JPH1092916A - 処理チャンバのリフトピン及びサポートピン装置 - Google Patents

処理チャンバのリフトピン及びサポートピン装置

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JPH1092916A
JPH1092916A JP23018997A JP23018997A JPH1092916A JP H1092916 A JPH1092916 A JP H1092916A JP 23018997 A JP23018997 A JP 23018997A JP 23018997 A JP23018997 A JP 23018997A JP H1092916 A JPH1092916 A JP H1092916A
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pin
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housing
pins
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JP23018997A
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James V Tietz
ヴイ． タイツ ジェイムズ
Benjamin Bierman
バイアマン ベンジャミン
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Abstract

(57)【要約】 透磁性の材料で作られたハウジングと、ハウジング内に
基本的に位置しており、前記チャンバ底部を通って上方
に延びている通路内に上方に延び且つ処理中に基板を含
む空洞内に上方に延びる上端部を有するピンと、ハウジ
ングの内部に設けられ、ピンに取り付けられている第１
磁石アセンブリと、ハウジングの外部に位置しているキ
ャリッジ構造体と、ハウジングに取り付けられている第
２磁石アセンブリとを備えており、第２磁石アセンブリ
がピン及び第１磁石アセンブリをハウジング内に磁気的
に浮揚するように、第１アセンブリ及び第２磁石アセン
ブリが互いに相対的に配置されている、基板サポート装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、例えば、急速熱処理（ＲＴ
Ｐ）チャンバといった半導体処理チャンバ等に使用され
る基板サポート装置に関するものである。
【０００２】集積回路製造プロセスにおいて、基板処理
装置は、処理チャンバ内に基板を保持し、エッチング、
堆積又はアニール（例として３つ挙げただけである）と
いった化学的又は物理的処理を基板に対して行う。処理
チャンバ内で、基板は、サセプタ、サポートリング、プ
ラテン又は他の基板サポート上に載っている。スループ
ットを増加するため、汚染を防止するため、及び人為的
エラーを回避するために、基板は、自動化ロボットハン
ドラによってチャンバの中へ又はチャンバの外へと移動
される。ロボットハンドラと基板サポートとの間の基板
の穏やかな受け渡しは、通常リフトピン装置によって達
成されている。
【０００３】リフトピン装置は数個のリフトピンを備え
ており、そのリフトピンは垂直に移動可能で基板を上下
動する。基板をロボットハンドラからサポートに移すた
めに、リフトピンは垂直に上がってロボットハンドラか
ら基板を取り去る。ロボットハンドラが収縮した後、リ
フトピンは基板をサポートの上に下ろす。プロセスが完
了すると、リフトピンはウエハを持ち上げてサポートか
ら外し、ロボットハンドラが基板の下にくる。そしてリ
フトピンは基板をロボットハンドラに下ろす。
【０００４】
【発明の概要】一般的に、１つの見地から見ると、本発
明は内部空洞を包囲し且つチャンバ底部を有している処
理チャンバについて使用する基板サポート装置である。
本装置は、透磁性の材料で作られているハウジングと、
ハウジング内に基本的に配置されており、チャンバ底部
を通って上方に延びている通路内に上方に延び且つ処理
中に基板を含む空洞内に上方に延びる上端部を有するピ
ンと、ハウジングの内部に設けられ、ピンに取り付けら
れている第１磁石アセンブリと、ハウジングの外部に配
置されているキャリッジ構造体と、ハウジングに取り付
けられている第２磁石アセンブリとを備えている。第１
アセンブリと前記第２磁石アセンブリとは、第２磁石ア
センブリがピン及び第１磁石アセンブリをハウジング内
に磁気的に浮揚させるように、互いに相対的に配置され
ている。
【０００５】好ましい実施態様は以下の特徴を有してい
る。すなわち、本装置が、キャリッジ構造体を上下動
し、もってピンを上下動するリフティング装置を更に含
んでいる。またリフティング装置は上昇位置及び下降位
置をとることができる。リフティング装置が上昇位置に
あるとき、ピンは通路を通り抜けて内部空洞内に上方に
延びており、ピンの頂部は、処理中に基板が保持される
面より上に位置する。リフティング装置が下降位置にあ
るとき、ピンは穴の中に収縮されており、ピンの頂部
は、処理中に基板が保持される面より下に位置するレベ
ルとなる。処理チャンバが、基板をチャンバ底部の上方
にその底部と所定の間隔を開けてその基板の外周部で支
持するための基板サポートリングを更に備え、基板がサ
ポートリング内に保持されているときにピンが基板の裏
面と接触するようにピンの頂部が基板サポートリングに
対して相対的に配置されている。一実施態様では、使用
中にサポートリングが回転軸線を中心として回転し、ピ
ンが回転軸線に沿って整列され、ピンの頂部は基板の裏
側の中央部と接触し、またその中央部に対して偏倚して
いる。ピンの頂部は、ピンの頂部と基板の裏側とが接触
する領域が最小になるように、例えば丸く形成されてい
る。加えて、第１磁石アセンブリ及び第２磁石アセンブ
リは、前記ピンが使用中に自由に回転することができる
ように構成されている。
【０００６】一般的に、他の見地によると、本発明は、
基板を処理する装置である。本装置は、内部空洞を包囲
し且つチャンバ底部を有している真空チャンバと、処理
中に基板を支持するチャンバ内のサポート装置と、透磁
性の材料で作られ且つチャンバの下で取り付けられてい
るハウジングと、ハウジング内に位置して、チャンバ底
部を通って上方に延びている通路内に上方に延び且つ処
理中に基板を含む空洞内に上方に延びる上端部を有する
ピンと、ハウジングの内部に設けられ、ピンに取り付け
られている第１磁石アセンブリと、ハウジングの外部に
配置されているキャリッジ構造体と、キャリッジ構造体
に取り付けられている第２磁石アセンブリとを含んでお
り、第２磁石アセンブリがピン及び第１アセンブリをハ
ウジング内に磁気的に浮揚させるように、第１磁石アセ
ンブリと第２磁石アセンブリとは互いに相対的に配置さ
れている。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に示すように、急速熱処理
（ＲＴＰ）システムでは、回転基板サポート構造体３０
が円板形のシリコン基板１０（例えば直径１５０〜３０
０ｍｍ）を処理チャンバ２０内に保持している。処理チ
ャンバ２０は、頂部２５、円筒状に形成された側壁２２
及び底壁２６を備えており、密封空洞を画している。チ
ャンバの頂部に位置する所定配列のタングステンハロゲ
ンランプ等の、水冷式加熱部材４０からの放射エネルギ
は、石英ウインド４２を通り抜けて、処理チャンバ２０
内の空洞に入り、急速且つ均一に基板１０を処理が行わ
れる高温に加熱する。このようなチャンバで行われるこ
とのできる処理としては、例えば、アニール、洗浄、化
学気相堆積、ドーピング、エッチング、酸化、及び窒化
等がある。行われるべき処理のタイプによって、反応性
ガス及び／又は不活性ガスが、処理中にチャンバ内に流
入される。
【０００８】チャンバの底部であって基板１０の下で
は、ステンレス鋼製のベース５５が反射板５０を支持し
ており、その反射板５０は、例えば金などの薄い高反射
性の層で被覆されたアルミニウムで作られている。冷却
流体は、ベース５５内の流路５６を通って循環し、ベー
ス５５を処理中に冷却する。
【０００９】基板サポート３０は、リップ３４を有する
エッジリング３２を有している。リップ３４は基板１０
を中心に置いて、基板サポート構造体が回転するときに
エッジリング３２から横に基板１０が滑り落ちるのを防
止している。基板１０を、反射板５０の上方の、例えば
約１ｃｍ以内で支持しているエッジリング３２は、円筒
状サポート管３６に載せられ且つ支持され、そのサポー
ト管３６は、そのサポート管３６を回転できるようにし
ているベアリングアセンブリ３８上に載っている。ベア
リングアセンブリ３８は、サポート管３６を包囲してい
るシールド５８によって堆積材料及び熱から保護されて
いる。サポート管３６を回転する方位駆動装置は、チャ
ンバ２０の壁２２の外部に位置している駆動リング６４
を回転するモータ６６を備えている。駆動リング６４に
取り付けられている磁石６２は、サポート管３６に取り
付けられている一組の磁石６０に、側壁２２を介して磁
気的に連結されている。モータが駆動リング６４を回転
すると、磁石６０と磁石６２との磁気的な連結によっ
て、サポート管３６と基板１０とが回転する。基本的
に、駆動メカニズムはサポート管を約９０回毎分で回転
するが、適合するならば、より高速もまた使用可能であ
る。
【００１０】本システムは、処理中の基板の温度を測定
するセンサシステムも備えている。センサシステムは複
数の高温計７６を備えており、その高温計７６は光導体
７２に連結されている関連した光ファイバ７４を使用し
て基板１０の底部と反射板５０の頂部との間に形成され
ている空洞内の放射をサンプリングする。光導体７２は
導管７０内に保持されており、その導管７０はベース５
５を上に通り抜けて反射板５０の頂部まで延びている。
高温計７６はサンプリングされた放射を示度に変換す
る。
【００１１】処理チャンバ２０の下にはリフト装置８９
があり、そのリフト装置８９は、処理前には、基板１０
を処理チャンバ２０内に受け取ってエッジリング３２に
下ろすのに使用され、処理後には、基板１０をエッジリ
ング３２から持ち上げて、基板１０を処理チャンバ２０
から移動可能にするのに用いられる。リフト装置８９は
一組のリフトピン９０（図１には１つのみ示してある）
を備えており、そのリフトピン９０は、処理チャンバ２
０の底壁、ベース板５５及び反射板５０を通り抜けて上
に延びているリフトピンホール８０を貫通している。各
々のリフトピン９０（本実施形態では３つある）は、対
応している包囲形リフトピンハウジング１００に入って
おり、その包囲形ハウジング１００は、チャンバ底部に
取り付けられている。
【００１２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）を参照すると、リ
フトピン９０はリフトピンハウジング１００内に磁気的
に支持されており、そのリフトピン９０が、チャンバ内
に向って通り抜けるホールとハウジングとの両方と物理
的に接触しないようになっている。包囲形ハウジング１
００内の各々のリフトピン９０を浮揚させるのに用いら
れる磁気リニアベアリング９５は、ハウジング１００内
のリフトピン９０に取り付けられている上部磁石アセン
ブリ９２ａ及び下部磁石アセンブリ９２を備えており、
また、それら磁石アセンブリと対応している、リフトピ
ンハウジング１００の外側に位置し且つそのハウジング
を取り囲んでいる可動キャリッジ１１０上に取り付けら
れた上部磁石アセンブリ１１２ａ及び下部磁石アセンブ
リ１１２ｂを備えている。以下の説明において、磁石ア
センブリ９２ａ及び磁石アセンブリ９２ｂを全体として
磁石アセンブリ９２と呼ぶ。同様に磁石アセンブリ１１
２ａ及び磁石アセンブリ１１２ｂもまた全体として磁石
アセンブリ１１２と呼ぶ。
【００１３】リフトピンハウジング１０は、例えば、ス
テンレス鋼等の透磁性の材料で作られている。従って、
磁石アセンブリ９２及び磁石アセンブリ１１２からの磁
場は互いに作用し合う。磁石アセンブリは、互いに関し
て方向決めされて、互いに反発力を及ぼしている。ま
た、それら磁石アセンブリは、リフトピン９０が、反発
力によって重力に抗して支持され、またハウジングの内
面又はチャンバへ通り抜けるホールの内面に接触するこ
とのない横方向に安定した位置に保持されるように置か
れている。これを達成するために、磁石は、当業者に知
られている様々な方法で互いに相対的に配置されること
ができる。本実施形態において、下部磁石アセンブリ９
２ｂは、ハウジング１００の外部にある下部磁石アセン
ブリ１１２ｂの僅かに上方の平面内に位置しており、上
部磁石アセンブリ９２ａは、ハウジング１００の外側の
上部磁石アセンブリ１１２ａの平面の僅かに下方の平面
内に位置している。従って、下部の組の磁石（すなわち
磁石アセンブリ９２ｂ及び磁石アセンブリ１１２ｂ）
は、重力に抗した上向きの力をピンに及ぼしてピンがハ
ウジングの底部から落下するのを防止しており、また上
部の組の磁石（すなわち磁石アセンブリ９２ａ及び磁石
アセンブリ１１２ａ）は、下向きの力をピンに及ぼし、
もって下部磁石アセンブリによって発生した力に抗して
ピンを「クランプ」している。この構成はピンを安定し
て保持し易く、特に低くされたときのピンの移動をより
確実に制御する。
【００１４】磁石アセンブリ９２及び磁石アセンブリ１
１２は、例えば単純な設計であることができ、また、本
明細書に参照することにより組込まれている米国特許第
５，３１９，２７２号明細書に設計されているような、
より複雑な設計であることができる。また、この特許出
願では、ピンが回転可能であることは必要ではない。
【００１５】リフトピンホール８０が、反射しない領域
を反射板上に形成することに注意すべきである。ウエハ
を均一に加熱するには、高い反射性と可能な限り均一な
反射性とを有する反射板が必要である。従って、リフト
ピンホール８０及びリフトピン９０の直径は、ホールの
直上の位置でウエハの温度が乱される量が最小になるよ
うに、現実的である限り小さいことが望ましい。無論、
ピンは過度に壊れやすいほど小さくてはならない。加え
て、リフトピンが壁に接触してチャンバ内で処理されて
いる素子を破壊する可能性のある粒子汚染を発生するこ
とのないように、リフトピンとリフトピンホールの壁と
の間には十分な隙間がなくてはならない。本実施形態で
は、リフトピンホール８０は直径約４．７５ｍｍで、リ
フトピン９０は直径約２ｍｍであり、約２．７５ｍｍの
許容差がある。
【００１６】リフトピン９０は、キャリッジ１１０を上
下動することによって上下動される。図２（Ａ）〜図２
（Ｃ）に示すように、キャリッジ１１０が垂直に上昇す
ると、磁気的に浮揚されたピンはリフトピンホール８０
を通って押し上げられ、ウエハに接触して、エッジサポ
ートリング３４からウエハを持ち上げる。
【００１７】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照すると、
リフトピン９０はロッド１２０を備えており、本実施形
態において、そのロッド１２０は石英で作られている。
ロッド１２０は、基板１０と接触するための平坦な上面
１２１を有している。磁石アセンブリ９２は、ロッド１
２０の下部部分に取り付けられており、リフトピンハウ
ジング１００内に留る。図３（Ａ）に示す一実施形態で
は、２つの成形磁石９２ａ及び成形磁石９２ｂが、ロッ
ド１２０の突起部１２２を取り囲んでスナップばめされ
ている。各々の磁石は、鉄−シリコンの円環面(torus)
１２３であり、ニッケル、又は例えば処理中にチャンバ
２０で使用されるフッ素及び塩素等の反応性ガスに耐性
を有しているプラスチック又は他の材料で作られている
保護層１２４で被覆されている。
【００１８】図３（Ｂ）に示す他の実施形態では、リフ
トピン９０の下部部分１２６は射出成形された、高温、
腐食に耐性を有しているライトン(Ryton)等のプラスチ
ックで作られている。下部部分１２６は２つの磁石９２
ａ及び磁石９２ｂを内部に閉じ込めており、これらの磁
石はそれぞれ鉄−シリコンの円板１２７である。下部部
分１２６は円筒形の穴１２８を有しており、その穴１２
８の内部に石英ロッド１２０が底部がしっかりと嵌め込
まれている。
【００１９】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示されているよ
うに、ステンレス鋼のリフトピンハウジング１００は円
筒状の管１０２を備えており、その円筒状の管１０２は
一端が閉じられており、他端には外側に突出しているフ
ランジ１０４を有している。他の、耐食性及び透磁性を
有する、非誘電的な材料もステンレス鋼の代わりに用い
ることができる。ねじ１０６がリフトピンハウジング１
００を底壁２６に固定しており、フランジ１０４と底壁
２６との間のＯリング１０８がその間にシールを形成し
てガスバリアを形成している。コネクタ１３０を通して
リフトピンハウジング１００の底部に連結されている供
給ライン１３２は、処理中にパージガスを供給する。パ
ージガスは、基本的に無反応性すなわち不活性ガス（例
えばアルゴン又は窒素）であって、チャンバからの処理
ガスが処理中にリフトピンハウジングに入らないように
リフトピンハウジング１００内にチャンバに関して僅か
に正圧を作り出すためと、ハウジングに入る可能性のあ
る反応性ガスを全て流し出すためとに用いられている。
【００２０】尚、リフトピン９０の上下動は、リフトピ
ンが収容されている空洞の内部の体積を少しも変化する
ことなく行われる。これは、リフトピンを上下動するの
にベローズアセンブリを用いていた他の従来のリフトピ
ンメカニズムに、全く別の利点を提供するものである。
第１に、ピンが下がっているとき、反応性ガスがピンハ
ウジングに吸引されることがない。第２に、リフトピン
ハウジングの底床は、ベローズ装置の場合には移動した
が、移動しないので、パージガス供給源をハウジングに
機械的に連結するのが容易である。連結部は、破損をも
たらす可能性のある繰り返される屈曲に晒されることは
ない。
【００２１】図４に示すように、キャリッジ１１０はリ
フトピンハウジング１００の回りに設けられており、磁
石アセンブリ１１２ａ及び磁石アセンブリ１１２ｂは、
キャリッジ１１０の、リフトピンハウジング１００の長
手方向軸線に垂直な面に、機械的に取り付けられてい
る。パージガスライン１３０は、キャリッジ１１０の底
部の穴を上に通っている。キャリッジ１１０は、アーム
１３５に緩く連結されており、このアームは駆動装置
（図示せず）によって上下動される。
【００２２】図５に示す一実施形態で、３本のリフトピ
ン９０ａ，９０ｂ及び９０ｃは、等辺三角形の頂点に置
かれており、３つのリフトピンホール８０ａ，リフトピ
ンホール８０ｂ及びリフトピンホール８０ｃを通ってそ
れぞれ突出し、基板（図示せず）の下側と接触してい
る。スパイダ状アセンブリ１７０及び垂直駆動装置１７
５が物理的に処理チャンバ２０に取り付けられ、リフト
ピン９０ａ〜９０ｃの上下動を制御している。スパイダ
状アセンブリ１７０は、３つのアーム１３５ａ〜１３５
ｃを有しており、このアームは３つのキャリッジ１１０
ａ〜１１０ｃのそれぞれに緩く取り付けられている。垂
直駆動装置１７５としては例えば空気式駆動装置が可能
であり、スパイダは同時に３つのリフトピンを上下動さ
せる。
【００２３】図１も参照すると、基本的な操作におい
て、基板１０は、コンピュータコントロールされている
ロボットアーム１６のブレード１４によって、ポート１
２を通してチャンバ２０に運び入れられる。リフトピン
９０ａ〜９０ｃは約１インチ（２．５４ｃｍ）上がっ
て、ブレード１４から基板１０を持ち上げる。ブレード
１４が収縮した後、リフトピン９０ａ〜９０ｃはリフト
ピンホール８０ａ〜８０ｃ内に収縮し、基板１０をエッ
ジリング３２上に下ろす。そして、基板１０には１又は
複数の処理が行われる。一旦、１又は複数の処理ステッ
プが完了すると、基板１０は処理チャンバ２０に置かれ
たのと同様の方法で移動される。その方法とは、リフト
ピン９０ａ〜９０ｃが上がって基板１０がエッジリング
３２から持ち上げられ、基板１０の下にブレード１４が
移動し、リフトピン９０ａ〜９０ｃが収縮して基板１０
がブレードに下ろされ、最後にブレード１４が基板をポ
ート１２を通してチャンバ２０の外に運び出す方法であ
る。
【００２４】図６に示すように、処理チャンバはまた、
処理中に基板の中心を支持するための装置２３０を有し
ている。基板１０は外周部をエッジリング３２によって
支持されているので、中央部サポート装置２３０なしで
は、大きな基板、例えば直径３００ｍｍ以上の基板の中
央部は、重力の下及び特に高い処理温度では下に反り又
はたわみやすい。実際、たわみによりもたらされる基板
上の応力は、滑り、すなわち基板の電気的な有効性を破
壊する基板の結晶構造のせん断転位を引き起こす可能性
が十分にある。サポート装置２３０はサポートピン２１
０を有しており、そのサポートピンはサポートピンホー
ル２２０を上に貫通して、基板の底面の中央部と接触
し、たわみを防止する。
【００２５】尚、本発明者らは、リフトピン装置及びサ
ポートピン装置を互いに個別に示した。これは説明を明
確にする目的であった。しかし、両装置を同じ処理チャ
ンバで使用できることは理解されるであろう。
【００２６】１つのサポートピンハウジング２００は、
サポートピン２１０を有しており、処理チャンバ２０の
床部２６の下側中央部に取り付けられている。サポート
部の機構上の設計は、上述したリフトピン装置の設計に
非常に類似している。しかし、この場合ピンは、基板の
中央部を支持する一方で自由に回転できることが重要で
ある。加えて、リフトピンの平坦な頂縁部と比較する
と、サポートピン２１０は丸い頂端部２１４を有してい
る。これはサポートピンとウエハの裏面との間の接触領
域を最小にするためであり、ひいては接触点の熱的負
荷、及び裏面に対する摩擦によって粒子を発生する危険
性を最小にする。
【００２７】サポートピン２１０は、サポートピンホー
ル２２０を上に通り抜けてサポートピンハウジング２０
０の外に突出し、チャンバ２０内に入って、基板がエッ
ジリングに載っているときに基板の裏面に接触する。サ
ポートピンホール２２０とサポートピン２１０との軸線
は整列されており、サポート装置３０の回転軸線と同軸
である。従って、サポートピン２１０は、回転が起きる
点である中央部で基板と接触する。
【００２８】図７（Ａ）に示すように、サポートピン２
１０はサポートピンハウジング２００の内部で磁気的に
浮揚している。上部磁石アセンブリ２１２ａ及び下部磁
石アセンブリ２１２ｂ（全体として磁石アセンブリ２１
２と呼ぶ）を有するピン２１０を支持している磁気ベア
リング２３０が、ピン２１０に取り付けられており、上
部磁石アセンブリ２４２ａ及び下部磁石アセンブリ２４
２ｂ（全体として磁石アセンブリ２４２と呼ぶ）が、ハ
ウジング２００の外部にハウジング２００を取り囲むよ
うに配置されているフレーム２４０に取り付けられてい
る。
【００２９】サポートピンハウジング２００は、透磁性
の材料、例えばステンレス鋼で作られている。磁石アセ
ンブリ２１２及び２４０は互いに関して方向決めされて
おり、磁気力が重力に抗してサポートピン２１０に及ぼ
されるようになっており、また、安定位置にサポートピ
ン２１０を横方向に保持し、チャンバ内へと貫通してい
るホール又はハウジングの内面に接触しないようになっ
ている。この目的を達成するために、磁石は、当業者に
周知の様々な方法で互いに相対的に配置されることがで
きる。記載された実施形態では、下部磁石アセンブリ２
１２ｂは、下部磁石アセンブリ２４２の作る平面の僅か
に上方の平面に置かれており、上部磁石アセンブリ２１
２ａは上部磁石アセンブリ２４２ａの作る僅かに下方の
平面に置かれている。上述したように、この構成は、ピ
ンをフレーム２４０上の上部磁石アセンブリ２４２ａと
下部磁石アセンブリ２４２ｂとの間に磁気的に固定して
いる。
【００３０】磁石アセンブリ２１２及び２４２は単純な
設計のものでもよく、又は本明細書に参照することで援
用されている米国特許第５，３１９，２７２号明細書に
記載されているような複雑な設計のものでもよい。しか
し、リフトピンと違い、サポートピンの頂部と基板の裏
面との間のいかなる摩擦動作をも低減するようにサポー
トピンが基板の回転に伴って容易に回転可能なことが重
要である。
【００３１】図７（Ｂ）〜図７（Ｃ）を参照すると、フ
レーム２４０はチャンバ２０に定位置で取り付けられて
おり、サポートピンの頂部が、基板をエッジリング３４
に下ろしたとき基板の裏面の載る面の上方に位置するよ
うにされている。基板１０がエッジサポートリング３４
に下ろされると、裏面はサポートピン２１０と接触して
磁気スプリングを僅かに圧縮し、ピンは一方に偏倚して
基板の裏面を支持する。サポートピン２１０が基板１０
と接触している状態で基板が回転すると、ピンと基板と
の間の摩擦はサポートピンも回転させるのに役立つ。
【００３２】或いは、サポートピン２１０は、リフトピ
ンに関して上述した方法で所定の位置に上げられること
も可能である。すなわち、サポートピンは、ウエハがエ
ッジリングに置かれる前又はサポートリングに置かれた
後のどちらに上昇されてもよい。また、サポートピンは
ウエハリフト装置の一部であってもよい。
【００３３】本発明者らは、ピンを完全に磁気的に浮揚
されているものとして説明してきた。すなわち、ピン
は、垂直（すなわちｚ座標）及び水平（すなわちｘ及び
ｙ座標）の両方向において、磁気力で所定の位置に保持
されている。或いは、センタリング機能（すなわち、ピ
ンを特にｘ及びｙ位置に保持すること）を、図８に示す
ように２つのベアリング３００によって行うことも可能
である。この独特な実施形態において、ベアリング３０
０は自己潤滑ベアリングであり、ポリイミドプラスチッ
ク材料又はポリアミドプラスチック材料（例えば、トル
ロン(Torlon（商標）)又はベスペル（Vespel（商標）)
等の粒子を発生しない材料で作られている。従って、本
実施形態において磁気力は、主としてピンを特にｚ位置
に保持して上下に移動させるのに用いられる。ベアリン
グは、ピンの長さ方向に沿った適当などの位置にも、ピ
ンに要求される垂直運動を許容するような方法で、配置
されることが可能である。ベアリング３００は数々の異
なった方法のどれでも実行できる。例えば、ベアリング
は、ハウジングの中に固定されてピンが自由に上下動す
るのに十分に大きい中央の穴を有していてもよく、或い
は、ベアリングはピンに取り付けられてハウジングの中
をピンと共に上下動してもよい。
【００３４】本発明者らは、リフトピン装置をエッジサ
ポートリングを用いたＲＴＰチャンバの状況で説明した
が、リフトピンが基板を、例えば一体型ペデスタル等の
サポート装置から取り外すように持ち上げ、或いは載せ
るように下ろすのに用いられ又は用いられることが可能
な、いかなる基板処理チャンバにおいても本リフトピン
装置は使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板処理チャンバの概略断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、リフトピン装置の概略断面
図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、リフトピンの実施形態を
部分的に切断した概略斜視図である。
【図４】磁石サポート装置の概略斜視図である。
【図５】サポートリング上で基板を支持するリフトピン
サポート装置の概略斜視図である。
【図６】処理チャンバに連結されているサポートピンハ
ウジングの概略断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）はサポートピン装置の概略断面
図である。
【図８】他のリフトピン装置の概略断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベンジャミン バイアマン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ミルピタス， チューポン アヴェニュー 1321

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内部空洞を包囲し且つチャンバ底部を有
    している処理チャンバについて使用する基板サポート装
    置であって、 透磁性の材料で作られたハウジングと、 前記ハウジング内に基本的に配置されており、前記チャ
    ンバ底部を通って上方に延びている通路内と処理中に基
    板を含んでいる前記空洞内とに上方に延びる上端部を有
    するピンと、 前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピンに取り付け
    られている第１磁石アセンブリと、 前記ハウジングの外部に配置されているキャリッジ構造
    体と、 前記ハウジングに取り付けられている第２磁石アセンブ
    リと、を備えており、 前記第２磁石アセンブリが前記ピン及び前記第１磁石ア
    センブリを前記ハウジング内に磁気的に浮揚させるよう
    に、前記第１アセンブリ及び前記第２磁石アセンブリが
    互いに相対的に配置されている装置。
  2. 【請求項２】 前記キャリッジ構造体を上下動し、もっ
    て前記ピンを上下動するリフティング装置を更に備える
    請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記リフティング装置は上昇位置及び下
    降位置をとることができ、前記リフティング装置が前記
    上昇位置にあるとき、前記ピンは前記通路を上に通り抜
    けて前記内部空洞に上方に延びており、前記ピンの頂部
    は、処理中に基板が保持される面より上方に配置されて
    いる請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記リフティング装置が前記下降位置に
    あるとき、前記ピンの前記頂部が、処理中に前記基板が
    保持される面より下方に位置するレベルにくるように、
    前記ピンが穴の中に収縮される請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記処理チャンバが、前記基板を前記チ
    ャンバ底部の上方に所定の間隔を開けて前記基板の外周
    部で支持するための基板サポートリングを含んでおり、
    前記基板が前記サポートリング内に保持されるときに前
    記ピンが前記基板の裏側と接触するように、前記ピンの
    頂部が基板サポートリングに対して相対的に配置されて
    いる請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 使用中に前記サポートリングが回転軸線
    を中心として回転し、前記ピンが前記回転軸線に沿って
    整列されている請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 使用中に、前記ピンの前記頂部が前記基
    板の裏側の中央部と接触している請求項６に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 前記ピンの前記頂部が、前記ピンの前記
    頂部と前記基板の裏側との接触領域を最小にするように
    形成されている請求項５に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記ピンの前記頂部が丸くされている請
    求項５に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 処理中に前記基板が前記サポートリン
    グ内に保持されると、前記ピンが前記基板の裏側に接触
    して偏倚する請求項５に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１磁石アセンブリ及び前記第２
    磁石アセンブリは、前記ピンが使用中に自由に回転する
    ことができるように構成されている請求項５に記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】 内部空洞を画し且つチャンバ底部を有
    している処理チャンバについて使用するための基板サポ
    ート装置であって、 複数のリフトピン装置を備えており、前記複数のリフト
    ピン装置がそれぞれ、 透磁性の材料で作られたリフトピンハウジングと、 前記リフトピンハウジング内に基本的に配置されてお
    り、前記チャンバ底部を通って上方に延びている通路内
    と前記チャンバの前記空洞内とに上方に延びる上端部を
    有するリフトピンと、 前記リフトピンハウジングの内部にあって前記ピンに取
    り付けられている第１磁石アセンブリと、 前記リフトピンハウジングの外部に配置されているキャ
    リッジ構造体と、 前記キャリッジ構造体に取り付けられている第２磁石ア
    センブリであって、前記リフトピン及び前記第１磁石ア
    センブリを前記ハウジング内に磁気的に浮揚させるよう
    に、前記第１磁石アセンブリに対して相対的に配置され
    ている前記第２磁石アセンブリと、を備えている装置。
  13. 【請求項１３】 前記複数のキャリッジ構造体を上下動
    し、もって前記複数のリフトピンを上下動するリフティ
    ング装置を更に備えている請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記リフティング装置は上昇位置及び
    下降位置をとることができ、前記リフティング装置が前
    記上昇位置にあるとき、前記複数のリフトピンはそれぞ
    れ対応の前記通路を上に通り抜けて前記内部空洞内に上
    方に延びており、前記ピンの頂部は、処理中に基板が保
    持される面より上方に配置されている請求項１３に記載
    の装置。
  15. 【請求項１５】 前記リフティング装置が前記下降位置
    にある場合、前記リフトピンの前記頂部が、処理中に基
    板が保持されるときに前記基板によって画される面より
    下方に位置するレベルにくるように、前記リフトピンが
    それぞれ対応の通路の中に収縮される請求項１４に記載
    の装置。
  16. 【請求項１６】 前記リフティング装置が前記下降位置
    にあるとき、前記ピンの頂部が前記チャンバ内の前記空
    洞内まで延びないように前記リフトピンがそれぞれ対応
    の通路の中に収縮されている請求項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記リフティング装置が、直線運動を
    生じる駆動装置と、前記駆動装置の前記直線運動を全て
    の前記キャリッジ構造体に伝えるスパイダ状アセンブリ
    とを備えている請求項１３に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記リフトピンハウジングが、前記チ
    ャンバ底部の下側で前記チャンバに取り付けられている
    請求項１７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記駆動装置が空気式駆動装置である
    請求項１３に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 基板を処理する装置であって、 内部空洞を包囲し且つチャンバ底部を有しているチャン
    バと、 処理中に前記基板を支持する、前記チャンバ内のサポー
    ト装置と、 透磁性の材料で作られており、前記チャンバの下側で取
    り付けられているハウジングと、 前記ハウジング内に配置されており、前記チャンバ底部
    を通って上方へ延びている通路内と処理中に基板を含む
    前記空洞内とに上方に延びる上端部を有するピンと、 前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピンに取り付け
    られている第１磁石アセンブリと、 前記ハウジングの外部に配置されているキャリッジ構造
    体と、 前記キャリッジ構造体に取り付けられている第２磁石ア
    センブリと、を備え、 前記第２磁石アセンブリが前記ピン及び前記第１アセン
    ブリを前記ハウジング内に磁気的に浮揚させるように、
    前記第１磁石アセンブリ及び前記第２磁石アセンブリが
    互いに相対的に配置されている装置。
  21. 【請求項２１】 前記キャリッジ構造体を上下動し、も
    って前記ピンを上下動するリフティング装置を更に備え
    ている請求項２０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記基板を、前記チャンバ底部の上方
    に所定の間隔を開けて前記基板の外周部で支持する基板
    サポートリングを更に備えており、前記基板が前記サポ
    ートリング内に保持されるときに前記ピンが前記基板の
    裏側と接触するように、前記ピンの頂部が基板サポート
    リングに対して相対的に配置されている請求項２０に記
    載の装置。
  23. 【請求項２３】 使用中に前記サポートリングが回転軸
    線を中心として回転し、前記ピンは前記回転軸線に沿っ
    て整列されている請求項２２に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 使用中に、前記ピンの前記頂部が前記
    基板の裏面の中央部と接触している請求項２３に記載の
    装置。
  25. 【請求項２５】 前記ピンの前記頂部が、前記ピンの前
    記頂部と前記基板の裏側との接触領域を最小にするよう
    に形成されている請求項２２に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記ピンの前記頂部が丸くされている
    請求項２２に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 処理中に前記基板が前記サポートリン
    グ内に保持されると、前記ピンが前記基板の裏側に接触
    して偏倚する請求項２２に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記基板を、前記チャンバ底部の上方
    に所定の間隔を開けて、前記基板の外周部で支持してい
    る基板サポートリングを更に備えている請求項２１に記
    載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記リフティング装置が上昇位置及び
    下降位置をとることができ、前記リフティング装置が前
    記上昇位置にあるとき、前記リフトピンは前記通路を通
    り抜けて前記内部空洞内に上方に延びており、前記ピン
    の頂部は、処理中に基板が保持される面より上方に位置
    している請求項２８に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 前記リフティング装置が前記下降位置
    にある場合、前記リフトピンの前記頂部が、処理中に基
    板が保持されるときに前記基板によって画される面より
    下方に位置するレベルにくるように、前記リフトピンが
    前記通路の中に収縮されている請求項２９に記載の装
    置。
JP23018997A 1996-07-24 1997-07-23 処理チャンバのリフトピン及びサポートピン装置 Withdrawn JPH1092916A (ja)

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