JP2006121054A - Ｐｅｃｖｄサセプタ支持構造体 - Google Patents

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Abstract

【課題】フラットパネルディスプレイの製造において大面積基板を支持するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】複数の支持プレート２９は、少なくとも１つのアクチュエータ２１８に結合された複数の支持シャフト２３３、２３４により支持される。サセプタ２１４の水平断面プロフィールを選択的に調整して均等且つ均一な処理を促進するように設計される。水平プロフィールは、平坦、凹状又は凸状の１つでよく、処理の前、処理中又は処理の後に調整を行う。
【選択図】図２Ａ

Description

発明の背景
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般に、電子産業における基板処理システムに関する。より詳細には、本発明は、フラットパネルディスプレイの製造において大面積基板を支持するためのシステム及び方法に関する。
関連技術の説明
[0002]フラットパネルディスプレイは、通常、絶縁体、導体及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のような電子デバイスの活性マトリクスを使用して、テレビジョンモニタ及びコンピュータスクリーンのような種々の装置に使用されるフラットパネルスクリーンを形成する。一般に、これらのフラットパネルディスプレイは、大面積の基板上に製造され、これら基板は、電子デバイスをその上に形成できるガラス、ポリマー材料、又は他の適当な材料で作られた２枚の薄いプレートで構成できる。液晶材料の層又は金属性コンタクトのマトリクス、半導体活性層、及び誘電体層が、順次ステップを通して堆積されて、２枚の薄いプレート間にサンドイッチされる。これらプレートの少なくとも一方は導電性の膜を含み、この膜は電源に結合され、この電源が結晶材料の配向を変化させると共に、スクリーン面にパターン化された表示を作成する。
[0003]これらのプロセスは、通常、大面積基板に、活性マトリクス材料を堆積する複数の処理ステップを受けさせることを必要とする。この堆積のための良く知られたプロセスに、化学気相堆積（ＣＶＤ）及びプラズマエンハンスト化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）がある。これらのプロセスは、堆積される層の均一性を確保するために、サセプタにより堆積チャンバーに支持される大面積基板を堆積中に堆積装置に対して固定位置に維持することを必要とする。
[0004]フラットパネルディスプレイ、及びディスプレイが形成される基板は、近年、そのサイズが急激に増大した。というのは、その技術が市場で受け容れられたためである。従来世代の大型基板は、サイズが約５００ｍｍｘ６５０ｍｍであったが、そのサイズが約１８００ｍｍｘ約２２００ｍｍ（又はそれ以上）へと増大した。使用するプロセスは、時間に厳しいもので、有益な生産は、使用可能な且つ動作可能なフラットパネルディスプレイを生じさせる高いスループットに依存する。それ故、生産者は、１つの動作不能なユニットを生じる余裕もなく、いわんや、非均一な堆積により複数の使用不能なユニットを生じる余裕はない。
[0005]これらの基板に対して実行されるＣＶＤ及びＰＥＣＶＤプロセスは、多量の熱を発生する。大面積基板を支持するのに使用されるサセプタが通常加熱されて、大面積基板を加熱し、堆積プロセスを向上させる。これらのプロセス中にガス分配プレートとサセプタとの間の固定位置を維持するために、サセプタは、通常、熱及び膨張・収縮に耐えるサセプタ支持体により支持される。このサセプタ支持体は、通常、セラミックであり、一般的に、サセプタの所望の断面水平プロフィールを維持するという意図された目的を達成するために適当な巾及び広さを有するモノリシックストリップにおいてサセプタの長さ及び／又は巾に及ぶ。
[0006]サセプタは、大きな基板サイズに関連してサイズが増大した。サセプタ支持体も、サセプタを適当に支持できるようにサセプタに関連してサイズを増加しなければならない。サセプタを支持するのに使用されるセラミック材料のこのサイズ増加は、費用の増大を招く。それ故、大面積基板に使用されるサセプタ支持体を再設計して、大きな基板を受け入れると共に、材料コストを最小に維持する必要がある。また、この分野には、堆積チャンバー内の所望の形状に合致するようにサセプタを操作する必要もある。
[0007]図１Ａは、蓋８、底部４及び側壁６を有するチャンバー２の概略側面図である。また、チャンバー２は、チャンバー２内で処理を行う間に大面積基板１６を支持するのに使用される基板支持体即ちサセプタ１４と、ガス分配プレート即ち拡散器１０も備えている。サセプタは、サセプタ支持プレートアッセンブリ１２により支持され、これは、サセプタ１４の下にサンドイッチされた複数の平行な分岐プレート２４ａ−２４ｄと、中央プレート２２とで構成される。中央プレート２２は、リフトプレート３０に配置された支持シャフト３３に配置されてそれにより支持され、リフトプレート３０は、矢印２０で示す方向に基板支持体１４に垂直移動を与える垂直リフトメカニズム１８に結合される。
[0008]図１Ｂは、図１Ａに示すサセプタ支持プレートアッセンブリ１２の概略上面図である。基板支持体１４は、サセプタ支持プレートアッセンブリ１２のレイアウトを示すために破線で示されている。分岐プレート２４ａ−２４ｄ及び中央プレート２２は、セラミック材料で作られた大きなモノリシックストリップで、基板支持体１４を支持するように構成される。
[0009]効率的で且つ首尾良い堆積プロセスは、基板１６が処理中にチャンバー２内の所望の位置に留まることを必要とする。上述したように、ＰＥＣＶＤプロセス中には著しい量の熱が発生する。大面積基板１６は、ほぼ溶融状態に達することがあり、その結果、非常に従順なものとなり得る。大面積基板１６の平面性は、サセプタ１４の平面性及び剛性に依存し、次いで、サセプタ１４の平面性は、サセプタ支持プレートアッセンブリ１２の剛性及び平面性に依存する。サセプタ１４をＲＦ励起構成においてカソードとして機能させるために、これをアルミニウムのような導電性材料で作るのが好ましいが、このような材料は、熱や重力の影響を受けてたるみや曲がりを生じ易く、これが大面積基板１６に伝達することになる。これらの力は、サセプタ支持プレートアッセンブリ１２により、サセプタ１４の所望の断面水平プロフィール、ひいては、そこに支持される大面積基板１６の断面水平プロフィールを維持することで、打ち消される。
発明の概要
[0010]本発明は、一般的に、現在使用されている支持アッセンブリを複数のより小さな支持プレートに置き換えて、それら支持プレートを、サセプタの所望の断面水平プロフィールを維持し、且つ従順な大面積基板へ伝達するサセプタのそりを減少するように位置させることにより、大きなセラミックのモノリシック体を使用して大面積サセプタを支持することにより生じる問題を解決しようすとするものである。
[0011]一実施形態において、堆積チャンバー内にサセプタを支持するように適応された複数の支持プレートを有し、これら複数の支持プレートの少なくとも４つが、堆積チャンバーの外部に延びる少なくとも２つの支持シャフトに結合するように適応されるサセプタ支持装置について説明する。
[0012]別の実施形態において、堆積チャンバー内に大面積基板を支持するための装置であって、大面積基板を支持するように適応されたサセプタと、サセプタの下に位置された複数のサセプタ支持プレートと、これら複数の支持プレートの下に位置された１つ以上のアクチュエータに結合される複数の支持シャフトとを有し、複数の支持プレートの下に位置された複数の支持シャフトの少なくとも２つが堆積チャンバーの外部に延びるようにされた装置について説明する。
[0013]別の実施形態において、大面積基板の平面性を調整するための装置であって、頂部、底部及び側壁を有するチャンバーと、該チャンバー内に配置されて、大面積基板を支持するように適応されたサセプタと、チャンバーの外部に延びる少なくとも２つの支持シャフトであって、サセプタを支持するように適応された少なくとも２つの支持シャフトと、を備えた装置について説明する。
[0014]別の実施形態において、堆積チャンバー内に大面積サセプタを支持するための装置であって、堆積チャンバーの外部に置かれた少なくとも１つの支持トラスと、この少なくとも１つの支持トラスに結合されて、サセプタを支持するように適応された複数の支持シャフトと、を備えた装置について説明する。
[0015]別の実施形態において、堆積チャンバー内にサセプタを支持するための方法であって、サセプタの中央領域を少なくとも１つの支持シャフトで支持するステップと、サセプタの周囲を複数の支持シャフトで支持するステップとを備え、少なくとも１つの支持シャフト及び複数の支持シャフトがチャンバーの外部に延びて、少なくとも１つの垂直アクチュエータに結合されるようにする方法について説明する。
[0016]本発明の上述した特徴を詳細に理解できるように、前記で簡単に要約した本発明を、添付図面に幾つかが示された実施形態を参照して、より詳細に説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態を示すに過ぎず、それ故、本発明の範囲を何ら限定するものではなく、本発明は、他の等しく有効な実施形態も受け入れられることに注意されたい。
詳細な説明
[0028]本発明は、一般に、大型基板を支持するための装置及び方法であって、熱及び重力により生じる曲がり又はそりを最小にすると共に、実質的に平坦な面を与えて、サセプタ即ち基板支持体を支持できるようにし、これが、次いで、基板を平坦な又は水平な配向で支持できるようにする装置及び方法を提供する。また、ある態様は、基板支持体の変形又は端末のたるみを打ち消すための分離されたリフトポイントを与え、又はこれらリフトポイントを経てサセプタを操作してサセプタに所望の水平プロフィールを形成する。図示された種々の要素の水平プロフィール及び／又は水平配向に対してなされる参照は、図示された特定要素の水平断面図を指す。
[0029]ここに述べる実施形態は、より小さなセラミック支持プレートを有するサセプタ支持アッセンブリを使用してサセプタを支持することにより、図１Ａ、図１Ｂに示すサセプタ支持プレートアッセンブリ１２に置き換わるように構成される。これが効果的である理由は、サセプタ支持プレートアッセンブリを受け入れるように適応されたチャンバーは、大幅な再設計を必要とせず、且つ真空を受けるチャンバー内の容積が、図１Ａに示されたチャンバーの容積と実質的に等しく保たれるからである。支持プレートは、図１Ａ及び図１Ｂのサセプタ支持プレートアッセンブリ１２に比して、製造経費を低くすることができる。混同を防ぐために、図中で同様の要素を指す参照番号は、できるだけ同じものを繰り返し使用する。
[0030]図２Ａは、サセプタに所望の水平プロフィールを形成して維持するように構成されたサセプタ支持アッセンブリ２００を有するプラズマチャンバー２２の一実施形態を示す概略断面図である。所望の水平プロフィールは、平坦、凹状又は凸状の１つでよい。チャンバー２２は、いかなる既知の又は未知の大きさの大面積基板も受け入れられるいかなるサイズのものでもよい。チャンバー２２は、頂部２８、側壁２６及び底部２４を含み、内部領域２５０を画成する。この内部領域２５０は、サセプタ２１４より上でチャンバー２２に結合されたガス分配プレート即ち拡散器１０を備えている。チャンバー２２は、ガス源２１７と連通し、これは、ガス入口２１３に結合するよう適応され、プロセスガスを内部領域２５０に供給する。また、チャンバーは、高周波電源２１５に結合され、プロセスガスをプラズマへと励起し、拡散器１０の下にプラズマエリア１７を形成する。サセプタ２１４は、サセプタ２１４に埋め込まれるか又は結合された抵抗性ヒータにより加熱されてもよいし、或いはサセプタ２１４は、加熱ランプにより加熱されるか、又はサセプタを加熱するよう適応された他の何らかの形式の熱エネルギーにより加熱されてもよい。また、チャンバー２２は、チャンバーの内部領域２５０を排気するために真空ソース２１９に結合される。また、複数のリフトピン３も、サセプタ２１４に配置されて示されており、サセプタ２１４の適当な穴に可動に配置されることにより大面積基板（図示せず）を容易に移送するように適応される。動作に際し、大面積基板がロボット（図示せず）によりリフトピン３の上面に載せられる。次いで、サセプタ２１４を垂直に持ち上げ、ピン３を引っ込めて、基板をサセプタ２１４の上面にのせられるようにする。大面積基板をのせたサセプタ２１４は、次いで、処理のためにプラズマエリア１７まで持ち上げられる。
[0031]サセプタ２１４は、複数のサセプタ支持プレート２９により支持され、これらのサセプタ支持プレートは、チャンバー底部２４のボアを経てチャンバー２２の外部（即ち周囲環境）へ延びる複数の支持シャフト２３４及び単一の支持シャフト２３３により支持される。サセプタ支持プレート２９のサイズ、数及び形状は、サセプタ２１４に所望の水平プロフィールを形成及び維持するよう構成される。所望の水平プロフィールは、平坦、凸状又は凹状の１つでよい。柔軟性ベローのようなシール２３２は、チャンバー２２を、支持シャフト２３３、２３４の周りのエリアの周囲環境から分離する真空密シールを与える。サセプタ支持トラス２３１は、複数の支持シャフト２３４及び支持プレート２９に対する支持を与える。
[0032]一実施形態において、単一の垂直アクチュエータ２１８は、垂直移動を与え、この垂直移動は、支持トラス２３１と連通する移動ブロック２３０に伝達され、また、支持トラス２３１は、全ての支持シャフト２３３、２３４に結合される。別の実施形態（図示せず）では、支持シャフト２３４が、少なくとも１つの垂直アクチュエータと各々連通する２つの支持トラス２３１に結合されてもよく、一方、支持シャフト２３３が、移動ブロック２３０に結合されるか、又は垂直アクチュエータ２１８に直接結合されてもよい。この実施形態では、サセプタ２１４は、少なくとも１つの垂直アクチュエータと連通する少なくとも２つの支持トラスに結合された複数の支持シャフト２３４によりサセプタ２１４の周囲２６０付近に支持され、一方、サセプタ２１４の中央領域２６５は、垂直アクチュエータ２１８と直接的又は間接的に連通する支持シャフト２３３により支持される。別の実施形態（図示せず）では、サセプタ２１４の周囲２６０は、上面図から明らかなように、支持シャフト２３４のパターンで形成された支持トラスにより支持され、一方、サセプタ２１４の中央領域２６５は、垂直アクチュエータ２１８と直接的又は間接的に連通する支持シャフト２３３により支持されてもよい。この実施形態では、支持トラスは、支持シャフト２３４が結合されてサセプタ２１４の周囲２６０に接触し且つそれを支持するように適応された長方形パターンで形成することができる（上面図から明らかなように）。Ｘパターン又は星型パターンのような他の形状の支持トラスも意図されている。シャフト２３３及び２３４により吸収できるサセプタ２１４及びチャンバー２２からの熱は、アクチュエータ２１８へ伝達される前に、移動ブロック２３０により吸収することができる。あるいは、アクチュエータ２１８にダメージを及ぼすことのある熱移動を最小にする助けとして、シール２３２の下に冷却ブロック２２１が追加されてもよい。また、シャフト２３３及び２３４が、内部冷却チャンネル（図示せず）を含むように製造されてもよい。アクチュエータ２１８は、垂直移動を与えることのできるものであれば、いかなるアクチュエータでもよく、また、空気、液圧、電力又は他の機械的動力で付勢されてもよい。アクチュエータ２１８が作動されると、サセプタ２１４は、移動ブロック２３０、トラス２３１、支持シャフト２３３及び２３４、並びに支持プレート２９の機械的な協力により矢印２０の方向に上方又は下方に押しやられる。
[0033]図２Ｂは、図２Ａに示すサセプタ支持アッセンブリ２００の概略上面図である。サセプタ２１４は、支持プレート２９及びそれに対応するサセプタリフトポイント５のレイアウトを示すために破線で示されている。支持ポイント５の各々は、支持プレート２９の下の支持シャフト２３３及び２３４の位置を示している。サセプタ２１４の所望の水平プロフィールを変更することのある重力及び熱的な力を防止又は打ち消すために、いかなる数のサセプタ支持ポイント５及びそれに対応する支持プレート２９を図示されたレイアウトに追加してもよい。また、支持プレート２９のサイズを変更することによりサセプタ支持ポイント５の数を減少してもよい。また、サセプタ２４に対する支持を与えるように支持プレート２９の形状を変更してもよい。一実施形態では、支持プレート２９は環状であり、別の実施形態では、支持プレート２９は円形である。他の実施形態では、支持プレート２９は、長方形、台形、六角形、八角形又は三角形のような多角形でよい。また、サセプタ支持体２００は、これら形状の組合せである支持プレート２９で構成されてもよい。別の実施形態では、サセプタ２１４へ更なる調整及び支持を与えるために、支持プレート２９とシャフト２３３又は２３４との間、及び／又は支持プレート２９とサセプタ２１４との間に、スペーサ又は詰物（図示せず）が入れられてもよい。
[0034]図３Ａは、サセプタ３１４に所望の水平プロフィールを形成及び維持するように構成されたサセプタ支持アッセンブリ３００を有するプラズマチャンバー３２の別の実施形態を示す概略図である。所望の水平プロフィールは、平坦、凹状又は凸状の１つでよい。チャンバー３２は、サセプタ支持アッセンブリ３００を除くと、図２Ａに示すチャンバー２２と同様である。また、プラズマエリア及び支持ピンは、明瞭化のために図示されていない。この実施形態では、サセプタ３１４は、サセプタ支持プレート３９により支持され、これら支持プレートは、平行分岐プレート３２４ａ−３２４ｃにより支持される。外側の平行分岐プレート３２４ａ及び３２４ｃは、チャンバー３２の外部に延びる複数の支持シャフト３３４により支持され、一方、分岐プレート３２４ｂは、チャンバー底部３４を経てチャンバー３２の外部に延びる単一支持シャフト３３３により支持される。移動ブロック３３０が単一支持シャフト３３３の下に配置され、一方、支持シャフト３３４は、垂直アクチュエータ３１８と直接連通する。あるいは、単一支持シャフト３３３は、垂直アクチュエータ３１８と直接連通してもよい。垂直アクチュエータ３１８は、垂直に移動できるものであれば、いかなるアクチュエータでもよく、また、共通に制御されてもよいし独立して制御されてもよい。サセプタ支持プレート３９のサイズ、数及び形状は、サセプタ３１４に所望の水平プロフィールを形成及び維持するように構成される。一実施形態では、支持プレート３９は環状であり、別の実施形態では、支持プレート３９は円形である。他の実施形態では、支持プレート３９は、長方形、台形、六角形、八角形又は三角形のような多角形でよい。また、サセプタ支持体３００は、これら形状の組合せである支持プレート３９で構成されてもよい。柔軟性ベローのようなシール３３２は、チャンバー３２を、支持シャフト３３３、３３４の周りのエリアの周囲環境から分離する真空密シールを与える。シャフト３３３及び３３４により吸収された熱は、垂直アクチュエータ１８へ伝達される前に、シャフト３３３、３３４及び移動ブロック３３０により吸収することができる。あるいは、アクチュエータ３１８にダメージを及ぼすことのある熱移動を最小にする助けとして、シール３３２の下に冷却ブロック３２１が追加されてもよい。また、シャフト３３３及び３３４が、内部冷却チャンネル（図示せず）を含むように製造されてもよい。
[0035]この実施形態では、垂直アクチュエータ３１８は、共通に制御されてもよいし又は独立して制御されてもよい。サセプタ３１４の周囲３６０は、複数の支持プレート３９により支持され、一方、サセプタ３１４の中央エリア３６５は、個別の複数の支持プレート３９により支持されてもよい。垂直アクチュエータは、電気的、液圧、空気圧又はその組合せで付勢されてもよい。全ての垂直アクチュエータ３１８が同様に動作してもよいし、又は垂直アクチュエータ３１８は、例えば、その幾つかが空気圧で動作されると共に、他のものが電気的に動作されるようなアクチュエータの組合せでもよい。動作に際して、垂直アクチュエータ３１８は、サセプタ３１４に対する垂直移動を与えるように単独で又は組合せで付勢される。これらの垂直アクチュエータ１８は、処理中に同じ位置に留まってもよいし、或いは処理中にサセプタ３１４の水平プロフィールを調整するように作動されてもよい。
[0036]図３Ｂは、図３Ａに示すサセプタ支持アッセンブリ３００の概略上面図である。サセプタ３１４は、支持プレート３９及びそれに対応するサセプタリフトポイント５のレイアウトを示すために破線で示されている。サセプタ３１４の所望の水平プロフィールを変更することのある重力及び熱的な力を防止又は打ち消すために、支持プレート３９の数、形状又はサイズを、図示されたレイアウトに追加してもよいし、又はそこから減少されてもよい。リフトポイント５は、平行な分岐プレート３２４ａ−３２４ｃの下に見ることができ、分岐プレート３２４ａ及び３２４ｃの上には対応支持プレート３９が存在する。リフトポイント５は、支持シャフト３３４（分岐プレート３２４ａ及び３２４ｃの下）及び単一支持シャフト３３３（分岐プレート３２４ｂの下）の配置を示すように意図されている。また、支持プレート３９とサセプタ３１４との間の接触エリアを画成する複数の支持ポイント７も示されている。サセプタ３１４の平面性を更に調整するために、分岐プレート３２４ａ−３２４ｃと支持プレート３９との間で平行な分岐プレート３２４ａ−３２４ｃと共に詰物又はスペーサ２６を使用することができる。
[0037]この実施形態では、３つの垂直アクチュエータ３１８が使用されるが、いかなる数又は組合せ及び形式の垂直アクチュエータ３１８が使用されてもよい。垂直アクチュエータ３１８は、平行な分岐プレート３２４ａ−３２４ｃの使用を無効にし得る各サセプタ支持ポイント７の下に追加されてもよい。また、付加的な垂直アクチュエータ３１８、又はより大きく且つ異なる形状にされたサセプタ支持プレート３９を使用して、付加的なサセプタ支持ポイント７を形成してもよい。
[0038]図４は、サセプタ４１４に所望の水平プロフィールを形成及び維持するように構成されたサセプタ支持アッセンブリ４００の概略上面図である。所望の水平プロフィールは、平坦、凹状又は凸状の１つでよい。サセプタ４１４は、複数の支持プレート４９ａ−４９ｄ、複数の分岐プレート４２４ｅ、４２４ｆ、及びサセプタ４１４の下に位置する支持シャフト（図示せず）の上面に対応するリフトポイント５のレイアウトを示すために破線で示されている。この実施形態では、サセプタ４１４の周囲４６０及び中央エリア４６５は、分岐プレート４２４ｅ、４２４ｆ及び支持プレート４９ｄの組合せにより支持される。また、支持ポイント７は、サセプタ４１４及び支持プレートが接触するエリアにおいて示されている。図示された実施形態は、７つのリフトポイント５を含むが、より多くの又はより少ない垂直アクチュエータを使用することにより、リフトポイント５の数を増加又は減少することができる。支持シャフトは、図２Ａに示すように、支持トラスに結合されてもよいし、又は図３Ａに示すように、アクチュエータと直接連通されてもよい。同様に、サセプタ４１４の所望の水平プロフィールを変更することのある重力及び熱的な力を防止又は打ち消すために、支持プレート及び／又はアクチュエータの追加により図示されたレイアウトにいかなる数の支持ポイント７が追加されてもよい。付加的な支持プレートは、例えば、分岐プレート４２４ｅ及び４２４ｆの上面に沿って追加されてもよい。いかなる形状又は形状の組合せ、分岐部材及び垂直アクチュエータを使用して、サセプタ４１４の下に所望の支持構造体を形成することもできる。また、詰物又はスペーサ２６を単独で使用することもできるし、或いは分岐プレート４２４ｅ及び４２４ｆ並びに支持プレート４９ａ−４９ｄと組み合わせて使用することもできる。また、支持シャフト４３３、４３４と支持プレート４９ａ−４９ｄとの間、或いは支持シャフトと分岐プレート４２４ｅ、４２４ｆとの間に他のスペーサ（図示せず）が使用されてもよい。
[0039]図５は、サセプタ５１４に所望の水平プロフィールを形成及び維持するように構成されたサセプタ支持アッセンブリ５００の概略上面図である。所望の水平プロフィールは、平坦、凹状又は凸状の１つでよい。サセプタ５１４は、支持プレート５９と、支持シャフト（図示せず）の上面を各々表わす対応サセプタリフトポイント５とのレイアウトを示すために破線で示されている。この図には１３個のリフトポイント５が示されているが、サセプタ５１４の所望の水平プロフィールを形成及び維持するようにいかなる数のリフトポイント５が追加又は減少されてもよい。一実施形態では、サセプタ５１４を支持するために複数の支持プレート５９が使用される。別の実施形態では、サセプタ５１４が、支持プレート５９を使用せずに支持シャフトと直接連通される。更に別の実施形態では、支持シャフト及び支持プレート５９による直接的な支持の組合せを使用してサセプタ５１４を支持する。支持プレート５９に接触するサセプタ５１４のエリアを定義するために複数の支持ポイント７も示されている。サセプタ５１４の所望の水平プロフィールを変更することのある重力及び熱的な力を防止又は打ち消すために、いかなる数の支持ポイント７が図示されたレイアウトに追加されてもよいし除去されてもよい。また、サセプタ５１４の所望の水平プロフィールを形成及び維持するように、支持プレート５９の形状及びサイズを変更してもよい。
[0040]図６は、サセプタ６１４に所望の水平プロフィールを形成及び維持するように構成されたサセプタ支持アッセンブリ６００の概略上面図である。所望の水平プロフィールは、平坦、凹状又は凸状の１つでよい。サセプタ６１４は、支持プレート６９と、複数の分岐プレート６２４ｅ及び６２４ｆの下の支持シャフト（図示せず）の位置を表わす対応リフトポイント５とのレイアウトを示すために破線で示されている。この実施形態では、５つのリフトポイント５が、少なくとも１つの垂直アクチュエータに結合された５つの支持シャフトにより支持される。支持シャフトは、図２Ａに示すように支持トラスに結合されてもよいし、又は図３Ａに示すように垂直アクチュエータと直接連通してもよい。５つのリフトポイント５が示されているが、いかなる数のリフトポイントが、図示されたレイアウトに追加されてもよいし、減少されてもよい。また、支持プレート７９とサセプタ６１４との間の接触エリアを定義する複数の支持ポイント７も示されている。サセプタ６１４の所望の水平プロフィールを変更することのある重力及び熱的な力を防止又は打ち消すために、いかなる数の支持ポイント７が図示されたレイアウトに追加されてもよい。他の実施形態の場合と同様に、支持プレート６９は、円形及び長方形のようないかなる形状又は形状の組合せでもよいし、サセプタ６１４を所望の水平プロフィールで支持するように構成されたいかなるサイズのものでもよい。
[0041]図７は、サセプタ７１４の所望の水平プロフィールを形成及び維持するように構成されたサセプタ支持アッセンブリ７００の概略上面図である。所望の水平プロフィールは、平坦、凹状又は凸状の１つでよい。サセプタ７１４は、支持プレート７９と、その対応サセプタリフトポイント５とのレイアウトを示すために破線で示され、リフトポイントは、サセプタ７１４及び複数の支持プレート７９の下に位置する複数の支持シャフト（図示せず）の上面に対応している。支持アッセンブリ７００は、ベース構造体７７０を備え、これは、長手方向支持部材７２４ａと、これに結合された２つの横断支持部材７２４ｂとを含み、これら支持部材は、サセプタ７１４の中央エリア７６５を支持するように構成される。その周囲７６０は、複数の支持プレート７９の下の、リフトポイント５で示された複数の支持シャフトにより支持される。この実施形態では、ベース構造体７７０は、垂直アクチュエータに結合され、一方、周囲７６０の支持プレート７９は、図２Ａに示すように、支持トラスにより少なくとも１つの垂直アクチュエータに結合されるか、又は図３Ａに示すように、垂直アクチュエータと直接連通される。サセプタ７１４の所望の水平プロフィールを変更することのある重力及び熱的な力を防止又は打ち消すために、いかなる数、形状又はサイズの支持プレート７９が、図示されたレイアウトに追加されてもよいし、又はそこから減少されてもよい。サセプタ７１４と、支持プレート７９及び分岐プレート７２４ｂとの間の接触エリアの位置を示す支持ポイント７も示されている。また、サセプタ７１４に対してなされる修正が、詰物又はスペーサ２６を使用してもよい。また、この実施形態又は他の実施形態において、いかなる数の支持ポイント７がサセプタ７１４の下に形成されて、支持シャフトと直接的に連通されてもよいし、又は支持プレート７９の使用により支持シャフトと間接的に連通されてもよい。
[0042]図８は、サセプタ８１４に所望の水平プロフィールを形成及び維持するように構成されたサセプタ支持アッセンブリ８００の概略上面図である。所望の水平プロフィールは、平坦、凹状又は凸状の１つでよい。サセプタ８１４は、複数の支持プレート８９と、その対応リフトポイント５とのレイアウトを示すために破線で示され、リフトポイントは、サセプタ８１４の下に位置する複数の支持シャフト（図示せず）の上面に対応している。この実施形態では、中央プレート８２２は、サセプタ８１４の中央エリア８６５を支持して示されており、又、複数の支持プレート８９は、サセプタ８１４の周囲８６０を支持している。中央プレート８２２は、垂直アクチュエータに結合されてもよく、一方、周囲の支持プレート８９は、図２Ａに示すように、支持トラスに結合されてもよいし、又は図３Ａに示すように、複数のアクチュエータに直接結合されてもよい。周囲８６０に存在するリフトポイント５は、図示されたように、支持プレート８９を含んでもよいし、又は支持プレート８９を使用せずに支持シャフトと直接連通されてもよい。支持プレート８９が使用される場合には、サセプタ８１４の所望の水平プロフィールを変更することのある重力及び熱的な力を防止又は打ち消すために、いかなる数、形状又はサイズの支持プレート８９が、図示されたレイアウトに追加されてもよいし、又はそこから減少されてもよい。サセプタ８１４と、支持プレート８９及び中央プレート８２２との間の接触エリアの位置を示す支持ポイント７も示されている。一実施形態では、中央プレート８２２が長方形で、サセプタ８１４の縁に平行である。別の実施形態では、中央プレート８２２は、サセプタ８１４の周囲に平行ではない。例えば、中央プレート８２２は、サセプタ８１４の外側角の間のエリアを支持するために４５°回転されてもよい。あるいは、中央プレート８２２は、十字又は星型形状のような別の形状をとってもよい。垂直アクチュエータを追加又は除去するか、又はサセプタ支持ポイント５のサイズ、場所及び／又は形状を変えるか、或いは異なる数及び形状の支持プレート８９を使用することにより、いかなる数の支持ポイント７を追加又は減少してもよい。また、この実施形態又は他の実施形態において、いかなる数の支持ポイント７がサセプタ８１４の下に形成されて、サセプタ８１４が支持シャフトと直接的又は間接的に連通されてもよい。
[0043]以上、サセプタに所望の水平プロフィールを形成して維持する装置及び方法を説明したが、サセプタに熱膨張を促進するか又はサセプタに予負荷をかける更に別の方法を説明する。上述したサセプタ支持アッセンブリは、セラミック材料で製造できるが、小さなサイズで且つ変化する形状であり、また、サセプタは、通常、アルミニウム材料で製造される。これら２つの材料は、膨張係数が異なり、サセプタの膨張を支持プレート及び／又は支持シャフトにより妨げられないようにするにはサセプタに予負荷をかけることが必要となる。これは、チャンバー内のサセプタを、支持ピンがチャンバーに接触しない位置へ垂直方向に位置させることで達成される。
[0044]一実施形態では、サセプタの中央領域を支持する垂直アクチュエータを静的に保持すると共に、少なくとも１つの他の垂直アクチュエータを操作することによりサセプタの周囲に沿った支持シャフトを垂直に下げて、周囲の支持プレート及び／又は支持シャフト間の接触を切断する。別の実施形態では、周囲の支持シャフトを静的に保持すると共に、中央の支持シャフトを垂直に上げる。両方の実施形態において、サセプタは、単一の支持シャフトにより中央に懸架支持することができ、支持シャフト又は支持プレートのような他の部分はサセプタに接触せず、また、サセプタに配置されたリフトピンは、いかなるポイントでもチャンバーに接触しない。約０．１２５インチから約１．０インチの小さなギャップをサセプタと支持プレート及び／又は支持シャフトとの間に形成して、サセプタが中央領域から半径方向に膨張するのを許容することができる。サセプタに埋設された抵抗性ヒータ、加熱ランプ、或いはサセプタ又はチャンバーに結合された他の熱源のような熱源からの熱を印加して、この熱膨張を促進することができる。サセプタは、この熱源により、約１００℃から約２５０℃の温度に加熱されて、この膨張を容易にすることができる。
[0045]サセプタの熱膨張が完了すると、サセプタの周囲を支持するように適応された支持シャフト及び／又は支持プレートをサセプタと接触するように置くことができるが、これは、サセプタの中央領域を支持している支持シャフトを下げるか、又はサセプタの周囲を支持するように適応された支持シャフトを上げることにより行われる。次いで、全ての支持シャフトによりサセプタを下げて、サセプタに可動配置されたリフトピンの下面を、チャンバー底部の上面と接触させるように置き、これにより、支持ピンの上面をサセプタの上面より上に持ち上げることができる。ロボットによりスリットバルブ２２８（図２Ａに示す）を通してチャンバーへ大面積基板を導入し、リフトピンの上面にあるサセプタ上にのせることができる。次いで、ロボットを引っ込め、スリットバルブを閉じることができる。チャンバーを適当な圧力まで減圧し、サセプタをこの移送位置から全ての支持シャフトにより垂直に上げることができる。サセプタが上げられると、リフトピンがチャンバー底部から離れ、基板をサセプタの上面に接触させて平らに横たわるようにすることができる。このとき、サセプタを更に加熱し、その後、プラズマエリア１７（図２Ａ）へ処理のために上げることができる。基板が処理されると、サセプタを移送位置へ下げ、処理された基板を取り出し、次いで、新たな基板を導入して処理することができる。この方法で予熱されたサセプタは、処理が停止されてサセプタが冷却するのを許されない限り、その膨張された配向を維持することができる。
[0046]以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、本発明の他の更に別の実施形態を案出することもでき、それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
サセプタ支持プレートアッセンブリを有するチャンバー（従来技術）の概略断面図である。 図１Ａに示すサセプタ支持プレートアッセンブリ（従来技術）の概略上面図である。 プラズマチャンバーの一実施形態を示す概略断面図である。 サセプタ支持アッセンブリの一実施形態を示す概略上面図である。 プラズマチャンバーの別の実施形態を示す概略断面図である。 サセプタ支持アッセンブリの別の実施形態を示す概略上面図である。 サセプタ支持アッセンブリの別の実施形態を示す概略上面図である。 サセプタ支持アッセンブリの別の実施形態を示す概略上面図である。 サセプタ支持アッセンブリの別の実施形態を示す概略上面図である。 サセプタ支持アッセンブリの別の実施形態を示す概略上面図である。 サセプタ支持アッセンブリの別の実施形態を示す概略上面図である。
符号の説明
２…チャンバー、３…リフトピン、４…底部、５…リフトポイント、６…側壁、７…支持ポイント、１０…拡散器、１２…支持プレートアッセンブリ、１４…サセプタ、１６…大面積基板、１７…プラズマエリア、１８…垂直リフトメカニズム、２０…矢印、２２…プラズマチャンバー、２４…底部、２４ａ−２４ｄ…平行な分岐プレート、２６…側壁、２８…頂部、２９…支持プレート、３０…リフトプレート、３２…プラズマチャンバー、３３…シャフト、３４…チャンバー底部、３６…側壁、３８…頂部、３９…支持プレート、４９ａ−４９ｄ…支持プレート、５９…支持プレート、６９…支持プレート、７９…支持プレート、８９…支持プレート、２００…支持アッセンブリ、２１３…ガス出口、２１４…サセプタ、２１５…電源、２１７…ガス源、２１８…垂直アクチュエータ、２１９…真空ソース、２２１…冷却ブロック、２２８…スリットバルブ、２３０…移動ブロック、２３１…支持トラス、２３２…シール、２３３、２３４…単一支持シャフト、２５０…内部領域、２６０…周囲、２６５…中央領域、３００…支持アッセンブリ、３１３…ガス入口、３１４…サセプタ、３１５…電源、３１７…ガス源、３１８…垂直アクチュエータ、３１９…真空ソース、３２８…スリットバルブ、３２１…冷却ブロック、３２４…支持シャフト、３２４ａ−３２４ｃ…平行分岐プレート、３３０…移動ブロック、３３２…シール、３３３、３３４…支持シャフト、３６０…周囲、３６５…中央領域、４００…支持アッセンブリ、４１４…サセプタ、４２４ｅ、４２４ｆ…分岐プレート、４６０…周囲、４６５…中央領域、５００…支持アッセンブリ、５１４…サセプタ、５６０…周囲、５６５…中央領域、６００…支持アッセンブリ、６１４…サセプタ、６２４ａ−６２４ｅ…分岐プレート、７００…支持アッセンブリ、７１４…サセプタ、７２４ａ…長手方向支持部材、７２４ｂ…横断支持部材、７６０…周囲、７６５…支持中央領域、７７０…ベース構造体、８００…支持アッセンブリ、８１４…サセプタ、８２２…中央プレート、８６０…周囲、８６５…中央領域

Claims (43)

  1. 堆積チャンバー内にサセプタを支持するように適応された複数の支持プレートを備え、上記複数の支持プレートの少なくとも４つが、上記堆積チャンバーの外部に延びる少なくとも２つの支持シャフトに結合するように適応されるサセプタ支持装置。
  2. 上記複数の支持プレートの各々はセラミック材料で構成される、請求項１に記載の装置。
  3. 上記サセプタは長方形であって、大面積基板を支持するように適応される、請求項１に記載の装置。
  4. 上記複数の支持プレートの少なくとも１つは円形の形状を有する、請求項２に記載の装置。
  5. 上記複数の支持プレートの少なくとも１つは長方形の形状を有する、請求項２に記載の装置。
  6. 上記複数の支持プレートの少なくとも４つのうちの少なくとも２つは、上記少なくとも２つの支持シャフトに結合され、それらの間に分岐プレートを伴うように適応される、請求項１に記載の装置。
  7. 堆積チャンバー内に大面積基板を支持するための装置において、
    上記大面積基板を支持するように適応されたサセプタと、
    上記サセプタの下に位置された複数のサセプタ支持プレートと、
    上記複数の支持プレートの下に位置された１つ以上のアクチュエータに結合される複数の支持シャフトと、
    を備え、上記複数の支持プレートの下に位置された上記複数の支持シャフトの少なくとも２つが上記堆積チャンバーの外部に延びるようにされた装置。
  8. 上記複数の支持シャフトが１つのアクチュエータに結合され、上記装置は、更に、上記複数の支持プレートと上記アクチュエータとの間で上記複数の支持シャフトに結合された支持トラスを備えた、請求項７に記載の装置。
  9. 上記複数の支持シャフトが少なくとも２つのアクチュエータに結合される、請求項７に記載の装置。
  10. 上記複数の支持シャフトが少なくとも２つのアクチュエータに結合され、上記装置は、更に、上記複数の支持プレートと上記複数の支持シャフトの少なくとも１つとの間に位置された少なくとも１つの分岐プレートを備えた、請求項７に記載の装置。
  11. 上記複数の支持プレートは、長方形の形状、円形の形状又はその組合せを含む、請求項７に記載の装置。
  12. 上記サセプタの中央領域を支持するように適応されたアクチュエータに結合された中央プレートを更に備えた、請求項７に記載の装置。
  13. 上記サセプタはアルミニウム材料で作られ、上記複数のサセプタ支持プレートによって支持されたときに平坦な水平プロフィールで配向される、請求項７に記載の装置。
  14. 大面積基板の平面性を調整するための装置において、
    頂部、底部及び側壁を有するチャンバーと、
    上記チャンバー内に配置されて、上記大面積基板を支持するように適応されたサセプタと、
    上記チャンバーの外部に延びる少なくとも２つの支持シャフトであって、上記サセプタを支持するように適応された少なくとも２つの支持シャフトと、
    を備えた装置。
  15. 上記少なくとも２つの支持シャフトは１つ以上の垂直アクチュエータと連通する、請求項１４に記載の装置。
  16. 上記少なくとも２つの支持シャフトに結合された複数の支持プレートを更に備えた、請求項１４に記載の装置。
  17. 上記チャンバーは、真空ソース、ガス源及び高周波電源に結合される、請求項１４に記載の装置。
  18. 上記少なくとも２つの支持シャフトは垂直方向に移動するように適応され、その垂直移動は共通に制御される、請求項１４に記載の装置。
  19. 上記少なくとも２つの支持シャフトは垂直方向に移動するように適応され、その垂直移動は個々に制御される、請求項１４に記載の装置。
  20. 上記サセプタはアルミニウム材料で作られ、上記複数のサセプタ支持プレートにより支持されたときに平坦な水平プロフィールで配向される、請求項１４に記載の装置。
  21. 堆積チャンバー内に大面積サセプタを支持するための装置において、
    上記堆積チャンバーの外部に置かれた少なくとも１つの支持トラスと、
    上記少なくとも１つの支持トラスに結合されて、上記サセプタを支持するように適応された複数の支持シャフトと、
    を備えた装置。
  22. 上記少なくとも１つの支持トラスに結合された少なくとも１つのアクチュエータを更に備えた、請求項２１に記載の装置。
  23. 上記複数の支持シャフトに結合された複数の支持プレートを更に備えた、請求項２１に記載の装置。
  24. 上記チャンバーの外部に位置され、上記サセプタの周囲を支持するように適応される複数のシャフトに結合された第１の支持トラスと、
    上記チャンバーの外部に位置され、上記サセプタの中央領域を支持するように適応される少なくとも１つの支持シャフトに結合された第２の支持トラスと、
    を備えた請求項２１に記載の装置。
  25. プラズマエンハンスト化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）システム内で基板の平面性を調整するための装置において、
    チャンバーと、
    上記チャンバー内に配置されるサセプタと、
    上記チャンバーの外部に延びる少なくとも２つの支持シャフトと、
    １つ以上の垂直アクチュエータと、
    を備え、各支持シャフトは、上記１つ以上の垂直アクチュエータ及び上記サセプタと連通するようにされた装置。
  26. 上記サセプタは、各支持シャフトと連通する１つ以上の支持プレートを備えた、請求項２５に記載の装置。
  27. 上記１つ以上の支持プレートの各々はセラミック材料で構成される、請求項２６に記載の装置。
  28. 上記少なくとも２つの支持シャフトは支持トラスに配置される、請求項２５に記載の装置。
  29. 上記垂直アクチュエータは移動ブロックを備え、上記少なくとも２つの支持シャフトは上記移動ブロックに配置される、請求項２５に記載の装置。
  30. 各支持シャフトは、それに対応する垂直アクチュエータと直接連通する、請求項２５に記載の装置。
  31. 上記１つ以上の垂直アクチュエータは、電気、液圧、空気圧、又はその組合せのグループから選択されたモーターで構成される、請求項２５に記載の装置。
  32. 上記少なくとも２つの支持シャフトは冷却ブロックにより冷却される、請求項２５に記載の装置。
  33. 上記少なくとも２つの支持シャフトは上記チャンバー外部のシールにより取り巻かれる、請求項２５に記載の装置。
  34. 上記シールは冷却ブロックを含む、請求項３３に記載の装置。
  35. 上記複数の支持シャフトは共通に制御される、請求項２５に記載の装置。
  36. 上記複数の支持シャフトは個々に制御される、請求項２５に記載の装置。
  37. 上記支持シャフトは上記サセプタに接触する少なくとも１つのスペーサを含む、請求項２５に記載の装置。
  38. 堆積チャンバー内にサセプタを支持するための方法において、
    上記サセプタの中央領域を少なくとも１つの支持シャフトで支持するステップと、
    上記サセプタの周囲を複数の支持シャフトで支持するステップと、
    を備え、上記少なくとも１つの支持シャフト及び上記複数の支持シャフトが上記チャンバーの外部に延びて、少なくとも１つの垂直アクチュエータに結合されるようにする方法。
  39. 上記少なくとも１つの支持シャフト及び上記複数の支持シャフトの少なくとも幾つかに支持部材を結合する、請求項３８に記載の方法。
  40. 上記少なくとも１つの支持シャフトに結合された第１の垂直アクチュエータ、及び上記複数の支持シャフトに結合された少なくとも第２の垂直アクチュエータを設けるステップと、
    上記第１及び少なくとも第２の垂直アクチュエータの選択的作動により上記サセプタの水平プロフィールを調整するステップと、
    を更に備えた請求項３８に記載の方法。
  41. 上記第１の垂直アクチュエータ及び上記少なくとも第２の垂直アクチュエータは独立して制御される、請求項４０に記載の方法。
  42. 上記少なくとも１つの支持シャフト及び上記複数の支持シャフトの少なくとも幾つかに支持部材を結合する、請求項４０に記載の方法。
  43. 上記所望の水平プロフィールは平坦である、請求項４０に記載の方法。
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