基板载体的制作方法

本发明的实施方式涉及用于基板处理(例如，用于层沉积)的载体。本发明的实施方式具体涉及用于在基板处理机器中支撑具有薄厚度的大面积基板的载体以及用于处理大面积基板的设备。

背景技术：

已知若干方法用于将材料沉积在基板上。举例来说，可通过物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)工艺、化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)工艺等等来涂布基板。通常，在工艺设备或工艺腔室中执行工艺，待涂布的基板位于所述工艺设备或工艺腔室中。沉积材料提供在设备中。多种材料、还有他们的氧化物、氮化物或碳化物可用于在基板上的沉积。另外，其他处理动作(如蚀刻、结构化、退火等)也可在处理腔室中进行。

涂布材料可用于若干应用和若干技术领域中。举例来说，一种应用是用于微电子领域，诸如产生半导体器件。此外，显示器的基板通常通过PVD工艺来涂布。另外应用包括隔离面板、有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)面板、具有薄膜晶体管的基板、滤色器等等。

尤其对于如显示器生产、薄膜太阳能电池制造和类似应用的领域来说，处理大面积玻璃基板。过去，一直持续增加基板尺寸，先进仍在这一方面继续努力。增大玻璃基板尺寸在不因玻璃破裂而牺牲产量的情况下使得基板搬运、支撑和处理越来越具有挑战性。

通常，玻璃基板在玻璃基板的处理期间可支撑在载体上。载体将玻璃或基板驱动穿过处理机器。载体通常形成框架或板，沿基板的外围支撑基板表面，或者在后者情况下，以板本身支撑表面。具体来说，框架形的载体也可用于掩蔽玻璃基板，其中被框架环绕的载体内的孔隙提供用于涂布待沉积在暴露基板部分上的材料的孔隙，或用于作用在通过孔隙而暴露的基板部分上的其他处理动作的孔隙。

更大也更薄的基板趋势可能导致基板隆起，这具体地是归因于在层的沉积期间施加于基板上的压力，其中隆起可能进而因破裂的可能性增加而造成诸多问题。此外，隆起可能降低质量，例如所沉积的材料层的均匀度。因此，需要减少隆起，并使载体能够传输较大且较薄的基板而无破裂，并提高所涂布的材料层的质量。

鉴于上述内容，提供一种克服本领域中的至少一些问题的载体、具体地是具有至少两个固持件的载体、以及一种用于载体的固持件是有益的。

技术实现要素：

鉴于上述内容，提供一种根据独立权利要求1的固持件，所述固持件被配置成附接到载体主体，以便固持基板。根据另一实施方式，提供一种根据权利要求10的载体。本发明的另外方面、优点和特征可从从属权利要求、说明书和附图显而易见。

根据一个实施方式，提供一种固持件，所述固持件被配置成附接到载体主体，以便在基板处理腔室中固持基板。所述固持件包括：固定部分，所述固定部分被配置成附接到所述载体主体，并且具有相对于所述载体主体的固定位置；浮动部分，所述浮动部分可相对于所述固定部分沿至少一个方向来移动；以及固定机构，所述固定机构提供在相对于所述浮动部分的固定位置处，并配置成将所述基板夹持在所述固持件中。

根据另一实施方式，提供一种用于在载体中固定基板的方法。所述方法包括：将基板装载在所述载体上；在至少一个方向上、从中间位置朝第一端位置或第二端位置相对于载体主体来移动至少一个固持件，其中所述固持件被附接到所述载体主体；以及利用至少两个固持件夹持所述基板，其中所述至少两个固持件中的至少一个固持件定位在它的中间位置外。

根据另一方面，提供一种用于将层沉积在大面积玻璃基板上的设备，所述设备包括：真空腔室，所述真空腔室适于在其中进行层沉积；传输系统，所述传输系统适于传输载体，其中所述载体包括至少两个固持件。配置成附接到载体主体以便固持基板的固持件包括：固定部分，所述固定部分被配置成附接到所述载体主体，并且具有相对于所述载体主体的固定位置；浮动部分，所述浮动部分可相对于所述固定部分在至少一个方向上移动；以及固定机构，所述固定机构提供在相对于所述浮动部分的固定位置处，并且被配置成将所述基板夹持在所述固持件中。所述设备进一步包括用于沉积形成层的材料的沉积源。

附图说明

因此，为了详细理解本发明的实施方式的上述特征的方式，以上所简要概述的更具体的描述可以参考实施方式得出。附图涉及本发明的实施方式，并且描述如下：

图1A、图1B、图1C和图1D描绘根据本文所述实施方式的载体，每个载体具有固持件，并且其中基板提供在该载体的基板区域中；

图2A、图2B、图2C示出根据本文所述实施方式的可附接到载体的固持件的实例；

图3示出根据本文所述实施方式的可附接到载体的固持件的另一实例；

图4示出根据本文所述实施方式的利用载体在基板上沉积一层材料的设备的视图。

具体实施方式

现将详细参考本发明的各种实施方式，这些实施方式的一或多个实例描绘在附图中。在以下对附图的描述中，相同元件符号代表相同部件。一般而言，仅描述了相对于个别实施方式的差异。每个实例提供作为本发明的解释，而不旨在作为本发明的限制。另外，作为一个实施方式的部分来描绘或描述的特征也可用于其他实施方式或与其他实施方式结合，以便产生又一实施方式。预期的是，描述包括这样的修改和变化。

根据本文所述实施方式，提出一种包括至少两个固持件的载体。所述至少两个固持件被配置成减少因压力所致的基板弯曲或隆起，特别是在基板上沉积层所引入的压力、或基板或载体的热膨胀所引入的压力；或基板的重量所引入的压力。固持件提供两部分主体，具有固定部分与浮动部分。两部分主体通过充足张力(例如，基板边缘每单位长度的张力)来使基板减少弯曲。

根据本文所述实施方式，载体包括至少两个固持件。可绕基板外围分布至少两个固持件，以有效地避免或降低基板的弯曲或隆起。每个固持件包括：固定部分，配置成附接到载体主体且具有相对于载体主体的固定位置；浮动部分，相对于固定部分在至少一个方向上可移动；以及固定机构，提供在相对于浮动部分的固定位置并且配置成将基板夹持在固持件内或在载体主体处。浮动部分相对于固定部分的相对运动提供的一个方面被认为是减少基板的弯曲。此外，力布置(force arrangement)(例如至少一个弹簧、或至少一个气压缸(pneumatic cylinder)等)被提供，并配置成在载体中、在至少一个方向上拉动基板。力布置以及浮动部分相对于固定部分的相对运动结合地提供在基板中的张力以避免基板的弯曲或隆起。

根据可与本文所述其他实施方式结合的典型实施方式，基板厚度可从0.1至1.8mm，而固持件可适于此种基板厚度。然而，尤其有益的是，如果基板厚度为约0.9mm或更小(诸如0.7mm、0.5mm、或0.3mm)而固持件仍适于此种基板厚度的情况。

根据一些实施方式，大面积基板可具有至少0.174m²的尺寸。通常，尺寸可以是约1.4m²到约8m²，更通常是约2m²到约9m²，或甚至达到12m²。通常，提供根据本文所述实施方式的掩模结构、设备和方法所针对的矩形基板是如本文所述的大面积基板。举例来说，大面积基板可以是第5代、第7.5代、第8.5代或甚至是第10代，第5代对应于约1.4m²的基板(1.1m×1.3m)，第7.5代对应于约4.39平方米的基板(1.95m×2.25m)，第8.5代对应至约5.5m²的基板(2.2m×2.5m)，第10代对应于约8.7m²的基板(2.85m×3.05m)。甚至更高世代(诸如第11代及第12代)以及对应基板面积皆可类似地实施。本发明的实施方式特别益于约0.3mm的基板厚度、以及第8.5代大面积基板。

图1A示出载体100。载体100配置用于支撑大面积薄基板101。如图1A所示，基板101提供在载体100内的位置中，尤其当在处理腔室中处理时。载体100包括框架或载体主体160，框架或载体主体160限定窗口或孔隙。根据典型实施方式，框架提供基板接收表面。通常，在操作期间，即，在装载基板时，基板接收表面被配置成接触基板外围部分。

通常，基板101可由任何适合于材料沉积的材料所制成。例如，基板可由选自由玻璃(例如，钠钙玻璃、硼硅酸玻璃等)、金属、聚合物，陶瓷、化合物材料、或可通过沉积工艺涂布的任何其他材料或这些材料的组合组成的组中的材料制成。也可能影响基板处理的隆起可由根据本文所述实施方式的载体来减少。尤其对于玻璃基板或陶瓷基板而言，在破裂是另一问题的情况下，载体也可显著减少基板破裂，破裂会因增加的损失而降低生产工艺产量。

根据一些实施方式，框架160可由铝、铝合金、钛及其合金、不锈钢等制成。对于相对小的大面积基板而言，例如第5代或更低，框架160可由单件制成，即框架被一体地形成。然而，根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，框架160可包括两个或更多个元件，诸如顶杆、侧杆和底杆。具体来说，对于超大面积基板而言，载体或载体主体可制成为具有多个部分。载体主体的这些部分经组装以提供框架160，以用于支撑基板101。框架160特别配置用于在基板区域中接收基板101。

图1A所示载体100进一步包括多个固持件。在图1A所示实例中，两个固持件120提供在框架或载体主体160的顶侧处。根据一些实施方式，框架160的顶侧处的所述两个固持件120的浮动部分可相对于固定位置、在一个方向上移动，其中所述方向平行于基板的边缘，如由箭头所示。根据一些实施方式，此两个固持件也可提供在载体的左侧及右侧的中间。根据一些实施方式，浮动部分123相对于固定部分122的移动方向可替代地或附加地还垂直于基板的边缘并且位于基本上平行于基板101的平面中。

虽然在图1A中示出框架160的顶侧处的两个固持件120，本发明并不限于此。多于两个的固持件120可被提供在框架160的顶侧处。此外，多于一个固持件120可被提供在基板101的一或多个边缘上，如将参考图1B详细说明。

图1A所示载体100提供此两个固持件的浮动部分和力布置，所述固持件的浮动部分沿着所述第一方向可移动，而所述力布置配置成在所述方向上拉动基板。可由具有浮动部分的一或多个固持件来补偿基板的扩展或其他运动，所述浮动部分相对于固定部分可移动，例如在基本上平行于载体主体和/或基板的平面中移动。基板101在由框架160所限定的基板区域中的位置可精确地调整并定位于中心。根据本文所述实施方式的固持件使基板能够在相对侧上和/或向底部扩展。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，本文所述的载体与本文所述的使用载体的设备是用于竖直基板处理。术语“竖直基板处理”可理解为用来区别于水平基板处理。也就是说，竖直基板处理指的是载体和基板在基板处理期间的基本上竖直的取向，其中与精确的竖直取向偏差几度(例如达到10°或甚至达到15°)仍视为竖直基板处理。具有小倾角的竖直基板取向例如可导致更稳定的基板搬运、或降低粒子污染沉积层的风险。

根据本文所述实施方式，并且如参考图2和图3详细描述，固持件提供至少一个方向上的张力以降低基板在其外围区域的弯曲。此外，固持件可提供固持或支撑力以在载体中稳定地支撑基板。通过浮动部分相对于固定部分的相对运动并且通过配置成在至少一个方向上拉动基板的力布置来提供固持件的张力。这提供了有益张力，从而减少基板的弯曲或隆起。

图1B示出根据一些实施方式的载体100的另一实例。图1B所示实施方式类似于图1A所示实施方式。图1B的载体100包括四个固持件120，其中每个固持件定位在载体或载体主体的每个拐角上。根据一些实施方式，四个固持件也可被提供在载体或载体主体的每一侧的中间。根据一些实施方式，至少四个固持件120的浮动部分中的一或多个也沿第二方向可移动，其中此第二方向(如箭头所示)在基本上平行于基板的平面中垂直于所述第一方向。

根据可与本文描述的其他实施方式结合的一些实施方式，至少一个固持件提供在框架160的至少两侧上，且选择性地甚至提供在框架160的每一侧上。

根据可附加地或替代地实施的进一步的实施方式，固持件固定到基板的位置绕基板的外围分布，例如均匀地分布。举例来说，固持件可围绕基板边缘，每隔300mm至每1000mm(诸如，每隔300mm至800mm)提供。通常，固持件也可提供在成对位置上。举例来说，第8.5代基板也可分别通过24个位置或12对位置处的固持件来减少弯曲。

图1C示出载体100的另一实例。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，载体100包括第一定位元件151及第二定位元件152，以用于将基板101定位在基板区域中。第一定位元件151可固定地附接到框架160。可提供一或多个第一定位元件151。第二定位元件152可基本上平行于基板区域(即基本上平行于基板的表面)并且平行于基板101的相应边缘而移动，如箭头所示。

举例来说，第一定位元件151和第二定位元件152可包括夹具或导引装置。根据一些实施方式，如在图1C中示例性地示出的定位元件151、152(例如位于侧或底部处)可设计成使得定位元件并不实质上贡献由基板的弯曲或隆起导致的力的补偿。相反，定位元件适配成避免基板101的自由移动和/或被提供成在框架160的基板接收表面中固持50％以上的基板重量。

载体100进一步包括至少两个固持件120，例如在框架160的顶侧或上侧上。用于降低基板弯曲的两个固持件120在图1C中示出。然而，可根据本文所述的实施方式来适配固持件的数量及对应的固定位置。根据一些实施方式，提供两个或多个固持件120。特别地，两个或多个固持件120可被提供在基板的一侧或多侧上，例如如图1B所示。

图1D示出另一载体100。载体100配置用于支撑大面积基板。图1D的载体包括第一定位元件151以用于将基板101定位在基板区域中，并配置成提供预定基板位置。第一定位元件151可固定地附接到框架160。根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，提供固定地附接到框架的一或多个第一定位元件151。根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，提供三个第一定位元件151。举例来说，两个固定地连接的第一定位元件提供在框架的底部部分处，并且一个第一定位元件提供在框架的一个侧边部分。第一定位元件可具有间隙以供基板插入，或具有用于将基板布置在第一定位元件中的其他手段，其中提供配置用于接触基板的边缘并且限定接触位置的边缘接触表面。接触位置限定载体内的预定基板位置。

图1D所示载体100进一步包括多个固持件120，这些固持件120可相对于载体框架或载体主体的外围(即平行于载体内接收的基板的表面)移动。参考图2和图3更详细地说明这些固持件。根据可与本文所述其他实施方式结合的典型实施方式，固持件可沿框架160的侧边提供和/或分布。

根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，另外的固持件220可提供在框架上。这些固持件相当于针对图2和图3图所述的固持件；然而，不同之处在于这些固持件并不具有配置用于接触基板的边缘的突出部。也就是说，分别在图2和图3中示出的突出部121被省略或设置成朝向框架(远离基板接收区域)，使得固持件并不接触基板边缘。根据可与本文所述其他实施方式结合的典型实施方式，另外的固持件220沿框架160的侧边提供和/或分布，这些侧边与提供第一定位元件的侧边相同。另外的固持件220的突出部的省略造成由第一定位元件151限定的基板预定位置。

如图2A、2B、2C所示，根据本文所述实施方式，固持件120包括固定部分122和浮动部分123，其中固定部分具有相对于载体主体的固定位置，并且其中浮动部分可相对于固定部分沿一个方向来移动。浮动部分123具有基本上平坦或平面的第一表面124以接触基板101的第一基板表面102。固定机构150具有杆臂(lever arm)152，其中杆臂包括基本上平坦或平面的第二表面125以接触基板101的与第一表面102相对的第二基板表面103。根据一些实施方式，第一表面124和第二表面125基本上平行于彼此。第二表面125也可以是橡胶状(rubber-like)部分125a的表面，橡胶状部分125a被固定至杆臂，例如如图2C所示。根据本文所述实施方式，固定机构可以是致动器、夹具、杆臂、膝杆系统(knee lever system)、具有一或多个弹簧的夹具、或另一元件，以与浮动部分123夹持基板。

在操作期间，即当基板被载体运送时，基板101插入(interpose)或夹置(sandwich)在第一表面124与第二表面125之间。基板101的边缘(例如，横向侧边)可接触浮动部分123的突出部121，其中所述突出部在平行于所述基板边缘的第一方向上延伸。根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，浮动部分123的移动方向平行于突出部延伸的所述第一方向。突出部也可提供在固持件内的阻挡元件的表面。根据一些实施方式，浮动部分123相对于固定部分122的移动方向可替代地或附加地还垂直于突出部121延伸的方向，并位于基本上平行于基板101的平面中。

力布置130在至少一个方向上、在基板中提供张力140。尤其是在沉积工艺期间，张力140用于稳固固持基板101以降低或甚至是避免基板101的隆起。

力布置130被配置成与浮动部分123相对于固定部分122的相对运动一起提供足够张力以减少基板的弯曲(例如由层的沉积导致的弯曲)。相对应地，力布置130被配置成维持基板取向，尤其是在外部基板外围区域处，所述基板取向平行于载体主体。也就是说，趋向于产生基板弯曲的压力不会导致弯曲或隆起，因为固持件可平行于基板边缘而移动，以例如补偿基板的扩展。在夹持基板前，预装载力布置的情况下，基板可进一步张紧(tensioned)。

浮动部分123相对于固定部分122的相对移动与力布置130结合，沿至少浮动部分123相对于固定部分122的移动方向在基板中提供张力。

换而言之，当因施加至基板101的压力(例如力)所产生的力矩141出现时，浮动部分123相对于固定部分122的相对运动和力布置130所限定的张力会导致较少弯曲。力布置130也可根据基板形式(材料、厚度、面积大小等等)、将沉积在基板101上的层的数量、将沉积的材料的种类、将沉积的一或多层的厚度、工艺腔室种类、工艺时间等等中的至少一者来不同地选择。

虽然固持件120包括可相对于固定部分沿一个方向移动的浮动部分(如图2A所示)，但本发明不限于此。固持件120也可包括可相对于固定部分沿至少两个方向移动的浮动部分，例如将针对图3详细说明。

图3示出根据一些实施方式的固持件120的另一实例。图3所示实施方式类似于图2所示的实施方式。图3的固持件120的浮动部分也可沿着第二方向移动，其中所述第二方向垂直于第一方向并位于基本上平行于基板的平面中。此外，另一力布置130a在所述第二方向中将张力140a提供给基板。在沉积工艺期间，张力140a用于在所述第二方向中稳固固持基板101以减少或甚至避免基板101的隆起。

根据一些实施方式，例如如图1a、1b、1c所示实例，一或多个固持件120提供例如是每基板边缘单位长度[1m]0.1N至10N或更大的张力。边缘长度单位可以是基板边缘的长度，例如，基本上矩形的基板的侧边。因此，可以执行对基板外围长度的张力的归一化(normalization)，使得张力数值可归一化为每1米的基板外围长度的张力。关于图1a、1b、1c，可基于施加到基板的总体张力(或每基板边缘单位长度的张力)来确定用于基板101的每一侧边的固持件120的数量。此外，根据一些实施方式，固持件120的在基板侧边上的分布可选择以更进一步减少基板101的隆起。

根据一些实施方式，两个固持件的至少浮动部分可相对于固定部分沿一个方向且在基板平面中移动。力布置130被配置成与浮动部分123相对于固定部分122的相对运动一起向基板101提供张力140。

根据本文所述一些实施方式，一或多个力布置130提供张力140至可移动的浮动部分123，以使基板101张紧。

替代性地，浮动部分123可相对于固定部分在两个方向上移动。在这种情况中，一或多个力布置130、130a可提供在至少两个方向上对基板提供张力140、140a。

根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，力布置130包括至少一个弹簧元件。然而，本发明并不限于弹簧元件，并且也可使用适合于产生张力的其他元件。实例包括但不限于杆、压缩弹簧、压电装置、或气动装置。

根据不同实施方式，载体100可使用于PVD沉积工艺、CVD沉积工艺、基板结构化修边、加热(例如，退火)、或任何种类基板处理。如本文所述的载体的实施方式以及使用此种载体的方法对于非静态(non-stationary)(即，连续基板处理)尤其有用。通常，针对处理竖直取向的大面积玻璃基板提供载体。非静态处理通常要求载体还为工艺提供掩蔽元件。

图4示出根据实施方式的沉积腔室600的示意图。沉积腔室600适配用于沉积工艺，诸如PVD或CVD工艺。基板101示为位于基板传输装置620上的载体内或载体处。沉积材料源630提供在腔室612中，面对基板待涂布侧。沉积材料源630提供待沉积在基板上的沉积材料635。

在图4中，源630可为具有沉积材料于其上的靶材或允许材料释放以沉积在基板101上的任何其他布置。通常，材料源630可为可旋转靶材。根据一些实施方式，材料源630可为可移动的，以便定位和/或更换源。根据其他实施方式，材料源可为平面靶材。

根据一些实施方式，沉积材料635可根据沉积工艺和被涂布的基板的后续应用来选择。举例来说，源的沉积材料可以是从由以下项组成的组中选择的材料：金属(诸如铝、钼、钛、铜等)、硅、铟锡氧化物及其他透明导电氧化物。通常，可包括这种材料的氧化物、氮化物、碳化物层可通过从源提供材料或通过反应性沉积来沉积，反应式沉积即来自源的材料与来自处理气体的元素(诸如氧、氮或碳)进行反应。

通常，尤其对于非静态沉积工艺，基板101被提供在载体100内或在载体处，载体100可以充当边缘排除掩模。虚线665示例性地示出在腔室600的操作期间的沉积材料635的路径。根据可与本文所述其他实施方式结合的其他实施方式，可由提供在腔室612中的单独的边缘排除掩模来提供掩模。根据本文描述的实施方式的载体可有益于静态工艺，也可有益于非静态工艺。

根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，固定部件稳固固持基板边缘，尤其是在沉积工艺期间。实施方式可使基板减少破裂，尤其鉴于基板的长度和高度越来越大而厚度却减小这一事实。可通过根据本文所述实施方式的载体来减少也可能会影响基板工艺的隆起。

虽然上述内容针对本发明的实施方式，但是在不背离本发明的基本范围的情况，也可构想本发明的其他和进一步实施方式，并且本发明的范围是由随附权利要求书确定。