JP5896387B2 - 基板支持ブッシング - Google Patents
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Description
大面積基板処理システムでは、処理される基板は通常、チャンバ内に位置するサセプタなどの基板支持体上に載せられる。堆積チャンバ間の基板の移送を容易にするために、基板支持体の上面を通って支持ピンを延ばすことができ、基板を基板支持体から間隔をあけて配置できるように基板支持体に対して支持ピンを上下させることができる。この間隔により、ロボットブレードなどの移送機構は、基板支持体または基板に損傷を与えることなく、基板の下で摺動して基板支持体から基板を持ち上げることが可能になる。
従来の支持ピンは、スライドブッシングまたはローラブッシングなどのホルダまたはブッシングを含むことができ、ブッシングは、支持ピンに横方向の支持を提供し、基板支持体の平面に対して垂直な軸に沿ってブッシングを通る支持ピンの動きを容易にするように設計される。従来のスライドブッシングは通常、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの比較的低い融点を有する材料から製造される。したがって、これらのブッシングは、約250℃を超える処理環境で使用するのに適していない。一方、ローラブッシングは、ベアリングおよびローラなどの可動部分を含む。したがって、これらのブッシングは、製造するのが高価であり、障害を受けやすい。さらに、ローラブッシングは、8つもの点で支持ピンに接触することがある。その結果、支持ピンとブッシングとの間に生じる摩擦、ならびにブッシング内の可動部分間に生じる摩擦は、処理中に基板を汚染しうる望ましくない粒子を生じさせることがある。これらの問題は、薄膜堆積プロセスにますます高い温度が必要とされることによって悪化する。そのような温度では、様々な構成要素の熱膨張により、摩擦および結合が増大することがあり、材料が軟化点に到達して、デバイスの障害につながる変形を招くことがある。ブッシングの障害は、パネルの破損、チャンバ保守コストの増大、およびチャンバの休止時間によるスループットの低下を招くことがある。
さらに別の態様では、ブッシングアセンブリは、外周部および外周部を通って延びる開孔を有する管状の本体と、第1の内側エッジを有し、管状の本体の上部部分内で開孔内に配置された第1のリングと、第2の内側エッジを有し、管状の本体の下部部分内で開孔内に配置された第2のリングと、管状の本体を通って延び、第1のリングおよび第2のリングに結合された1つまたは複数の位置合わせピンとを備える。
さらに別の態様では、ブッシングアセンブリは、外周部および外周部を通って延びる開孔を有する管状の本体と、第1の内側エッジを有し、管状の本体の上部部分内で開孔内に配置された第1のセラミックリングと、第2の内側エッジを有し、管状の本体の下部部分内で開孔内に配置された第2のセラミックリングとを備える。第1の内側エッジは、第1の曲率半径を有し、第2の内側エッジは、第2の曲率半径を有し、第1の内側エッジの直径、第2の内側エッジの直径、第1の曲率半径、および第2の曲率半径は、開孔を通って延びる支持ピンが多くとも2つの点でブッシングアセンブリに接触するように選択される。
本発明の上記の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明は、実施形態を参照することによって得ることができる。これらの実施形態のいくつかを、添付の図面に示す。しかし、本発明は他の等しく有効な実施形態も許容しうるため、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、したがって本発明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。
基板支持体104内には、1つまたは複数のブッシングアセンブリ122を配置することができる。ブッシングアセンブリ122を通って支持ピン120が延びることができ、その結果、ブッシングアセンブリ122は、基板支持体104の平面に対して垂直な軸に沿って支持ピン120の動きを容易にする。一態様では、基板支持体104が下降位置にあるとき、支持ピン120はブッシングアセンブリ122を通って基板支持体104の表面より上の位置まで延び、基板支持体104が上昇位置にあるとき、支持ピン120は、基板支持体104の表面より下に位置決めされる。
本発明の実施形態では、リング212は、管状の本体210の端部付近に位置することができる。たとえば、管状の本体210の端部とリング212の外面との間の距離は、リング212の厚さの約0〜3倍とすることができる。別の実施形態では、管状の本体210の端部とリング212の外面との間の距離は、リング212の厚さの約0.1〜2倍とすることができる。さらに別の実施形態では、管状の本体210の端部とリング212の外面との間の距離は、リング212の厚さの約0.5〜1倍とすることができる。他の実施形態では、管状の本体210の端部とリング212の外面との間の距離は、約0.01〜0.5インチとすることができる。別の実施形態では、管状の本体210の端部とリング212の外面との間の距離は、約0.1〜0.3インチとすることができる。
さらに別の実施形態では、内側エッジ216は、丸くすることができ、各内側エッジ216は曲率半径を有する。この曲率半径は、約0.025〜2インチとすることができる。別の実施形態では、内側エッジ216の曲率半径は、約0.05〜1インチである。さらに別の実施形態では、曲率半径は、約0.1〜0.4インチである。別法として、曲率半径は、リング212の厚さの関数とすることができる。一実施形態では、内側エッジ216の曲率半径は、リング212の厚さの約0.25〜2倍である。別の実施形態では、曲率半径は、リング212の厚さの約0.5〜1倍とすることができる。
管状の本体210、リング212、位置合わせピン220、および支持ピン120を含むスライドブッシングアセンブリ200の構成要素が、セラミックなどの低い熱膨張係数(CTE)を有する材料を含む場合、高い堆積温度での熱膨張の悪影響を実質上低減させることができる。割れ、位置合わせ不良、摩擦の増大、結合、およびデバイスの障害を含むそのような影響は、異なる材料が加熱または冷却中に膨張または収縮する速度の違いによって引き起こされる。スライドブッシングアセンブリ200内で使用できる低い熱膨張係数を有する材料には、酸化アルミニウムおよび二酸化ケイ素が含まれる。さらに、小さい直径の構成要素は加熱中にそれほど膨張しないため、小さい寸法を有する構成要素、たとえば約0.3インチ未満の直径を有する支持ピン120およびリング開孔214を利用することによって、熱膨張の悪影響をさらに低減させることができる。
締付け機構310は、管状の本体210を通って軸方向に延びて、1つまたは複数のリング212を管状の本体210に結合することができる。たとえば、各リング212は、別個の締付け機構310によって管状の本体210に結合することができ、または同じ締付け機構310を用いて、両リング212を管状の本体210に結合することができる。
締付け機構310は、リング212をスライドブッシングアセンブリ200に結合するのに適した任意のパターンで構成することができる。たとえば、1つもしくは複数の締付け機構310をリング212の周辺部付近に配置してリング212を管状の本体210に結合することができ、または1つもしくは複数の締付け機構310をリング開孔214付近に配置することができる。他の実施形態では、締付け機構310は、管状の本体210の外周部211を通って挿入することによって、リング212を管状の本体210に結合することができる。さらに別の実施形態では、位置合わせピン220が締付け機構310としても機能することができ、または締付け機構310が位置合わせピン220としても機能することができる。
図3Bは、本発明の一実施形態によるスライドブッシングアセンブリ200の概略横断面図である。スライドブッシングアセンブリ200は、上部部分230と、中間部分240と、下部部分250と、外周部211と、外周部211を通って延びる開孔202とを有する管状の本体210を備える。開孔202は、管状の本体210の中間部分240を通って延びて第1の直径204を形成し、管状の本体210の上部部分230および下部部分250を通って延びて、それぞれ第2の直径206および第3の直径207を形成する。第1の直径204は、第2の直径206および第3の直径207に接して突起208を形成することができ、突起208上にリング212を配置することができる。各リング212は内側エッジ216を含み、内側エッジ216はリング開孔214を形成する。本発明の実施形態では、第2の直径206および第3の直径207は、リング212の厚さより大きい深さまで管状の本体210内へ延びることができ、その結果、第1の距離218および第2の距離219のずれが生じる。
Claims (6)
- 外周部および前記外周部を通って延びる開孔を有する管状の本体と、
第1の内側エッジを有し、前記管状の本体の上部部分内で前記開孔内に配置された第1のリングと、
第2の内側エッジを有し、前記管状の本体の下部部分内で前記開孔内に配置された第2のリングと、
を備え、
前記第1の内側エッジが、第1の曲率半径を有し、前記第2の内側エッジが、第2の曲率半径を有し、
前記第1のリングおよび前記第2のリングに結合された1つまたは複数の位置合わせピンをさらに備える、
ブッシングアセンブリ。 - 前記1つまたは複数の位置合わせピンが、セラミックを含む、請求項1に記載のブッシングアセンブリ。
- 外周部および前記外周部を通って延びる開孔を有する管状の本体であって、前記開孔が、
前記管状の本体の第1の直径を有する第1の内周部を形成する前記管状の本体の中間部分と、
前記管状の本体の、前記第1の直径よりも大きい第2の直径を有する第2の内周部を形成する前記管状の本体の上部部分と、
前記管状の本体の、前記第1の直径よりも大きい第3の直径を有する第3の内周部を形成する前記管状の本体の下部部分と、
を通って延びる、管状の本体と、
前記管状の本体の前記上部部分の前記第2の内周部内に配置され、セラミック材料で形成され、第1の内側エッジを有する第1のリングと、
前記管状の本体の前記下部部分の前記第3の内周部内に配置され、セラミック材料で形成され、第2の内側エッジを有る第2のリングと、
を備え、
前記第1の内側エッジが、第1の曲率半径を有し、前記第2の内側エッジが、第2の曲率半径を有し、前記第2の内周部が、前記第1のリングの厚さよりも大きな距離で軸方向に延びており、
前記第1のリングまたは前記第2のリングの少なくとも1つを前記管状の本体に結合し、前記管状の本体を通って延びる締付け機構をさらに備える、
ブッシングアセンブリ。 - 外周部および前記外周部を通って延びる開孔を有する管状の本体であって、前記開孔が、
前記管状の本体の第1の直径を有する第1の内周部を形成する前記管状の本体の中間部分と、
前記管状の本体の、前記第1の直径よりも大きい第2の直径を有する第2の内周部を形成する前記管状の本体の上部部分と、
前記管状の本体の、前記第1の直径よりも大きい第3の直径を有する第3の内周部を形成する前記管状の本体の下部部分と、
を通って延びる、管状の本体と、
セラミック材料で形成され、前記管状の本体の前記上部部分の前記第2の内周部内に配置される第1のリングと、
セラミック材料で形成され、前記管状の本体の前記下部部分の前記第3の内周部内に配置される第2のリングと、
を備え、
前記第2の内周部が、前記第1のリングの厚さよりも大きな距離で軸方向に延びており、
前記第1のリングまたは前記第2のリングの少なくとも1つを前記管状の本体に結合し、前記管状の本体を通って延びる締付け機構をさらに備える、
ブッシングアセンブリ。 - 外周部および前記外周部を通って延びる開孔を有する管状の本体と、
第1の内側エッジを有し、セラミック材料で形成され、前記管状の本体の上部部分内で前記開孔内に配置された第1のリングと、
第2の内側エッジを有し、セラミック材料で形成され、前記管状の本体の下部部分内で前記開孔内に配置された第2のリングと、
前記管状の本体を通って軸方向に延び、前記第1のリングまたは前記第2のリングの少なくとも1つを前記管状の本体に結合する締付け機構と、
を備えた、ブッシングアセンブリ。 - 前記管状の本体が、前記管状の本体の前記上部部分と前記下部部分との間に形成された中間部分を有し、前記中間部分が、前記管状の本体の第1の内周部を形成し、前記第1の内周部が第1の直径を有し、前記上部部分が、前記管状の本体の第2の内周部を形成し、前記第2の内周部が第2の直径を有し、前記下部部分が、前記管状の本体の第3の内周部を形成し、前記第3の内周部が第3の直径を有し、前記第2の直径及び前記第3の直径が、前記第1の直径よりも相対的に大きい、請求項5に記載のブッシングアセンブリ。
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