JP2005240173A - 基板支持用ブッシング - Google Patents

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Abstract

【課題】大型ガラスパネルの処理の際に処理チャンバ内で基板を支持する為の装置が提供される。
【解決手段】一態様において、基板支持部材は、ハウジング、支持用ピン、複数のベアリング要素を備え、上記ハウジングは、それを貫通して形成されたボアを有し、上記支持用ピンは、そのボア内に少なくとも部分的に配置され、上記ベアリング要素は、ハウジングの周りに配置されている。一態様において、ベアリング要素は、ローラ、輪郭外部表面、シャフトを備え、上記ローラは、貫通して形成された中央ボアを有し、上記シャフトは、その中央ボアを通り少なくとも部分的に配置されている。他の態様において、ベアリング要素は、ボールアセンブリを備え、これは、大きな球状部材と、その大きな球状部材の周りに配置された４個の小さな球状部材を備える。
【選択図】なし

Description

発明の背景
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的に、基板支持ピンに関する。より具体的には、本発明の実施形態は、大型ガラスパネル用支持ピンに関する。
関連技術の説明
[0002]モニタ、フラットパネルディスプレイ、太陽電池、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話等に使用される大型ガラス基板又はプレート上に薄膜トランジスタが形成されている。これらのトランジスタは、アモルファスシリコン、ドープ又はドープされていない酸化シリコン、窒化シリコン等を含む様々な連続した堆積により、真空チャンバ内に形成される。膜堆積は、枚様式堆積チャンバ又はシステム内で行われ、処理される基板は、複数の堆積チャンバ間を移送される。各堆積チャンバ内で、処理される基板は、通常、チャンバ内部に配置された支持ペデスタル上に載置される。堆積チャンバ間の移送を容易にするため、支持部材（例えば、複数のピン）は、支持部材の上部表面に取り付けられ、基板は支持ペデスタルから離間される。これにより、ロボットブレードのような移送機構は、基板の裏側の下にスライドし、支持ペデスタル又は基板を損傷させることなく、支持ペデスタルから基板を持ち上げることができる。
[0003]支持ピンは、ほとんどが一定の高さを有する垂直柱であり、支持ペデスタルの上部表面に固定されている。支持ピンは、通常、硬く、上部に配置されるガラス基板に対し摩擦の為の復元許容性がない。この摩擦は、ほとんど、不要な粒子汚染を生じさせる。さらに、支持ピンは、繰り返される基板のローディング及びアンローディングにより、削れ、曲げ、破壊の傾向がある。これらの現象は、基板が処理チャンバに入るときや離れるとき、基板のミスアライメントを発生させる。ピンに対する損傷は、同様に、オペレータのエラーにより発生され、頻繁に、損傷は通常の摩耗や裂け傷による。したがって、支持ピンは、通常、長期間の使用後に交換され、損傷したピンの除去及び交換品の据付けの為に休止時間が生じる。
[0004]そのため、上部に配置される基板との摩擦を減少できる支持ピンであって、支持ピンの耐用寿命を増し、休止時間量を減じる、支持ピンが必要である。
発明の概要
[0005]本発明は、一般的に、処理チャンバ内部で基板を支持する為の基板支持部材を提供する。一態様において、基板支持部材は、ボアが貫通して形成されたハウジング、そのボア内部に少なくとも部分的に配置された支持ピン、そのハウジング付近に配置された複数のベアリング要素を備える。
[0006]他の態様において、基板支持部材は、ボアが貫通して形成されたハウジングと、ボア内部に配置された複数のベアリング要素を備え、そのベアリング要素の少なくとも一つは、貫通して形成された中央ボアと輪郭が付けられた外部表面とを有するローラ、その中央ボアを貫通して少なくとも部分的に配置されたシャフトを備える。
[0007]更なる態様において、基板支持部材は、ボアが貫通して形成されたハウジングと、ボア内部に配置された複数のベアリング要素を備え、そのベアリング要素の少なくとも一つは、大きな球状部材と、その大きな球状部材の周りに配列された小さな球状部材とを備える。
[0008]本発明は、また、基板支持アセンブリが内部に配置された処理チャンバを提供する。一態様において、チャンバは、内部に支持ペデスタルを有するチャンバ本体と、各々が支持ペデスタルの上部表面に配置される２以上の支持部材を含む。支持部材は、貫通してボアが形成されたハウジングと、そのボア内部に少なくとも部分的に配置された支持ピンと、ボア内に配置された複数のベアリング要素と、を備える。他の態様において、チャンバは、支持ペデスタル付近でチャンバ本体内部に配置されたリフトアセンブリを含む。リフトアセンブリは、支持アセンブリに基板をロードし、支持ペデスタルから基板をアンロードするように適合されている。
[0009]一態様において、ベアリング要素は、中央ボアが貫通して形成されたローラ、輪郭が付けられた外部表面、中央ボアを通って少なくとも部分的に配置されたシャフトを備える。他の態様において、ベアリング要素は、ボールアセンブリを備え、ボールアセンブリは、大きな球状部材と、その大きな球状部材の周りに配列された４つの小さな球状部材とを備える。
[0010]本発明の上記列挙された特徴が詳細に理解される方法、上記で簡単にまとめられた、本発明のより具体的な説明は、実施形態を参考にし、その一部が添付図面に例示される。しかし、注意すべき点は、添付図面は、本発明の単なる典型的な実施形態を例示するので、その範囲を限定すべきものと考えるべきではないことである。なぜなら、本発明は、他の等しく有効な実施形態を許容可能であるからである。
好適実施形態の詳細な説明
[0024]図１Ａは、支持部材１００の一実施形態の概略図である。示されているように、支持部材１００は、１以上のベアリング要素１１０Ａ、１１０Ｂ（２つが図示）を有するブッシング１０２と、その内部に少なくとも一部が配置された支持ピン１２０とを含む。その第１端部には、フラットパネルディスプレイ、円形ウエハ、液晶ディスプレイ、ガラスパネル基板、プラスチック基板等のような基板（図示せず）が上部で支持される。第２端部において、支持部材１００は、通常、支持ペデスタル、サセプタ、ロボットブレード、シェルフ、他の部材であって、上部で基板を保持するか支持するように適合されたもの（図示せず）の上部表面に配置される。
[0025]図１Ｂは、ブッシング１０２の概略図を示す。ブッシング１０２は、中央ボア１０５及び貫通して形成された１以上のウインドウ１０７を有する。好ましくは、ブッシング１０２は、円筒管に類似する。一態様において、ブッシング１０２は、第１端部に配置された第１セットのウインドウ１０７、第２端部に配置された第２セットのウインドウ１０７を含む。実際のウインドウ１０７の数は、設計事項であるが、第１端部に配置された４以上のウインドウ１０７の集合、ブッシング１０２の第２端部に配置された４以上のウインドウ１０７の集合を有するのが好ましい。ウインドウ１０７の追加の集合は、意図された使用、支持部材１００の処理環境に基づき、望ましいかもしれない。
[0026]図１Ｃは、図１Ａに示されたベアリング１１０Ａ、１１０Ｂの概略図である。図１Ｄは、ベアリング要素１１０Ａ、１１０Ｂの一部横断面図を示す。図１Ｃ、図１Ｄを参照すると、第１ベアリング要素１１０Ａは、ブッシング１０２の第１端部を貫通して少なくとも一部が形成された第１セットのウインドウ１０７内部に収容されている。第２ベアリング要素１１０Ｂは、ブッシング１０２の第２端部を貫通して少なくとも一部が形成された第２セットのウインドウ１０７内部に収容されている。一態様において、各ベアリング要素１１０Ａ、１１０Ｂは、１以上のローラ１１２を含み、ローラ１１２は、貫通して形成された中央ボア１１３と、中央ボア１１３を少なくとも部分的に貫通して配置されたシャフト１１４とを有する。シャフト１１４は、ブッシング１０２に固定され、所定場所にローラ１１２を保持する。一態様において、各シャフト１１４の端部は、面取りされており、図１Ｃに示されるように円錐形を形成する。ベアリング要素１１０Ａ、１１０Ｂの、ブッシング１０２内部への据え付けの際、ローラ１１２は、互いに向き合って配置されたシャフト１１４の端部により、摩擦固定を介して所定場所に保持される。カットアウト１１５は、ブッシング１０２内部でシャフト１１４を操作する為に有用である。
[0027]ベアリング要素１１０Ａ、１１０Ｂは、ブッシング１０２内部でピン１２０を支持する。ベアリング要素１１０Ａ、１１０Ｂは、また、支持ピン１２０がブッシング１０２のボア１０５を通って軸状に移動させ、最小抵抗でボア１０５内部で回転させる。したがって、ベアリング要素１１０Ａ、１１０Ｂは、支持ピン１２０上での摩耗及び裂け傷を減少させ、摩擦により不要な粒子発生を減少させる。
[0028]図１Ａ及び図１Ｄを再び参照すると、各ローラ１１２は、典型的には円筒形状である支持ピン１２０の外部表面の輪郭に適合する（compliment）ように湾曲または凹部になっている外部表面を有するのが好ましい。ローラ１１２の湾曲された外部表面は、ブッシング１０２に関して軸状方向におけるピン１２０の移動を容易にする為のガイド部を提供する。ローラ１１２の湾曲された外部表面は、また、ピン１２０がブッシング１０２内部で自由に回転することを許容する。ローラ１１２は、セラミックス、グラファイト、ステンレス鋼、アルミニウム、それらの合金、それらの組み合わせ等、処理互換性材料から構成可能である。
[0029]図２Ａ〜図２Ｃは、支持部材２００の他の実施形態の概略図である。この実施形態において、支持部材２００は、スリーブ２１０と、その内部に１以上のベアリング要素２２０が少なくとも部分的に配置されたブッシング２０２とを含む。支持部材２００は、また、ブッシング２０２の上部端部付近に配置されたフランジ２４０を含む。
[0030]図２Ａを参照すると、１以上のベアリング要素２２０の各々は、少なくとも一つの球状部材２２１を含む。一態様において、１以上のベアリング要素２２０の各々は、追加の４個の球状部材２２２を含み、これらは、球状部材２２１より小さな径を有する。各ベアリング要素２２０は、ブッシング２０２内に少なくとも部分的に形成されたボールシート部又はウインドウ２３０内部に配置される。スリーブ２１０は、ブッシング２０２の外径部付近に配置され、それぞれのウインドウ２３０内部でベアリング要素２２０を内部に閉じ込める。フランジ２４０は、スリーブ２１０の為のショルダー部または止め具として機能する。
[0031]一態様において、４つのウインドウ２２０であって、各々が内部に少なくとも部分的にベアリング要素２２０が配置された上記４つのウインドウ２３０は、第１端部でブッシング２０２の第１外径部付近で均等に離間され、４つのウインドウ２３０であって、各々が内部に少なくとも部分的にベアリング要素２２０が配置された上記４つのウインドウ２３０は、第２端部でブッシング２０２の第２外径部付近で均等に離間されている。ウインドウ２３０とベアリング要素２２０の協働により、支持ピン１２０はブッシング２０２のボア２０５内部で軸状に移動でき、ブッシング２０２の中央軸周りを回転できる。
[0032]図２Ｂは、図２Ａに示された支持部材２００の上面図を示し、図２Ｃは、完全に組み立てられた支持部材２００の他の概略図を示す。ブッシング２０２は、貫通して中央ボア２０５が形成された環状部材である。ブッシング２０２は、円筒管に類似するのが好ましい。前述されたベアリング要素２２０Ａ−Ｄは、ブッシング２０２内に少なくとも部分的に形成された各ウインドウ２３０Ａ−Ｄ内部に各々が配置される。スリーブ２１０は、ブッシング２０２の外径部付近に配置され、支持ピン１２０は、ボア２０５の内部に少なくとも部分的に配置されている。スリーブ２１０はと支持ピン１２０は、協働し、各ウインドウ２３０内部にボール２２１，２２２を内包する。フランジ２４０は、示されているように、別個のコンポーネントでもよく、フランジ２４０は、ブッシング２０２の拡大された外径部でもよい。フランジ２４０は、ブッシング２０２の第１端部が軸状に移動することを防止する。
[0033]図１Ａ及び図２Ｃを再び参照し、以下、支持部材１００の支持ピン１２０と、支持部材２００を詳細に説明する。好ましくは、支持ピン１２０は、図１Ａ及び図２Ｃに示されるように、第１端部１２０Ａ、第２端部１２０Ｂを有する円筒部材である。一態様において、支持ピン１２０が重い下部を有するか、第２端部１２０Ｂが重い材料で構成され、支持ピン１２０の全体の重心を下げている。例えば、ピン１２０又は第２端部１２０Ｂの下部は、テフロン（登録商標）またはセラミック被覆ステンレス鋼などのような材料を使用する、より高密度材料で構成されてもよい
[0034] 。第１端部またはピンヘッド１２０Ａは、基板を支持する為に基板に直接接触する。一態様において、第１端部１２０Ａは、摩擦を減じる材料で被膜され、上部に配置される基板と化学的に不活性である。例えば、第１端部１２０Ａは、支持ピン１２０と、上部で支持される基板との間の化学反応を減少または除去するために化学的に不活性な材料で被膜されてもよい。追加的または代替え的に、第１端部１２０Ａは、基板との摩擦を最小にする材料で被覆され、破損または欠け傷を減じる。例示の被覆は、以下に限定されないが、例えば、窒化シリコン、窒化チタン、窒化タンタルのようなセラミック材料と窒化物を含む。追加的又は代替え的に、第１端部１２０Ａは、機械加工されるか、研磨仕上げされるか、他の適切な仕上げが施され、摩擦を最小にする為、４マイクロインチ以下の表面粗さを生み出す。そのような被覆の、より詳細な説明は、米国特許第６，５２８，７６７号に記載されており、その内容は本願に参考として組み込まれる。
[0035]一態様において、第１端部１２０Ａは、示されるように、平坦又は実質的に平坦な表面である。他の態様において、第１端部１２０Ａは、上部に配置される基板と接触する丸く形成された上部部分を有してもよい。丸く形成された表面は、基板に接触する表面積を減少し、もって、上部に配置される基板の破損、欠け傷の可能性を減じる。一実施形態において、丸く形成された表面は、半球状、楕円状、放物線状に類似する。そのような支持ピン及び被覆の詳細な説明は、米国特許第６，５２８，７６７号に記載され、その内容は本願に参考として組み込まれる。
[0036]更なる他の態様において、第１端部１２０Ａは、ピン１２０の本体上で自由になるキャップ（図示せず）を有する２分割システムでもよい。キャップは、好ましくは、セラミック材料であり、ピン１２０の本体を受容する為に中空本体を含む。キャップの上部部分は、丸く形成され、前述してように円滑になっていてもよい。同様に、キャップは、前述したように被覆されてもよい。そのような２分割システムの、より詳細な説明は、米国特許第６，５２８，７６７号に記載されており、その内容は本願に参考として組み込まれる。
[0037]更なる態様において、第１端部１２０Ａは、内部でボールが移動可能なソケットでもよい。ボールは、上部に配置される基板と接触させ、基板を支える。ボールは、ボールベアリングのように、ソケット内部で回転及びスピン可能であり、引っ掻くことなく、ボールを横切って基板を移動可能にする。ボールは、一般的に、摩擦減少を与える金属または非金属材料で構成され、更に／又は、ボールと基板間の化学反応を禁止する。例えば、ボールは、金属または金属合金、石英、サファイア、窒化シリコン、他の適切な非金属材料を含んでもよい。好ましくは、ボールは、４ミクロンインチまたはより円滑な表面仕上げを有する。ボールは、更に、前述した被覆を含んでもよい。そのような支持ピンの、より詳細な説明は、米国特許第６，５２８，７６７号に記載され、その内容は本願に参考として組み込まれる。
[0038]他の態様において、第１端部１２０Ａは、ピン１２０の本体で配置されるキャップを有する２分割システムでもよく、これにより、キャップは、前述したボール構成とソケットを含む。そのようなボールとソケットの、より詳細な説明は、「基板支持」という名称の、アプライドマテリアルズ社に譲渡された、米国特許出願第０９／９８２，４０６号及び第１０／３７６，８５７号に記載されている。両方の係属出願は、本願に参考として組み込まれる。
[0039]前述された支持部材１００、２００は、いかなる試験チャンバ、処理チャンバ、或いは、基板支持が必要なシステム内で使用するのに適している。例えば、支持部材１００、２００は、特に、堆積チャンバ（例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはプラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバ）内部で有用である。説明の明確性、容易性のため、本願に記載された支持ピン１００、２００を利用するＰＥＣＶＤチャンバを、図３、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、以下、説明する。
[0040]図３は、プラズマ増強型化学気相堆積チャンバ３１０の概略断面図を示す。ＰＥＣＶＤチャンバは、最上部壁３１４を貫通して形成された開口、その開口内部に配置されたガス入口マニフォールド３１６を有するチャンバ本体３１２を含む。代替え的に、最上部影３１４は、固体でよく、ガス入口マニフォールド３１６は、その内側表面付近に配置されている。ガス入口マニフォールド３１６は、電極として機能し、ＲＦ電源のような電源３３６に接続されている。
[0041]サセプタ又は支持部材３１８は、チャンバ本体３１２内部に配置される。サセプタ３１８は、プレートの形に類似し、ガス入口マニフォールド３１６に対し平行に延びている。サセプタ３１８は、通常、アルミニウムから形成され、酸化アルミニウムの層で被覆されている。サセプタ３１８は、グラウンドに設置され、ガス入口マニフォールド３１６及びサセプタ３１８にわたり電源３３６を接続する為に第２電極として機能する。
[0042]サセプタ３１８は、シャフト３２０の端部に取り付けられ、シャフト３２０は、チャンバ本体３１２の底部壁３２２を貫通して垂直に延びている。シャフト３２０は、チャンバ本体３１２内部で垂直に上下方向のサセプタ３１８の移動を許容するように移動可能である。支持部材１００、２００として説明された２以上の支持部材３００は、サセプタ３１８の上部表面に配置され、内部で基板と直接接触して支持する。単に２つの支持部材３００が示されているが、幾つの支持部材３００がサセプタ３１８の上部表面に配置されてもよい。支持部材３００の数、配列は、処理される基板３２５の形状、大きさ、チャンバ３１０内部で実施される処理に依存する。一態様において、前述または実施形態２００のように、各支持部材３００は同一である。他の態様において、支持部材３００は、前述した実施形態１００と実施形態２００の組み合わせでもよい。例えば、１以上の支持部材３００が前述した実施形態１００であり、１以上の支持部材３００が前述した実施形態２００でもよい。
[0043]図３を更に参照すると、チャンバ３１０は、チャンバ本体３１２の側壁３３２を貫通して伸びるガス出口３３０を更に含む。ガス出口３３０は、ポンプ（図示せず）に接続され、チャンバ本体３１２からガスを排出する。ガス入口導管３４２は、ガス入口マニフォールド３１６と流体連通しており、様々なガス源（図示せず）に対しガス切り替えネットワーク（図示せず）を介して接続されている。入口導管３４２を介して、処理ガスは、シャワーヘッド３４４を通ってチャンバ本体３１２に流れる。シャワーヘッド３４４は、貫通して形成された複数のアパーチャ３４０を含み、下方で処理される基板３２５の表面にわたり均等にガスを分配する。
[0044]図３Ａは、サセプタ３１８上に基板を移送またはサセプタから離れて基板を移送することを容易にするため、リフトアセンブリ３２４を有するプラズマ増強型化学気相堆積チャンバ３１０の特別な実施形態の概略断面図である。リフトアセンブリ３２４は、サセプタ３１８とチャンバ本体３１２の底部壁３２２との間で水平に伸びている。リフトアセンブリ３２４は、実質的にサセプタ３１８と平行であり、垂直に移動可能である。一実施形態において、２以上の支持ピン３００は、サセプタ３１８の上部表面の代わりにリフトアセンブリ３２４の上部表面に配置されている。他の実施形態（図示せず）において、サセプタ３１８とリフトアセンブリ３２４は、その上部表面に配置された２以上の支持ピン３００を有してもよい。
[0045]支持ピン３００は、サセプタ３１８を貫通して形成されたリフト穴３２８を通って伸びるように位置決めされている。２本の支持ピン３００しか示されていないが、幾つの支持ピン１００（又は２００）がリフトアセンブリ３２４の上部表面の周りに配置されてもよい。支持ピン３００の数と配置は、処理される基板３２５の大きさ、チャンバ３１０と共に実施される処理に依存するであろう。前述したように、各支持ピン３００は、前述された実施例１００または実施例２００のように、同一であるが、代替え的に、支持部材３００は、実施形態１００と２００の組み合わせでもよい。
[0046]図３Ｂは、支持アセンブリ３１８内部に少なくとも部分的に支持部材３００が配置されたＰＥＣＶＤチャンバ３１０の他の実施形態を示す。この実施形態において、支持アセンブリ３１８は、貫通して配置された複数の穴３２８を含む。支持部材３００は、これらの穴３２８に少なくとも部分的に配置されている。一般的に、支持部材３００の第１端部３０２は、支持部材３００が通常位置にあるとき（すなわち、支持アセンブリ３１８に対し後退しているとき）、実質的に支持アセンブリ３１８の上側部３１９Ａと同一の高さ又は僅かに凹んでいる。さらに、支持部材３００の第２端部３０４は、支持アセンブリ３１８の下側部３１９Ｂを超えて伸びている。支持アセンブリ３１８は、移送位置まで下降され、支持部材３００は、チャンバ３１２の底部表面３２２と接触し、支持アセンブリ３１８を貫通して移動され、支持アセンブリ３１８の上側部３１９Ａから突出し、それにより、支持アセンブリ３１８に対し離間された状態で基板３２５を配置する。
[0047]この実施形態の態様において、支持部材３００は、示されているように長さを異なり、支持部材３００が底部３２２と接触して異なる時間で作動してもよい。例えば、長い支持部材３００は、基板３２５の外縁部周りで間隔を開けて配置されてもよく、短い支持部材３００は、基板３２５の中心に向かって外縁部から内側に間隔を開けて配置されてもよく、基板は外縁部から中心へとゆっくりと持ち上げられる。
[0048]この実施形態の他の態様において、支持部材３００は、全てが一様な長さでもよいが、チャンバ３１２の底部３２２は、選択された支持部材３００の下に位置決めされた拡張部又はプラトー３５１を含んでもよく、これらの選択された支持部材３００は他の前に作動される。代替え的に、チャンバの底部３２２は、選択された支持部材３００の下に配列された溝またはトレンチ（図示せず）を備えてもよく、これらの選択された支持部材３００は、他の前に作動される。
[0049]図３Ｃは、図３Ｂに示されるような支持アセンブリ３１８内部に少なくとも部分的に支持部材３００が配置されたＰＥＣＶＤチャンバ３１０の更なる他の実施形態を示す。この実施形態において、リフトプレート３２４は、支持アセンブリ３１８の下側３１９Ｂ近傍、支持部材３００の第２端部３０４の下方に配置される。リフトプレート３２４は、空気圧シリンダ、液圧シリンダ、リードスクリュー、ソレノイド、ステップモータ、チャンバ本体３１２の外側に通常位置決めされる他の運動装置（図示せず）のようなアクチュエータに結合される。リフトプレート３２４と支持アセンブリ３１８の垂直運動は、バネや運動停止具を利用する単一のアクチュエータを介して制御可能であり、これらは、リフトプレート３２４及び支持アセンブリ３１８間の相対運動を制御する。操作において、リフトプレート３２４は、上方に移動し、支持部材３００の第２端部３０４に接触し、支持部材３００を支持アセンブリ３１８の上部表面を超えて伸ばす。
[0050]前述したように、支持部材３００は、異なる時間で指示部材３００を作動するように、それぞれが異なる長さを有してもよい。支持アセンブリ３１８の周辺付近に配置された支持部材３００は、通常、支持アセンブリ３１８の中央付近に配置された支持部材３００より長くなっている。また、逆の配置でも有用かもしれない。
[0051]前述した支持部材１００，２００を利用する試験チャンバ及び処理チャンバ（例えば、前述した処理チャンバ）は、カリフォルニア州サンタクララに所在するＡＫＴ社から入手可能な、ＡＫＴ １５Ｋ、２５Ｋ、４０Ｋ ＰＥＣＶＤシステムのような処理プラットフォームに組み込んでもよい。これらＰＥＣＶＤシステムの詳細は、"Vacuum Processing Apparatus Having Improved Throughput"という名称の、共通に譲渡された、米国特許第５，５１２，３２０号に説明され、これは本願に参考のために組み込まれる。
[0052]図４は、例示の複数チャンバ処理システム４００の概略上面図を示す。処理システム４００は、中央移送チャンバ４１２を含み、これは、ガラス基板をシステム４００に出し入れする為にロードロックチャンバ４１４に接続されている。処理システム４００は、また、１以上の処理チャンバ４３８，４４０，４４２，４４６，４４８を含み、それぞれは、中央移送チャンバ４１２付近に配置されている。処理チャンバ４３８，４４０，４４２，４４４，４４６，４４８は、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ、原子層堆積チャンバ（ＡＬＤ）、アニーリング又は熱処理チャンバ、当該技術分野で既知の他の処理チャンバでもよい。前述された支持部材１００，２００，３００を利用する例示のＣＶＤチャンバが示され、前述されている。他の処理チャンバは、支持部材１００，２００，３００の同様に使用するので、詳細には説明しない。
[0053]ロードロックチャンバ４１４は、基板を大気から処理システム４００の真空環境に移送する為に側壁内部に配置されたスリットバルブ４１６のような閉鎖可能な開口を含む。さらに、ロードロックチャンバ４１４は、複数のスリーブ又はプラットフォーム内部に適合されたカセット（図示せず）を内包し、図５に示されるように、内部で複数の基板を支持し冷却する。
[0054]図５は、特別なバッチ型保管用カセット５１７の横断面図を示す。カセット５１７は、側壁５１２，５１４、底部壁５１６、リッド５１８を含む。複数のチャネル５２０は、側壁５１２，５１４中に配置されている。一態様において、チャネル５２０は、入口導管５２４と出口導管５２６と流体連通し、温度制御流体を中に循環させてもよい。他の態様において、チャンバ５２０は、導管５２７を介して電源（図示せず）に接続される加熱用コイルを含んでもよい。代替え的に、加熱用コイルを取り囲む為に、さらに、チャネル５２０内で熱伝達媒体を循環させる為に、同一の導管５２４，５２６が使用可能である。
[0055]側壁５１２，５１４の内部には、複数の熱伝導スリーブ５６０が付けられている。スリーブ５６０は、壁５１２，５１４と良好な熱接触状態にあり、スリーブ５６０の温度の急速かつ均一な制御を確実にしている。スリーブ５６０の為に使用可能な材料例には、以下の材料に限定されないが、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、被膜銅などを含む。
[0056]図１Ａ−図１Ｄ、図２Ａ−図２Ｃを参照に前述されたような支持体３００は、ガラス基板５３２を上部に支持する為に、各々の棚部５６０に適切に配置される。支持体３００は、処理されるガラス基板５３２を保持するので、棚部５６０とガラス基板５３２間には隙間がある。この隙間は、ガラス基板５３２に応力を加え亀裂を入れ、棚５６０からガラス基板５３２に移送される汚染が生じるおそれがある、棚部５６０とガラス基板５３２間の直接接触が避けられることを確実にする。ガラス基板５３２は、ガラス基板５３２及び棚部５６０の直接接触より、むしろ放射及びガス伝導により間接的に加熱される。さらに、ガラス基板５３２及び棚部５６０のインターリービング（挟み込み）は、上下からガラス基板５３２を移動する為の加熱を提供し、ガラス基板５３２の、より急速かつ均一な加熱を提供する。
[0057]図４を再び参照すると、ガラス基板は、手動または自動方式で処理システム４００内にロード可能である。図４に示されるように、ロードロックチャンバ４１４の反対側にある第１ステーションで、処理システム４００の外側のレールフレーム４８０に取り付けられた、商業的に利用可能なロボット４７４は、カセット４１７Ａ，Ｂ，Ｃから基板を取り出すことができ、ロードロックチャンバ４１４を通して処理システム４００内に一枚ずつガラス基板をロードすることができる。同様に、ロボット４７４は、処理済み基板をロードロックチャンバ４１４から取り出すことができ、その基板を保管用カセット４１７Ａ，Ｂ，Ｃの一つに戻すことができる。類似して、移送チャンバ４１２内部に配置されたロボット（この図に示さず）は、処理チャンバ４００内部でガラス基板を移動させ、位置決めする。
[0058]前述したことは、本発明の実施形態に向けられているが、本発明の他の、更なる実施形態は、その基本的範囲を逸脱することなく、案出可能であり、その範囲は請求の範囲により決定される。
図１Ａは、本願に説明された支持部材の一実施形態の概略図である。 図１Ｂは、図１Ａに示されたブッシングの一実施形態の概略図である。 図１Ｃは、図１Ａに示されたベアリング要素の一実施例の概略図である。 図１Ｄは、図１Ｃに示されたベアリング要素の一部断面図である。 図２Ａは、本願で説明された支持部材の他の実施形態の概略図である。 図２Ｂは、図２Ａに示された支持部材の上面図である。 図２Ｃは、図２Ａに示された完全に組み立てられた支持部材の他の概略図である。 図３は、図１Ａ〜図１Ｄ、図２Ａ〜図２Ｃに示されたような、単独または組み合わせにおける支持部材を利用する例示の、プラズマ増強型化学気相堆積チャンバの概略的な断面図である。 図３Ａは、図３に示されたプラズマ増強型化学気相堆積チャンバの特別な実施形態の概略的な断面図である。この実施形態において、チャンバは、リフトオフプレートを含み、サセプタ上またはサセプタを離れた基板の移送を容易にする。 図３Ｂは、図３に示されたプラズマ増強型化学気相堆積チャンバの他の特別な実施形態の概略的な断面図である。この実施形態において、図１Ａ〜図１Ｃ、図２Ａ〜図２Ｄに示された支持部材は、チャンバ内部に配置された支持アセンブリ内部に少なくとも一部が配置されている。 図３Ｃは、図３に示されたプラズマ増強型気相堆積チャンバの特別な実施形態の概略的な断面図である。この実施形態において、図１Ａ〜図１Ｃ、図２Ａ〜図２Ｄに示された支持部材は、図３Ｂに示された支持アセンブリ内部に少なくとも一部が配置されている。チャンバも、リフトプレートを含み、支持部材を作動させる。 図４は、例示の複数チャンバ処理システムの概略的な上面図である。 図５は、図１Ａ〜図１Ｄ、図２Ａ〜図２Ｃに示されたように、単独または組み合わせにおける支持部材を利用するバッチ型加熱または冷却カセットの横断面図である。
符号の説明
１００…支持部材、１０２…ブッシング、１０７…ウインドウ、１１０Ａ、１１０Ｂ…ベアリング要素、１１２…ローラ、１１３…中央ボア、１１４…シャフト、１１５…カットアウト、１２０…支持ピン、２００…支持部材、２０２…ブッシング、２０５…中央ボア、２１０…スリーブ、２２０…ベアリング要素、２２１…球状部材、２２２…球状部材、２３０…ボールシート部又はウインドウ、２４０…フランジ、３００…支持部材、３０２…第１端部、３０４…第２端部、３１０…プラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバ、３１２…チャンバ本体、３１４…最上壁、３１６…ガス入口マニフォールド、３１８…サセプタ、３２０…シャフト、３２２…底部壁、３２４…リフトアセンブリ、３２５…基板、３２８…穴、３３０…ガス出口、３３２…側壁、３３６…電源、３４０…アパーチャ、３４２…入口導管、３４４…シャワーヘッド、３５１…拡張部、４００…複数チャンバ処理システム、４１２…中央移送チャンバ、４１４…ロードロックチャンバ、４１６…スリットバルブ、４１７…カセット、４３８、４４０、４４２、４４４、４４６、４４８…処理チャンバ、４７４…ロボット、４８０…レールフレーム、５１２、５１４…側壁、５１６…底部壁、５１７…カセット、５１８…リッド、５２０…チャネル、５２４…入口導管、５２６…出口導管、５６０…熱伝導性棚部

Claims (56)

  1. 基板支持部材において、
    貫通してボアが形成されたハウジングと；
    前記ボア内に配置された複数のベアリング要素であって、貫通して形成された中央ボアと、輪郭が付けられた外部表面と、前記中央ボアを通って少なくとも部分的に配置されたシャフトと、を備える、前記ベアリング要素と；
    を備える、前記基板支持部材。
  2. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのウインドウと、第２端部で貫通して形成された４つのウインドウとを備え、各ウインドウは、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有する、請求項１記載の支持部材。
  3. 前記ベアリング要素は、凹形外部表面を含み、前記ハウジングの前記ボア内に配置された支持用ピンの外径部に適合する、請求項１記載の支持部材。
  4. 各ベアリング要素は、ローラである、請求項１記載の支持部材。
  5. 各ベアリング要素は、前記ハウジングの前記ボア内に配置された支持用ピンと物理的に接触しているローラである、請求項１記載の支持部材。
  6. 基板支持部材において：
    貫通してボアが形成されたハウジングと；
    前記ボア内に少なくとも部分的に配置された支持用ピンと；
    前記ハウジングの周囲に配置された複数のローラであって、各ローラは、貫通して形成された中央ローラと、輪郭が形成された外部表面と、前記中央ボアを通って少なくとも部分的に配置されたシャフトと、を備える、前記基板支持部材。
  7. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのウインドウと、第２端部で貫通して形成された４つのウインドウとを備え、各ウインドウは、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有する、請求項６記載の基板支持部材。
  8. 前記支持用ピンは、円形横断面を有し、各ローラは、凹形外部表面を有し、前記支持用ピンの外径部に適合する、請求項６記載の支持部材。
  9. 基板支持部材において：
    貫通してボアが形成されたハウジングと；
    前記ボア内に少なくとも部分的に配置された支持用ピンと；
    前記ハウジングの周囲に配置された複数のベアリング要素と；
    を備える、前記基板支持部材。
  10. 前記ハウジングは、貫通して形成された少なくとも４つのウインドウであって、各ウインドウが少なくとも一部が内部に形成されたベアリング要素の一つを有する、請求項９記載の基板支持部材。
  11. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのウインドウと、第２端部で貫通して形成された４つのウインドウとを備え、各ウインドウは、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有する、請求項６記載の基板支持部材。
  12. 前記ベアリング要素の少なくとも一つは、貫通して中央ボアが形成されたローラと、輪郭が形成された外部表面と、前記中央ボアを通って配置され少なくとも部分的に配置されたシャフトとを有するローラを備える、請求項９記載の支持部材。
  13. 前記支持用ピンは、円形横断面を有し、各ローラは、凹形外部表面を有し、前記支持用ピンの外径部に適合する、請求項６記載の支持部材。
  14. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのウインドウと、第２端部で貫通して形成された４つのウインドウとを備え、各ウインドウは、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有し、前記ベアリング要素は、貫通して中央ボアが形成されたローラと、輪郭が形成された外部表面と、前記中央ボアを通って配置され少なくとも部分的に配置されたシャフトとを有するローラを備える、請求項９記載の基板支持部材。
  15. 前記ベアリング要素の少なくとも一つは、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、前記大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材と、を備える、請求項９記載の支持部材。
  16. 前記大きな球状部材と４つの小さな球状部材は、前記ハウジング内に形成されたボールシート部の内部に配置されている、請求項９記載の支持部材。
  17. 前記ハウジングの周囲に配置された中空スリーブを更に備える、請求項９記載の支持部材。
  18. 前記中空スリーブは、前記ハウジングに前記ベアリング要素を固定するように適合されている、請求項１７記載の支持部材。
  19. 前記ハウジングの第１端部に配置されたソケットを更に備え、前記ソケットは、前記中空スリーブの第１端部に接するように適合されている、請求項１８記載の支持部材。
  20. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのボールシート部と、第２端部で貫通して形成された４つのボールシート部とを備え、各ボールシート部は、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有し、前記ベアリング要素は、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、前記大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材と、を備える、請求項９記載の基板支持部材。
  21. 処理チャンバにおいて：
    支持用ペデスタルを内部に配置されたチャンバ本体と；
    前記支持用ペデスタルの上部表面上に各々が配置された２以上の支持部材であって、前記支持部材が、
    貫通してボアが形成されたハウジングと、
    前記ボア内に少なくとも部分的に配置された支持用ピンと、
    前記ボア内に配置された複数のベアリング要素と、を備える、前記支持部材と；
    を備える、前記処理チャンバ。
  22. 前記ハウジングは、貫通して形成された少なくとも４つのウインドウであって、各ウインドウが少なくとも一部が内部に形成されたベアリング要素の一つを有する、請求項２１記載の処理チャンバ。
  23. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのウインドウと、第２端部で貫通して形成された４つのウインドウとを備え、各ウインドウは、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有する、請求項２１記載の処理チャンバ。
  24. 前記ベアリング要素の少なくとも一つは、貫通して中央ボアが形成されたローラと、輪郭が形成された外部表面と、前記中央ボアを通って配置され少なくとも部分的に配置されたシャフトとを有するローラを備える、請求項２１記載の処理チャンバ。
  25. 前記支持用ピンは、円形横断面を有し、各ローラは、凹形外部表面を有し、前記支持用ピンの外径部に適合する、請求項２４記載の処理チャンバ。
  26. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのウインドウと、第２端部で貫通して形成された４つのウインドウとを備え、各ウインドウは、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有し、前記ベアリング要素は、貫通して中央ボアが形成されたローラと、輪郭が形成された外部表面と、前記中央ボアを通って配置され少なくとも部分的に配置されたシャフトとを有するローラを備える、請求項２３記載の処理チャンバ。
  27. 前記ベアリング要素の少なくとも一つは、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、前記大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材と、を備える、請求項２１記載の処理チャンバ。
  28. 前記大きな球状部材と４つの小さな球状部材は、前記ハウジング内に形成されたボールシート部の内部に配置されている、請求項２７記載の処理チャンバ。
  29. 前記ハウジングの周囲に配置された中空スリーブを更に備える、請求項２１記載の処理チャンバ。
  30. 前記中空スリーブは、前記ハウジングに前記ベアリング要素を固定するように適合されている、請求項２９記載の処理チャンバ。
  31. 前記ハウジングの第１端部に配置されたソケットを更に備え、前記ソケットは、前記中空スリーブの第１端部に接するように適合されている、請求項３０記載の処理チャンバ。
  32. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのボールシート部と、第２端部で貫通して形成された４つのボールシート部とを備え、各ボールシート部は、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有し、前記ベアリング要素は、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、前記大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材と、を備える、請求項２１記載の処理チャンバ。
  33. 処理チャンバであって：
    内部に支持ペデスタルが配置されたチャンバ本体と；
    前記チャンバ本体内部に配置された、前記支持アセンブリ付近のリフトアセンブリであって、前記支持ペデスタルに基板をロード、前記支持ペデスタルから基板をアンロードするように適合された、前記リフトアセンブリと；
    ２つ以上の支持部材であって、各々が前記リフトアセンブリの上部表面に配置され、前記支持部材は、ボアが貫通して形成されたハウジング、前記ボア内部に少なくとも部分的に配置された支持ピン、前記ボア内部に配置された複数のベアリング要素を備える、前記支持部材と；
    を備える、前記処理チャンバ。
  34. 少なくとも一つのベアリング要素は、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、その大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材とを備える、請求項３３記載の処理チャンバ。
  35. 前記大きな球状部材と小さな球状部材は、前記ハウジング内に形成されたシート部の内部に配置される、請求項３４記載の処理チャンバ。
  36. 前記ハウジング周りに配置された中空スリーブを更に備える、請求項３３記載の処理チャンバ。
  37. 前記中空スリーブは、前記ハウジングに前記ベアリング要素を固定するように適合されている、請求項３６記載の処理チャンバ。
  38. 前記ハウジングの第１端部付近に配置されたソケットを更に備え、前記ソケットは、前記中空スリーブの第１端部に接触するように適合されている、請求項３３記載の処理チャンバ。
  39. 前記ハウジングは、第１端部に貫通されて形成された４つのボールシート部と、第２端部に貫通された形成された４つのボールシート部と、を備え、各ボールシート部は、内部に少なくとも一部が配置されたベアリング要素の一つを有し、前記ベアリング要素は、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、その大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材とを備える、請求項３３記載の処理チャンバ。
  40. 基板を処理する為の方法であって：
    処理システム内部で処理される基板をロードするステップであって、前記システムは、少なくとも一つの支持ペデスタルが内部に配置される、前記ステップと；
    前記支持ペデスタルの上部表面に前記基板を配置するステップであって、前記支持ペデスタルは、２以上の支持部材が上部に配置され、前記支持部材は、ボアが貫通して形成されたハウジング、前記ボア内部に少なくとも部分的に配置された支持ピン、前記ボア内部に配置された複数のベアリング要素を備える、前記ステップと；
    を備える、前記方法。
  41. 前記ハウジングは、貫通して形成された少なくとも４つのウインドウを備え、各ウインドウは、内部に少なくとも一部が配置されたベアリングの一つを有する、請求項４０記載の方法。
  42. 前記ハウジングは、第１端部に貫通して形成された４つのウインドウと、第２端部に貫通して形成された４つのウインドウと、を備え、各ウインドウは、内部に少なくとも一部が配置されたベアリング要素の一つを有する、請求項４０記載の方法。
  43. 前記ベアリング要素の少なくとも一つは、中央ボアが貫通して形成されたローラ、輪郭となる外部表面、前記中央ボアを通って少なくとも部分的に配置されたシャフトを備える、請求項４０記載の方法。
  44. 前記支持ピンは、円形横断面を有し、各ローラは、凹部外径部表面を有し、前記支持ピンの外径部を引き立てる、請求項４３記載の方法。
  45. 前記ハウジングは、第１端部に貫通して形成された４つのウインドウと、第２端部に貫通して形成された４つのウインドウと、を備え、各ウインドウは、内部に少なくとも一部が配置されたベアリング要素の一つを有し、前記ベアリングは、中央ボアが貫通して形成されたローラ、輪郭となる外部表面、前記中央ボアを通って少なくとも部分的に配置されたシャフトを備える、請求項４０記載の方法。
  46. 前記ベアリング要素の少なくとも一つは、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、前記大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材と、を備える、請求項４０記載の方法。
  47. 前記大きな球状部材と４つの小さな球状部材は、前記ハウジング内に形成されたボールシート部の内部に配置されている、請求項４６記載の方法。
  48. 前記ハウジングの周囲に配置された中空スリーブを更に備える、請求項４０記載の方法。
  49. 前記中空スリーブは、前記ハウジングに前記ベアリング要素を固定するように適合されている、請求項４８記載の方法。
  50. 前記ハウジングの第１端部に配置されたソケットを更に備え、前記ソケットは、前記中空スリーブの第１端部に接するように適合されている、請求項４８記載の方法。
  51. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのボールシート部と、第２端部で貫通して形成された４つのボールシート部とを備え、各ボールシート部は、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有し、前記ベアリング要素は、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、前記大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材と、を備える、請求項４０記載の方法。
  52. ボアが貫通して形成されたハウジング、前記ボア内部に配置された複数のベアリング要素を備える、基板支持部材であって、前記ベアリング要素の少なくとも一つは、ボールアセンブリを備え、前記ボールアセンブリは、大きな球状部材と、前記大きな球状部材の周りに配置された４つの小さな球状部材と、を備える、前記基板支持部材。
  53. 前記大きな球状部材と４つの小さな球状部材は、前記ハウジング内に形成されたボールシート部の内部に配置されている、請求項５２記載の支持部材。
  54. 前記ハウジングの周囲に配置された中空スリーブを更に備える、請求項５２記載の支持部材。
  55. 前記ボア内部に少なくとも部分的に配置された支持ピンを更に備える、請求項５２記載の支持部材。
  56. 前記ハウジングは、第１端部で貫通して形成された４つのボールシート部と、第２端部で貫通して形成された４つのボールシート部とを備え、各ボールシート部は、内部に少なくとも部分的に配置されたベアリング要素の一つを有する、請求項５２記載の支持部材。
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