JP2020511776A - 静電式基板保持ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
・上部に基板を固定する保持面(以下では固定面または固定表面とも称する)を有するホルダを備えたロータと、
・当該ロータを収容および支持するステータと、
・基板を固定する静電保持力を形成する電極と
を有し、ここで、ステータが電極を有する。
本発明は、回転可能なホルダと、これと一体に回転しない静止した電極とを有する静電式基板保持ユニットに関する。電極は、ごく一般的には静電モジュールとして、またホルダは機械モジュールとして、捉えることができる。
2つの電極間に電位差を印加することにより、これらの電極の表面に、反対極性の充電が生じる。充電された表面間には電界が形成される。
別の好ましい一実施形態では、静電式基板保持ユニットは、基板および/またはホルダを運動させるポジショニングおよび保持および運動システムを有する。
独立した自由度の観察に対して、基板から運動しないフレームまでの運動方向すなわち自由度を運動ラインとして捉えると好都合である。
基板の次の運動として、z軸線を中心とした回転を行うことができる。当該回転に必要な軸受、駆動部およびその実施形態については後述する。
基板処理に必要な運動が独立した複数の自由度をカバーする場合、この運動を実行する駆動部、軸受および/またはガイド部は、モジュール形式で構築され、機械モジュールのサブグループと理解することができる。各モジュールは、運動を2つ以上の独立した自由度によって実行する。つまり、1つのモジュールにおいて、例えば特に交差時の複数の並進が統合可能であり、または少なくとも1つの並進と1つもしくは2つの回転とが統合可能である。したがって、本発明の別の一実施形態では、往復回転モジュールまたは回転往復モジュールの組み合わせが可能である。
第3の自由度および/または第4の自由度として、x軸線および/またはy軸線を中心とした回転を行うことができる。ここでは、各運動の回転軸線が、原点の任意の座標変換により理解可能である。
基板保持ユニットの本発明による別の好ましい一実施形態では、xおよび/またはyの座標軸線方向に沿った基板保持ユニットの正確なポジショニングおよび運動が保証される。
本発明による処理システムは、基板保持ユニットにより固定された基板を処理する少なくとも1つの処理装置を有する。
別の好ましい一実施形態によれば、運動および/またはフロー、特に基板の固定、ホルダの位置、ホルダの速度および/または加速度の開ループ制御および/または閉ループ制御を行う、中央開ループ制御および/または閉ループ制御ユニットが設けられる。
基板保持ユニットの別の好ましい一実施形態では、ロータは、導電性支持エレメント、特に玉軸受および/または深溝玉軸受および/またはアンギュラ玉軸受および/または球面ころ軸受および/またはスラスト軸受によって支持される。
ホルダは、基板保持ユニットの各機能部に対して、静電的にも機械的にも主要な役割を有している。
好ましい一実施形態では、電極はリングとして構成され、特に当該リングは等間隔にかつ/または同心に配置される。
特にジョンセン‐ラーベック効果による静電保持力を形成するために、電極と弱い導電性を有するように構成された誘電性ホルダとのガルバニックな接続が要求される。
ホルダの熱特性は、設計の際に考慮すべきである。熱特性には、熱容量、熱膨張度および温度安定性が該当する。
・アルミニウムならびにその酸化物および/またはその窒化物および/またはその炭化物、
・ケイ素ならびにその酸化物および/またはその窒化物および/またはその炭化物、およびα‐Siなどの結晶形態、
・チタンならびにその酸化物および/またはその窒化物および/またはその炭化物、
・ジルコニウムならびにその酸化物および/またはその窒化物および/またはその炭化物、
・イットリウムならびにその酸化物および/またはその窒化物および/またはその炭化物、
・グラファイトとして特にパイロ技術的に堆積された炭素、またはダイヤモンドに類似の形態の炭素(diamond-like carbon, DLC)
を含むことができる。
2 基板保持ユニット
3 処理装置
4 基板
4a 基板外面
5,5’,5’’,5iii,5iv ステータ/静電モジュール
6,6’,6’’,6’’’ ロータ/機械モジュール
6a z方向の並進
6b z軸線を中心とした回転[φ]
6c y軸線を中心とした回転[θ]
6d x軸線を中心とした回転[ρ]
6e y方向の並進
6f x方向の並進
7,7’,7’’ ホルダ
7h,7h’,7h’’ 保持面
8 転動エレメント
9 運動装置
10 静電転動エレメント
11,11’,11’’ 電極
x,y,z カルテシアン座標系の軸線
Claims (17)
- 基板(4)を収容および保持する静電式基板保持ユニット(2)であって、
・保持面(7h,7h’,7h’’)上に前記基板(4)を固定するホルダ(7,7’,7’’)を備えたロータ(6,6’,6’’,6’’’)と、
・該ロータ(6,6’,6’’,6’’’)を収容および支持するステータ(5,5’,5’’,5iii,5iv)と、
・前記基板(4)を固定する静電保持力を形成する電極(11,11’,11’’)と
を有する、静電式基板保持ユニット(2)において、
前記ステータ(5,5’,5’’,5iii,5iv)が、前記電極(11,11’,11’’)を有する、
ことを特徴とする静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記ロータ(6,6’,6’’,6’’’)は、導電性支持エレメント(10)、特に玉軸受および/または深溝玉軸受および/またはアンギュラ玉軸受および/または球面ころ軸受および/またはスラスト軸受および/またはラジアックス軸受によって支持されている、
請求項1記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記導電性支持エレメント(10)は、前記ステータ(5,5’,5’’,5iii,5iv)の前記電極(11,11’,11’’)に接触している、
請求項1または2記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - z方向での前記ホルダ(7,7’,7’’)の厚さは、100mm未満、好ましくは50mm未満、特に好ましくは10mm未満、極めて特に好ましくは5mm未満である、
請求項1から3までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記電極(11,11’,11’’)から前記保持面(7h,7h’,7h’’)までの間隔は、100mm未満である、
請求項1から4までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記ホルダ(7,7’,7’’)の、前記基板(4)とは反対側に、前記電極(11,11’,11’’)が配置される凹部が設けられており、
前記凹部は、特に同心にかつ/または溝として形成されている、
請求項1から5までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記電極(11,11’,11’’)がリング(11)として構成されており、
特に、前記リング(11)は、等間隔にかつ/または同心に配置されている、
請求項1から6までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記電極(11,11’,11’’)は、扇形部分(11’)および/または円弧部分として形成されている、
請求項1から7までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記ホルダ(7,7’,7’’)は、ハニカム構造として構成されている、
請求項1から8までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記基板(4)および/または前記ホルダ(7,7’,7’’)を運動させるポジショニングおよび保持および運動システムが設けられている、
請求項1から9までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記基板(4)および/または前記ホルダ(7,7’,7’’)は、少なくとも3つの自由度、好ましくは少なくとも4つの自由度、より好ましくは少なくとも5つの自由度、最も好ましくは全部で6つの自由度で可動である、
請求項1から10までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記ポジショニングおよび保持および運動システムは、少なくとも1つの自由度に対して、粗駆動部および微駆動部を有するように構成されている、
請求項1から11までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 前記ポジショニングおよび保持および運動システムの駆動部は、運動していない状態で、動作電圧および/または電流および/または他のエネルギ供給なしに各位置を維持できるようにかつ/または各位置に係止できるように、設計されている、
請求項1から12までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 運動および/またはフロー、特に前記基板(4)の固定、前記ホルダ(7,7’,7’’)の位置、前記ホルダ(7,7’,7’’)の速度および/または加速度の開ループ制御および/または閉ループ制御を行う、中央開ループ制御および/または閉ループ制御ユニットが設けられている、
請求項1から13までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 影響因子を測定する少なくとも1つのセンサ、特に間隔センサおよび/または位置センサと、測定された影響因子に基づいて開ループ制御および/または閉ループ制御を行う少なくとも1つのアクチュエータ、特に位置エンコーダおよび/または角度エンコーダが設けられている、
請求項1から14までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)。 - 基板(4)を処理する処理装置(3)と、請求項1から15までのいずれか1項記載の、前記基板(4)を保持する静電式基板保持ユニット(2)とを備えた、処理システム(1)。
- 基板(4)を処理する方法であって、
前記基板(4)を、請求項1から15までのいずれか1項記載の静電式基板保持ユニット(2)により保持して回転させる、方法。
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