JP2022507297A - リフトピンホルダアセンブリ及びリフトピンホルダアセンブリを含む本体 - Google Patents

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Abstract

本開示の実施形態は、概して、リフトピンホルダ、リフトピンホルダアセンブリ、及びリフトピンホルダ及び／又はリフトピンホルダアセンブリを含む基板支持体に関する。１又は複数の実施形態では、リフトピンホルダは、第１の外径を有するキャップと、キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、キャップ及びベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、第１のボアの側壁からベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアとを含む。【選択図】図５Ｂ

Description

［０００１］本開示の実施形態は、概して、半導体デバイスを製造するために使用されるプロセスチャンバ、具体的には、プロセスチャンバで使用するためのリフトピン及びリフトピンアセンブリに関する。
［０００２］化学気相堆積（ＣＶＤ）は、一般に、半導体ウエハ、又はフラットパネルディスプレイに使用される透明基板等の基板に膜を堆積させるために使用される。ＣＶＤは一般に、基板が基板支持体に配置されている真空チャンバにプロセスガスを導入することによって実現される。
［０００３］ＣＶＤチャンバの基板支持体にはリフトピンが含まれる。リフトピンは、基板を基板支持体から上昇させる、又は基板を基板支持体上に下降させるために、上昇及び下降するように構成される。リフトピンは、リフトピンホルダに直接アクセスすることにより、基板支持体に挿入したり取り外したりすることができる。ただし、基板支持体の構成によっては、リフトピンホルダに直接アクセスできずに、リフトピンの挿入が困難になり得る。更に、リフトピンが基板支持体アセンブリから取り外されると、ホルダが不注意に動かされ、これにより、基板支持体が損傷する可能性がある。
［０００４］したがって、改良されたリフトピン、リフトピンホルダ、及びリフトピンホルダアセンブリが必要である。
［０００５］本開示の実施形態は、概して、リフトピンホルダ、リフトピンホルダアセンブリ、及びリフトピンホルダ及び／又はリフトピンホルダアセンブリを含む基板支持体に関する。１又は複数の実施形態では、リフトピンホルダは、第１の外径を有するキャップと、キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、キャップ及びベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、第１のボアの側壁からベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアとを含む。
［０００６］幾つかの実施形態では、アセンブリは、リフトピン及びリフトピンホルダを含む。リフトピンは、細長い部分の長さ及び細長い部分の直径を有する細長い部分と、細長い部分に隣接し、ロック機構を有する第２の部分とを含む。リフトピンホルダは、第１の外径を有するキャップと、キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、キャップ及びベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、第１のボアの側壁からベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアとを含む。
［０００７］他の実施形態では、基板支持体は、リフトピンホルダアセンブリと、リフトピンホルダのベースに結合された部材とを含む。リフトピンホルダアセンブリは、リフトピンとリフトピンホルダとを含む。リフトピンは、細長い部分の長さ及び細長い部分の直径を有する細長い部分と、細長い部分に隣接し、ロック機構を有する第２の部分とを含む。リフトピンホルダは、第１の外径を有するキャップと、キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、キャップ及びベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、第１のボアの側壁からベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアとを含む。
［０００８］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は例示的な実施形態を単に示すものであり、したがって、実施形態の範囲を限定するものと見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。
１又は複数の実施形態に係るリフトピンホルダを示す概略図である。 １又は複数の実施形態に係るリフトピンホルダを示す概略図である。 １又は複数の実施形態に係るリフトピンホルダの保持機構を示す概略図である。 １又は複数の実施形態に係るリフトピンを示す概略図である。 １又は複数の実施形態に係るリフトピンを示す部分概略図である。 １又は複数の実施形態に係る１又は複数のリフトピンホルダアセンブリを含む基板支持体を含むプロセスチャンバを示す部分断面図である。 １又は複数の実施形態に係る、伸長位置及び引込位置にある基板支持体を示す部分概略図である。 １又は複数の実施形態に係る、伸長位置及び引込位置にある基板支持体を示す部分概略図である。
［００１５］理解を容易にするために、可能な場合には、図面に共通の同一要素を示すのに同一の参照番号が使用されている。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。
［００１６］半導体デバイスの製造に使用されるプロセスチャンバには、基板の操作と移送を容易にするために基板を持ち上げるのに使用される機構を有する本体が含まれる。基板の操作及び移送機構は、リフトピンの形態であり得る。リフトピンは、基板支持体等の本体に含まれるリフトピンホルダに取り付けることができ、基板支持体の少なくとも一部は、リフトピンを伸長させる又は引っ込めるように伸長する又は引っ込むことができる。リフトピンを伸長させる又は引っ込めると、本体に配置された基板が本体から離れる、又は本体に移動する。従来の基板支持体は、例えば、基板操作機構にＯリング又はＣクランプを含む。ただし、Ｏリングはプロセス温度の上昇に耐えられない場合がある。更に、Ｃクランプは、リフトピンを取り外すと基板支持体の他の構成要素も損傷し得るような配置がなされている。更に、化学気相堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、及びその他の半導体製造チャンバ等のプロセスチャンバは、垂直方向の隙間に余裕のない小さい内部領域を有し得る。垂直方向の隙間に余裕がないため、リフトピンの配置と取り外しを含む、基板支持体の設計と組み立てに課題が生じる。本明細書に記載のシステム及び方法は、本明細書で「リフトピンホルダアセンブリ」と称される、１又は複数のリフトピンホルダに固定された１又は複数のリフトピンを含む基板支持体を対象とする。本明細書に記載のリフトピンホルダアセンブリを使用すれば、様々な種類の半導体製造チャンバにおいて基板支持体を分解又は損傷することなく、リフトピンを取り外し及び交換することができる。
［００１７］本開示の幾つかの実施形態によれば、リフトピンホルダは、オプションとして接地板、スペーサ、及びヒータを含む構成要素とともに、基板支持体に組み立てられる。続いて、リフトピンが基板支持体を通ってリフトピンホルダに挿入され、リフトピンホルダに固定される。リフトピンは、リフトピンホルダの保持機構を各リフトピンに結合及び結合解除することにより、基板支持体に取り付けたり、後で取り外したりすることができる。リフトピンホルダの保持機構は、少なくとも１つのばね式部材を含む。保持機構により、リフトピンをリフトピンホルダ内に固定し、リフトピンを解放することなく、基板支持体の上面の上下でリフトピンを前進及び後退させることが可能になる。リフトピンが取り外される及び／又は交換されるメンテナンスやその他の工程中に、保持機構により、他の構成要素に損傷を与えることなくリフトピンを取り外す及び／又は交換することができる。すなわち、保持機構のばね式部材により、リフトピンホルダが基板支持体の所定の位置に留まっている間に、基板支持体を損傷することなくリフトピンを解放することが可能になる。次に、新たなリフトピンを基板支持体に挿入し、保持機構を介してリフトピンホルダに保持することができる。
［００１８］図１Ａ～図１Ｅは、本開示の実施形態に係るリフトピンホルダ１００を示す概略図である。図１Ａは、重り又は重りホルダと交互に称され得るリフトピンホルダ１００の等角図である。リフトピンホルダ１００は、キャップ１１０、キャップ１１０に結合されたベース１１２、及び保持機構１０８を含む。リフトピンホルダ１００は、リフトピンホルダ１００の第１のホルダ端部１０２からリフトピンホルダ１００の第２のホルダ端部１０４まで軸方向に延在する貫通ボア１０６を更に含む。貫通ボア１０６は、その軸方向の長さに沿って一定の直径又は変化する直径を有し得る。キャップ１１０及びベース１１２はそれぞれ、１又は複数の金属又はステンレス鋼等の金属材料から独立して製造され得る及び／又はそれらを含み得る。リフトピンホルダ１００は、保持機構１０８を介して、貫通ボア１０６で以下に説明するリフトピン等の部材を固定する。
［００１９］図１Ｂは、リフトピンホルダ１００の側面図である。図１Ｂに、第１のホルダ端部１０２、第２のホルダ端部１０４、及び保持機構１０８を示す。図１Ｂに更に、ホルダ全体の長さ１１４、キャップの外径１１６、及びベースの外径１１８を示す。図１Ｂに更に、キャップ１１０とベース１１２との間の移行面１２０を示す。図１Ｂの移行面１２０は、第１のホルダ端部１０２及び第２のホルダ端部１０４に実質的に平行であるように示しているが、他の移行面１２０の形状が可能であると考えられる。したがって、他の例では、移行面１２０は、弓なりの、湾曲した、階段状の、又は他の断面形状を有し得る。図１Ｂに示す例では、キャップの外径１１６は、ベースの外径１１８よりも小さい。幾つかの例では、キャップの外径１１６は、ベースの外径１１８の約３０％から約９０％である。
［００２０］図１Ｃは、図１Ｂの線Ａ～Ａに沿って切り取った図１Ｂの断面図である。図１Ｃに、第１のホルダ端部１０２に第１の直径１２２を有する貫通ボア１０６を示す。貫通ボア１０６の直径は、キャップ１１０を通って第２の直径１２４まで下向きに先細になり、円錐台形状を有する側壁１２６を形成する。貫通ボア１０６は、ベース１１２を通って軸方向に、一定の内径であり得る内径である第２の直径１２４で続く。貫通ボア１０６の全長１２８は、第１のホルダ端部１０２から第２のホルダ端部１０４まで測定される。１又は複数の例では、図１Ｃに示すように、貫通ボア１０６の第１の直径１２２は、第２の直径１２４よりも大きく、第１の側壁部分１２６Ａは、２つの直径の間の角度のある移行面である。ここに示していない他の例では、第１の直径１２２は、第２の直径１２４と実質的に類似している（５％未満異なる）、又は同じである。この例では、第１の側壁部分１２６Ａは、図１Ｃの第２の直径１２４の側壁１２６について示すものと同様に、第１のホルダ端部１０２の平面に実質的に垂直である。第１の側壁部分１２６Ａのテーパ（拡径又は縮径）状の直径により、リフトピン交換操作中にリフトピン（図示せず）をリフトピンホルダ１００に案内することが容易になる。この例では、貫通ボア１０６の全長１２８は、図１Ｂに示すホルダ全長１１４と実質的に同様であり得る。他の例では、貫通ボア１０６の全長１２８は、図１Ｂに示すホルダ全長１１４よりも短くてよい。この例では、貫通ボア１０６は、第２のホルダ端部１０４を通って延在することなく、リフトピンホルダ１００を通って部分的に延在する。
［００２１］リフトピンホルダ１００は、側壁１２６から外向きに延在する１又は複数のボア１３０を含む。１又は複数のボア１３０のそれぞれは、その中にばね式部材１３８を収容し得る。幾つかの例では、各ボア１３０は、側壁１２６からベース１１２全体を通って、例えば、ベース１１２の外面まで延在する。他の例では、各ボア１３０は、側壁１２６から外向きに延在するが、ベース１１２を通って部分的に延在する。保持機構１０８に示すばね式部材１３８は、貫通ボア１０６の軸から垂直に、ベース１１２の半径に平行に形成されたボア１３０に配置される。代替の実施形態では、保持機構１０８の１又は複数のばね式部材１３８（及び対応するボア１３０）は、貫通ボア１０６の軸から垂直に延在する半径に対して９０°以外の異なる角度で構成され得る。
［００２２］保持機構１０８の各ばね式部材１３８は、ばね１３２及び移動部材１３６を含む。各ばね式部材１３８は、ばね１３２をベース１１２の内側に固定するばねハウジング１３４を更に含み得る。１又は複数の例では、ばねハウジング１３４は、ボア１３０の対応するねじ山と係合するための外ねじ面を含む。各ばねハウジング１３４は、その中にばね１３２を受け入れるための溝又は凹部を含み得る。ばね１３２及びばねハウジング１３４のそれぞれは、１又は複数の金属又はステンレス鋼等の金属材料から製造及び／又はそれらを含み得る。移動部材１３６は、ベース１１２の貫通ボア１０６に隣接するばね１３２の径方向内側の端部に配置されている。移動部材１３６は、球体であり得る、又は異なる形状によって定義され得る。移動部材１３６は、窒化ケイ素（例えば、Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミック材料から製造され得る。
［００２３］図１Ｄは、図１Ｂの線Ｂ－Ｂに沿って切り取った図１Ｂの断面図である。図１Ｄに、係合解除された位置（例えば、第１の状態）でベース１１２に形成された保持機構１０８を示す。保持機構１０８の係合解除位置において、各ばね式部材１３８は、径方向内側に延在する。移動部材１３６は、保持機構１０８の係合解除位置で、貫通ボア１０６の内側に少なくとも部分的に配置されている。
［００２４］図１Ｅは、保持機構１０８が係合位置（例えば、第２の状態）に構成されている場合の、図１Ｂの線Ｂ－Ｂに沿って切り取った図１Ｂの断面図を示す。保持機構１０８の係合位置では、移動部材１３６は、部分的又は完全にそれぞれのボア１３０に引っ込められる。引き込みは、例えば、リフトピンをリフトピンホルダ１００に挿入することによって引き起こされ得る。保持機構１０８の係合位置の１又は複数の例では、移動部材１３６は、貫通ボア１０６の側壁１２６と同一平面上にある。保持機構の係合位置の他の例では、移動部材１３６は、少なくとも部分的にベース１１２内に含まれている。この例では、リフトピン３００が保持機構１０８を介してリフトピンホルダ１００に固定されると、移動部材１３６は、少なくとも部分的にベース１１２内に引っ込められる。
［００２５］図２Ａ～図２Ｄは、本開示の実施形態に係るリフトピンホルダの保持機構２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ、２０８Ｄを示す概略図である。保持機構２０８Ａ～２０８Ｄは断面図であり、図１Ｂの断面線Ｂ～Ｂと同様に示されている。図２Ａに、単一のばね式部材１３８を含む保持機構２０８Ａを示す。図２Ｂに、約１８０°であり得る角度αで離間された２つのばね式部材１３８を含む保持機構２０８Ｂを示す。角度αは、約１０°から約１８０°まで変化し得る。図２Ｃに、３つのばね式部材１３８を含む保持機構２０８Ｃを示す。図２Ｃに示すように、３つのばね式部材１３８のそれぞれは、隣接するばね式部材１３８に対して約１２０°の角度αで離間し得る。他の例では、図２Ｄに示すように、保持機構２０８Ｄは、４つのばね式部材１３８を含む。４つのばね式部材１３８のそれぞれは、隣接するばね式部材１３８に対して約９０°の角度αで離間され得る。図２Ａ～図２Ｄの例は、隣接するばね式部材１３８から等距離に配置されたばね式部材１３８の様々な構成を示すものである。隣接するばね式部材１３８間の角度αを図２Ａ～図２Ｄに等距離として示しているが、他の例では、角度αは、単一の保持機構１０８内の隣接するばね式部材１３８間で変化し得ると考えられる。
［００２６］図３は、本開示の実施形態に係るリフトピン３００を示す概略図である。リフトピン３００は、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ２Ｏ３）を含む１又は複数のセラミック材料から形成され得る。リフトピン３００は、第１の端部３０２、第２の端部３０４、及びそれらの間に延在するリフトピンの長さ３０６を含む。リフトピン３００は、細長い部分の長さ３２４を有する細長い部分３２０と、第２の部分の長さ３２６を有する第２の部分３２２とを含む。細長い部分３２０は、細長い部分の直径３１８を有する。細長い部分の長さ３２４は、リフトピン３００の第１の端部３０２から第２の部分３２２まで延在する。１又は複数の例では、細長い部分３２０の細長い部分の長さ３２４は、リフトピンの長さ３０６の約６０％から約９５％である。他の例では、細長い部分の長さ３２４は、リフトピンの長さ３０６の約７５％から約９０％である。図３に示す１又は複数の例では、リフトピン３００の第１の端部３０２はフレア状であってよく、第１の端部の直径３１２を有する。第１の端部３０２がフレア状になっている例では、細長い部分の直径３１８は、第１の端部の直径３１２よりも小さい。幾つかの例では、リフトピン３００の第１の端部３０２は、基板支持体におけるリフトピン３００の着座を改善し、２つの隣接する部品間のすき間によって引き起こされ得るボイドを低減するためにフレア状にされ得る。実施形態に応じて、リフトピン３００の最大直径は、第１の端部の直径３１２が細長い部分の直径３１８と異なる場合、第１の端部の直径３１２又は細長い部分の直径３１８であり得る。
［００２７］リフトピン３００の第２の部分３２２は、ネック領域３０８及びロック機構３１０を含む。ネック領域３０８は、細長い部分の長さ３２４が、リフトピン３００の第１の端部３０２から第２の部分３２２のネック領域３０８まで延在するように配置され、第２の部分３２２は、ネック領域３０８から始まる。ネック領域３０８は、細長い部分の直径３１８よりも約５％から約８５％小さい減少した直径３１４を有し得る。リフトピン３００のロック機構３１０は、図４Ａ～図４Ｆに関して以下に書かれた説明に記載されるように、様々な形状として構成され得る。ロック機構３１０は、ネック領域３０８と併せて使用され、リフトピン３００をリフトピンホルダ（図１Ａ～図１Ｅの１００）に固定するリフトピン３００の部分である。したがって、ロック機構３１０を含む第２の端部３０４は、図示したように鈍端として、又は丸みを帯びた、先細りの、角度の付いた先細り、又は他の形状又は形状の組み合わせとして構成され得ると考えられる。この例では、ロック機構３１０の直径３１６は、ネック領域３０８の縮小された直径３１４よりも、例えば、約５％から約７５％大きい。実施形態に応じて、ロック機構３１０の直径３１６は、細長い部分の直径３１８よりも小さい、大きい、又は等しくてよい。１又は複数の例では、ロック機構３１０の直径３１６は、細長い部分の直径３１８と約１％から約３０％異なり、ここで、１％の嵌合は、圧入と実質的に同様である。
［００２８］図４Ａ～図４Ｆは、図３のリフトピン３００等のリフトピンの第２の部分３２２Ａ～３２２Ｆを示す部分概略図である。図４Ａ～図４Ｆに、縮小された直径３１４及びロック機構３１０の代替例を示す。図４Ａに、縮小された直径３１４Ａを有するネック領域３０８Ａを含む第２の部分３２２Ａを示す。ネック領域３０８Ａは、図４Ａに示すようなテーパ領域である。図４Ａに更に、直径３１６Ａを有するロック機構３１０Ａを含む第２の端部３０４Ａを示す。第２の端部３０４Ａは、図４Ａでは弓なりの又は湾曲した端部として示したが、第２の端部３０４Ａは、他の例では鈍端（正方形又は長方形）又はテーパ端部であり得ると考えられる。図４Ｂに、縮小された直径３１４Ｂを有するネック領域３０８Ｂを含む第２の部分３２２Ｂと、直径３１６Ｂを有するロック機構３１０Ｂを含む第２の端部３０４Ｂとを示す。第２の端部３０４Ｂは、図４Ｂではテーパ鈍端として示したが、第２の端部３０４Ｂは、他の例では、鈍端（正方形又は長方形）又はテーパ丸端であり得ると考えられる。様々な例において、リフトピンのネック領域３０８Ａ及び３０８Ｂは、異なる程度の曲率を有していてよく、その結果、それぞれ、縮小された直径３１４Ａ及び３１４Ｂが変化する。
［００２９］図４Ｃに、縮小された直径３１４Ｃを有するネック領域３０８Ｃを含む第２の部分３２２Ｃと、直径３１６Ｃを有するロック機構３１０Ｃを含む第２の端部３０４Ｃとを示す。第２の端部３０４Ｃは、テーパ鈍端として示したが、他の例では、第２の端部３０４Ｃは、鈍端（正方形又は長方形）又は三角形の断面を有する尖った端部であり得ると考えられる。それぞれが湾曲した断面を有するネック領域３０８Ａ及び３０８Ｂとは対照的に、ネック領域３０８Ｃは、一定の直径の円筒形の内部セクションを有し、円筒形の内部セクションの端部にテーパ面を有する。テーパ面は、様々な形状をとり得る傾斜断面で交わる。幾つかの例では、リフトピンのネック領域は、リフトピンホルダへのリフトピンのしっかりした嵌合を確立するために、本明細書に記載の保持機構１０８（図１に示す）で使用される可動要素の種類及び形状に少なくとも部分的に基づいて選択され得る。
［００３０］図４Ｄに、縮小された直径３１４Ｄを有するネック領域３０８Ｄを含むリフトピンの第２の部分３２２Ｄと、直径３１６Ｄを有するロック機構３１０Ｄを含む第２の端部３０４Ｄとを示す。第２の端部３０４Ｄを、図４Ａ～図４Ｃに示したもの、及びリフトピンの鈍く尖った第２の端部に関して上述したものとは対照的に、球形を有し得る丸い端部として示す。図４Ｅは、縮小された直径３１４Ｅを有するネック領域３０８Ｅを含む第２の部分３２２Ｅと、縮小された直径３１６Ｅを有するロック機構３１０Ｅを含む第２の端部３０４Ｅとを示す。第２の端部３０４Ｅを、図４Ａ～図４Ｄに示すものとは対照的に、テーパ丸端として示す。上述したように、第２の端部３０４Ｅは、球形、鈍角、テーパ、及び尖った形状を含む様々な形状で構成され得る。異なるネック領域は異なる程度の曲率を有し得るため、結果として３１４Ｅ等の様々な縮小された直径となる。例えば、図４Ｄ及び図４Ｅの断面図に見られるように、ネック領域３０８Ｅの曲率は、ネック領域３０８Ｄの曲率よりも大きい。したがって、図４Ｅのネック領域３０８Ｅの縮小された直径３１４Ｅは、図４Ｄのネック領域３０８Ｄの縮小された直径３１４Ｄよりも小さい。第２の部分３２２Ａ～３２２Ｆの例示的な形状を図４Ａ～図４Ｆに示したが、他の例では、他の形状及び形状の組み合わせが使用されると考えられる。
［００３１］図４Ｆに、縮小された直径３１４Ｆを有するネック領域３０８Ｆを含むリフトピンの第２の部分３２２Ｆと、直径３１６Ｆを有するロック機構３１０Ｆを含む第２の端部３０４Ｆとを示す。第２の端部３０４Ｆは球形の端部として示したが、他の例では、第２の端部３０４Ｆは、鈍端（正方形又は長方形）又は三角形の断面を有する尖った端部であり得ると考えられる。それぞれが湾曲した断面を有するネック領域３０８Ｄ及び３０８Ｅとは対照的に、ネック領域３０８Ｆは、縮小された直径３１４Ｆで交差するテーパ面を有する。
［００３２］図５Ａに、本開示の実施形態に係る、基板支持体５００Ａを含むプロセスチャンバ５００の部分断面図を示す。プロセスチャンバ５００は更に、上部５０２、下部５０４、及び側壁５０６を有する。基板支持体５００Ａは、１又は複数のリフトピンホルダアセンブリ５２４を含む。プロセス領域５１６は、基板支持体５００Ａの上面５２６とチャンバ上部５０２との間に形成される。基板５０８は、リフトピンホルダアセンブリ５２４上の基板支持体５００Ａに配置される。基板５０８は、基板支持体５００Ａを伸長位置（チャンバ上部５０２に向かって上昇）又は引込位置（チャンバ底部５０４に向かって下降）に作動させることにより、リフトピンホルダアセンブリ５２４を介して基板支持体５００Ａから上昇又は基板支持体５００Ａに下降させることができる。アクチュエータ、モータ、ステッピングモータ等の様々な電気機械装置を使用して、基板支持体５００Ａを上昇及び下降させることができる。図５Ａに、リフトピンホルダアセンブリ５２４のリフトピン３００が基板支持体５００Ａの上面５２６より上に延在しない伸長位置にある基板支持体５００Ａを示す。対照的に、以下に説明するように、基板支持体５００Ａを引込位置まで下降させると、図５Ｃに示すように、リフトピン３００が上面５２６を超えて延びる。プロセスチャンバ５００は、化学気相堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、又は他の膜堆積又は除去プロセス又は他の基板処理プロセスを含む様々なプロセスを実行するように構成され得る。様々な例において、プロセスチャンバ５００は、ガス源、ガスマニホールド、遠隔プラズマ源、１又は複数の電源、及び／又は膜の堆積又は除去を含む工程を実施するための他の態様を更に含むように構成され得る。
［００３３］基板支持体５００Ａは、複数の電気機械要素（図示せず）を含む支持シャフト５３２を含む。各リフトピンホルダアセンブリ５２４の各リフトピンホルダ１００は、リフトピン３００を、以下の幾つかの例では、基板支持体５００Ａに固定するように機能する。リフトピンホルダ１００は、これらの固定されたリフトピン３００を、基板支持体５００Ａの上面５２６に対して直角等の角度で更に保持する。２つのリフトピンホルダアセンブリ５２４を図５Ａに示したが、実施形態に応じて、更に多い又は少ないリフトピンホルダアセンブリ５２４を基板支持体５００Ａに含めることができる。
［００３４］リフトピンホルダ１００がチャンバ底部５０４に結合され得るスペーサ５１０に結合されることにより、リフトピンホルダアセンブリ５２４の垂直移動なしに、基板の操作中に基板支持体５００Ａが上昇又は下降する。他の例では、スペーサ５１０は、チャンバ底部５０４の代わりに、基板支持体５００Ａ（図示せず）の底部特徴に結合され得る。各スペーサ５１０の高さは、セラミック部材５３８が上昇及び下降するときに、セラミック部材５３８の上面５２６に対して所定の位置に各リフトピンの遠位端が配置されるように選択される。基板支持体５００Ａは、基板支持体５００Ａの位置、温度、又は他の態様を調整するように構成された電気要素、機械要素、及び電気機械要素（ここでは図示せず）を更に含み得る。これらの電気要素、機械要素、及び電気機械要素は領域５３４に配置され得る、あるいは実施形態に応じて配置され得る。接地板５４２は、セラミック部材５３８と接触して配置され、移動領域５４０は、接地板５４２とセラミック部材５３８との間に形成される。セラミック部材５３８は、その中に埋め込まれた１又は複数の加熱要素を含み得る。セラミック部材５３８は、リフトピン３００が部分的に保持される１又は複数のボア５３６を更に含む。例えば、基板支持体５００Ａの上面５２６は、セラミック部材５３８の上面である。
［００３５］セラミック部材５３８及び基板支持体５００Ａのシャフト５３２は、基板の操作及び移送中に伸長する及び引っ込むように構成される。スペーサ５１０がチャンバ底部５０４又は別の固定位置に結合されているため、リフトピンアセンブリ５２４は、伸長／引込の間静止している。１又は複数の例では、セラミック部材５３８の上昇及び下降は、アクチュエータ等の１又は複数の電気機械装置５４４を介して達成される。例えば、電気機械装置５４４を使用して、セラミック部材５３８がチャンバ底部５０４に向かって引っ込むとき、リフトピンホルダアセンブリ５２４のリフトピン３００の遠位端は、基板支持体の上面５２６を超えて配置される。続いて、セラミック部材５３８をチャンバ上部５０２に向かって前進又は伸長させて、リフトピン３００の遠位端を基板支持体５００Ａの上面５２６又はその下に配置することができる。幾つかの例では、追加の要素は、セラミック部材５３８の上又は下のセラミック部材５３８に結合されていてよく、セラミック部材５３８のボア５３６と整列するボアを含み得る。セラミック部材５３８に結合された要素は、セラミック部材５３８と同時に前進及び後退し得る。幾つかの例では、接地板５４２は、オプションとしてセラミック部材５３８と接触しており、セラミック部材５３８と共に上昇及び／又は下降して、リフトピン３００を露出させる又は内部に含めることができる。上昇及び／又は下降する基板支持体５００Ａの部分は、可動部分５４６と称され得る。可動部分５４６は、接地板５４２、セラミック部材５３８、及び／又は絶縁体を含む他の構成要素（図示せず）を含み得る。基板支持体５００Ａの接地板５４２及び他の構成要素は、１又は複数のリフトピン３００を基板支持体５００Ａの上面５２６より上に上昇させることができるボアを含み得る。
［００３６］図５Ｂ及び図５Ｃは、それぞれ、図５Ａに示すオプションの接地板５４２がない、伸長位置及び引込位置における基板支持体５００Ａの部分拡大図である。図５Ｂに、基板支持体５００Ａが伸長位置にあるときのリフトピンホルダアセンブリ５２４を示す。リフトピン３００は、リフトピンホルダ１００の貫通ボア１０６に配置されている。リフトピン３００の最大直径は、貫通ボア１０６の最小直径よりも小さいので、リフトピン３００は、リフトピンホルダ１００に適合する。リフトピン３００は、リフトピンホルダ１００の保持機構１０８を介してリフトピンホルダ１００に固定されている。特に、保持機構１０８の移動部材１３６は、リフトピン３００のネック領域３０８と係合して、リフトピン３００をリフトピンホルダ１００に固定する。リフトピン３００がリフトピンホルダ１００に固定されると、ロック機構３１０が保持機構１０８の下に固定されて、保持機構１０８がリフトピン３００から不注意に係合解除されることが軽減する。
［００３７］基板支持体５００Ａが伸長位置にある間、リフトピン３００は完全に基板支持体５００Ａ内に含まれ、したがって、プロセス領域５１６内には伸長しない。基板支持体が伸長位置にあるとき、第１のホルダ端部１０２は、セラミック部材５３８の底面５２２から第１の距離５１８にある。基板支持体５００Ａの伸長位置では、リフトピン３００の第１の端部３０２は、図５Ｂに示すように、基板支持体５００Ａの上面５２６と同一平面にある、又はその下に配置される。移動領域５４０は、リフトピンホルダ１００とセラミック部材５３８との間に形成される。移動領域５４０は、オープンスペースを含み、セラミック部材５３８が、図５Ｂの伸長位置から図５Ｃに示す引込位置に移動することを可能にする。スペーサ５１０は、リフトピンホルダ１００の第２のホルダ端部１０４に結合されている。この例では、リフトピン３００の第２の端部３０４は、スペーサ５１０と接触している。スペーサ５１０は、１又は複数の金属又はステンレス鋼等の金属含有材料から製造され得る及び／又はそれを含み得る。
［００３８］図５Ｃに、本開示の実施形態に係る、引込位置にある基板支持体５００Ａの部分図を示す。基板支持体５００Ａが引込位置にある間、第１のホルダ端部１０２は、セラミック部材５３８の底面５２２から第２の距離５２０にある。第２の距離５２０は、図示した基板支持体５００Ａが伸長位置にある図５Ｂの第１の距離５１８よりも小さい。図５Ｃに示すように、基板支持体５００Ａが引込位置にあるとき、リフトピン３００の第１の長さ５１４は、基板支持体の上面５２６の上のプロセス領域５１６内に延在し、リフトピン３００の第２の長さ５１２は、 基板支持体５００Ａの内側に留まっている。１又は複数の例では、第１の長さ５１４は、リフトピン３００のリフトピン長さ３０６の約１５％から約５０％である。他の例では、第１の長さ５１４は、リフトピン長さ３０６の約２５％から約４０％である。基板支持体５００Ａが図５Ｂの伸長位置から図５Ｃの引込位置に作動されると、保持機構１０８の移動部材１３６は、ネック領域３０８と接触したままであり、リフトピン３００をリフトピンホルダ１００内に固定する。
［００３９］基板支持体の２つの位置を図５Ｂ及び図５Ｃに示したが、リフトピンホルダアセンブリ５２４のリフトピン３００の様々な長さがセラミック部材５３８の上面５２６より上に持ち上げられ得るような他の位置が考えられる。
［００４０］したがって、本明細書に記載のシステム及び方法を使用して、リフトピンホルダが基板支持体に組み立てられるときに、リフトピンをリフトピンホルダに挿入して固定することができる。リフトピンは、例えば、基板の操作中に、基板支持体等の本体が伸長位置又は引込位置にあるとき、保持機構を介してリフトピンホルダに固定されたままである。リフトピンホルダの保持機構は更に、基板支持体を分解することなく、またリフトピンホルダ又は周囲の構成要素を損傷することなく、基板支持体のリフトピンの解放及び交換を可能にする。本明細書に記載のリフトピンホルダアセンブリは、最大５００℃の温度に耐えるように更に構成され、約５００℃の規模の工程を実施するように構成された様々なプロセスチャンバにおいてリフトピンホルダアセンブリの使用を可能にする。
［００４１］本開示の実施形態は更に、以下の段落１から１６のいずれか１又は複数に関する。
［００４２］１．リフトピンホルダであって、第１の外径を有するキャップと、キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、キャップ及びベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、第１のボアの側壁からベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアとを備える、リフトピンホルダ。
［００４３］２．アセンブリであって、リフトピンであって、細長い部分の長さ及び細長い部分の直径を有する細長い部分と、細長い部分に隣接し、ロック機構を有する第２の部分とを含むリフトピンと、リフトピンホルダであって、第１の外径を有するキャップと、キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、キャップ及びベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、第１のボアの側壁からベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアとを含むリフトピンホルダとを備える、アセンブリ。
［００４４］３．基板支持体であって、リフトピンホルダアセンブリであって、リフトピンであって、細長い部分の長さ及び細長い部分の直径を有する細長い部分と、細長い部分に隣接し、ロック機構を有する第２の部分とを含むリフトピンと、リフトピンホルダであって、第１の外径を有するキャップと、キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、キャップ及びベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、第１のボアの側壁からベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアとを含むリフトピンホルダとを含むリフトピンホルダアセンブリと、リフトピンホルダのベースに結合された部材とを備える、基板支持体。
［００４５］４．第１のボアは、キャップにテーパ直径を含み、ベースに一定の直径を含む、段落１から３のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００４６］５．ばね式部材のそれぞれが、ばねと、ばねに結合された可動要素とを含み、可動要素は、セラミック材料を含む、段落１から４のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００４７］６．キャップ、及びベースのそれぞれは、独立してステンレス鋼を含む、段落１から５のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００４８］７．複数の第２のボアの各第２のボアが、隣接する第２のボアから約１０°から約１８０°の径方向角度にある、段落１から６のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００４９］８．リフトピンが酸化アルミニウムを含み、細長い部分がフレア状の端部を含む、段落１から７のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５０］９．リフトピンホルダのベースに結合されたスペーサ部材を更に含み、スペーサ部材、キャップ、及びベースのそれぞれは、独立してステンレス鋼を含む、段落１から８のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５１］１０．リフトピンホルダのキャップは、第１のボア直径を有し、ベースは、第２のボア直径を有する、段落１から９のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５２］１１．リフトピンの第２の部分がネック領域を有し、ネック領域の縮小された直径が細長い部分の直径よりも小さく、ネック領域がロック機構に隣接している、段落１から１０のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５３］１２．ばね式部材の可動要素が、リフトピンのネック領域と接触している、段落１１に記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５４］１３．第１のボアの最小直径が、リフトピンの細長い部分の直径よりも大きい、段落１から１２のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５５］１４．リフトピンの第２の部分がロック機構に隣接するネック領域を有し、ネック領域が細長い部分の直径よりも小さい直径を有する、段落１から１３のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５６］１５．基板支持体が伸長位置にあるとき、各ばね式部材の各可動要素がリフトピンのネック領域と係合している、段落１から１４のいずれか１つに記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５７］１６．基板支持体が引込位置にあるとき、リフトピンの細長い部分の第１の長さは、基板支持体の上面の上方に配置され、第１の長さに隣接するリフトピンの細長い部分の第２の長さは、リフトピンホルダの第１のボアの内側に保持され、リフトピンは、基板支持体の引込位置でリフトピンホルダと係合している、段落１５に記載のリフトピンホルダ、アセンブリ、及び／又は基板支持体。
［００５８］前述の内容は本開示の実施形態を対象としているが、以下の特許請求の範囲によって決定されるその基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施形態を考案することが可能である。本書に記載の全ての文書は、本文と矛盾しない範囲で全ての優先文書及び／又はテスト手順を含め、参照により本書に組み込まれる。前述の一般的な説明及び特定の実施形態から明らかなように、本開示の形態を例示及び説明してきたが、本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができる。したがって、本開示がそれによって限定されることを意図するものではない。同様に、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、米国法の目的上、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語と同義であると見なされる。同様に、構成、要素、又は要素のグループの前に「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という移行句が付いている場合は常に、構成、要素、又は複数の要素の列挙の前に移行句「本質的にから構成される」、「から構成される」、「から構成される群から選択される」、又は「である」が付いている同じ構成又は要素のグループも考えられ、その逆もまた同様であることを理解されたい。
［００５９］特定の実施形態及び特徴は、一組の数値上限及び一組の数値下限を使用して説明されている。当然ながら、特に明記しない限り、任意の２つの値の組み合わせ、例えば、任意の下限値と任意の上限値の組み合わせ、任意の２つの下限値の組み合わせ、及び／又は任意の２つの上限値の組み合わせを含む範囲が考えられる。特定の下限、上限、及び範囲は、以下の１又は複数の請求項に記載されている。

Claims (15)

  1. リフトピンホルダであって、
    第１の外径を有するキャップと、
    前記キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、
    前記キャップ及び前記ベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、
    前記第１のボアの前記側壁から前記ベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアと
    を備える、リフトピンホルダ。
  2. 前記第１のボアは、前記キャップにテーパ状の直径を含み、前記ベースに一定の直径を含む、請求項１に記載のリフトピンホルダ。
  3. 前記ばね式部材のそれぞれが、ばねと、前記ばねに結合された可動要素とを含み、前記可動要素は、セラミック材料を含む、請求項１に記載のリフトピンホルダ。
  4. 前記複数の第２のボアの各第２のボアが、隣接する第２のボアから約１０°から約１８０°の径方向角度にある、請求項１に記載のリフトピンホルダ。
  5. アセンブリであって、
    リフトピンであって、
    細長い部分の長さ及び細長い部分の直径を有する細長い部分と、
    前記細長い部分に隣接し、ロック機構を有する第２の部分と
    を含むリフトピンと、
    リフトピンホルダであって、
    第１の外径を有するキャップと、
    前記キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、
    前記キャップ及び前記ベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、
    前記第１のボアの前記側壁から前記ベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアと
    を含むリフトピンホルダ
    とを備える、アセンブリ。
  6. 前記リフトピンが酸化アルミニウムを含み、前記細長い部分がフレア状の端部を含む、請求項５に記載のアセンブリ。
  7. 前記リフトピンホルダの前記ベースに結合されたスペーサ部材を更に含み、前記スペーサ部材、前記キャップ、及び前記ベースのそれぞれは、独立してステンレス鋼を含む、請求項５に記載のアセンブリ。
  8. 前記リフトピンホルダの前記キャップは、第１のボア直径を有し、前記ベースは、第２のボア直径を有する、請求項５に記載のアセンブリ。
  9. 前記リフトピンの第２の部分がネック領域を有し、前記ネック領域の縮小された直径が前記細長い部分の直径よりも小さく、前記ネック領域が前記ロック機構に隣接している、請求項５に記載のアセンブリ。
  10. 前記ばね式部材の可動要素が、前記リフトピンの前記ネック領域と接触している、請求項９に記載のアセンブリ。
  11. 前記複数の第２のボアの各第２のボアが、隣接する第２のボアから約１０°から約１８０°の径方向角度にある、請求項１０に記載のアセンブリ。
  12. 前記第１のボアの最小直径が、前記リフトピンの前記細長い部分の直径よりも大きい、請求項５に記載のアセンブリ。
  13. 基板支持体であって、
    リフトピンホルダアセンブリであって、
    リフトピンであって、
    細長い部分の長さ及び細長い部分の直径を有する細長い部分と、
    前記細長い部分に隣接し、ロック機構を有する第２の部分と
    を含むリフトピンと、
    リフトピンホルダであって
    第１の外径を有するキャップと、
    前記キャップに結合され、第２の外径を有するベースと、
    前記キャップ及び前記ベースを通って軸方向に形成され、側壁を有する第１のボアと、
    前記第１のボアの前記側壁から前記ベースの外面まで延在し、ばね式部材が第２のボアのそれぞれの中に配置されている複数の第２のボアと
    を含むリフトピンホルダと、
    を含むリフトピンホルダアセンブリと、
    前記リフトピンホルダの前記ベースに結合された部材と
    を備える、基板支持体。
  14. 前記基板支持体が伸長位置にあるとき、各ばね式部材の各可動要素が前記リフトピンのネック領域と係合している、請求項１３に記載の基板支持体。
  15. 前記基板支持体が引込位置にあるとき、前記リフトピンの前記細長い部分の第１の長さは、前記基板支持体の上面の上方に配置され、前記第１の長さに隣接する前記リフトピンの前記細長い部分の第２の長さは、前記リフトピンホルダの前記第１のボアの内側に保持され、前記リフトピンは、前記基板支持体の前記引込位置で前記リフトピンホルダと係合している、請求項１４に記載の基板支持体。
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