(57)【要約】異なる寸法の基板（２３）と効率のよい熱接触をするよう選択的に形成可能な、基板加工システム（１０）のバックプレーンアセンブリ（２５）。このバックプレーンアセンブリ（２５）は、基板加工システム（１０）の真空チャンバー（１１）内に設置されたバックプレーンベース（４０）と、このバックプレーンベース（４０）に対して着脱可能な複数のフェースプレート（４２，４４）とを具備する。バックプレーンアセンブリ（２５）は、基板（２３）の温度を調節するために動作可能であり、しかも加工中に温度調節を実施するためバックプレーンベース（４０）とフェースプレート（４２，４４）との間の効果的な熱伝達を促進する要素を具備する。フェースプレート（４２，４４）のそれぞれは、対応する寸法および／または形状となったタイプの基板（２３）と係合するための寸法および形状となった接触面（４３，４５）を有する。フェースプレート（４２，４４）は、基板加工システム（１０）によって加工される基板（２３）の寸法および／または形状の変更に適応する交換のため、真空チャンバー（１１）からバックプレーンベース（４０）を取り外すことなく、バックプレーンベース（４０）から簡単に取り外すことができる。
2005501401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセスポートを持った通気可能な真空チャンバーを含む基板加工システムにおける、シーケンシャル基部の上で、形状および／または寸法の異なる基板を加工するためのバックプレーンアセンブリであって、
前記基板加工システムの前記真空チャンバー内であって、かつ基板を加工するのに適するポジションに設置可能なバックプレーンベースと、
前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能な第１のフェースプレートと、
前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能な第２のフェースプレートと、を具備し、
前記第１のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有し、
前記第２のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、前記第１の接触面とは異なる寸法および形状となった第２の接触面を有し、
前記第１のフェースプレートおよび前記第２のフェースプレートは、前記真空チャンバー内で前記第１および第２のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記バックプレーンベースとともに組み合わせ形状を形成するべく、前記バックプレーンベースに選択的に取り付け可能であることを特徴とするバックプレーンアセンブリ。
【請求項２】
第３のフェースプレートをさらに具備し、
前記第３のフェースプレートは、前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能であり、
前記第３のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第３のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、独特の寸法および形状となった接触面を有し、
前記第１のフェースプレート、前記第２のフェースプレート、および前記第３のフェースプレートは、前記真空チャンバー内で前記第１、第２および第３のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記バックプレーンベースとともに組み合わせ形状を形成するべく、前記バックプレーンベースに選択的に取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項３】
３枚以上の複数のフェースプレートをさらに具備し、
前記フェースプレートそれぞれは、前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能であり、
前記フェースプレートそれぞれは、対応する寸法および／または形状となったあるタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、独特の寸法および形状となった接触面を有し、
前記フェースプレートは、前記真空チャンバー内で三つ以上のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記バックプレーンベースとともに組み合わせ形状を形成するべく、前記バックプレーンベースに選択的に取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項４】
前記バックプレーンベースは熱伝達ガス注入通路を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第１の注入ポートを具備し、前記第１の端部は、対応する前記第１のフェースプレートが、組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１の接触面へ熱伝達ガスの流れを導くため前記熱伝達ガス注入通路に取り付け可能であり、かつ
前記第２のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第２の注入ポートを具備し、前記第２の注入ポートの前記第１の端部は、前記第２のフェースプレートが、組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２の接触面へ熱伝達ガスの流れを導くため前記熱伝達ガス注入通路に取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項５】
前記バックプレーンベースは熱伝達ガス排出通路を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第１の排出ポートを具備し、前記第１の排出ポートの前記第１の端部は、前記第１のフェースプレートが、組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１の接触面から熱伝達ガスを排出するため前記熱伝達ガス排出通路に取り付け可能であり、かつ
前記第２のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第２の排出ポートを具備し、前記第２の排出ポートの前記第１の端部は、前記第２のフェースプレートが、組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２の接触面から熱伝達ガスを排出するため前記熱伝達ガス排出通路に取り付け可能であることを特徴とする請求項４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第１の接触面と接する基板の下にある、前記第１のガス注入ポートの前記第２の端部から、前記第１のガス排出ポートの前記第２の端部に導くよう構成された第１のガス溝を具備し、かつ
前記第２の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第２の接触面と接する基板の下にある、前記第２のガス注入ポートの前記第２の端部から、前記第２のガス排出ポートの前記第２の端部に導くよう構成された第２のガス溝を具備してなることを特徴とする請求項５に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項７】
前記第１のガス溝は、
前記第１の接触面の周囲を取り巻くように延びる第１の周囲ガス溝と、
前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に延びる第１の接続用ガス溝と、
前記第１のガス排出ポートの第２の端部から前記第１の周囲ガス溝に延びる第２の接続用ガス溝と、を具備し、かつ
前記第２のガス溝は、
前記第２の接触面の周囲を取り巻くように延びる周囲ガス溝と、
前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第３の接続用ガス溝と、
前記第２のガス排出ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第４の接続用ガス溝と、を具備してなることを特徴とする請求項６に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の接触面は円形の外側リムを有し、前記第１の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第１および第２の接続用ガス溝は、前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に向け半径方向に延び、かつ
前記第２の接触面は円形の外側リムを有し、前記第２の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第３および第４の接続用ガス溝は、前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に向け半径方向に延びていることを特徴とする請求項７に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項９】
前記熱伝達ガス注入通路に螺着状態で収まった通気式取り付けボルトと、
組み合わせ形状を形成するべく前記バックプレーンベースに前記第１および第２のフェースプレートの一つを取り付けるために設けられた前記第１および第２の注入ポートの一つと、をさらに具備し、
前記通気式取り付けボルトは、前記第１および第２のガス注入ポートの一つから、対応する前記第１および第２のガス注入ポートの一つに、熱伝達ガスが流動できるようにする中央貫通孔を有することを特徴とする請求項４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第１の接触面に接する基板の下にある、前記第１のガス注入ポートの前記第２の端部から導くよう構成された第１のガス溝を具備し、かつ
前記第２の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第２の接触面に接する基板の下にある、前記第２のガス注入ポートの前記第２の端部から導くよう構成された第２のガス溝を具備してなることを特徴とする請求項４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のガス溝は、
前記第１の接触面の周囲を取り巻くように延びる第１の周囲ガス溝と、
前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に延びる第１の接続用ガス溝と、を具備し、かつ
前記第２のガス溝は、
前記第２の接触面の周囲を取り巻くように延びる周囲ガス溝と
前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第２の接続用ガス溝と、を具備してなることを特徴とする請求項１０に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１の接触面は円形の外側リムを有し、前記第１の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第１の接続用ガス溝は、前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に向け半径方向に延び、かつ
前記第２の接触面は円形の外側リムを有し、前記第２の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第２の接続用ガス溝は、前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に向け半径方向に延びていることを特徴とする請求項１１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１のフェースプレートは、前記第１の接触面と対向する第１の接続面と、第１の固定機構とを備え、
前記第２のフェースプレートは、前記第２の接触面と対向する第２の接続面と、第２の固定機構とを備え、
前記バックプレーンベースは、さらに第３の接続面と第３の固定機構とを備え、
前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられ、かつ前記第１および第３の固定機構が機能させられた際、熱エネルギーは前記第１および第３の接続面間で伝達され、かつ前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられ、かつ前記第２および第３の固定機構が機能させられた際、熱エネルギーは前記第２および第３の接続面間で伝達されることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１４】
前記第１のフェースプレートは、前記第１の接続面の外周を取り囲む第１のフランジを有し、かつ前記第１の固定機構は、前記第１のフランジ上の複数の第１のスルーホールを備え、
前記第２のフェースプレートは、前記第２の接続面の外周を取り囲む第２のフランジを有し、かつ前記第２の固定機構は、前記第２のフランジ上の複数の第２のスルーホールを備え、
前記第３の接続面は複数のネジ孔を有し、前記複数の第１のスルーホールは、前記第１および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向のネジ孔と整列可能となっており、かつ前記複数の第２のスルーホールは、前記第２および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向のネジ孔と整列可能となっており、
複数のネジ式固定子が、前記複数の第１のスルーホールおよび前記複数の第１のスルーホールに挿入可能であり、前記ネジ式固定子は、前記バックプレーンベースに前記第１および第２のフェースプレートの一つを選択的に配置するため前記ネジ孔に固定可能であることを特徴とする請求項１３に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１のフランジは円形で、かつ前記複数の第１のスルーホールは、前記第１のフランジの周上に配置されており、
前記第２のフランジは円形で、かつ前記複数の第２のスルーホールは、前記第２のフランジの周上に配置されており、
前記複数のネジ孔は、前記複数の第１のスルーホールが前記第１および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向について前記ネジ孔と回転可能に配列可能であるとともに、前記複数の第２のスルーホールが前記第２および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向について前記ネジ孔と回転可能に配列可能であるように、前記第３の接続面に円形パターンで配列されていることを特徴とする請求項１４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１６】
前記複数の第１のスルーホールは、前記第１のフランジの周上に実質的に等しい角度間隔で配置されており、
前記複数の第２のスルーホールは、前記第２のフランジの周上に実質的に等しい角度間隔で配置されており、かつ
前記ネジ孔は、前記第３の接続面の周上に実質的に等しい角度間隔で配置されていることを特徴とする請求項１５に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１７】
前記第１の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１および第３の固定機構を整列させる第１の位置決め要素を具備し、
前記第２の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２および第３の固定機構を整列させる第２の位置決め要素を具備してなることを特徴とする請求項１３に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１８】
前記第１の位置決め要素は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記バックプレーンベースと前記第１のフェースプレートとの間の再現性ある整列を可能とし、
前記第２の位置決め要素は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記バックプレーンベースと前記第２のフェースプレートとの間の再現性ある整列を可能とすることを特徴とする請求項１７に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１９】
前記第１のフェースプレートは前記第１の接触面と対向する第１の接続面を具備し、
前記第２のフェースプレートは前記第２の接触面と対向する第２の接続面を具備し、
前記バックプレーンベースはさらに第３の接続面を具備し、前記第１、第２および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１および第３の接続面間での熱エネルギーの効率のよい伝達を促進するよう、あるいは前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２および第３の接続面間での熱エネルギーの効率のよい伝達を促進するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２０】
前記第１および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に、実質的に直接かつ連続的に接触し、
前記第２および第３の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に、実質的に直接かつ連続的に接触することを特徴とする請求項１９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１、第２および第３の接続面は、無電解ニッケルの層で被覆されていることを特徴とする請求項１９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２２】
前記第１および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に伝導性の熱伝達関係を持ち、かつ
前記第２および第３の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に伝導性の熱伝達関係を持つことを特徴とする請求項１９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２３】
前記バックプレーンベースは、接続ポジションと非接続ポジションとの間で、前記加工システムの前記真空チャンバー内で予め決められた位置で基板を保持する基板ホルダーに対して移動可能であり、前記バックプレーンベースは、前記基板の一方の側に実質的に直線的な力を選択的に作用させ、
前記第１の接触面は、前記基板ホルダーによって保持された前記第１のタイプの基板と向き合う第１の凸状湾曲を有し、前記バックプレーンベースが接続ポジションに移動させられた際には、前記基板は前記第１の凸状湾曲に実質的に一致するように曲がり、
前記第２の接触面は、前記基板ホルダーによって保持された前記第２のタイプの基板と向き合う第２の凸状湾曲を有し、前記バックプレーンベースが接続ポジションに移動させられた際には、前記基板は前記第２の凸状湾曲に実質的に一致するように曲がることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２４】
前記第１の接触面は、前記第１のタイプの基板のディスク型の面と接触するために円形であるとともに、前記第１のタイプの基板の外径よりも僅かに大きな第１の外径を有し、かつ
前記第２の接触面は、前記第２のタイプの基板のディスク型の面と接触するために円形であるとともに、前記第２のタイプの基板の外径よりも僅かに大きな第２の外径を有することを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２５】
前記第１の外径は約１５０ｍｍよりも僅かに大きく、かつ
前記第２の外径は約２００ｍｍよりも僅かに大きいことを特徴とする請求項２４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２６】
前記バックプレーンベースは、
前記バックプレーンアセンブリおよび基板の温度を周囲の温度以上に選択的に上昇させるためのヒーター要素と、
前記ヒーター要素に隣接した冷却要素と、を具備し、
前記冷却要素は、前記ヒーターを周囲の温度まで急速に冷却するための冷却流体の流れを受け入れるために選択的に作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２７】
前記バックプレーンベースは、
前記バックプレーンベースを前記真空チャンバーへ設置するためのフランジと、
前記バックプレーンアセンブリおよび基板の温度を選択的に上昇させるためのヒーター要素と、
前記ヒーター要素に隣接した冷却要素と、を具備し、
前記冷却要素は、前記フランジを冷却するための冷却流体の流れを受け入れるために選択的に作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２８】
前記バックプレーンベースは、
前記第１および第２のフェースプレートのそれぞれと効率のよい熱接触状態を確立するための接続面と、
前記接続面に隣接し、かつ僅かな距離だけその下方に設置された熱電対センサーと、を具備し、
前記熱電対センサーは、前記バックプレーンベースに取り付けられた前記第１および第２のフェースプレートの一つと自動的に接続されており、かつ取り付けられたフェースプレートに近接する前記バックプレーンベースの温度を検出するために作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２９】
形状および／または寸法が異なる基板をシーケンシャル基部の上で加工するための基板加工システムであって、
通気可能な加工空間およびアクセスポートを持った真空チャンバーと、
前記真空チャンバー内に配置され、基板を加工に適するポジションで支持する基板ホルダーと、
バックプレーンアセンブリと、を具備し、
前記バックプレーンアセンブリは、
前記真空チャンバー内に設置されたバックプレーンベースと、
前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能な第１のフェースプレートと、
前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能な第２のフェースプレートと、を具備し、
前記第１のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有し、
前記第２のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、前記第１の接触面とは異なる寸法および形状となった第２の接触面を有し、
前記第１および第２のフェースプレートは、前記真空チャンバー内で、前記第１および第２のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記バックプレーンベースとともに組み合わせ形状を形成するべく前記バックプレーンベースに選択的に取り付け可能であることを特徴とする基板加工システム。
【請求項３０】
基板の露出面に施工される被覆材料を供給するために作用可能な被覆材料源をさらに具備してなることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項３１】
前記バックプレーンベースは、
前記バックプレーンアセンブリおよび基板の温度を周囲の温度以上に選択的に上昇させるためのヒーター要素と、
前記ヒーター要素に隣接した冷却要素と、を具備し、
前記冷却要素は、前記ヒーターを周囲の温度まで急速に冷却するための冷却流体の流れを受け入れるために選択的に作動可能であることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項３２】
前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター制御ユニットと、
前記冷却流体の流れを供給するための冷却システムに流体的に接続された流体供給源と、をさらに具備してなることを特徴とする請求項３０に記載の基板加工システム。
【請求項３３】
前記バックプレーンベースは、
前記バックプレーンベースを前記真空チャンバーに取り付けるためのフランジと、
前記バックプレーンアセンブリおよび前記基板の温度を選択的に上昇させるためのヒーター要素と、
前記ヒーター要素に隣接した冷却要素と、を具備し、
前記冷却要素は、前記フランジを冷却するための冷却流体の流れを受け入れるために選択的に作動可能であることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項３４】
前記ヒーターに選択的にエネルギーを与えるため前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター制御ユニットと、
前記冷却液体の流れを選択的に供給するため前記冷却システムに接続された流体供給源と、をさらに具備してなることを特徴とする請求項３３に記載の基板加工システム。
【請求項３５】
第３のフェースプレートをさらに具備し、
前記第３のフェースプレートは、前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能であり、
前記第３のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第３のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、独特の寸法および形状となった接触面を有し、
前記第１のフェースプレート、前記第２のフェースプレート、および前記第３のフェースプレートは、前記真空チャンバー内で、前記第１、第２および第３のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記バックプレーンベースとともに組み合わせ形状を形成するべく前記バックプレーンベースに選択的に取り付け可能であることを特徴とする請求項２９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項３６】
３枚以上の複数のフェースプレートをさらに具備し、
前記フェースプレートのそれぞれは、前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能であり、
前記フェースプレートのそれぞれは、対応する寸法および／または形状となったあるタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、独特の寸法および形状となった接触面を有し、
前記フェースプレートは、前記真空チャンバー内で、三つ以上のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記バックプレーンベースとともに組み合わせ形状を形成するべく前記バックプレーンベースに選択的に取り付け可能であることを特徴とする請求項２９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項３７】
前記バックプレーンベースは熱伝達ガス注入通路を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第１の注入ポートを具備し、前記第１の端部は、対応する前記第１のフェースプレートが組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１の接触面へ熱伝達ガスの流れを導くため前記熱伝達ガス注入通路に取り付け可能であり、
前記第２のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第２の注入ポートを具備し、前記第２の注入ポートの前記第１の端部は、前記第２のフェースプレートが組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２の接触面へ熱伝達ガスの流れを導くため前記熱伝達ガス注入通路に取り付け可能であることを特徴とする請求項２９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項３８】
前記バックプレーンベースは熱伝達ガス排出通路を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第１の排出ポートを具備し、前記第１の排出ポートの前記第１の端部は、前記第１のフェースプレートが組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１の接触面から熱伝達ガスを排出するため前記熱伝達ガス排出通路に取り付け可能であり、かつ
前記第２のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第２の排出ポートを具備し、前記第２の排出ポートの前記第１の端部は、前記第２のフェースプレートが組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２の接触面から熱伝達ガスを排出するため前記熱伝達ガス排出通路に取り付け可能であることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項３９】
前記第１の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第１の接触面と接する基板の下にある、前記第１のガス注入ポートの前記第２の端部から、前記第１のガス排出ポートの前記第２の端部に導くよう構成された第１のガス溝を具備し、かつ
前記第２の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第２の接触面と接する基板の下にある、前記第２のガス注入ポートの前記第２の端部から、前記第２のガス排出ポートの前記第２の端部に導くよう構成された第２のガス溝を具備してなることを特徴とする請求項３８に記載の基板加工システム。
【請求項４０】
前記第１のガス溝は、
前記第１の接触面の周囲を取り巻くように延びる第１の周囲ガス溝と、
前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に延びる第１の接続用ガス溝と、
前記第１のガス排出ポートの第２の端部から前記第１の周囲ガス溝に延びる第２の接続用ガス溝と、を具備し、かつ
前記第２のガス溝は、
前記第２の接触面の周囲を取り巻くように延びる周囲ガス溝と、
前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第３の接続用ガス溝と、
前記第２のガス排出ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第４の接続用ガス溝と、を具備してなることを特徴とする請求項３９に記載の基板加工システム。
【請求項４１】
前記第１の接触面は円形の外側リムを有し、前記第１の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第１および第２の接続用ガス溝は、前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に向け半径方向に延び、かつ
前記第２の接触面は円形の外側リムを有し、前記第２の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第３および第４の接続用ガス溝は、前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に向け半径方向に延びていることを特徴とする請求項４０に記載の基板加工システム。
【請求項４２】
前記熱伝達ガス注入通路に螺着状態で収まった通気式取り付けボルトと、
組み合わせ形状を形成するべく前記バックプレーンベースに前記第１および第２のフェースプレートの一つを取り付けるために設けられた前記第１および第２の注入ポートの一つと、をさらに具備し、
前記通気式取り付けボルトは、前記第１および第２のガス注入ポートの一つから、対応する前記第１および第２のガス注入ポートの一つに、熱伝達ガスが流動できるようにする中央貫通孔を有することを特徴とする請求項３７に記載の基板加工システム。
【請求項４３】
前記第１の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第１の接触面に接する基板の下にある、前記第１のガス注入ポートの前記第２の端部から導くよう構成された第１のガス溝を具備し、かつ
前記第２の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第２の接触面に接する基板の下にある、前記第２のガス注入ポートの前記第２の端部から導くよう構成された第２のガス溝を具備してなることを特徴とする請求項３７に記載の基板加工システム。
【請求項４４】
前記第１のガス溝は、
前記第１の接触面の周囲を取り巻くように延びる第１の周囲ガス溝と、
前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に延びる第１の接続用ガス溝と、を具備し、かつ
前記第２のガス溝は、
前記第２の接触面の周囲を取り巻くように延びる周囲ガス溝と
前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第２の接続用ガス溝と、を具備してなることを特徴とする請求項４３に記載の基板加工システム。
【請求項４５】
前記第１の接触面は円形の外側リムを有し、前記第１の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第１の接続用ガス溝は、前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に向け半径方向に延び、かつ
前記第２の接触面は円形の外側リムを有し、前記第２の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第２の接続用ガス溝は、前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に向け半径方向に延びていることを特徴とする請求項４４に記載の基板加工システム。
【請求項４６】
前記第１のフェースプレートは、前記第１の接触面と対向する第１の接続面と、第１の固定機構とを備え、
前記第２のフェースプレートは、前記第２の接触面と対向する第２の接続面と、第２の固定機構とを備え、
前記バックプレーンベースは、さらに第３の接続面と第３の固定機構とを備え、
前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられ、かつ前記第１および第３の固定機構が機能させられた際、熱エネルギーは前記第１および第３の接続面間で伝達され、かつ前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられ、かつ前記第２および第３の固定機構が機能させられた際、熱エネルギーは前記第２および第３の接続面間で伝達されることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項４７】
前記第１のフェースプレートは、前記第１の接続面の外周を取り囲む第１のフランジを有し、かつ前記第１の固定機構は、前記第１のフランジ上の複数の第１のスルーホールを備え、
前記第２のフェースプレートは、前記第２の接続面の外周を取り囲む第２のフランジを有し、かつ前記第２の固定機構は、前記第２のフランジ上の複数の第２のスルーホールを備え、
前記第３の接続面は複数のネジ孔を有し、前記複数の第１のスルーホールは、前記第１および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向のネジ孔と整列可能となっており、かつ前記複数の第２のスルーホールは、前記第２および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向のネジ孔と整列可能となっており、
複数のネジ式固定子が、前記複数の第１のスルーホールおよび前記複数の第１のスルーホールに挿入可能であり、前記ネジ式固定子は、前記バックプレーンベースに前記第１および第２のフェースプレートの一つを選択的に配置するため前記ネジ孔に固定可能であることを特徴とする請求項４６に記載の基板加工システム。
【請求項４８】
前記第１のフランジは円形で、かつ前記複数の第１のスルーホールは、前記第１のフランジの周上に配置されており、
前記第２のフランジは円形で、かつ前記複数の第２のスルーホールは、前記第２のフランジの周上に配置されており、
前記複数のネジ孔は、前記複数の第１のスルーホールが前記第１および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向について前記ネジ孔と回転可能に配列可能であるとともに、前記複数の第２のスルーホールが前記第２および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向について前記ネジ孔と回転可能に配列可能であるように、前記第３の接続面に円形パターンで配列されていることを特徴とする請求項４７に記載の基板加工システム。
【請求項４９】
前記複数の第１のスルーホールは、前記第１のフランジの周上に実質的に等しい角度間隔で配置されており、
前記複数の第２のスルーホールは、前記第２のフランジの周上に実質的に等しい角度間隔で配置されており、かつ
前記ネジ孔は、前記第３の接続面の周上に実質的に等しい角度間隔で配置されていることを特徴とする請求項４８に記載の基板加工システム。
【請求項５０】
前記第１の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１および第３の固定機構を整列させる第１の位置決め要素を具備し、
前記第２の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２および第３の固定機構を整列させる第２の位置決め要素を具備してなることを特徴とする請求項４６に記載の基板加工システム。
【請求項５１】
前記第１の位置決め要素は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記バックプレーンベースと前記第１のフェースプレートとの間の再現性ある整列を可能とし、
前記第２の位置決め要素は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記バックプレーンベースと前記第２のフェースプレートとの間の再現性ある整列を可能とすることを特徴とする請求項５０に記載の基板加工システム。
【請求項５２】
前記第１のフェースプレートは前記第１の接触面と対向する第１の接続面を具備し、
前記第２のフェースプレートは前記第２の接触面と対向する第２の接続面を具備し、
前記バックプレーンベースはさらに第３の接続面を具備し、前記第１、第２および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１および第３の接続面間での熱エネルギーの効率のよい伝達を促進するよう、あるいは前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２および第３の接続面間での熱エネルギーの効率のよい伝達を促進するようになっていることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項５３】
前記第１および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に、実質的に直接かつ連続的に接触し、
前記第２および第３の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に、実質的に直接かつ連続的に接触することを特徴とする請求項５２に記載の基板加工システム。
【請求項５４】
前記第１、第２および第３の接続面は、無電解ニッケルの層で被覆されていることを特徴とする請求項５３に記載の基板加工システム。
【請求項５５】
前記第１および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に伝導性の熱伝達関係を持ち、かつ
前記第２および第３の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に伝導性の熱伝達関係を持つことを特徴とする請求項５２に記載の基板加工システム。
【請求項５６】
前記バックプレーンベースは、接続ポジションと非接続ポジションとの間で、前記加工システムの前記真空チャンバー内で予め決められた位置で基板を保持する基板ホルダーに対して移動可能であり、前記バックプレーンベースは、前記基板の一方の側に実質的に直線的な力を選択的に作用させ、
前記第１の接触面は、前記基板ホルダーによって保持された前記第１のタイプの基板と向き合う第１の凸状湾曲を有し、前記バックプレーンベースが接続ポジションに移動させられた際には、前記基板は前記第１の凸状湾曲に実質的に一致するように曲がり、
前記第２の接触面は、前記基板ホルダーによって保持された前記第２のタイプの基板と向き合う第２の凸状湾曲を有し、前記バックプレーンベースが接続ポジションに移動させられた際には、前記基板は前記第２の凸状湾曲に実質的に一致するように曲がることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項５７】
前記第１の接触面は、前記第１のタイプの基板のディスク型の面と接触するために円形であるとともに、前記第１のタイプの基板の外径よりも僅かに大きな第１の外径を有し、かつ
前記第２の接触面は、前記第２のタイプの基板のディスク型の面と接触するために円形であるとともに、前記第２のタイプの基板の外径よりも僅かに大きな第２の外径を有することを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項５８】
前記第１の外径は約１５０ｍｍよりも僅かに大きく、かつ
前記第２の外径は約２００ｍｍよりも僅かに大きいことを特徴とする請求項５７に記載の基板加工システム。
【請求項５９】
前記バックプレーンベースは、
前記バックプレーンアセンブリおよび基板の温度を周囲の温度以上に選択的に上昇させるためのヒーター要素と、
前記ヒーター要素に隣接した冷却要素と、を具備し、
前記冷却要素は、前記ヒーターを周囲の温度まで急速に冷却するための冷却流体の流れを受け入れるために選択的に作動可能であることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項６０】
前記バックプレーンベースは、
前記バックプレーンベースを前記真空チャンバーへ設置するためのフランジと、
前記バックプレーンアセンブリおよび基板の温度を選択的に上昇させるためのヒーター要素と、
前記ヒーター要素に隣接した冷却要素と、を具備し、
前記冷却要素は、前記フランジを冷却するための冷却流体の流れを受け入れるために選択的に作動可能であることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項６１】
前記バックプレーンベースは、
前記第１および第２のフェースプレートのそれぞれと効率のよい熱接触状態を確立するための接続面と、
前記接続面に隣接し、かつ僅かな距離だけその下方に設置された熱電対センサーと、を具備し、
前記熱電対センサーは、前記バックプレーンベースに取り付けられた前記第１および第２のフェースプレートの一つと自動的に接続されており、かつ取り付けられたフェースプレートに近接する前記バックプレーンベースの温度を検出するために作動可能であることを特徴とする請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項６２】
アクセスポートを持った通気可能な真空チャンバーを含む基板加工システムにおけるシーケンシャル基部の上で、形状および／または寸法の異なる基板を加工するための方法であって、
前記真空チャンバー内であって、基板の加工に適するポジションに設置されたバックプレーンベースと、
前記バックプレーンベースに取り外し可能に取り付けられた第１のフェースプレートと、
前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースから取り外された場合に、前記バックプレーンベースに対して着脱可能である第２のフェースプレートと、を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有するとともに、
前記第２のフェースプレートは、前記第１の基板とは異なる形状および／または寸法となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第２の接触面を有する
バックプレーンアセンブリを備え付ける工程と、
第１の基板を前記第１のフェースプレート上に配置するとともに、前記アクセスポートが閉塞され、かつ前記真空チャンバーが大気圧以下である間に前記第１の基板を加工する工程と、
前記真空チャンバーの前記アクセスポートを、前記第１のフェースプレートにアクセスできるよう開放する工程と、
前記第１の基板を取り外す工程と、
前記真空チャンバーから前記バックプレーンベースを取り出さずに、前記バックプレーンベースから前記第１のフェースプレートを取り外すとともに、開放されたアクセスポートから前記第１のフェースプレートを取り出す工程と、
前記開放されたアクセスポートから前記アクセスポート内へ前記第２のフェースプレートを挿入するとともに、前記真空チャンバーから前記バックプレーンベースを取り出さずに、前記第２のフェースプレートを前記バックプレーンベースに取り付ける工程と、
第２の基板を前記第２のフェースプレート上に配置するとともに、前記アクセスポートが閉塞され、かつ真空チャンバーが大気圧以下である間に前記第２の基板を加工する工程と、を具備することを特徴とする基板加工方法。
【請求項６３】
前記バックプレーンベース上のフェースプレート受け面に第１の端部においてつながり、かつ熱伝達ガス供給源に第２の端部においてつながる熱伝達ガス注入ポートを前記バックプレーンベースに設ける工程と、
前記第１の接触面に第１の端部においてつながり、かつその底面に第２の端部においてつながる第１の注入ポートを前記第１のフェースプレートに設ける工程と、
前記第２の接触面にその上位端部においてつながり、かつその底面にその下位端部においてつながる第２の注入ポートを前記第２のフェースプレートに設ける工程と、をさらに具備し、
前記第２のフェースプレート取り付け工程は、前記第２のフェースプレートの前記第２の接触面が前記熱伝達ガス供給源に接続されるようにするため、前記第２のフェースプレートの前記第２の注入ポートの前記下位端部を、それが前記熱伝達ガスポートの一つの端部と接続された状態となるようにする位置決め操作を含み、かつ
前記取り外し工程は、前記熱伝達ガス供給源を前記第１のフェースプレートの前記第１の接触面から分離させるため、前記熱伝達ガスポートの一つの端部から、前記第１のフェースプレートの前記第１のガスポートの前記下位端部を分離する操作を含むことを特徴とする請求項６２に記載の基板加工方法。
【請求項６４】
フェースプレート受け面に一端部においてつながる熱伝達ガス排出ポートを前記バックプレーンベースに設ける工程と、
前記第１の接触面にその上位端部においてつながり、かつその底面にその下位端部においてつながる第１の排出ポートを前記第１のフェースプレートに設ける工程と、
前記第２の接触面にその上位端部においてつながり、かつその底面にその下位端部においてつながる第２の排出ポートを前記第２のフェースプレートに設ける工程と、をさらに具備し、
前記第２のフェースプレート取り付け工程は、前記第２の接触面から熱伝達ガスを排出するため、前記熱伝達ガス排出ポートが前記第１のフェースプレートの前記第２の接触面と接続されるよう、前記第２のフェースプレートの前記第２の排出ポートの前記下位端部を、それが前記熱伝達ガス排出ポートの一つの端部と接続された状態となるようにする位置決め操作を含み、かつ
前記取り外し工程は、前記熱伝達ガス排出ポートを前記第１のフェースプレートの前記第１の接触面から分離させるため、前記熱伝達ガス排出ポートの一つの端部から、前記第１のフェースプレートの前記第１の排出ポートの前記下位端部を分離する操作を含むことを特徴とする請求項６３に記載の基板加工方法。
【請求項６５】
基板加工チャンバーを改良するための方法であって、
前記加工チャンバーは、前記チャンバーが寸法および／または形状の異なる基板の加工に適応できるよう、対応する寸法および／または形状となった基板に適合する寸法および形状となったフェースプレートを持ったバックプレーンを具備し、
前記加工チャンバー内であって、基板の加工に適するポジションに設置されたバックプレーンベースと、
前記バックプレーンベースに取り外し可能に取り付けられた第１のフェースプレートと、
前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースから取り外された場合に、前記バックプレーンベースに対して着脱可能である第２のフェースプレートと、を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有するとともに、
前記第２のフェースプレートは、前記第１の基板とは異なる形状および／または寸法となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第２の接触面を有する
バックプレーンアセンブリを備え付ける工程と、
前記加工チャンバーから前記バックプレーンベースを取り出さずに、前記バックプレーンベースから前記第１のフェースプレートを取り外す工程と、
前記加工チャンバーから取り外された前記第１のフェースプレートを取り出す工程と、
前記加工チャンバーから前記バックプレーンベースを取り出さずに、前記第２のフェースプレートを前記バックプレーンベースに取り付ける工程と、を具備することを特徴とする基板加工チャンバー改良方法。
【請求項６６】
前記バックプレーンベース上のフェースプレート受け面に第１の端部においてつながり、かつ熱伝達ガス供給源に第２の端部においてつながる熱伝達ガス注入ポートを前記バックプレーンベースに設ける工程と、
前記第１の接触面に第１の端部においてつながり、かつ底面に第２の端部においてつながる第１の注入ポートを前記第１のフェースプレートに設ける工程と、
前記第２の接触面にその上位端部においてつながり、かつ底面にその下位端部においてつながる第２の注入ポートを前記第２のフェースプレートに設ける工程と、をさらに具備し、
前記第２のフェースプレート取り付け工程は、前記第２のフェースプレートの前記第２の接触面が前記熱伝達ガス供給源に接続されるようにするため、前記第２のフェースプレートの前記第２の注入ポートの前記下位端部を、それが前記熱伝達ガスポートの一つの端部と接続された状態となるようにする位置決め操作を含み、かつ
前記取り外し工程は、前記熱伝達ガス供給源を前記第１のフェースプレートの前記第１の接触面から分離させるため、前記熱伝達ガスポートの一つの端部から、前記第１のフェースプレートの前記第１のガスポートの前記下位端部を分離する操作を含むことを特徴とする請求項６５に記載の基板加工チャンバー改良方法。
【請求項６７】
フェースプレート受け面に一端部においてつながり、かつ熱伝達ガス供給源に他端部においてつながる熱伝達ガス排出ポートを前記バックプレーンベースに設ける工程と、
前記第１の接触面に上位端部においてつながり、かつ底面に下位端部においてつながる第１の排出ポートを前記第１のフェースプレートに設ける工程と、
前記第２の接触面に上位端部においてつながり、かつ底面に下位端部においてつながる第２の排出ポートを前記第２のフェースプレートに設ける工程と、をさらに具備し、
前記第２のフェースプレート取り付け工程は、前記第２の接触面から熱伝達ガスを排出するため、前記熱伝達ガス排出ポートが前記第１のフェースプレートの前記第２の接触面と接続されるよう、前記第２のフェースプレートの前記第２の排出ポートの前記下位端部を、それが前記熱伝達ガス排出ポートの一つの端部と接続された状態となるようにする位置決め操作を含み、かつ
前記取り外し工程は、前記熱伝達ガス排出ポートを前記第１のフェースプレートの前記第１の接触面から分離させるため、前記熱伝達ガス排出ポートの一つの端部から、前記第１のフェースプレートの前記第１の排出ポートの前記下位端部を分離する操作を含むことを特徴とする請求項６６に記載の基板加工チャンバー改良方法。
【請求項６８】
寸法および／または形状の異なる基板と効率のよい熱接触状態を確立するのに適したバックプレーンアセンブリに関係する現存するバックプレーンを取り替えることで、基板加工チャンバーを改良する方法であって、
バックプレーンベースと、
前記バックプレーンベースに取り外し可能に設置され、かつ第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有する第１のフェースプレートと、
前記バックプレーンベースに着脱可能であり、かつ前記第１の基板とは異なる寸法および／または形状となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第２の接触面を有する第２のフェースプレートと、を具備する
バックプレーンアセンブリを備え付ける工程と、
前記加工システムから現存する前記バックプレーンを取り外す工程と、
前記加工チャンバー内であって、基板を加工するのに適したポジションに前記バックプレーンベースを設置する工程と、
新しいバックプレーンアセンブリの前記バックプレーンベースを現存するバックプレーンの以前のポジションに取り付ける工程と、
前記基板加工チャンバー内で加工される基板の寸法および／または形状に応じて、前記第１および第２のフェースプレートの一つを選択する工程と、
前記加工チャンバーから前記バックプレーンベースを取り出さずに、前記バックプレーンベースへ選択されたフェースプレートを設置する工程と、を具備することを特徴とする基板加工チャンバー改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体の製造および加工に関する。特に、半導体加工システムにおける加工中に、半導体基板に接触し、かつその温度を調節するためのバックプレーンアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の内部あるいはその上への集積回路の製造は、多くの加工工程を含んでいる。それらは、一連の半導体加工システムにおいて連続して実施されるとともに、相互接続されたデバイスの配列を形成するという最終目的を有する。半導体加工システムは、一つ以上の基板加工ステーションを有している。この基板加工ステーションは、基板の露出面上に被覆材料の薄膜を析出形成するような、あるいは析出に先立って露出面から酸化物などの汚染物質層を除去するべく露出面をプラズマクリーニングするような加工工程を実施するよう構成されている。そうした従来型の半導体加工システムは、一般に基板の加工に好適であるにもかかわらず、集積回路製造のための応用を制限する明らかに深刻な欠点を有する。
【０００３】
通常の半導体加工システムは、単一の真空チャンバー内で多数のサブアセンブリを統合することが要求される。このサブアセンブリは、一つ以上の加工工程を真空チャンバーの大気圧以下の環境において実施するために協働する。サブアセンブリのなかには、加工中、基板を保持し、かつ支持する基板サポートがある。基板サポートは、クランプ構造体で基板を固定する基板ホルダーと、この基板ホルダーによって固定された基板に接合する接触面を備えたバックプレーンとからできている。バックプレーンは、加工中、接合された基板の温度を調節するために用いられる。たとえば、バックプレーンは基板の温度を上昇させるための加熱要素を具備している。熱は、加熱されたバックプレーンと基板との間を熱伝導によって伝達される。熱伝達の均一性を増大させるため、熱伝達ガスの流れが基板と接触面との間に供給される。
【０００４】
従来型の半導体加工システムは、製造および維持が難しく、かつ高くつくような複雑な設計であった。真空チャンバーからの個々のサブアセンブリの取り出しおよび組み立て直しは、骨の折れる単調な仕事であり、しかもしばしば構成要素を修理あるいは交換するために、全加工システムを１日以上もの間シャットダウンすることが要求される。時間単位で計れるシャットダウンでさえ、休止時間は製造ラインに沿って波及効果を及ぼすのでコストを増大させる。それは製造ラインの処理量を著しく低下させるとともに、さらには、個々の加工システムそれぞれを維持する間接的なコストを増加させる。生産設備は製品を実際に製造しているときだけ役に立ち、そして生産ライン全体が遊んでしまう時には、いかなる生産休止も非常に高くつく。
【０００５】
普通の半導体基板は多くの外径、たとえば１００ｍｍ（４インチ)、１５０ｍｍ(６インチ)、２００ｍｍ(８インチ）および３００ｍｍ(１２インチ）に対応するフレキシブルな円形ウェーハである。バックプレーンの接触面は、半導体加工システムによって加工される露出面と反対の基板背面主要部に当接する特定の表面エリアを有する。基板加工システムが、加工される基板の寸法および／または形状の変更を反映するために再構築されるとき、現存するバックプレーンはシステムから取り除かなければならず、しかも寸法および／または形状の異なる基板と接合するのに好適な寸法および形状の接触面を有する別のバックプレーンに交換しなければならない。この交換を実施するため、システムの真空チャンバーは大気圧に開放され、しかもさまざまなケーブルおよび流体ラインは、現存するバックプレーンとの接続が断たれる。現存するバックプレーンは固定状態が解かれ、そしてその設置開口から取り出される。ある半導体加工システムにおいては、真空チャンバーのプレナム全体は、メンテナンス人員によるバックプレーンを取り出すのに必要なアクセスを可能とするため開放しなければならない。バックプレーンを交換している間、水蒸気および他の揮発性物質種のような大気中のガスが、設置開口あるいは開放されたプレナムを経て侵入し、しかも真空チャンバーの内面に吸着する可能性がある。大気および揮発性物質種の吸着量は、大気開放されていた時間と比例する。別のバックプレーンが配置されるとともに真空チャンバーが密封され、そして排気された後、システム真空度の許容できる大気圧以下レベルへの回復は、大気中の上記種の吸収量に依存する。極端な場合には半導体加工システムは、吸収種を除去するために熱処理したりあるいは焼いたりすることが必要となる。したがって、従来型バックプレーンの交換は、実際の交換に要する時間だけでなく、真空チャンバー内における許容できる真空圧に再度到達するのに要する時間をも含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、半導体加工システムによって加工される基板の寸法および／または形状の変更に、容易に適応可能なバックプレーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、前述の目的は、基板加工システムのためのバックプレーンアセンブリであって、基板加工システムの真空チャンバー内で、かつ基板の加工に適するポジションに設置可能なバックプレーンベースと、このバックプレーンベースに対して着脱可能な第１のフェースプレートと、バックプレーンベースに対して着脱可能な第２のフェースプレートと、を具備してなるバックプレーンアセンブリによって達成される。第１および第２のフェースプレートはそれぞれ、バックプレーンベースに設置するための真空チャンバーのアクセスポートを経て挿入可能である大きさに作られている。第１のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有する。第２のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、第１の接触面とは異なる寸法および形状となった第２の接触面を有する。第１および第２のフェースプレートは、真空チャンバー内で第１および第２のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、バックプレーンベースとともに組み合わせ形状が形成されるようバックプレーンベースに対して選択的に設置可能である。
【０００８】
本発明に係るバックプレーンアセンブリの具現物は、改良キットの形態で提供される。それは、ある基板加工システムにおいて使用される従来の一体型バックプレーンと全体的に交換するべく構成された、バックプレーンベースと少なくとも２枚の交換可能なフェースプレートとを含む。この改良キットにおけるそれぞれのフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった基板に適合する寸法および形状となっており、その結果、加工システムは寸法および／または形状の異なる基板の加工に対応できる。
【０００９】
本発明によれば、アクセスポートを持った通気可能な真空チャンバーを含む基板加工システムにおけるシーケンシャル基部の上で、形状および／または寸法の異なる基板を加工するための方法が提供される。真空チャンバー内であって、かつ基板の加工に適するポジションに設置されたバックプレーンベースと、このバックプレーンベースに取り外し可能に設置された第１のフェースプレートと、バックプレーンベースに、第１のフェースプレートがこのベースから取り外された際に着脱可能な第２のフェースプレートと、を有するバックプレーンアセンブリが提供される。第１のフェースプレートは、第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有する。第２のフェースプレートは、第１の接触面とは異なる形状および／または寸法となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第２の接触面を有する。アクセスポートが閉塞され、かつ真空チャンバーが大気圧以下である間に、第１の基板は第１のフェースプレート上に載置され、加工される。真空チャンバーのアクセスポートは、第１のフェースプレートとアクセスできるよう開放され、そして第１の基板が取り出される。第１のフェースプレートは、真空チャンバーからバックプレーンベースを取り出さずにバックプレーンベースから取り外される。第１のフェースプレートは、開放されたアクセスポートを経て取り出されるとともに、開放されたアクセスポートを経てアクセスポート内へ第２のフェースプレートが挿入される。その後、第２のフェースプレートは、真空チャンバーからバックプレーンベースを取り出さずにバックプレーンベースへ取り付けられる。第２の基板が第２のフェースプレートに配置され、そしてアクセスポートが閉塞され、かつ真空チャンバーが大気圧以下である間に第２の基板は加工される。
【００１０】
上記の理由によって、寸法および／または形状が異なる基板を加工するためシステムが改変されるときに、システムの複雑さを低減し、かつコストおよび休止時間を最小限にすることによって、基板加工システムの作動効率を増大させるバックプレーンアセンブリが得られる。本発明は、真空チャンバーへ設置可能なバックプレーンベースと、加工チャンバーからバックプレーンベースを取り出すことなく、このバックプレーンベースへ取り付け可能な２枚以上の取り外し可能なフェースプレートとを有するバックプレーンアセンブリを提供する。それぞれのフェースプレートは、基板加工システムによって加工される基板のタイプの変更に適応するべく、対応する寸法および／または形状となった基板に適合する寸法および形状となった接触面を有する。本発明は、加工される基板の寸法および／または形状の変更を反映するための、こうした迅速かつ簡単な再構築の能力を欠く従来技術に係る基板加工システムと互換性があり、しかも従来技術に係る基板加工システムに改変できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の上記およびその他の目的および利点については、以下の詳細な説明から、一層容易に明らかになる。
【００１２】
本発明の環境は、半導体基板の表面に被覆材料を物理的気相析出させるよう構成された基板加工ステーションあるいはモジュールのような、半導体加工システムの基板加工ステーションである。本発明は他のタイプの半導体加工システムにも応用可能であるが、ここで説明する実施形態は、特に、特許文献１および特許文献２に図示され、かつ説明されているタイプの、処理量の大きなカルーセル型の半導体加工システムに好適なものである。両者の内容は、この引用によって本明細書に完全な形で組み込まれる。
【特許文献１】
米国特許第４，９１５，５４６号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，５１６，７３２号明細書
【００１３】
図１を参照すると、基板あるいは半導体加工システム１０は、概して、主真空チャンバー１１を備える。この主真空チャンバー１１は、おおむねディスク型チャンバー壁１２，１３の対の間に囲まれた円筒プレナム形状を有している。真空チャンバー１１は、確実な基板加工作業のための、制御された大気圧以下あるいは真空環境となる。複数の、たとえば五つの加工モジュール１４〜１８が等角度間隔で、水平中心軸線１９の周囲に配置されている。主真空チャンバー１１内では、ディスク型のインデックスプレート２０が、軸線１９を中心として、チャンバー壁１２，１３に対して回転可能に設置されている。五つの円形開口２１は、軸線１９を中心とするプレート２０の回転によって適切に割り出された際、加工モジュール１４〜１８の一つと整列するよう、軸線１９の周囲に等角度間隔で、インデックスプレート２０を貫通して延びている。基板２３（図２）を固定するための基板ホルダー２２がそれぞれの開口２１内に、おおむね垂直方向に設けられている。基板ホルダー２２は、環状のクランプリング２４および選択的に位置させることが可能な複数のラッチのような把持構造体（図示せず）と、基板２３の環状周縁を把持し、かつ固定するため協働する。五つの加工モジュール１４〜１８の少なくとも一つ、たとえば加工モジュール１４は、開放時に開口１４ｂが出現する密閉可能なロードロックドア１４ａを有するロードロックチャンバーである。基板２３は、開口１４ｂを経て、加工システム１０の基板ハンドリング補助システム(図示せず）によって主真空チャンバー１１に挿入でき、かつそこから取り出すことができる。残りの加工モジュール１５〜１８は、物理的気相析出およびプラズマクリーニングのような基板加工工程を実施するための基板加工ステーションとして設けられる。基板２３は、基板ハンドリング補助システムによって、開口１４ｂを経てロードロックチャンバー１４内に挿入され、基板ホルダーに固定され、そしてカルーセル型方式でインデックスプレートによって回転させられる。これによって加工モジュール１５〜１８は連続した基板加工工程を実施できるが、それは各基板２３がロードロックチャンバー１４に戻ってきたときに完了する。
【００１４】
適当な開口２１が、基板加工工程を実施可能な角度ポジションに割り出された際に、基板２３の背面と選択的に接触するのに適するバックプレーンアセンブリ２５は、加工モジュール１５〜１８のそれぞれに関連している。バックプレーンアセンブリ２５は、基板ホルダー２２によって保持されている基板２３と接しているときには、半導体加工システム１０の加工モジュール１５〜１８のうちの適切な一つによって加工されている間、基板２３の温度を調節するために作動可能である。
【００１５】
図２を参照すると、本発明に係るバックプレーンアセンブリ２５が、加工モジュール１５〜１８の一つ、たとえば加工モジュール１８のバックプレーンセクション２６内にて伸長した作業ポジション状態で、かつクランプリング２４によって保持された基板２３と接触した状態で示されている。加工モジュール１８はバックプレーンセクション２６およびフロントプレーンセクション２７に分割される。フロントプレーンセクション２７は被覆材料源を具備する。それはたとえば、スパッタリングターゲット２８、および基板２３の露出面２３ａの上に被覆材料を物理的気相析出させるため、スパッタリングターゲット２８に作動可能に接続されたカソードアセンブリ２９である。スパッタリングターゲット２８はキャップ型のモジュール壁３０によって取り囲まれている。それは取り外し可能に、チャンバー壁１３の設けられたアクセスポート３０ａに取り付けられており、かつ真空気密方法によって、それに対して密封されている。基板２３の露出面２３ａは、一般に、スパッタリングターゲット２８と対面する関係にある。バックプレーンセクション２６はチャンバー壁１２に設けられた開口を覆う取り付けアダプター３１を具備し、また図２に蛇腹アセンブリ３３として示されるプレナム管によって取り付けアダプター３１にシールされた、直線的に移動可能なカップ型のチャンバーカバー３２を具備する。チャンバーカバー３１は環状セラミック絶縁シールリング３４によって、電気的に絶縁し、かつ真空シールする方法でバックプレーンアセンブリ２５を収容する。チャンバーカバー３１は、フロントプレーンセクション２７まで、およびそれから離れるよう選択的に往復直線動作するために、電気空気圧あるいは空気圧シリンダー３５のようなリニアアクチュエータの駆動ピストン３６に作動可能に取り付けられている。基板２３を運ぶ基板ホルダー２２が、例えば加工モジュール１８の開口２１を位置決めするため回転して割り出された際、空気圧シリンダー３５は、チャンバーカバー３２をそれがシールリング３７と気密接続状態となるよう移動させるべく動作させられる。空気圧シリンダー３５が、チャンバーカバー３２をフロントプレーンセクション２７および基板ホルダー２２によって保持された基板２３に向かって動かすべく、実質的に直線的な力を作用させるために動作させられた際、基板ホルダー２２、クランプリング２４およびシールリング３７は、リーフスプリングなどによってインデックスプレート２０に対して弾力的に付勢されており、全体的にたわむ。シールリング３７は主真空チャンバー１１のチャンバー壁１３とチャンバーカバー３２との間に気密状態で収容されており、これにより、チャンバーカバー３２とフロントプレーンセクション２７とによって閉塞される密封真空加工空間３８が形成される。この目的のためシールリング３７は、要素のサンドウィッチ配列の密封を助けるべく、チャンバー壁１３およびチャンバーカバー３２に設けられた円形開口と同心に、円形パターンで配列されたＯリング３９を具備する。真空加工空間３８は、主真空チャンバー１１の制御された真空環境から実質上分離させられており、その結果、加工工程は加工モジュール１８内で行われる。
【００１６】
図２および図３を参照すると、本発明のバックプレーンアセンブリ２５はバックプレーンベース４０と、取り外し可能にこのバックプレーンベース４０に設置されたフェースプレート４２とを具備している。フェースプレート４２は、それをバックプレーンベース４０に取り外し可能に設置するため、フロントプレーン２７が分離させられた際、アクセスポート３０ａを経て挿入可能な大きさに作られている。フェースプレート４２は、チャンバーカバー３２が密封ポジションまで動作させられた際に、基板２３の背面２３ｂと物理的に接触、あるいはそれに隣接して位置させられる接触面４３を有する。この接触面４３は、対応する寸法および／または形状の基板２３を接合するための寸法および形状となっている。図２に示すように、チャンバーカバー３２がシールリング３７とともに密封ポジションへ移動した際、接触面４３は基板ホルダー２２とクランプリング２４との間に保持された基板２３の背面２３ｂと接触する。そしてこれによって、バックプレーンアセンブリ２５と基板２３との間の効率のよい熱伝導のために効果的な近接状態あるいは直接接触状態が確立される。ベローズアセンブリ３３は、接触面４３と基板２３の背面２３ｂとの間の近接状態あるいは直接接触した状態を確立するために、主真空チャンバー１１内で完全な真空状態が維持されている間は、バックプレーンアセンブリ２５の実質的に直線的な動きに対応するため直線的に伸張および収縮する。フェースプレート４２は平坦な、ディスク型の接続面４６を有し、これは接触面４３から見てフェースプレート４２の反対の側にある。
【００１７】
バックプレーンベース４０は、プラテン部４９を有する中空な略円筒状のベースハウジング４８を具備する。バックプレーンベース４０は円筒形のフランジ５１を有し、このフランジ５１は密封リング３４を用いてチャンバーカバー３２内に設けられた凹部に配置されている。プラテン部４９の平坦なディスク型の接続面５０は、フェースプレート４２がバックプレーンベース４０に配置された際に、接続面４６に取り付けられ、かつそれに近接した接触状態となるのに適している。図２に示すごとくフェースプレート４２がバックプレーンベース４０に配置された際に、接続面４６，５０は実質的に並行であり、かつ実質的に同一の広がりを持っている。その結果、接続面４６，５０は実質的に直接かつ連続的な物理的接触をし、あるいは密接な物理的近接状態となる。これはバックプレーンベース４０とフェースプレート４２との間での熱エネルギーの効率よい、好ましくは熱伝導による伝達を促進するのに効果的である。
【００１８】
図２および図４を参照すると、バックプレーンベース４０はさらに、フェースプレート４２および基板２３を加熱するためのヒーター要素５２と、ヒーター５２およびバックプレーンベース４０を急速冷却するための冷却ガス冷却プレート５４と、フランジ５８の背面側を冷却するための水冷プレート５６と、基板２３の背面に近接したプラテン部４９の部分の温度を検出する熱電対センサー６０と、を具備する。ヒーター要素５２と冷却プレート５４，５６とは、ベースハウジング４８の内部に位置させられており、従来型の固定手段によって、そこに取り付けられている。
【００１９】
ヒーター要素５２は、ベースハウジング４８と冷却ガス冷却プレート５４との間に電気的絶縁様態で収容されている。ヒーター要素５２は、埋設された箔形態あるいは板あるいは他の好適な形態または形状を有する抵抗ヒーターである。熱エネルギーは熱伝導によってヒーター要素５２からベースハウジング４８のプラテン部４９およびフェースプレート４２を経て伝達され、接触面４３の温度を上昇させる。熱エネルギーは、基板２３の背面２３ｂが接触面４３に接続された際、好ましくは熱伝導によって接触面４３から基板２３へ連続して伝達される。電力伝送ケーブル６１が、ヒーター要素５２を従来型のヒーター制御ユニットに接続している。たとえば、そうしたヒーター制御ユニットは、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）によって制御されて、交流１２０ボルトおよびデューティサイクルで電力供給運転でき、ヒーター要素５２への電流の流れを調整する。ヒーター要素５２への電流の流れは、基板２３を適切な加工温度に加熱するための熱エネルギーあるいは加熱エネルギーに変換される。ヒーター要素５２は、基板２３を周囲の温度と、たとえば約５５０℃との間の加工温度まで加熱するための作動できる。
【００２０】
冷却ガス冷却プレート５４は水冷プレート５６とヒーター要素５２との間に位置させられる。冷却ガス冷却プレート５４は、冷却ガスライン６５を経て冷却ガス供給源６４から選択的に供給される、たとえば冷却窒素のような冷却ガスの流れを受け入れる空隙６３を有する。冷却ガスの流れは、ヒーター要素５２を好ましい加工温度から周囲の温度に近い温度まで急速冷却するのに用いられ、その結果、バックプレーンアセンブリ２５は、割り出しプレート２０が回転できるようにするため後退可能となる。冷却ガス冷却プレート５４によってもたらされる急速冷却は、真空チャンバー１１内への、次の加工工程の基板２３の再配置を早める。そしてこれによって半導体加工システム１０の処理量が改善される。
【００２１】
水冷プレート５６は後方フランジ５８の温度を調節する。この後方フランジ５８は半導体加工システム１０を取り囲む周囲雰囲気にさらされており、ヒーター要素５２の作用によって加熱される。この目的のため、空隙６６は後方フランジ５８と水冷プレート５６との間に形成されている。この空隙６６は、後方フランジ５８に隣接する、水のような冷却流体の流れを供給するための冷却チューブ６７に対して密封された注入口を有する。空隙６６は、品質劣化を避けるため、後方フランジ５８を低くても十分な温度に維持するため、この後方フランジ５８の周方向に沿って延びている。冷却チューブ６７は好適な冷却流体源６８に接続されている。
【００２２】
熱電対センサー６０は、プラテン部４９の中間ポイント近くのポジションでベースハウジング４８に取り付けられている。センサー６０のチップ６９は、ベースハウジング４８を構成する材料中に埋め込まれており、接続面５０の面のすぐ下に置かれている。電気的に絶縁された熱電対リード線７０の対が、熱電対センサー６０の固定アタッチメントから熱電対コントローラー７１まで延びている。熱電対センサー６０は、基板３の背面に近いベースハウジング４８のプラテン部４９の温度を検出する。これは基板２３の実際の温度と近いものである。検出された温度は、加工中、基板２３が保たれるべき予め温度と比較される。予め決められた温度からの偏差は、ヒーター制御ユニット６２によってヒーター要素５２へ供給される電流を調節することで補償される。
【００２３】
熱伝達ガス注入通路７２および熱伝達ガス排出通路７４が、ベースハウジング４８のプラテン部４９を経て延在しており、かつ接続面５０を貫通している。これら熱伝達ガス注入通路７２および熱伝達ガス排出通路７４は、以下で説明する目的のために、熱伝達ガスの流れを促進にする。熱伝達ガスは、ガス供給管７７を経て、熱伝達ガス注入通路７２に接続された熱伝達ガス供給源７６から供給される。熱伝達ガス排出通路７４は、熱伝達ガスの流れを排出するための、ガス排出管７８に対してシールされた排出口を有し、これによって基板２３の下方から真空加工空間３８に漏出する熱伝達ガスが少なくなるようにしている。熱伝達ガスは、フェースプレート４２の接触面４３から基板２３への効率のよい熱伝導を促進するのに利用される。
【００２４】
電力伝送ケーブル６１、冷却ガスライン６５、冷却チューブ６７、熱電対リード線７０、ガス供給管７７およびガス排出管７８は、空気圧シリンダー３５の駆動ピストン３６の中空内部を経て、バックプレーンアセンブリ２５と接続されている。駆動ピストン２３は、主真空チャンバー１１から隔離するため、ベローズアセンブリ３３によって取り囲まれている。
【００２５】
図３および図４を参照すると、バックプレーンベース４０およびフェースプレート４２は、フェースプレート４２をバックプレーンベース４０に固定するための補助的な固定機構を具備している。図４に最もよく示されているように、複数の、たとえば八つの内ネジ式ボルト穴８０（一つのボルト穴８０のみ図示する）が、バックプレーンベース４０のプラテン部４９の外周部における円上に配置されている。ボルト穴８０は、接続面５０の中心に関して、ほぼ等しい角度間隔を有している。図４に最もよく示されているように、複数の、たとえば八つのスルーホール８２が、フェースプレート４２を取り囲む外周フランジ８４の周方向に円形パターンで形成されている。スルーホール８２のそれぞれは、外周フランジ８４の軸線方向寸法あるいは厚さ方向に沿って延びている。隣り合うスルーホール８２の対は、好ましくは、接続面４６の中心に関して均一な角度間隔で配置される。スルーホール８２およびボルト穴８０の数は一致するとともに、スルーホール８２の角度間隔は実質上、ボルト穴８０の角度間隔と等しいことが好ましい。フェースプレート４２がバックプレートベース４０に対して適切な回転方向の方位を有しているとき、以下で説明するように、スルーホール８２は、通気式取り付けボルト８５がフェースプレート４２をバックプレーンベース４０に固定あるいは設置するのに使用できるよう、実質上、ボルト穴８０と整列させられる。バックプレーンベース４０に対するフェースプレート４２の少なくとも一つの角度方位のために、ボルト穴８０およびスルーホール８２の許される回転方向アラインメントと一致するのであれば、ボルト穴８０およびスルーホール８２は不規則な角度間隔を持っていてもよく、あるいは非円形パターンで形成されていてもよいことは普通の当業者には理解されるであろう。
【００２６】
図３および図４を参照すると、段付き直径ガス注入ポート８７が、フェースプレート４２の厚みを貫通するように接触面４３から接続面４６まで延びている。ガス注入ポート８７は、接触面４３の中心に近接した第１の開口端部８６ａと、接続面４６に近接した第２の開口端部８６ｂとを有する。通気式取り付けボルト８８は第１の開口端部８６ａに収まっており、かつ外ネジ部を有する。この外ネジ部は、フェースプレート４２をバックプレーンベース４０に固定あるいは配置するのを補助するために、ガス注入ポート８７の小径孔内に形成された補助ネジと螺合する。中央ガス通路８９が通気式取り付けボルト８８の長さ方向に沿って設けられており、かつそれはガス注入ポート８７とつながっている。通気式取り付けボルト８８の頭部８９ａは、ガス注入ポート８７の大径孔に合致する寸法となっており、その結果、頭部８９ａはガス注入口８６からの流体の流れを確実に遮断あるいはブロックする。
【００２７】
面欠陥および他の面異常のため、基板２３の背面２３ｂの大部分の領域とフェースプレート４２の接触面４３とは直接物理的に接触しない。これは、熱伝達の均一性を低下させるとともに、基板２３の露出面２３ａを横切って深刻な温度変化を引き起こす。基板２３が均一な温度分布を持つことを確実なものとするため、アルゴンのような熱伝達ガスの流れが、熱伝達ガス供給源７６から基板２３の背面２３ｂの近くに供給される。熱伝達ガスは、基板２３をさらに均一かつ効率よく加熱できるよう、接触面４３と基板２３の背面２３ｂとの間の直接物理的に接触しない接触領域の熱伝達を改善する。
【００２８】
この目的のため、そして図３および図４を続けて参照すると、フェースプレート４２の接触面４３は複数の、たとえば三つの、ガス注入ポート８７の第１の開口端部８６ａに接続された接続用ガス注入溝９０と、周囲ガス溝９１と、ガス排出ポート９４に接続された接続用ガス排出溝９２と、を具備する。溝９０，９１，９２は、接触面４３の下方にはっきりとエンボス加工されている。周囲ガス溝９１は、面４３の外側リムの内側で、周方向に接触面４３の外周を取り囲んでいる。接続用ガス注入溝９０は、ガス注入ポート８７に関し、接触面４３上に実質的に等しい角度間隔で配置されているとともに、周囲ガス溝９１から半径方向に延びている。接続用ガス排出溝９２は、周囲流動溝９１からガス排出ポート９４の開口端部９３ａまで半径方向に延びている。
【００２９】
ガス排出ポート９４は、接触面４３から接続面４６まで、フェースプレート４２の厚さ方向にそれを貫通するよう延びており、かつ第２の開口端部９３ｂで終わっている。ガス排出ポート９４は、ガス注入ポート８７の中央位置から半径方向にオフセットしている。上記溝９０，９１および９２は、基板２３が接触面４３の上に配置された際に、ガス注入ポート８７からガス排出ポート９４へ向かう熱伝達ガスの流路を確保するため、共同的流体接続状態となっている。ガス注入ポート８７からの熱伝達ガスの流れは、接触面４３および基板２３の背面２３ｂの近傍に熱伝達ガスを送り届けるため、放射状注入溝９０それぞれに分岐する。熱伝達ガスは、接続用ガス排出溝９２によってガス排出ポート９４に排出される。フェースプレート４２がバックプレーンベース４０への配置のために適切な回転方位で位置させられ、かつボルト穴８０がスルーホール８２と整列させられた際、ガス注入ポート８７の第２の開口端部８６ｂは実質上、バックプレーンベース４０の熱伝達ガス注入通路７２と整列し、かつそれと接続状態となり、そしてガス排出ポート９４の第２の開口端部９３ｂは、バックプレーンベース４０の熱伝達ガス排出通路７４と整列し、かつそれと接続状態となる。溝９０，９１および９２は、接触面４３内にて延在する、異なる配列あるいはパターンでもよいことは、普通の当業者であれば理解できる。ガス排出ポート９４および少なくとも接続用ガス排出溝９２は、全ての排出された熱伝達ガスが、基板２３の下方から真空加工空間３８に出て行くように排除されてもよいことがまた理解される。
【００３０】
熱伝達ガスは、真空加工空間３８(図２)の真空圧次第で、熱伝達ガス供給源７６から約１Ｔｏｒｒ〜約８Ｔｏｒｒの範囲の正確に制御されたガス圧で、しかも約１０標準立法センチメーター毎分（ｓｃｃｍ）と約２００ｓｃｃｍの間の流量で供給される。ガス圧による力は、基板２３の縁のすぐ真下から、流量および基板２３と接触面４３との合致状態に比例した漏れ率で熱伝達ガスを放出させる。熱伝達ガスの漏れ率は、たとえば約１００ｓｃｃｍの流量について約２０ｓｃｃｍである。基板２３の下方から漏れる熱伝達ガスは、真空加工空間３８から吸い出される。
【００３１】
基板２３の背面２３ｂは、面４３における溝９０，９１および９２を含む部分を除いて、フェースプレート４２の接触面４３に実質的に当接する。接触面４３は、面４３の中心からその外縁に向かって低くなる半球形冠部を形成する凸形状を有することが好ましい。たとえば、フェースプレート４２の接触面４３は、直径６インチの円形接触面となるような寸法および形状となったフェースプレートについては、約０，０２６０インチの冠部を有していてもよく、そして直径８インチの円形接触面となるような寸法および形状となったフェースプレート４２については、約０，０４０４インチの冠部を有していてもよい。バックプレーンアセンブリ２５が、シールリング３７をチャンバーカバー３２とチャンバー壁１３との間で密封状態で保持するために延びている場合、実質的に直線的な力が、バックプレーンアセンブリ２５によって基板２３に加えられ、それによって基板２３は曲がり、基板２３の背面２３ｂは事実上、接触面４３の凸状湾曲に合致する。
【００３２】
本発明によれば、フェースプレート４２は速やかに、かつ簡単にバックプレーンベース４０から取り外され、そしてフェースプレート４４（図５および図６）のような、必要となる他のフェースプレートと交換される。フェースプレート４４は、対応する寸法および／または形状の基板２３に対応する寸法および形状となった接触面４５を有する。フェースプレート４４の接触面４５は、フェースプレート４２の接触面４３とは異なる寸法および形状となっている。これによって、代わりのフェースプレート、たとえばフェースプレート４４が、バックプレーンベース４０を取り外すことなく速やかに設置できる。したがって、加工される基板２３の寸法および／または形状の変更に伴う、基板加工システム１０の適合化に関連する費用および休止時間が低減する。
【００３３】
図５および図６を参照すると、フェースプレート４４は、フェースプレート４２(図３および図４)の代替物あるいは取替え品として、真空チャンバー１１内で配置されている位置からバックプレーンベース４０を取り外すことなく、このバックプレーンベース４０に設置可能である。フェースプレート４４は、フロントプレーン２７が取り外された際、取り付け用フェースプレート４４をバックプレーンベース４０に取り外し可能に設置するため、アクセスポート３０ａを経て挿入可能な大きさに作られている。フェースプレート４４の接触面４５は、フェースプレート４２に関して上で述べたようにチャンバーカバー３２が密封ポジションに移動させられた際に、効率のよい熱伝達のために基板２３の背面２３ｂと物理的に接触状態で、あるいはそれに近接して位置させられる。接触面４５は、面４５の中心からその外縁に向かって低くなる冠部を形成する半球形凸形状を有することが好ましい。基板２３は、接触面４５に接合された際、フェースプレート４２(図４)の接触面４３に関して上で述べたごとく、冠部湾曲に合致するように曲がる。
【００３４】
フェースプレート４４は、このフェースプレート４４の接触面４５と対向する側に形成された、平坦なディスク型の接続面４７を有する。フェースプレート４４がバックプレーンベース４０に設置された際、バックプレーンベース４０とフェースプレート４４との間で効率のよい熱伝達が、好ましくは伝導によって、効果的に促進されるよう、接続面４７および５０は実質的に直接かつ連続的な物理的接触あるいは最接近する。
【００３５】
フェースプレート４４は、外周フランジ１００によって取り囲まれている。外周フランジ１００は複数の、たとえば八つのスルーホール１０２によって貫通孔が形成されている。複数のスルーホール１０２は、接触面４５の中心に関して、フランジ１００の周上に均一な角度間隔を有する。スルーホール１０２は、外周フランジ１００の周上に、バックプレーンベース４０のボルト穴８０の位置に対応するパターンで配置されており、これによってスルーホール１０２およびボルト穴８０は、フェースプレート４４およびバックプレーンベース４０の少なくとも一つの相対的回転方位について整列する。スルーホール１０２およびボルト穴８０(図８に示す)の数は対応しており、スルーホール１０２の角度間隔は実質上、ボルト穴８０の角度間隔と等しいことが好ましい。フェースプレート４４がバックプレーンベース４０に対して適当な回転方位にあるとき、以下で説明するように、通気式取り付けボルト８５（図４に示す）がスルーホール１０２に挿入でき、かつバックプレーンベース４０のベースハウジング４８にフェースプレート４４を固定あるいは設置するためボルト孔８０によって通気式取り付けボルト８５が螺着収容されるよう、スルーホール１０２は、事実上、ボルト穴８０と整列する。
【００３６】
接触面４３（図３）と同様、接触面４５は、複数の、たとえば三つの、段付き直径ガス注入ポート１１０の第１の開口端部１０５ａに接続された接続用ガス注入溝１０４と、周囲ガス溝１０６と、ガス排出ポート１１２の第１の開口端部１０８ａに接続された接続用ガス排出溝１０７とを具備する。溝１０４，１０６および１０７は、接触面４５の下方にはっきりとエンボス加工されている。溝１０４，１０６および１０７は全体として、基板２３が接触面４５に設置された際に、ガス注入ポート１１０の第１の開口端部１０５ａからガス排出ポート１１２の第１の開口端部１０８ａへの熱伝達ガスの流路を提供する。ガス注入ポート１１０は、ガス注入ポート１１０から接続用ガス注入溝１０４への流路を閉鎖したり、あるいはブロックしたりすることなく、通気式取り付けボルト８８(図４)を螺着収容する形状および寸法となっている。ガス排出ポート１１２は熱伝達ガスの流れの排気機構を備える。ガス注入ポート１１０およびガス排出ポート１１２は、フェースプレート４４を貫通して、接触面４５から接続面４７まで延びている。ボルト穴１０２がスルーホール８２と整列するよう適当な回転方位で、フェースプレート４４がバックプレーンベース４０に設置された際、ガス注入ポート１１０の第２の開口端部１０５ｂは、バックプレーンベース４０(図４に示す)の熱伝達ガス注入通路７２と事実上、整列し、かつそれに接続された状態となり、そしてガス排出ポート１１２の第２の開口端部１０８ｂは、熱伝達ガス供給源７６から基板２３の背面２３ｂ近傍への熱伝達ガスの流れを確定するため、バックプレーンベース４０の熱伝達ガス排出通路７４と整列し、かつそれに接続された状態となる。フェースプレート４４に接合された際、基板２３の背面２３ｂは、面４５における溝１０４，１０６および１０７を含む部分を除いて、フェースプレート４４の接触面４５に当接する。熱伝達ガスの流れは、基板２３の背面２３ｂと直接物理的に接触しない接触面４５の部分のために、フェースプレート４４から基板２３への効率のよい熱伝達を促進する。
【００３７】
外周フランジ８４の周上のスルーホール８２のパターンおよび外周フランジ１００上のスルーホール１０２のパターンは、フェースプレート４２，４４のそれぞれがバックプレーンベース４０のボルト穴に取り外し可能に設置できるようなものである。フェースプレート４４の接触面４５は、寸法および／または形状が異なる基板２３を加工するため、フェースプレート４２の接触面４３とは寸法および形状が異なっている。フェースプレート４２の接触面４３は、図３に最もよく示されているように、実質的に円形外周を持ったディスク型のものであり、対応する寸法および／または形状を有する第１タイプの基板２３と効率のよい熱接触状態が確立される寸法および形状となっている。図５に最もよく示されているように、フェースプレート４４の接触面４５は、実質的に円形外周を持ったディスク型のものであり、対応する寸法および／または形状を有する第２タイプの基板２３と効率のよい熱接触状態が確立される寸法および形状となっている。たとえば、第１および第２のタイプの基板２３が約１５０ｍｍおよび約２００ｍｍの異なる外径を持つ円形ウェーハである場合、接触面４３は約１５０ｍｍに等しい外径を持つことになり、そして接触面４５は約２００ｍｍにほぼ等しい外径を持つことになる。しかしながら、本発明はそれに限定されるわけではなく、しかもフェースプレート４２，４４の接触面は非円形であってもよい。たとえば接触面４３，４５は、矩形寸法あるいは形状が異なる二つの基板２３を加工するために、矩形で、かつ異なる矩形寸法であってもよい。
【００３８】
フェースプレート４２、フェースプレート４４およびベースハウジング４８は、ステンレススチール合金、特に３１６ステンレススチール合金のような金属から形成される。接続面４６，４７および５０は、効率のよい熱伝達を促進するために接続面４６，４７の一つが接続面５０に接続された際に、かなりの直接接触状態あるいは近接状態が得られる比較的スムーズな表面を提供するため、無電解ニッケルのような被覆層によって覆われる。
【００３９】
フェースプレート４２，４４と類似の、さらなるフェースプレートを、バックプレーンアセンブリ２５が３タイプ以上の基板２３に対応できるようにするべく、バックプレーンベース４０に対して取り外し可能に設置するために備えるのが可能なことは理解される。ここで、さらなるフェースプレートのそれぞれは、半導体加工システム１０によって加工される、さらなるタイプの基板２３それぞれの寸法および／または形状に適応するため、別個の寸法および形状を有する。たとえば、直径が約１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍおよび３００ｍｍである接触面を持った５枚のフェースプレートを、バックプレーンベース４０へ交換可能に設置するために備えることができる。これは、それそれ外径が約１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍおよび３００ｍｍであるシリコンウェーハのようなタイプの基板２３に対応するべく、バックプレーンアセンブリ２５を選択的に形成できるようにするためである。
【００４０】
使用にあたっては、加工モジュール１５〜１８の一つ、たとえば加工モジュール１８のバックプレーンアセンブリ２５が、たとえばバックプレーンベース４０に通気式取り付けボルト８５，８８によって設置されるフェースプレート４２を用いて初期形状となり、これによって接続面４６は接続面５０と好適な熱接触をするようになる。ガス排出部９４の第２の開口端部９３ｂは、熱伝達ガス排出通路７４と接続状態になり、かつガス注入部８７の第２の開口端部８６ｂは、熱伝達ガス注入通路７２と接続状態になる。フェースプレート４２は接触面４３を有し、この接触面４３は、対応する第１の寸法および／または形状の基板２３と、加工中、効率のよい熱接触をする寸法および形状となっている。第１の寸法および／または形状の基板２３は、上述したように、アクセスポート３０ａが閉じられ、かつ主真空チャンバー１１および真空加工空間３８が大気圧以下に排気された状態で、加工工程を実施するためにフェースプレート４２に配置される。第１の寸法および／または形状の基板２３の最後の１枚が加工され、フェースプレート４２から取り外された後、真空加工空間３８は通気され、そしてフロントプレーンセクション２７がアクセスポート３０ａを露出させるために取り外される。フェースプレート４２は、通気式取り付けボルト８５，８８を、スクリュードライバーあるいはＡｌｌｅｎレンチのような従来型の締め付け工具を用いて緩めることによってバックプレーンベース４０から取り外される。フェースプレート４２は、バックプレーンベース４０が真空チャンバー１１内に設置されたまま残るのに対して、アクセスポート３０ａから取り出される。バックプレーンベース４０を取り外すことなく、フェースプレート４２とは異なる第２の寸法および／または形状の基板２３と効率のよい熱接触をする寸法および形状となった接触面４５を有するフェースプレート４４が、アクセスポート３０ａ内に挿入される。フェースプレート４４の接続面４７は、バックプレーンベース４０の接続面５０に隣接して位置させられ、かつ回転方向に向きが合わせられる。これによって、ガス注入ポート１１０は熱伝達ガス注入通路７２に接続された状態となり、かつガス排出ポート１１２はガス排出通路７４に接続された状態となり、かつスルーホール１０２は実質上、ボルト穴８０と整列する。フェースプレート４４のバックプレーンベース４０との回転方向の整列は、たとえば、アライメント固定具あるいはアライメント整合マークを助けを借りて実現できる。あるいは、それぞれフェースプレート４４およびバックプレーンベース４０に設けられる、キーおよびキー溝、あるいはピンおよび孔のような、補助的位置合わせ要素１２０，１２２の対の係合によって実現できる。通気式取り付けボルト８５は、スルーホール１０２に挿入されるとともに、フェースプレート４４をバックプレーンベース４０に取り付け、かつ接続面４７と接続面５０との間の好適な熱接触状態を確立するため、従来型の締め付け工具を用いてボルト穴８０に螺着させられる。通気式取り付けボルト８８は、ガス注入ポート８７に螺着させられる。フロントプレーンセクション２７はアクセスポート３０ａを閉塞し、かつ密封するために再度取り付けられ、そして真空加工空間３８は大気圧以下に排気される。フェースプレート４４が取り付けられると、加工モジュール１８は、第２の寸法および／または形状を有する基板２３を加工する用意が完了となる。基板２３は、上述した様態で接触面４５の上に配置される。第２の寸法および／または形状を有する基板２３は、アクセスポート３０ａが閉塞され、かつ主真空チャンバー１１および真空加工空間３８が大気圧以下に排気されている間に加工される。
【００４１】
比較のために言うと、加工される基板の寸法および／または形状の変更に対応するために、基板加工システム１０における従来型のバックプレーンを取り替えるには、少なくとも、熱電対コントローラーおよびヒーターのケーブルと、すべての流体供給システムのラインとを外し、チャンバー壁から従来型のバックプレーンを外し、新たな従来型のバックプレーンを設置し、新たな従来型バックプレーンのアライメントおよび真空シールを確認し、流体的および電気的接続を再び確立するためケーブルおよびラインを再接続し、そして再接続されたラインの液密性およびケーブルの電気的導通を確認する必要がある。
【００４２】
本発明について、その実施形態を記述することにより説明し、しかもこの実施形態の記述はかなり詳細なものであるが、それらは、添付された請求項の範囲をそうした細部に限定したり、あるいは何らかの制限を加えたりすることを意図したものではない。さらなる優位性や変更は当業者にとって明らかである。たとえば、本発明のバックプレーンアセンブリは、基板が垂直面よりも、むしろ水平面内に配置される基板加工システムに適用してもよく、バックプレーンアセンブリは基板の背面と接するために垂直方向に移動可能となる。それゆえ、上位概念としての本発明は、特定の細部、代表的な装置および方法および図示し、かつ解説した説明用の実例には限定されない。したがって、出願人の概括的な発明思想の範囲および精神から離間することなく、そうした細部から逸脱してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るバックプレーンアセンブリを含む半導体加工システムの一部の横断立面図である。
【図２】基板が接合されたフェースプレートを有するバックプレーンアセンブリの一つを示す、図１のシステムの一部の横断立面図である。
【図３】図２のフェースプレートの端部透視図である。
【図４】おおむね図３の４−４線に沿って切った組立分解略断面図である。
【図５】本発明に係るバックプレーンアセンブリにおいて、選択的に使用される、図２のフェースプレートと交換可能なフェースプレートを示す端部透視図である。
【図６】おおむね図５の６−６線に沿って切った断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  基板（半導体）加工システム
１１  真空チャンバー
１４〜１８  加工モジュール
１４ｂ  開口
１９  水平中心軸線
２０  インデックスプレート
２１  円形開口
２２  基板ホルダー
２３  基板
２３ａ  基板の露出面
２３ｂ  基板の背面
２５  バックプレーンアセンブリ
２６  バックプレーンセクション
２７  フロントプレーンセクション
３０  モジュール壁
３０ａ  アクセスポート
３１  取り付けアダプター
３２  チャンバーカバー
３４  環状セラミック絶縁シールリング
３６  駆動ピストン
３７  シールリング
３８  密封真空加工空間
４０  バックプレーンベース
４２，４４  フェースプレート
４３，４５  接触面
４６，４７，５０  接続面
４８  ベースハウジング
４９  プラテン部
５１  フランジ
５２  ヒーター要素
５４  冷却ガス冷却プレート
５６  水冷プレート
５８  後方フランジ
６０  熱電対センサー
６１  電力伝送ケーブル
６３，６６  空隙
６４  冷却ガス供給源
６５  冷却ガスライン
６７  冷却チューブ
６８  冷却流体源
７０  熱電対リード線
７１  熱電対コントローラー
７２  熱伝達ガス注入通路
７４  熱伝達ガス排出通路
７６  熱伝達ガス供給源
７７  ガス供給管
７８  ガス排出管
８０  ボルト穴
８２，１０２  スルーホール
８４，１００  外周フランジ
８５，８８  通気式取り付けボルト
８６ａ，９３ａ  第１の開口端部
８６ｂ，９３ｂ  第２の開口端部
８７，１１０  段付き直径ガス注入ポート
８９  中央ガス通路
８９ａ  通気式取り付けボルトの頭部
９０，１０４  接続用ガス注入溝
９１，１０６  周囲ガス溝
９２，１０７  接続用ガス排出溝
９４，１１２  ガス排出ポート
１０５ａ，１０８ａ  第１の開口端部
１０５ｂ，１０８ｂ  第２の開口端部
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年5月21日(2003.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセスポートを持った通気可能な真空チャンバーを含む基板加工システムにおける、形状および／または寸法の異なる基板を加工するためのバックプレーンアセンブリであって、
前記基板加工システムの前記真空チャンバー内であって、かつ基板を加工するのに適するポジションに設置可能なバックプレーンベースと、
前記バックプレーンベースに対して着脱可能な、第１のタイプの基板とともに使用される第１のフェースプレートと、
前記ベースに対して着脱可能な、第２のタイプの基板とともに使用される第２のフェースプレートと、を具備し、
前記第１のフェースプレートおよび前記第２のフェースプレートは、前記真空チャンバー内で前記第１および第２のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記ベースとともに組み合わせ形状を形成するべく、前記ベースに対して選択的に取り付け可能であって、
前記アセンブリは、シーケンシャル基部の上で、形状あるいは寸法の異なる基板を加工するためのバックプレーンアセンブリであって、
前記第１および第２のフェースプレートは、前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られており、
前記第１のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有し、
前記第２のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、前記第１の接触面とは異なる寸法および形状となった第２の接触面を有することを特徴とするバックプレーンアセンブリ。
【請求項２】
第３のフェースプレートをさらに具備し、
前記第３のフェースプレートは、前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能であり、
前記第３のフェースプレートは、対応する寸法および／または形状となった第３のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、独特の寸法および形状となった接触面を有し、
前記第１のフェースプレート、前記第２のフェースプレート、および前記第３のフェースプレートは、前記真空チャンバー内で前記第１、第２および第３のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記バックプレーンベースとともに組み合わせ形状を形成するべく、前記バックプレーンベースに選択的に取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項３】
３枚以上の複数のフェースプレートをさらに具備し、
前記フェースプレートそれぞれは、前記アクセスポートを経て挿入可能な大きさに作られ、かつ前記バックプレーンベースに対して着脱可能であり、
前記フェースプレートそれぞれは、対応する寸法および／または形状となったあるタイプの基板と効率のよい熱接触をするような、独特の寸法および形状となった接触面を有し、
前記フェースプレートは、前記真空チャンバー内で三つ以上のタイプの基板それぞれを選択的に加工するため、前記バックプレーンベースとともに組み合わせ形状を形成するべく、前記バックプレーンベースに選択的に取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項４】
前記バックプレーンベースは熱伝達ガス注入通路を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第１の注入ポートを具備し、前記第１の端部は、対応する前記第１のフェースプレートが、組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１の接触面へ熱伝達ガスの流れを導くため前記熱伝達ガス注入通路に取り付け可能であり、かつ
前記第２のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第２の注入ポートを具備し、前記第２の注入ポートの前記第１の端部は、前記第２のフェースプレートが、組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２の接触面へ熱伝達ガスの流れを導くため前記熱伝達ガス注入通路に取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項５】
前記バックプレーンベースは熱伝達ガス排出通路を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第１の排出ポートを具備し、前記第１の排出ポートの前記第１の端部は、前記第１のフェースプレートが、組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１の接触面から熱伝達ガスを排出するため前記熱伝達ガス排出通路に取り付け可能であり、かつ
前記第２のフェースプレートは、第１の端部および第２の端部を有する第２の排出ポートを具備し、前記第２の排出ポートの前記第１の端部は、前記第２のフェースプレートが、組み合わせ形状を形成するため前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２の接触面から熱伝達ガスを排出するため前記熱伝達ガス排出通路に取り付け可能であることを特徴とする請求項４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第１の接触面と接する基板の下にある、前記第１のガス注入ポートの前記第２の端部から、前記第１のガス排出ポートの前記第２の端部に導くよう構成された第１のガス溝を具備し、かつ
前記第２の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第２の接触面と接する基板の下にある、前記第２のガス注入ポートの前記第２の端部から、前記第２のガス排出ポートの前記第２の端部に導くよう構成された第２のガス溝を具備してなることを特徴とする請求項５に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項７】
前記第１のガス溝は、
前記第１の接触面の周囲を取り巻くように延びる第１の周囲ガス溝と、
前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に延びる第１の接続用ガス溝と、
前記第１のガス排出ポートの第２の端部から前記第１の周囲ガス溝に延びる第２の接続用ガス溝と、を具備し、かつ
前記第２のガス溝は、
前記第２の接触面の周囲を取り巻くように延びる周囲ガス溝と、
前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第３の接続用ガス溝と、
前記第２のガス排出ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第４の接続用ガス溝と、を具備してなることを特徴とする請求項６に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の接触面は円形の外側リムを有し、前記第１の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第１および第２の接続用ガス溝は、前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に向け半径方向に延び、かつ
前記第２の接触面は円形の外側リムを有し、前記第２の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第３および第４の接続用ガス溝は、前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に向け半径方向に延びていることを特徴とする請求項７に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項９】
前記熱伝達ガス注入通路に螺着状態で収まった通気式取り付けボルトと、
組み合わせ形状を形成するべく前記バックプレーンベースに前記第１および第２のフェースプレートの一つを取り付けるために設けられた前記第１および第２の注入ポートの一つと、をさらに具備し、
前記通気式取り付けボルトは、前記第１および第２のガス注入ポートの一つから、対応する前記第１および第２のガス注入ポートの一つに、熱伝達ガスが流動できるようにする中央貫通孔を有することを特徴とする請求項４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第１の接触面に接する基板の下にある、前記第１のガス注入ポートの前記第２の端部から導くよう構成された第１のガス溝を具備し、かつ
前記第２の接触面は、熱伝達ガスの流れを、前記第２の接触面に接する基板の下にある、前記第２のガス注入ポートの前記第２の端部から導くよう構成された第２のガス溝を具備してなることを特徴とする請求項４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のガス溝は、
前記第１の接触面の周囲を取り巻くように延びる第１の周囲ガス溝と、
前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に延びる第１の接続用ガス溝と、を具備し、かつ
前記第２のガス溝は、
前記第２の接触面の周囲を取り巻くように延びる周囲ガス溝と
前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に延びる第２の接続用ガス溝と、を具備してなることを特徴とする請求項１０に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１の接触面は円形の外側リムを有し、前記第１の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第１の接続用ガス溝は、前記第１のガス注入ポートから前記第１の周囲ガス溝に向け半径方向に延び、かつ
前記第２の接触面は円形の外側リムを有し、前記第２の周囲ガス溝は前記外側リムの周囲を取り巻くように延び、かつ前記第２の接続用ガス溝は、前記第２のガス注入ポートから前記第２の周囲ガス溝に向け半径方向に延びていることを特徴とする請求項１１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１のフェースプレートは、前記第１の接触面と対向する第１の接続面と、第１の固定機構とを備え、
前記第２のフェースプレートは、前記第２の接触面と対向する第２の接続面と、第２の固定機構とを備え、
前記バックプレーンベースは、さらに第３の接続面と第３の固定機構とを備え、
前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられ、かつ前記第１および第３の固定機構が機能させられた際、熱エネルギーは前記第１および第３の接続面間で伝達され、かつ前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられ、かつ前記第２および第３の固定機構が機能させられた際、熱エネルギーは前記第２および第３の接続面間で伝達されることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１４】
前記第１のフェースプレートは、前記第１の接続面の外周を取り囲む第１のフランジを有し、かつ前記第１の固定機構は、前記第１のフランジ上の複数の第１のスルーホールを備え、
前記第２のフェースプレートは、前記第２の接続面の外周を取り囲む第２のフランジを有し、かつ前記第２の固定機構は、前記第２のフランジ上の複数の第２のスルーホールを備え、
前記第３の接続面は複数のネジ孔を有し、前記複数の第１のスルーホールは、前記第１および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向のネジ孔と整列可能となっており、かつ前記複数の第２のスルーホールは、前記第２および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向のネジ孔と整列可能となっており、
複数のネジ式固定子が、前記複数の第１のスルーホールおよび前記複数の第１のスルーホールに挿入可能であり、前記ネジ式固定子は、前記バックプレーンベースに前記第１および第２のフェースプレートの一つを選択的に配置するため前記ネジ孔に固定可能であることを特徴とする請求項１３に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１のフランジは円形で、かつ前記複数の第１のスルーホールは、前記第１のフランジの周上に配置されており、
前記第２のフランジは円形で、かつ前記複数の第２のスルーホールは、前記第２のフランジの周上に配置されており、
前記複数のネジ孔は、前記複数の第１のスルーホールが前記第１および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向について前記ネジ孔と回転可能に配列可能であるとともに、前記複数の第２のスルーホールが前記第２および第３の接続面の少なくとも一つの角度方向について前記ネジ孔と回転可能に配列可能であるように、前記第３の接続面に円形パターンで配列されていることを特徴とする請求項１４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１６】
前記複数の第１のスルーホールは、前記第１のフランジの周上に実質的に等しい角度間隔で配置されており、
前記複数の第２のスルーホールは、前記第２のフランジの周上に実質的に等しい角度間隔で配置されており、かつ
前記ネジ孔は、前記第３の接続面の周上に実質的に等しい角度間隔で配置されていることを特徴とする請求項１５に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１７】
前記第１の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１および第３の固定機構を整列させる第１の位置決め要素を具備し、
前記第２の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２および第３の固定機構を整列させる第２の位置決め要素を具備してなることを特徴とする請求項１３に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１８】
前記第１の位置決め要素は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記バックプレーンベースと前記第１のフェースプレートとの間の再現性ある整列を可能とし、
前記第２の位置決め要素は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記バックプレーンベースと前記第２のフェースプレートとの間の再現性ある整列を可能とすることを特徴とする請求項１７に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項１９】
前記第１のフェースプレートは前記第１の接触面と対向する第１の接続面を具備し、
前記第２のフェースプレートは前記第２の接触面と対向する第２の接続面を具備し、
前記バックプレーンベースはさらに第３の接続面を具備し、前記第１、第２および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第１および第３の接続面間での熱エネルギーの効率のよい伝達を促進するよう、あるいは前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際、前記第２および第３の接続面間での熱エネルギーの効率のよい伝達を促進するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２０】
前記第１および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に、実質的に直接かつ連続的に接触し、
前記第２および第３の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に、実質的に直接かつ連続的に接触することを特徴とする請求項１９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１、第２および第３の接続面は、無電解ニッケルの層で被覆されていることを特徴とする請求項１９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２２】
前記第１および第３の接続面は、前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に伝導性の熱伝達関係を持ち、かつ
前記第２および第３の接続面は、前記第２のフェースプレートが前記バックプレーンベースに取り付けられた際に伝導性の熱伝達関係を持つことを特徴とする請求項１９に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２３】
前記バックプレーンベースは、接続ポジションと非接続ポジションとの間で、前記加工システムの前記真空チャンバー内で予め決められた位置で基板を保持する基板ホルダーに対して移動可能であり、前記バックプレーンベースは、前記基板の一方の側に実質的に直線的な力を選択的に作用させ、
前記第１の接触面は、前記基板ホルダーによって保持された前記第１のタイプの基板と向き合う第１の凸状湾曲を有し、前記バックプレーンベースが接続ポジションに移動させられた際には、前記基板は前記第１の凸状湾曲に実質的に一致するように曲がり、
前記第２の接触面は、前記基板ホルダーによって保持された前記第２のタイプの基板と向き合う第２の凸状湾曲を有し、前記バックプレーンベースが接続ポジションに移動させられた際には、前記基板は前記第２の凸状湾曲に実質的に一致するように曲がることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２４】
前記第１の接触面は、前記第１のタイプの基板のディスク型の面と接触するために円形であるとともに、前記第１のタイプの基板の外径よりも僅かに大きな第１の外径を有し、かつ
前記第２の接触面は、前記第２のタイプの基板のディスク型の面と接触するために円形であるとともに、前記第２のタイプの基板の外径よりも僅かに大きな第２の外径を有することを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２５】
前記第１の外径は約１５０ｍｍよりも僅かに大きく、かつ
前記第２の外径は約２００ｍｍよりも僅かに大きいことを特徴とする請求項２４に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２６】
前記バックプレーンベースは、
前記バックプレーンアセンブリおよび基板の温度を周囲の温度以上に選択的に上昇させるためのヒーター要素と、
前記ヒーター要素に隣接した冷却要素と、を具備し、
前記冷却要素は、前記ヒーターを周囲の温度まで急速に冷却するための冷却流体の流れを受け入れるために選択的に作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２７】
前記バックプレーンベースは、
前記バックプレーンベースを前記真空チャンバーへ設置するためのフランジと、
前記バックプレーンアセンブリおよび基板の温度を選択的に上昇させるためのヒーター要素と、
前記ヒーター要素に隣接した冷却要素と、を具備し、
前記冷却要素は、前記フランジを冷却するための冷却流体の流れを受け入れるために選択的に作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２８】
前記バックプレーンベースは、
前記第１および第２のフェースプレートのそれぞれと効率のよい熱接触状態を確立するための接続面と、
前記接続面に隣接し、かつ僅かな距離だけその下方に設置された熱電対センサーと、を具備し、
前記熱電対センサーは、前記バックプレーンベースに取り付けられた前記第１および第２のフェースプレートの一つと自動的に接続されており、かつ取り付けられたフェースプレートに近接する前記バックプレーンベースの温度を検出するために作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックプレーンアセンブリ。
【請求項２９】
シーケンシャル基部の上で、形状および／または寸法が異なる基板を加工するための基板加工システムであって、
通気可能な加工空間およびアクセスポートを持った真空チャンバーと、
前記基板を加工に適したポジションで支持する、前記真空チャンバー内に位置させられた基板ホルダーと、
請求項１ないし請求項２８のいずれか１項に記載されたものと、を具備してなることを特徴とする基板加工システム。
【請求項３０】
前記ヒーターに電気的に接続されたヒーター制御ユニットと、
前記冷却流体の流れを供給するための冷却システムに流体的に接続された流体供給源と、をさらに具備してなることを特徴とする、請求項２６または請求項２８のいずれかに記載のバックプレーンアセンブリを備えた請求項２９に記載の基板加工システム。
【請求項３１】
基板の露出面に施工される被覆材料を供給するために作用可能な被覆材料源をさらに具備してなることを特徴とする請求項２９または請求項３０のいずれかに記載の基板加工システム。
【請求項３２】
アクセスポートを持った通気可能な真空チャンバーを含む基板加工システムにおけるシーケンシャル基部の上で、形状および／または寸法の異なる基板を加工するための方法であって、
前記真空チャンバー内であって、基板の加工に適するポジションに設置されたバックプレーンベースと、
前記バックプレーンベースに取り外し可能に取り付けられた第１のフェースプレートと、
前記第１のフェースプレートが前記バックプレーンベースから取り外された場合に、前記バックプレーンベースに対して着脱可能である第２のフェースプレートと、を具備し、
前記第１のフェースプレートは、第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有するとともに、
前記第２のフェースプレートは、前記第１の基板とは異なる形状および／または寸法となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第２の接触面を有する
バックプレーンアセンブリを備え付ける工程と、
第１の基板を前記第１のフェースプレート上に配置するとともに、前記アクセスポートが閉塞され、かつ前記真空チャンバーが大気圧以下である間に前記第１の基板を加工する工程と、
前記真空チャンバーの前記アクセスポートを、前記第１のフェースプレートにアクセスできるよう開放する工程と、
前記第１の基板を取り外す工程と、
前記真空チャンバーから前記バックプレーンベースを取り出さずに、前記バックプレーンベースから前記第１のフェースプレートを取り外すとともに、開放されたアクセスポートから前記第１のフェースプレートを取り出す工程と、
前記開放されたアクセスポートから前記アクセスポート内へ前記第２のフェースプレートを挿入するとともに、前記真空チャンバーから前記バックプレーンベースを取り出さずに、前記第２のフェースプレートを前記バックプレーンベースに取り付ける工程と、
第２の基板を前記第２のフェースプレート上に配置するとともに、前記アクセスポートが閉塞され、かつ真空チャンバーが大気圧以下である間に前記第２の基板を加工する工程と、を具備することを特徴とする基板加工方法。
【請求項３３】
寸法および／または形状の異なる基板と効率のよい熱接触状態を確立するのに適したバックプレーンアセンブリに関係する現存するバックプレーンを取り替えることで、基板加工チャンバーを改良する方法であって、
バックプレーンベースと、
前記バックプレーンベースに取り外し可能に設置され、かつ第１のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第１の接触面を有する第１のフェースプレートと、
前記バックプレーンベースに着脱可能であり、かつ前記第１の基板とは異なる寸法および／または形状となった第２のタイプの基板と効率のよい熱接触をするような寸法および形状となった第２の接触面を有する第２のフェースプレートと、を具備する
バックプレーンアセンブリを備え付ける工程と、
前記加工システムから現存する前記バックプレーンを取り外す工程と、
前記加工チャンバー内であって、基板を加工するのに適したポジションに前記バックプレーンベースを設置する工程と、
新しいバックプレーンアセンブリの前記バックプレーンベースを現存するバックプレーンの以前のポジションに取り付ける工程と、
前記基板加工チャンバー内で加工される基板の寸法および／または形状に応じて、前記第１および第２のフェースプレートの一つを選択する工程と、
前記加工チャンバーから前記バックプレーンベースを取り出さずに、前記バックプレーンベースへ選択されたフェースプレートを設置する工程と、を具備することを特徴とする基板加工チャンバー改良方法。
【請求項３４】
前記バックプレーンベース上のフェースプレート受け面に第１の端部においてつながり、かつ熱伝達ガス供給源に第２の端部においてつながる熱伝達ガス注入ポートを前記バックプレーンベースに設ける工程と、
前記第１の接触面に第１の端部においてつながり、かつ底面に第２の端部においてつながる第１の注入ポートを前記第１のフェースプレートに設ける工程と、
前記第２の接触面にその上位端部においてつながり、かつ底面にその下位端部においてつながる第２の注入ポートを前記第２のフェースプレートに設ける工程と、をさらに具備し、
前記第２のフェースプレート取り付け工程は、前記第２のフェースプレートの前記第２の接触面が前記熱伝達ガス供給源に接続されるようにするため、前記第２のフェースプレートの前記第２の注入ポートの前記下位端部を、それが前記熱伝達ガスポートの一つの端部と接続された状態となるようにする位置決め操作を含み、かつ
前記取り外し工程は、前記熱伝達ガス供給源を前記第１のフェースプレートの前記第１の接触面から分離させるため、前記熱伝達ガスポートの一つの端部から、前記第１のフェースプレートの前記第１のガスポートの前記下位端部を分離する操作を含むことを特徴とする請求項３２または請求項３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
フェースプレート受け面に一端部においてつながる熱伝達ガス排出ポートを前記バックプレーンベースに設ける工程と、
前記第１の接触面にその上位端部においてつながり、かつその底面にその下位端部においてつながる第１の排出ポートを前記第１のフェースプレートに設ける工程と、
前記第２の接触面にその上位端部においてつながり、かつその底面にその下位端部においてつながる第２の排出ポートを前記第２のフェースプレートに設ける工程と、をさらに具備し、
前記第２のフェースプレート取り付け工程は、前記第２の接触面から熱伝達ガスを排出するため、前記熱伝達ガス排出ポートが前記第１のフェースプレートの前記第２の接触面と接続されるよう、前記第２のフェースプレートの前記第２の排出ポートの前記下位端部を、それが前記熱伝達ガス排出ポートの一つの端部と接続された状態となるようにする位置決め操作を含み、かつ
前記取り外し工程は、前記熱伝達ガス排出ポートを前記第１のフェースプレートの前記第１の接触面から分離させるため、前記熱伝達ガス排出ポートの一つの端部から、前記第１のフェースプレートの前記第１の排出ポートの前記下位端部を分離する操作を含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【国際調査報告】
2005501401.tif 000073
2005501401.tif 000074
2005501401.tif 000075
2005501401.tif 000076