專利名稱：襯底支撐件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及襯底支撐件。
背景技術(shù)：
迄今已經(jīng)在大型玻璃襯底或者玻璃板上制成了薄膜晶體管以用于監(jiān)視器、平面顯示器、太陽能電池、個人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話等。這些晶體管是通過在真空室內(nèi)順序地沉積包括非晶硅、摻雜和未摻雜的氧化硅、氮化硅等的各種膜而制成的。用于沉積薄膜的一種方法是化學(xué)氣相沉積(CVD)。
CVD是一種相對高溫的工藝，要求襯底經(jīng)得住約300攝氏度到400攝氏度的溫度，而預(yù)計其更高溫度的工藝超過500攝氏度。CVD膜處理已經(jīng)廣泛地用于在襯底上制作集成電路。但是，由于玻璃是非常易碎并且當(dāng)被加熱到高溫時易出現(xiàn)松垂、扭曲、裂紋的介電材料，所以必須小心以避免在加熱和冷卻過程中造成的熱應(yīng)力和由此引起的損壞。
現(xiàn)在存在有用來在處理之前預(yù)熱襯底和進(jìn)行處理之后的熱處理操作的系統(tǒng)。傳統(tǒng)的加熱室具有一個或者多個被加熱的擱板，用于加熱單個或者多個襯底。玻璃襯底一般被支撐在間隔件上，并位于擱板的上方，以提高熱均勻性和處理量。為了使成本最小化，傳統(tǒng)的間隔件一般由諸如不銹鋼、鋁、氮化鋁等易加工的金屬形成。但是，傳統(tǒng)的間隔件可能擦傷或者以其它方式損壞玻璃的表面，可能造成該玻璃表面上的缺陷。例如，用于產(chǎn)生低溫多晶硅膜的退火處理需要將襯底加熱到大約550攝氏度，這可以導(dǎo)致尺寸為900mm的襯底熱膨脹4mm。這種熱膨脹造成玻璃襯底沿著在加熱和冷卻過程中支撐該玻璃襯底的間隔件滑動。所造成的玻璃襯底與間隔件之間的摩擦已經(jīng)被證明會導(dǎo)致劃痕、裂紋以及玻璃襯底上的其它畸變?nèi)毕?。例如，襯底經(jīng)常被分割成多塊板，并且可能沿著劃痕或者其它缺陷斷開而不是沿著希望的位置斷開，致使一塊或者多塊襯底有缺陷。
在某些情況下，與玻璃接觸的間隔件的部分被認(rèn)為可能與玻璃反應(yīng)并暫時地結(jié)合在玻璃上。當(dāng)以后這樣的結(jié)合被斷開時，先前反應(yīng)的殘留物殘留在間隔件上，增加了在處理期間損壞隨后的襯底的可能性。另外，殘留物可能成為熱處理室中的沾染物源。而且，由襯底和間隔件之間的結(jié)合造成的殘留物可能起到間隔件與其它襯底之間的隨后的化學(xué)反應(yīng)的催化劑的作用，或者進(jìn)一步惡化間隔件支撐表面或者縮短間隔件的壽命。
因此，人們需要一種減小或消除處理過程中襯底損壞的支撐件。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種用于支撐襯底的裝置。在一個實施例中，用于支撐襯底的裝置包括第一部分和第二部分。所述第二部分包括保持球體的承窩。所述球體適合將襯底支撐于其上，同時使所述襯底與所述球體之間的摩擦和/或化學(xué)反應(yīng)最小化。
在另一個實施例中，提供了一種用于支撐襯底的裝置，該裝置包括具有連接于其上的至少一個支撐構(gòu)件的室體。在所述支撐構(gòu)件上設(shè)置有一個或者多個球體。所述球體可旋轉(zhuǎn)，適合以相對于所述支撐構(gòu)件被隔開的關(guān)系支撐所述玻璃襯底。在其它實施例中，所述裝置可用于加熱室和負(fù)載封閉室中，其中在這些室中在襯底發(fā)生熱變化的過程中不希望損壞或者沾染襯底。


為了實現(xiàn)和具體地理解本發(fā)明的上述特征、優(yōu)點和目標(biāo)，以下將參照附圖中所示的本發(fā)明實施例對以上簡單概括的本發(fā)明做更為詳細(xì)的描述。
但是應(yīng)該認(rèn)識到，附圖僅僅圖示了本發(fā)明的典型實施例，因此并不視為是對其范圍的限制，而本發(fā)明可以包括其它同樣有效的實施例。
圖1是具有多個支撐構(gòu)件和間隔件的加熱室的一個實施例的截面圖。
圖2是具有設(shè)置于其上的多個間隔件的擱板/支撐構(gòu)件的一個實施例的俯視圖。
圖3是傳統(tǒng)間隔件的一個實施例的側(cè)視圖。
圖4A是本發(fā)明間隔件的一個實施例的截面圖。
圖4B是本發(fā)明間隔件的另一個實施例的截面圖。
圖5是沿圖4A的截線5-5所取的球體的一個實施例的截面圖。
圖6A是本發(fā)明的間隔件的另一個實施例的截面圖。
圖6B是本發(fā)明的間隔件的另一個實施例的截面圖。
圖6C是本發(fā)明的間隔件的另一個實施例的截面圖。
圖7是本發(fā)明的間隔件的另一個實施例的截面圖。
圖8是本發(fā)明的間隔件的另一個實施例的截面圖。
圖9是沿圖8的截線9-9所取的圖8的間隔件的截面圖。
圖10A是支撐構(gòu)件的負(fù)載封閉室(load lock chamber)的一個實施例的截面圖，所述支撐構(gòu)件具有設(shè)置于其上的多個間隔件。
圖10B是支撐構(gòu)件的負(fù)載封閉室的另一個實施例的截面圖，所述支撐構(gòu)件具有設(shè)置于其上的多個間隔件。
具體實施例方式
本發(fā)明一般地涉及用于支撐襯底的、有利地適用于減少襯底損壞的間隔件。盡管這種間隔件在襯底要經(jīng)受溫度變化的室中尤其有效，但是該間隔件也適于使用在希望避免劃傷襯底的其它室中。
圖1圖示了設(shè)置在代表性的加熱室10中的被支撐在多個間隔件30、50上的玻璃襯底32。加熱室10包括由軸92可移動地支撐在室10內(nèi)的盒體90。盒體90包括側(cè)壁12、14、下盤16和蓋18。加熱室10包括側(cè)壁15。鄰近于處理系統(tǒng)(未示出)在側(cè)壁15上設(shè)置了一個端口96，圖2中以虛線示出，該端口96裝配有長槽閥(slit valve)94，通過該長槽閥94玻璃襯底32能夠從處理系統(tǒng)被傳送進(jìn)加熱室10內(nèi)的盒體90以及從所述盒體90傳送出。
回到圖1，側(cè)壁12和14裝配有適合的加熱線圈20、22，用于控制盒體90的溫度。加熱線圈20、22可以是電阻加熱器和/或用于循環(huán)傳熱氣體或液體的導(dǎo)管。下盤16分別裝配有入口管24和出口管26和/或通道27，入口管24和出口管26用于循環(huán)溫度受控的液體，而通道27用于為連接到電源(未示出)的加熱線圈20、22的線纜提供通路。
側(cè)壁12、14的內(nèi)側(cè)裝配有多個支撐構(gòu)件28。在圖1所示的實施例中，支撐構(gòu)件28是設(shè)置在側(cè)壁12、14之間的導(dǎo)熱隔板。支撐構(gòu)件28與側(cè)壁12、14具有良好的熱接觸，以允許通過線圈20、22快速、均勻地控制支撐構(gòu)件28和置于其上的玻璃襯底32的溫度?？捎糜谥螛?gòu)件28的材料的例子包括，但不限于，鋁、銅、不銹鋼、復(fù)合銅等?；蛘撸訜峋€圈20、22可以被嵌入在支撐構(gòu)件28中。
如圖2所示，一個或者多個外側(cè)間隔件30被適當(dāng)?shù)夭贾迷谥螛?gòu)件28上，以支撐玻璃襯底32的外周。一個或者多個內(nèi)側(cè)間隔件50被設(shè)置在支撐構(gòu)件28上，以支撐玻璃襯底32的內(nèi)側(cè)部分。在圖2所示的實施例中，在支撐構(gòu)件28的相對兩側(cè)上分別設(shè)置了三個間隔件30來支撐玻璃襯底32的外周，同時在間隔件30的內(nèi)側(cè)設(shè)置了兩個間隔件50來支撐玻璃襯底32的中心部分?；蛘咭部梢圆捎闷渌臉?gòu)造。
回到圖1，間隔件30、50起到在盒體90內(nèi)支撐玻璃襯底32的作用，以使得在支撐構(gòu)件28和玻璃襯底32之間存在一個間隙44。間隙44防止支撐構(gòu)件28直接接觸玻璃襯底32，這種接觸可能使玻璃襯底32產(chǎn)生應(yīng)力或裂紋，或者導(dǎo)致沾染物被從支撐構(gòu)件28轉(zhuǎn)移到玻璃襯底32上。盒體90內(nèi)的玻璃襯底32通過輻射和氣體傳導(dǎo)被間接地加熱，而不是通過玻璃襯底32與支撐構(gòu)件28之間的直接接觸。另外，交叉放置玻璃襯底32和支撐構(gòu)件28允許從上方和下方兩處來加熱玻璃襯底32，從而提供了對玻璃襯底32的更快速、更均勻的加熱。
圖3是外側(cè)間隔件30的一個實施例的側(cè)視圖。外側(cè)間隔件30一般由不銹鋼構(gòu)成并且是圓柱體形狀的。外側(cè)間隔件30具有第一端90和第二端92。第一端90設(shè)置在支撐構(gòu)件28上。第二端92以相對于支撐構(gòu)件28被隔開的關(guān)系支撐玻璃襯底32。第二端92的邊緣一般包括圓角或者倒角94。第二端92或者可以包括全圓角(full radius)以使與襯底的接觸面積最小化。
圖4A是內(nèi)側(cè)間隔件50的一個實施例的截面圖。外側(cè)間隔件30同樣可以選擇性地被類似地構(gòu)造。可以為了制造的方便，以及在一些實施例中為了低成本，可以對用于形成內(nèi)側(cè)間隔件50的材料進(jìn)行選擇。內(nèi)側(cè)間隔件50一般由不銹鋼、低碳鋼、ICONEL、鎳合金以及其它適合的材料制成。
內(nèi)側(cè)間隔件50通常包括第一部分56和第二部分57。第一部分56一般具有圓柱體橫截面，當(dāng)然也可以采用其它幾何構(gòu)形。第二部分57包括保持球體62的承窩64，所述球體62接觸并支撐玻璃襯底32。
在一個實施例中，第一部分56具有適合接收從支撐構(gòu)件28突出的安裝銷58的中空部分72。銷58將內(nèi)側(cè)間隔件50定位在盒體內(nèi)其相應(yīng)的支撐構(gòu)件28上。使用安裝銷58而不是將內(nèi)側(cè)間隔件50直接固定到支撐構(gòu)件28上的一個好處在于內(nèi)側(cè)間隔件50和支撐構(gòu)件28的材料選擇標(biāo)準(zhǔn)可以不一樣。通過使用銷58，內(nèi)側(cè)間隔件50可以獨立于相鄰支撐構(gòu)件28的膨脹和收縮而膨脹和收縮?；蛘?，可以采用其它方法或設(shè)備將內(nèi)側(cè)間隔件50連接到支撐構(gòu)件28上。例如，可以采用粘接、壓配合、焊接、鉚接、螺紋連接等將內(nèi)側(cè)間隔件50安裝到支撐構(gòu)件28上。應(yīng)該認(rèn)識到，將間隔件50的實施例安裝或者固定到支撐構(gòu)件28的其它方法也可以考慮。
內(nèi)側(cè)間隔件50的第二部分57通常包括球體62和承窩64。在一個實施例中，承窩64包括球體支撐66，所述球體支撐66包括具有半徑“R”的弧形表面68。球體支撐66的弧形表面68提供了與球體62的單個接觸點，該球體62的半徑“r”小于半徑“R”。
在圖4A所示的實施例中，球體支撐66的外側(cè)部分88被攻絲并與承窩64的內(nèi)側(cè)部分84咬合，其中所述承窩64形成了用于保持球體62的圓柱形側(cè)壁82的一部分。側(cè)壁82一般具有漸縮的、陷型的(swaged)或者其它形狀的端部80，該端部80將球體62保持在承窩64內(nèi)。一般，在球體62和端部80之間留有較小的空隙，以允許球體62在承窩內(nèi)旋轉(zhuǎn)和/或橫向移動。或者，端部80和側(cè)壁82可以被構(gòu)造成允許當(dāng)襯底32在其上移動時球體62沿著球體支撐表面66滾動(見圖4B)。球體62相對于中心支撐件30的橫向移動允許襯底32沿著球體62滾動而不發(fā)生劃傷?；蛘?，球體支撐表面66的圓錐形表面在襯底32被移除的時候?qū)⑶蝮w62置于承窩64的中心，并將中心支撐件30返回到為下一個襯底準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)。換句話說，一旦襯底被移除，圓錐形球體支撐表面66將球體62重新置于中心。在另一個實施例中，球體支撐66可以包括用于接觸和保持球體62的其它表面幾何構(gòu)形。
圖5是沿圖4A的截線5-5所取的球體62的一個實施例的截面圖。球體62一般由金屬或者非金屬材料構(gòu)成。另外，球體62可以減小球體62與玻璃襯底32之間的摩擦并/或抑制它們之間的化學(xué)反應(yīng)。一般，球體62由金屬或者金屬合金、石英、藍(lán)寶石、氮化硅或者其它適合的非金屬材料構(gòu)成。在一個實施例中，球體62具有4微英寸的表面光潔度或更光滑。
作為選擇，球體62可以被電拋光、涂覆或者鍍覆涂層70。例如，涂層70可以具有足夠的厚度來提供減小球體62與玻璃襯底32之間摩擦的阻擋層。玻璃襯底32與球體62之間摩擦的減小基本上防止了由玻璃襯底32與球體62之間的摩擦、振動、熱膨脹或者其它接觸導(dǎo)致的對玻璃襯底32的損壞。附加地或者作為替代，涂層70可以減少組成球體62與玻璃襯底32的材料之間的化學(xué)反應(yīng)。在另一個實施例中，間隔件50的其它部分可以類似地被涂覆以減小其間的摩擦和/或化學(xué)反應(yīng)。
能夠減少或者消除球體62與玻璃襯底32之間摩擦的涂層70可以通過化學(xué)氣相沉積(CVD)氮化處理、物理氣相沉積(PVD)濺射處理、噴涂、鍍覆或者其它處理被沉積。在一個實施例中，涂層70具有至少約為3微米的厚度。在另一個實施例中，涂層70被形成為厚度在大約3微米到大約20微米之間。在另一個例子里，如上所述的球體62可以被放置在反應(yīng)室中并被暴露于包括氨和/或氮氣和/或氫氣和/或其它還原氣體的氣氛中以在球體62被暴露的表面上形成氮化涂層。在另一個實施例中，涂層70通過例如PVD的濺射處理形成，以在球體62的外側(cè)表面上形成氮化表面，并且涂層70包括例如氮化鈦。
表面涂層70一般為球體62提供光滑的外側(cè)表面?？梢哉J(rèn)為，以上所描述的表面涂層70的可替換實施例保持至少與球體62的原始光潔度同樣光滑的光滑表面。或者，涂層70可以通過例如電拋光或者其它方法處理以提高涂層70的光潔度。也可以認(rèn)為，具有上述表面涂層70的內(nèi)側(cè)間隔件50會減少與支撐在內(nèi)側(cè)間隔件50上的玻璃襯底32之間的摩擦，并且在一些實施例中，附加地或者作為替代，會減少球體62和/或放置于其上的玻璃32內(nèi)的沾染物之間的化學(xué)反應(yīng)。作為選擇，涂層70可以應(yīng)用于外側(cè)間隔件30。
應(yīng)該認(rèn)識到，根據(jù)本發(fā)明的一些方面制造的內(nèi)側(cè)間隔件50適合于在250攝氏度以上進(jìn)行的熱處理操作。使用本發(fā)明的內(nèi)側(cè)間隔件50也可以進(jìn)行其它熱處理操作，例如用于制造低溫多晶硅的熱處理工藝?？梢哉J(rèn)為，根據(jù)本發(fā)明制造的間隔件50依據(jù)應(yīng)用和玻璃材料的特性而適合于在大約450攝氏度以上，直到并包括600攝氏度所進(jìn)行的熱處理操作。還可以認(rèn)為，根據(jù)本發(fā)明制造的間隔件50會減小當(dāng)玻璃襯底32在內(nèi)側(cè)間隔件50上移動時發(fā)生摩擦的可能性。此外，可以認(rèn)為上述表面涂層70可以提供附加的保護(hù)層，該保護(hù)層既減少球體62與所支撐的玻璃襯底32之間摩擦損壞的可能性，同時又起到作為阻擋層防止玻璃襯底32與球體62的沾染物或者金屬之間反應(yīng)的作用。
以上已經(jīng)示出和描述了作為減少襯底損壞的中心支撐件的內(nèi)側(cè)間隔件50的實施例。上述實施例示出了作為中心支撐件的內(nèi)側(cè)間隔件50，而傳統(tǒng)的外側(cè)間隔件30可以被用于支撐玻璃襯底32的外周。應(yīng)該認(rèn)識到，作為選擇，外側(cè)間隔件30的一些或者全部可以被構(gòu)造成與內(nèi)側(cè)間隔件50類似或者相同。
盡管內(nèi)側(cè)間隔件50已經(jīng)結(jié)合具體材料被描述了，但是應(yīng)該認(rèn)識到其它熱處理應(yīng)用可以采用由其它不同材料制造的間隔件50，并且可以使用上述那些材料以外的用于涂層70的替代材料。
圖6A示出了內(nèi)側(cè)間隔件150的另一個實施例。內(nèi)側(cè)間隔件150被構(gòu)造成類似于內(nèi)側(cè)間隔件50，只是內(nèi)側(cè)間隔件150將球體62支撐在圓錐形表面152上。圓錐形表面152一般將球體62置于內(nèi)側(cè)間隔件150內(nèi)的中心，同時允許球體62基本上自由地旋轉(zhuǎn)。
圖6B示出了內(nèi)側(cè)間隔件600的另一個實施例，其中間隔件600的球體支撐表面612被結(jié)合到支撐構(gòu)件28中。球體62處于各個球體支撐表面612上，并將襯底32與支撐構(gòu)件28保持為被隔開的關(guān)系。球體支撐表面612可以是平坦的、圓錐形的、球面形的或者其它允許球體62在間隔件600內(nèi)橫向移動并/或旋轉(zhuǎn)的幾何構(gòu)形。
圖6C示出了內(nèi)側(cè)間隔件650的另一個實施例，其中，例如，為了提高熱傳導(dǎo)性，希望襯底32和支撐構(gòu)件之間間隔更近。球體支撐表面602在支撐構(gòu)件28中凹入一定深度，所述深度使得允許球體62與支撐構(gòu)件28之間的距離604恰好滿足襯底32與支撐構(gòu)件28之間的間隙。球體支撐表面602可以是平坦的、圓錐形的、球面的或者其它允許球體62在間隔件650內(nèi)橫向移動和/或旋轉(zhuǎn)以防止劃傷或者以其它方式損壞襯底32的幾何構(gòu)形。作為選擇，可以在將球體支撐表面602連接到支撐構(gòu)件28表面的側(cè)壁608上設(shè)置保持環(huán)606，以防止球體62掉出支撐構(gòu)件28。支撐構(gòu)件28附加地包括多個頂桿610(示出了其中之一)。頂桿610可以通過常用設(shè)備致動以允許襯底傳送機(jī)構(gòu)(未示出)能夠進(jìn)入襯底32與支撐構(gòu)件28之間，以方便襯底傳送。
圖7示出了內(nèi)側(cè)間隔件250的另一個實施例。內(nèi)側(cè)間隔件250被構(gòu)造成類似于內(nèi)側(cè)間隔件50和150，只是內(nèi)側(cè)間隔件250將球體62支撐在多個內(nèi)置支撐球252上。支撐球252一般設(shè)置在球體支撐表面66中的各自的凹陷部分254中?；蛘?，凹陷部分254可以包括保持多個支撐球252的單個圓環(huán)或者凹槽。支撐球252一般在內(nèi)側(cè)間隔件250內(nèi)將球體62置于中心，同時允許球體62隨著襯底在其上移動而基本上自由地旋轉(zhuǎn)。
盡管本發(fā)明已經(jīng)被描述為與玻璃襯底32一起使用，但是本發(fā)明的內(nèi)側(cè)間隔件的其它實施例可以被用來減少內(nèi)側(cè)間隔件與不同的襯底材料之間的摩擦損壞和/或化學(xué)反應(yīng)。盡管本發(fā)明被描述成用于上述加熱系統(tǒng)10中，但是可以使用其它熱處理系統(tǒng)和室。本發(fā)明的方法和裝置可以獨立地被實施而與應(yīng)用本發(fā)明實施例的室的類型無關(guān)。
圖8示出了內(nèi)側(cè)間隔件350的另一個實施例。內(nèi)側(cè)間隔件350被構(gòu)造成類似于內(nèi)側(cè)間隔件50、150和250，只是內(nèi)側(cè)間隔件350將球體62支撐在支撐球352的陣列上。球體62一般具有半徑R’，支撐球352具有直徑d。支撐球352一般設(shè)置在球體支撐表面366上。球體支撐表面366的半徑R”一般大于R’+d的和。球體支撐表面366的更大的半徑一般允許球體62隨著襯底32在其上移動而沿著球體支撐表面366自由旋轉(zhuǎn)并/或橫向移動。
圖9示出了沿圖8的截線9-9所取的內(nèi)側(cè)間隔件350的截面圖，示出了包括十六(16)個支撐球352的支撐球352陣列的一個實施例。當(dāng)然還可以預(yù)見到具有包括不同數(shù)量的支撐球352的陣列的實施例。
圖10A示出了負(fù)載封閉室1000和設(shè)置于其中的至少一個內(nèi)側(cè)間隔件50的一個實施例的截面圖。負(fù)載封閉室1000一般包括具有兩個玻璃傳送端口1004(圖10A中僅示出一個)的室體1002。每個玻璃傳送端口1004被長槽閥1008(示以虛線)選擇性地密封。負(fù)載封閉室1000設(shè)置在容納于例如分別連接到傳送端口1004的室(未示出)中的第一氣氛和真空氣氛之間，被用來允許將玻璃襯底32通過鄰近的傳送端口1004傳送進(jìn)和傳送出真空氣氛而不損失真空。
室體1002附加地包括泵吸端口1010，通過該泵吸端口1010可以調(diào)節(jié)室體1002內(nèi)的壓強(qiáng)。作為選擇，室體1002可以包括通風(fēng)口1012，用于從真空條件開始提升室體1002內(nèi)的壓強(qiáng)。一般，通過通風(fēng)口1012進(jìn)入室1000的空氣或者流體經(jīng)過過濾器1014，以使進(jìn)入室1000的微粒最小化。這樣的過濾器一般可以從新澤西州Riverdale的Camfil-USA公司購買到。
盒體1006可移動地設(shè)置在室體1002中，其包括連接到升降軸1020的下平板1016和上平板1018。盒體1006被構(gòu)造成將第一襯底32支撐在從下平板1016延伸出的一個或者多個間隔件30和至少一個間隔件50上，而將第二襯底(未示出)支撐在從上平板1018延伸出的一個或者多個間隔件30和至少一個間隔件50上。盒體1006可以被升高或者降低以使支撐在盒體1006上的任意一個襯底與端口1004對齊。
室體1002還可以包括冷卻板1022。冷卻板1022具有允許從下平板1016延伸出的間隔件30、50穿過的多個孔。當(dāng)盒體1006被降低時，使位于間隔件30、50上的襯底32移動，以更靠近冷卻板1022。循環(huán)經(jīng)過冷卻板1022的傳熱流體將從襯底32傳遞到冷卻板1022的熱帶走，從而降低襯底32的溫度。這樣，間隔件50允許襯底32在負(fù)載封閉室1000內(nèi)膨脹或者收縮而不擦傷或者以其它方式損壞襯底。1999年12月15日提交的美國專利申請No.09/464,362(代理人案卷No.3790)中描述了一種適合于從本發(fā)明受益的負(fù)載封閉室，在此通過全文引用結(jié)合于此。
圖10B示出了負(fù)載封閉室1100和設(shè)置于其中的至少一個內(nèi)側(cè)間隔件50的另一個實施例的截面圖。負(fù)載封閉室1100一般包括具有兩個玻璃傳送端口1104(圖10B中只示出了一個)的室體1102。每個玻璃傳送端口1104選擇性地被長槽閥1108(示以虛線)所密封。負(fù)載封閉室1100被設(shè)置在容納于例如分別連接到傳送端口1104的室(未示出)中的第一氣氛和真空氣氛之間，被用來準(zhǔn)許通過鄰近的傳送端口1104將玻璃襯底32(示以虛線)傳送進(jìn)和傳送出真空氣氛而不損失真空。
多個襯底32各自被支撐在室體1102內(nèi)、支撐構(gòu)件1160上(為了清晰，圖10B中只示出了一個襯底32)。支撐構(gòu)件1160可以被連接到室體1102或者被設(shè)置在可移動盒體1162內(nèi)。在圖10B所示實施例中，可移動盒體1162包括連接到12個垂直疊置的支撐構(gòu)件1160的至少一個間隔件30和至少一個間隔件50。這樣，當(dāng)襯底32膨脹或者收縮時，襯底32能夠在間隔件50上移動而不擦傷或者以其它方式損壞襯底。一種適合于從本發(fā)明受益的負(fù)載封閉室可以從加利福尼亞州Santa Clara的應(yīng)用材料公司(Applied Materials)的分公司AKT購買到。
盡管上文是針對本發(fā)明的實施例的，但是在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下可以設(shè)計出本發(fā)明的其它的以及進(jìn)一步的實施例，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種用于在室中支撐襯底的裝置，其中所述室具有連接到所述室的至少一個襯底支撐構(gòu)件，該裝置包括具有第一部分和第二部分的主體，所述第一部分適合與所述支撐構(gòu)件接合；設(shè)置在所述第二部分中并具有球體支撐表面的承窩；和可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述承窩中的球體支撐表面上的球體，所述球體適合接觸襯底并將襯底支撐于其上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述球體被涂覆、鍍覆或者電拋光。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述球體被涂覆或者鍍覆有鉻、鋁合金、氮化硅或者氮化鎢。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述球體支撐表面的半徑大于所述球體的半徑。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述球體支撐表面是圓錐形的。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述球體支撐表面還包括至少一個凹陷部分或者凹槽；和設(shè)置在所述凹陷部分或者凹槽中的支撐所述球體的多個球體支撐球。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括設(shè)置在所述球體支撐表面和所述球體之間的多個球體支撐球。
8.一種用于支撐玻璃襯底的裝置，包括室體；連接到所述室體的至少一個支撐構(gòu)件；和設(shè)置在所述支撐構(gòu)件上的一個或者多個球體，所述球體可旋轉(zhuǎn)，適合以相對于所述支撐構(gòu)件被隔開的關(guān)系支撐所述玻璃襯底。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，還包括具有第一部分和第二部分的間隔件，所述第一部分設(shè)置在所述支撐構(gòu)件上，而所述第二部分具有將所述球體可旋轉(zhuǎn)地保持于其中的承窩。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述承窩還包括設(shè)置在圓柱形側(cè)壁內(nèi)部的球體支撐。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述球體支撐還包括具有與所述球體接觸的單個接觸點的弧形表面。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述球體支撐還包括接觸所述球體的圓錐形表面。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述球體支撐在所述承窩內(nèi)將所述球體置于中心。
14.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述球體具有4微英寸的表面粗糙度或者更光滑。
15.如權(quán)利要求9所述的裝置，還包括連接到所述支撐構(gòu)件的多個安裝銷，每個銷連接各自的間隔件。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述第一部分是中空的，并接收所述安裝銷的至少一部分。
17.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述球體中的至少一個被定位以支撐所述襯底的中心部分。
18.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述球體的一些支撐所述襯底的外周部分，而所述球體中的至少一個被定位以支撐所述襯底的中心部分。
19.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中具有固定頂表面的多個間隔件支撐所述襯底的外周部分，所述球體中的至少一個被定位以支撐所述襯底的中心部分。
20.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述球體被涂覆、鍍覆或者電拋光。
21.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述球體被涂覆或者鍍覆有鉻、鋁合金、氮化硅或者氮化鎢。
22.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中每個支撐構(gòu)件還包括設(shè)置在所述支撐構(gòu)件和所述球體之間的多個球體支撐球。
23.一種用于支撐玻璃襯底的裝置，包括室體；連接到所述室體的至少一個支撐構(gòu)件；設(shè)置在所述支撐構(gòu)件上的一個或者多個球體，所述球體可旋轉(zhuǎn)，適合以相對于所述支撐構(gòu)件被隔開的關(guān)系支撐所述玻璃襯底；和具有第一部分和第二部分的間隔件，所述第一部分設(shè)置在所述支撐構(gòu)件上，所述第二部分具有將所述球體可旋轉(zhuǎn)地保持于其中的承窩。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述承窩還包括設(shè)置在圓柱形側(cè)壁內(nèi)部的球體支撐表面。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述球體支撐表面還包括具有與所述球體接觸的單個接觸點的弧形表面。
26.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述球體支撐表面還包括接觸所述球體的圓錐形表面。
27.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述球體支撐表面在所述承窩內(nèi)將所述球體置于中心。
28.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述球體具有4微英寸的表面粗糙度或者更光滑。
29.如權(quán)利要求23所述的裝置，還包括連接到所述支撐構(gòu)件的多個安裝銷，每個銷連接各自的間隔件。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述第一部分是中空的，并接收所述安裝銷的至少一部分。
31.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述球體中的至少一個被定位以支撐所述襯底的中心部分。
32.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中多個所述間隔件包括具有支撐所述襯底外周部分的非旋轉(zhuǎn)表面的第一組和具有支撐所述襯底中心部分的球體的第二組。
33.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述球體被涂覆、鍍覆或者電拋光。
34.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述球體被涂覆或者鍍覆有鉻、鋁合金、氮化硅或者氮化鎢。
35.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述室體是熱處理室。
36.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述室體還包括設(shè)置在第一側(cè)壁上的第一襯底傳送端口；和設(shè)置在第二側(cè)壁上的第二襯底傳送端口。
37.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述室體還包括設(shè)置第一側(cè)壁上的第一襯底傳送端口；和設(shè)置在第二側(cè)壁上的第二襯底傳送端口。
38.如權(quán)利要求23所述的裝置，還包括設(shè)置在所述支撐構(gòu)件的球體支撐表面和所述球體之間的多個球體支撐球。
39.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述球體相對于所述支撐構(gòu)件橫向移動。
40.一種用于支撐玻璃襯底的裝置，包括具有至少一個側(cè)壁的襯底加熱室；連接到所述側(cè)壁的多個支撐構(gòu)件；設(shè)置在各個支撐構(gòu)件上的至少一個間隔件，所述間隔件具有第一部分和第二部分，所述第一部分設(shè)置在所述支撐構(gòu)件上，所述第二部分具有承窩；和被可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述承窩中的球體，所述球體適合以相對于所述支撐構(gòu)件被隔開的關(guān)系支撐所述玻璃襯底。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中所述襯底加熱室是退火室。
42.如權(quán)利要求40所述的裝置，還包括設(shè)置在所述承窩的球體支撐表面和所述球體之間的多個球體支撐球。
43.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中所述球體相對于所述承窩橫向移動并且/或者旋轉(zhuǎn)。
44.一種用于支撐玻璃襯底的裝置，包括負(fù)載封閉室，具有設(shè)置在第一側(cè)壁中的第一襯底傳送端口和設(shè)置在第二側(cè)壁中的第二襯底傳送端口；設(shè)置在所述室中的至少一個支撐構(gòu)件；設(shè)置在所述支撐構(gòu)件上的至少一個間隔件，所述間隔件具有第一部分和第二部分，所述第一部分設(shè)置在所述支撐構(gòu)件上，所述第二部分具有承窩；和被可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述承窩中的球體，所述球體適合以相對于所述支撐構(gòu)件被隔開的關(guān)系支撐所述玻璃襯底。
45.如權(quán)利要求44所述的裝置，還包括設(shè)置在所述承窩的球體支撐表面和所述球體之間的多個球體支撐球。
46.如權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述球體相對于所述承窩橫向移動并且/或者旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于支撐襯底的裝置。在一個實施例中，提供了一種具有主體和上部分的襯底支撐件，所述上部分具有承窩和球體，所述球體適合使所述襯底支撐件與支撐于其上的襯底之間的摩擦和/或化學(xué)反應(yīng)最小化。所述襯底支撐件可以被用在例如負(fù)載封閉的室以及進(jìn)行熱處理的各種室中。
文檔編號H01L21/205GK1572014SQ02820630
公開日2005年1月26日 申請日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月17日
發(fā)明者約翰·M·懷特, 細(xì)川明廣 申請人:應(yīng)用材料公司