JP3199713U - 薄型基板のための携帯用静電チャックキャリア - Google Patents

Abstract

【課題】既存の処理チャンバの中で極薄の大型基板を適切に支持するための携帯用静電チャックを提供する。【解決手段】携帯用静電チャック２００は、誘電体材料を備えるキャリア２０２；キャリアの上端面の上に配置される電気的導電層２０４；電気的導電層の上に配置される誘電体層２０６；及び電気的導電層に結合される少なくとも１つの導体を含み、極薄の基板２１２を携帯用静電チャックに対して静電的に保持するように構成される。携帯用静電チャックはさらに、基板処理チャンバの外側の基板処理装備によって取り扱われかつ移動されるように構成され、かつ大きい極薄の基板を支持するようにサイズが決められる。【選択図】図２

Description

本考案の実施形態は、概して、処理のために基板を保持する携帯用静電チャック（ｅ‐チャック）に関する。

電子装置ディスプレイに対する限界寸法が厚さにおいて収縮し続けるために、全体サイズが増加する一方で、処理チャンバの中に配置される大きい薄型基板を適切に支持し、かつ処理することができる半導体処理装備に対する大きな必要性が存在する。

典型的に、基板は、大きなシートとして取り扱われることができる程度に十分に厚く、かつピン又はローラシステムによって支持されて、処理のために処理チャンバの中に配置される（例えば、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ‐ＬＣＤｓ）の中で使用されるガラス）。静電チャックは、典型的に、処理チャンバの範囲内に物理的に配置されかつ固定されて、かつ概して、基板をチャンバの範囲内の静止位置に支持しかつ保持する。基板が静電チャック（ｅ‐チャック）によって保持される一方で、様々な処理が、例えば材料を基板の表面に堆積させ又は基板の表面から除去するために、基板に対して適用される。しかしながら、大きい極薄の基板（例えば、約１０から２００ミクロンの間の厚さ、及び約５００ミリメートル平方から約３メートル平方の間）は、例えば、標準的な厚さのガラス（例えば、約０．７ミリメートルのガラス）と同じやり方でシートとして扱われることができない、むしろ薄箔である。さらに、現在の処理チャンバは、極薄の基板のロール処理のためのロールを取り扱う装備が整っていない。

付加的に、考案者は、薄いガラスの大きいシートを取り扱うことは、次世代のディスプレイに対して要求されるが、静電チャックがガラス表面の誘電体の性質（すなわち、電荷散逸がない）のために、容易にデチャックすることができないという点で異なっていることを観察した。

それ故、考案者は、既存の処理チャンバの中で極薄の基板を支持するための方法及び装置を提供した。

その上に配置される場合に極薄の基板を支持する、基板処理チャンバにおいて使用される携帯用静電チャックの実施形態が、本明細書の中において提供される。いくつかの実施形態において、携帯用静電チャックは、誘電体材料を備えるキャリア；キャリアの上端面の上に配置される電気的導電層；電気的導電層がキャリアと誘電体層との間に配置されるように、電気的導電層の上に配置される誘電体層；及び電気的導電層に結合される少なくとも１つの導体を含み得、携帯用静電チャックは、極薄の基板を携帯用静電チャックに対して静電的に保持するように構成され、携帯用静電チャックはさらに、基板処理チャンバの外側の基板処理装備によって取り扱われかつ移動されるように構成され、かつ携帯用静電チャックは、大きい極薄の基板を支持するようにサイズが決められる。

いくつかの実施形態において、１以上の処理チャンバの中で処理される極薄の基板を取り扱うための方法は、１以上の処理チャンバの外側に配置される携帯用静電チャックの上に極薄の基板を配置することであって、携帯用静電チャックは、少なくとも１つの誘電体層、電気的導電層、及び電気的導電層に結合される少なくとも１つの電極を有する、配置すること、携帯用静電チャックに対して極薄の基板を静電的に保持する極薄の基板に関するバイアスをかけるために、電極に第１の電力を適用すること、携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板を、第１の処理チャンバの中の開口部を通して第１の処理チャンバの中へ移動させ、１以上の基板処理のうちの第１の組を実行すること、基板処理の第１の組の後に、携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板を、第１の処理チャンバの中の開口部を通して第１の処理チャンバから除去すること、並びに電極に解放電力を適用して、極薄の基板を携帯用静電チャックから解放させることを含む。

上記で簡単に要約し、以下でより詳細に論じる本考案の実施形態は、添付の図面に示す本考案の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかし、本考案は他の等しく有効な実施形態も許容しうるため、添付の図面は本考案の典型的な実施形態のみを示しており、したがって本考案の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。

図１は、通常の厚さを有する典型的なガラス基板の鉛直断面図を描いている。 図２は、本考案のいくつかの実施形態による、携帯用静電チャック及びペデスタル支持体の鉛直断面図を描いている。 図３は、１以上の処理チャンバの中で処理される極薄の基板を取り扱うための方法を描いている。 図４は、本考案のいくつかの実施形態による、基板をロードする及びアンロードするための装置を描いている。

理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。これらの図は、一定の比率では描かれておらず、分かりやすくするために単純化されていることがある。特段の言及なしに、１つの実施形態の要素および特徴を別の実施形態に有利に組み込み得ることが企図される。

本考案の実施形態は、より厚い基板を取り扱うために構成された１以上の処理チャンバの中で処理される、極薄の基板を取り扱うための方法及び装置を提供する。例えば、本考案と一致する実施形態は、既存の処理チャンバの中の既存のシートトゥシート（ｓｈｅｅｔ ｔｏ ｓｈｅｅｔ）の製造プロセスを変えることなく、極薄の基板（例えば、約１０から２００ミクロンの間の厚さ）の処理を可能にする。一例示的な用途において、本明細書の中において提示される静電チャックの実施形態は、例えば、液晶（ＬＣＤ）の用途に対して薄膜トランジスタ（ＴＦＴｓ）を製造するために従来から使用されている、既存のシートトゥシートの製造プロセスを変えることなく、ＬＣＤｓのための薄いガラス基板（例えば、約１００ミクロン）の上のＴＦＴの処理を容易にすることができる。いくつかの実施形態において、

図１は、ＬＣＤ製造において使用される典型的なガラス基板の鉛直断面図を描いている。示されるように、典型的なガラス基板は約０．７ミリメートルである。この厚さにおいて、ガラス基板は、支持体ピン又はローラによって支持されるのに十分なだけの硬さを有し、かつシートとして取り扱われかつ処理されることができる（すなわち、従来から、基板のシートは、固定された静電チャックを含んで基板支持体の上に配置され得、静電チャックは処理チャンバの範囲内に固定される）。

しかしながら、新しい極薄の基板は、例えば、上述されたように標準的な厚さのガラス基板が取り扱われるのと同じやり方において、シートとして取り扱われることができない、むしろ薄箔である。そのような極薄基板の従来のシートベースの基板処理システムの中での処理を可能とするために、考案者は、その上に極薄の基板を保持するためのキャリアを提供した。キャリア及び基板が既存の装備及びインフラを使用するものとして移動され得るように、キャリアは、従来の基板と同様の形状因子を有する。

例えば、図２は、極薄の基板を処理するために１以上の処理チャンバの中で使用される極薄の基板２１２を取り扱うことができる、本考案のいくつかの実施形態による、携帯用静電チャック２００の一部分（例えば、極薄の基板のためのキャリア）の鉛直断面図を描いている。携帯用静電チャック２００は、処理チャンバの中のロード又はアンロードステーションの中へ移動され、かつペデスタル支持体２２０によって支持されることができる。携帯用静電チャック２００は、極薄の基板２１２を静電的に保持するように構成される。いくつかの実施形態において、バイアス電圧が処理チャンバの外側の携帯用静電チャック２００に適用され得、極薄の基板２１２を携帯用静電チャック２００に静電的に固定する。本考案と同一ないくつかの実施形態において、極薄の基板２１２を携帯用静電チャック２００に静電的に固定するために、継続的な電力が携帯用静電チャック２００に適用されることは必要ではない（例えば、バイアス電圧は、必要に応じて、１回又は間欠的に適用され得る）。一旦、極薄の基板２１２がロードステーションにおいて携帯用静電チャック２００に静電的に固定されると、携帯用静電チャック２００は、基板を処理するために、種々の処理チャンバの中へかつ種々の処理チャンバの中から移動されることができる。

携帯用静電チャック２００の厚さは、極薄の基板２１２に損傷を与えることなく、既存の１以上の処理チャンバの中で、極薄の基板２１２がシートとして処理されることができるように、携帯用静電チャック２００の上に配置される極薄の基板２１２に対する十分な剛性を提供するように選択される。例えば、いくつかの実施形態において、携帯用の静電チャック２００は、携帯用静電チャック２００プラス極薄の基板２１２（例えば、ＬＤＣガラス）が、一緒に合わせて約０．７ミリメートルの厚さを有し（すなわち、現在処理されている典型的なＬＣＤガラス基板と同じ）、かつ典型的なＬＣＤ処理と同じやり方において取り扱われることができるように、サイズが決定される。処理されることができる大きい極薄のフラットなパネル基板は、次世代において、５００ミリメートル×５００ミリメートルから約３メートル×３メートル平方のオーダーである。それ故、携帯用静電チャックは、大きい極薄のフラットなパネル基板を支持するように、サイズが決められる。すなわち、いくつかの実施形態において、携帯用静電チャックは、実質的に長方形又は正方形であり、かつ５００ミリメートル平方から約３メートル平方までのオーダーを有し得る。

いくつかの実施形態において、携帯用静電チャック２００は、携帯用静電チャック２００が極薄の基板２１２を地面に対して実質的に平行に支持するように、水平な処理チャンバの中で使用され得る。いくつかの実施形態において、携帯用静電チャック２００は、携帯用静電チャック２００が極薄の基板２１２を地面に対して実質的に直角に支持するように、垂直な処理チャンバの中で使用される。携帯用静電チャック２００は、その上に極薄の基板２１２を保持しているので、携帯用静電チャック２００は、極薄の基板２１２に損傷を与えることなく、保持され又は任意の方向へ移動されることができる。いくつかの実施形態において、コンベアシステム（例えば、ロボットアセンブリ、ローラなど）は、携帯用静電チャック２００を様々な処理チャンバの開口部の中へかつ開口部から移動させるために使用され得る。上及び下などの方向を示す用語は、様々な特徴を記述する目的で、本明細書の中において使用され得るが、そのような用語は、本考案と同一な実施形態を具体的な方向に限定しない。

携帯用静電チャック２００は、例えば、ガラス、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン（Ｓｉ）、ステンレス鋼、アルミニウム、セラミック、（６４ＦｅＮｉ、例えば、ＩＮＶＡＲ（登録商標）などの）低い熱膨張係数を有するニッケル鉄合金、又は同様なものを含む材料から製造され得るキャリア２０２を含む。キャリアの材料が誘電体である場合、静電チャック２００（例えば、チャッキング電極）に対する導電層２０４は、キャリア２０２の上に直接に堆積されることができる。キャリアの材料が誘電体でない実施形態において、誘電体層は、キャリア２０２と導電層２０４との間に配置され得る。誘電体材料（例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、ガラス、セラミック、又は同様なもの）の層は、導電層２０４の上に配置され、極薄の基板２１２に対する支持体表面を提供する。いくつかの実施形態において、キャリア２０２は、極薄の基板２１２と同じ材料、又は極薄の基板２１２に対して使われる材料と実質的に同等な熱膨張係数を有する材料から製造される。これは、有利なことに、基板処理の間において加熱される場合に、キャリア２０２と極薄の基板２１２との間で、亀裂及び非均一な熱膨張／変形が生じることを防ぐ。キャリア２０２の厚さは、極薄の基板２１２が携帯用静電チャック２００の上に配置される場合、極薄の基板２１２が既存の処理チャンバの中でシートとして処理／操作され得るように、携帯用静電チャック２００に対して十分な剛性を提供するように、サイズが決められる。キャリア２０２の厚さは、処理される基板のタイプに応じて変化し得る。いくつかの実施形態において、キャリア２０２及び基板２１２の厚さは、特定のタイプの基板に対して処理される従来の基板の厚さに合致するべきである。例えば、ＬＣＤの用途に対して、キャリア２０２及び基板２１２の厚さは、従来のＬＣＤ基板の厚さ（例えば、約０．４‐０．７ミリメートル）に合致するべきである。キャリア２０２及び基板２１２の厚さを特定のタイプの基板に対して処理される従来の基板の厚さに合致させることによって、柔軟な極薄の基板２１２は、有利なことに、硬い基板を取り扱うために設計されるツールにおいて、取り扱われかつ処理されることができる。

携帯用静電チャック２００は、キャリア２０２の上端面の上に配置される電気的導電層２０４を含む。電気的導電層２０４は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）などの基板処理において使用されるために適切な任意の電気的導電材料から製造され得る。

電気的導電層２０４は、堆積されてかつパターン化されてチャッキング電極を形成し得る。導電層２０４は、パターン化されて単一の電極又は複数の電極を形成し得る。例えば、いくつかの実施形態において、導電層２０４は、パターン化されて、複数の極薄の基板２１２を単一のキャリアの上に保持するように位置決めされる、複数のチャッキング電極を形成し得る。例えば、複数の極薄の基板２１２は、複数の極薄の基板２１２が同時に処理され得るように、携帯用静電チャック２００の上に一群として保持され得る。

携帯用静電チャック２００は、電気的導電層２０４がキャリア２０２と誘電体層２０６との間に配置されるように、電気的導電層２０４の上に配置される誘電体層２０６を含む。誘電体層２０６は、極薄の基板２１２及び／又はキャリア２０２と同じ材料、又は極薄の基板２１２及び／又はキャリア２０２に対して使われる材料と実質的に同等な熱膨張係数を有する材料から製造され得る。誘電体層２０６は、極薄の基板２１２が携帯用静電チャック２００の上に配置される場合、携帯用静電チャック２００の上端面に実質的に平行となるように、極薄の基板２１１２を支持する。いくつかの実施形態において、誘電体層２０６の厚さは、約１００ナノメートル及び約０．２ミリメートルの間に含まれる。誘電体層の厚さは、望ましい静電チャッキング力及び抵抗率に応じて変化し得る。例えば、誘電体層がより厚くなれば、静電チャッキング力はより低くなる。抵抗率がより低くなれば、静電チャック２００は、再充電することなしに、より長く基板を保持するだろう。

携帯用静電チャック２００はさらに、電気的導電層２０４に結合される少なくとも１つの導体２０８を含む。少なくとも１つの導体２０８は、電源２１０に結合され得る。いくつかの実施形態において、電源２１０からの電力が少なくとも１つの導体２０８に適用される場合、極薄の基板２１２に関する携帯用静電チャック２００に対するバイアスは、その上に極薄の基板２１２を保持するために十分なように、極薄の基板２１２を携帯用静電チャック２００に電気的に引き付けるように提供される。いくつかの実施形態において、導体２０８の数は２つである。例えば、いくつかの実施形態において、携帯用静電チャック２００は、双極性の静電チャックであり得る。

いくつかの実施形態において、電源２１０は、携帯用静電チャック２００に結合される携帯用バッテリ電源である。携帯用バッテリ電源は、極薄の基板２１２を携帯用静電チャック２００に電気的に保持する、極薄の基板２１２に関する携帯用静電チャック２００へのバイアスを提供するように、少なくとも１つの導体２０８に結合され得る。携帯用バッテリ電源は、携帯用静電チャック２００が極薄の基板２１２を、例えば、１以上の処理チャンバの中へ又は処理チャンバの中から運ぶ際に、携帯用静電チャック２００と一緒に移動し得る。他の実施形態において、電源は、固定されたバッテリ、ＤＣ電力供給、充電ステーション、又は同様なものなどの固定されたＤＣ電源であり得る。いくつかの実施形態において、（図示せぬ）１以上の充電ステーションは、１以上の処理チャンバの外側に配置され得、携帯用静電チャック２００にＤＣエネルギーを提供し、携帯用静電チャック２００に継続的に電力を提供する必要性なしに、１以上の処理チャンバの範囲内における基板処理の間に、携帯用静電チャック２００の上に極薄の基板２１２を静電的に保持する（すなわち、携帯用静電チャック２００の放電率が遅い場合、一定の電圧で電荷を維持することは必要とされない）。

上述の携帯用静電チャック２００は、基板をキャリア２０２の上に保持するために、チャッキング力を提供する。しかしながら、考案者は、静電チャックが、帯電を素早く又は容易に消散させない誘電体の性質のために、容易にデチャックすることができないので、極薄の基板２１２（例えば、薄いガラスの大きいシートなど）のデチャッキングが難しいことを観察した。チャッキングの間に発達される帯電を埋め合わせるために、真空チャックの要素が、本考案のいくつかの実施形態において携帯用静電チャック２００の中へ組み込まれる。具体的に、考案者は、誘電体層２０６の上端のチャッキング表面２０１と極薄の基板２１２との間に配置されるギャップ２２４の中の圧力を増加させることによって、静電チャッキング力が弱められ、かつ基板が解放／デチャックされることを観察した。いくつかの実施形態において、ギャップ２２４は、極薄の基板２１２がチャッキング表面２０１の上に配置される場合、チャッキング表面２０１及び極薄の基板２１２の起伏のある接触表面によって形成される。他の実施形態において、ギャップ２２４は、ギャップ２２４を画定するために極薄の基板２１２を固定位置の中で支持するチャッキング表面の近傍のスペーサ又は他の特徴によって形成され得る。いくつかの実施形態において、ギャップ２２４は、数ミクロンまでの、ミクロンの範囲内に含まれ得る。

図２の中において示されるように、いくつかの実施形態において、ガスリザーバ２１８は、ペデスタル支持体２２０の本体の中に配置され得る。ガスは、ガス源２１４によって導管２１６を介して、ガスリザーバ２１８に提供され得る。ガスリザーバ２１８の中に含まれるガスは、ペデスタル支持体２２０を通って配置されるガス拡散孔２２２を通って拡散し得る。キャリア２０２は、電気的導電層２０４、及び誘電体層２０６は、各々それぞれ、対応する組のガス拡散孔２３２、２３４、及び２３６を有し、それらは、ガスをギャップ２２４に提供するために、携帯用静電チャック２００がペデスタル支持体２２０の上に配置される場合、拡散孔２２２と位置合わせされる。すなわち、ガス拡散孔２３２、２３４、及び２３６は、キャリア２０２の下端面を誘電体層２０６の上端面に流体結合し、かつそれ故、拡散孔２２２をギャップ２２４に流体結合する。いくつかの実施形態において、拡散孔２２２は、チャッキング表面２０１にわたり均一に分散され得る。チャッキング表面２０１と極薄の基板２１２との間に提供されるガスの圧力は、静電チャッキング力を超え、基板２１２は解放される。

いくつかの例において、デチャッキングの目的に対して極薄の基板２１２の下で圧力が発達する場合、極薄の基板２１２の上で、局所的なゆがみ、ひずみ、又は破裂さえ生じ得る。これを妨げるために、いくつかの実施形態において、電源は、静電チャッキング力を弱めることを補助するために、極薄の基板の裏側全体を覆うように提供され得る。具体的には、いくつかの実施形態において、帯電したイオンガス（例えば、プラズマ）が、ガスリザーバ２１８に提供され得る。いくつかの実施形態において、ガスは、チャックの近くに配置されるフィラメント又は小さいＤＣ若しくはＲＦプラズマチャンバを使用して、部分的に予めイオン化されるだろう。プラズマは、イオン及び電子の両方を含む。それ故、チャッキング表面２０１がマイナスに帯電する場合、それは、帯電に対する埋め合わせのためにイオンをそれに向けて引き付ける。チャッキング表面２０１がプラスに帯電する場合、それは、帯電に対する埋め合わせのために電子をそれに向けて引き付ける。それ故、プラズマからの付加的な帯電を提供することは、蓄積された帯電を低減することによって、チャッキング力を低減する助けとなり、それ故、薄い基板をデチャックするために薄い基板の下で要求される圧力を低減し、それによって、薄い基板に対する損傷の可能性を低減する。

いくつかの実施形態において、拡散孔２２２、並びに孔２３２、２３４、及び２３６は、各々直径で、約３０ミクロンから約３００ミクロンの間に含まれる。いくつかの実施形態において、拡散孔２２２、並びに／又は孔２３２、２３４、及び２３６の数及び直径は、ギャップ２２４に提供されるガス／プラズマの量を決定する。いくつかの実施形態において、ギャップ２２４は、極薄の基板２１２と誘電体層２０６の上端のチャッキング表面２０１との間にガスを分配するために、誘電体層２０６の上端のチャッキング表面２０１の上に形成される溝であり得る。

いくつかの実施形態において、位置合わせの特徴は、キャリア２００がペデスタル支持体２２０の上に配置される場合、拡散孔２２２を孔２３２、２３４、及び２３６と位置合わせする助けとなるように提供され得る。例えば、いくつかの実施形態において、位置合わせのマーク又はタブは、キャリア２００及び／又はペデスタル支持体２２０の上に含まれ得る。いくつかの実施形態において、位置合わせは、キャリア２００をペデスタル支持体２２０の支持体表面と同じ直径になるように作ることによって取得され得る。

いくつかの実施形態において、プラズマは、ギャップ２２４に直接に提供され得る。すなわち、極薄の基板２１２が携帯用静電チャック２００の上に配置される場合、小さいギャップは、基板２１２の裏面とチャッキング表面２０１との間に形成される。ガス又はプラズマは、デチャッキング目的で、直接的にギャップ２２４に対して提供され得る。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つの導体２０８はまた、極薄の基板２１２を携帯用静電チャック２００からデチャック（すなわち、解放）するために、逆電圧を受け入れるか又は電力を解放させることができる。いくつかの実施形態において、逆電圧（例えば、基板をチャックするために提供される電圧と反対の極性を有する電圧を提供すること）は、上述されたデチャッキングの特徴のうちのいくつかとの組み合わせにおいて、デチャッキングを助けるために使用され得る。

図３は、１以上の処理チャンバの中で処理される極薄の基板を取り扱うための方法３００を描いている。方法３００は、３０２において始まり、ここで、極薄の基板は携帯用静電チャックの上に配置される。極薄の基板は、１以上の処理チャンバの外側の携帯用静電チャックの上に配置され得る。図２に関して上述されたように、携帯用静電チャックは、１以上の誘電体層、電気的導電層、及び電気的導電層に結合される少なくとも１つの電極を含み得る。

次に、３０４において、第１の電力が電極に適用されて、携帯用静電チャックに対して極薄の基板を静電的に保持する、極薄の基板に関する携帯用静電チャックに対するバイアスを提供する。いくつかの実施形態において、第１の電力は、初期充電ステーションにおいて、携帯用静電チャックに適用される。他の実施形態において、第１の電力は、バッテリを介して携帯用静電チャックに適用され得、バッテリは携帯可能であり、かつ携帯用静電チャックと一緒に移動可能である。

３０６において、携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板は、第１の処理チャンバの開口部を通して第１の処理チャンバの中へ移動され、１以上の基板処理のうちの第１の組を実行する。いくつかの実施形態において、１以上の基板処理の組は、極薄（例えば、約２０から約１００ミクロンの厚さの間）のガラス基板の上の薄膜のトランジスタの形成を含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、ＴＦＴｓは、ＬＣＤの用途において使用される極薄のガラス基板の上に形成され得る。他の実施形態において、１以上の基板処理の組は、シリコンの極薄（例えば、約２０から約１００ミクロンの厚さの間）の基板を処理することを含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、複数の長方形（又は他の形状因子）のシリコンの基板は、単一の携帯用静電チャックの上に保持され得、光起電（ＰＶ）装置の製造における使用に対して結晶シリコン（ｃ‐Ｓｉ）の層を成長させる。シリコン（ガラス基板と比較して）の上に形成されるＰＶ装置は、太陽からの電力利用において急速な拡大及び徹底したコスト低減をもたらした。本考案は、さらにＰＶ装置の生産のコストにおける低減をもたらすことができる、ＰＶ装置の製造に対する複数のシリコン基板の取り扱いを可能にする。

次に、３０８において、携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板は、基板処理の第１の組が実行された後に、第１の処理チャンバの中の開口部を通して、第１の処理チャンバから除去される。

いくつかの実施形態において、携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板は、３１０において、第２の処理チャンバの開口部を通して第２の処理チャンバの中へ随意に移動され得、１以上の基板処理のうちの第２の組を実行する。いくつかの実施形態において、例えば、チャッキング電極が継続的にＤＣ電力を提供しない場合、第２の電力が随意に適用され、携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板を第２の処理チャンバの中へ移動させるのに先立って、極薄の基板が静電的に携帯用静電チャックに保持されることを確実にする。いくつかの実施形態において、第２の電力は、中間充電ステーションにおいて、携帯用静電チャックに適用される。

最後に、３１２において、解放電力が電極に適用され、極薄の基板を携帯用静電チャックから解放する。

それ故、より厚い基板を取り扱うように構成された１以上の処理チャンバの中で処理される、極薄の基板を取り扱うための方法及び装置の実施形態が、提供された。薄いガラスの基板が処理されるいくつかの実施形態において、ｅ‐チャックのキャリアが、ガラス又は同様の熱膨張係数を有する材料から作られ得る。構造化された薄い金属の層（例えば、パターン化されたアルミニウムの層）は、誘電体（例えば、Ａｌ２Ｏ３又はＡｌＮ）で覆われ得、ｅ‐チャックのキャリアを形成する。ＬＣＤ製造工場の中で薄いガラスを処理する前に、基板は、ｅ‐チャックのキャリアガラスの上端の上に置かれ、かつ電圧が適用される。これは、ｅ‐チャックのキャリアガラス及び薄いガラスを接続する。処理がなされた後、逆電圧が適用され（デチャッキング）、かつ薄いガラスが例えばＬＣＤ ＴＶの中のバックプレーンとして使用され得る。

図４は、本考案のいくつかの実施形態による、例示的な基板処理チャンバの概略的な断面図を描いている。処理チャンバは、ＴＦＴ‐ＬＣＤ装置、ＰＶ装置に対する結晶シリコン（ｃ‐Ｓｉ）エピタキシャル堆積、又は同様なものを含む、ミクロ電子工学の装置の製造を容易にするために適切な任意のタイプのチャンバであり得るが、それらに限定されるものではない。処理チャンバは、例えば、５００ミリメートルから約３メートル平方のオーダーのフラットなパネル基板などの、望ましいサイズの基板に対して適切な任意のタイプのチャンバであり得る。それに加えて、処理チャンバは、例えば、円形ウエハ（例えば、２００ミリメートル、３００ミリメートル、４５０ミリメートル、又は同様な半導体基板）、長方形又は正方形のフラットなパネル（例えば、ディスプレイのため、太陽、発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び他の類似の用途）、又は同様なものなどの、望ましい形状の基板に対して適切な任意のタイプのチャンバであり得る。適切なチャンバの実施例は、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から購入することが可能な、水平処理のためのＡＫＴ ＰＥＣＶＤ、及び垂直処理のためのＡＫＴ Ａｌｚｅｎａｕ ＰｉＶｏｔ若しくはＮｅｗ Ａｒｉｓｔｏチャンバを含むが、それらに限定されるものではない。アプライドマテリアルズ社又は他の製造業者からの他の処理チャンバはまた、本明細書の中において開示される本考案に関する装置から利益を受け得る。ある種の構成及び支持体装備に関して以下に説明されるが、以下の説明は純粋に例示目的であり、かつ携帯用静電チャックは、種々の構成を有する処理チャンバと連動して使用され得る。

処理チャンバ４０２は、処理容積４０４及び排気容積４０６を含み得る、内側容積４０５を有する。処理容積４０４は、例えば、処理チャンバ４０２の範囲内に配置されるペデスタル支持体２２０と、望ましい位置に提供されるシャワーヘッド４１４及び／又はノズルなどの１以上のガスインレットとの間で、画定され得る。ペデスタル支持体２２０は、携帯用静電チャック２００を支持する（図２に関して上述された）。携帯用静電チャック２００は、処理の間にその上にある基板（例えば、極薄の基板）を支持するために使用される。

携帯用静電チャック２００は、移送ロボット、ペデスタル支持体２２０の中のリフトピン、又は同様なものなどの、従来の取り扱いメカニズムを介して、ペデスタル支持体２２０へ移送され得る。ペデスタル支持体２２０は、電極４４０、又は処理の間に携帯用静電チャック２００を所定の位置に保持することにおいて助けとなる他のメカニズムを含み得る。いくつかの実施形態において、電極４４０は、電源２１０に結合され得る。電源２１０は、基板２１２を所定の位置に保持するために、電極４４０及び／又は導体２０８に電力を提供することができる。いくつかの実施形態において、ガス供給２１４は、導管２１６を介して携帯用静電チャック２００にデチャッキングガスを提供することができる。いくつかの実施形態において、ペデスタル支持体２２０、又は携帯用静電チャック２００は、基板の温度を制御するためのメカニズムを含み得る。

携帯用静電チャック２００、及び携帯用静電チャック２００の上に静電的に保持され得る基板２１２は、処理チャンバ４０２の壁の中の開口部４１２を介して処理チャンバ４０２に入り得る。開口部４１２は、スリットバルブ４１８、又は開口部４１２を通ってチャンバの内装に対するアクセスを選択的に提供するためのメカニズムを介して、選択的に密封され得る。ペデスタル支持体２２０は、携帯用静電チャック２００及び基板を開口部４１２を介してチャンバの中へ及びチャンバの中から外へ移送するために適切な（示される）下側の位置と、処理のために適切な選択可能な上側の位置との間で、ペデスタル支持体２２０の位置を制御することができる、リフトメカニズム４３４に結合され得る。処理位置は、特定の処理ステップに対して処理均一性を最大化するために選択され得る。高く持ち上げられる位置の少なくとも１つにある場合、ペデスタル支持体２２０は、開口部４１２の上に配置され得、対称的な処理領域を提供する。

１以上のガスインレット（例えば、シャワーヘッド４１４）は、１以上の処理ガスを処理チャンバ４０２の処理容積４０４の中へ提供するためのガス供給４１６に結合され得る。シャワーヘッド４１４は、図４に示されているが、付加的な又は代替的なガスインレットが提供されて、例えば、処理チャンバ４０２の天井４４２、若しくは側壁、又は処理チャンバのベース、基板支持体の周辺、又は同様なものなどの、処理チャンバ４０２に対して望ましいようにガスを提供するために適切な他の位置において配置されるノズル又はインレットが提供される。

１以上のプラズマ電源（示される１つのＲＦ電源４４８）は、処理チャンバ４０２に結合され得、ＲＦ電力を１以上のそれぞれのマッチネットワーク（示される１つのマッチネットワーク４４６）を介してターゲットに供給する。いくつかの実施形態において、装置４００は、処理のために誘導的に結合されたＲＦ電源を利用し得る。例えば、処理チャンバ４０２は、誘電体材料から作られた天井４４２、及び誘電体シャワーヘッド４１４を有し得る。天井４４２は実質的にフラットであり得るが、ドーム形状の天井又は同様なものなどの他のタイプの天井がまた利用されてもよい。１以上のプラズマ源は、約２メガヘルツ、及び／又は約１３．５６メガヘルツの周波数、又は２７メガヘルツ及び／又は６０メガヘルツなどのより高い周波数において、５０００ワットまでの電力を生み出すことができる。

排気容積４０６は、例えば、ペデスタル支持体２２０と処理チャンバ４０２の下端との間で画定され得る。排気容積４０６は、排気システム４２０と流体結合され得、又は排気システム４２０の一部分として考えられ得る。排気システム４２０は、概して、ポンピングプレナム４２４、及びポンピングプレナム４２４を処理チャンバ４０２の内側容積４０５（そして、概して、排気容積４０６）に結合する１以上の導管を含む。

各々の導管は、内側容積４０５（又は、いくつかの実施形態において、排気容積４０６）に結合されるインレット４２２、及びポンピングプレナム４２４に対して流体結合される（図示せぬ）アウトレットを有する。例えば、各々の導管は、処理チャンバ４０２の側壁の下側の領域又は床に配置される、インレット４２２を有し得る。いくつかの実施形態において、インレットは、互いから実質的に等距離に間隔を空けられる。

真空ポンプ４２８は、処理チャンバ４０２から排気ガスを送り出すために、ポンピングポート４２６を介して、ポンピングプレナム４２４に結合され得る。真空ポンプ４２８は、適切な排気取扱い装備に対して要求されるように、排気を経路指定するための排気アウトレット４３２に流体結合され得る。バルブ４３０（ゲートバルブ、又は同様なものなど）は、ポンピングプレナム４２４の中に配置され得、真空ポンプ４２８の作動と組み合されて、排気ガスの流量の制御を容易にする。ｚ‐モーション（ｚ‐ｍｏｔｉｏｎ）ゲートバルブが示されているが、排気の流れを制御するための任意の適切な、プロセス互換性のあるバルブが、使用されてもよい。

上記は本考案の実施形態を対象とするが、本考案の基本的な範囲から逸脱することなく、本考案の他のさらなる実施形態を考案することもできる。

いくつかの実施形態において、位置合わせの特徴は、キャリア２０２がペデスタル支持体２２０の上に配置される場合、拡散孔２２２を孔２３２、２３４、及び２３６と位置合わせする助けとなるように提供され得る。例えば、いくつかの実施形態において、位置合わせのマーク又はタブは、キャリア２０２及び／又はペデスタル支持体２２０の上に含まれ得る。いくつかの実施形態において、位置合わせは、キャリア２０２をペデスタル支持体２２０の支持体表面と同じ直径になるように作ることによって取得され得る。

３０６において、携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板は、第１の処理チャンバの開口部を通して第１の処理チャンバの中へ移動され、１以上の基板処理のうちの第１の組を実行する。いくつかの実施形態において、１以上の基板処理の組は、極薄（例えば、約２０から約１００ミクロンの厚さの間）のガラス基板の上の薄膜のトランジスタの形成を含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、ＴＦＴｓは、ＬＣＤの用途において使用される極薄のガラス基板の上に形成され得る。他の実施形態において、１以上の基板処理の組は、シリコンの極薄（例えば、約２０から約１００ミクロンの厚さの間）の基板を処理することを含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、複数の長方形（又は他の形状因子）のシリコンの基板は、単一の携帯用静電チャックの上に保持され得、光起電（ＰＶ）装置の製造における使用に対して結晶シリコン（ｃ‐Ｓｉ）の層を成長させる。シリコン基板（ガラス基板と比較して）の上に形成されるＰＶ装置は、太陽からの電力利用において急速な拡大及び徹底したコスト低減をもたらした。本考案は、さらにＰＶ装置の生産のコストにおける低減をもたらすことができる、ＰＶ装置の製造に対する複数のシリコン基板の取り扱いを可能にする。

上記は本考案の実施形態を対象とするが、本考案の基本的な範囲から逸脱することなく、本考案の他のさらなる実施形態を考案することもできる。
また、本考案は以下に記載する態様を含む。
（態様１２）
１以上の処理チャンバの中で処理される極薄の基板を取り扱うための方法であって：
前記１以上の処理チャンバの外側に配置される携帯用静電チャックの上に前記極薄の基板を配置することであって、前記携帯用静電チャックは、少なくとも１つの誘電体層、電気的導電層、及び前記電気的導電層に結合される少なくとも１つの電極を有し、かつ前記携帯用静電チャックは大きい極薄の基板を支持するようにサイズが決められる、配置すること；
前記極薄の基板を前記携帯用静電チャックに対して静電的に保持する、前記極薄の基板に関する前記携帯用静電チャックに対するバイアスを提供するために、前記電極に第１の電力を適用すること；
前記携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板を、第１の処理チャンバの中の開口部を通して前記第１の処理チャンバの中へ移動させ、１以上の基板処理のうちの第１の組を実行すること；
基板処理の前記第１の組が実行された後に、前記携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板を、前記第１の処理チャンバの前記開口部を通して前記第１の処理チャンバから除去すること；及び
デチャッキングプロセスを実行して、前記極薄の基板を前記携帯用静電チャックから解放させることを含む、方法。
（態様１３）
前記携帯用静電チャックは約５００ミリメートル平方から約３メートル平方までであり、かつ前記極薄の基板は約１０から２００ミクロンまでの間の厚さを有するガラス基板である、態様１２に記載の方法。
（態様１４）
前記デチャッキングプロセスは：
前記携帯用静電チャックと前記極薄基板との間に、帯電したイオン化プラズマを提供して、前記極薄の基板を前記携帯用静電チャックから解放させることを含み、
前記帯電したイオン化プラズマは、前記極薄の基板の上に蓄積された電荷を低減させることによって、チャッキング力を低減させる、態様１２又は１３に記載の方法。

Claims (15)

1. 携帯用静電チャックの上に配置される場合に極薄の基板を支持する、基板処理チャンバにおいて使用される前記携帯用静電チャックであって：
   誘電体材料を備えるキャリア；
   前記キャリアの上端面の上に配置される電気的導電層；
   前記電気的導電層が前記キャリアと誘電体層との間に配置されるように、前記電気的導電層の上に配置される前記誘電体層；及び
   前記電気的導電層に結合される少なくとも１つの導体を備え、
   前記携帯用静電チャックは、前記携帯用静電チャックに対して前記極薄の基板を静電的に保持するように構成され、
   前記携帯用静電チャックはさらに、前記基板処理チャンバの外側の基板処理装備によって、取り扱われかつ移動されるように構成され、かつ
   前記携帯用静電チャックは、大きい極薄の基板を支持するようにサイズを決められる、携帯用静電チャック。
2. 前記携帯用静電チャック及び前記大きい極薄の基板は長方形である、請求項１に記載の携帯用静電チャック。
3. 前記携帯用静電チャックは、約５００ミリメートル平方から約３メートル平方までである、請求項１に記載の携帯用静電チャック。
4. 前記キャリアは、前記極薄の基板が前記携帯用静電チャックの上に配置される場合、前記極薄の基板が、１以上の処理チャンバの中でシートとして処理され得るように、前記携帯用静電チャックに対して十分な剛性を提供するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用静電チャック。
5. 前記携帯用静電チャックの厚さは、約０．４ミリメートルから約０．７ミリメートルの間である、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用静電チャック。
6. 前記キャリアの厚さは、０．７ミリメートルよりも約１０から２００ミクロン短い、請求項５に記載の携帯用静電チャック。
7. 前記キャリアは、低い熱膨張係数を有する、ガラス、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン（Ｓｉ）、ステンレス鋼、アルミニウム、セラミック、又はニッケル鉄合金のうちの少なくとも１つから製造される、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用静電チャック。
8. 前記キャリアは、処理される前記極薄の基板と実質的に等しい熱膨張係数を有する材料を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用静電チャック。
9. 前記キャリア、前記電気的導電層、及び前記誘電体層の各々は、それらを通るように形成されたガス拡散孔であって、前記キャリアの下端面を前記誘電体層の上端面に流体結合するガス拡散孔を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用静電チャック。
10. 前記極薄の基板を前記携帯用静電チャックに対して静電的に保持する、前記極薄の基板に関する前記携帯用静電チャックに対するバイアスを提供するために、少なくとも１つの電極に結合される携帯用バッテリ電源をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用静電チャック。
11. １以上の前記処理チャンバの範囲内での基板処理の間に、前記極薄の基板を前記携帯用静電チャックに対して静電的に保持する、前記極薄の基板に関する前記携帯用静電チャックに対するバイアスを提供するために、少なくとも１つの電極は、前記１以上の処理チャンバの外側に配置される１以上の充電ステーションに結合されるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用静電チャック。
12. １以上の処理チャンバの中で処理される極薄の基板を取り扱うための方法であって：
    前記１以上の処理チャンバの外側に配置される携帯用静電チャックの上に前記極薄の基板を配置することであって、前記携帯用静電チャックは、少なくとも１つの誘電体層、電気的導電層、及び前記電気的導電層に結合される少なくとも１つの電極を有し、かつ前記携帯用静電チャックは大きい極薄の基板を支持するようにサイズが決められる、配置すること；
    前記極薄の基板を前記携帯用静電チャックに対して静電的に保持する、前記極薄の基板に関する前記携帯用静電チャックに対するバイアスを提供するために、前記電極に第１の電力を適用すること；
    前記携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板を、第１の処理チャンバの中の開口部を通して前記第１の処理チャンバの中へ移動させ、１以上の基板処理のうちの第１の組を実行すること；
    基板処理の前記第１の組が実行された後に、前記携帯用静電チャック及び静電的に保持された極薄の基板を、前記第１の処理チャンバの前記開口部を通して前記第１の処理チャンバから除去すること；及び
    デチャッキングプロセスを実行して、前記極薄の基板を前記携帯用静電チャックから解放させることを含む、方法。
13. 前記携帯用静電チャックは約５００ミリメートル平方から約３メートル平方までであり、かつ前記極薄の基板は約１０から２００ミクロンまでの間の厚さを有するガラス基板である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記デチャッキングプロセスは：
    前記携帯用静電チャックと前記極薄基板との間に、帯電したイオン化プラズマを提供して、前記極薄の基板を前記携帯用静電チャックから解放させることを含み、
    前記帯電したイオン化プラズマは、前記極薄の基板の上に蓄積された電荷を低減させることによって、チャッキング力を低減させる、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 極薄の基板をアンロードするための装置であって：
    携帯用静電チャックにおいて：
    誘電体材料から成るキャリア；
    前記キャリアの上端面の上に配置される電気的導電層；
    基板支持体表面を有する誘電体層において、前記電気的導電層が前記キャリアと前記誘電体層との間に配置されるように、前記誘電体層は前記電気的導電層の上に配置される、誘電体層；及び
    前記キャリアの下端面を前記誘電体層の前記基板支持体表面に流体結合する、前記キャリア、前記電気的導電層、及び前記誘電体層を通るように形成される複数のガス拡散孔を備える、携帯用静電チャック；並びに
    支持体表面の上に配置される場合、前記携帯用静電チャックを支持する前記支持体表面を有するペデスタル支持体において：
    本体；
    前記本体の中に配置されるガスリザーバ；及び
    前記ガスリザーバを前記支持体表面に流体結合する複数のガス拡散孔において、前記支持体表面の前記複数のガス拡散孔は、前記携帯用静電チャックの前記複数のガス拡散孔と位置合わせされる、複数のガス拡散孔を備える、ペデスタル支持体を備える、装置。
    

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