JP5026654B2 - 半導体処理装置で使用され得る可変ギャップストップ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動ユニットのための可変ギャップストップ装置に関し、この駆動ユニットは、一例として、半導体処理チャンバで所望の高さに半導体ウェハを移動させる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハの処理で、半導体ウェハは、様々な場合に、処理チャンバ、堆積チャンバ等内に位置される。そして、これらチャンバ内で、半導体ウェハは、異なった処理を受ける。
【０００３】
例えば、エッチング処理チャンバ内では、半導体ウェハは、下部電極としても機能するチャックのような半導体支持部材上に配置される。また、上部電極が、前記チャックの上方に位置されている。さらに、回転磁石（ｒｏｔａｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔ）が、前記チャック及び上部電極の周囲に円周状に位置されている。前記チャック、前記上部電極、前記回転磁石は、前記チャック上に配置されている半導体ウェハをエッチングするように使用されるプラズマを生じさせる。
【０００４】
このようなエッチング処理チャンバ内で、半導体ウェハは、前記上部電極から所定の距離に位置されなければならない。この作動を達成するために、半導体ウェハが上に配置される前記チャックは、前記上部電極の下方の所望の高さに、駆動システムによって処理チャンバ内で上下に移動される。
【０００５】
図１は、半導体処理チャンバ内で所望の高さにチャックを位置させるような従来の駆動システムを示している。図１は、シリンダー１０を示しており、このシリンダー上に、チャック（図示されていない）が、装着され、このチャック上に、半導体ウェハ（図示されていない）が、保持される。図１で、３つの駆動ねじ１２が、設けられており、これらは、回転しているとき、前記シリンダー１０を上下に駆動する。駆動チェーン（図示されていない）が、前記３つの駆動ねじ１２の周囲に形成され、モーター（図示されていない）によって駆動される。
【０００６】
図１の駆動システムを用いて、半導体処理装置の操作者は、処理チャンバ内で半導体ウェハの所望の高さを設定し得る。即ち、前記モーターは、前記駆動チェーンを駆動し、この駆動チェーンは、前記３つの駆動ねじ１２を駆動し、続いて、これら駆動ねじは、半導体処理チャンバ内で所望の高さに前記シリンダー１０を移動させる。さらに、様々なセンサー及びフィードバックシステムが、処理チャンバ内で前記チャックの高さをモニターするように使用され得、前記チャックが、半導体ウェハを所望の高さに支持することが確保される。従って、図１で示されているような、前記チャックを支持している前記シリンダー１０のための駆動システムを使用することにより、半導体ウェハは、処理チャンバ内で様々な高さに再配置され得る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１のチェーンによる駆動システムは、半導体処理について幾つかの不利を招く。第１に、半導体処理は、非常に厳密な作動を必要とし、また、非常に高度な清浄度を必要とする。図１のチェーンによる駆動は、しばしば、半導体装置に不利益を与え得る装置内の振動を生じるという欠点を有する。さらに、チェーンによる駆動は、潤滑油を必要とするであろうし、この潤滑油は、汚染物質を生じ、この汚染物質は、半導体装置中への侵入路を見つけ、そして、半導体装置内の汚染物質は、処理されている半導体ウェハの汚染を生じ得る。
【０００８】
半導体支持部材を位置させるための別のシステムが、図２で示されている。図２は，チャック２１を示しており、このチャック上に、半導体ウェハが、保持される。前記チャック２１は，シリンダー２２によって支持されており、このシリンダーは、上部支持ブラケット２７と下部支持ブラケット２５とを通過するように上下に移動される。前記シリンダー２２は、下部基板２６も有し、この下部基板は、シリンダー２２と共に移動されるように、前記シリンダー２２に取着されている。前記シリンダー２２は，標準的な方法で、空気流の制御に基づいて上向き及び下向きに移動される、空気力学的なエア駆動シリンダー（ａｉｒ ｄｒｉｖｅｎ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）であり得る。
【０００９】
前記チャック２１が、処理チャンバ内で適切な高さにあることが確保されるように、前記下部基板２６は、３つの停止ねじ２４を有する。これら停止ねじ２４は、図２において破線で示されているように、高さが調節可能であり得る。前記シリンダー２２が、前記チャック２１に保持されている半導体ウェハを処理チャンバ中に移動させるように、上向きに移動されているとき、前記停止ねじ２４は、前記下部支持ブラケット２５の底部に接して、前記シリンダー２２を適切な位置で停止させ、この結果、前記チャック２１を処理チャンバ内で適切な高さに停止させるだろう。図２の駆動システムを有する半導体装置の操作者は、前記停止ねじ２４の位置を手動で調節し得（正面に示されている停止ねじ２４において、破線で示されている）、この結果、前記チャック２１が、処理チャンバ内で停止される高さが調節される。このような装置で、前記シリンダー２２の移動は、前記下部支持ブラケット２５に接する前記停止ねじ２４のみによって停止される。
【００１０】
図１の駆動システムに対する図２の駆動システムの利点は、図２の駆動システムは、チェーンによる駆動を必要とせず、従って、チェーンによる駆動システムにおける振動及び潜在的な汚染が、回避されることである。図２の駆動システムの欠点は、操作者にとって、処理チャンバ内でシリンダー２２の高さを調節することが、比較的難しく面倒であることであり、これは、このような調節を行うには、操作者が、前記停止ねじ２４の位置を手動で適切に調節することが必要とされるためである。
【００１１】
本発明の１つの目的は、半導体処理装置において特有の用途が見出され得、また、対象物の支持部材の高さが、変化され得るという利点を与える、新規な駆動システムを与えることである。
【００１２】
さらに、本発明の目的は、半導体処理装置において特有の用途が見出され得、また、振動や汚染を生じることなく、操作者によって、対象物の支持部材の高さが容易に変化され得る、新規な駆動システムを与えることである。
【００１３】
さらに、本発明の目的は、半導体処理装置において特有の用途が見出され得、また、半導体ウェハが配置されるチャックを、駆動するための空気力学的なシリンダー駆動ユニットを利用する半導体処理装置において提供され得る、新規な駆動システムを与えることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的及び他の目的を達成するために、本発明は、駆動ユニットの移動を停止させ得る新規な可変ギャップストップ装置（ｖａｒｉａｂｌｅ ｇａｐ ｓｔｏｐ ｄｅｖｉｃｅ）を開示し、この駆動ユニットは、半導体処理装置内で半導体ウェハが保持されるチャックを移動させる、空気力学的に駆動されるシリンダーのような駆動ユニットである。本発明で、前記駆動ユニットは、位置決め面を有する。また、可動ギャップストップユニットが、駆動ユニットの位置決め面から異なる高さの少なくとも第１及び第２の停止面を有する。そして、ロッドを有するシリンダーが、第１の停止面が支持ブラケットに対する第１の高さで駆動ユニットを停止するように、第１の停止面が前記位置決め面にアラインメントされる位置と、第２の停止面が支持ブラケットに対する第２の高さで駆動ユニットを停止するように、第２の停止面が位置決め面にアラインメントされる位置とに、前記可動ギャップストップユニットを移動させる。前記第１，第２の高さは、前記半導体処理チャンバ内の電極に対する前記基板支持部材の正確な高さ位置にそれぞれ対応する。
【００１５】
本発明におけるこのような構成及び作動で、前記駆動装置の少なくとも１つの位置決め面は、前記可動ギャップストップユニットの複数の停止面の１つと接し得る。前記駆動ユニットの位置決め面が、複数の前記停止面のどれに接するかに基づいて、前記駆動ユニットが前記位置決め面を移動させる高さが、制御され得る。例えば、シリンダーがチャックを移動させる高さが、この結果、半導体処理チャンバ内でチャックの高さが、制御され得る。
【００１６】
従って、本発明の構成は、半導体ウェハのような対象物が、処理チャンバのような装置内の様々な高さに容易かつ効果的に位置され得るような、容易に実行可能な制御を与える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下の詳細な説明が、添付図面と関連して考慮されたとき、本発明のより完全な理解及び多くの追加の利点が、以下の詳細な説明を参照することによって、容易に得られ、同時によりよく理解されるだろう。
【００１８】
図面を参照すると、同様な参照符号が、幾つかの図を通じて、同一の又は対応している部材に付されており、特に図３を参照すると、本発明の可変ギャップストップ装置を有する、半導体支持装置のための駆動システムが、示されている。
【００１９】
図３で示されている本発明のためのシステムは、チャック２１が、装着され、シリンダー２２によって位置される点で、図２のシステムと同様である。また、前記シリンダー２２に、停止ねじ２４を有する下部基板２６が、装着されている。そして、前記シリンダー２２は、上下に移動されるように空気力学的に制御される。しかしながら、図３で示されている本発明のシステムは、可変ギャップストップのメカニズムを有し、このメカニズムにより、前記チャック２１は、処理チャンバ（図示されていない）内の様々な位置に配置され得る。このような作動を達成するために、図３で示されている本発明で、リング３２が、ガイド３０内に与えられている。前記リング３２は、図５でさらに詳細に示されている。前記リング３２は、可変な停止面３３、３４を有し、そして、各面は、互いに異なった高さを有し、前記下部基板２６の前記停止ねじ２４とアラインメントされ、また、アラインメントを解除されるように移動され、従って、各面は、前記シリンダー２２が、上向きに移動されているとき、前記下部基板２６の停止ねじ２４と接触し、あるいは、接触しない。
【００２０】
前記リング３２は、ロッド３７を有するシリンダー３１によって円周方向に移動され位置され得る。前記リング３２が、円周方向に移動されるとき、（１）前記停止面３３の底部が、停止ねじ２４と対面しているようにアラインメントされているように位置付けられている、（２）中間の高さの前記停止面３４の底部が、停止ねじ２４と対面しているようにアラインメントされているように位置付けられている、あるいは、（３）前記リング３２のどの面も、停止ねじ２４と対面しているようには位置されておらず、前記シリンダー２２が、上向きに完全に移動されたとき、前記停止ねじ２４が、下部ブラケット２５の下面に接するであろうように、前記リング３２は、移動され得る。
【００２１】
このように、前記リング３２の位置を変化させることによって、（１）前記チャック２１が、処理チャンバ内で相対的に下の位置に位置されている状態に対応している、前記停止ねじ２４が、前記停止面３３に接している状態と、（２）前記チャック２１が、処理チャンバ内で相対的に中間の位置に位置されている状態に対応している、前記停止ねじ２４が、前記停止面３４に接している状態と、（３）前記チャック２１が、処理チャンバ内で相対的に上の位置に位置されている状態に対応している、前記停止ねじ２４が、図２の実施形態の場合と同様に、前記下部ブラケット２５に接している状態とに、対応している互いに異なった３つの位置で、前記シリンダー２２は、停止され得る。
【００２２】
本発明のように、このような可変ギャップストップ装置を利用することにより、前記チャック２１は、処理チャンバ内で互いに異なった３つの位置で停止され得る。その上、本発明のように、このような可変ギャップストップ装置を利用することにより、依然として、前記停止ねじ２４の位置は、前記チャック２１が、処理チャンバ内で位置され得る３つの位置を絶対的に変化させるように調節され得る。
【００２３】
図３で示されている実施形態で、前記リング３２は、前記下部ブラケット２５に取着されている前記ガイド３０内に形成されている。前記ガイド３０は、前記リング３２の円周方向の滑らかな移動を確保するように与えられている。
【００２４】
図３の実施形態で、前記シリンダー３１は、前記リング３２を上述した互いに異なった３つの位置に位置させるように与えられている。このような作動を達成するために見出され得るシリンダーの１つが、名称Ｇｌｏｂａｌ Ｓｅｒｉｅｓ（商標名） ａｉｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒｓで製造されている、オプションＸＣ１１又はＸＣ１２を有する直列シリンダーである。このようなシリンダー３１は、ロッドの互いに異なった３つの位置が、必要とされているとき使用される直列シリンダーであり得る。前記シリンダー３１は、前方シリンダーの後方の装着孔にねじ止めされている押さえボルトにより、先端から後端まで一体化されている（ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｔｉｐ−ｔｏ−ｔａｉｌ）２つのシリンダーで、形成され得る。短い方の行程が、後方のシリンダーに設けられている、２つの異なった行程を有するこのようなシリンダーは、１つのロッド３７が、伸ばされていない、正の中間位置まで伸ばされている、あるいは、完全な伸張位置まで伸ばされていることを可能にしている。
【００２５】
前記シリンダー３１は、様々なエアライン３６によってエアが供給されるエア駆動シリンダーであり得る。前記シリンダー３１へのエアの供給は、電磁バルブ３９によって制御され、この電磁バルブは、前記エアライン３６のエアの供給を制御することによって、三位置シリンダー３１の作動を制御する。
【００２６】
図３でも示されているように、３つのセンサー３８が、前記シリンダー３１に装着されている。これらセンサー３８は、前記シリンダー３１のロッド３７の位置をモニターするように与えられている。前記センサー３８を使用することにより、フィードバック制御が、与えられ得、前記シリンダー３１のロッド３７の位置が、確定され、従って、前記リング３２の位置が、確定される。
【００２７】
図４は、本発明の制御システム全体のブロックダイアグラムを示している。
図４で示されているように、前記シリンダー３１は、前記リング３２の位置を制御する。そして、前記シリンダー３１は、制御ユニット４０によって制御される。この制御ユニット４０は、高さの入力値４１を受け取り、この入力値は、典型的に、操作者が、処理チャンバ内の前記チャック２１の所望の高さを、キーパッド、タッチスクリーン等に入力することによって与えられるだろう。前記制御ユニット４０が、高さの入力値４１を受け取ったとき、この制御ユニット４０は、前記ロッド３７を所望の位置に伸ばすように、前記シリンダー３１を制御し、この結果、このシリンダー３１は、前記リング３２を制御して、所望の位置まで円周方向に移動させる。前記制御ユニット４０は、また、前記センサー３８からのフィードバック信号を受け取る。上述したように、前記センサー３８は、前記シリンダー３１内のロッド３７の位置を確認するセンサーである。このように、前記制御ユニット４０は、前記シリンダー３１内のロッド３７が、所望の位置にあることを確定し得る。
【００２８】
また、前記制御ユニット４０は、第２のセットのセンサー４２からの信号を受け取り得、これらセンサーは、処理チャンバ内に、又は、前記シリンダー２２の近くに与えられ得、また、処理チャンバ内の前記チャック２１の位置、又は、前記シリンダー２２の位置を検知する。これらセンサー４２は、本発明の実施形態の例において、前記チャック２１が、処理チャンバ内で位置され得る３つの高さの各々に与えられるべきである。これらセンサー４２は、前記制御ユニット４０が、処理チャンバ内で前記チャック２１の位置を確定し得るような追加の方法を与え得る。
【００２９】
図６ないし８は、可変ギャップストップシステムを単独で示しており、夫々、前記リング３２が取り得る互いに異なった３つの位置を示している。
さらに具体的にいうと、図６は、前記シリンダー３１のロッド３７は、伸ばされておらず、従って、前記シリンダー３１は、前記リング３２の停止面３３が、前記停止ねじ２４とアラインメントされているように位置付けられているような、位置にある、本発明の可変ギャップストップシステムを単独で示している。図６で示されているような位置で、前記シリンダー２２が、前記チャック２１上に配置されている半導体ウェハが、処理チャンバ内にあるような位置に、上昇されているとき、前記シリンダー２２の下部基板２６に装着されている前記停止ねじ２４は、前記リング３２の停止面３３に接し、前記シリンダー２２の移動を停止させるだろう。上述したように、このような位置で、前記チャック２１は、処理チャンバ内で相対的に下の位置にあるだろう。
【００３０】
図７は、前記シリンダー３１のロッド３７は、中間位置に伸ばされている、本発明の可変ギャップストップシステムを示している。図７で示されているような位置で、前記リング３２の停止面３４が、前記停止ねじ２４とアラインメントされているように位置付けられている。作動中、前記シリンダー２２が、上昇されているとき、前記停止ねじ２４の頂部は、中間の前記停止面３４に接し、この結果、前記チャック２１は、処理チャンバ内で所定の中間の位置に位置されるだろう。
【００３１】
図８は、前記シリンダー３１のロッド３７は、最大のレベルまで伸ばされており、従って、前記リング３２のどの部分も、前記停止ねじ２４とアラインメントされていない、本発明の可変ギャップストップシステムを示している。図８で示されているような位置で、前記シリンダー２２が、上昇されているとき、前記停止ねじ２４の頂部は、前記下部ブラケット２５の底部に接するだろう。このような位置で、前記チャック２１は、処理チャンバ内で相対的に高いレベルにあるだろう。
従って、上述した図で示されているような本発明の作動を用いて、前記チャック２１は、処理チャンバ内で様々な高さ位置を取るように制御され得る。
【００３２】
互いに異なった２つの停止面３３及び３４を有し、従って、互いに異なった３つのギャップストップ位置又は高さが利用可能なリング３２を、上述した本発明の実施形態は、示している。明らかに、前記リング３２は、所望の場合、１つのみのギャップ停止面、又は、３つ以上のギャップ停止面を有するように改良され得る。
【００３３】
さらに、前記停止面３３及び３４は、前記リング３２と一体的な部分として形成され得、あるいは、前記リング３２に装着される別個の部材として形成され得る。前記停止面３３及び３４が、前記リング３２に装着される別個の部材として形成されている場合、異なった停止面３３及び３４が、利用され得ることが可能である。つまり、本発明の装置のフレキシビリィティを増大するように、様々な高さの停止面３３及び３４の異なったセットが、選択され、前記リングに装着され得る。
【００３４】
その上、前記シリンダー３１は、エア駆動シリンダーである必要はなく、前記リング３２を様々な位置に移動させ得るどんなシリンダーでもよい。
なおまた、ギャップ停止面３３、３４は、リング３２の部品として示されているが、ギャップ停止面３３、３４は、所望の場合、非円周形状の装置に形成され得る。
【００３５】
また、本発明は、半導体処理装置で利用される可変ギャップストップ装置に関して上述された。本発明は、もちろん、他のタイプの装置で使用され得るが、本発明の出願人は、本発明のこのような装置が、半導体処理装置で特に有用であり得ることを認識している。
【００３６】
明らかに、上述した教示の範囲内の、本発明の多くの追加的な改良及び変形が、可能である。従って、特許請求の範囲内で、本発明は、上述された特定の実施形態と異なった形態で実施され得ることが、理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、半導体支持装置のための従来の、チェーンによる駆動システムを示している。
【図２】 図２は、半導体支持装置のための別の従来の駆動システムを示している。
【図３】 図３は、本発明の半導体支持装置のための駆動システムを構造的に示している。
【図４】 図４は、本発明の半導体支持装置のための駆動システムの特定の部材を、ブロックダイアグラム形式で示している。
【図５】 図５は、本発明の可変ギャップストップシステムの特定の部材の１つを示している。
【図６】 図６は、本発明の可変ギャップストップシステムを第１の位置で示している。
【図７】 図７は、本発明の可変ギャップストップシステムを第２の位置で示している。
【図８】 図８は、本発明の可変ギャップストップシステムを第３の位置で示している。
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動ユニットのための可変ギャップストップ装置に関し、この駆動ユニットは、一例として、半導体処理チャンバで所望の高さに半導体ウェハを移動させる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハの処理で、半導体ウェハは、様々な場合に、処理チャンバ、堆積チャンバ等内に位置される。そして、これらチャンバ内で、半導体ウェハは、異なった処理を受ける。
【０００３】
例えば、エッチング処理チャンバ内では、半導体ウェハは、下部電極としても機能するチャックのような半導体支持部材上に配置される。また、上部電極が、前記チャックの上方に位置されている。さらに、回転磁石（ｒｏｔａｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔ）が、前記チャック及び上部電極の周囲に円周状に位置されている。前記チャック、前記上部電極、前記回転磁石は、前記チャック上に配置されている半導体ウェハをエッチングするように使用されるプラズマを生じさせる。
【０００４】
このようなエッチング処理チャンバ内で、半導体ウェハは、前記上部電極から所定の距離に位置されなければならない。この作動を達成するために、半導体ウェハが上に配置される前記チャックは、前記上部電極の下方の所望の高さに、駆動システムによって処理チャンバ内で上下に移動される。
【０００５】
図１は、半導体処理チャンバ内で所望の高さにチャックを位置させるような従来の駆動システムを示している。図１は、シリンダー１０を示しており、このシリンダー上に、チャック（図示されていない）が、装着され、このチャック上に、半導体ウェハ（図示されていない）が、保持される。図１で、３つの駆動ねじ１２が、設けられており、これらは、回転しているとき、前記シリンダー１０を上下に駆動する。駆動チェーン（図示されていない）が、前記３つの駆動ねじ１２の周囲に形成され、モーター（図示されていない）によって駆動される。
【０００６】
図１の駆動システムを用いて、半導体処理装置の操作者は、処理チャンバ内で半導体ウェハの所望の高さを設定し得る。即ち、前記モーターは、前記駆動チェーンを駆動し、この駆動チェーンは、前記３つの駆動ねじ１２を駆動し、続いて、これら駆動ねじは、半導体処理チャンバ内で所望の高さに前記シリンダー１０を移動させる。さらに、様々なセンサー及びフィードバックシステムが、処理チャンバ内で前記チャックの高さをモニターするように使用され得、前記チャックが、半導体ウェハを所望の高さに支持することが確保される。従って、図１で示されているような、前記チャックを支持している前記シリンダー１０のための駆動システムを使用することにより、半導体ウェハは、処理チャンバ内で様々な高さに再配置され得る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１のチェーンによる駆動システムは、半導体処理について幾つかの不利を招く。第１に、半導体処理は、非常に厳密な作動を必要とし、また、非常に高度な清浄度を必要とする。図１のチェーンによる駆動は、しばしば、半導体装置に不利益を与え得る装置内の振動を生じるという欠点を有する。さらに、チェーンによる駆動は、潤滑油を必要とするであろうし、この潤滑油は、汚染物質を生じ、この汚染物質は、半導体装置中への侵入路を見つけ、そして、半導体装置内の汚染物質は、処理されている半導体ウェハの汚染を生じ得る。
【０００８】
半導体支持部材を位置させるための別のシステムが、図２で示されている。図２は，チャック２１を示しており、このチャック上に、半導体ウェハが、保持される。前記チャック２１は，シリンダー２２によって支持されており、このシリンダーは、上部支持ブラケット２７と下部支持ブラケット２５とを通過するように上下に移動される。前記シリンダー２２は、下部基板２６も有し、この下部基板は、シリンダー２２と共に移動されるように、前記シリンダー２２に取着されている。前記シリンダー２２は，標準的な方法で、空気流の制御に基づいて上向き及び下向きに移動される、空気力学的なエア駆動シリンダー（ａｉｒ ｄｒｉｖｅｎ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）であり得る。
【０００９】
前記チャック２１が、処理チャンバ内で適切な高さにあることが確保されるように、前記下部基板２６は、３つの停止ねじ２４を有する。これら停止ねじ２４は、図２において破線で示されているように、高さが調節可能であり得る。前記シリンダー２２が、前記チャック２１に保持されている半導体ウェハを処理チャンバ中に移動させるように、上向きに移動されているとき、前記停止ねじ２４は、前記下部支持ブラケット２５の底部に接して、前記シリンダー２２を適切な位置で停止させ、この結果、前記チャック２１を処理チャンバ内で適切な高さに停止させるだろう。図２の駆動システムを有する半導体装置の操作者は、前記停止ねじ２４の位置を手動で調節し得（正面に示されている停止ねじ２４において、破線で示されている）、この結果、前記チャック２１が、処理チャンバ内で停止される高さが調節される。このような装置で、前記シリンダー２２の移動は、前記下部支持ブラケット２５に接する前記停止ねじ２４のみによって停止される。
【００１０】
図１の駆動システムに対する図２の駆動システムの利点は、図２の駆動システムは、チェーンによる駆動を必要とせず、従って、チェーンによる駆動システムにおける振動及び潜在的な汚染が、回避されることである。図２の駆動システムの欠点は、操作者にとって、処理チャンバ内でシリンダー２２の高さを調節することが、比較的難しく面倒であることであり、これは、このような調節を行うには、操作者が、前記停止ねじ２４の位置を手動で適切に調節することが必要とされるためである。
【００１１】
本発明の１つの目的は、半導体処理装置において特有の用途が見出され得、また、対象物の支持部材の高さが、変化され得るという利点を与える、新規な駆動システムを与えることである。
【００１２】
さらに、本発明の目的は、半導体処理装置において特有の用途が見出され得、また、振動や汚染を生じることなく、操作者によって、対象物の支持部材の高さが容易に変化され得る、新規な駆動システムを与えることである。
【００１３】
さらに、本発明の目的は、半導体処理装置において特有の用途が見出され得、また、半導体ウェハが配置されるチャックを、駆動するための空気力学的なシリンダー駆動ユニットを利用する半導体処理装置において提供され得る、新規な駆動システムを与えることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的及び他の目的を達成するために、本発明は、駆動ユニットの移動を停止させ得る新規な可変ギャップストップ装置（ｖａｒｉａｂｌｅ ｇａｐ ｓｔｏｐ ｄｅｖｉｃｅ）を開示し、この駆動ユニットは、半導体処理装置内で半導体ウェハが保持されるチャックを移動させる、空気力学的に駆動されるシリンダーのような駆動ユニットである。本発明で、前記駆動ユニットは、位置決め面を有する。また、可動ギャップストップユニットが、駆動ユニットの位置決め面から異なる高さの少なくとも第１及び第２の停止面を有する。そして、ロッドを有するシリンダーが、第１の停止面が支持ブラケットに対する第１の高さで駆動ユニットを停止するように、第１の停止面が前記位置決め面にアラインメントされる位置と、第２の停止面が支持ブラケットに対する第２の高さで駆動ユニットを停止するように、第２の停止面が位置決め面にアラインメントされる位置とに、前記可動ギャップストップユニットを移動させる。前記第１，第２の高さは、前記半導体処理チャンバ内の電極に対する前記基板支持部材の正確な高さ位置にそれぞれ対応する。
【００１５】
本発明におけるこのような構成及び作動で、前記駆動装置の少なくとも１つの位置決め面は、前記可動ギャップストップユニットの複数の停止面の１つと接し得る。前記駆動ユニットの位置決め面が、複数の前記停止面のどれに接するかに基づいて、前記駆動ユニットが前記位置決め面を移動させる高さが、制御され得る。例えば、シリンダーがチャックを移動させる高さが、この結果、半導体処理チャンバ内でチャックの高さが、制御され得る。
【００１６】
従って、本発明の構成は、半導体ウェハのような対象物が、処理チャンバのような装置内の様々な高さに容易かつ効果的に位置され得るような、容易に実行可能な制御を与える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下の詳細な説明が、添付図面と関連して考慮されたとき、本発明のより完全な理解及び多くの追加の利点が、以下の詳細な説明を参照することによって、容易に得られ、同時によりよく理解されるだろう。
【００１８】
図面を参照すると、同様な参照符号が、幾つかの図を通じて、同一の又は対応している部材に付されており、特に図３を参照すると、本発明の可変ギャップストップ装置を有する、半導体支持装置のための駆動システムが、示されている。
【００１９】
図３で示されている本発明のためのシステムは、チャック２１が、装着され、シリンダー２２によって位置される点で、図２のシステムと同様である。また、前記シリンダー２２に、停止ねじ２４を有する下部基板２６が、装着されている。そして、前記シリンダー２２は、上下に移動されるように空気力学的に制御される。しかしながら、図３で示されている本発明のシステムは、可変ギャップストップのメカニズムを有し、このメカニズムにより、前記チャック２１は、処理チャンバ（図示されていない）内の様々な位置に配置され得る。このような作動を達成するために、図３で示されている本発明で、リング３２が、ガイド３０内に与えられている。前記リング３２は、図５でさらに詳細に示されている。前記リング３２は、可変な停止面３３、３４を有し、そして、各面は、互いに異なった高さを有し、前記下部基板２６の前記停止ねじ２４とアラインメントされ、また、アラインメントを解除されるように移動され、従って、各面は、前記シリンダー２２が、上向きに移動されているとき、前記下部基板２６の停止ねじ２４と接触し、あるいは、接触しない。
【００２０】
前記リング３２は、ロッド３７を有するシリンダー３１によって円周方向に移動され位置され得る。前記リング３２が、円周方向に移動されるとき、（１）前記停止面３３の底部が、停止ねじ２４と対面しているようにアラインメントされているように位置付けられている、（２）中間の高さの前記停止面３４の底部が、停止ねじ２４と対面しているようにアラインメントされているように位置付けられている、あるいは、（３）前記リング３２のどの面も、停止ねじ２４と対面しているようには位置されておらず、前記シリンダー２２が、上向きに完全に移動されたとき、前記停止ねじ２４が、下部ブラケット２５の下面に接するであろうように、前記リング３２は、移動され得る。
【００２１】
このように、前記リング３２の位置を変化させることによって、（１）前記チャック２１が、処理チャンバ内で相対的に下の位置に位置されている状態に対応している、前記停止ねじ２４が、前記停止面３３に接している状態と、（２）前記チャック２１が、処理チャンバ内で相対的に中間の位置に位置されている状態に対応している、前記停止ねじ２４が、前記停止面３４に接している状態と、（３）前記チャック２１が、処理チャンバ内で相対的に上の位置に位置されている状態に対応している、前記停止ねじ２４が、図２の実施形態の場合と同様に、前記下部ブラケット２５に接している状態とに、対応している互いに異なった３つの位置で、前記シリンダー２２は、停止され得る。
【００２２】
本発明のように、このような可変ギャップストップ装置を利用することにより、前記チャック２１は、処理チャンバ内で互いに異なった３つの位置で停止され得る。その上、本発明のように、このような可変ギャップストップ装置を利用することにより、依然として、前記停止ねじ２４の位置は、前記チャック２１が、処理チャンバ内で位置され得る３つの位置を絶対的に変化させるように調節され得る。
【００２３】
図３で示されている実施形態で、前記リング３２は、前記下部ブラケット２５に取着されている前記ガイド３０内に形成されている。前記ガイド３０は、前記リング３２の円周方向の滑らかな移動を確保するように与えられている。
【００２４】
図３の実施形態で、前記シリンダー３１は、前記リング３２を上述した互いに異なった３つの位置に位置させるように与えられている。このような作動を達成するために見出され得るシリンダーの１つが、名称Ｇｌｏｂａｌ Ｓｅｒｉｅｓ（商標名） ａｉｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒｓで製造されている、オプションＸＣ１１又はＸＣ１２を有する直列シリンダーである。このようなシリンダー３１は、ロッドの互いに異なった３つの位置が、必要とされているとき使用される直列シリンダーであり得る。前記シリンダー３１は、前方シリンダーの後方の装着孔にねじ止めされている押さえボルトにより、先端から後端まで一体化されている（ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｔｉｐ−ｔｏ−ｔａｉｌ）２つのシリンダーで、形成され得る。短い方の行程が、後方のシリンダーに設けられている、２つの異なった行程を有するこのようなシリンダーは、１つのロッド３７が、伸ばされていない、正の中間位置まで伸ばされている、あるいは、完全な伸張位置まで伸ばされていることを可能にしている。
【００２５】
前記シリンダー３１は、様々なエアライン３６によってエアが供給されるエア駆動シリンダーであり得る。前記シリンダー３１へのエアの供給は、電磁バルブ３９によって制御され、この電磁バルブは、前記エアライン３６のエアの供給を制御することによって、三位置シリンダー３１の作動を制御する。
【００２６】
図３でも示されているように、３つのセンサー３８が、前記シリンダー３１に装着されている。これらセンサー３８は、前記シリンダー３１のロッド３７の位置をモニターするように与えられている。前記センサー３８を使用することにより、フィードバック制御が、与えられ得、前記シリンダー３１のロッド３７の位置が、確定され、従って、前記リング３２の位置が、確定される。
【００２７】
図４は、本発明の制御システム全体のブロックダイアグラムを示している。
図４で示されているように、前記シリンダー３１は、前記リング３２の位置を制御する。そして、前記シリンダー３１は、制御ユニット４０によって制御される。この制御ユニット４０は、高さの入力値４１を受け取り、この入力値は、典型的に、操作者が、処理チャンバ内の前記チャック２１の所望の高さを、キーパッド、タッチスクリーン等に入力することによって与えられるだろう。前記制御ユニット４０が、高さの入力値４１を受け取ったとき、この制御ユニット４０は、前記ロッド３７を所望の位置に伸ばすように、前記シリンダー３１を制御し、この結果、このシリンダー３１は、前記リング３２を制御して、所望の位置まで円周方向に移動させる。前記制御ユニット４０は、また、前記センサー３８からのフィードバック信号を受け取る。上述したように、前記センサー３８は、前記シリンダー３１内のロッド３７の位置を確認するセンサーである。このように、前記制御ユニット４０は、前記シリンダー３１内のロッド３７が、所望の位置にあることを確定し得る。
【００２８】
また、前記制御ユニット４０は、第２のセットのセンサー４２からの信号を受け取り得、これらセンサーは、処理チャンバ内に、又は、前記シリンダー２２の近くに与えられ得、また、処理チャンバ内の前記チャック２１の位置、又は、前記シリンダー２２の位置を検知する。これらセンサー４２は、本発明の実施形態の例において、前記チャック２１が、処理チャンバ内で位置され得る３つの高さの各々に与えられるべきである。これらセンサー４２は、前記制御ユニット４０が、処理チャンバ内で前記チャック２１の位置を確定し得るような追加の方法を与え得る。
【００２９】
図６ないし８は、可変ギャップストップシステムを単独で示しており、夫々、前記リング３２が取り得る互いに異なった３つの位置を示している。
さらに具体的にいうと、図６は、前記シリンダー３１のロッド３７は、伸ばされておらず、従って、前記シリンダー３１は、前記リング３２の停止面３３が、前記停止ねじ２４とアラインメントされているように位置付けられているような、位置にある、本発明の可変ギャップストップシステムを単独で示している。図６で示されているような位置で、前記シリンダー２２が、前記チャック２１上に配置されている半導体ウェハが、処理チャンバ内にあるような位置に、上昇されているとき、前記シリンダー２２の下部基板２６に装着されている前記停止ねじ２４は、前記リング３２の停止面３３に接し、前記シリンダー２２の移動を停止させるだろう。上述したように、このような位置で、前記チャック２１は、処理チャンバ内で相対的に下の位置にあるだろう。
【００３０】
図７は、前記シリンダー３１のロッド３７は、中間位置に伸ばされている、本発明の可変ギャップストップシステムを示している。図７で示されているような位置で、前記リング３２の停止面３４が、前記停止ねじ２４とアラインメントされているように位置付けられている。作動中、前記シリンダー２２が、上昇されているとき、前記停止ねじ２４の頂部は、中間の前記停止面３４に接し、この結果、前記チャック２１は、処理チャンバ内で所定の中間の位置に位置されるだろう。
【００３１】
図８は、前記シリンダー３１のロッド３７は、最大のレベルまで伸ばされており、従って、前記リング３２のどの部分も、前記停止ねじ２４とアラインメントされていない、本発明の可変ギャップストップシステムを示している。図８で示されているような位置で、前記シリンダー２２が、上昇されているとき、前記停止ねじ２４の頂部は、前記下部ブラケット２５の底部に接するだろう。このような位置で、前記チャック２１は、処理チャンバ内で相対的に高いレベルにあるだろう。
従って、上述した図で示されているような本発明の作動を用いて、前記チャック２１は、処理チャンバ内で様々な高さ位置を取るように制御され得る。
【００３２】
互いに異なった２つの停止面３３及び３４を有し、従って、互いに異なった３つのギャップストップ位置又は高さが利用可能なリング３２を、上述した本発明の実施形態は、示している。明らかに、前記リング３２は、所望の場合、１つのみのギャップ停止面、又は、３つ以上のギャップ停止面を有するように改良され得る。
【００３３】
さらに、前記停止面３３及び３４は、前記リング３２と一体的な部分として形成され得、あるいは、前記リング３２に装着される別個の部材として形成され得る。前記停止面３３及び３４が、前記リング３２に装着される別個の部材として形成されている場合、異なった停止面３３及び３４が、利用され得ることが可能である。つまり、本発明の装置のフレキシビリィティを増大するように、様々な高さの停止面３３及び３４の異なったセットが、選択され、前記リングに装着され得る。
【００３４】
その上、前記シリンダー３１は、エア駆動シリンダーである必要はなく、前記リング３２を様々な位置に移動させ得るどんなシリンダーでもよい。
なおまた、ギャップ停止面３３、３４は、リング３２の部品として示されているが、ギャップ停止面３３、３４は、所望の場合、非円周形状の装置に形成され得る。
【００３５】
また、本発明は、半導体処理装置で利用される可変ギャップストップ装置に関して上述された。本発明は、もちろん、他のタイプの装置で使用され得るが、本発明の出願人は、本発明のこのような装置が、半導体処理装置で特に有用であり得ることを認識している。
【００３６】
明らかに、上述した教示の範囲内の、本発明の多くの追加的な改良及び変形が、可能である。従って、特許請求の範囲内で、本発明は、上述された特定の実施形態と異なった形態で実施され得ることが、理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、半導体支持装置のための従来の、チェーンによる駆動システムを示している。
【図２】 図２は、半導体支持装置のための別の従来の駆動システムを示している。
【図３】 図３は、本発明の半導体支持装置のための駆動システムを構造的に示している。
【図４】 図４は、本発明の半導体支持装置のための駆動システムの特定の部材を、ブロックダイアグラム形式で示している。
【図５】 図５は、本発明の可変ギャップストップシステムの特定の部材の１つを示している。
【図６】 図６は、本発明の可変ギャップストップシステムを第１の位置で示している。
【図７】 図７は、本発明の可変ギャップストップシステムを第２の位置で示している。
【図８】 図８は、本発明の可変ギャップストップシステムを第３の位置で示している。
Claims (13)
- 駆動ユニットを摺動可能に連結する支持ブラケットに対し、この駆動ユニットの移動を、処理される半導体ウェハを支持する支持部材及び半導体処理チャンバ内の電極からのそれぞれの距離に対応するそれぞれ異なる高さで停止するための可変ギャップストップ装置であって、
前記ブラケットに装着され、それぞれが前記駆動ユニットの位置決め面から異なる高さの少なくとも第１及び第２の停止面を有する可動ギャップストップユニットと、
前記第１の停止面が支持ブラケットに対する第１の高さで駆動ユニットを停止するように、前記第１の停止面が前記位置決め面にアラインメントされる位置と、前記第２の停止面が支持ブラケットに対する第２の高さで駆動ユニットを停止するように、前記第２の停止面が前記位置決め面にアラインメントされる位置とに、前記可動ギャップストップユニットを移動させ、前記第１，第２の高さは、前記半導体処理チャンバ内の電極に対する前記支持部材の正確な高さ位置にそれぞれ対応する、シリンダーとを、
具備する、可変ギャップストップ装置。 - 前記可動ギャップストップユニットは、前記少なくとも第１及び第２の停止面を支持しているリング状部材を有し、前記シリンダーは、前記リング状部材を円周方向に移動させる請求項１の可変ギャップストップ装置。
- 前記シリンダーは、前記可動ギャップストップユニットに接続されているロッドを有する直列シリンダーであり、前記ロッドは、互いに異なった３つの位置を取り得る請求項１の可変ギャップストップ装置。
- 前記ロッドの位置を検知し、前記シリンダーに設けられている少なくとも１つのセンサーを更に具備する請求項３の可変ギャップストップ装置。
- 処理される半導体ウェハが、配置される支持部材と、
処理チャンバで所定の高さに前記支持部材を位置させる駆動ユニットと、
駆動ユニットに上下方向に摺動可能に連結された支持ブラケットと、
前記支持ブラケットに装着され、それぞれが前記駆動ユニットの位置決め面から異なる高さの少なくとも第１及び第２の停止面を有する可動ギャップストップユニットと、
前記第１の停止面が支持ブラケットに対する第１の高さで駆動ユニットを停止するように、前記第１の停止面が前記位置決め面にアラインメントされる位置と、前記第２の停止面が支持ブラケットに対する第２の高さで駆動ユニットを停止するように、前記第２の停止面が前記位置決め面にアラインメントされる位置とに、前記可動ギャップストップユニットを移動させ、前記第１，第２の高さは、前記半導体処理チャンバ内の電極に対する前記支持部材の正確な高さ位置にそれぞれ対応する、シリンダーとを、
具備する半導体処理装置。 - 前記可動ギャップストップユニットは、前記少なくとも第１及び第２の停止面を支持しているリング状部材を有し、そして、前記シリンダーは、前記リング状部材を円周方向に移動させる請求項５の半導体処理装置。
- 前記シリンダーは、前記可動ギャップストップユニットに接続されているロッドを有する直列シリンダーであり、そして、前記ロッドは、互いに異なった３つの位置を取り得る請求項５の半導体処理装置。
- 前記ロッドの位置を検知し、前記シリンダーに設けられている少なくとも１つのセンサーを更に具備する請求項７の半導体処理装置。
- 駆動ユニットを摺動可能に連結する支持ブラケットに対し、この駆動ユニットの移動を、処理される半導体ウェハを支持する支持部材及び半導体処理チャンバ内の電極からのそれぞれの距離に対応するそれぞれ異なる高さで停止するための方法であって、
前記ブラケットに、それぞれが前記駆動ユニットの位置決め面から異なる高さの少なくとも第１及び第２の停止面を有する可動ギャップストップユニットを与える工程と、
前記第１の停止面が支持ブラケットに対する第１の高さで駆動ユニットを停止するように、前記第１の停止面が前記位置決め面にアラインメントされる位置と、前記第２の停止面が支持ブラケットに対する第２の高さで駆動ユニットを停止するように、前記第２の停止面が前記位置決め面にアラインメントされる位置に、前記可動ギャップストップユニットを移動させ、前記第１，第２の高さは、前記半導体処理チャンバ内の電極に対する前記基板支持部材の正確な高さ位置にそれぞれ対応する、工程とを、
具備する、方法。 - 前記可動ギャップストップユニットは、前記少なくとも第１及び第２の停止面を支持しているリング状部材を有し、そして、前記移動させる工程が、前記リング状部材を円周方向に移動させる請求項９の方法。
- 前記駆動ユニットは、支持部材を有し、この支持部材に、処理される半導体ウェハが、配置され、また、この支持部材は、処理チャンバ内で所定の高さに位置される請求項９の方法。
- 前記可動ギャップストップユニットは、各々異なった高さの、少なくとも第１及び第２の停止面を有する請求項９の方法。
- 前記可動ギャップストップユニットは、前記少なくとも第１及び第２の停止面を支持しているリング状部材を有し、そして、前記移動させる工程が、前記リング状部材を円周方向に移動させる請求項９の方法。
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