JP2019114790A - 移動可能及び取り外し可能なプロセスキット - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体処理で使用される処理チャンバの中でエッジリング及び／又は支持リングを交換するための装置及び方法を提供する。【解決手段】処理チャンバにおいて、プロセスキットは、エッジリング１６１、支持リング１４５、スライドリング１４９により構成される。スライドリング１４９が、静電チャックベース１４１、パック１４２、及び支持リング１４５の周囲に周状に配置されている。スライドリング１４９は、複数のリフトピン１５０を収容するように構成され、リフトピン１５０は、スライドリング１４９に形成されたそれぞれの開口部１５１に配置されている。スライドリング１４９及びリフトピン１５０の各々は、ステッピングモーター等のアクチュエータによって互いに独立して垂直に作動する。【選択図】図１Ｂ

Description

背景
（分野）
本開示の態様は、一般に、半導体処理で使用される処理チャンバ等の中でエッジリング及び／又は支持リングを交換するための装置及び方法に関する。
（関連技術の説明）
エッチングチャンバ等の処理チャンバでは、基板は静電的に定位置に固定された状態でエッチングされる。典型的には、エッジリング、プロセスリング、支持リング等と呼ばれる１つ以上の円形部品が、基板の外径の周りに位置決め配置されて、静電チャックの上面がエッチング液の化学反応によってエッチングされるのを防いでいる、又は基板の処理を容易にしている。これらのリングはいくつかの異なる材料から作られ、異なる形状を有し得る。材料と形状はともに基板周辺部近傍でのプロセス均一性に影響を及ぼす。処理の間に、これらのリングは時間の経過と共にエッチングされ、その結果、形状及び処理の均一性に変化が生じる。
劣化による、処理の均一性の変化に対処するために、これらのリングはスケジュールに従って取り替えられる。従来、これらのリングのうちの１つを交換するにも、処理チャンバは解放されて、オペレータが内部のリングにアクセスしている。しかし、このプロセスは時間がかかり、処理チャンバの通気のために、処理をオンラインに戻すのに最大２４時間かかることもある。
従って、処理チャンバ内の消耗部品を交換するための新しい方法及び装置が必要とされている。
概要
本開示の態様は、一般的に、処理チャンバ内のプロセスキットリング及び／又は支持リング及び／又はエッジリング等の、消耗部品交換のための装置及び方法に関する。
一例では、基板支持体用のプロセスキットは、内径及び外径によって画定される本体を有するスライドリングを備え、本体には１つ以上の開口部が貫通形成され、１つ以上の開口部の各々は、本体の中央開口部の軸と平行な軸を有することができる。プロセスキットはまた、半径方向外側部分より上に半径方向内側部分が上がっている段付き上面を有する支持リングを備え、支持リングは、スライドリングの本体の内径よりも小さい外径を有する。プロセスキットはさらに、平坦な上面及び平坦な下面を有するエッジリングを備え、エッジリングは、支持リングの外径よりも小さい内径と、支持リングの外径よりも大きい外径とを有する。
別の例では、基板支持体用のプロセスキットは、内径及び外径によって画定される本体を有するスライドリングを備え、本体には１つ以上の開口部が貫通形成され、１つ以上の開口部の各々は、本体の中央開口部の軸と平行な軸を有することができる。プロセスキットはまた、半径方向外側部分より上に半径方向内側部分が上がっている段付き上面を有する支持リングを備え、支持リングは、スライドリングの本体の内径よりも大きい外径と、支持リングを貫通して形成される１つ以上の開口部を有する。ここで、支持リングを貫通して形成された１つ以上の開口部の各々を、スライドリングの本体を貫通して形成された１つ以上の開口部のうちの１つと一直線に並ばせてもよい。プロセスキットはさらに、平坦な上面及び平坦な下面を有するエッジリングを備え、エッジリングは、支持リングの外径よりも小さい内径と、支持リングの外径よりも大きい外径とを有する。
別の例では、基板支持体は静電チャックベースと、静電チャックベース上に位置決め配置されたパックと、基板支持体用のプロセスキットとを備える。基板支持体用のプロセスキットは、内径及び外径によって画定される本体を有するスライドリングを備え、本体には１つ以上の開口部が貫通形成され、１つ以上の開口部の各々は、本体の中央開口部の軸と平行な軸を有することができる。プロセスキットはまた、半径方向外側部分より上に半径方向内側部分が上がっている段付き上面を有する支持リングを備え、支持リングは、スライドリングの本体の内径よりも小さい外径を有する。プロセスキットはさらに、平坦な上面及び平坦な下面を有するエッジリングを備え、エッジリングは、支持リングの外径よりも小さい内径と、支持リングの外径よりも大きい外径とを有する。
別の例では、方法は、複数のリフトピンを垂直上方に作動させる工程であって、各リフトピンは、その上部に第１の直径と、その下部に第１の直径よりも大きい第２の直径とを有しており、作動させる工程は、リフトピンの上部を、支持リングの対応する開口部を通させることを含んでいる工程と、支持リング上に位置決め配置されたエッジリングを垂直方向に作動させる工程と、エッジリングをキャリアに受け渡す工程と、エッジリングを処理チャンバから取り出す工程とを含む。
本開示の列挙された構成が詳細に理解され得るように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって行う。実施形態のいくつかは添付図面に示される。しかしながら、添付図面は例示的な実施形態を示すに過ぎず、従って範囲を限定すると解釈されるべきではなく、本開示は他の同等に有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
〜 本開示の態様による、処理チャンバからリングを取り出す間の処理チャンバの部分概略断面図である。 図１Ａ〜図１Ｊに示される、本開示の一態様によるスライドリングの平面図である。 〜 本開示の別の態様による、リング取り外し操作中の基板支持体の概略部分図である。 〜 本開示の別の態様による、リング取り外し操作中の基板支持体の概略部分図である。 本開示の一態様によるキャリアの概略上面図である。 図４Ａのキャリアの概略底面図である。 上部でリングを支持するキャリアの概略平面図である。 図５Ａの概略断面図である。 本開示の一態様による処理システムを示す図である。
理解を容易にするために、可能であれば同一の符号を使用して、これらの図に共通する同一要素を示している。１つの実行形態の要素及びフィーチャーは、具体的な記述がなくとも、他の実施態様に有益に組み込まれ得ると意図される。
詳細な説明
本開示の態様は、一般に、キャリアを使用する処理チャンバのプロセスキットの１つ以上の部品を取り外すか又は取り替えることに関する。プロセスキットの１つ以上の構成部品には、エッジリング、支持リング、スライドリング、他の消耗部品又は劣化性部品が含まれる。
図１Ａ−１Ｊは、本開示の態様による、エッジリング１６１を取り外す時の処理チャンバ１０７の部分概略断面図である。従来の処理チャンバは、操作者が分解して、エッジリング１６１等腐食を受けた部品の交換を行うことを必要とするが、処理チャンバ１０７は、処理チャンバ１０７を分解することなく、エッジリング１６１を容易に交換できるように構成されている。処理チャンバ１０７のポート１０８を通過してエッジリング１６１を搬送することで、処理チャンバ１０７の分解は回避される。
処理チャンバ１０７は、エッチングチャンバ、堆積チャンバ（原子層堆積、化学気相堆積、物理気相堆積、又はそれらのプラズマ援用形式を含む）、アニールチャンバ等、その内部にある基板支持体１４０を利用する、いずれのものでもよい。典型的な処理チェンバには、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社によって製造された処理チェンバが含まれる。
処理チャンバ１０７は、上に基板１４３を受けるための基板支持体１４０（図１Ｂに示す）と、基板１４３を出し入れするためのポート１０８とを備える。基板支持体１４０は、例えば静電チャックを備えることで、基板支持体１４０の上面での基板のチャッキングが容易になる。図１Ｂは、図１Ａの部分拡大図である。
図１Ｂに示すように、基板支持体１４０は静電チャックベース１４１を備え、静電チャックベース１４１はその上に配置されたパック１４２を有する。パックは、アルミナ又は酸化アルミニウムから形成される。２００ｍｍ、３００ｍｍ、又は４５０ｍｍの半導体ウェハ等の基板１４３（仮想線で示す）をパック１４２上に配置し、静電チャックを介してそこに固定して、処理チャンバ１０７内での基板１４３の処理を容易にできる。
支持リング１４５は、パック１４２の周りに、それと接触して配置されている。支持リング１４５は、パック１４２の半径方向外側の上端部に形成された段付き面に置かれている。支持リング１４５は、半径方向内側部分１４６を有する段付き上面を備えており、半径方向内側部分１４６は半径方向外側部分１４７の上に立ち上がっている。支持リング１４５の下面１４８は、半径方向内側部分１４６と半径方向外側部分１４７の両方に対して平行である。一例では、下面１４８は、パック１４２に形成された段付き面の下部１８０と接している。別の例では、下面１４８はパック１４２に形成された段付き面の下部１８０と接し、さらに、支持リング１４５の半径方向内側側壁１９０は、パック１４２の周りに形成された段付き面の垂直縁部１８２と接している。
スライドリング１４９が、静電チャックベース１４１、パック１４２、及び支持リング１４５の周囲に周状に配置されている。スライドリング１４９は、複数のリフトピン１５０を収容するように構成され、リフトピン１５０は、スライドリング１４９に形成されたそれぞれの開口部１５１に配置されている。スライドリング１４９及びリフトピン１５０の各々は、ステッピングモーター等のアクチュエータ（図示せず）によって互いに独立して垂直に作動してもよい。石英管１５２は、スライドリング１４９の半径方向外側に配置されている。ライナ１５３は、石英管１５２の半径方向外側に配置されている。プラズマシールド１５４は、ライナ１５３の上面に配置されており、石英管１５２の上端部を囲んでいる。プラズマシールド１５４は、処理チャンバ１０７内のプラズマの流れを制限する。
図１Ｂに示すように、支持リング１４５の外縁部１９３によって画定される外径は、スライドリング１４９の内縁部１８３によって画定される内径よりも小さい。
石英リング１５５は、プラズマシールド１５４及び石英管１５２の上に配置されている。石英リング１５５の下面には環状凹部１５６が形成され、石英管１５２の段付き上面１５７と係合する。石英リング１５５の下面の半径方向内側部分１５８ａは、（例えば、石英リング１５５の上面からさらに延びており）、石英リング１５５の下面の半径方向外側部分１５８ｂよりも下方に位置している。石英リング１５５の半径方向外側の上角部１５９は丸みを帯びているが、他の構成も考えられる。上角部１５９とは反対側の、石英リング１５５の半径方向内側の上角部には段付き面１６０が形成されている。段付き面１６０の下部１９２はエッジリング１６１と係合する。
エッジリング１６１は、平坦な上面１６２ａと平坦な下面１６２ｂとを備え、両面は互いにほぼ平行である。エッジリング１６１は、段付き面１６０と係合することに加えて、その平坦な下面１６２ｂで支持リング１４５の半径方向外側部分１４７の上面とも係合する。処理の間、スライドリング１４９の上端部１９４又はリフトピン１５０の上端部１９６も、エッジリング１６１の平坦な下面１６２ｂと係合して、エッジリング１６１を石英リング１５５及び支持リング１４５から持ち上げてもよい。エッジリング１６１の高さを上げて、基板１４３の半径方向外側縁部の近傍にあるプラズマシースを調整してもよく、例えば、こうすることでエッジリング１６１の腐食を補償することになる。一例では、エッジリング１６１を、最大約２ミリメートル（ｍｍ）の高さだけ持ち上げることができる。しかし、ある程度の時間が経過すると、エッジリング１６１はさらに腐食して、エッジリング１６１の交換が望ましい状況になる可能性がある。本開示の態様では、エッジリング１６１の取り外し及び交換がポート１０８を通過させて容易に行われ、エッジリング１６１を交換するために処理チャンバ１０７を分解する必要はない。
図１Ｂに示すように、エッジリング１６１の内縁部１７０によって画定される内径は、支持リング１４５の外縁部１９３によって画定される外径よりも小さい。エッジリング１６１の外縁部１７１によって画定される外径の方は、支持リング１４５の外縁部１９３によって画定される外径よりも大きい。さらに、エッジリング１６１の外縁部１７１によって画定される外径は、スライドリング１４９の外縁部１８４によって画定される外径よりも大きい。
エッジリング１６１を取り外すために、図１Ｃ及び図１Ｄを参照すると、エッジリング１６１はリフトピン１５０によってポート１０８よりも高い位置まで持ち上げられ、キャリア１１３（図１Ｄに仮想線で示す）を受け入れるための隙間がエッジリング１６１の下に設けられる。キャリアは、ロボットブレード、エンドエフェクタ等によってエッジリング１６１の下に位置決め配置される（図が込み入ることを避けるため、図１Ｄには図示せず）。
図１Ｅを参照する。キャリア１１３がエッジリング１６１の下に（例えば、基板支持体１４０の上に、基板支持体１４０と中心の位置を合わせて）位置決め配置されると、複数のリフトピン１６３が垂直上方に動いて、キャリア１１３をロボットブレードから持ち上げる（図が込み入ることを避けるため、図１Ｅには図示せず）。キャリア１１３が持ち上げられると、ロボットブレードは処理チャンバ１０７から取り出される。リフトピン１６３はリフトピン１５０の半径方向内側に配置されている。一例では、３本のリフトピン１６３を利用してキャリア１１３と係合する。
キャリア１１３がリフトピン１６３上に支持された状態で、リフトピン１５０が下降してエッジリング１６１をキャリア１１３上に位置決め配置する。図１Ｆはこの状態を示している。リフトピン１５０は、基板支持体１４０の中へ下降し続けるが、エッジリング１６１はキャリア１１３上に留まったままである。図１Ｇはこの状態を示している。リフトピン１５０が基板支持体に埋め込まれた状態で、リフトピン１６３を上昇させてキャリア１１３及びエッジリング１６１を持ち上げる。図１Ｈはこの状態を示している。リフトピン１６３を十分な高さまで上昇させることで、ロボットブレード１６４は処理チャンバ１０７内へ進入できるようになる。図１Ｈはこの状態を示している。ロボットブレード１６４が、キャリア１１３及びエッジリング１６１の下に位置決め配置されて、ロボットブレード１６４の上にキャリア１１３を載せることが容易になる。
ロボットブレード１６４がキャリア１１３の下に位置決め配置されると、リフトピン１６３は降下してキャリア１１３がロボットブレード１６４の上に載る。図１Ｉこの状態を示している。リフトピン１６３がさらに下方へ移動することで、ロボットブレード１６４とリフトピン１６３が干渉することがなくなる。リフトピン１６３がロボットブレード１６４から離れると、ロボットブレード１６４を、キャリア１１３、エッジリング１６１、及びオプションのロボットリスト５４９と共に、処理チャンバ１０７からポート１０８を通していつでも取り出せる。図１Ｊはこの状態を示している。その後、キャリア１１３は、ロボットブレード１６４の上に載ってポート１０８を通って移動し、図６の例に従って搬送される。新しいエッジリング１６１は、逆の操作によって処理チャンバ１０７内に導入できると考えられる。
図１Ａ−１Ｊは、エッジリング取り外しプロセスの一例を示している。しかし、他の例も考えられる。例えば、図１Ｅを参照すると、エッジリング１６１をキャリア１１３上にまで下げるが、この時、キャリア１１３をロボットブレード上に支持しておくことが考えられる。その後、リフトピン１５０が下降して隙間が確保され、キャリア１１３及びエッジリング１６１を上に載せたロボットは、ポート１０８を通ってチャンバから取り出されてもよい。このような例では、キャリアを最初にリフトピン１６３に受け渡す必要はない。
本明細書の態様は、特定の材料で形成されたチャンバ機械設備又はプロセス構成部品に限定されない。例えば、エッジリング１６１、支持リング１４５、及びスライドリング１４９、並びにライナ１５３は、石英、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、グラファイト、炭化ケイ素、又は他のセラミック材料を含む１つ以上の材料から形成され得ると考えられる。一例では、エッジリング１６１及び支持リング１４５は炭化ケイ素で形成されている。他の材料も考えられる。
図１Ｋは、本開示の一態様による、図１Ａ−１Ｊに示されたスライドリング１４９の平面図である。スライドリング１４９は、内径１８７及び外径１８８を有する本体１８６によって画定された中央開口部１８５を有する円形構成部品である。１つ以上の開口部１５１（図には３つの開口部が示されている）が本体１８６に、又は本体１８６を貫通して、形成されて、リフトピン１５０（図１Ｂに示す）をその中に収容する。開口部１５１は、中央開口部１８５と軸を合わせて並んでいる。図示の例では、開口部１５１は、中央開口部１８５の軸と平行な軸を有する。
図１Ｂに戻って参照する。プラズマシースは、本明細書の態様により調整可能である。例えば、処理中に、エッジリング１６１が腐食する可能性がある。この腐食は、プラズマシースの平面性に影響を及ぼし、特に基板１４３の半径方向外側の縁部（例えば、エッジリング１６１近傍の上方）において顕著である。腐食を補うために、スライドリング１４９を作動させることによって、エッジリング１６１を選択された高さまで上昇させることができる。
プラズマシースの可同調性をさらに高めるために、エッジリング１６１を処理チャンバ１０７のＲＦ電源に接続してもよい。一例では、エッジリング１６１は、第１の経路ＣＲＦ１及び第２の経路ＣＲＦ２を介してＲＦ電源に接続されている。第１の経路ＣＲＦ１は、静電チャックベース１４１からパック１４２及び支持リング１４５を介して接続されている。他方、第２の経路ＣＲＦ２は、静電チャックベース１４１からスライドリング１４９を介して接続されている。このような例では、スライドリング１４９をアルミニウムのような金属の導電性材料から形成し、第２の経路ＣＲＦ２を介した一定又はほぼ一定のＲＦ接続を促進できる。第２の経路ＣＲＦ２を介した一定のＲＦ接続により、基板１４３の表面にわたって一定のプラズマシース厚さがもたらされる。対照的に、エッジリング１６１のピンベース又は非導電性スリーブベースの調整では、エッジリング１６１が上昇するにつれてＲＦデカップリングが生じることになり、このことがプラズマシースの崩壊を引き起こし、ひいてはプラズマ及び処理の不均一性が生じる可能性がある。
さらに、本開示の態様では、ＲＦ電力を選択することによって一定のＲＦ接続がさらに促進される。このＲＦ電力の選択では、第２の経路ＣＲＦ２の静電容量をプラズマシースの静電容量よりもはるかに大きくする必要がある。第２の経路ＣＲＦ２の静電容量をプラズマシースの静電容量よりもはるかに大きい静電容量に維持することによって、ＲＦ接続が維持され、処理中のプラズマシースは均一になる。さらに、第２の経路ＣＲＦの静電容量がプラズマシースの静電容量よりもはるかに大きい静電容量に維持されている時には、エッジリング１６１の電圧は一定のままである。第２の経路ＣＲＦ２に沿って所望の静電容量が容易に得られるように、静電チャックベース１４１の半径方向外側の縁部１９７とスライドリング１４９の半径方向内側の縁部１９８との間の隙間の幅を選択して、静電容量を調整してもよい。相対する構成部品の内部又は構成部品の間に存在する他の隙間も調整を行うことで、静電容量及び／又はＲＦ経路をさらに調整することができる。図１Ａ−１Ｋ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ−３Ｃ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６には、ある種の構成部品間に隙間が示されているが、いくつかの実施形態では、隙間をなくして、１つ以上の構成部品を互いに接触させてもよいと考えられる。さらに、図１Ａ−１Ｋ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ−３Ｃ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６には、ある種の構成部品が互いに接触して示されているが、そのような構成部品にも互いの間に隙間があってもよいと考えられる。例えば、隙間を設けて、粒子生成の可能性を防止又は低減する、構成部品の移動を可能にする、又は移動中の構成部品間の摩擦を低減することが可能である。所望の静電容量及びＲＦ接続がさらに容易に得られるように、エッジリング１６１の電気抵抗率を、５０Ω・ｃｍ未満、例えば約１Ω・ｃｍから約４０Ω・ｃｍにしてもよい。そのような例では、エッジリング１６１を、シリコン又は炭化ケイ素から形成することができる。
図に示されていないが、処理チャンバ１０７は、１つ以上のガス拡散器、プラズマ発生器、又は他の構成部品（図示せず）も備えて、基板処理を容易にすることが企図される。この目的を達成するため、特に明記しない限り、基板支持体１４０が制限を受けて特定のチャンバ構成部品と共に使用されることには、ならない。
図２Ａ及び図２Ｂは、本開示の別の態様による、リング取り外し操作中の基板支持体２４０の概略部分図である。基板支持体２４０は基板支持体１４０（図１Ｂに示す）と同様である。しかし、基板支持体２４０は、エッジリング２６１に加え、エッジリング２６１と同時に、支持リング２４５の取り外しも可能に構成されている。
支持リング２４５とエッジリング２６１の両方の取り外しを容易にするために、支持リング２４５は半径方向外側に延長されて、リフトピン１５０（１本が示されている）の上方の位置まで達している。従って、リフトピン１５０は上昇すると、支持リング２４５の下面２６５ａと係合する。リフトピン１５０を続けて垂直方向に移動させると、支持リング２４５と、支持リング２４５上に位置決め配置されたエッジリング２６１とが上昇する。支持リング２４５及びエッジリング２６１がパック１４２の上の十分な高さにまで上昇すると、キャリア１１３の位置が合わせられて、支持リング２４５及びエッジリング２６１を受ける。図２Ｂはこの状態を示している。支持リング２４５、及びその上に位置決め配置されたエッジリング２６１は、キャリア１１３上に載せられて、その後、キャリア１１３は処理チャンバから取り出される。これは、図１Ｅ−１Ｊに関して行った説明と同様である。
支持リング２４５の配置を変えることなく、処理中のプラズマシースの調整を容易にするために、スライドリング２４９の位置を合わせて、エッジリング２６１を持ち上げてもよい。図２Ａはこの状態を示している。スライドリング２４９は本体２８６を有する。スライドリング２４９は、上述のスライドリング１４９と同様であるが、延長部２６６を備える。延長部２６６は、スライドリング２４９の上方端部に位置決め配置されて、スライドリング２４９の本体２８６から半径方向外側に延びる。延長部２６６は、水平部２６７ａと垂直部２６７ｂとを備える。水平部分２６７ａは、スライドリング２４９の本体２８６から半径方向外側に延びる。垂直部２６７ｂは水平部２６７ａから上方に延びる。垂直部２６７ｂはまた、スライドリング２４９の本体２８６と軸を合わせて並んでいる。図２Ａはこの状態を示している。図示の例では、垂直部２６７ｂは、スライドリング２４９の本体２８６の軸と平行な軸を有している。スライドリング２４９が作動すると、延長部２６６はエッジリング２６１の下面２６２ｂと接触して、エッジリング２６１を容易に上昇させる。スライドリング２４９が最下位置にあるとき、垂直方向の隙間２６８が、支持リング１４５の下面２６５ａとスライドリング２４９の上端部２９４との間に存在する。垂直方向の隙間２６８があるおかげで、スライドリング２４９は支持リング２４５に接触することなく、いくらか垂直方向に移動することができる。一例では、垂直方向の隙間２６８は約２ｍｍよりも大きい。図２Ａに示すように、支持リング２４５の外縁部２９３によって画定される外径は、スライドリング２４９の内縁部２８３によって画定される内径よりも大きくてもよい。垂直部２６７ｂの内縁部２９５によって画定される内径は、支持リング２４５の外縁部２９３によって画定される外径よりも大きくてもよい。また、垂直部２６７ｂの外縁部２９７によって画定される外径は、エッジリング２６１の外縁部２７１によって画定される外径よりも小さくてもよい。スライドリング２４９の延長部２６６を収容するために、石英リング２５５を利用することが考えられる。石英リング２５５は石英リング１５５（図１Ｂに示す）と同様であるが、石英リング２５５の方は内径が大きくなっている。従って、環状凹部１５６の半径方向内側に位置する部分２６９は、石英リング１５５の対応する部分と比較して幅Ｗが減少している。
図３Ａ−３Ｃは、本開示の別の態様による、リング取り外し操作中の基板支持体３４０の概略部分図である。基板支持体３４０は基板支持体２４０と同様であるが、エッジリング３６１及び支持リング３４５を独立して取り外し及び／又は取り付けできるようになっている。スライドリング３４９は、スライドリング３４９に形成された１つ以上の開口部３５１を備える。エッジリング３６１及び支持リング３４５の独立した取り外し及び／又は取り付けが容易になるように、支持リング３４５にはその中に複数の開口部３７０が形成されている。各開口部３７０は、それぞれのリフトピン３５０と一直線に並んで、リフトピン３５０がそこを貫通できてもよい。リフトピン３５０は、上述のリフトピン１５０と同様である。しかしながら、リフトピン３５０は、第１の直径を有する下部３７１ａと、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する上部３７１ｂとを備える。第１の直径は開口部３７０の直径よりも小さい。他方で、第２の直径は開口部３７０の直径よりも大きい。従って、上部３７１ｂは開口部３７０の内部に収容され得るが、下部３７１ａは収容され得ない。第１の直径は、肩部３７２で第２の直径に変化する。図３Ａに示すように、支持リング３４５に形成された開口部３７０の各々は、スライドリング３４９に形成された開口部３５１のうちの１つと一直線に並んでもよい。
図３Ｂ及び図３Ｃを参照する。エッジリング３６１は支持リング３４５から独立して取り外すことができる。独立して取り外すことが有利になるのは、支持リング３４５よりも早く腐食するエッジリング３６１を利用する時である。従って、まだ耐用年数が残っている支持リング３４５を、腐食したエッジリング３６１を取り外す時には、取り外す及び／又は交換する必要もない。従って、時間と材料を節約できる。
図３Ｂは、エッジリング３６１の取り外しを概略的に示している。エッジリング３６１を取り外すには、リフトピン３５０を上方に作動させて、支持リング３４５の開口部３７０を通し、エッジリング３６１を基板支持体３４０から持ち上げる。図示の例では、エッジリング３６１を動かしても、支持リング３４５は動かない。リフトピン３５０が第１の高さまで上昇すると、ロボットブレード（図３Ｂには図示せず）とエッジリング３６１の下のキャリア３１３のために隙間が用意される。キャリア３１３はキャリア１１３と同様であるが、その周囲に多段面３７５を備える。多段面３７５は、その上にエッジリング３６１を支持するための第１の段付き面３７６ａと、その上に支持リング３４５を支持するための第２の段付き面３７６ｂとを備える。第１の段付き面３７６ａの半径方向内側の側壁３７６ｃは、エッジリング３６１の内径にほぼ等しい外径を有してもよい。例えば、それはエッジリング３６１の内径の約９５パーセントから約１００パーセントの外径であってもよい。例えば、第１の段付き面３７６ａの半径方向内側の側壁３７６ｃの外径は、エッジリング３６１の内径の約９８パーセントから１００パーセント、又は約９９パーセントから１００パーセントであってもよい。同様に、第２の段付き面３７６ｂは、支持リング３４５の内径にほぼ等しい外径を有する。例えば、それは支持リング３４５の内径の約９５パーセントから１００パーセント、又は約９８パーセントから１００パーセント、又は約９９パーセントから１００パーセントの外径である。
キャリア３１３がエッジリング３６１の下に位置決め配置された状態で、エッジリング３６１はキャリア３１３に持ち替えられて、処理チャンバ１０７から取り出される。図１Ｅ−１Ｊに関して行った上述の説明と同様である。キャリア３１３及びエッジリング３６１を処理チャンバ１０７から取り外した状態で、リフトピン３５０をさらに上方へ移動させる。リフトピン３５０の肩部３７２は支持リング３４５の下面３４８と係合する。リフトピン３５０を続けて上昇させると、支持リング３４５が基板支持体３４０から十分な高さまで上昇して、キャリア３１３を支持リング３４５と基板支持体３４０との間に収容する。図３Ｃはこの状態を示している。上部３７１ｂ及び下部３７１ａの長さを選択することで、エッジリング３６１及び支持リング３４５を処理チャンバ内の所望の位置に配置し、それでもまだ十分な可動域を確保することが可能だと考えられる。支持リング３４５が持ち上げられると、キャリア３１３は、基板支持体３４０の上方に位置決め配置され、その段付き面３７６ｂで支持リング３４５を受ける。キャリア３１３及び支持リング３４５は処理チャンバ１０７から取り出される。図１Ｅ−図１Ｊに関して行った上述の説明と同様である。
図４Ａは、本開示の一態様による、キャリア１１３の概略平面図である。図４Ｂは、図４Ａのキャリア１１３の概略底面図である。キャリア１１３は不完全円形プレート４１６であり、この不完全円形プレートは２つの平行な縁部４１４ａ、４１４ｂと、これら２つの平行な縁部４１４ａ、４１４ｂを接続する２つの対向する曲線状の縁部４１５ａ、４１５ｂとによって画定される周囲を有する。曲線状の縁部４１５ａ、４１５ｂは、その上に位置決め配置されるエッジリングの横方向支持を容易にする。他方、２つの平行な縁部４１４ａ、４１４ｂは、もともと内部にキャリア１１３を収容するように設計されていない処理チャンバ内にキャリア１１３を収容することを可能にする。例えば、２つの平行な縁部４１４ａ、４１４ｂがあることで、処理チャンバ内でのリフトピン（リフトピン１５０等）の作動は容易になり、キャリア１１３が処理チャンバ内に置かれていてもキャリア１１３と干渉することはない。キャリア１１３はまた、第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂを備える。
不完全円形プレート４１６は、中央開口部４１７と、中央開口部４１７の周りに同心円状に配置された１つ以上の不完全環状開口部４１８ａ（３つが示されている）とを備える。さらなる不完全環状開口部４１８ｂが、１つ以上の不完全環状開口部４１８ａの周りに同心円状に配置されている。不完全環状開口部４１８ａ、４１８ｂは、キャリア１１３の軽量化を促進しており、キャリア１１３を、もともと半導体ウェハの重量を超える重量を取り扱うように設計されていない既存の搬送装置で使用することを可能にする。一例では、不完全円形プレート４１６は、炭素繊維、グラファイト、炭化ケイ素、グラファイト被覆炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、アルミナ等を含む１つ以上の材料から形成される。他の材料も考えられる。
不完全円形プレート４１６はまた、その中に配置された第１の複数のレセプタクル４１９を備える。第１の複数のレセプタクル４１９は、リフトピン（リフトピン１６３等）をその中に受けるようにサイズ設定及び構成されて、処理チャンバ内でのキャリア１１３の作動を容易にする。第１の複数のレセプタクル４１９は各々、不完全円形プレート４１６の中心から同じ半径方向距離に配置されている。一例では、第１の複数のレセプタクル４１９は、不完全環状開口部４１８ａの半径よりも大きく、不完全環状開口部４１８ｂの半径よりも小さい半径の位置に配置される。
不完全円形プレート４１６はまた、その中に配置された第２の複数のレセプタクル４２５（３つが示されている）を備える。レセプタクル４２５は各々、ロボットブレード等の支持構造と係合するように構成される。支持構造によるレセプタクル４２５との係合は、キャリア１１３の搬送中にキャリア１１３と支持構造との間に相対的な運動が生じることを、低減するか又は防止する。例えば、支持構造は対応する雄型プラグを備えて、レセプタクル４２５内に受け入れてもよい。
レセプタクル４１９、４２５の各々は、金属、炭化ケイ素、グラファイト、アルミナ、窒化ケイ素、酸化ケイ素、ポリエチレンテレフタレート、又はセラミック材料のうちの１つ以上から形成され得る。他の材料も考えられる。一例では、レセプタクル４１９、４２５は、Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）、Ｕｌｔｅｍ（登録商標）、アセタール、ＰＴＦＥ等の軟質ポリマー材料、又は炭化ケイ素等のセラミック材料から形成されて、パーティクルの発生を低減する。
図５Ａは、エッジリング４１０を載せて支持するキャリア１１３の概略平面図である。図５Ｂは、図５Ａの概略断面図である。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、エッジリング４１０は、第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂ上に配置され、かつそれらに支持されている。エッジリング４１０の下面４３２は支持面４３３と接触する。他方、エッジリング４１０の半径方向内側の縁部４２０は、第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂの垂直壁４３４と接触する。図示の例では、エッジリング４１０は、第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂの外径よりも小さい内径を有し、かつ、エッジリング４１０は、第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂの外径よりも大きい外径を有する。さらに、エッジリング４１０の上面４４０は、第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂの上面４４４の上方に配置されている。一例では、第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂの一方又は両方は、平坦な表面等のフィーチャーを備えて、それによって、静電チャック又は他の基板支持体を係合させて、それらとの位置合わせを容易にしてもよい。
図４Ｂに示す例では、第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂ（両方とも図４Ａに示されている）は各々が雄型延長部４３１を備えており、この雄型延長部４３１は不完全円形プレート４１６を貫通して形成された開口部（図４Ｂには図示せず）と係合する。一例では、開口部及び雄型延長部４３１、並びに第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂは、レセプタクル４２５の半径方向外側に位置決め配置されている。第１の円弧状支持構造４３０ａ及び第２の円弧状支持構造４３０ｂの各々は、曲率半径を有してもよい。この曲率半径は、曲線状の縁部４１５ａ、４１５ｂの曲率半径にほぼ等しい。
図６は、本開示の一態様による処理システム６００を示す。処理システム６００は工場インターフェース６０１を備え、基板を処理システム６００内に搬送するために、この工場インターフェース６０１に複数のカセット６０２を結合することができる。処理システム６００はまた、第１の真空ポート６０３ａ、６０３ｂを備えており、第１の真空ポート６０３ａ、６０３ｂは工場インターフェース６０１をそれぞれの脱気チャンバ６０４ａ、６０４ｂに結合している。第２の真空ポート６０５ａ、６０５ｂはそれぞれの脱気チャンバ６０４ａ、６０４ｂに結合され、脱気チャンバ６０４ａ、６０４ｂと搬送チャンバ６０６との間に配置されており、搬送チャンバ６０６内への基板の搬送が容易になっている。搬送チャンバ６０６は、自身の周囲に配置され、かつ自身に結合された複数の処理チャンバ６０７を備える。処理チャンバ６０７は、スリットバルブ等のそれぞれのポート６０８を介して搬送チャンバ６０６に結合されている。コントローラ６０９は処理システム６００の様々な態様を制御する。
図６は、エッジリング６１０の処理チャンバ６０７内への搬送を概略的に示す。本開示の一態様によれば、エッジリング６１０は複数のカセット６０２のうちの１つから、工場インターフェース６０１に配置された工場インターフェースロボット６１１によって取り出されるか、又は択一的に、工場インターフェース６０１に直接載せられる。工場インターフェースロボット６１１は、エッジリング６１１を第１の真空ポート６０３ａ、６０３ｂのうちの１つを通してそれぞれの脱気チャンバ６０４ａ、６０４ｂの中に搬送する。搬送チャンバ６０６内に配置された搬送チャンバロボット６１２は、脱気チャンバ６０４ａ、６０４ｂのうちの１つから第２の真空ポート６０５ａ又は６０５ｂを通してエッジリング６１０を取り出す。搬送チャンバロボット６１２は、エッジリング６１０を搬送チャンバ６０６内に移動させ、そこからエッジリング６１０は所望の処理チャンバ６０７へそれぞれのポート６０８を介して搬送されてもよい。図が込み入ることを避けるため、図６には示されていないが、エッジリング６１０の搬送は、エッジリング６１０がキャリア１１３上に位置決め配置されている間に行われる。処理チャンバ６０７からのエッジリング６１０の取り出しは逆の順序で行われる。
図６はエッジリングの搬送の一例を示しているが、他の例も考えられる。例えば、エッジリング６１０を搬送チャンバ６０６内に手動で装填してもよいと考えられる。搬送チャンバ６０６からは、エッジリング６１０を搬送チャンバロボット６１２によって処理チャンバ６０７内に装填してもよい。追加的又は代替的に、エッジリングを支持ユニットに装填してもよい。さらなる支持ユニットが配置されて、図示された支持ユニットとは反対側の工場インターフェース６０１と通信を行ってもよい。２つの支持ユニット又は複数のカセット６０２を利用する場合には、１つのＳＳＰ又はカセット６０２を未処理のエッジリング６１０のために使用し、他方、もう１つの支持ユニット又はカセット６０２を処理済みリング６１０を受け入れるために使用してもよい。本明細書に記載の利点には、チャンバを分解することなくチャンバ機械設備を取り外すことが含まれる。その結果、予防保守を実行しても、休止時間を短縮できる。
図６は処理システム６００によるエッジリング６１０の搬送を示しているが、プロセスリング、支持リング等の他の消耗部品も同様の方法で搬送してもよいと考えられる。
本開示の一例では、方法は、複数のリフトピンを垂直上方に作動させる工程であって、各リフトピンは、その上部に第１の直径を有し、その下部に第１の直径よりも大きい第２の直径を有しており、作動させる工程は、リフトピンの上部を、支持リングの対応する開口部を通させることを含んでいる工程と、支持リング上に位置決め配置されたエッジリングを垂直方向に作動させる工程と、エッジリングをキャリアに受け渡す工程と、エッジリングを処理チャンバから取り出す工程とを含む。別の例では、この方法はさらに、エッジリングが処理チャンバから取り出された後で、リフトピンをさらに上方に作動させて、支持リングを第２の直径を有するリフトピンの下部と係合させる工程を含んでもよい。
別の例では、この方法はさらに、リフトピンの下部で支持リングを持ち上げる工程と、支持リングを空荷のキャリア上に配置する工程を含んでもよい。この方法のさらに別の例では、エッジリングを垂直方向に作動させても、支持リングは動かないでいられる。
上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の及び更なる実施形態を、その基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (15)

  1. 基板支持体用のプロセスキットであって、
    内径及び外径によって画定される本体を有するスライドリングであって、前記本体には１つ以上の開口部が貫通形成され、前記１つ以上の開口部の各々は、前記本体の中央開口部の軸と平行な軸を有するスライドリングと、
    半径方向外側部分より上に半径方向内側部分が上がっている段付き上面を有する支持リングであって、前記スライドリングの前記本体の前記内径よりも小さい外径を有する支持リングと、
    平坦な上面と平坦な下面を有するエッジリングであって、
    前記支持リングの前記外径よりも小さい内径と、
    前記支持リングの前記外径よりも大きい外径とを有するエッジリングとを備えるプロセスキット。
  2. 前記エッジリングの前記外径が前記スライドリングの前記本体の前記外径よりも大きい、請求項１記載のプロセスキット。
  3. 前記スライドリングの前記本体に形成された前記１つ以上の開口部は少なくとも３つの開口部から成る、請求項１記載のプロセスキット。
  4. 前記スライドリングはさらに、前記本体の上端部に水平部を備え、前記水平部は前記本体から半径方向外側に延びる、請求項１記載のプロセスキット。
  5. 前記支持リングの前記外径は前記スライドリングの前記本体の前記内径よりも大きく、前記スライドリングはさらに、前記水平部から延びる垂直部を備え、前記垂直部の軸は前記本体の軸と平行である、請求項４記載のプロセスキット。
  6. 前記垂直部の内径は、前記支持リングの前記外径よりも大きい、請求項５記載のプロセスキット。
  7. 前記垂直部の外径は、前記エッジリングの前記外径よりも小さい、請求項６記載のプロセスキット。
  8. 基板支持体用のプロセスキットであって、
    内径及び外径によって画定される本体を有するスライドリングであって、前記本体には１つ以上の開口部が貫通形成され、前記１つ以上の開口部の各々は、前記本体の中央開口部の軸と平行な軸を有するスライドリングと、
    半径方向外側部分より上に半径方向内側部分が上がっている段付き上面を有する支持リングであって、前記スライドリングの前記本体の前記内径よりも大きい外径と、前記支持リングを貫通して形成される１つ以上の開口部であって、前記支持リングを貫通して形成された前記１つ以上の開口部の各々は、前記スライドリングの前記本体を貫通して形成された前記１つ以上の開口部のうちの１つと一直線に並ぶ１つ以上の開口部とを有する支持リングと、
    平坦な上面及び平坦な下面を有するエッジリングであって、
    前記支持リングの前記外径よりも小さい内径と、
    前記支持リングの前記外径よりも大きい外径とを有するエッジリングとを備えるプロセスキット。
  9. 基板支持体であって、
    静電チャックベースと、
    前記静電チャックベース上に位置決め配置されたパックと、
    前記基板支持体用のプロセスキットであって、
    前記静電チャックベースの周りに位置決め配置され、内径及び外径によって画定された本体を有するスライドリングであって、前記本体には１つ以上の開口部が貫通形成され、前記１つ以上の開口部の各々は、前記本体の中央開口部の軸と平行な軸を有するスライドリングと、
    半径方向外側部分より上に半径方向内側部分が上がっている段付き上面を有する支持リングであって、前記スライドリングの前記本体の前記内径よりも小さい外径を有する支持リングと、
    平坦な上面と平坦な下面を有するエッジリングであって、
    前記支持リングの前記外径よりも小さい内径と、
    前記支持リングの前記外径よりも大きい外径とを有するエッジリングとを備えるプロセスキットとを備える基板支持体。
  10. 前記エッジリングの前記外径が前記スライドリングの前記本体の前記外径よりも大きい、請求項９記載の基板支持体。
  11. 前記スライドリングの前記本体に形成された前記１つ以上の開口部は、少なくとも３つの開口部から成る、請求項９記載の基板支持体。
  12. 前記支持リングの前記外径が前記スライドリングの前記本体の前記内径よりも大きく、前記スライドリングはさらに、
    前記本体の上端部にある水平部であって、前記本体から半径方向外側に延びる水平部と、
    前記水平部から延びる垂直部であって、前記垂直部の軸は、前記本体の軸と平行である垂直部とを備える請求項９記載の基板支持体。
  13. 前記垂直部の内径が前記支持リングの前記外径より大きい、請求項１２記載の基板支持体。
  14. 前記垂直部の外径は、前記エッジリングの前記外径よりも小さい、請求項１３記載の基板支持体。
  15. 前記支持リングの前記外径は前記スライドリングの前記本体の前記内径よりも大きく、前記支持リングは、貫通形成された１つ以上の開口部を備え、前記１つ以上の開口部の各々は、前記スライドリングの前記本体を貫通して形成された前記１つ以上の開口部のうちの１つと一直線に並ぶ請求項９記載の基板支持体。
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