JP2006049867A - 独立して移動する基板支持体 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板と支持体との間からすべてのガスを追い出すことができる基板を基板支持体に移送するための方法および装置を提供する。
【解決手段】一実施形態においては、基板を移送するための方法は、基板支持体１３８の上面の上方において、基板支持体１３８を貫通して移動可能に設置された第１セット１８０のリフトピン１５０および第２セット１８２のリフトピン１５２は、第１の高さにまで突き出ており、第２セット１８２のリフトピン１５２は、第１の高さよりも低い第２の高さにまで突き出る。第２セット１８２のリフトピン１５２は、第１セット１８０のリフトピン１５０の内側に設置される。第１セット１８０のリフトピン１５０および第２セット１８２のリフトピン１５２の両方と上面との間の相対的な距離が、減少させられ、それによって、基板の中心に近い場所から基板の縁までよどみなく、かつ実質的に連続的に基板を上面に接触させる。
【選択図】図１

Description

発明の背景
発明の分野
[0001]本発明は、一般的には、大面積基板をプロセスチャンバー内の基板支持体上に配置するための方法および装置に関する。
関連技術の説明
[0002]液晶ディスプレイまたはフラットパネルは、コンピュータ用モニターおよびテレビ用モニターのようなアクティブマトリックスディスプレイに広く使用されている。一般的に、フラットパネルは、それらの間に液晶材料層を有する２つの大面積プレートを備える。プレートの少なくとも一方は、その上に設置された少なくとも１つの導電性膜を含み、その導電性膜は、電源に結合される。電源供給源から導電性膜に供給される電力は、液晶材料の配向を変化させ、パターン化された表示画面を作成する。
[0003]これらのディスプレイを製造するために、典型的には、ガラス素材またはポリマー素材のような大面積基板に、複数のプロセスが、連続的に施され、デバイス、導線、および絶縁体が、基板上に作成される。これらのプロセスのそれぞれは、一般的には、製造プロセスの単一ステップを実行するように構成されたプロセスチャンバーにおいて実行される。プロセスステップの全シーケンスを効率的に達成するために、いくつかのプロセスチャンバーは、典型的には、プロセスチャンバー間で大面積基板を移送するのを助けるロボットを内臓する中央移送チャンバーに結合される。この構造を有するプロセスプラットホームは、一般的には、クラスタツールとして既知であり、その例は、カリフォルニア州サンタクララにあるＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．の全額出資子会社であるＡＫＴ社から市販されているＡＫＴ ＰＥＣＶＤプロセスプラットホームのファミリーである。
[0004]一般的に、クラスタツール内においては、移送チャンバーロボットが、エンドエフェクター構造体に載せて基板を各々のチャンバーへ移送する。各々のチャンバー内には、基板支持体が存在し、その上に、ロボットが、移送中の基板を配置する。大面積基板が、基板支持体上に載せられると、ロボットは、そのチャンバーから後退する。典型的には、基板支持体は、複数の垂直方向に移動可能なリフトピンのような移送機構を含み、そのリフトピンは、大面積基板と係合するように上方へ動かされ、ロボットと基板支持体との間で基板を交換するのを助ける。
[0005]フラットパネルの需要が増大すれば、それと同時に、より大きな寸法を有する基板の需要が増大する。例えば、フラットパネルの製造に利用される大面積基板は、面積が、数年で５５０ｍｍ×６５０ｍｍから１，５００ｍｍ×１，８００ｍｍ以上にまで増加しており、近い将来、４平方メートルを超えることが予想される。大面積基板の寸法のこの増加は、運搬および製造における新しい問題を発生させている。例えば、より大きな基板を収納するために、基板支持体のリフトピンは、個々のリフトピン間により大きな間隔を有する。リフトピン間のこのより大きな間隔は、個々のリフトピンを取り囲む大面積基板の支持されない領域のより大きなたわみまたはたるみをもたらす。基板支持体上に基板を配置するために、リフトピンが引っ込められると、たるんだ領域は、リフトピンの下にある領域よりも先に、基板支持体と接触した状態となり、１つ以上の箇所において、ガスが、基板と基板支持体との間に閉じ込められることになる。
[0006]また、閉じ込められたガスは、基板支持体の表面上において、大面積基板を「浮かび上がらせ」、あるいは、移動させ、基板のミスアライメントをもたらすことがある。ずれた基板によって、損傷または粗末な処理特性が高価な基板に生じることがある。基板と加熱された基板支持体との間に閉じ込められたガスポケットによって、不均一な熱伝達が生じることがあり、さらには、処理の不均一性および大面積基板上に形成された潜在的な欠陥構造をもたらすことがある。
[0007]したがって、大面積基板を基板支持体に移送するための改善された方法および装置が必要とされている。
発明の概要
[0008]本発明は、一般的には、大面積基板を基板支持体上に移送するための方法および装置の実施形態を提供する。この方法および装置は、大面積基板を中心から縁にかけて基板支持体上に移送するのに利用され、それは、実質的に、基板と基板支持体との間からすべてのガスを追い出す。
[0009]一実施形態においては、プロセスチャンバー内において基板を支持するための支持体アセンブリは、支持面および底面を有する支持体アセンブリを含む。第１セットのリフトピンが、支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置され、かつ、支持面の近くに設置された基板を支持するための第１の端部と、底面を越えて突き出た第２の端部とを有する。第１セットのリフトピンの第１の端部は、支持面の上方に第１の距離まで突き出ることができる。第２セットのリフトピンが、第１セットのリフトピンの内側の位置において、支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置される。第２セットのリフトピンは、支持面の近くに設置された基板を支持するための第１の端部と、底面を越えて突き出る第２の端部とを有する。第２セットのリフトピンの第１の端部は、第１セットのリフトピンの第１の端部とは無関係に、支持面の上方に第２の距離まで突き出ることができる。第２の距離は、第１の距離よりも小さい。
[0010]別の実施形態においては、プロセスチャンバー内において基板を支持するための支持体アセンブリは、高くなった位置と降ろされた位置との間を移動することのできる支持体アセンブリを含み、支持面および底面を有する。第１セットのリフトピンが、支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置され、かつ、支持面の近くに設置された基板を支持するための第１の端部と、底面を越えて突き出た第２の端部とを有する。第１セットのリフトピンは、受動的に駆動される。第１セットのリフトピンの第２の端部は、少なくとも支持体アセンブリが降ろされた位置にあるときには、チャンバーの底部に接触する。第２セットのリフトピンが、支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置され、かつ、支持面の近くに設置された基板を支持するための第１の端部と、底面を越えて突き出た第２の端部とを有する。アクチュエータが、支持体アセンブリの下方に設置され、かつ、第１セットのリフトピンとは無関係に第２セットのリフトピンの少なくとも１つを位置決めするように適合される。
[0011]別の実施形態においては、基板を移送するための方法は、基板支持体の上面の上方において、基板支持体を貫通して移動可能に設置された第１セットのリフトピンおよび第２セットのリフトピン上に基板を同時に支持するステップを備える。第１セットのリフトピンは、第１の高さまで突き出ており、第２セットのリフトピンは、第１の高さよりも低い第２の高さまで突き出る。第２セットのリフトピンは、第１セットのリフトピンの内側に設置される。第１セットのリフトピンおよび第２セットのリフトピンと上面との間の相対的な距離が、減少させられ、それによって、実質的に連続的に中心から縁にかけて基板を上面に接触させる。
[0012]上述した本発明の特徴を詳細に理解できるように、簡単に上述した本発明のより詳細な説明が、いくつかの実施形態を参照することによってなされ、それらの実施形態のいくつかが、添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、ただ単に本発明の典型的な実施形態を示すものであり、したがって、本発明の範囲を限定するものであるとみなされるべきではないことに注意されたい。なぜなら、本発明は、同等の効果を有する別の実施形態によって実施されてもよいからである。
詳細な説明
[0019]本発明の実施形態は、一般的には、基板支持体、および大面積基板を移送するための方法を提供し、それらは、大面積基板を基板支持体上に配置するのに都合のよいものである。以下、本発明が、例えば、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．の子会社であるＡＫＴから市販されているプラズマ助長化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）システムのようなプラズマ助長化学気相成長システムに基づいて、例として説明される。しかしながら、本発明は、物理気相成長システム、イオン注入システム、エッチングシステム、化学気相成長システム、および基板を基板支持体に移送することが望まれるその他のシステムなど、その他のシステム構成にも利用できることを理解すべきである。
[0020]図１は、プラズマ助長化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）システム１００の一実施形態の側断面図である。システム１００は、一般的には、ガス供給源１０４に結合されたチャンバー１０２を含む。チャンバー１０２は、壁１０６と、底部１０８と、蓋アセンブリ１１０とを有し、それらは、プロセス空間１１２を画成する。プロセス空間１１２は、典型的には、チャンバー１０２内へのおよびチャンバー１０２外への基板１４０の移動を助ける壁１０６に設けられたポート（図示しない）を介して、アクセスされる。壁１０６および底部１０８は、単体のアルミニウムから製造されてもよい。蓋アセンブリ１１０は、プロセス空間１１２を排気ポートに結合するポンププレナム１１４を含み、その排気ポートは、様々なポンプコンポーネント（図示しない）を含む。
蓋アセンブリ１１０は、壁１０６によって支持され、チャンバー１０２を保守するために、取り外すことができる。蓋アセンブリ１１０は、一般的には、アルミニウムから構成され、さらに、熱伝導流体をそこに流すことによって蓋アセンブリ１１０の温度を調節するための熱伝導流体通路を含んでもよい。
[0022]ガス分配プレート１１８が、蓋アセンブリ１１０の内側１２０に結合される。ガス分配プレート１１８は、典型的には、アルミニウムから製造され、ガス分配プレート１１８の中央部分を取り囲む柔軟性のある周囲支持体１９０を含んでもよい。柔軟性のある周囲支持体１９０は、蓋アセンブリ１１０の内周に結合し、ガス分配プレート１１８を弾力的に支持するように適合され、プロセス条件に暴露されたときに、ガス分配プレート１１８の膨張および収縮を可能にする。中央部分は、孔の開いた領域を含み、その領域から、ガス供給源１０４から供給されるプロセスガスおよびその他のガスが、プロセス空間１１２へ送り込まれる。ガス分配プレート１１８の孔の開いた領域は、分配プレート１１８を通過するガスをチャンバー１０２の中へ均一に分配するように構成される。
[0023]支持体アセンブリ１３８が、チャンバー１０２内の中央に配置される。支持体アセンブリ１３８は、プロセス中に、大面積基板１４０を支持する。一実施形態においては、大面積基板１４０は、４平方メートルまたはそれ以上の表面積を有するガラス素材またはポリマー素材から構成される。支持体アセンブリ１３８は、典型的には、長方形であり、一般的には、アルミニウム、セラミック、または、アルミニウムとセラミックとを組み合わせたものから製造される。支持体アセンブリ１３８は、典型的には、少なくとも１つの内蔵された発熱体１３２を含む。真空ポート（図示しない）が、基板１４０と支持体アセンブリ１３８との間に負圧を印加するのに使用され、プロセス中に、基板１４０を支持体アセンブリ１３８にしっかりと固定するのを助けてもよい。支持体アセンブリ１３８内に設置された電極または抵抗素子のような発熱体１３２が、電源１３０に結合され、支持体アセンブリ１３８およびその上に位置決めされた基板１４０を所定の温度にまで加熱する。一実施形態においては、発熱体１３２は、基板１４０を約１５０°〜４００°の均一の温度に維持する。あるいは、加熱ランプまたはその他の熱源が、基板を加熱するのに利用されてもよい。
[0024]一般的には、支持体アセンブリ１３８は、ステム１４２に結合される。ステム１４２は、支持体アセンブリ１３８を垂直方向に支持し、また、支持体アセンブリ１３８とシステム１００のその他の構成要素との間における電気的なリード線、真空供給ライン、およびガス供給ラインのための導管を提供するように適合されてもよい。ステム１４２は、支持体アセンブリ１３８をリフトシステム（図示しない）に結合し、そのリフトシステムは、持ち上げられた位置（図示するような）と降ろされた位置との間で支持体アセンブリ１３８を動かす。ベロー１４６は、チャンバー空間１１２とチャンバー１０２の外部の大気との間の真空シールを提供し、かつ、支持体アセンブリ１３８の運動を助ける。
[0025]支持体アセンブリ１３８は、一般的には、接地され、それによって、電源１２２によってガス分配プレート１１８（または、チャンバーの蓋アセンブリの中かまたはその近くに位置決めされたその他の電極）に供給されるＲＦ電力が、支持体アセンブリ１３８と分配プレート１１８との間のプロセス空間１１２内に設置されたガスを励起することができる。一般的には、数Ｈｚ〜１３ＭＨｚかまたはそれよりも高い周波数を有するＲＦ電力が、基板表面積に相応しいワット数で提供される。一実施形態においては、電源１２２は、約２ＭＨｚ以下の（好ましくは、約２００〜５００ｋＨｚの）低周波電力および１３ＭＨｚよりも高い（好ましくは、約１３．５６ｋＨｚの）高周波電力を提供する二重周波数電源を備える。周波数は、固定されたものであってもよく、あるいは、可変であってもよい。一例として、５５０ｍｍ×６５０ｍｍの基板の場合、低周波電力は、約０．３〜約２ｋＷであり、高周波電力は、約１〜５ｋＷである。一般的には、所要電力は、基板寸法の増減に対応して、減少してもよく、あるいは、増加してもよい。
[0026]支持体アセンブリ１３８は、さらに、外接遮蔽フレーム１４８を支持する。遮蔽フレーム１４８は、基板１４０の縁を覆うように構成され、典型的には、セラミックから構成される。一般的には、遮蔽フレーム１４８は、基板１４０および支持体アセンブリ１３８の縁における成膜を防止し、それによって、基板は、支持体アセンブリ１３８に付着しない。オプションとして、基板の縁における成膜を防止するのに役立つので、パージガスが、遮蔽フレーム１４８と支持体アセンブリ１３８との間に供給される。
[0027]支持体アセンブリ１３８は、それを貫通して配置された複数の孔１２８を有し、第１セット１８０を備える複数のリフトピン１５０および第２セット１８２を備える１つ以上のその他のリフトピン１５２を収容する。第２セット１８２のリフトピン１５２は、第１セット１８０のリフトピン１５０の内側に位置決めされる。第１セットのリフトピン１８０は、移送中に基板の周囲を支持するように構成され、第２セットのリフトピン１８２は、移送中に基板１４０の中央領域を支持するように構成される。リフトピン１５０および１５２は、典型的には、セラミックまたはアルマイトから構成される。一般的には、リフトピン１５０および１５２は、それぞれ、第１の端部１６０および１６２を有し、それらの端部１６０および１６２は、リフトピン１５０および１５２が支持体アセンブリ１３８に対して引っ込められているとき、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４と実質的に同一の平面にあり、あるいは、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４からわずかに引っ込んでいる。第１の端部１６０、１６２は、一般的には、リフトピン１５０、１５２が孔１２８から落下するのを防止するために、また、基板１４０を支持するのを助けるためのさらなる支持領域を提供するために、押し広げられている。さらに、リフトピン１５０および１５２は、それぞれ、支持体アセンブリ１３８の裏面１２６を越えて突き出る第２の端部１６４および１６６を有する。
[0028]リフトピン１５０、１５２は、駆動されると、ピンが支持面１３４から垂直に突き出た位置に移動する。駆動された位置において、リフトピン１５０は、リフトピン１５２よりも支持面１３４からさらに遠くにまで突き出てもよい。あるいは、リフトピン１５０およびリフトピン１５２は、支持面１３４から等しい距離だけ突き出てもよい。一実施形態においては、第１セット１８０のリフトピン１５０は、基板１４０の周囲部分を支持するように構成され、かつ、１つ以上のリフトピン１５２の外側に位置決めされた少なくとも８個のリフトピンを含んでもよい。一実施形態においては、第１セット１８０のリフトピン１５０は、対にされた８個のピンを含み、それぞれの対は、４側部を有する基板のそれぞれの側部の近くに位置決めされる。一実施形態においては、第２セット１８２のリフトピン１５２は、支持体アセンブリ１３８の中心の周りに位置決めされた４つのリフトピンを含み、移送中に基板１４０の中央部分を支持する。どのような数のリフトピンが、どのような幾何学的なパターンまたは無作為のパターンででも使用されてよいことがわかる。例えば、基板１４０は、その上に形成され、その後に、より小さなユニットに分離することを意図した多くの特徴を有してもよく、そして、各々のより小さなユニットは、１つのフラットパネルディスプレイを構成する。第２セット１８２のリフトピン１５２は、基板の運搬中に特徴に対する不慮の損傷を防止するために、特徴間の領域において基板１４０に接触するようにアレンジされてもよい。
[0029]リフトピン１５０、１５２は、基板１４０を支持体アセンブリ１３８に移送するのを助けるために、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に対してずらされてもよい。１つ以上のアクチュエータ１７０が、支持体アセンブリ１３８の下に配置され、かつ、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に対する第１セット１８０のリフトピン１５０または第２セット１８２のリフトピン１５２の少なくとも一方のずれを制御するように適合される。１つ以上のアクチュエータ１７０は、空気圧シリンダ、液圧シリンダ、送りねじ、ソレノイド、ステッピングモーター、または、リフトピン１５０、１５２のずれを制御するのに適したその他の装置であってもよい。第１セット１８０のリフトピン１５０または第２セット１８２のリフトピン１５２の少なくとも一方のずれを制御することによって、基板１４０が支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に接触するときのリフトピン１５０、１５２によって支持された基板１４０の断面形状を制御することができる。基板１４０の断面形状を制御することによって、基板１４０は、中心から縁にかけて実質的に連続的に支持面１３４に接触することができ、それによって、基板１４０と支持面１３４との間にガスをまったく閉じ込めることなく、基板１４０を移送することができる。「連続的に」とは、ここで使用される場合、物理的な連続性を意味し、時間的な連続性を意味するものではない。基板１４０は、支持体アセンブリ１３８へ移送中のまたは支持体アセンブリ１３８から移送中の様々な時点において、高くしてもよく、降ろされてもよく、あるいは、静止した状態を維持されてもよい。
[0030]一実施形態においては、アクチュエータ１７０は、第２セット１８２のリフトピン１５２だけをずらすように適合され、そして、第１セット１８０のリフトピン１５０は、受動的に駆動される。「受動的な駆動」とは、ここで使用される場合、第１セット１８０のリフトピン１５０が、支持体アセンブリ１３８が降ろされるときにチャンバー１０２の底部１０８のような静止している物体に接触することによって、支持体アセンブリ１３８に対して動かされることを意味する。あるいは、アクチュエータ１７０は、第１セット１８０のリフトピン１５０および第２セット１８２のリフトピン１５２の両方をずらしてもよい。
[0031]一実施形態においては、アクチュエータ１７０は、一般的には、第２セット１８２のリフトピン１５２と整列した状態で、チャンバー１０２の底部１０８に結合されてもよい。チャンバー１０２の底部１０８に形成された複数の孔１１６によって、各々のアクチュエータ１７０は、受板１７２をチャンバー１０２の底部１０８に対して上下に動かすことができる。受板１７２は、典型的には、セラミックまたはアルマイトから構成される。アクチュエータ１７０のストロークは、リフトピン１５２のずれの量を制御し、一般的には、支持体アセンブリ１３８の構造に依存する。例えば、一実施形態においては、リフトピン１５０、１５２は、長さが等しく、支持体アセンブリ１３８が下降してリフトピン１５０、１５２の第２の端部１６４、１６６がそれぞれ底部１０８および受板１７２に接触すると、駆動される。アクチュエータ１７０は、以下でより詳細に説明するように、チャンバー底部１０８と少なくとも実質的に同じ平面にある位置から基板１４０の形状を制御するのに十分なチャンバー底部１０８よりも低い位置までの範囲に受板１７２が位置決めされるのを可能にするストロークを有してもよい。
[0032]あるいは、リフトピン１５０がリフトピン１５２よりも長い別の実施形態においては、リフトピン１５２を要求通りに駆動するために、アクチュエータ１７０は、より長いストロークを有してもよく、あるいは、より高く設置されてもよい。組１８０、１８２に含まれるリフトピン１５０、１５２の相対的な長さのどのような組み合わせであっても、それらは、アクチュエータ１７０の位置および／またはストローク長によって補正されてもよいことがわかる。さらに、アクチュエータ１７０は、受板１７２を使用するのではなく、リフトピン１５２に直接に結合されてもよいことがわかる。オプションとして、図示しない１つ以上のアクチュエータが、さらに、支持体アセンブリ１３８の下に設置されてもよく、かつ、第１セット１８０のリフトピンを駆動するように適合されてもよい。
[0033]図２〜図５は、従来技術の欠点をうまく克服する動作の一形態を説明する本発明による基板支持体の部分側断面図を示す。とりわけ、図２は、例えば、プロセスチャンバー１０２の中へ基板１４０を移送しあるいはプロセスチャンバー１０２の外へ基板１４０を移送するのに適した高くなった位置にある、その上の基板１４０を支持する基板支持体１３８の部分断面図である。基板１４０の寸法のために、リフトピン１５０、１５２によって支持されていない領域２０４は、たるむことがある。プロセスチャンバー１０２の高い温度は、より一層大きなたるみを発生させることによって、この作用をさらに悪化させることがある。第１セット１８０のリフトピン１５０および第２セット１８２のリフトピン１５２は、支持体アセンブリ１３８の上方に実質的に等しい高さにまで突き出ているように示されるが、基板１４０が、最初に、リフトピン１５０、１５２上に設置されたときには、第２セット１８２のリフトピン１５２は、第１セット１８０のリフトピン１５０と異なる高さであってもよいことがわかる。
[0034]図３に示されるように、基板１４０の断面形状は、より弓状に曲がった形状を形成するように制御されてもよい。一実施形態においては、これは、アクチュエータ１７０によって第２セット１８２のリフトピン１５２を降下させることによって、達成されてもよい。第２セット１８２のリフトピン１５２は、第１セット１８０のリフトピン１５０とは無関係に動く。図４に示されるように、基板１４０の中央部分４０２は、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に接触する。これは、支持体アセンブリ１３８を高くして基板１４０に接触させることによって、達成されてもよい。あるいは、第１セット１８０のリフトピン１５０および第２セット１８２のリフトピン１５２を降下させてもよく、または支持体アセンブリ１３８の運動と、第１セット１８０のリフトピン１５０および第２セット１８２のリフトピン１５２の運動とのその他の何らかの組み合わせによって、基板１４０の中央部分４０２を支持面１３４に接触させてもよい。
[0035]図５に示されるように、支持体アセンブリ１３８と基板１４０との間の相対的な距離は、減少し続け、基板１４０は、転がり接点５０２に沿ってよどみなく支持体アセンブリ１３８に接触していく。転がり接点５０２は、徐々に、外側へ移動し、基板１４０と支持体アセンブリ１３８の支持面１３４との間からガスを追い出す。したがって、支持体アセンブリ１３８への基板１４０の移送が完了すると、基板１４０は、支持体アセンブリ１３８上に均一に位置決めされ、実質的に、ガスが、基板１４０と支持体アセンブリ１３８の支持面１３４との間に混入することはない。
[0036]明細書および図面は、基板１４０を中心から縁にかけて移送する方法を説明したが、一方の側から他方の側にかけて、例えば、左から右にかけて、右から左にかけて、およびそれらに類似するようなやり方で、基板１４０を移送することも考えられる。とりわけ、この当業者は、図２〜図５に示された配置シーケンスを参照することによって、上述したように、基板１４０を支持体アセンブリ１３８上に一方の側から他方の側にかけて配置し、基板１４０と支持体アセンブリ１３８の支持面１３４との間からガスを追い出すために、アクチュエータ１７０およびリフトピン１５０、１５２を容易にアレンジおよび制御することができる。
[0037]図６は、大面積基板を処理するのに適した支持体アセンブリ６３８を有するＰＥＣＶＤシステム６００の別の実施形態を示す。システム６００は、以下に説明する細かな点を除けば、図１を参照して説明したシステム１００にかなり類似している。
[0038]リフトプレート６１２が、支持体アセンブリ６３８の裏面１２６の近くに設置されている。リフトプレート６１２は、第２セット１８２のリフトピン１５２の第２の端部１６６の下方に設置され、そのために、リフトプレート６１２は、リフトピン１５２に接触することができ、それによって、それらのリフトピン１５２は、支持体アセンブリ６３８の支持面６３４から突き出ることができる。リフトプレート６１２は、典型的にはプロセス空間１１２の外部に位置決めされる空気圧シリンダ、液圧シリンダ、送りねじ、ソレノイド、ステッピングモーター、または、その他の運動装置（図示しない）のようなアクチュエータに結合される。リフトプレート６１２は、ステム１４２の一部分を囲むカラー６０６によって、アクチュエータに接続される。図１に示されるベロー１４６に類似するベロー６４６は、ステム１４２およびカラー６０６が独立して移動するのを可能にする上部６０４および下部６０２を含み、プロセス空間１１２をチャンバー１０２の外部に存在する環境から分離することを維持する。あるいは、リフトプレート６１２および支持体アセンブリ６３８の運動は、リフトプレート６１２と支持体アセンブリ６３８との間の相対運動を制御するばねおよび運動停止装置を用いた単一アクチュエータによって、制御されてもよい。
[0039]一般的には、リフトプレート６１２は、支持体アセンブリ６３８の支持面６３４およびリフトピン１５０に対するリフトピン１５２の位置を制御するように駆動される。リフトピン１５０が支持面６３４から突き出た量に対するリフトピン１５２が支持面６３４の上方へ突き出た量を制御することによって、基板１４０の形状を制御することができ、基板１４０を上述したように徐々に中心から縁にかけて支持体アセンブリ６３８上に適切に配置することを保証する。支持体アセンブリ６３８は、支持体アセンブリ６３８を動かすことによって、リフトプレート６１２を動かすことによって、あるいは、それらの組み合わせによって、リフトプレート６１２に対して相対的に移動してもよい。
[0040]図７および図８に示される実施形態においては、第１セット１８０のリフトピン１５０と第２セット１８２のリフトピン１５２との所望の相対的な位置は、計算された基板１４０のたわみまたはたるみに基づいて、予め定められる。計算されたたわみは、一般的には、基板１４０の物理的特性、および例えば、温度のようなプロセスチャンバー１０２内のプロセス条件に基づくものである。
[0041]図７に示される実施形態においては、ＰＥＣＶＤシステム７００は、チャンバー１０２内に設置された支持体アセンブリ１３８を有するように示される。複数のオフセット７０２が、第１セット１８０のそれぞれのリフトピン１５０の下方におけるチャンバー１０２の底部１０８上に設置される。オフセット７０２のそれぞれは、高さＤを有する。支持体アセンブリ１３８が、降ろされると、リフトピン１５０の第２の端部１６４は、オフセット７０２に接触し、リフトピン１５２の第２の端部１６６は、チャンバー１０２の底部１０８に接触する。支持体アセンブリ１３８が、降下し続けると、リフトピン１５０、１５２は、それぞれ、オフセット７０２および底部１０８に接触することによって、リフトピン１５０、１５２は、移動を停止し、それによって、リフトピン１５０、１５２の第１の端部１６０、１６２は、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４の上方へ突き出る。
[0042]オフセット７０２がチャンバー底部１０８上に存在するために、第１セット１８０のリフトピン１５０は、第２セット１８２のリフトピン１５２よりもオフセット７０２の高さだけ高い。オフセットの高さは、突き出たリフトピン１５０、１５２上に配置された基板１４０の所望の断面形状を維持するように計算され、それによって、支持体アセンブリ１３８を高くすると、基板１４０は、基板１４０の中心から基板１４０の外縁にかけてよどみなくかつ連続的に支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に接触していく。上述したように、これは、基板１４０と支持体アセンブリ１３８の支持面１３４との間からガスをうまく追い出す。あるいは、リフトピン１５０は、計算された長さだけリフトピン１５２よりも長くてもよく、これによって、オフセット７０２は、チャンバー１０２の底部１０８に設置されなくてもよい。
[0043]図８に示される実施形態においては、ＰＥＣＶＤシステム８００は、プロセスチャンバー１０２内に設置された支持体アセンブリ８３８を有するように示される。システム８００は、以下の細かな点を除けば、図６を参照して説明したシステム６００にかなり類似している。
[0044]リフトプレート８１２が、支持体アセンブリ１３８の裏面１２６の近くに設置されている。リフトプレート８１２は、図６を参照して上述したようなアクチュエータ（図示しない）に結合される。リフトプレート８１２は、支持体アセンブリ１３８を動かすことによって、リフトプレート８１２を動かすことによって、あるいは、それらの組み合わせによって、支持体アセンブリ１３８に対して相対的に移動してもよい。
[0045]リフトプレート８１２は、リフトピン１５０、１５２の第２の端部１６４、１６６の下方に設置され、そのために、リフトプレート８１２は、リフトピン１５０、１５２に接触することができ、それによって、それらのリフトピン１５０、１５２は、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４から突き出ることができる。リフトプレート８１２は、内側表面８１４と高くなった外側表面８１６とを有する。外側表面８１６は、内側表面８１４よりも高さＤだけ上方に設置される。
[0046]一般的には、リフトプレート８１２は、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に対するリフトピン１５０、１５２の位置を制御するように駆動される。リフトプレート８１２の内側表面８１４と外側表面８１６との高さの差Ｄは、突き出たリフトピン１５０、１５２上に配置された基板１４０の所望の断面形状を維持するように計算され、それによって、リフトピン１５０、１５２を降下させると、基板１４０は、基板１４０の中心から基板１４０の外縁にかけてよどみなく、連続的に、かつ、徐々に支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に接触していく。上述したように、これは、基板１４０と支持体アセンブリ１３８の支持面１３４との間からガスをうまく追い出す。あるいは、リフトピン１５０は、計算された長さだけリフトピン１５２よりも長くてもよく、これによって、リフトプレート８１２の内側表面８１４と外側表面８１６との間の高さの差はなくてもよい。
[0047]図９は、基板を基板支持体上に配置するための方法９００のフローチャートを示す。方法９００は、ステップ９０２から開始し、そのステップ９０２においては、図２に示されるように、基板１４０が、典型的には、ロボットによって、支持体アセンブリ１３８の上方において、リフトピン１５０、１５２上に配置される。あるいは、図３に示されるように、第２セットのリフトピン１８２は、すでに、第１セットのリフトピン１８０よりも低くてもよい。任意のステップ９０４において、基板の形状が、内側リフトピン１５２および外側リフトピン１５０の相対的な突出部分を調節することによって、所定の断面形状になるように操作される。一実施形態においては、内側リフトピン１５２は、支持面１３４に対してより低く降ろされ、図３に示されるように、実質的に弓状になるように基板１４０の断面形状を制御する。
[0048]ステップ９０６において、基板１４０を支持体アセンブリ１３８の支持面１３４上の所定の位置に配置するために、支持体アセンブリ１３８を高くする。図４および図５からわかるように、基板１４０の中央部分４０２が、基板１４０のその他のどの部分よりも先に、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に接触する。図５に示されるように、基板支持体が、上昇し続けると、基板１４０は、転がり接点５０２に沿って支持体アセンブリ１３８の支持面１３４に接触し、その転がり接点５０２は、基板１４０が、図１に示されるように、支持体アセンブリ１３８の支持面１３４上に完全に平らに支持されるまで、基板１４０と支持体アセンブリ１３８の支持面１３４との間からすべてのガスを追い出す。あるいは、支持体アセンブリ１３８は、静止していてもよく、第１セット１８０のリフトピンおよび第２セット１８２のリフトピンが、基板１４０を支持面１３４上に降下させるように駆動されてもよく、あるいは、支持体アセンブリ１３８と第１セット１８０のリフトピンおよび第２セット１８２のリフトピンとの両方が、移動してもよい。
[0049]本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明のその他のおよびさらなる実施形態が、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、工夫されてもよい。本発明の範囲は、特許請求の範囲に規定される。
基板支持体を有するプロセスチャンバーの一実施形態の側断面図である。 図１に示される基板支持体の一実施形態の側断面図であり、その基板支持体へ移送される基板を示す。 図１に示される基板支持体の一実施形態の側断面図であり、その基板支持体へ移送される基板を示す。 図１に示される基板支持体の一実施形態の側断面図であり、その基板支持体へ移送される基板を示す。 図１に示される基板支持体の一実施形態の側断面図であり、その基板支持体へ移送される基板を示す。 基板支持体を有するプロセスチャンバーの別の実施形態の側断面図である。 基板支持体を有するプロセスチャンバーの別の実施形態の側断面図である。 基板支持体を有するプロセスチャンバーの別の実施形態の側断面図である。 基板を基板支持体へ移送する方法を説明するフローチャートである。
符号の説明
１００…ＰＥＣＶＤシステム、１０２…チャンバー、１０４…ガス供給源、１０６…壁、１０８…底部、１１０…蓋アセンブリ、１１２…プロセス空間、１１４…ポンププレナム、１１８…ガス分配プレート、１２０…内側、１２２…電源、１２６…裏面、１２８…孔、１３０…電源、１３２…発熱体、１３４…支持面、１３８…加熱された支持体アセンブリ、１４０…基板、１４２…ステム、１４６…ベロー、１４８…遮蔽フレーム、１５０…リフトピン、１５２…リフトピン、１６０…第１の端部、１６２…第１の端部、１７０…アクチュエータ、１７２…受板、１８０…第１セット、１８２…第２セット、１９０…周囲支持体、２０４…領域、４０２…中央部分、５０２…転がり接点、６００…ＰＥＣＶＤシステム、６０２…下部、６０４…上部、６０６…カラー、６１２…リフトプレート、６３４…支持面、６３８…支持体アセンブリ、６４６…ベロー、７００…ＰＥＣＶＤシステム、７０２…オフセット、７３４…支持面、７３８…支持体アセンブリ、８００…ＰＥＣＶＤシステム、８１２…リフトプレート、８１４…内側表面、８１６…外側表面、８３４…支持面、８３８…支持体アセンブリ、９００…方法、９０２…ステップ、９０４…ステップ。

Claims (50)

  1. プロセスチャンバー内において基板を支持するための支持体アセンブリであって、
    支持面および底面を有する支持体アセンブリと、
    支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置され、かつ、基板を支持するための押し広げられた端部と底面を越えて突き出た第２の端部とを有する第１セットのリフトピンと、
    第１セットのリフトピンの内側の位置において第１セットのリフトピンとは無関係に移動することができるように支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置され、かつ、基板を支持するための押し広げられた端部と底面を越えて突き出た第２の端部とを有する第２セットのリフトピンとを備え、
    第１セットのリフトピンの押し広げられた端部が、支持面の上方の第１の距離に基板を支持するように適合され、第２セットのリフトピンの押し広げられた端部が、支持面の上方の第２の距離に基板を支持するように適合され、第２の距離が、第１の距離よりも小さい、支持体アセンブリ。
  2. 第２セットのリフトピンが、少なくとも４つのリフトピンを備える、請求項１に記載の支持体アセンブリ。
  3. 第２セットのリフトピンが、支持体アセンブリの中心の周りに約９０°の間隔を置いて配置された４つのリフトピンを備える、請求項１に記載の支持体アセンブリ。
  4. 第１セットのリフトピンが、少なくとも８つのリフトピンを備える、請求項１に記載の支持体アセンブリ。
  5. 第１セットのリフトピンが、４側部を有する基板のそれぞれの側部の近くに位置決めされるように適合された４対のリフトピンを備える、請求項１に記載の支持体アセンブリ。
  6. 第１セットのリフトピンが、第２セットのリフトピンの第２の長さよりも長い第１の長さを有する、請求項１に記載の支持体アセンブリ。
  7. 支持体アセンブリの下方に設置されたアクチュエータと、
    アクチュエータに結合され、かつ、アクチュエータによって持ち上げられたときに第２セットのリフトピンをずらすように位置決めされたリフトプレートと、
    をさらに備える、請求項１に記載の支持体アセンブリ。
  8. 支持体アセンブリの下方に設置され、かつ、第１セットのリフトピンに係合することなく第２セットのリフトピンの少なくとも１つに係合する少なくとも１つのアクチュエータ、
    をさらに備える、請求項１に記載の支持体アセンブリ。
  9. 支持体アセンブリの下方に設置され、かつ、第２セットのリフトピンのそれぞれのリフトピンにそれぞれが係合する複数のアクチュエータ、
    をさらに備える、請求項１に記載の支持体アセンブリ。
  10. プロセスチャンバー内において基板を支持するための支持体アセンブリであって、
    支持面および底面を有する支持体アセンブリであり、高くなった位置と降ろされた位置との間を移動することができる支持体アセンブリと、
    支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置され、かつ、支持面の近くに設置された基板を支持するための第１の端部と底面を越えて突き出た第２の端部とを有する第１セットのリフトピンであり、支持体アセンブリが、降ろされた位置にあるとき、前記第１セットのリフトピンの第２の端部が、チャンバーの底部に接触する第１セットのリフトピンと、
    支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置され、かつ、支持面の近くに設置された基板を支持するための第１の端部と底面を越えて突き出た第２の端部とを有する第２セットのリフトピンと、
    第１セットのリフトピンとは無関係に第２セットのリフトピンの少なくとも１つを位置決めするように適合された、支持体アセンブリの下方に設置されたアクチュエータと、
    を備える支持体アセンブリ。
  11. 第２セットのリフトピンが、第１セットのリフトピンの内側に位置決めされた、請求項１０に記載の支持体アセンブリ。
  12. 第２セットのリフトピンが、４つのリフトピンを備える、請求項１０に記載の支持体アセンブリ。
  13. 第２セットのリフトピンが、支持体アセンブリの中心の周りに実質的に等距離に位置決めされた４つのリフトピンを備える、請求項１０に記載の支持体アセンブリ。
  14. 第１セットのリフトピンが、少なくとも８つのリフトピンを備える、請求項１０に記載の支持体アセンブリ。
  15. 第１セットのリフトピンが、４側部を有する基板のそれぞれの側部の近くに位置決めされるように適合された４対のリフトピンを備える、請求項１０に記載の支持体アセンブリ。
  16. アクチュエータが、
    チャンバーの底部に形成された孔の中にそれぞれのアクチュエータが設置された一組のアクチュエータ、
    をさらに備える、請求項１０に記載の支持体アセンブリ。
  17. 支持体アセンブリの下方に位置決めされ、かつ、アクチュエータに結合されたリフトプレートをさらに備え、前記リフトプレートが、第２セットのリフトピンの第２の端部に接触するように適合された、
    請求項１０に記載の支持体アセンブリ。
  18. 成膜チャンバー内おいて大面積基板を支持するための支持体アセンブリであって、
    基板を支持するように適合された支持面を有する基板支持体と、
    基板支持体を貫通して移動可能に設置され、かつ、支持面の上方の第１の高さにまで突き出るように適合された第１の端部を有する第１の複数のリフトピンと、
    第１の複数のリフトピンの外側の位置に基板支持体を貫通して移動可能に設置され、かつ、支持面の上方の第１の高さとは異なる第２の高さにまで突き出るように適合された第１の端部を有する第２の複数のリフトピンとを備え、
    第１の複数のリフトピンが、第２の複数のリフトピンとは無関係に突き出ることができ、かつ、移送シーケンス中に、第１の複数のリフトピンが、第１の高さにおいて基板に接触し、それと同時に、第２の複数のリフトピンが、第２の高さにおいて基板に接触する、
    支持体アセンブリ。
  19. 基板支持体が、底面をさらに備え、
    第１および第２の複数のリフトピンが、底面の下方へ突き出る長さを有する、
    請求項１８に記載の支持体アセンブリ。
  20. 底面の下方へ突き出る長さが、等しい、請求項１９に記載の支持体アセンブリ。
  21. 底面の下方へ突き出る長さが、異なる、請求項１９に記載の支持体アセンブリ。
  22. 第１の複数のリフトピンが、第２の複数のリフトピンの長さよりも長い長さを有する、請求項１９に記載の支持体アセンブリ。
  23. 支持体アセンブリの下方に設置されたアクチュエータと、
    アクチュエータに結合され、かつ、アクチュエータによって持ち上げられたときに第２の複数のリフトピンをずらすように位置決めされたリフトプレートと、
    をさらに備える、請求項１８に記載の支持体アセンブリ。
  24. リフトプレートが、さらに、アクチュエータによって持ち上げられたときに第１の複数のリフトピンをずらす、請求項２１に記載の支持体アセンブリ。
  25. 基板支持体アセンブリが、成膜チャンバー内に存在する、請求項１８に記載の支持体アセンブリ。
  26. 成膜チャンバーが、高くなった部分がある底部を有し、高くなった部分が、第１の複数のリフトピンの底部に接触するように適合された、請求項２４に記載の支持体アセンブリ。
  27. 成膜チャンバーが、
    成膜チャンバーの下面に設置された複数のアクチュエータ、
    をさらに備える、請求項２４に記載の支持体アセンブリ。
  28. 複数のアクチュエータが、第２の複数のリフトピンをずらすように適合された、請求項２６に記載の支持体アセンブリ。
  29. 第１および第２の複数のリフトピンの第１の端部が、押し広げられた、請求項１８に記載の支持体アセンブリ。
  30. 成膜チャンバー内において基板を支持するための装置であって、
    基板の周囲部分を支持する第１の複数のリフトピンと、
    基板の中央部分を支持する第２の複数のリフトピンと、
    を備え、
    第１の複数のリフトピンおよび第２の複数のリフトピンが、成膜チャンバー内の基板支持体を貫通して移動可能に設置され、リフトピンのそれぞれが、
    基板に接触するように適合された第１の端部と、
    成膜チャンバーの下面上に設置された変位部材と相互に作用する、基板支持体の下方に突き出る第２の端部とを備え、
    変位部材と選択的に係合することによって、基板が、基板支持体に接触するとき、中央部分が、周囲部分よりも先に、基板支持体の上面に接触する、
    装置。
  31. 変位部材が、基板支持体の下方に設置されたアクチュエータであり、前記アクチュエータが、
    アクチュエータに結合され、かつ、アクチュエータによって持ち上げられたときに第２の複数のリフトピンをずらすように位置決めされたリフトプレート、
    をさらに備える、請求項２９に記載の装置。
  32. 変位部材が、基板支持体の下方に設置され、かつ、第１の複数のリフトピンに接触することなく第２の複数のリフトピンの少なくとも１つに選択的に接触する少なくとも１つのアクチュエータである、請求項２９に記載の装置。
  33. 少なくとも１つのアクチュエータが、
    各々のアクチュエータがチャンバーの底部に形成された孔の中に設置された一組のアクチュエータ、
    をさらに備える、請求項３１に記載の装置。
  34. 変位部材が、基板支持体の下方に設置され、かつ、第２の複数のリフトピンのそれぞれのリフトピンにそれぞれが接触する複数のアクチュエータである、請求項２９に記載の装置。
  35. 基板支持体が、底部を有するプロセスチャンバー内に設置され、変位部材が、第１の複数のリフトピンに含まれる各々のリフトピンの第２の端部に接触するように適合された底部の高くなった部分である、請求項２９に記載の装置。
  36. 素材を支持するための装置であって、
    底部を有するチャンバーと、
    支持面を有する支持体アセンブリと、
    支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置された第１セットのリフトピンであり、素材および底部に接触した状態にあるとき、支持面から第１の距離だけ突出する第１セットのリフトピンと、
    半径方向において第１セットのリフトピンの内側に位置決めされ、かつ、支持体アセンブリを貫通して移動可能に設置された第２セットのリフトピンであり、第１セットのリフトピンおよび第２セットのリフトピンの両方が素材および底部に接触した状態にあるとき、支持面から第２の距離だけ突出する第２セットのリフトピンと、
    を備え、
    第１の距離が、第２の距離よりも大きい、
    装置。
  37. 素材が、支持面に接触した状態にあるときには平面であり、第１セットのリフトピンおよび第２セットのリフトピンに接触した状態にあるときには弓状に曲がっている、請求項３５に記載の装置。
  38. 素材移送プロセス中に、素材が、素材と支持面との間に転がり接点を有する、請求項３５に記載の装置。
  39. 転がり接点が、素材の中心から素材の縁にかけて形成される、請求項３７に記載の装置。
  40. 転がり接点が、素材の縁から素材の中心にかけて形成される、請求項３７に記載の装置。
  41. 基板支持体に対して第２セットのリフトピンを引っ込めるステップが、基板支持体の下方に設置されたリフトプレートを降下させ、かつ、第２セットのリフトピンの底部を支持する工程をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  42. リフトプレートが、さらに、第１セットのリフトピンの底部を支持し、基板支持体に対して第１セットのリフトピンを引っ込めるステップが、リフトプレートを降下させる工程をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
  43. 基板の中央を降下させるステップが、
    基板支持体に対して第１セットのリフトピンを、第２セットのリフトピンを引っ込める第２の速度よりも小さい第１の速度で引っ込める工程、
    をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  44. 基板支持体の上面に接触するステップが、
    基板支持体に対して第１セットのリフトピンを、第２セットのリフトピンを引っ込める第２の速度よりも小さい第１の速度で引っ込める工程、
    をさらに含む、請求項３０に記載の方法。
  45. 基板支持体の上面に接触するステップが、
    基板支持体に対して第１セットのリフトピンを、第２セットのリフトピンを引っ込める第２の速度よりも小さい第１の速度で引っ込める工程、
    をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  46. 基板支持体の上面に接触するステップが、
    中心から徐々に縁にかけて基板と基板支持体との間からガスを追い出す工程、
    をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  47. 基板を基板支持体に移送するための方法であって、
    基板支持体の上面の上方において、たるんだ中央部分を有する基板を、基板支持体を貫通して移動可能に設置された第１セットのリフトピンおよび第２セットのリフトピン上に支持するステップであり、第１セットのリフトピンおよび第２セットのリフトピンが、それぞれ、第１の距離および第２の距離だけ上面の上方に突き出ており、第２セットのリフトピンが、第１セットのリフトピンの内側に設置された支持するステップと、
    基板支持体に対して少なくとも第１セットのリフトピンを引っ込め、それによって、基板の外側部分よりも先に、基板のたるんだ中央部分を上面に接触させるステップと、
    基板支持体に対して少なくとも第１セットのリフトピンを引っ込め、それによって、中心から縁にかけて実質的に連続的に基板を上面に接触させるステップと、
    を含む方法。
  48. 基板を基板支持体に移送するための方法であって、
    基板を基板支持体の上方に支持するステップであり、基板が、基板の周囲領域よりも下にたるんだ少なくとも２つの領域を有する支持するステップと、
    中心から徐々に縁にかけて基板支持体間からガスを追い出すような形で、基板を基板支持体に移送するステップと、
    を含む方法。
  49. 移送するステップが、
    中心から縁にかけて実質的に連続的に基板を基板支持体に接触させる工程、
    をさらに含む、請求項３５に記載の方法。
  50. 移送するステップが、ガスが基板と基板支持体との間のポケット内に閉じ込められるのを阻止する、請求項３５に記載の方法。
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