(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する装置であって、
支持面と、
前記支持面から突き出た複数の基板接触要素と
を備え、前記複数の基板接触要素が、シリコンの硬さ以下の硬さを有し、シリコンベースの材料との非接着性を有し、シリコンベースの材料と接触するときに滑りを防ぐ静摩擦係数を有し、１０Ｒａ以下の表面粗さを有し、導電性である材料でできている
装置。
【請求項２】
前記支持面が基板支持体の一部であり、前記複数の基板接触要素が前記基板支持体から突き出た、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記支持面が基板支持体の一部であり、前記複数の基板接触要素が、前記基板支持体内に配された複数のリフトピンを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
それぞれの前記複数のリフトピンの上部が前記材料でできている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
それぞれの前記複数のリフトピンの全体が前記材料でできている、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記支持面が基板移送ロボットの一部であり、前記複数の基板接触要素が、前記基板移送ロボットのエンドエフェクタ上に配された接触パッドを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記材料が導電性プラスチックである、請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記材料が、酸化アルミニウム、窒化ケイ素またはステンレス鋼のうちの１種または数種を含む、請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
処理チャンバ内に配された基板支持体であり、基板支持面および複数のリフトピンを有し、前記基板支持体に対して基板が持ち上げられたときに前記基板支持面の上方に前記基板を支持するように前記複数のリフトピンが配置された基板支持体と、
支持面および複数の接触要素を含む基板移送ロボットであり、前記基板移送ロボット上に前記基板が配されたときに前記基板を支持するように前記複数の接触要素が配置された基板移送ロボットと
を備え、
前記基板支持面、前記複数の接触要素または前記複数のリフトピンのうちの少なくとも１種が、シリコンの硬さ以下の硬さを有し、シリコンベースの材料との非接着性を有し、シリコンベースの材料と接触するときに滑りを防ぐ静摩擦係数を有し、１０Ｒａ以下の表面粗さを有し、導電性である材料でできている
基板処理システム。
【請求項１０】
それぞれの前記複数のリフトピンの上部が前記材料でできている、請求項９に記載の基板処理システム。
【請求項１１】
それぞれの前記複数のリフトピンの全体が前記材料でできている、請求項９に記載の基板処理システム。
【請求項１２】
前記基板支持体が、前記基板支持体から延びて前記基板を支持する一段高い複数の接触要素をさらに含む、請求項９に記載の基板処理システム。
【請求項１３】
前記材料が導電性プラスチックを含む、請求項９から１２までのいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項１４】
前記材料が、酸化アルミニウム、窒化ケイ素またはステンレス鋼のうちの１種または数種を含む、請求項９から１２までのいずれか１項に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は一般に半導体処理機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板上にマイクロエレクトロニックデバイス（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）を製造する際には、製造プロセス中に、半導体基板が、その端面および裏側にて何回もハンドリングされる（ｈａｎｄｌｅｄ）。このようなハンドリングによって、汚染物質が基板の裏側に接着し、それらの汚染物質が、その基板と一緒にまたは異なる基板との間で、処理構成要素間、例えばチャンバからチャンバへ、ＦＯＵＰ（フロントオープニングユニファイドポッド（ｆｒｏｎｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｕｎｉｆｉｅｄ  ｐｏｄ））からＦＯＵＰへ、またはプロセスツールからプロセスツールへ移動することがあり、したがって、これらの汚染物質を除去する保守のためにツールダウンタイムが長くなることがある。これらの汚染物質は基板の表側へも移動することがあり、その結果、デバイス性能の低下および／または歩留りの損失が生じることがある。
この問題に対する典型的な解決策は、基板と基板移送／ハンドリング装置との間の接触面積を小さくすることによって、裏側での粒子生成を低減させることである。しかしながら、この解決策は粒子生成を軽減するが、最も小さな接触面積が企図されている場合であっても依然として多数の粒子が生成されることを本発明の発明者は観察した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、本発明の発明者は、基板を支持およびハンドリングする改良された装置であって、粒子生成が低減する装置の実施形態を提供した。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書では、基板を支持する装置の実施形態が開示される。いくつかの実施形態では、基板を支持する装置が、支持面と、この支持面から突き出た複数の基板接触要素とを備え、これらの複数の基板接触要素が、シリコンの硬さ（ｈａｒｄｎｅｓｓ）以下の硬さを有し、低い接着力（ａｄｈｅｓｉｏｎ）を有し、滑りを防ぐのに十分な大きさの静摩擦係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｓｔａｔｉｃ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ）を有し、１０Ｒａ以下の表面粗さ（ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を有し、導電性である材料でできている。
いくつかの実施形態では、基板を支持する装置が、支持面と、この支持面から突き出た複数の基板接触要素であり、基板を支持するように配置された複数の基板接触要素とを備え、これらの複数の基板接触要素が、シリコンの硬さ以下の硬さ、滑りを防ぐのに十分な大きさの静摩擦係数、および１０Ｒａ以下の表面粗さを有する材料でできており、これらの複数の基板接触要素が導電性であり、この材料が、導電性プラスチック、酸化アルミニウム、窒化ケイ素またはステンレス鋼のうちの１種または数種を含む。
いくつかの実施形態では、基板処理システムが、処理チャンバ内に配された基板支持体であり、基板支持面および複数のリフトピン（ｌｉｆｔ  ｐｉｎ）を有し、基板支持体に対して基板が持ち上げられたときに基板支持面の上方に基板を支持するようにこれらの複数のリフトピンが配置された基板支持体と、支持面および複数の接触要素を含む基板移送ロボットであり、基板移送ロボット上に基板が配されたときに基板を支持するようにこれらの複数の接触要素が配置された基板移送ロボットとを備え、基板支持面、複数の接触要素または複数のリフトピンのうちの少なくとも１種が、シリコンの硬さ以下の硬さを有し、低い接着力を有し、滑りを防ぐのに十分な大きさの静摩擦係数を有し、１０Ｒａ以下の表面粗さを有し、導電性である材料でできている。
本開示の他の追加の実施形態については以下で説明される。
【０００５】
上に概要を示し、以下でより詳細に論じる本開示の実施形態は、添付図面に示された本開示の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかしながら、添付図面は本開示の典型的な実施形態だけを示したものであり、したがって添付図面を本開示の範囲を限定するものと考えるべきではないことに留意されたい。それは、等しく有効な他の実施形態を本開示が認める可能性があるためである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示のいくつかの実施形態に基づく基板支持体の略側面図である。
【図２】本開示のいくつかの実施形態に基づく基板支持体の略側面図である。
【図３】基板を移送し基板支持体のリフトピン上に載せる、本開示のいくつかの実施形態に基づく基板移送ロボットである。
【図４】本開示のいくつかの実施形態に基づく基板移送ロボットのエンドエフェクタ（ｅｎｄ  ｅｆｆｅｃｔｏｒ）の平面図である。
【図５】本開示のいくつかの実施形態に基づく基板移送ロボットブレード（ｂｌａｄｅ）の一部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。これらの図は一定の比率では描かれておらず、分かりやすくするために簡略化されていることがある。特段の言及なしに、１つの実施形態の要素および特徴を他の実施形態に有益に組み込むことが企図される。
本開示の実施形態は、従来の基板支持装置に比べて粒子生成が低減する、改良された基板支持およびハンドリング装置を提供する。本開示の実施形態は、処理ステップ間に基板をハンドリングしている間および／またはプロセスチャンバ内で基板を支持している間などの製造プロセス中に基板上に蓄積する汚染を有利に回避しまたは低減させることができ、これによってさらに、汚染物質が、基板の表側に到達し、デバイス性能の問題および／または歩留りの損失を引き起こすことを制限しまたは防ぐことができる。本開示の実施形態は、非常に低い粒子付加を利用するプロセスにおいて基板と接触する多種多様な表面、例えばディスプレイ処理、シリコンウエハ処理および光学部品製造において基板と接触する多種多様な表面で使用することができる。
【０００８】
図１は、処理する基板がその上に置かれる、本開示のいくつかの実施形態に基づく基板支持体１００を示す。基板支持体１００は、例えばペデスタル、真空チャックなど任意のタイプの支持体を含むことができる。基板支持体１００は、支持体ベース１１０、複数の接触要素１２０および支持体シャフト１３０を含むことができる。基板支持体１００は通常、処理チャンバ（図示せず）内に配され、基板支持体上には、処理のために基板（図示せず）が置かれる。処理の間、基板の裏側は、接触要素１２０によって支持される。基板支持体１００は、マイクロエレクトロニックデバイス製造用の基板支持体内に一般的に見られる追加の要素、例えば、非限定的な例として、加熱および／または冷却要素、ＲＦおよび／またはＤＣ電極、裏側ガス供給機構などを含むことができる。説明を簡単にするためにこれらの追加の要素は示されていない。
図２は、本開示のいくつかの実施形態に基づく基板支持体２００を示す。基板支持体２００は基板支持体１００にかなり似ているが、支持体ベース２１０内に複数の貫通穴２３０を含み、それらの貫通穴の中を通り抜けてリフトピン２２０が延びる点が異なる。例えば、処理する基板（図示せず）は最初、穴２３０の中を通り抜け支持体ベース２１０を超えて延びたリフトピン２２０上に置かれる。延ばされたリフトピン２２０上に基板が置かれた後、支持体ベース２１０上に基板が配されるように、リフトピン２２０が引っ込められる。基板支持体１００の場合と同様に、基板支持体２００は、例えばペデスタル、真空チャック、静電チャックなどとして構成することができる。基板支持体２００はさらに、支持体ベース２１０の上面に複数の接触要素１２０を含むことができる。
【０００９】
図３は、本開示のいくつかの実施形態に基づく基板移送ロボット３００を示す。例えば、基板移送ロボット３００は、第１の端部３０６に、垂直変位および回転変位用のロボットアーム（アーム３０４）を備えることができる。アーム３０４は、１つまたは複数のリンク、例えば軸３１２にて互いにピンで留められた第１のリンク３０８および第２のリンク３１０を備えることができる。アーム３０４の第２の端部３１４は、ブレード３０２の第１の端部が結合されたリスト（ｗｒｉｓｔ）３１６を含むことができる。ブレード３０２は、図４に関して後述する接触パッド４１０を含むことができる。
図４は、本開示のいくつかの実施形態に基づく接触パッド４１０の例示的な構成を示す、ブレード３０２の上面図である。図４の特定の構成には３つの接触パッド４１０が示されているが、基板を支持するのに適した、同じ数または異なる数の接触パッドを有する他の構成を使用することもできる。
【００１０】
動作について説明すると、複数のリフトピン２２０上に支持された基板３５０の下方にブレード３０２が置かれるように、基板移送ロボット３００を動作させることができる。基板移送ロボット３００およびアーム３０４の機械的操作によって、基板３５０の下方の位置からブレード３０２を上昇させ、それによって接触パッド４１０を基板３５０の裏側に接触させて、基板３５０をリフトピン２２０から離す。これを実行するために、基板移送ロボット３００は、アーム３０４およびブレード３０２を介して、基板を、速度０から移送速度へ加速させる。この加速の結果、接触パッド４１０の位置に対応する接触エリアに、図５に示されているような力Ｆが生じる。その結果、接触パッド４１０と基板３５０との間の接触エリアにて粒子が生成される。このことは、例えばリフトピン２２０、接触要素１２０などの物体が基板３５０と接触するところではどこでも同様に起こる。
【００１１】
本発明の発明者は、基板と接触する何らかの要素の材料が、基板材料（例えばシリコン）よりも硬く、基板材料に対する高い接着力を有し、基板の滑りを防ぐことができず、粗い表面を有し、導電性でないときに、粒子が生成されることを見出した。例えば、基板が最初に、粘着性の材料でできた要素に接触し、その後に、硬い材料でできた別の要素に接触した場合に、基板上での粒子の生成はより激しくなる。同様に、基板と導電性材料との間に電流が流れており、非導電性材料によって基板が持ち上げられた場合には、アークが発生することがあり、したがって基板上での粒子の生成はより激しくなる。
【００１２】
したがって、本発明の発明者は、基板と接触する要素に対して、所定の一組の特性を示す材料（以後、前記材料）を使用することによって、粒子生成を防ぎまたは実質的に最小限に抑えることができることを見出した。それらの所定の一組の特性は、支持する基板（例えばシリコン）の硬さ以下の硬さ、非接着性、基板と接触した要素上での基板の滑りを防ぐのに十分な大きさの静摩擦係数、導電性、および１０Ｒａ以下の表面粗さを含む。このような材料は例えば、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、ステンレス鋼および導電性プラスチックを含むことができ、導電性プラスチックは、ｋａｐｔｏｎ（登録商標）、ｋａｌｒｅｚ（登録商標）、ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）およびｃｅｌａｚｏｌｅ（登録商標）などとすることができる。上記の特性を示す他のプロセス適合材料（ｐｒｏｃｅｓｓ−ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を使用することもできる。いくつかの実施形態では、基板と接触する要素の全体が前記材料でできていてもよい。いくつかの実施形態では、基板と接触する要素の少なくとも基板と接触する部分が前記材料でできていてもよい。例えば、基板と接触するリフトピン２２０の上部２４０を前記材料で作ることができ、下部を別のプロセス適合材料で作ることができ、そのプロセス適合材料は上記の特性を示しても示さなくてもよい。いくつかの実施形態では、基板と接触する全ての要素に対して同じ材料を使用することができる。あるいは、上記の特性をそれぞれが示す異なる材料を、基板と接触するさまざまな要素に対して使用することもできる。
【００１３】
図５を参照すると、いくつかの実施形態では、基板移送ロボット３００のそれぞれの接触パッド４１０の全体が前記材料でできていてもよい。いくつかの実施形態では、それぞれの接触パッド４１０の上部５０２が前記材料でできていてもよく、下部５０４が、上で論じた特性と同じ特性を必ずしも示さない異なる材料でできていてもよい。
【００１４】
このように、本明細書には、基板上での粒子生成を回避する改良された装置および材料が開示されている。本発明の装置は、処理ステップ間に基板をハンドリングしている間およびプロセスチャンバ内で基板を支持している間などの製造プロセス中に基板上に蓄積する汚染の低減または防止を有利に可能にすることができ、したがって、汚染物質が、基板の表側に到達し、デバイス性能の低下および／または歩留りの損失を引き起こす事象の発生を防ぎまたは低減させることができる。
【００１５】
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の追加の実施形態を考案することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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