 정지 상태일 수 있는 반면, 기판(110)은 부양 테이블(105)에서 x-방향 및/또는 y-방향을 따라 이동될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 정지된 프린트헤드 어셈블리(125)에 대해 x-방향으로 이동될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기판(110)은 정지된 프린트헤드 어셈블리(125)에 대해 y-방향으로 이동될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기판(110)은 정지된 프린트헤드 어셈블리(125)에 대해 x-방향 및 y-방향 모두로 이동될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 기판(110) 및 프린트헤드 어셈블리(125)는 서로에 대해 x-방향 및 y-방향 중 적어도 하나(예를 들어, 분할 축 스타일)로 이동될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 x-방향으로 이동될 수 있는 반면, 프린트헤드 어셈블리(125)는 y-방향으로 이동될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기판(110)은 y-방향으로 이동될 수 있는 반면, 프린트헤드 어셈블리(125)는 x-방향으로 이동될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기판(110)은 x-방향 및 y-방향으로 이동될 수 있고, 프린트헤드 어셈블리(125)는 기판에 대해 x-방향 및 y-방향으로 이동될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 기판(110) 및/또는 프린트헤드 어셈블리(125)는 z-방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 예를 들어, 기판을 부양 상태로 지지하는 기체 베어링에 의해 생성된 힘을 조정함으로써 z-방향으로 위아래로 이동되어 프린트헤드 어셈블리(125)에 더 가까워지고 멀어질 수 있다. 일부 실시 예들에서, 프린트헤드 어셈블리(125)는 정지된 기판(110)에 대해 브리지(130)상에서 z-방향으로 위아래로 이동될 수 있는 Z-축 플레이트(도 1에 도시되지 않음)에 추가로 장착될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기판(110) 및 프린트헤드 어셈블리(125) 둘 모두는 서로에 대해 z-방향으로 이동될 수 있다.
부양 테이블(105)은 단독으로 또는 다른 기계적 운반 메커니즘과 함께 기판(110)을 운반(예를 들어, 병진 이동 및/또는 회전)하여 부양 테이블(105)의 표면(115)에 대해, 따라서 프린트헤드 어셈블리(125)에 대해 기판(110)을 위치시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 인피드 영역(101)에서 인쇄 영역(102)으로, 인쇄 영역(102)에서 아웃피드 영역(103)으로, 또는 인피드 영역(101)과 인쇄 영역(102) 사이, 그리고 인쇄 영역(102)과 아웃피드 영역(103) 사이에서 앞뒤로 부양 테이블(105)을 따라 운반될 수 있다. 인쇄 영역(102)에서 유기 재료로 인쇄되는 동안, 기판(110)의 일부는 기판(110)의 크기 및 인쇄 동안 기판(110)의 이동에 따라 인피드 영역(110) 및/또는 아웃피드 영역(103)으로 연장될 수 있다. 기판(110)은 또한 처리 섹션, 유지 섹션, 냉각 섹션 등과 같은 시스템(100)의 다양한 섹션들을 통해 하나 이상의 부양 테이블(105) 또는 부양 테이블(105)의 섹션들을 따라 부양하면서 운반될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기판(110)이 부양 테이블(105) 상의 미리 결정된 위치로 운반(예를 들어, 병진 이동)된 후, 기판(110)은 그리퍼 시스템(미도시)에 의해 기계적으로 그립핑될 수 있다. 그러나, 당업자는 기판이 시스템의 상이한 영역들을 따라 이동함에 따라 상이한 원하는 운반, 회전 및 또는 플라이 높이를 달성하기 위해 부양 테이블(105)이 다양한 포맷들을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
개시된 시스템에 의해 지지될 수 있는 기판의 크기는 제한되지 않는다. 디스플레이 제조에서 기판 크기는 세대 측면에서 n 세대로 언급되는 경우가 많으며, n은 서로 다른 수를 나타내며 각 세대 크기는 처리되는 전체 기판 크기에 대략적으로 대응하며 이 중에서 여러 개의 작은 디스플레이가 궁극적으로 만들어질 수 있다. 더 높은 세대의 예시적인 비제한적인 대형 기판은 대략 1500mm x 1850mm, 또는 2200mm x 2500mm 또는 2940mm x 3370mm 일 수 있지만, 더 큰 크기의 기판과 수백 밀리미터 x 수백 밀리미터의 더 작은 크기의 기판도 또한 본 개시의 범위 내에서 고려된다. 본 개시의 실시 예들은 임의의 세대 크기를 수용할 수 있으며 이에 대해 제한되지 않는다. 그러나, 당업자는 본 개시의 예시적인 실시 예들에 따라 여기에 설명된 기술들을 사용하여 임의의 특정 세대 크기가 처리될 수 있는 방법을 결정할 때 표면적 및 항력이 고려되어야 한다는 것을 인식할 것이다. 다른 크기의 기판도 개시된 시스템에 의해 처리될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 부양 테이블(105)의 폭은 기판(110)의 폭보다 좁거나 거의 동일한 폭일 수 있어, 측면 에지들에서 기판(110)의 에지 부분들(111 및 112)이 부양 테이블(105)의 에지들과 정렬되거나 그로부터 돌출된다. 에지 부분들(111, 112)의 폭은 약 10 내지 약 15mm 범위일 수 있다. 부양 테이블(105)로부터 돌출된 에지 부분들(111 및 112)의 폭은 약 0mm 내지 약 10mm, 또는 약 15mm 내지 약 20mm와 같은 다른 값을 사용할 수 있다. 일부 실시 예에서, 돌출된 에지 부분의 폭은 전체 기판 크기와 무관하다. 부양 테이블(105)의 에지들 위에 매달려 있는 기판(110)의 측면 에지 부분들을 갖는 것은 돌출된 측면 에지 부분들의 중량을 사용하여 기판(110)의 플라이 높이의 균일성을 제어하는 데 도움이 될 수 있다. 측면 에지 부분들이 부양 테이블(105)의 에지들 위에 매달려 있는 경우, 기판(110)의 상이한 부분들에서 기판(110)의 플라이 높이의 변동이 감소될 수 있다. 보다 균일한 플라이 높이(기판(110)가 더 평평하고 테이블 위의 높이가 기판의 전체 영역에 걸쳐 더 균일함을 의미함)는 인쇄 영역(102)에서 유기 재료가 기판(110)의 상부 표면에 인쇄(예: 증착)될 때 더 나은 인쇄 효과를 가져올 수 있다.
도 1에 도시된 실시 예에서, 부양 테이블(105)은 포트들이 분포된 표면(115)(예를 들어, 연속적인 표면)을 포함한다. 특정 이론에 얽매이지 않고, 본 발명자들은 (예를 들어, 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103)에서와 같은) 탈출 포트들 또는 흡입 포트들 없이, 포트들로부터의 가압 기체 흐름을 사용하여 기체 베어링을 생성하기 위해, 기체가 표면(115)과 기판(110)의 하부 표면 사이의 공간에 공급될 때, 기체가 기판(110) 아래의 중앙 영역에 축적되거나 갇히는 경향이 있다고 생각한다. 기체의 축적은 기판의 중앙 영역과 같은 기판의 특정 영역 아래에서 압력의 증가를 초래한다. 그 결과, 기판(110)은 하나 이상의 영역에서 휘어질 수 있다. 예를 들어, 기체가 축적되고 압력이 기판의 중앙 영역 아래에 증가될 때, 부양 테이블(105)로부터 멀리 향하는 기판(110)의 표면은 볼록한 형상을 가질 수 있으며, 기판(110)의 중앙 영역에서의 플라이 높이가 가장 높고, 기판(110)의 에지 부분들(또는 영역들)에서의 플라이 높이가 가장 낮다. 기판(110) 아래에 축적된 기체는 하나 이상의 임의의 탈출 경로들(예를 들어, 어느 경로가 한 순간에 가장 적은 저항을 가짐)을 통해 공간을 탈출하는 경향이 있다. 이것은 기판(110)의 하나 이상의 랜덤하고 예측할 수 없는 영역에서 플라이 높이의 감소로 이어진다. 부양 테이블(105)의 표면 위의 기판(110)의 플라이 높이는 전형적으로 매우 작기 때문에, 예를 들어 약 30 마이크론 내지 500 마이크론이다. 일부 실시 예들에서, 플라이 높이는 기판(110)의 중앙 영역에서 약 250 마이크론이고 기판(110)의 에지들에서 약 100 마이크론일 수 있으며, 에지들에서의 플라이 높이가 추가로 무작위로 감소되면, 기판(110)의 에지들은 부양 테이블(105) 또는 부양 테이블(105) 상의 다른 물체와 접촉할 수 있다. 따라서, 이 문제를 해결하고 부양 중에 기판 아래에서 보다 균일하고 제어된 압력을 제공할 수 있는 시스템을 제공할 필요가 있다. 제어되고 예측 가능한 기체 배출 경로를 사용하여 부양 및 기판(110) 아래의 기체의 압력을 강력하게 제어함으로써, 인쇄 과정 동안 기판(110)의 전체 핸들링이 더 제어 가능할 수 있다. 본 개시는 위에서 논의된 문제를 해결하기 위해 기판(110)의 측면 에지들에 대응하는 위치들에서 부양 테이블(105) 상에 배치된 에지 제어 포트들을 사용한다.
도 2는 갇힌 기체와 관련된 문제를 개략적으로 묘사하기 위해 기판(110)을 지지하는 부양 테이블(105)의 실시 예의 부분 측단면도를 도시한다. 단면도는 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103)에서 기판(110)의 이동 방향 A에 일반적으로 수직인 부양 테이블(105)의 폭(즉, 도 1의 B-B'를 따라)에 걸쳐 취해진 것이다. 인피드 영역(101)과 아웃피드 영역(103)은 모두 기체 베어링을 전달하기 위한 압력 포트를 가질 수 있다. 즉, 부양 테이블(105)은 인피드 영역(101)과 아웃피드 영역(103)에서 기판(110) 아래 공간의 중앙 영역에 갇힌 기체가 빠져 나가기 위한 진공 포트(흡입 포트라고도 함) 또는 다른 탈출 포트들을 포함하지 않을 수 있다. 부양 테이블(105)은 복수의 포트들(121, 122, 123, 124, 125)을 포함할 수 있으며, 이는 도 1에 도시된 포트(120)의 실시 예일 수 있다. 문제를 간단히 설명하기 위해, 포트들(121-125)은 개구로 표시되며 그 안에 노즐이 배치되지 않는다. 다른 실시 예들에서, 노즐은 도 4-6을 참조하여 아래에 추가로 도시되고 설명되는 바와 같이 이들 개구에 배치될 수 있음이 이해된다.
포트들(121-125)은 유체 네트워크를 통해 기체 소스(147)와 흐름 연통된다(in flow communication). 유체 네트워크는 기체 공급 매니폴드(145), 기체 제어 밸브(146) 및 다양한 구성 요소들을 연결하는 다양한 유체 도관들(기체 도관들이라고도 함)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 포트들(121-125)은 기체 공급 매니폴드(145)와 작동 가능하게 연결(예를 들어, 흐름 연통)된다. 포트들(121-125)은 기체 파이프, 튜브 등과 같은 기체 도관들을 통해 기체 공급 매니폴드(145)와 연결될 수 있다. 기체는 기체 공급 매니폴드(145)로부터 포트들(121-125)로 양압으로 공급될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 포트들(121-125)에 공급되는 기체는 공기, 질소, 다른 희소 또는 불활성 기체, 또는 임의의 다른 적절한 기체 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 예를 들어 포트들(121-125)이 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103)에 위치할 때, 포트들(121-125) 중 어느 것도 진공 포트로서 사용되지 않는다. 일부 실시 예들에서, 하나 이상의 포트(121-125)는 예를 들어 포트들(121-125)이 인쇄 영역(102)에 위치할 때 진공 포트로서 사용된다. 일부 실시 예들에서, 인피드 영역(101) 및 아웃피드 영역(103)에서도 하나 이상의 포트가 여전히 진공 포트로서 사용될 수 있다는 것이 이해된다.
기체 공급 매니폴드(145)는 기체 제어 밸브(146)와 작동 가능하게 결합(예를 들어, 흐름 연통)된다. 기체 제어 밸브(146)는 솔레노이드 밸브와 같은 임의의 적절한 전력 작동식 흐름 제어 밸브일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기체 제어 밸브(146)는 수동 제어 밸브이다. 기체 제어 밸브(146)는 기체 소스(147)와 작동 가능하게 결합될 수 있다. 기체 소스(147)는 기체 제어 밸브(146), 기체 공급 매니폴드(145) 및 포트들(121-125)에 기체를 공급하는 데 사용될 수 있는 기체 파이프 또는 기체 탱크일 수 있다. 일부 실시 예에서, 기체 소스(147)는 가압 기체 소스일 수 있다.
기체 제어 밸브(146)는 제어기(148)와 작동 가능하게 결합될 수 있다. 제어기(148)는 적절한 회로, 게이트, 스위치, 로직 및 다른 적절한 소프트웨어 및 하드웨어 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(148)는 신호를 처리하고 제어 중인 다른 장치에 명령을 제공하기 위한 회로 및 로직을 갖는 프로세서를 포함할 수 있다. 제어기(148)는 포트들(121-125)에 공급되는 기체의 압력 및/또는 유량을 제어하기 위해 기체 제어 밸브(146)를 제어하도록 구성되거나 프로그래밍될 수 있다. 제어기(148)는 기체 제어 밸브(146)로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제어기(148)는 기체 제어 밸브(146)로부터 수신된 신호를 처리할 수 있고, 신호를 기체 제어 밸브(146)에 전송하여 포트들(121-125)에 공급되는 기체의 압력 및/또는 유량을 조절할 수 있다. 제어기(148)는 또한 센서, 액추에이터, 모터와 같은 시스템(100)에 포함된 다른 구성 요소들로부터 신호를 수신할 수 있다. 제어기(148)는 시스템(100)에 포함된 이들 구성 요소들에 명령 신호를 제공하여 그 동작을 제어할 수 있다.
하나의 기체 공급 매니폴드(145)가 도 2에 도시되어 있지만, 시스템(100)은 개별적으로 기체를 공급하기 위해 한 그룹의 포트들에 각각 작동 가능하게 결합된 하나 이상의 기체 공급 매니폴드를 포함할 수 있다. 상이한 그룹의 포트들에는 상이한 기체 공급 매니폴드를 통해 동일한 압력 및/또는 유량으로 기체가 공급될 수 있다. 대안적으로, 상이한 그룹의 포트들에는 상이한 기체 공급 매니폴드들을 통해 상이한 압력 및/또는 상이한 유량으로 기체가 공급될 수 있다. 2개 이상의 기체 공급 매니폴드(145)가 사용되는 경우, 각각의 기체 공급 매니폴드에 공급되는 기체를 제어하는 2개 이상의 기체 제어 밸브들(146)이 있을 수 있다. 또한, 2개 이상의 기체 소스들(147) 및 2개 이상의 제어기들(148)이 있을 수 있다. 2개 이상의 제어기들(148) 각각은 각각의 기체 공급 매니폴드를 제어하는 각각의 기체 제어 밸브(146)를 제어하도록 구성되거나 프로그래밍될 수 있다.
도 2는 포트들(121-125)로부터 부양 테이블의 표면(115)과 기판(110) 사이의 공간으로 공급되는 기체를 도시한다. 참조 번호들 131-135는 포트들(121-125)에서 공급되는 기체의 흐름을 나타낸다. 일부 실시 예들에서, 기체의 흐름들(131-135)은 실질적으로 동일한 압력 및/또는 유량을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 기체의 흐름들(131-135)은 상이한 압력 및/또는 유량을 갖는다. 예를 들어, 공간의 중앙 영역 근처의 흐름(예: 흐름 133)은 비중심 영역의 흐름(예: 흐름 131, 132, 134 및 135)보다 작은 압력 및/또는 유량을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기체 베어링을 형성하는 기체는 기판(110) 아래의 공간의 일반적으로 중앙 영역에 축적되고 갇힐 수 있으며, 이 실시 예에서는 일반적으로 도시된 중앙 영역에 있다. 이러한 축적은 중앙 영역에서 압력을 증가시켜 기판(110)의 중앙 영역에서 플라이 높이를 증가시킨다. 이것은 다시 기판(110)이 위쪽 방향으로 구부러지도록 하여 기판(110)의 표면이 볼록한 형상을 갖도록 부양 테이블(105)의 표면(115)으로부터 멀어지도록 하고, 중앙 영역에서의 플라이 높이는 기판(110)의 측면 에지 영역과 같은 임의의 다른 영역에서의 플라이 높이보다 크다. 기판(110)의 구부러짐은 예시 및 논의의 목적으로 과장되어 있다.
중앙 영역, 비중앙 영역 및 에지 영역에 공급되는 기체의 압력 및 유량은 임의의 적절한 값일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 중앙 영역, 비중앙 영역 및 에지 영역에 공급되는 기체의 압력은 약 4 KPa(킬로 파스칼) 내지 약 20 KPa의 범위일 수 있으며, 유량은 부양 테이블의 평방 미터당 약 200 리터/분 내지 부양 테이블(105)의 평방 미터당 약 700 리터/분의 범위일 수 있다.
기판(110)이 위로 구부러진 형태일 때 공간의 중앙 영역에 축적된 기체는 저항이 가장 적은 경로를 통해 빠져 나가는 경향이 있다. 따라서, 탈출 경로는 무작위로 예측할 수 없게 된다. 저항이 가장 적은 경로들은 기판(110)이 부양 상태로 지지되는 동안 제1 순간에 일 방향을 나타내는 화살표(151)로, 제2 순간에 다른 방향을 나타내는 화살표(152)로, 또는 제3 순간에 또 다른 방향을 나타내는 화살표(153)로 임의로 표시된다. 그 결과, 기체가 임의의 경로와 임의의 X-Y 방향을 통해 중앙 영역에서 빠져 나가게 된다. 이것은 기판(110)의 임의의 부분 또는 영역에서 플라이 높이의 불안정성을 초래한다. 이미 낮은 플라이 높이를 갖는 특정 방향의 에지 부분과 같이 기판(110)의 임의 영역에서 플라이 높이의 감소는 에지 부분이 부양 테이블(105)에 제공된 다른 물체와 접촉하게 할 수 있다.
도 3은 도 2를 참조하여 논의되고 제시된 문제를 해결하기 위해 부양 테이블의 압력 프로파일에 대한 제어를 위한 예시적인 실시 예를 도시한다. 도 3은 기판(110)을 지지하는 부양 테이블(105)의 예시적인 실시 예의 부분 측단면도를 개략적으로 도시한다. 도 2와 관련하여 위에서 논의된 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 부양 테이블(105)의 상이한 구역들을 통해 기판(110)의 상이한 영역들에 공급되는 기체 흐름들을 제어하여, 기판 아래의 압력을 더 잘 제어하고 따라서 기판(110)의 전체 표면 프로파일 및 부양 안정성을 제어한다. 예를 들어, 개시된 시스템은 기판 아래 영역에 상당한 기체 축적없이 기판(110) 아래에 실질적으로 균일한 압력을 유지하기 위해 부양 테이블(105)에 제공된 상이한 포트들을 통해 기판(110)의 상이한 영역들에 공급되는 기체 흐름들을 제어할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 개시된 시스템은 에지 제어, 즉 부양 테이블(105)에 선택적으로 위치된 에지 제어 포트들을 사용함으로써 기판(110)의 에지들에서 플라이 높이의 제어를 사용한다. 일 실시 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 폭 방향으로 부양 테이블(105)의 측면 에지들(또는 주변 영역들)에 근접하게 위치된 하나 이상의 포트가 에지 제어(폭 방향은 부양 테이블(105)을 따라 기판(110)의 운반 방향에 횡방향(transverse) 또는 수직한 것으로 정의됨)를 위해 선택(또는 구성)될 수 있다. 따라서, 기판이 부양 테이블의 전체 폭을 가로 질러 연장되는 폭을 가지며 가로 방향으로 있는 도 3에 도시된 실시 예에서, 각각의 측면 에지 측면(예를 들어, 기판의 이동 방향에 평행한 측면)에서 부양 테이블(105)의 측면 에지를 따른 포트들의 열은 에지 제어 포트들을 위해 선택될 수 있다. 에지 제어를 위해 선택된 포트들에는 (전체적으로 더 높은 단위 유량을 달성하기 위해) 기체 베어링을 부양 기판(110)에 제공하는 데 사용되는 다른 포트들과 비교하여 더 높은 압력 및/또는 더 큰 유량에서 기체가 공급된다. 도 3에 도시된 실시 예에서, 포트들은 부양 테이블(105)의 개구들을 포함한다. 개구들 내에는 노즐이 배치되지 않는다.
에지 제어 포트들은 부양 테이블(105)의 측면 에지들에 위치할 필요는 없다. 예를 들어, 기판(110)의 폭이 부양 테이블(105)의 폭보다 좁을 때(예를 들어, 주어진 크기의 기판이 운반 방향에서 세로 방향으로 배향되는 경우), 에지 제어 포트들은 기판(110)의 에지 영역들에 대응하는 위치들에 배치되는 부양 테이블(105)에 제공된 포트들로부터 선택될 수 있다. 그 위치들은 부양 테이블(105)의 측면 에지들에 가장 가까운 포트들의 내측에 있을 수 있다.
도 3에 도시된 실시 예에서, 포트들(121 및 125)은 폭 방향으로 부양 테이블(105)의 에지 근처에 위치된다. 이러한 위치 설정은 포트들(121 및 125)이 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110)의 이동 방향에 평행하게 연장되는 기판(110)의 에지 부분(주변 부분)에 기체 흐름을 공급할 수 있게 한다.
포트들(121 및 125)은 에지 제어를 위해 배열될 수 있다(따라서, 포트들(121 및 125)은 에지 제어 포트로 지칭될 수 있음). 포트들(122, 123 및 124)는 기체 베어링을 부양 기판(110)에 제공하기 위해 선택될 수 있다(따라서, 포트들(122-124)은 여기에서 설명의 용이성을 위해 기체 베어링 포트로 지칭될 수 있음). 포트들(121-125)은 유체 네트워크를 통해 기체 소스(180)와 흐름 연통된다. 유체 네트워크는 제1 기체 공급 매니폴드(170), 제2 기체 공급 매니폴드(185), 제1 기체 제어 밸브(175), 제2 기체 제어 밸브(190), 선택적 제3 기체 제어 밸브(176), 및 다양한 구성 요소들에 연결되는 다양한 유체 도관들(기체 도관들라고도 함)을 포함한다. 도 3의 예시적인 실시 예에서, 포트들(122, 123 및 124)은 기체 도관들(예를 들어, 기체 파이프, 튜브 등)을 통해 제1 기체 공급 매니폴드(170)와 유체적으로 결합되고, 포트들(121 및 125)은 기체 도관들을 통해 제2 기체 공급 매니폴드(185)와 유체적으로 결합된다. 제1 기체 공급 매니폴드(170)는 기체 도관들을 통해 제1 기체 제어 밸브(175)와 작동 가능하게 결합될 수 있다. 제2 기체 공급 매니폴드(185)는 기체 도관들을 통해 제2 기체 제어 밸브(190)와 작동 가능하게 결합될 수 있다. 제1 및 제2 기체 공급 매니폴드(170, 185)는 도 2에 도시된 기체 공급 매니폴드(145)와 유사할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 및 제2 기체 제어 밸브(175, 190)는 기체 도관들을 통해 기체 소스(180)와 작동 가능하게 결합된다. 제1 및 제2 기체 제어 밸브(175 및 190)는 도 2에 도시된 기체 제어 밸브(146)와 유사할 수 있고, 기체 소스(180)는 도 2에 도시된 기체 소스(147)과 유사할 수 있다. 기체 소스(180)는 제1 및 제2 기체 제어 밸브(175, 190)에 기체를 공급하고, 이는 차례로 제1 및 제2 기체 공급 매니폴드(170, 185)에 각각 기체를 공급한다. 일부 실시 예에서, 기체 소스(180)는 가압 기체 소스일 수 있다. 제1 및 제2 기체 제어 밸브(175 및 190)는 데이터 및/또는 신호 통신을위한 전자 연결을 통해 제어기(195)와 작동 가능하게 결합될 수 있다. 전자 연결은 유선 또는 무선 연결일 수 있다. 제어기(195)는 도 2에 도시된 제어기(148)와 유사할 수 있다. 제어기(195)는 기체의 압력 및/또는 유량을 조정하기 위해 제1 및 제2 기체 제어 밸브(175 및 190)를 독립적으로 제어하도록 프로그래밍될 수 있다. 제1 및 제2 기체 제어 밸브(175, 190)로부터 제1 및 제2 기체 공급 매니폴드(170, 185)로 각각 공급된다.
예시적인 실시 예에서, 제어기(195)는 기체 베어링을 제공하기 위한 제1 기체 공급 매니폴드(170) 및 포트들(122-124)에 공급되는 기체가 제1 압력 및 제1 유량을 갖도록 제1 기체 제어 밸브(175)를 제어하도록 프로그램된다. 제어기(195)는 또한 플라이 높이의 에지 제어를 제공하기 위한 제2 기체 공급 매니폴드(185) 및 포트들(121 및 125)에 공급되는 기체가 제2 압력 및 제2 유량을 갖도록 제2 기체 제어 밸브(190)를 제어하도록 프로그램된다. 따라서, 포트들(121 및 125)로부터의 기체 흐름은 포트들(122-124)로부터의 기체 흐름과 다르고 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 제2 압력 및 제2 유량 중 적어도 하나는 제1 압력 및 제1 유량 중 적어도 하나보다 클 수 있다. 따라서, 부양 테이블(105)의 에지에 있는 포트들(121 및 125)로부터 공급된 기체의 흐름들(161 및 165)은 포트들(122, 123, 124)로부터 제공된 기체의 흐름들(162, 163 및 164)보다 더 높은 압력 및/또는 더 큰 유량을 갖는다.
예를 들어, 일 실시 예에서, 에지 제어 포트들(121 및 125)로부터 제공된 기체의 흐름들(161 및 165)의 제2 압력은 포트들(122, 123, 124)로부터 제공된 기체의 흐름들(162, 163 및 164)의 제1 압력보다 클 수 있다. 따라서, 포트들(121 및 125)로부터의 기체 흐름들(161 및 165)은 흐름들(161 및 165)이 향하는 기판의 에지 영역 근처에서 기판의 플라이 높이를 약간 증가시키도록 제어되어 기체의 중앙 영역 아래에 기체가 축적되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 에지가 기판(110)의 중앙 영역과 같은 기판의 다른 영역에서의 플라이 높이보다 약간 더 높도록 기판(110)을 가로 지르는 플라이 높이가 제어될 수 있다. 실질적으로 평평하거나 약간 오목한 형상을 갖는 부양 테이블(105)로부터 멀리 향하는 기판(110)의 표면을 제공하는 것(도 3은 예시 및 논의를 위해 과장된 프로파일을 다시 도시 함). 이러한 방식으로, 부양 테이블(105)의 표면(115)과 기판(110)의 하부 표면(즉, 부양 테이블을 향하는 표면) 사이의 공간에 축적되는 임의의 기체는 화살표 171 및 172로 표시되는 바처럼, 고정되거나 예측 가능한 탈출 경로들을 따라 공간을 벗어날 수 있다. 그 결과, 기판(110)의 플라이 높이 분포 또는 부양은 더욱 견고하고 균일하며 제어하기 쉬워진다. 더욱이, 도 3에 도시된 기판(110)의 플라이 높이 프로파일에서, 플라이 높이는 도면에서 폭 방향(x-방향)으로 기판의 중심선을 따르는 영역으로부터 점차적으로 증가하여 기판(110)의 외부 측면 에지들에서 최대로 증가하고, 기판(110), 특히, 에지 부분들과 부양 테이블(105) 상의 다른 물체와의 잠재적인 접촉을 줄이거나 제거한다.
일부 실시 예에서, 평평한 기판 및 부양 테이블 표면을 가정할 때 기판의 플라이 높이는 일반적으로 다음의 방정식에 의해 지배될 것이다.
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여기서, Q는 기판 아래의 기체 흐름, d는 플라이 높이, μ은 점도이다. 방정식에 반영된 것처럼 Q는 "d"의 세제곱에 비례한다. 따라서, 플라이 높이를 약간만 변경하면 기판 아래 공간을 벗어날 수 있는 기체 흐름의 양이 크게 증가하여 시스템이 불안정해질 수 있다.
제1 및 제2 기체 제어 밸브(175 및 190)를 제어하기 위한 하나의 제어기(195)가 도 3에 도시되어 있지만, 시스템(100)은 제1 및 제2 기체 제어 밸브(175 및 190)를 독립적으로 그리고 개별적으로 제어하기 위한 2개 이상의 제어기들을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 도 3에 도시되지 않은 시스템(100)의 다른 구성 요소들을 제어하기 위한 다른 제어기들을 포함할 수 있다. 또한, 도 3에는 기체 공급을 위한 하나의 기체 소스(180)가 도시되어 있지만, 시스템(100)은 제1 기체 제어 밸브(175)와 제2 기체 제어 밸브(190)에 각각 제1 기체와 제2 기체를 별도로 공급하기 위한 2개 이상의 개별 기체 소스들을 포함할 수 있다.
또한, 도 3은 포트들(121-125)를 갖는 부양 테이블(105)의 단면도를 도시한다. 각 포트는 부양 테이블(105)의 길이 아래(즉, 도 3의 페이지로 향하는 방향 및 기판 이동 방향을 따른)의 포트 어레이를 나타내는 것으로 이해된다. 이러한 배열은 도 7, 8 및 9에 더 명확하게 묘사되어 있다(단, 에지 제어 포트들만 표시됨). 또한, 이동 방향을 가로 질러 연장하는 도면에 도시된 포트들의 개수는 예시를 위한 것이며 에지 제어 포트 그룹의 일부를 포함하여 다른 개수의 포트들이 제공될 수 있다. 더욱이, 테이블을 가로 질러 그리고 여기에 설명된 부양 테이블의 상이한 길이 방향으로 연장되는 구역들에서 포트들의 크기, 모양 및 밀도는 상이할 수 있고, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이 다양한 고려 사항들에 기초하여 선택될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 기체 베어링을 제공하기 위한 포트들 중 중앙 영역에 위치한 하나 이상의 포트에 공급되는 기체의 흐름은 비중앙 영역(예: 중앙 영역과 에지 제어 포트들이 있는 에지 영역 사이의 영역들)에 위치한 다른 포트들에 공급되는 기체의 흐름에 비해 감소될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시 예에서, 포트들(121 및 125)은 기판(110) 또는 부양 테이블(105)의 에지 영역 근처에 위치하는 에지 제어 포트들로 지칭될 수 있다. 포트들(122 및 124)은 기판(110)의 비중앙 영역 근처에 위치한 포트들로 지칭될 수 있다. 포트(123)는 기판(110)의 중앙 영역 근처의 부양 테이블(105) 상의 일부에 위치한 포트로 지칭될 수 있다. 비록 도 3의 실시 예에서, 간략화를 위해, 단지 하나의 포트(123)만이 중앙 영역 근처에 위치한 것으로 도시되고, 2개의 포트들(122 및 124)만이 비중앙 영역에 도시되어 있다. 부양 테이블(105)이 더 많은 포트들을 포함할 때, 중앙 영역은 하나 이상의 포트를 포함할 수 있고, 비중앙 영역은 2개 이상의 포트들을 포함할 수 있음을 이해된다.
도 3에 도시된 실시 예에서, 흐름들(162, 163 및 164)은 기체 베어링을 제공하기 위해 사용된다. 포트(123)를 통해 공급되는 흐름(163)은 포트들(122 및 124)을 통해 공급되는 흐름들(162 및 164)에 비해 감소될 수 있다. 예를 들어, 포트(123)를 통해 공급되는 흐름(163)의 압력 및 유량 중 적어도 하나는 포트들(122 및 124)을 통해 공급되는 흐름들(162 및 164)의 대응하는 압력 및 대응하는 유량 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. 중앙 영역에서의 이러한 흐름의 감소는 기판(110)의 형상을 실질적으로 평평하거나 약간 오목한 것으로 유지하기 위해 에지 제어 포트들(예를 들어, 121 및 125)에서 더 큰 흐름의 공급과 결합될 수 있다. 이하의 논의에서 반복되지는 않지만, 중앙 영역에서의 흐름 감소는 도 4-9에 도시된 다른 실시 예들에도 적용 가능하다. 따라서, 다양한 예시적인 실시 예들에서 2개 이상의 기체 유동 포트 구역들이 테이블을 따라 기판의 이동 방향에 평행하게 연장되는 부양 테이블의 섹션들(예를 들어, 세로로 연장되는 섹션들)에서 정의될 수 있다. 다른 구역들의 포트들로부터의 기체 흐름은 독립적으로 제어될 수 있다.
중앙 영역 근처에 위치한 하나 이상의 포트에 공급되는 기체의 흐름이 감소될 때, 시스템(100)은 중앙 영역 근처에 위치한 하나 이상의 포트에 공급되는 기체를 제어하기 위해 별도의 제3 기체 제어 밸브(176)를 선택적으로 포함할 수 있다. 제3 기체 제어 밸브(176)는 제1 및 제2 기체 제어 밸브(175, 190)와 유사할 수 있다. 제3 기체 제어 밸브(176)는 중앙 영역 근처에 위치한 하나 이상의 포트에 직접 작동 가능하게 결합될 수 있거나, 제1 기체 공급 매니폴드(170)를 통해 중앙 영역 근처에 위치한 하나 이상의 포트에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 대안적으로, 제3 기체 제어 밸브(176)는 도 3에 도시되지 않은 별도의 기체 공급 매니폴드를 통해 중앙 영역 근처에 위치한 하나 이상의 포트에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 방식으로 중앙 영역 근처에 위치한 하나 이상의 포트에 공급되는 기체는 비중앙 영역들(예: 중앙 영역과 에지 제어 포트가 위치한 에지 제어 영역들 사이의 영역들)에 위치한 다른 포트들에 공급되는 기체와 독립적으로 제어될 수 있다. 제3 기체 제어 밸브(176)는 제어기(195) 또는 다른 제어기와 작동 가능하게 결합될 수 있다. 제어기(195)는 비중앙 영역에 위치한 포트들에 공급되는 기체와 비교하여 중앙 영역 근처에 위치한 하나 이상의 포트에 공급되는 기체의 압력 및/또는 유량을 감소시키기 위해 제3 기체 제어 밸브(176)를 제어할 수 있다. 도 4-5의 실시 예들에 도시되지 않았지만, 제3 기체 제어 밸브(176)가 이 실시 예들 및 여기에 개시된 임의의 다른 실시 예들에 선택적으로 포함될 수 있다는 것이 이해된다.
도 4는 기판(110)을 지지하는 부양 테이블(105)의 또 다른 예시적인 실시 예의 부분 측단면도를 개략적으로 도시한다. 도 4에 도시된 시스템(100)의 시스템 구성 요소는 도 4에 도시된 실시 예에서, 추가의 노즐들(201 및 205)은 기판(110)의 측면 에지 부분들에서 기판(110)의 플라이 높이의 에지 제어를 위한 기체 흐름을 제공하기 위해 개구들(121 및 125) 내에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 제외하고는 도 3에 도시된 시스템 구성 요소와 유사하다. 기판(110)의 측면 에지 부분들은 인피드 영역(101) 및 아웃피드 영역(103) 및 선택적으로 인쇄 영역(102)을 통해 기판(110)의 이동 방향에 평행하게 연장된다. 노즐들(201 및 205)은 임의의 적합한 노즐일 수 있다. 도 4에 도시된 실시 예에서, 노즐들(201 및 205)은 기체 도관들을 통해 제2 기체 공급 매니폴드(185)와 작동 가능하게 결합된다. 제2 기체 공급 매니폴드(185)는 기체 도관들을 통해 제2 기체 제어 밸브(190)와 작동 가능하게 결합될 수 있다. 제2 기체 제어 밸브(190)는 전자 연결을 통해 제어기(195)와 작동 가능하게 결합될 수 있다.
제어기(195)는 포트들(122, 122 및 123)에 공급되는 기체의 흐름(예를 들어, 제1 압력 및/또는 제1 유량)을 조정하기 위해 제1 기체 제어 밸브(175)를 제어하도록 프로그래밍될 수 있다. 제어기(195)는 또한 제2 제어 밸브(190)를 제어하여 노즐(201 및 205)에 공급되는 기체의 흐름(예를 들어, 제2 압력 및/또는 제2 유량)을 조정할 수 있다. 예시적인 적용에서, 도 4(위에서 논의된 바와 같이, 도시된 기판의 표면 프로파일은 설명을 위해 과장된 것이다)에 도시된 바와 같이, 에지 부분에서 기판(110)의 플라이 높이가 중앙 영역에서 플라이 높이보다 약간 더 높을 수 있도록, 흐름들(161 및 165)의 제2 압력 및 제2 유량 중 적어도 하나는 흐름들(162, 163 및 164)의 제1 압력 및 제1 유량 중 적어도 하나보다 크다. 기판(110)의 플라이 높이 프로파일 또는 플라이 높이 분포는 도 3과 관련하여 위에서 논의된 것과 유사한 약간 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 기판(110)은 부양 테이블(105)에 의해 지지되고 운반되는 동안 실질적으로 평평하거나 약간 오목한 형태로 유지될 수 있다. 따라서, 적어도 인피드 영역(101) 및 아웃피드 영역(103)에서 부양 테이블(105)은 가압된 기체 포트들과 결합된 흡입 포트들의 사용을 통한 상응하는 정확한 플라이 높이 제어 없이 가압된 기체를 공급하며, 기판 아래의 기체 압력은 기판 아래 영역에서 기체가 빠져 나갈 수 없거나 예측할 수 없는 기체 배출 경로로 이어지지 않고 기판의 일반적으로 안정한 부양을 유지하도록 실질적으로 균일하도록 제어될 수 있다.
다양한 예시적인 실시 예들에서, 노즐들(201 및 205)은 기판과 부양 테이블 사이의 공간으로부터 예측 가능하고 원하는 기체 배출 경로를 제공하기 위해 기판(110)의 에지 부분들에 기체의 펄스 제트를 전달하여 기판의 에지 영역에서 플라이 높이를 약간 증가시키고 기판(110)에 대해 원하는 플라이 높이를 유지할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 노즐들(201 및 205)은 기체의 연속 제트를 기판(110)의 에지 부분으로 전달한다. 일부 실시 예들에서, 노즐들(201 및 205)뿐만 아니라 포트들(122-124)에 공급되는 기체는 공기, 질소, 다른 희기체, 불활성 기체, 또는 임의의 다른 적절한 기체 또는 이들의 조합일 수 있다.
도 5는 부양 테이블(105)의 또 다른 예시적인 실시 예의 부분 측단면도를 개략적으로 도시한다. 도 5에 도시된 시스템 구성 요소들은 도 5에 도시된 실시 예에서, 노즐들(201 및 205)이 (도면에서 기판의 이동의 y-방향에 평행한) 측면 에지 부분들에서 기판(110)의 플라이 높이의 에지 제어를 위한 기체 흐름을 제공하기 위해 개구들(121 및 125) 내에 적어도 부분적으로 배치되고, 노즐들(202, 203 및 204)이 기체 베어링을 부양 기판(110)에 제공하기 위해 개구들(122, 123 및 124) 내에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 제외하고는 도 3 및 4에 표시된 시스템 구성 요소들과 유사하다. 일부 실시 예에서, 노즐들(201-205)에 공급되는 기체는 공기, 질소, 희기체, 불활성 기체, 또는 임의의 다른 적절한 기체 또는 이들의 조합일 수 있다. 노즐들(202, 203 및 204)은 노즐들(201 및 205)과 유사하거나 상이한 구성을 가질 수 있다. 도 5의 예시적인 실시 예에서, 노즐들(202, 203, 204)은 기체 도관들을 통해 제1 기체 공급 매니폴드(170)와 유체적으로 결합된다. 제1 기체 공급 매니폴드(170)는 기체 도관들을 통해 제1 기체 제어 밸브(175)와 작동 가능하게 결합된다. 제1 기체 제어 밸브(175)는 전자 연결을 통해 제어기(195)와 작동 가능하게 결합된다. 제어기(195)는 제1 기체 공급 매니폴드(170)에 공급되고, 이어서 노즐들(202, 203, 204)에 공급되는 기체의 흐름(예를 들어, 제2 압력 및 제2 유속 중 적어도 하나)을 조정하기 위해 제1 기체 제어 밸브(175)를 제어하도록 프로그래밍된다. 흐름들(161 및 165)(노즐들(201 및 205)을 통해 제공됨)의 압력 및 유량 중 적어도 하나는 흐름들(162, 163 및 164)(노즐들(202, 203, 204)을 통해 제공됨)의 압력 및 유량 중 적어도 하나보다 더 크게 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 기체의 흐름들(161 및 165)은 에지 영역들에서 기판(110)의 플라이 높이를 약간 상승시켜 플라이 높이 프로파일 또는 분포가 약간 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 기판(110) 아래 공간의 기체 압력은 기판이 부양 테이블(105)에 의해 지지되고 이를 따라 운반되는 동안 실질적으로 균일하게 유지될 수 있으며, 이에 따라 기체가 예측 가능하게 빠져 나가 기판의 하나 이상의 영역 아래에서 바람직하지 않은 축적을 방지할 수 있다.
기체 베어링을 제공하기 위한 임의의 적절한 노즐이 노즐들(202, 203, 204)로서 사용될 수 있다. 측면 에지 영역들에서 기판(110)의 플라이 높이의 에지 제어를 제공하기 위해 임의의 적절한 노즐이 노즐들(201 및 205)로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 기체 베어링을 제공하고/하거나 에지 제어를 위한 노즐은 Coreflow Ltd.로부터 상업적으로 입수 가능한 SmartNozzleTM일 수 있다.
당업자에게 친숙한 공기 베어링을 제공하기 위해 다공성 재료를 사용하는 것과 같은 다른 부양 테이블도 개시된 시스템에서 사용될 수 있다. 이를 위해, 본 명세서에서 사용되는 용어 "포트"는 다양한 부양 테이블이 만들어지는 소결된 또는 세라믹 재료의 기공들 또는 개구들 뿐만 아니라 솔리드(solid) 재료 테이블의 두께를 통해 형성된 관통 구멍들 또는 개구들을 포함하는 다양한 개구들을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
도 6은 부양 테이블(105)의 에지들에 에지 제어 포트들이 배열된 단순화된 부양 테이블(105)의 개략적인 평면도이다. 도 6은 부양 테이블(105)에 의해 지지되는 기판(110) 및 부양 테이블(105)을 도시한다. 간단하게 하기 위해, 부양 테이블(105) 상에 제공되고 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103)을 따라 기판(110)을 운반하는 동안 기판(110)의 에지 부분들에 대응하는 위치에 위치한 에지 제어 포트들(개구들 또는 노즐들일 수 있음)만이 도시된다. 도시되지는 않았지만, 유사한 에지 제어 포트들이 기판(110)에 의해 덮인 영역 외부의 부양 테이블(105)의 측면 에지들을 따라 분포되어있다(예를 들어, 도시된 에지 제어 포트들의 패턴은 기판(110)에 의해 덮인 영역 외부의 측면 에지들을 따라 반복될 수 있음). 도 6에 도시된 위치에서, 기판(110)은 부양 테이블(105)의 인피드 영역(101) 또는 부양 테이블(105)의 아웃피드 영역(103)에 위치할 수 있다. 선택적으로, 도 6에 도시된 위치에서, 기판(110)은 인쇄 영역(102) 또는 다른 처리 영역에 위치할 수 있다. 다시 말하면, 도 6에 도시된 에지 제어 포트들은 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103), 또는 선택적으로 인쇄 영역(102)에 위치할 수 있다. 기체 베어링을 제공하기 위해 부양 테이블(105)에 제공된 다른 포트들은 예시의 단순화를 위해 도시되지 않았다. 예를 들어, 기체 베어링을 제공하기 위해 도 1, 3, 4 및 5에 도시된 것과 유사한 포트들은 일반적으로 부양 테이블(105)의 전체 표면에 걸쳐 분포된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 이 실시 예에서, 에지 제어 포트들의 열(column)은 기판(110)의 플라이 높이의 에지 제어를 제공하기 위해 각각의 측면 에지 측(기판(110)에 의해 덮이지 않은 영역들을 포함함)에 위치될 수 있다. 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103)(또는 선택적으로 인쇄 영역(102)) 중 하나에서 기판(110)을 운반하는 동안 도 6의 기판(110)의 위치에서, 기판(110)은 좌측의 에지 제어 포트들(601-605)에 의해 그리고 우측의 에지 제어 포트들(606-610)에 의해 지지될 수 있다. 간단하게 하기 위해, 기판(110)에 의해 덮인 영역에 기체 베어링을 제공하기 위해 부양 테이블(105) 상에 제공된 다른 포트들은 도시되지 않았지만, 당업자는 기체 베어링을 제공하기 위한 도 1, 3, 4 및 5에 도시된 것과 유사한 포트들이 일반적으로 부양 테이블(105)의 전체 표면에 걸쳐 분포된다 것을 인식할 것이다. 일부 실시 예들에서, 에지 제어 포트들(601-610)에 공급되는 기체는 공기, 질소, 다른 희기체, 불활성 기체, 또는 임의의 다른 적절한 기체 또는 이들의 조합일 수 있다.
도 6에 도시된 실시 예와 같은 개시된 실시 예에서, 기판(110)은 부양 테이블(105)보다 더 넓은 것으로 도시되며, 기판(110)의 에지 부분들(111 및 112)은 부양 테이블(105)의 측면 에지들로부터 돌출되어 있다. 일부 실시 예들에서, 기판(110)은 부양 테이블(105)보다 좁을 수 있다. 따라서, 기판(105)의 에지 부분들은 부양 테이블(105)의 에지들로부터 돌출될 수 없다. 이러한 배열에서, 기판(105)의 에지 부분들 근처에 위치하는 부양 테이블(105)에 제공된 특정 포트들은 에지 제어 포트들로서 선택될 수 있다. 따라서, 기판 아래의 공간에서 실질적인 압력 균일성을 제공하기 위해 부양 테이블을 따라 기판이 이동하는 방향과 평행한 방향으로 확장되는 섹션들(즉, 부양 테이블을 따른 기판 이동 방향에 평행한 방향으로 확장되는 섹션들)에서 부양 테이블의 서로 다른 길이 방향으로 확장되는 섹션들에서 기체의 흐름이 제어될 수 있다. 예를 들어, 더 높은 압력 및/또는 유량을 갖는 기체가 이러한 선택된 포트들을 통해 공급되어 에지 부분에서 기판(110)의 플라이 높이를 상승시켜 기판(110)의 중앙 부분이 가장 낮은 플라이 높이를 가지는 플라이 높이 프로파일에 대한 오목한 형상을 생성할 수 있다. 즉, 부양 테이블(105)에 제공된 임의의 포트들이 에지 제어 포트들로 선택될 수 있다. 이러한 포트들은 부양 테이블(105)의 에지들에 위치할 필요가 없다. 예를 들어, 이러한 포트들은 기판의 에지 부분들에 기체 흐름을 제공할 수 있는 한 어디에나 위치할 수 있다. 더 높은 압력 및/또는 유량을 갖는 기체가 이러한 포트들에 공급되어 필요에 따라 기판(110)의 에지 부분들에서 플라이 높이를 변경하여 부양 테이블과 기판 사이의 공간으로부터 기체에 대한 예측 가능한 탈출 경로를 제공할 수 있다.
도 7은 부양 테이블(105)의 에지들에서 에지 제어 포트들의 다른 배열을 갖는 단순화된 부양 테이블(105)의 개략적인 평면도이다. 도 7은 부양 테이블(105) 및 부양 테이블(105)에 의해 지지되는 기판(110)을 도시한다. 도 6에 도시된 실시 예와 유사하게, 간단하게 하기 위해, 도 7은 부양 테이블(105) 상에 제공되고 기판(110)의 에지 부분들에 대응하고 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103)을 따라(또는 선택적으로 인쇄 영역(102)에서) 기판(110)의 운반 동안 기판(110)에 의해 덮이는 위치에 위치된 에지 제어 포트들(개구들 또는 노즐들일 수 있음)만을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 측면 에지 측에서, 에지 제어 포트들(701-705)은 (직선 기둥이 아닌) 서로로부터 오프셋될 수 있다. 에지 제어 포트들(701-705)가 라인으로 연결된 경우, 라인은 도 7에 도시된 바와 같이 지그재그 패턴을 보일 수 있다. 유사하게, 우측 측면 에지 측의 에지 제어 포트들(706-710)은 또한 서로로부터 오프셋되어 지그재그 패턴을 형성할 수 있다.
도 8은 부양 테이블(105)의 에지에서 에지 제어 포트의 다른 배열을 갖는 단순화된 부양 테이블(105)의 개략적인 평면도이다. 도 8은 부양 테이블(105) 및 부양 테이블(105)에 의해 지지되는 기판(110)을 도시한다. 도 6 및 7와 유사하게, 단순화를 위해, 도 8은 부양 테이블(105) 상에 제공되고 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103)을 따라 기판(110)의 운반 동안 기판(110)의 위치에서 기판(110)에 의해 덮인 에지 영역에 위치한 에지 제어 포트들(개구들 또는 노즐들일 수 있음)만을 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 측면 에지 측에서 에지 제어를 위해 2열의 에지 제어 포트들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 부양 테이블(105)의 좌측 측면 에지 측에 에지 제어 포트들(811-815 및 821-825)이 에지 제어를 위해 분산될 수 있다. 우측 측면 에지 측에는 에지 제어를 위해 에지 제어 포트들(831-835 및 841-845)이 분산될 수 있다. 도 8의 실시 예에서 각각의 에지 측에 2열의 에지 제어 포트들이 도시되어 있지만, 에지 제어를 위해 각각의 에지 측에 2열 이상의 에지 제어 포트들이 사용될 수 있음이 이해된다.
당업자는 다공성 또는 소결된 재료 부양 테이블들이 사용되는 경우, 인시츄 기공들("포트들")이 있는 테이블의 영역들(예: 에지 영역들)에 공급되는 기체는 부양 테이블의 개별 개구들을 통한 흐름 제어와 다르게 제어될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 9는 본 개시에 따른 기판을 지지하기 위한 방법의 예시적인 단계를 예시하는 흐름도이다. 방법(900)은 본 명세서에 개시된 시스템(100)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 방법(900)은 제어기(195)와 같은 시스템(100)의 다양한 실시 예들에 개시된 임의의 제어기에 의해, 그리고 시스템(100)에 포함된 다른 구성 요소들, 예를 들어, 시스템(100)에 포함될 수 있는 기체 공급 매니폴드, 기체 제어 밸브, 임의의 압력 및/또는 유량 센서(이전 도면에 도시되지 않았을 수 있음)와 다른 구성 요소들과 결합하여 수행될 수 있다.
방법(900)은 부양 테이블의 표면 위에 기판을 부양시키기에 충분한 기체 베어링을 설정하기 위해 부양 테이블의 제1 복수의 포트들을 통해 제1 유량 및 제1 압력으로 기체를 흘리는 단계를 포함할 수 있다(단계 910). 예를 들어, 도 3 및 4에 도시된 실시 예에서, 포트들(122-124)은 표면(115) 위에 기판(110)을 부양하기 위해 표면(115)과 기판(110) 사이에 기체 베어링을 제공하기 위해 제1 기체의 흐름을 공급할 수 있다. 제1 기체는 제1 유량 및 제1 압력을 가질 수 있다. 제어기(195)는 제1 기체 제어 밸브(175)를 제어하여 제1 기체 공급 매니폴드(170)에 공급되는 기체의 압력 및/또는 유량을 조정함으로써 기판(110)을 부양시키기 위한 포트들(122-124)로부터 공급되는 기체의 압력 및/또는 유량을 조정할 수 있다. 압력 및/또는 유량은 제어기(195)에 의해 조정될 수 있으며, 따라서, 부양 테이블(105)의 표면(115) 위에 기판(110)을 부양시키기 위해 기체의 흐름에 의해 생성된 기체 베어링에 의해 충분한 힘이 제공된다. 기판(110)의 플라이 높이는 약 30 마이크론 내지 500 마이크론의 범위일 수 있으며, 예를 들어, 기판(110)의 상이한 부분들에 대해 대략 수백 마이크론 정도, 예를 들어 중앙 영역 근처의 100 마이크론에서 에지 영역들 근처에서는 약 250 마이크론까지일 수 있다.
도 3에 도시된 실시 예에서, 기체 베어링을 제공하기 위한 포트들 중 제어기(195)는 중앙 영역에 위치한 포트들에 공급되는 기체를 비중앙 영역에 위치한 다른 포트들로부터 독립적으로 제어하고, 중앙 영역에 위치한 포트들에서 공급되는 흐름들(예: 흐름의 압력 및/또는 유량)이 비중앙 영역에 위치한 포트들에서 공급되는 유량보다 작다. 중앙 영역에 위치한 포트들에서 공급되는 흐름의 감소는 중앙 영역의 압력 축적을 완화하는 데 도움이 될 수 있으며, 이에 따라, 에지 제어가 작동할 때 위에서 설명한 대로 부양 테이블(105)로부터 멀리 향하는 기판(110)의 표면의 오목한 형상을 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 제어기(195)는 선택적인 제3 기체 제어 밸브(176) 및 선택적인 개별 기체 공급 매니폴드(도 3에 도시되지 않음)를 통해 (또는 제1 기체 공급 매니폴드(170)를 통해) 독립적으로 중앙 영역에 위치한 포트들에 공급되는 기체를 제어할 수 있다.
도 5에 도시된 실시 예에서, 제어기(195)는 제1 기체 공급 매니폴드(170)에 공급되는 기체의 압력 및/또는 유량을 조정하기 위해 제1 기체 제어 밸브(175)를 제어할 수 있으며, 제1 기체 공급 매니폴드(170)는 차례로 부양 테이블(105)에 제공된 포트들(202-204)에 (노즐들(202-204)의 형태로) 기체를 공급한다. 위에서 논의된 바와 같이, 도 4-5에 도시되지 않았지만, 도 4-5에 도시된 실시 예는 중앙 영역에 위치한 포트들을 개별적으로 독립적으로 제어하기 위한 선택적인 제3 기체 제어 밸브들(176)을 또한 포함할 수 있다. 따라서, 중앙 영역에서 흐름을 개별적으로 그리고 독립적으로 감소시키는 상기 논의는 도 5의 실시 예에도 적용 가능하다.
방법(900)은 또한 부양 테이블의 제2 복수의 포트들을 통해 기판을 향해 제2 유량 및 제2 압력으로 기체를 흘리는 단계를 포함할 수 있다. 제2 복수의 포트들은 테이블을 따라 기판의 이동 방향에 평행하게 연장되는 부양 테이블의 2개의 대향 에지 섹션들을 따라 위치될 수 있으며, 각 섹션은 제1 복수의 포트들을 포함하는 섹션의 반대쪽에 있으며, 여기서, 제2 유량 및 제2 압력 중 적어도 하나는 제1 유량 및 제1 압력 중 적어도 하나보다 더 크다(단계 920). 예를 들어, 도 3-5에 도시된 실시 예에서, 에지 제어 포트들(121 및 125)은 제2 기체(기체 베어링을 제공하기 위한 제1 기체와 동일하거나 상이할 수 있음)의 흐름을 기판(110)의 운반 방향에 평행하게 연장되는 기판(110)의 2개의 에지 영역들에 공급할 수 있다. 도 9의 단계 930에서, 제1 기체의 제1 복수의 포트들로의 흐름 및 제2 기체의 제2의 복수의 포트들로의 흐름은 독립적으로 제어되어 바람직하지 않은 기체 축적이 부양 불안정성을 초래하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 흐름들은 기판 아래 공간에서 실질적으로 균일한 압력이 발생하도록 독립적으로 제어될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 논의된 바와 같이, 에지 제어 포트들로부터 흐르는 기체의 제2 압력 및/또는 유량 중 하나 이상이 제1 포트로부터의 그것보다 높을 수 있다. 다시, 도 3-5의 예시적인 실시 예를 참조하면, 제어기(195)는 포트들(121 및 125)을 통해 공급되는 기체의 압력 및/또는 유량을 조절하기 위해 제2 기체 제어 밸브(190)를 제어할 수 있다. 기체의 압력 및/또는 유량은 기체 베어링을 제공하기 위해 포트들(122-124)를 통해 공급되는 기체 흐름의 압력 및/또는 유량보다 더 크도록 조정될 수 있다.
제어기(195)는 포트들(121 및 125)을 통해 공급되는 기체 흐름의 압력 및/또는 유량을 조정하여 기판(110)의 에지 부분들에서 플라이 높이를 제어할 수 있으며, 에지 부분들에서의 플라이 높이가 기판(110)의 중앙 영역에서의 플라이 높이보다 약간 더 높을 수 있다. 따라서, 기체 베어링을 제공하기 위해 공급되는 기체는 상대적으로 일정한 방향 또는 흐름 경로로 부양 테이블(105)의 표면(115)과 기판(110) 사이의 공간을 벗어날 수 있다. 그 결과, 기체는 예측할 수 없는 임의의 경로로 공간을 벗어나지 않아 기판(110)의 에지들이 부양 테이블(105)의 다른 물체에 부딪힐 가능성을 줄이거나 제거하여 기판의 보다 안정적이고 균일한 전체 플라이 높이 분포 및 기판의 표면 프로파일을 유도한다.
도 10은 본 개시에 따른 기판을 지지하기 위한 다른 방법의 예시적인 단계를 도시하는 흐름도이다. 방법(1000)은 본 명세서에 개시된 시스템(100)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 방법(1000)은 제어기(195)와 같은 시스템(100)의 다양한 실시 예들에 개시된 임의의 제어기에 의해, 그리고, 이전 도면들에 표시되지 않았을 수 있는 시스템(100)에 포함될 수 있는 기체 공급 매니폴드, 기체 제어 밸브, 임의의 압력 및/또는 유량 센서와 같이 다른 구성 요소와 조합하여 수행될 수 있다.
방법(1000)은 부양 테이블에 의해 생성된 기체 베어링을 사용하여 부양 테이블 위에 기판을 지지하는 것을 포함할 수 있다(단계 1010). 예를 들어, 부양 테이블(105)은 표면(115)과 기판(110) 사이의 공간에 기체 흐름을 공급하여 표면(115) 위에 기판(110)을 지지하는 기체 베어링을 생성할 수 있다. 방법(100)은 또한 기판을 지지하는 동안 부양 테이블의 제1 영역과 부양 테이블의 제2 영역 사이에서 기판을 운반하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1020). 예를 들어, 기판(110)이 기체 베어링을 사용하여 지지되는 동안, 부양 테이블(110)(또는 시스템(100)의 다른 구성 요소)은 제1 영역(예를 들어, 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103))과 제2 영역(예를 들어, 인쇄 영역(102) 또는 다른 처리 영역) 사이에 기판(110)을 운반할 수 있다. 방법(1000)은 또한 기판이 제1 영역에 있는 동안, 기판의 대향하는 측면 에지 영역들 아래의 위치에서 부양 테이블로부터의 기체 흐름을 제어하는 단계를 포함할 수 있으며, 대향 측면 에지 영역들은 기판의 운반 방향에 평행한 방향으로 연장된다(단계 1030). 예를 들어, 기판(110)이 인피드 영역(101) 또는 아웃피드 영역(103)에 위치하는 동안, 여기에 개시된 임의의 제어기는 도 3-8과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 다른 포트들로부터 기판(110)의 다른 영역들에 공급되는 기체의 흐름과 독립적으로 기판(110)의 대향 측면 에지 영역들 아래의 위치에서 부양 테이블(110)로부터의 기체 흐름을 제어할 수 있다. 대향 에지 영역들은 기판(110)의 대향 측면들 상에 있을 수 있고 기판(110)의 운반 방향과 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 예측 가능한 기체 유출 경로를 제공하고 부양의 불안정 및 기판의 충돌/손상을 초래하는 기체의 갇힘을 방지하기 위해 기판의 에지 영역들 아래의 포트들로부터의 기체 흐름은 기판 아래의 공간에서 기체의 실질적으로 균일한 압력을 달성하기 위해 기판의 다른 영역들 아래의 포트들로부터의 기체 흐름과 독립적으로 제어될 수 있다.
방법(1000)은 기판이 제2 영역에 있는 동안 유체 스프링의 사용을 통해 기판 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 플라이 높이를 생성하도록 부양 테이블로부터의 기체 흐름을 제어하는 단계(단계 1040)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(110)이 인쇄 영역(102)에 있는 동안, 도 3-5에 개시된 것과 유사한 임의의 제어기 또는 도 3-5에 개시된 임의의 제어기는 기판(110) 전체에 걸쳐 균일하고 엄격하게 제어된 플라이 높이를 생성하기 위해 실질적으로 부양 테이블(105)로부터의 기체 흐름을 제어할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서 제어기는 부양 테이블(105)의 일부 포트들에 가압 기체가 공급되도록 기체 흐름을 제어할 수 있고, 부양 테이블(105)의 일부 포트들은 기판(110)과 표면(115) 사이의 공간에서 기체를 인출하는 진공력을 받게 된다. 압력과 진공은 모두 가압된 기체와 진공에 의해 생성된 유체 스프링의 유효 강성(effective stiffness)을 증가시킬 수 있다. 유효 강성이 증가하면 보다 균일하고 엄격한 플라이 높이 제어가 가능하다. 일부 실시 예들에서, 돌출된 에지 부분들(111 및 112)은 기판(110)의 중앙 부분의 중량에 대응할(counter) 수 있고, 이에 의해 기판(110)에 걸쳐보다 균일한 플라이 높이 분포를 생성하는 것을 도울 수 있다.
도 11은 다양한 예시적인 실시 예에 따른 부양 테이블이 본 개시에 따른 바람직한 압력 균일성 및 안정된 부양을 달성하기 위해 에지 제어 포트들 및 대응하는 기체 흐름을 여전히 제공하면서 상이한 배향들(또는 폭들)을 갖는 기판을 수용할 수 있는 방법을 개략적으로 도시한다. 부양 테이블(105)은 기판(110 또는 110')의 운반 방향에 일반적으로 평행하게 연장하는 복수의 구역들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 부양 테이블(105)은 중앙 구역(1101), 에지 구역(1104 및 1105), 및 중앙 구역(1101)과 에지 구역들(1104, 1105) 사이에 위치된 비중앙 구역들(1102 및 1103)을 포함한다. 각각의 구역은 다른 예시적인 실시 예들과 관련하여 설명된 바와 같이 어레이 또는 다른 구성으로 배열될 수 있는 복수의 포트들(설명의 편의를 위해 도시되지 않음)를 포함한다. 에지 구역들의 포트들, 중앙 구역의 포트들 및 비중앙 구역의 포트들로의 기체 흐름을 독립적으로 제어하여 부양 테이블(105)을 따라 운반될 때 기판의 바람직한 압력 균일성 및 부양 안정성을 달성할 수 있다. 포트들의 3개 이상의 서로 다른 구역들에 독립적인 기체 흐름 제어를 제공함으로써, 적어도 에지 구역들(1104, 1105)에 제1 복수의 포트들이 있고, 비중앙 구역들(1102, 1103)에 제2 복수의 포트들이 있으며, 중앙 구역(1101)에 제3 복수의 포트들이 있으며, 해당 구역들에 대한 독립적인 흐름의 제어에 의해, 부양 테이블은 기판의 다양한 형식 및 방향에 대해 바람직한 기판 부양 제어를 달성할 수 있다.
비중앙 구역들(1102, 1103)을 구성하는 영역들 및/또는 에지 구역들(1104, 1105)을 구성하는 영역들은 동일한 크기일 필요는 없다. 예를 들어, 기판이 테이블의 중앙에 대칭으로 배치되지 않은 경우, 구역 설정은 기판 상의 위치와 일치하도록 치우칠 수 있다. 또한, 부양 테이블의 폭보다 더 좁은 폭을 갖는 기판(110')과 같은 기판의 배치가 (예를 들어, 중앙의 양측으로) 치우친 경우 에지 구역들(1104, 1105)이 작동될 수 있다. 일부 응용에서, 예를 들어, 기판의 한 측면은 에지 영역들(1104, 1105) 중 하나 위에 정렬될 수 있다. 그러나, 기판의 전체 폭으로 인해 반대쪽 가장자리는 비중앙 구역들 중 하나 위에만 놓여 있고 반대쪽 에지 구역으로 완전히 확장되지 않을 수 있다.
예를 들어, 도 11에서 보여지는 바와 같이, 기판의 폭(테이블(105)을 따라 기판 운반에 수직인 치수)이 모든 구역들(1101-1105)을 가로질러 연장되도록 기판이 배향될 때, 구역들(1104 및 1105)의 포트들은 위에서 설명된 바와 같이, 구역들(1101, 1102 및 1103)의 포트들보다 더 높은 기체의 단위 유속을 갖는 에지 제어 포트들로 제어될 수 있다. 구역들(1102 및 1103)은 중앙 구역(1101)의 포트에서 흐름과 실질적으로 동일하게 제어되거나 중앙 구역(1101)과 에지 구역들(1104, 1105) 사이의 단위 유속을 갖도록 제어될 수 있다. 다른 예시적인 사용 시나리오에서, 기판이 에지 구역들(1104, 1105)의 포트들 위로 연장되지 않도록(도 11의 기판(110')에 의해 예시된 바와 같이) 기판이 배향되어 있거나 그 폭이 부양 테이블보다 작은 치수를 가질 때, 다양한 구역들(즉, 중앙 구역(1101), 비중앙 구역들(1102, 1103) 및 에지 구역들(1104, 1105))에서의 흐름 제어는 구역들(1102 및 1103)의 포트들을 통해 흐르는 기체가 기판(110')의 에지 영역 아래에 있는 에지 제어 포트로서 제어되고, 중앙 구역(1101)의 포트들을 통한 기체 흐름은 상기 다른 실시 예에 대해 설명된 바와 같이 제어될 수 있다. 기판(111') 아래에 위치하지 않는 에지 구역들(1104, 1105)의 포트는 기체 흐름을 생성하지 않도록 예시적인 실시 예에서 완전히 꺼질 수 있다. 따라서, 기체 흐름 포트들의 적어도 3개의 독립적으로 제어 가능한 구역들을 제공하는 것은 본 개시에 따라 기판의 상이한 영역들으로 향하는 바람직한 기체 흐름을 달성하기 위해 에지 제어 포트로서 제어될 포트 구역을 선택하는 유연성을 제공한다.
도 12는 부양 테이블(105)의 상이한 구역들(즉, 구역들(1104, 1105), 구역들(1102, 1103), 및 구역(1101)의 포트들에 기체 흐름을 공급하고 독립적으로 제어하기 위한 유체 구성 요소들 및 제어 장치들을 포함하는 공압 시스템(1100)의 일 예시적인 실시 예를 개략적으로 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이 공압 시스템(1100)은 제1 기체 공급 서브시스템(1110) 및 제2 기체 공급 서브시스템(1120)을 포함한다. 도 12를 참조하면, 공압 시스템의 예시적인 실시 예가 도시된다. 제1 기체 공급 서브시스템(1110)은 기체를 에지 구역들(1104 및 1105)의 포트들에 공급하고, 제2 기체 공급 서브시스템(1120)은 기체를 중앙 구역(1101) 및 비중앙 구역들(1102 및 1103)의 포트에 공급한다. 공압 시스템(1100)은 또한 시스템(1100)에 포함된 다양한 구성 요소들을 제어하기 위한 제어기(1550)를 포함한다. 제어기(1550)는 당업계에 공지된 임의의 적합한 제어기일 수 있고, 여기에 개시된 방법 및 프로세스에 기초하여 프로그래밍되거나 코딩될 수 있다.
제1 기체 공급 서브시스템(1110)은 고압 조절기 또는 제어기(1111) 및 저압 조절기 또는 제어기(1112)를 포함한다. 고압 조절기(1111) 및 저압 조절기(1112) 각각은 흐름의 압력을 제어할 수 있으며, 당업자에게 익숙한 임의의 적합한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 저압 조절기(1112), 고압 조절기(1111), 또는 이들의 조합을 제어함으로써 에지 구역들(1104 및 1105)에 공급되는 기체에 대해 적절한 압력이 달성될 수 있다.
제2 기체 공급 서브시스템(1120)은 압력 센서(1125), 밸브(1130) 및 송풍기(1135)를 포함한다. 압력 센서(1125)는 기체 도관에서 기체의 압력을 측정할 수 있는 임의의 적절한 압력 센서일 수 있다. 밸브(1130)는 기체 흐름 제어 밸브와 같은 유체 흐름을 제어하기 위한 임의의 적절한 밸브일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 밸브(1130)는 볼 밸브일 수 있다. 송풍기(1135)는 기체 송풍에 적합한 임의의 송풍기일 수 있다. 송풍기(1135)는 모터 및 모터의 속도를 제어하는 가변 주파수 제어기(1150)와 같은 다양한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 송풍기(1135)는 원심 펌프일 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 기체 공급 서브시스템(1120)은 비중앙 구역들(1102, 1103) 및 중앙 구역(1101)에 기체를 공급한다. 예시적인 실시 예에서, 중앙 구역(1101)에 공급되는 기체는 볼 밸브(1130)에 의해 제어되는 반면, 비중앙 구역(1102 및 1103)에 공급되는 기체는 볼 밸브(1130)에 의해 제어되지 않는다. 전술한 바와 같이, 중앙 구역(1101)에 공급되는 기체 흐름은 기판(110)의 중앙 구역(1101) 아래 공간에서의 압력 축적을 완화하기 위해 비중앙 구역들(1102 및 1103)에 비해 감소될 수 있다. 중앙 구역(1101)에 공급되는 기체 흐름의 감소는 볼 밸브(1130)를 조정함으로써 수행될 수 있다.
에지 구역들(1104, 1105)로 연장되지 않는 폭을 갖는 기판(110')과 같은 기판이 부양 테이블에 의해 지지될 때, 제1 기체 공급 서브시스템은 예를 들어, 밸브를 통해 또는 유체 소스로부터 구역들(1104, 1105)에 기체를 공급하는 것을 차단할 수 있다. 제2 기체 공급 서브시스템은 기판(110')의 중앙 영역 아래에 위치하는 중앙 구역(1101)의 포트들과 비교하여, 비중앙 구역들(1102, 1103)의 포트들(기판(110')의 에지 영역 아래에 위치할 때와 같은 에지 제어 포트들이 됨)을 통해 더 높은 기체 흐름(더 높은 압력 및/또는 유량을 통한 단위 유량)을 제공하도록 제어될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 공압 시스템(1100)은 제1 기체 공급 서브시스템(1110) 및 제2 기체 공급 서브시스템(1120)과 통신하는 제어기(1550)를 포함할 수 있다. 제어기(1550)는 기판(110)을 지지하기 위해 및/또는 기판(110, 110') 아래 공간에서 기체의 압력 분포를 위해 제1 기체 공급 서브시스템(1110) 및 제2 기체 공급 서브시스템(1120)의 다양한 구성 요소들을 제어하여 상이한 구역들(1101, 1102/1103 및 1104/1105)에 공급되는 기체의 압력 및/또는 유량을 조정할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 본 개시에 따른 공압 시스템은 기판의 다양한 부분들에서 플라이 높이를 측정하기 위한 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(110)의 다양한 부분들에서 플라이 높이를 측정하기 위한 레이저 삼각 측량 센서와 같은 하나 이상의 레이저 센서가 이용될 수 있다. 또한, 하나 이상의 센서를 사용하여 부양 테이블에 대한 기판의 방향 또는 치수를 결정할 수 있다.
제어기(1150)는 하나 이상의 센서 및 제1 기체 공급 서브시스템(1110) 및 제2 기체 공급 서브시스템(1120)의 다른 구성 요소들로부터 신호를 수신하고 수신된 신호에 기초하여 제1 기체 공급 서브시스템(1110) 및 제2 기체 공급 서브시스템(1120)을 통한 기체 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 중앙 영역에서 기판의 과도한 구부러짐이 측정되면, 원하는 및 예측 가능한 기체 경로 탈출 경로를 제공하여 기판의 플라이 높이 및 표면 프로파일의 안정성과 균일성을 유지하기 위해, 기판의 폭을 결정하고 기판의 에지 영역들에 해당하는 구역들의 포트들에서 기체 흐름을 조정하기 위해 제어기(1150)가 사용될 수 있다. 제어기(1150)는 예를 들어 피드백 제어, 피드포워드 제어, 비례 제어, 로버스트(robust) 제어 등과 같은(이에 제한되지 않음) 임의의 적절한 제어 방식을 사용할 수 있다. 제어기(1150)는 여기에 개시된 다른 제어기와 유사할 수 있거나 여기에 개시된 다른 제어기의 실시 예일 수 있다.
도 12의 공압 시스템(1100)은 예시적이며 본 개시를 제한하지 않으며, 당업자는 기판 아래의 공간에서 부양 기체의 압력 균일성을 달성하기 위해 그리고, 다양한 기판 크기 및 방향을 수용할 수 있는 방식으로 포트들의 다양한 구역들에 대한 선택적이고 독립적인 제어를 제공하는 다양한 다른 유체 부품들 및 제어 시스템들을 인식할 것이다.
다양한 예시적인 실시 예들이 기판이 테이블로부터 멀리 향하는 기판의 표면에 대해 약간 오목한 구성에 있는 것으로 설명되지만, 일반적으로 오목 또는 볼록의 약간의 편차만 허용되는, 실질적으로 평평한 기판의 표면 프로파일을 유지하는 것이 바람직함을 이해해야 한다. 기판의 오목한 표면 프로파일을 보여주는 도면은 예시를 위해 그리고, 본 개시의 다양한 양태들에 따라 에지 영역들에서의 기체 유량 및/또는 압력이 중앙 영역의 압력과 비교하여 상대적으로 높을 수 있음을 묘사하는 데 도움이 되도록 과장되어 있다. 또한, 당업자는 원하는 대로 기판의 상이한 영역들에서 기판의 원하는 제어 및 표면 프로파일에 기초하여 기체 흐름 구역들의 수가 선택될 수 있음을 이해할 것이다.
본 개시의 다양한 예시적인 실시 예들은 부양 테이블을 통한 기체 흐름의 사용을 논의한다. 다양한 기체들이 사용될 수 있으며 각 구역의 기체는 동일하거나 다를 수 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 포트들의 각 구역은 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 동일하거나 상이한 크기, 레이아웃 및 포트 밀도를 가질 수 있다. 기체 이외의 유체가 부양 테이블에 사용될 수 있음이 더 고려된다. 예를 들어, 일부 응용 분야에서는 부양 테이블의 포트에서 액체를 흘리는 것이 바람직할 수 있다.
본 명세서에 설명된 예시적인 시스템들 및 방법들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 구현된 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 또는 일시적인 매체를 통해 전송되는 통신 신호를 실행하는 프로세서 또는 제어기의 제어에 의해 수행될 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 프로세서 또는 제어기가 읽을 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 모든 데이터 저장 장치일 수 있으며, 휘발성 및 비휘발성 매체, 이동식 및 비이동식 매체, 기타 다양한 네트워크 장치를 포함할 수 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체의 예들은 ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), EEPROM(eraseable electrical programmable ROM), 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, 홀로그램 미디어 또는 기타 광디스크 스토리지, 자기 테이프 및 자기 디스크를 포함한 자기 스토리지, 솔리드 스테이트(solid-state) 스토리지 장치를 포함하고, 이에 제한되지 않는다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 분산된 방식으로 저장되고 실행되도록 할 수 있다. 일시적인 매체를 통해 전송되는 통신 신호에는 예를 들어 유선 또는 무선 전송 경로들을 통해 전송되는 변조 신호들이 포함될 수 있다.
본 개시의 장치들, 시스템들 및 방법들의 실시 예들을 사용하여 제조된 장치들은 예를 들어 제한없이, 전자 디스플레이 또는 디스플레이 구성 요소, 인쇄 회로 기판 또는 기타 전자 구성 요소를 포함할 수 있다. 이러한 구성 요소는 예를 들어 핸드헬드 전자 장치, 텔레비전 또는 컴퓨터 디스플레이, 또는 디스플레이 기술을 통합하는 다른 전자 장치에 사용될 수 있다.
본 개시는 첨부된 청구 범위에 기재된 시스템들에 제한되지 않고 다른 시스템들, 장치들 및 방법들이 본 개시의 범위 내에서 고려된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 본 개시는 기판의 표면 아래에 기체 베어링을 설정하기 위해 부양 테이블의 복수의 포트들로부터 기체를 흘리는 단계, 기체 베어링은 기판이 부양 테이블을 따라 운반될 때 부양 테이블 상에 기판을 부양시키기에 충분함; 및 상기 부양 테이블의 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역 각각에 배치된 복수의 포트들 중의 포트들을 통한 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 단계를 포함하는 방법을 추가로 고려한다. 제1, 제2 및 제3 구역은 기판이 부양 테이블을 따라 운반되는 방향에 평행하게 연장되는 부양 테이블의 섹션에 의해 정의될 수 있으며, 제1 구역은 제2 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된 부양 테이블의 중앙 섹션에 의해 정의되며, 제1 및 제2 구역은 제3 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된다.
기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 것은 기판을 부양시키는 동안 기체의 흐름을 선택적으로 흐르거나 중지시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제1, 제2 및 제3 구역 중 적어도 2개의 구역들에서 포트들의 밀도가 상이하도록 추가로 구현될 수 있다. 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 것은 기판의 폭에 따라 각 구역에서 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 기판의 폭은 부양 테이블을 따라 기판의 운반 방향에 수직인 방향으로 측정된다. 상기 방법은 기판의 상이한 위치들에서 기판의 플라이 높이를 감지하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 것은 기판의 하나 이상의 위치에서 플라이 높이의 미리 결정된 편차를 감지하는 것에 응답하여 각 구역에서 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 것을 포함할 수 있다. 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 것은 기판이 부양되는 동안 기판의 표면에 대해 실질적으로 균일한 기체 압력을 달성하기 위해 기체 흐름을 독립적으로 제어하는 것을 포함할 수 있다. 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 것은 실질적으로 균일하게 제1 및 제2 구역의 포트들로부터 기체를 흘리는 것을 포함할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 구역 각각의 포트들에 공급되는 기체는 공기 또는 불활성 기체에서 선택된 동일한 종류의 기체이다. 제1, 제2 및 제3 구역 각각의 포트들을 통한 기체의 흐름을 독립적으로 제어하는 것은 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역 각각의 포트들을 통해 기체의 압력 및 유량 중 적어도 하나를 독립적으로 제어하는 것을 포함할 수 있다.
본 개시는 기판의 표면 아래에 기체 베어링을 설정하기 위해 부양 테이블의 복수의 포트들로부터 기체를 흘리는 단계를 포함하고, 기체 베어링은 기판이 부양 테이블을 따라 운반될 때 부양 테이블을 기판을 부양시키기에 충분한, 방법을 추가로 고려한다. 기체를 흘리는 것은 부양 테이블의 제1 복수의 포트들을 통해 제1 유량 및 제1 압력으로 제1 기체를 흘리고, 부양 테이블의 제2 복수의 포트들을 통해 제2 유량 및 제2 압력으로 제2 기체를 흘리는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 복수의 포트들은 기판의 2개의 대향하는 측면 에지 영역들 아래에 위치되고, 제1 복수의 포트들은 2개의 대향하는 측면 에지 영역들 사이의 기판 영역 아래에 위치되고, 제2 유량 및 제2 압력 중 적어도 하나는 제1 유량 및 제1 압력 중 적어도 하나보다 크다.
상기 방법의 구현들은 전자 디스플레이 장치를 제조하기 위해 기판을 처리하는 동안 기판이 부양 테이블을 따라 운반되는 방향에 평행한 방향으로 2개의 대향 측면 에지 영역들이 연장되도록 할 수 있다. 제1 복수의 포트들을 통해 제1 기체를 흘리는 것은 부양 테이블의 제1 복수의 노즐들을 통해 제1 기체를 흘리는 것을 포함할 수 있다. 제2 복수의 포트들을 통해 제2 기체를 흘리는 것은 부양 테이블의 제2 복수의 노즐을 통해 제2 기체를 흘리는 것을 포함할 수 있다. 구현에서, 부양 테이블은 기판이 부양 테이블을 따라 운반되는 방향을 따라 직렬로 배치된 인피드 영역, 인쇄 영역 및 아웃피드 영역을 가지며, 제1 기체를 제1 복수의 포트들을 통해 흘리고 제2 기체를 제2 복수의 포트들을 통해 흘리는 것은 인피드 영역 및 아웃피드 영역 중 적어도 하나에서 발생한다. 상기 방법은 제2 복수의 포트들을 통해 제2 기체를 흘려 기판의 영역 아래에 갇힌 기체가 기판의 측면 에지들에서 빠져 나가도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 복수의 포트들을 통해 제1 기체를 흘리고 제2 복수의 포트들을 통해 제2 기체를 흘리는 것은 제1 복수의 포트들 및 제2 복수의 포트들을 통해 불활성 기체를 흘리는 것을 포함할 수 있다. 제1 기체 및 제2 기체는 동일한 기체거나 상이한 기체일 수 있다.
본 개시는 부양 테이블에 의해 생성된 기체 베어링을 사용하여 부양 테이블 위에 기판을 지지하는 단계; 기판을 지지하는 동안, 부양 테이블의 제1 영역과 부양 테이블의 제2 영역 사이에서 기판을 운반하는 단계; 기판이 제1 영역에 있는 동안, 기체가 기판 아래로부터 실질적으로 균일한 방식으로 빠져 나갈 수 있도록 부양 테이블의 상이한 영역들에서 기체 흐름을 제어하는 단계; 및 기판이 제2 구역에 있는 동안, 기판의 플라이 높이를 제어하는 유체 스프링을 생성하기 위해 부양 테이블로부터의 기체 흐름을 제어하는, 기판 처리 방법을 추가로 고려한다.
상기 방법은 기판의 중앙 영역 아래의 부양 테이블의 영역으로부터의 기체 흐름과 다르게 기판의 대향 측면 에지 영역들 아래의 부양 테이블의 영역들로부터의 기체 흐름을 조정함으로써 기체 흐름을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 기판의 대향 측면 에지 영역들은 기판이 부양 테이블의 제1 영역과 제2 영역 사이에서 운반되는 방향에 평행하게 연장된다. 상기 방법은 기판이 제2 영역에 있는 동안 잉크젯 프린팅 어셈블리로부터 재료를 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 기체 베어링을 사용하여 기판을 지지하기 전에 기판을 제1 영역에 로딩하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 제1 영역으로부터 그 위에 증착된 재료를 갖는 기판을 언로딩하는 단계를 포함할 수 있다. 재료를 증착하는 것은 유기 발광 물질을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 기판이 제2 영역에 있는 동안 기체 흐름을 제어하는 것은 가압 기체 흐름과 부양 테이블로부터의 흡입 기체 흐름의 조합을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 부양 테이블에 사용되는 기체는 예를 들어 질소, 희기체 또는 이들의 임의의 조합에서 선택된 불활성 기체이다.
여기에 개시된 방법들은 예를 들어, 기판 상에 재료의 잉크젯 인쇄를 통해 기판 상에 재료를 증착하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 재료는 예를 들어 유기 발광 다이오드 디스플레이의 층을 형성하는 데 사용되는 재료와 같은 유기 재료일 수 있다.
여기에 설명된 예들 및 실시 예들은 비제한적이며, 본 교시의 범위를 벗어나지 않고 구조, 치수들, 재료들 및 방법론에 대한 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 본 개시에 따른 다른 실시 예들은 여기에 개시된 본 발명의 명세서 및 실시를 고려함으로써 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 예들은 단지 예시적인 것으로 간주되며, 다음의 청구 범위는 해당 법률에 따라 균등물을 포함하여 최대한의 범위를 가질 수 있다.

Claims (15)

  1. 부양 테이블 위에 기판을 부양시키기 위해 기체 베어링을 생성하기에 충분한 기체를 흘리는 복수의 포트들을 포함하는 부양 테이블;
    상기 부양 테이블의 복수의 포트들에 기체를 공급하도록 결합된 유체 네트워크; 및
    상기 부양 테이블의 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역 각각에 배치된 복수의 포트들 중 포트들을 통해 기체의 흐름을 독립적으로 제어하도록 상기 유체 네트워크를 제어하도록 구성된 제어기;를 포함하고,
    상기 제1 구역, 상기 제2 구역 및 상기 제3 구역은 상기 기판이 상기 부양 테이블을 따라 운반되는 방향에 평행하게 연장되는 상기 부양 테이블의 섹션들에 의해 정의되고, 상기 제1 구역은 상기 제2 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치된 상기 부양 테이블의 중앙 섹션에 의해 정의되고, 상기 제1 구역과 상기 제2 구역은 상기 제3 구역을 정의하는 두 섹션들 사이에 배치되는, 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 부양 테이블 위에 장착된 프린트헤드 어셈블리를 더 포함하는 시스템.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 프린트헤드 어셈블리는 인쇄 영역에서 상기 부양 테이블에 의해 지지되는 기판 상에 유기 재료를 증착하도록 구성되는, 시스템.
  4. 부양 테이블 위에 기판을 부양시키기 위해 기체 베어링을 생성하기에 충분한 기체를 흘리는 복수의 포트들을 포함하는 부양 테이블;
    상기 부양 테이블의 복수의 포트들에 기체를 공급하도록 결합된 유체 네트워크; 및
    상기 유체 네트워크에 작동 가능하게 결합된 제어기, 상기 제어기는 제1 압력 및 제1 유량으로 제1 복수의 포트들로부터의 제1 기체의 흐름을 제어하고, 제2 압력 및 제2 유량으로 제2 복수의 포트들로부터의 제2 기체의 흐름을 제어하도록 구성되고, 상기 제2 압력 및 상기 제2 유량 중 적어도 하나가 상기 제1 압력 및 상기 제1 유량 중 적어도 하나보다 큼;을 포함하고,
    여기서, 상기 제1 복수의 포트들은 상기 부양 테이블의 중앙 섹션에 위치되고 상기 제2 복수의 포트들이 위치하는 상기 부양 테이블의 두 섹션들 사이에 배치되는, 시스템.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제어기는 서로 독립적으로 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체의 흐름을 제어하도록 구성되는, 시스템.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 유체 네트워크는
    상기 제1 기체를 상기 제1 복수의 포트들에 공급하기 위해 상기 제1 복수의 포트들과 작동 가능하게 결합된 제1 기체 공급 매니폴드;
    상기 제1 기체 공급 매니폴드와 작동 가능하게 결합된 제1 기체 제어 밸브;
    상기 제2 기체를 상기 제2 복수의 포트들에 공급하기 위해 상기 제2 복수의 포트들과 작동 가능하게 결합된 제2 기체 공급 매니폴드; 및
    상기 제2 기체 공급 매니폴드와 작동 가능하게 결합된 제2 기체 제어 밸브를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 기체 제어 밸브 및 상기 제2 기체 제어 밸브와 작동 가능하게 결합되고,
    상기 제1 기체 제어 밸브 및 상기 제2 기체 제어 밸브를 제어하여 상기 제1 압력, 상기 제1 유량, 상기 제2 압력 및 상기 제2 유량 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는, 시스템.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 중앙 섹션의 대향 측면들에 그리고 상기 두 섹션들 사이에 배치된 상기 부양 테이블의 2개의 추가 섹션들에 위치한 제3의 복수의 포트들; 및 상기 제3 복수의 포트들과 작동 가능하게 결합되고 상기 제어기와 작동 가능하게 결합되는 제3 기체 제어 밸브를 더 포함하고,
    여기서 상기 제어기는 상기 제1 기체 제어 밸브와 상기 제3 기체 제어 밸브를 개별적으로 제어하도록 구성되는, 시스템.
  8. 제4 항에 있어서, 상기 제1 복수의 포트들은 복수의 노즐들을 포함하는, 시스템.
  9. 제4 항에 있어서, 상기 제2 복수의 포트들은 복수의 노즐들을 포함하는, 시스템.
  10. 제4 항에 있어서, 상기 부양 테이블 위에 장착된 프린트헤드 어셈블리를 더 포함하고, 상기 부양 테이블은 직렬로 배치된 인피드 영역, 상기 프린트헤드 어셈블리가 장착되는 인쇄 영역, 및 아웃피드 영역을 포함하고,
    여기서, 상기 인쇄 영역에서 복수의 포트들의 포트들은 압력 포트들과 흡입 포트들을 포함하고,
    상기 제2 복수의 포트들은 상기 인피드 영역 및 상기 아웃피드 영역에 위치하는, 시스템.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 부양 테이블의 상기 중앙 섹션 및 두 섹션들은 일련의 상기 인피드 영역, 상기 인쇄 영역 및 상기 아웃피드 영역이 배치되는 방향과 평행한 방향으로 연장되는, 시스템.
  12. 제4 항에 있어서, 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체는 동일한 기체인, 시스템.
  13. 제4 항에 있어서, 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체는 서로 다른 기체인, 시스템.
  14. 제4 항에 있어서, 상기 부양 테이블 위에 장착된 프린트헤드 어셈블리를 더 포함하는, 시스템.
  15. 제4 항에 있어서, 프린트헤드 어셈블리는 인쇄 영역에서 상기 부양 테이블에 의해 지지되는 기판 상에 유기 재료를 증착하도록 구성되는 시스템.
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