KR200493645Y1 - Non-scratching and durable substrate support pin - Google Patents
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Abstract
기판 지지 핀 및 기판 지지 핀을 활용하는 프로세싱 챔버가 본원에서 설명된다. 일 실시예에서, 세장형 본체, 컵, 및 헤드를 포함하는 기판 지지 핀이 제공된다. 컵은, 본체의 중심선과 정렬되지 않은 배향으로 컵의 중심선이 이동하는 것을 허용하는 방식으로, 본체에 고정된다. 헤드는 컵에 고정된다. 헤드는 컵의 재료와 상이한 재료로 제조된다.A substrate support pin and a processing chamber utilizing the substrate support pins are described herein. In one embodiment, a substrate support pin is provided comprising an elongated body, a cup, and a head. The cup is secured to the body in a manner that allows the center line of the cup to move in an orientation that is not aligned with the center line of the body. The head is fixed to the cup. The head is made of a material different from that of the cup.
Description
[0001] 본 고안의 실시예들은 일반적으로, 기판 지지 리프트 핀들 및 기판 지지 리프트 핀들을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에 관한 것이다.Embodiments of the present invention generally relate to a plasma processing chamber having substrate support lift pins and substrate support lift pins.
[0002] 액정 디스플레이들(LCD들) 또는 평판들(flat panels)은 일반적으로, 액티브 매트릭스 디스플레이들, 이를테면 컴퓨터들, 터치 패널 디바이스들, PDA들(personal digital assistances), 휴대 전화들, 텔레비젼 모니터들, 등을 위해 사용된다. 일반적으로, 평판들은 2개의 플레이트들을 포함하고, 2개의 플레이트들은 이들 사이에 샌드위치된(sandwiched) 액정 재료의 층을 갖는다. 플레이트들 중 적어도 하나는 플레이트 상에 배치되는 적어도 하나의 전도성 필름을 포함하고, 전도성 필름은 전력 소스에 커플링된다. 전력 공급부로부터 전도성 필름에 공급되는 전력은 결정(crystal) 재료의 배향을 변화시켜, 패터닝된 디스플레이를 생성한다. 또한, 평판 디스플레이들을 위해, 유기 발광 다이오드들(OLED들)이 또한 널리 사용되어 왔다.Liquid crystal displays (LCDs) or flat panels are generally active matrix displays, such as computers, touch panel devices, personal digital assistances (PDAs), mobile phones, TV monitors Used for, etc. Generally, the flat plates comprise two plates, and the two plates have a layer of liquid crystal material sandwiched between them. At least one of the plates includes at least one conductive film disposed on the plate, and the conductive film is coupled to a power source. Power supplied from the power supply to the conductive film changes the orientation of the crystal material, creating a patterned display. In addition, for flat panel displays, organic light-emitting diodes (OLEDs) have also been widely used.
[0003] 이러한 디스플레이들을 제조하기 위해, 유리 또는 폴리머 워크피스(polymer workpiece)와 같은 기판이 전형적으로, 기판 상에 디바이스들, 전도체들, 및 절연체들을 생성하기 위해 복수의 순차적인 프로세스들을 받는다. 이러한 프로세스들 각각은 일반적으로, 생산 프로세스의 단일 단계를 수행하도록 구성된 프로세스 챔버에서 수행된다. 프로세싱 단계들의 전체 시퀀스를 효율적으로 완료하기 위해, 다수의 프로세스 챔버들이 전형적으로, 프로세스 챔버들 사이에서 기판의 이송을 용이하게 하기 위해 로봇을 하우징하는 이송 챔버에 커플링된다. 이러한 구성을 갖는 프로세싱 플랫폼의 일 예는 일반적으로, 클러스터 툴로서 알려져 있으며, 클러스터 툴의 예들은 캘리포니아 산타클라라의 Applied Materials, Inc.의 사업부인 AKT로부터 입수가능한 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 프로세싱 플랫폼들의 패밀리들(families)이다.To manufacture such displays, a substrate, such as a glass or polymer workpiece, is typically subjected to a plurality of sequential processes to create devices, conductors, and insulators on the substrate. Each of these processes is generally performed in a process chamber configured to perform a single step of the production process. In order to efficiently complete the entire sequence of processing steps, a number of process chambers are typically coupled to a transfer chamber housing a robot to facilitate transfer of the substrate between the process chambers. An example of a processing platform having such a configuration is generally known as a cluster tool, and examples of the cluster tool are plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) processing platforms available from AKT, a division of Applied Materials, Inc. of Santa Clara, CA. Are families of children.
[0004] 평판들에 대한 수요가 증가함에 따라, 더 큰 크기의 기판들에 대한 수요가 있다. 예를 들면, 평판 제조를 위해 활용되는 대면적 기판들은 단 몇 년 내에 550 mm × 650 mm로부터 4 제곱 미터 초과로 면적이 증가하였으며, 가까운 미래에 크기가 계속 증가할 것으로 기대된다(envisioned). 대면적 기판들의 크기의 이러한 성장은 생산 및 핸들링에 새로운 난제들을 야기하였다. 종래의 PECVD 시스템들에서, 리프트 핀들로서 또한 알려져 있는 복수의 기판 지지 핀들은 프로세싱 챔버에 배치된 기판 지지 페디스털로부터 그리고 기판 지지 페디스털로의 기판의 이송을 용이하게 하도록 활용된다. 기판 지지 핀들의 단단한 표면들은, 기판이 기판 지지 페디스털로부터 그리고 기판 지지 페디스털 상으로 이동될 때, 기판을 스크래칭할 수 있다. 기판의 스크래치들은 기판의 광학적 투명성(clarity)을 감소시키고, 그에 따라 시각적 결함들을 생성한다. 부가적으로, 스크래치들은 종종, 스크래치를 따라 기판의 파손 또는 고장들을 촉진시킨다.[0004] As the demand for flat plates increases, there is a demand for larger sized substrates. For example, large-area substrates used for flat plate manufacturing have increased in area from 550 mm × 650 mm to more than 4 square meters in just a few years, and are envisioned to continue to increase in size in the near future. This growth in the size of large area substrates has created new challenges in production and handling. In conventional PECVD systems, a plurality of substrate support pins, also known as lift pins, are utilized to facilitate transfer of a substrate to and from a substrate support pedestal disposed in a processing chamber. The hard surfaces of the substrate support pins can scratch the substrate as it is moved from and onto the substrate support pedestal. Scratches on the substrate reduce the optical clarity of the substrate and thus create visual defects. Additionally, scratches often promote breakage or failures of the substrate along the scratch.
[0005] 따라서, 개선된 기판 지지 핀이 요구된다.Therefore, there is a need for an improved substrate support pin.
[0006] 본 고안은 일반적으로, 기판 지지 리프트 핀들 및 기판 지지 리프트 핀들을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에 관한 것이다. 일 실시예에서, 세장형 본체, 컵(cup) 및 헤드(head)를 포함하는 기판 지지 핀이 제공된다. 컵은, 컵의 중심선이 본체의 중심선과 정렬되지 않은 배향으로 이동하는 것을 허용하는 방식으로, 본체에 고정된다. 헤드는 컵에 고정된다. 헤드는 컵의 재료와 상이한 재료로 제조된다.[0006] The present invention relates generally to a plasma processing chamber having substrate support lift pins and substrate support lift pins. In one embodiment, a substrate support pin is provided comprising an elongated body, a cup and a head. The cup is secured to the body in a manner that allows the center line of the cup to move in an orientation that is not aligned with the center line of the body. The head is fixed to the cup. The head is made of a material different from that of the cup.
[0007] 다른 실시예에서, 세장형 본체, 컵, 및 헤드를 포함하는 기판 지지 핀이 제공된다. 헤드는, 헤드의 중심선이 본체의 중심선과 정렬되지 않은 배향으로 이동하는 것을 허용하는 방식으로, 컵에 고정된다. 헤드는 컵의 재료와 상이한 재료로 제조된다.[0007] In another embodiment, a substrate support pin is provided comprising an elongated body, a cup, and a head. The head is secured to the cup in a manner that allows the center line of the head to move in an orientation that is not aligned with the center line of the body. The head is made of a material different from that of the cup.
[0008] 또 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버가 제공되며, 프로세싱 챔버는, 챔버의 바닥 및 벽들에 의해 정의되는 프로세스 용적에 배치된 기판 지지 페디스털을 포함한다. 복수의 기판 지지 핀들이, 기판 지지 페디스털에 형성된 리프트 핀 홀들 내에 배치된다. 기판 지지 핀들은 기판 지지 페디스털의 기판 수용 표면으로부터 돌출하도록 이동가능하다. 각각의 기판 지지 핀은, 세장형 본체, 컵, 및 헤드를 포함한다. 헤드는, 헤드의 중심선이 본체의 중심선과 정렬되지 않은 배향으로 이동하는 것을 허용하는 방식으로, 컵에 고정된다. 헤드는 컵의 재료와 상이한 재료로 제조된다.[0008] In yet another embodiment, a processing chamber is provided, the processing chamber comprising a substrate support pedestal disposed in a process volume defined by the bottom and walls of the chamber. A plurality of substrate support pins are disposed in lift pin holes formed in the substrate support pedestal. The substrate support pins are movable to protrude from the substrate receiving surface of the substrate support pedestal. Each substrate support pin includes an elongated body, a cup, and a head. The head is secured to the cup in a manner that allows the center line of the head to move in an orientation that is not aligned with the center line of the body. The head is made of a material different from that of the cup.
[0009] 본 고안의 상기 열거된 특징들이 획득되고 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 고안의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있으며, 이러한 실시예들은 첨부된 도면들에 예시되어 있다.
[0010] 도 1은 복수의 기판 지지 핀들을 갖는 기판 지지 페디스털을 가지는 PECVD 챔버의 일 실시예에 대한 개략적 단면도다.
[0011] 도 2는 기판 지지 핀 및 기판 지지 페디스털의 일부의 단면도를 예시한다.
[0012] 도 3은 기판 지지 핀의 컵 및 헤드의 부분적 분해 단면도이다.
[0013] 도 4는 컵에 고정된 헤드를 예시하는, 도 3의 기판 지지 핀의 부분적인 단면도이다.
[0014] 이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 한, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지시하는데 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 특징들 및 엘리먼트들은 추가 설명 없이, 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있는 것이 고려된다.[0009] In a manner in which the above-listed features of the present invention can be obtained and understood in detail, a more detailed description of the present invention summarized above may be made with reference to embodiments, and these embodiments are described in the accompanying drawings. It is illustrated in
1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a PECVD chamber having a substrate support pedestal having a plurality of substrate support pins.
2 illustrates a cross-sectional view of a portion of a substrate support pin and a substrate support pedestal.
3 is a partially exploded cross-sectional view of a cup and a head of a substrate support pin.
[0013] FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the substrate support pin of FIG. 3 illustrating a head secured to a cup.
In order to facilitate understanding, as far as possible, the same reference numerals have been used to indicate the same elements common to the drawings. It is contemplated that features and elements of one embodiment may be advantageously included in other embodiments, without further explanation.
[0015] 본원에 제시된 실시예들은, 기판 지지 핀과의 접촉으로 인한 기판의 스크래칭을 최소화 또는 방지하면서, 지지 핀의 수명을 증대시키는, 기판 핸들링을 위한 새로운 기판 지지 핀에 관한 것이다. 기판 지지 핀들은 플라즈마 프로세싱 챔버에 배치된 기판 지지 페디스털 내에 슬라이드가능하게(slideably) 배치된다. 기판 지지 핀의 헤드는, 기판을 실질적으로 스크래칭하거나 손상시키지 않을 재료로 제조된다. 기판 지지 핀은, 헤드로부터 별도로 형성된 본체 및 컵을 갖는다. 헤드는 기판의 크랙들 또는 파손을 완화시키기에 적합한 재료로 형성되는 반면, 본체 및 컵은 챔버 수명 주기(lifecycle), 즉 기판 지지 핀들의 수명을 향상시키는 재료로 형성된다.[0015] Embodiments presented herein relate to a new substrate support pin for handling a substrate, increasing the life of the support pin while minimizing or preventing scratching of the substrate due to contact with the substrate support pin. The substrate support pins are slideably disposed within a substrate support pedestal disposed in the plasma processing chamber. The head of the substrate support pin is made of a material that will not substantially scratch or damage the substrate. The substrate support pin has a body and a cup separately formed from the head. The head is formed of a material suitable for mitigating cracks or breakage of the substrate, while the body and cup are formed of a material that enhances the chamber lifecycle, ie the life of the substrate support pins.
[0016] 본원의 실시예들은, 캘리포니아 산타클라라의 Applied Materials, Inc.의 사업부인 AKT로부터 입수가능한 PECVD 시스템과 같은, 대면적 기판들을 프로세싱하도록 구성된 PECVD 시스템에 관하여 하기에서 예시적으로 설명된다. 그러나, 본 고안은 기판 지지 핀과의 접촉에 의해 야기되는 기판 손상을 완화시키는 것이 바람직한 다른 프로세싱 챔버들에서 유용성을 가질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 본원에서 설명되는 실시예들 중 하나 또는 그 초과의 실시예를 실행하기 위해, 다른 제조업자들로부터의 챔버들을 포함하여, 다른 증착 챔버들이 활용될 수 있는 것이 고려된다.[0016] Embodiments herein are illustratively described below with respect to a PECVD system configured to process large area substrates, such as a PECVD system available from AKT, a division of Applied Materials, Inc. of Santa Clara, California. However, it should be understood that the present invention may have utility in other processing chambers where it is desirable to mitigate substrate damage caused by contact with the substrate support pin. Accordingly, it is contemplated that other deposition chambers may be utilized, including chambers from other manufacturers, to implement one or more of the embodiments described herein.
[0017] 도 1은, 프로세싱 동안 기판(105)을 지지하는 기판 지지 페디스털(130)을 갖는 PECVD 챔버(100)의 일 실시예의 개략적 단면도이다. 기판 지지 페디스털(130)은 복수의 비-스크래칭(non-scratching) 기판 지지 핀들(138)을 가지며, 이러한 기판 지지 핀들은 기판 이송을 용이하게 하기 위해, 기판 지지 페디스털(130) 위로 기판(105)을 지지하도록 연장될 수 있다. PECVD 챔버(100)는 기판(105) 상에, 액티브-매트릭스 유기 발광 다이오드들, 액정 디스플레이들, 등과 같은 평판들(flat panels), 태양 전지들, 및 박막 트랜지스터들과 같은 전자 디바이스들을 형성하기에 적합할 수 있다. 도 1의 PECVD 챔버(100)는, 기판 지지 핀들(138)로부터 이익을 얻을 수 있는, 기판(105) 상에 전자 디바이스들을 형성하는데 사용될 수 있는 프로세싱 챔버의 단지 일례일뿐이다.1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a
[0018] 챔버(100)는 일반적으로, 프로세스 용적(106)을 정의하는, 바닥(104) 및 벽들(102)을 포함한다. 가스 분배 플레이트 또는 확산기(110) 및 기판 지지 페디스털(130)은 챔버(100) 내의 프로세스 용적(106)에 배치된다. 프로세스 용적(106)은, 기판(105)이 챔버(100)의 내부 및 외부로 이송될 수 있도록, 벽들(102)을 통하여 형성된 밀봉가능한 슬릿 밸브(108)를 통해 접근된다. 프로세스 용적(106) 내의 압력을 제어하기 위해, 진공 펌프(109)가 챔버(100)에 커플링된다.
[0019] 확산기(110)는 그 주변부(periphery)에서, 서스펜션(114)에 의해 배킹 플레이트(112)에 커플링된다. 확산기(110)는 또한, 확산기(110)의 진직도/곡률(straightness/curvature)을 제어하고 그리고/또는 처짐(sag)을 방지하는 것을 돕기 위해, 하나 또는 그 초과의 중심 지지부들(미도시)에 의해 배킹 플레이트(112)에 커플링될 수 있다. 배킹 플레이트(112)를 통해, 확산기(110)에 형성된 복수의 가스 통로들(111)에, 그리고 그 후 프로세스 용적(106) 내로 하나 또는 그 초과의 가스들을 제공하기 위해, 가스 소스(120)가 배킹 플레이트(112)에 커플링된다.The
[0020] 프로세싱 동안, 확산기(110)와 기판 지지 페디스털(130) 사이에 프로세스 가스가 존재하는 경우, RF 매치 회로(123)를 통해 확산기(110) 및/또는 배킹 플레이트(112)에 커플링되는 RF 전력 소스(122)가 확산기(110)와 기판 지지 페디스털(130) 사이에 플라즈마(142)를 유지한다. RF 전력 소스(122)는 약 0.3 MHz 내지 약 200 MHz의 RF 주파수로 RF 전력을 전달할 수 있다. 일 실시예에서, RF 전력 소스(122)는 확산기(110)에 13.56 MHz의 주파수로 전력을 제공한다.[0020] During processing, if a process gas is present between the
[0021] 챔버(100) 내의 프로세싱 파라미터들을 모니터링하고 그리고/또는 제어하기 위해, 챔버(100)에 제어기(145)가 커플링될 수 있다. 제어기(145)는 중앙 처리 장치(CPU), 메모리, 및 CPU를 위한 지원 회로들을 포함하며, 챔버 내에서 수행되는 프로세스들의 모니터링 및 제어를 용이하게 하기 위해 챔버(100)의 다양한 컴포넌트들에 커플링된다. 제어기(145)는, 다양한 챔버들 및 하위-프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다.A
[0022] 기판 지지 페디스털(130)은, 스트랩들(131)을 접지시킴으로써 챔버(100)에 접지될 수 있다. 기판 지지 페디스털(130)은, 프로세싱 동안 기판(105)을 지지하기 위한 기판 수용 표면(132)을 포함할 수 있다. 기판 지지 페디스털(130)은 스템(134)에 의해 리프트 시스템(136)에 커플링된다. 리프트 시스템(136)은 기판 지지 페디스털(130)을 상승 및 하강시키도록 작동가능하다(operable).The
[0023] 프로세싱 동안, 기판(105)의 주변부 위에 섀도우 프레임(133)이 배치될 수 있다. 섀도우 프레임(133)은, 프로세싱 동안 기판(105)에 의해 커버되지 않는, 기판 지지 페디스털(130)의 표면들 상의 원치 않는 증착을 감소시키거나 방지하도록 구성된다.During processing, a
[0024] 기판 지지 페디스털(130)은, 기판(105)의 프로세싱 동안, 기판 지지 페디스털(130) 및 그 위에 포지셔닝된 기판(105)을 희망 온도로 유지하기 위해 온도 제어 엘리먼트들(139)을 포함할 수 있다. 온도 제어 엘리먼트들(139)은, 기판 지지 페디스털(130)의 온도를 유지하기 위해, 온도 제어 엘리먼트들(139)에 에너지를 제공하기 위한 전력(또는 냉각제) 공급부(141)에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 제어 엘리먼트들(139)은 기판(105)의 프로세싱 동안, 기판 지지 페디스털(130) 및 그 위에 배치된 기판(105)의 온도를 약 500℃ 또는 그 미만으로 유지하도록 활용될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 제어 엘리먼트들(139)은 기판 온도를 500℃ 미만, 이를테면 300℃ 내지 약 400℃로 제어하는데 사용될 수 있다.The
[0025] 기판 지지 페디스털(130)은 기판 지지 페디스털(130)을 통하여 배치된 복수의 리프트 핀 홀들(137)을 가질 수 있다. 기판 지지 핀들(138)은 리프트 핀 홀들(137)을 통하여, 상승된 위치와 하강된 위치 사이에서 이동될 수 있다. 상승된 위치에서, 기판 지지 핀(138)의 최상부(191)가 기판 수용 표면(132) 위로 상승된다. 하강된 위치에서, 기판 지지 핀(138)의 최상부(191)는 기판 수용 표면(132)에 또는 그 아래에 있다.The
[0026] 기판 지지 핀들(138)은 숄더(shoulder)(135)를 가질 수 있다. 숄더(135)는, 도시된 바와 같이, 각이 질(angled) 수 있거나, 또는 기판 지지 핀(138)의 최상부(191)로부터 바닥(192)으로 바깥쪽으로 연장할 수 있다. 숄더(135)는, 기판 지지 핀(138)이 하강된 위치에 있는 경우, 기판 지지 핀 홀(137) 내의 대응하는 랜드(land)(195)와 접촉하고 정렬하도록 구성된다. 랜드(195)는, 기판 지지 핀(138)이 하강된 위치에 있는 경우, 기판 지지 핀(138)을 지지하고 기판 지지 핀(138)이 기판 지지 페디스털(130)을 통하여 떨어지는 것을 방지하는 상보적 방식으로, 기판 지지 핀(138)의 숄더(135)와 맞물리도록(engage) 구성되는 기하형상, 이를테면 단차부(step) 또는 카운터싱크(countersink)를 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 지지 핀(138)의 숄더(135)로부터 최상부(191) 까지의 거리(282)는 랜드(195)로부터 기판 수용 표면(132) 까지의 거리(284)와 같거나 그 미만이다. 따라서, 기판 지지 핀(138)의 최상부(191)는, 기판 지지 핀(138)이 하부 위치에 있고 숄더(135)가 랜드(195)와 접촉하는 경우, 기판 수용 표면(132) 아래로 약간 리세스된다(recessed). 따라서, 연장된 기판 지지 핀들(138) 상에 포지셔닝된 기판(105)은, 기판 지지 핀들(138)의 최상부(191)가 기판 수용 표면(132)에 있거나 그 아래로 리세스되는 경우, 기판 지지 핀들(138)의 최상부(191)로부터 기판 수용 표면(132)으로 이송된다.The substrate support pins 138 may have a
[0027] 도 2는 기판 지지 핀(138) 및 기판 지지 페디스털(130)의 일부의 단면도를 예시한다. 기판 지지 핀(138)은 중심선(290)을 중심으로 방사상으로 대칭일 수 있다. 기판 지지 핀(138)은, 본체(220), 컵(240), 및 헤드(230)를 포함할 수 있다. 컵(240)은 기판 지지 핀(138)의 본체(220) 상에 배치될 수 있다. 헤드(230)는 기판 지지 핀(138)의 컵(240) 상에 배치되고 그리고 헤드 상에 기판(105)을 지지하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 헤드(230)는, 헤드(230)의 중심선이 본체(220)의 중심선(290)과 정렬되지 않은 배향으로 이동하는 것을 허용하는 방식으로, 컵(240)에 의해 본체(220)에 고정되며, 그에 의해 본체(220)를 리프트 핀 홀(137) 내에 구속시키지(bind) 않으면서, 그에 따라 기판 지지 페디스털(130) 내에서의 기판 지지 핀(138)의 구속을 방지하면서, 헤드(230)가 기판(105)과 자기-정렬되는 것(self-align)을 허용한다.2 illustrates a cross-sectional view of a portion of the
[0028] 본체(220)는 최상부(293) 및 바닥(도 1에서 참조 번호 192로 도시됨)을 갖는다. 기판 지지 핀(138)의 본체(220)는 기판 지지 핀 홀(137) 내에 슬라이드 가능하게 피팅되도록 크기가 결정되고 성형될 수 있다. 일 실시예에서, 본체(220)는 세장형이다. 세장형 본체(220)는 단면이 원통형일 수 있거나, 또는 기판 지지 핀 홀(137) 내에 구속되지 않으면서 기판 지지 핀(138)의 축방향 동작을 촉진하는 다른 단면을 가질 수 있다. 따라서, 본체(220)는 중심선(290)의 방향으로 세장형일 수 있다. 본체(220)는 최상부(293)에 형성된 축방향 홀(222)을 가질 수 있다. 축방향 홀(222)은 본체(220)의 중심선(290)을 통하여 연장하는 슬롯 또는 슬릿의 형태일 수 있다. 축방향 홀(222) 내로 본체(220)를 통하여 개구(221)가 연장될 수 있다. 본체(220)는 세라믹 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 본체(220)의 세라믹 재료는, 경질이고 강하고, 화학적으로 불활성이며, 그리고 열 및 전기에 대해 부도체일 수 있다. 예를 들면, 본체(220)는 알루미나(Al2O3), 실리콘 알루미늄 옥시나이트라이드(Si2ON2 / SiN-SiO2-Al2O3-AlN), 또는 다른 적합한 재료들로 형성될 수 있다.The
[0029] 컵(240)은 최상부 표면(241)을 가질 수 있다. 컵(240)은 최상부 표면(241) 반대쪽에(opposite) 배치된 포스트(post)(242)를 가질 수 있다. 포스트(242)는 그 내부에 형성된 개구(245)를 가질 수 있다. 포스트(242)는 본체(220)의 최상부(293)에 형성된 축방향 홀(222) 내로 피팅되도록 구성될 수 있다. 포스트(242) 내의 개구(245)는 본체(220) 내의 개구(221)와 정렬될 수 있다. 본체(220)에 컵(240)을 고정시키기 위해, 개구들(245, 221) 내에 키(key)(250)가 피팅되도록 구성된다. 개구들(245, 221)을 통해 연장하는 키(250)에 의해 제공되는, 본체(220)와 컵(240) 사이의 연결은, 본체(220)가 컵(240)과 독립적으로 이동하는 것을 허용할만큼 충분히 느슨할 수 있다. 예를 들면, 키(250)는 본체(220)의 개구(221) 내에서 클리어런스 피트(clearance fit)를 가지면서, 키(250)는 컵(240)의 개구(245) 내에 스테이킹되거나(staked) 포스 피트(force fit)될 수 있으며, 그에 따라 컵(240)이 본체(220)의 최상부 상에서 약간 흔들리는 것(wobble)을 허용한다. 컵(240)으로부터 본체(220)의 독립적인 운동은, 기판(105)의 평면이 기판 지지 핀 홀(137)의 중심선과 수직이 아닌 예들에서, 컵(240)의 중심선의 배향이, 기판(105)과의 접촉으로 인해, 본체(220)의 중심선(290)과 비-동축이 되고 그리고/또는 본체(220)의 중심선(290)에 대해 작은 예각으로, 이를테면 1 내지 5도로 배치되는 동안에도, 본체(220)가 기판 지지 페디스털(130) 내에 구속되지 않으면서, 기판 지지 핀 홀(137)과 독립적으로 정렬되는 것을 허용한다. 따라서, 컵(240)의 독립적인 동작은, 기판 지지 핀(138)이 기판 지지 페디스털(130) 내에서 축방향으로 이동하는 동안, 리프트 핀 홀들(137) 내에 본체(220)를 구속하지 않으면서, 헤드(230)가 본체(220)와 자기-정렬되는 것을 허용한다.The
[0030] 컵(240)은 금속, 세라믹, 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 컵(240)은 조기 교체를 필요로 하거나 입자들을 생성하지 않으면서, 기판 지지 페디스털(130)과의 반복된 접촉을 견디도록 선택된 재료로 제조될 수 있다. 컵(240)은 또한, 본체(220) 및 헤드(230)에 컵(240)을 커플링하기에 적합한 재료로 제조될 수 있다. 컵(240)에 대해 선택된 재료는 부가적으로, 컵(240)의 숄더(135)가 기판 지지 페디스털(130)의 랜드(195) 상에서 기판 지지 핀(138)의 중량을 지지하고 있는 경우, 기판 지지 핀(138)의 중량을 지지하기에 충분한 강도(strength)를 갖는다. 유리하게, 컵(240)의 재료는 헤드(230) 또는 본체(220)에 대해 활용되는 재료로부터 독립적으로 선택될 수 있기 때문에, 컵(240)의 재료는 컵(240)의 고장들(failures), 즉, 파손을 최소화하도록 보다 용이하게 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 컵(240)은 기판 지지 핀들(138)의 연장된 유효 수명(service life)을 촉진하기 위해 알루미늄으로 형성된다.The
[0031] 헤드(230)는 컵(240)의 최상부 표면(241)에 고정된다. 헤드(230)는 헤드와 컵 사이의 측방향 동작을 실질적으로 방지하는 방식으로, 컵(240)에 커플링될 수 있다. 헤드(230)는 대안적으로, 헤드와 컵 사이의 회전 동작 및/또는 약간의 측방향 동작을 허용하는 방식으로, 컵(240)에 커플링될 수 있다.The
[0032] 기판 지지 핀(138)의 헤드(230)는 지지 표면(234)을 갖는다. 지지 표면(234)은 곡선 또는 딤플(dimple)과 같은 비-평면 형상을 가질 수 있거나, 그렇지 않으면 기판(105)과 기판 지지 핀(138) 사이의 접촉 영역(contact area)을 감소시키도록 구성되는 상승된 중심 부분(239)을 가질 수 있다. 헤드(230)는 기판을 스크래칭하는 것을 피할 수 있는 재료, 이를테면 그래파이트, 파이로-그래파이트(pyro-graphite) 재료, 양극산화 알루미늄(anodized aluminum), 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 헤드(230)는 파이로-그래파이트 재료로 형성된다.The
[0033] 컵(240) 및 헤드(230)는 도 3-4를 추가로 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 도 3은 기판 지지 핀(138)의 헤드(230) 및 컵(240)의 부분적 분해 단면도인 반면, 도 4는 컵(240)에 고정된 헤드(230)를 예시하는, 도 3의 기판 지지 핀(138)의 부분 단면도이다.The
[0034] 컵(240)은 최상부 표면(241)으로부터 위쪽으로 연장하는 링(244)을 가질 수 있다. 링(244)은 높이(388)만큼 위쪽으로 연장하는 최상부(341)를 갖는다. 링(244)은 헤드(230)와 인터페이싱하도록 구성된다. 링(244)은 두께(334)를 갖는다. 링(244)은 부가적으로, 중심선(290)을 중심으로 센터링될(centered) 수 있다. 링(244)의 두께(334)는, 컵(240)에 헤드(230)를 고정하기 위해, 링(244)의 최상부(341)가 중심선(290)을 향해 안쪽으로 구부러지는 것을 허용하도록 구성된다. 링(244)은 몰딩, 기계가공(machining), 또는 부가적인 제조를 통해, 컵(240)의 단일부(unitary portion)로서 형성될 수 있다. 링(244)은 헤드(230)의 하부 부분(344) 주위에 클로스 피팅되도록(fit closely) 구성되며, 그에 따라, 헤드(230)의 하부 부분(344) 및 링(244)의 직경(380)은 실질적으로 유사하다. 일 실시예에서, 직경(380)은 약 0.25 인치이다. 링(244)의 높이(388)는 헤드(230)의 하부 부분(344)의 높이(386)와 실질적으로 유사하며, 그에 따라 헤드(230)가 링(244)에 삽입되는 경우, 하부 부분(344)은 컵(240)의 최상부 표면(241)과 접촉할 수 있다.The
[0035] 헤드(230)의 하부 부분(344)은 각진(angled) 측벽(330)을 가질 수 있다. 각진 측벽(330)은 선택적인 립(lip)(338) 또는 지지 표면(234) 쪽으로 위쪽으로 연장할 수 있다. 립(338)은 각진 측벽(330) 및 중심선(290)으로부터 멀리 연장할 수 있다. 립(338)은 립 바닥(332)을 가질 수 있다. 립 바닥(332) 및 각진 측벽(330)은 예각을 형성할 수 있다. 각진 측벽(330)은 립 바닥(332)으로부터 밖을 향해 벌어질(flare) 수 있으며, 그에 따라 헤드(230)의 하부 부분(344)의 중앙 직경(middle diameter)(382)은 하부 부분(344)의 바닥(345)의 직경(380)보다 더 작다. 일 실시예에서, 직경들(380, 382) 사이의 차이는 약 7/1000 내지 약 14/1000, 이를테면 약 10/1000의 범위일 수 있다.The
[0036] 헤드(230)의 하부 부분(344)은 링(244) 내부에 배치되며, 컵(240)의 최상부 표면(241) 상에 놓일 수 있다. 헤드(230)는 접착(gluing), 크림핑(crimping), 용접, 또는 다른 본딩 방법들과 같은 적합한 수단에 의해 컵(240)에 부착될 수 있다. 예를 들면, 링(244)은 컵(240)에 헤드(230)를 고정하기 위해, 각진 측벽(330) 주위에 스웨이지 크림프(swage crimp)(444)를 형성하도록 변형될 수 있다. 스웨이지 크림프(444)는 컵(240)에 헤드(230)를 고정하기 위해 위치되는 몇몇 별개의 부분들을 형성하도록 분할될(segmented) 수 있다. 예를 들면, 스웨이지 크림프(444)는, 헤드(230)에 링(244)을 클램핑하도록, 분할되어 등거리 배열로 이격될 수 있다. 다른 실시예에서, 스웨이지 크림프(444)는 링(244)의 전체 외부 둘레 주위에서 연속적이다. 예를 들면, 컵(240)은, 컵(240)에 헤드(230)를 고정하기 위해 연속적인 스웨이지 크림프(444)를 제공하도록 링(244)이 안쪽으로 프레싱되는 동안 스피닝될(spun) 수 있다. 스웨이지 크림프(444)는 중심선(290)을 향해 링의 최상부(341)를 변위시킬 수 있다. 최상부(341)에 대한 변위의 양은, 헤드(230)의 재료뿐만 아니라 링(244) 및 컵(240)의 재료에 의한 열 팽창의 차이를 보상하기 위해 증가될 수 있다. 바닥(345)의 직경(380)이 립 바닥(332)의 중앙 직경(382)보다 약 14/1000만큼 더 클 수 있는 일 실시예에서, 링(244)의 최상부(341)는 파이로-그래파이트 헤드(230)를 알루미늄 컵(240)에 체결하기 위해 스웨이지(444)에 의해 중심선(290) 쪽으로 약 7/1000만큼 변위된다.The
[0037] 헤드(230) 및 컵(240)은 키(250)의 제거에 의해 본체(220)로부터 용이하게 분리될 수 있기 때문에, 헤드(230) 및 컵(240)은 본체(220)를 교체할 필요 없이, 용이하게 교체될 수 있다.Since the
[0038] 기판 지지 핀의 헤드를 교체하기 위한 방법이 또한 제공된다. 예를 들면, 헤드는 키를 제거함으로써, 본체로부터 핀고정-해제될(un-pinned) 수 있다. 핀고정 해제된 헤드 및 컵은 본체로부터 제거될 수 있으며, 새로운 또는 개장된 헤드로 교체될 수 있다. 새로운 또는 개장된 헤드를 갖는 기판 지지 핀은, 예방 보전(preventative maintenance)이 수행되거나 헤드를 교체할 필요성이 식별될 때까지, 프로세싱 챔버에서 활용될 수 있다.[0038] A method for replacing the head of a substrate support pin is also provided. For example, the head can be un-pinned from the body by removing the key. The unpinned head and cup can be removed from the body and replaced with a new or retrofitted head. Substrate support pins with new or retrofitted heads can be utilized in the processing chamber until preventative maintenance is performed or the need to replace the head is identified.
[0039] 유리하게, 기판 지지 핀 베이스는 튼튼하고 내구성 있는 세라믹 재료로 형성될 수 있고, 컵은 기판 지지 핀의 중량을 지지하고 기판 지지 핀의 파손을 감소시키기 위한 강도를 제공하기 위해 알루미늄으로 형성될 수 있으며, 헤드는 기판 지지 핀 헤드와 접촉하는 기판들의 스크래칭을 최소화하는 파이로-그래파이트와 같은 보다 연성의(softer) 재료로 형성될 수 있다. 스웨이지 크림프는 용이하게 형성되며, 컵에 헤드를 단단히 체결한다. 기판 지지 핀의 각각의 컴포넌트를 위해 적절하게 선택되는 재료들의 사용은, 보다 값이 비싼 재료들의 사용을 특정 위치들로 제한하면서, 다른 곳에서는 값이 보다 덜 비싼 재료들의 사용을 허용함으로써, 비용을 최소화한다. 또한, 헤드는, 본체를 페디스털에 구속시키지 않으면서, 헤드 상에 포지셔닝되는 기판들과 자기-정렬되는 방식으로, 본체에 부착되며, 그에 따라 리프트 핀의 구속(binding) 및/또는 갤링(galling) 및 기판의 스크래칭에 대한 경향을 유리하게 감소시키며, 이는 프로세싱 챔버의 소유 비용을 감소시키면서, 기판 지지 핀의 유효 수명을 연장시킨다.Advantageously, the substrate support pin base may be formed of a sturdy and durable ceramic material, and the cup is formed of aluminum to support the weight of the substrate support pin and provide strength to reduce breakage of the substrate support pin The head may be formed of a softer material such as pyro-graphite that minimizes scratching of substrates in contact with the substrate support pin head. Swage crimps are easily formed and securely fasten the head to the cup. The use of appropriately selected materials for each component of the substrate support pin reduces cost by limiting the use of more expensive materials to certain locations, while allowing the use of less expensive materials elsewhere. Minimize it. In addition, the head is attached to the body in a manner that is self-aligned with the substrates positioned on the head, without constraining the body to the pedestal, thereby binding and/or galling of the lift pins. galling) and the tendency to scratch the substrate, which advantageously reduces the cost of ownership of the processing chamber, while extending the useful life of the substrate support pins.
[0040] 전술한 내용은 본 고안의 바람직한 실시예에 관한 것이지만, 본 고안의 다른 그리고 추가의 실시예들이 본 고안의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 본 고안의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.[0040] The above description relates to a preferred embodiment of the present invention, but other and additional embodiments of the present invention may be devised without departing from the basic scope of the present invention, and the scope of the present invention is in the following claims. Determined by
Claims (15)
최상부 및 바닥을 갖는 세장형 본체(elongated body);
상기 본체에 고정되는 컵(cup) ― 상기 컵은 상기 본체의 중심선과 정렬되지 않은 배향으로 상기 컵의 중심선이 이동하는 것을 허용하는 방식으로 고정됨 ―; 및
상기 컵에 고정되는 헤드를 포함하며,
상기 헤드는 상기 컵의 재료와 상이한 재료로 제조되고,
상기 본체는,
상기 컵의 부분을 수용하는, 상기 본체의 상기 최상부에 형성된 축방향 홀(axial hole) - 상기 축방향 홀은 수용되는 상기 컵의 부분이 상기 본체에 대해 흔들리는 것(wobble)을 허용하도록 크기가 정해짐 -;
상기 본체를 통해 상기 축방향 홀 내로 연장하는 개구; 및
상기 본체 내의 상기 개구를 통하여 배치되며, 상기 컵 내로 연장하는 키를 포함하고,
상기 키는 상기 본체의 상기 개구 내에서 클리어런스 피트(clearance fit)를 가지면서, 상기 키는 상기 컵의 개구 내에 스테이킹되거나(staked) 포스 피트(force fit)되는
기판 지지 핀.As a substrate support pin,
An elongated body having a top and a bottom;
A cup fixed to the body, the cup being fixed in a manner that allows the center line of the cup to move in an orientation that is not aligned with the center line of the body; And
It includes a head fixed to the cup,
The head is made of a material different from that of the cup,
The main body,
An axial hole formed on the top of the body, which receives a portion of the cup, the axial hole is sized to allow the portion of the cup to be accommodated to wobble relative to the body. Become -;
An opening extending through the body and into the axial hole; And
A key disposed through the opening in the body and extending into the cup,
The key has a clearance fit within the opening of the body, while the key is staked or force fit within the opening of the cup.
Board support pin.
상기 헤드는 상기 컵에 스웨이징되는(swaged)
기판 지지 핀.The method of claim 1,
The head is swaged to the cup
Board support pin.
상기 본체는 세라믹으로 제조되는
기판 지지 핀.The method of claim 1,
The body is made of ceramic
Board support pin.
상기 컵은 알루미늄으로 제조되는
기판 지지 핀.The method of claim 1,
The cup is made of aluminum
Board support pin.
상기 헤드는 그래파이트, 파이로-그래파이트(pyro-graphite) 재료, 또는 양극산화 알루미늄(anodized aluminum)으로 제조되는
기판 지지 핀.The method of claim 1,
The head is made of graphite, pyro-graphite material, or anodized aluminum.
Board support pin.
프로세스 용적을 정의하는, 바닥 및 벽들;
상기 프로세스 용적에 배치되는 기판 지지 페디스털; 및
상기 기판 지지 페디스털에 형성된 리프트 핀 홀들에 배치되며, 상기 기판 지지 페디스털의 기판 수용 표면으로부터 돌출하도록 이동가능한 복수의 기판 지지 핀들을 포함하며, 각각의 기판 지지 핀은,
최상부 및 바닥을 갖는 세장형 본체;
상기 본체에 고정되는 컵 ― 상기 컵은 상기 본체의 중심선과 정렬되지 않은 배향으로 상기 컵의 중심선이 이동하는 것을 허용하는 방식으로 고정됨 ―; 및
상기 컵에 의해 상기 본체에 고정되는 헤드를 포함하며,
상기 헤드는 상기 컵의 재료와 상이한 재료로 제조되고,
상기 본체는,
상기 컵의 부분을 수용하는, 상기 본체의 상기 최상부에 형성된 축방향 홀 - 상기 축방향 홀은 수용되는 상기 컵의 부분이 상기 본체에 대해 흔들리는 것을 허용하도록 크기가 정해짐 -;
상기 본체를 통해 상기 축방향 홀 내로 연장하는 개구; 및
상기 본체 내의 상기 개구를 통하여 배치되며, 상기 컵 내로 연장하는 키를 포함하고,
상기 키는 상기 본체의 상기 개구 내에서 클리어런스 피트를 가지면서, 상기 키는 상기 컵의 개구 내에 스테이킹되거나 포스 피트되는
프로세싱 챔버.As a processing chamber,
Floors and walls, defining the process volume;
A substrate support pedestal disposed in the process volume; And
A plurality of substrate support pins disposed in lift pin holes formed in the substrate support pedestal and movable to protrude from the substrate receiving surface of the substrate support pedestal, each substrate support pin,
An elongate body having a top and a bottom;
A cup secured to the body, the cup being secured in a manner that allows the centerline of the cup to move in an orientation that is not aligned with the centerline of the body; And
And a head fixed to the body by the cup,
The head is made of a material different from that of the cup,
The main body,
An axial hole formed at the top of the body for receiving a portion of the cup, the axial hole sized to allow the portion of the cup to be received to swing relative to the body;
An opening extending through the body and into the axial hole; And
A key disposed through the opening in the body and extending into the cup,
The key has a clearance pit in the opening of the body, and the key is staked or force-fit in the opening of the cup.
Processing chamber.
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