沉积处理设备

文档序号:1932924 发布日期:2021-12-07 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 沉积处理设备 (Deposition processing apparatus ) 是由 李俊永 于 2021-05-12 设计创作,主要内容包括:提供了沉积处理设备。沉积处理设备包括装载有衬底固定装置的第一室、限定执行沉积处理的沉积处理空间的第二室以及包括将衬底固定装置从第一室传输到第二室的传输模块的第三室。衬底固定装置包括第一支承件和第二支承件,第一支承件支承至少一个衬底,第二支承件连接到第一支承件,在第一方向上与至少一个衬底的第一表面和第二表面接触,并且竖直地固定至少一个衬底以使得第三表面面对第一支承件的法线方向。第二支承件在至少一个衬底中限定包括第三表面、第一表面的与第三表面相邻的部分以及第二表面的与第三表面相邻的部分的沉积表面,并且将限定的沉积表面暴露于沉积处理空间。(Deposition processing apparatus are provided. The deposition process apparatus includes a first chamber loaded with a substrate fixture, a second chamber defining a deposition process space in which a deposition process is performed, and a third chamber including a transfer module that transfers the substrate fixture from the first chamber to the second chamber. The substrate fixing apparatus includes a first support supporting at least one substrate, and a second support connected to the first support, contacting first and second surfaces of the at least one substrate in a first direction, and vertically fixing the at least one substrate such that a third surface faces a normal direction of the first support. The second support defines a deposition surface in the at least one substrate including a third surface, a portion of the first surface adjacent the third surface, and a portion of the second surface adjacent the third surface, and exposes the defined deposition surface to a deposition process space.)

沉积处理设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月1日提交到韩国知识产权局的第10-2020-0065834号韩国专利申请的优先权及权益,该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及能够改善三面沉积的批量生产率的衬底固定装置、包括衬底固定装置的沉积处理设备以及使用沉积处理设备的沉积处理方法。

背景技术

在显示衬底的制造工艺中使用了各种类型的衬底,并且近年来,在各种衬底上执行各种有机和/或无机沉积的沉积设备也正在多样化。相应地,对能够执行多面沉积以及单面沉积并且能够一次性处理多个衬底的有成本效益的沉积处理设备的需求在日益增长。

发明内容

本公开提供了实现为在多个衬底上执行三面沉积的衬底固定装置。

本公开提供了包括实现为在多个衬底上执行三面沉积并且通过多个室改善了批量生产率的衬底固定装置的沉积处理设备。

本公开提供了使用沉积处理设备的沉积处理方法。

本发明概念的实施方式提供沉积处理设备,而沉积处理设备可包括装载有衬底固定装置的第一室,其中,至少一个衬底装载在衬底固定装置上,并且包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及作为第一表面与第二表面之间的侧表面的第三表面。沉积处理设备可包括第二室和第三室,第二室限定在装载在衬底固定装置上的至少一个衬底上执行沉积处理的沉积处理空间,第三室包括将衬底固定装置从第一室传输到第二室的传输模块。衬底固定装置可包括第一支承件和第二支承件,第一支承件支承至少一个衬底,第二支承件连接到第一支承件,在第一方向上与至少一个衬底的第一表面和第二表面接触,并且竖直地固定至少一个衬底以使得第三表面面对第一支承件的法线方向。第二支承件可在至少一个衬底中限定沉积表面,并且将限定的沉积表面暴露于沉积处理空间。沉积表面可包括第三表面、第一表面的与第三表面相邻的部分以及第二表面的与第三表面相邻的部分。

第二室可包括发射待沉积在至少一个衬底上的沉积材料的沉积源,并且沉积源可布置成面对第三表面。

第二室可包括使沉积源在靠近或远离至少一个衬底的方向上移动的固定模块。

第一支承件可包括基础构件、第一支承构件和连接构件,第一支承构件布置在基础构件上,与基础构件限定传输模块插入的空间,并且支承至少一个衬底,连接构件将基础构件、第一支承构件和第二支承件彼此连接。

第二支承件可连接到连接构件以在靠近或远离第一支承件的方向上移动。

在第二支承件在远离第一支承件的方向上移动的情况下沉积表面的面积可小于在第二支承件在靠近第一支承件的方向上移动的情况下沉积表面的面积。

第二支承件可包括固定构件和第二支承构件,固定构件与至少一个衬底的第一表面和第二表面接触,第二支承构件将固定构件彼此连接并且连接到第一支承件。

固定构件可在第一方向上与第一表面的部分不重叠,并且在第一方向上与第二表面的部分不重叠。

多个固定构件可连接到第二支承构件,以使得多个固定构件在彼此靠近或彼此远离的方向上移动。

衬底固定装置还可包括布置在第一支承件上以支承至少一个衬底的缓冲构件。

本发明概念的实施方式提供衬底固定装置,衬底固定装置可包括第一支承件和第二支承件,第一支承件支承包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及作为第一表面与第二表面之间的侧表面的第三表面的至少一个衬底,第二支承件连接到第一支承件,在第一方向上与至少一个衬底的第一表面和第二表面接触,并且竖直地固定至少一个衬底以使得第三表面面对第一支承件的法线方向。第二支承件可限定沉积表面,并且可将限定的沉积表面暴露于沉积处理空间。沉积表面可包括第三表面、第一表面的与第三表面相邻的部分以及第二表面的与第三表面相邻的部分。

第二支承件可包括与至少一个衬底的第一表面和第二表面接触的固定构件。固定构件可在第一方向上与第一表面的该部分不重叠并且在第一方向上与第二表面的该部分不重叠。

第二支承件可连接到第一支承件以在靠近或远离第一支承件的方向上移动。

本发明概念的实施方式提供沉积处理方法。该方法可包括:制备包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及作为第一表面与第二表面之间的侧表面的第三表面的至少一个衬底;将至少一个衬底装载到包括支承至少一个衬底的第一支承件以及连接到第一支承件并且竖直地固定至少一个衬底的第二支承件的衬底固定装置中;从外部将装载有至少一个衬底的衬底固定装置装载到沉积处理设备的第一室中;使用布置在第三室中的传输模块将衬底固定装置传输到限定有沉积处理空间的第二室;以及在第二室中在至少一个衬底上执行沉积处理。沉积处理的执行可包括:允许第二支承件在至少一个衬底中限定沉积表面,而沉积表面包括第三表面、第一表面的与第三表面相邻的部分以及第二表面的与第三表面相邻的部分并且将限定的沉积表面暴露于沉积处理空间。

沉积处理的执行可包括:使用在靠近或远离至少一个衬底的方向上移动的沉积源来溅射沉积材料。

第一支承件可包括基础构件、第一支承构件和连接构件,第一支承构件布置在基础构件上,与基础构件限定传输模块插入的空间,并且支承至少一个衬底,连接构件将基础构件、第一支承构件和第二支承件彼此连接。

第二支承件可在靠近或远离第一支承件的方向上移动。

第二支承件可包括多个固定构件和第二支承构件,多个固定构件与至少一个衬底的第一表面和第二表面接触,第二支承构件将多个固定构件彼此连接并且连接到第一支承件。

固定构件可在第一方向上与第一表面的该部分不重叠并且在第一方向上与第二表面的该部分不重叠。

多个固定构件可连接到第二支承构件,以使得多个固定构件在彼此靠近或彼此远离的方向上移动。

根据以上内容,可使用专门制造的衬底固定装置一次性装载大量衬底,并且可使用多个室来减少处理时间。一次性在衬底的三面上进行沉积是可能的,并且因此可降低材料成本。相应地,可通过沉积处理设备和沉积处理方法来改善批量生产率。

附图说明

当结合附图考虑时,通过参照下面的详细描述,本公开的以上和其它优点将变得容易显而易见,在附图中:

图1A和图1B是示出根据本公开的实施方式的沉积处理设备的示意视图;

图2是示出根据本公开的实施方式的第二室的示意视图;

图3是示出根据本公开的实施方式的衬底固定装置的示意视图;

图4A和图4B是示出根据本公开的实施方式的衬底固定装置的示意视图;

图5是示出根据本公开的实施方式的第二支承件的示意视图;以及

图6A和图6B是示出根据本公开的实施方式的沉积处理方法的示意视图。

具体实施方式

在本公开中,将理解的是,当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”或者“联接到”另一元件或层时,它能直接在另一元件或层上、直接连接到或者直接联接到另一元件或层,或者可存在有中间元件或层。

在整个说明书中,相似的附图标记是指相似的元件。在附图中,为了技术内容的有效描述,部件的厚度、比例和尺寸可被夸大。

如本文中所使用的,措辞“和/或”包括相关联所列项目中的一个或者多个的任何和所有组合。例如,“A和/或B”可理解为意味着“A、B、或者A和B”。措辞“和”和“或”可以结合或分离的方式使用,并且可理解为等同于“和/或”。

将理解的是,尽管措辞第一、第二等可在本文中用于描述各种元件、部件、区、层和/或区段,但是这些元件、部件、区、层和/或区段不应受这些措辞限制。这些措辞仅用于将一个元件、部件、区、层或者区段与另一元件、部件、区、层或者区段区分开。因此,以下讨论的第一元件、部件、区、层或者区段可被称为第二元件、部件、区、层或者区段,而不背离本公开的教导。除非上下文另有清楚指示,否则如本文中所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式。

空间相对措辞,诸如“之下(beneath)”、“下方(below)”、“下(lower)”、“上方(above)”和“上(upper)”等,可在本文中出于描述的便利而使用,以描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

还将理解的是,措辞诸如“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包括(include)”、“包括(including)”、“具有(have)”、“具有(having)”、“包含(contain)”和/或“包含(containing)”,当在本说明书中使用时,指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。

除非在本文中另有定义或暗示,否则所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是,除非在说明书中清楚限定,否则术语,诸如常用词典中定义的那些,应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且不应以理想化或过于正式的意义来解释。

在下文中,将参照附图对本公开的实施方式进行描述。

图1A和图1B是示出根据本公开的实施方式的沉积处理设备1000的示意视图。

图1A示出了根据本公开的实施方式的包括第二室200的沉积处理设备1000。图1B示出了沉积处理设备1000。

参照图1A,沉积处理设备1000可包括第一室100、第二室200和第三室300。沉积处理设备1000的第二室200可设置为多个。在图中示出了四个第二室200。然而,第二室200的数量不应限于此或由此限制。包括在沉积处理设备1000中的第二室200的数量可大于或小于四个。根据实施方式,沉积处理设备1000的第一室100可设置为多个。

第一室100可从外部将至少一个衬底装载到沉积处理设备1000中,并且在沉积处理完成之后可将所述至少一个衬底卸载到外部。第一室100可装载或卸载至少一个衬底。第一室100可以可包括多个衬底的一个衬底固定装置为单位装载或卸载至少一个衬底。第一室100可设置为多个以从外部将衬底装载到处于真空状态的设备中。尽管未在图中示出,但是可通过专用机械手来执行在第一室100中装载和卸载衬底。

第二室200可限定在真空状态下执行衬底所需的沉积处理操作的空间。第二室200可设置为多个。相应地,可在一个沉积处理设备1000中在衬底上沉积各种类型的层,并且可减少处理时间。根据实施方式的沉积处理设备1000可设置为包括多个第二室200的多类型系统。相应地,可彼此分开地管理多个室,处理管理可为容易的,并且可改善处理可靠性。

第三室300可将从第一室100装载的包括至少一个衬底的衬底固定装置传输到限定有沉积处理空间的第二室200中。第三室300可包括与传输衬底固定装置的机械手对应的传输模块310。传输模块310不仅可从第一室100将衬底固定装置传输到第二室200,而且可将在第二室200中处理的衬底传输到另一第二室200或第一室100。

包括传输模块310的第三室300可在根据实施方式的沉积处理设备1000中布置在中心处,并且第一室100和第二室200可以簇的类型排列在与圆形形状的边缘对应的位置处。

在图1B中,装载到第一室100中的衬底固定装置210可通过第三室300的传输模块310而传输到第二室200。图1B示出了包括布置在第二室200中的衬底固定装置210的沉积处理设备1000。传输到多个第二室200之中的一个第二室200的衬底固定装置210可将装载在其上的至少一个衬底提供给第二室200中的沉积处理空间。

图2是示出根据本公开的实施方式的第二室200的示意视图。图2示出了包括衬底固定装置210的第二室200。

参照图2,第二室200可包括衬底固定装置210、沉积源220和固定模块230。在图2中,沉积处理空间250可限定在第二室200中。沉积处理空间250可对应于一空间或区域,在该空间或区域中,从沉积源220发射的沉积材料沉积在固定到衬底固定装置210的衬底SUB上。

衬底固定装置210可包括至少一个衬底SUB、第一支承件10和第二支承件20。第一支承件10和第二支承件20可允许至少一个衬底SUB竖直地放置在衬底固定装置210中。至少一个衬底SUB可布置在第一支承件10上,并且可由第二支承件20竖直地固定。

至少一个衬底SUB可包括第一表面1S、第二表面2S和第三表面3S。第一表面1S和第二表面2S可限定为彼此相对的表面,并且第三表面3S可限定为连接第一表面1S和第二表面2S的侧表面。至少一个衬底SUB可被竖直地放置,以使得第三表面3S面对第一支承件10的法线方向。

根据实施方式,衬底固定装置210可包括布置在第一支承件10上以支承至少一个衬底SUB的缓冲构件50。缓冲构件50可布置在至少一个衬底SUB下方并且可保护所述至少一个衬底SUB免受冲击的影响。

沉积源220可发射至少一个衬底SUB所需求的沉积材料。沉积源220可布置成面对至少一个衬底SUB。沉积源220可包括靶31和沉积模块33。靶31可为包含沉积材料的板。靶31的一个表面可面对至少一个衬底SUB的第三表面3S。靶31可包括根据在第二室200中执行的沉积处理的类型所需的沉积材料。靶31的另一表面可与沉积模块33接触。沉积模块33可从与其接触的靶31将沉积材料溅射到至少一个衬底SUB。

固定模块230可将沉积源220固定到第二室200。固定模块230可为长度可变地调节的机械手。固定模块230可在靠近或远离至少一个衬底SUB的方向上使沉积源220移动。例如,当固定模块230的长度增大时,沉积源220变得更靠近作为沉积对象的至少一个衬底SUB,并且当固定模块230的长度减小时,沉积源220变得更远离所述至少一个衬底SUB。相应地,可减小装载到第二室200中的至少一个衬底SUB的在第二方向DR2上的尺寸和长度的限制。

图3是示出根据本公开的实施方式的衬底固定装置210的示意视图。图4A和图4B是示出根据本公开的实施方式的衬底固定装置210的示意视图。

参照图3、图4A和图4B,衬底固定装置210可包括第一支承件10和第二支承件20。第一支承件10可包括基础构件11、第一支承构件13和连接构件15。第二支承件20可包括第二支承构件21和固定构件23。

第一支承件10可支承至少一个衬底SUB。第二支承件20可竖直地固定至少一个衬底SUB。第一支承件10可支承与至少一个衬底SUB的第三表面3S(参照图2)相对的表面。第二支承件20可连接到第一支承件10,并且可在第一方向DR1上支承至少一个衬底SUB的第一表面1S和第二表面2S,并且因此可将所述至少一个衬底SUB固定成使得第三表面3S面对第二方向DR2。

第二支承件20可在至少一个衬底SUB上限定沉积表面CS。参照图2,沉积表面CS可包括三个表面,诸如第三表面3S、第一表面1S的与第三表面3S相邻的部分1SP以及第二表面2S的与第三表面3S相邻的部分2SP。例如,固定构件23可在第一方向DR1上与第一表面1S的部分1SP不重叠,并且固定构件23可在第一方向DR1上与第二表面2S的部分2SP不重叠。沉积表面CS可限定在至少一个衬底SUB的侧表面部分中。由第二支承件20限定的沉积表面CS可暴露于限定在第二室200中的沉积处理空间250(参照图2)。沉积表面CS可为至少一个衬底SUB的暴露于沉积处理空间250并且未被第二支承件20覆盖的表面。

第一支承件10的基础构件11可放置在第二室200上。第一支承构件13可布置在基础构件11上方。第一支承构件13和基础构件11可限定在其间的空间,而传输模块310插入到该空间中。第一支承构件13可支承至少一个衬底SUB。连接构件15可连接基础构件11和第一支承构件13。连接构件15可在第二方向DR2上延伸,并且可联接到各自在第一方向DR1上延伸的基础构件11的侧表面和第一支承构件13的侧表面。连接构件15可将第一支承件10连接到第二支承件20。在第二方向DR2上延伸的连接构件15可联接到第二支承构件21的侧表面。

固定构件23可联接到第二支承构件21。多个固定构件23可在第二方向DR2上延伸并且可沿第二支承构件21延伸的第一方向DR1排列。至少一个衬底SUB可布置在多个固定构件23之间。固定构件23可与至少一个衬底SUB的第一表面1S和第二表面2S接触。固定构件23可不与至少一个衬底SUB的沉积表面CS接触。固定构件23可与除第三表面3S、第一表面1S的与第三表面3S相邻的部分1SP以及第二表面2S的与第三表面3S相邻的部分2SP以外的至少一个衬底SUB的第一表面1S的另一部分和第二表面2S的另一部分接触,并且因此可在第二方向DR2上竖直地固定所述至少一个衬底SUB。

图4A示出了第二支承件20在远离第一支承件10的方向上移动的状态,并且图4B示出了第二支承件20在靠近第一支承件10的方向上移动的状态。

在图4A和图4B中,第二支承件20可联接到连接构件15,以能够在远离或靠近第一支承件10的方向上移动。第二支承构件21可在第二方向DR2上移动。联接到第二支承构件21的固定构件23可随着第二支承构件21移动而移动。多个固定构件23可在与每个固定构件23接触的至少一个衬底SUB上限定沉积表面CS。如果固定构件23在靠近第一支承件10的方向上移动,则沉积表面CS的面积可逐渐增大。如果固定构件23在远离第一支承件10的方向上移动,则沉积表面CS的面积可逐渐减小。图4A中的沉积表面CS的面积WD1可小于图4B中的沉积表面CS的面积WD2。

图5是示出根据本公开的实施方式的第二支承件20的示意视图。

参照图5,第二支承件20可包括两个第二支承构件21和固定构件23。

固定构件23可联接到布置在固定构件23的相对两侧处的第二支承构件21。固定构件23可在其相对两侧处联接到两个第二支承构件21以便通过两个第二支承构件21为可移动的。例如,固定构件23可在彼此靠近或彼此远离的方向上移动。相应地,当固定构件23彼此远离时,固定构件23之间的宽度可具有宽度WD3,并且当固定构件23彼此靠近时,固定构件23之间的宽度可具有宽度WD4。因此,第二支承件20可固定各种厚度或尺寸的衬底,而与至少一个衬底SUB的厚度无关。

图6A和图6B是示出根据本公开的实施方式的沉积处理方法的示意视图。

图6A示出了从沉积源220溅射到被装载到衬底固定装置210中的至少一个衬底SUB的沉积表面CS上的沉积材料PC,并且图6B示出了沉积在至少一个衬底SUB的沉积表面CS上的沉积材料PC。

参照图6A和图6B,沉积处理方法可包括:制备至少一个衬底SUB;将至少一个衬底SUB装载在衬底固定装置210上;从外部将装载有至少一个衬底SUB的衬底固定装置210装载到第一室100中;将衬底固定装置210传输到第二室200;以及执行沉积处理。

在衬底SUB的制备中,制备了包括第一表面1S(参照图2)、与第一表面1S相对的第二表面2S(参照图2)以及位于第一表面1S与第二表面2S之间的第三表面3S(参照图2)的至少一个衬底SUB。

在衬底SUB的装载中,可将至少一个衬底SUB装载在包括支承所述至少一个衬底SUB的第一支承件10和与第一支承件10连接的第二支承件20的衬底固定装置210上,从而在第一方向DR1上与所述至少一个衬底SUB的第一表面1S和第二表面2S接触,并且竖直地装载了所述至少一个衬底SUB以使得第三表面3S面对第一支承件10的法线方向。

在装载操作中,可将衬底固定装置210装载到第一室100中。

在传输操作中,可通过第三室300的传输模块310将装载到第一室100中的衬底固定装置210传输到第二室200。

在沉积处理的执行中,可在限定在第二室200中的沉积处理空间250中在至少一个衬底SUB上执行沉积处理。

在实施方式中,执行沉积处理可包括:通过衬底固定装置210将限定在至少一个衬底SUB中的沉积表面CS暴露于沉积处理空间250。沉积表面CS可由衬底固定装置210的第二支承件20限定。第二支承件20的固定构件23可与至少一个衬底SUB的第一表面1S和第二表面2S接触以掩盖接触部分,并且可不与固定构件23接触所述的至少一个衬底SUB的第一表面1S的部分1SP、第二表面2S的部分2SP和第三表面3S可暴露于沉积处理空间250。相应地,不与固定构件23接触而暴露于沉积处理空间250的表面可限定为沉积表面CS。

在实施方式中,沉积处理的执行可包括:从沉积源220将沉积材料PC溅射到暴露的沉积表面CS。从沉积源220溅射的沉积材料PC可沉积在至少一个衬底SUB的沉积表面CS上。在下文中,在对沉积处理方法进行描述时,将省略关于与图1至图5中的沉积处理设备1000相同的元件的细节。

根据本公开的实施方式的衬底固定装置可设计为适合于一次装载大量衬底以及三面沉积,并且因此包括至少一个衬底的侧表面的三面可暴露于沉积处理空间。由包括衬底固定装置的沉积处理设备执行的沉积处理方法可减少处理时间。相应地,可降低材料成本,并且因此可改善批量生产率。

虽然已描述了本公开的实施方式,但是要理解的是,本公开不应限于这些实施方式,而是本领域普通技术人员在如随附的权利要求书所要求的本公开的精神和范围内能进行各种改变和修改。因此,所公开的主题不应限于本文中所描述的任何单个实施方式,并且本发明概念的范围应根据随附的权利要求书来确定。

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