(57)【要約】サセプタから基板を持ち上げる方法。複数のリフトピンは、基板の中央部分に接触せずに基板を支持するように構成される。処理された基板は、少なくとも５００ミリメートルの第１寸法と、少なくとも５００ミリメートルの第２寸法とを有する。複数のリフトピンの各リフトピンは、基板の中心から少なくとも１２０ミリメートルのポイントから基板を支持するように構成される。複数のリフトピンは、サセプタの各側を少なくとも３つのリフトピンで支持するように構成される。ある実施形態では、支持部材が、少なくとも複数のリフトピンのサブセットの上に横たわる。
2006506823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバー内でサセプタから基板を持ち上げる方法であって、複数のリフトピンを使用して基板を支持するステップを含む方法において、前記複数のリフトピンが中央リフトピンを含まないようにした方法。
【請求項２】
前記基板は、少なくとも５００ミリメートルの第１寸法と、少なくとも５００ミリメートルの第２寸法とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンにおけるリフトピンの先端より下にサセプタを下げたときに上記基板を支持する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のリフトピンにおける各リフトピンは、上記基板の中心から少なくとも１２０ミリメートルのポイントから上記基板を支持するように構成された、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンにおける各リフトピンが上記基板のフレーム部分内のポイントから上記基板を支持するように構成され、上記フレーム部分は、前記基板の周囲を含み、更に、上記フレーム部分は、その幅が約４０ミリメートル未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンがリフトピン支持ポイントで上記基板を支持するように構成され、更に、上記基板の１つの縁に少なくとも３つのリフトピン支持ポイントがある、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンがリフトピン支持ポイントで上記基板を支持するように構成され、更に、各リフトピン支持ポイントと基板の最も近い縁との間の距離は、上記基板の長さ又は幅の１／５未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンがその対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持するように構成され、更に、前記複数のリフトピンには、上記基板の中央領域に対応するリフトピン支持ポイントを有するピンはない、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基板の前記中央領域は、直径が少なくとも１００ミリメートルである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板の前記中央領域は、直径が少なくとも２００ミリメートルである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
上記基板にプラズマを受けさせるステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
上記基板に中央補助体を接触させるステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
上記複数のリフトピンで上記基板を支持するときに上記中央補助体を引っ込めるステップを更に備えた、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも上記複数のピンのサブセットの上に横たわる支持部材が、前記使用ステップの少なくとも一部分の間に上記基板に接触する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記支持部材は複数の部材を含み、前記複数の部材の各部材は、前記複数のリフトピンの異なるサブセットの上に横たわる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記基板はガラスで構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
堆積方法により処理された基板において、該基板は、その中心を含む中央領域内に不連続マークをもたず、且つ少なくとも５００ミリメートルの第１寸法と、少なくとも５００ミリメートルの第２寸法とを有する基板。
【請求項１８】
前記中央領域は、直径が少なくとも２００ミリメートルである、請求項１７に記載の基板。
【請求項１９】
基板の中央領域に不連続マークを生じることなく前記基板を処理する方法において、
上記基板が堆積チャンバー内でサセプタ上にあるときに前記基板に層を堆積するステップと、
上記基板を上記サセプタから分離するステップと、
上記基板のフレーム部分内で上記基板に接触するリフトピンを係合させることにより上記サセプタから上記基板を持ち上げるステップであって、前記基板の前記中央領域内で上記基板に接触するリフトピンは存在しないステップと、
を備えた方法。
【請求項２０】
前記中央領域は、その直径が少なくとも２００ミリメートルで、前記基板の中心を含むものであり、且つ前記フレーム部分は、その幅が前記基板の長さ又は幅の１／１０未満である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
サセプタから基板を持ち上げるリフト装置において、
複数のリフトピンと、
上記複数のリフトピンを、それらが上記基板を支持するように調整するためのリフトメカニズムと、
を備え、中央リフトピンを含まないようにしたリフト装置。
【請求項２２】
前記基板は、少なくとも５００ミリメートルの第１寸法と、少なくとも５００ミリメートルの第２寸法とを有する、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項２３】
前記リフトメカニズムは、前記複数のリフトピンの中のリフトピンの先端より下に上記サセプタを下げる、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項２４】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンが前記基板の中心から少なくとも１２０ミリメートル離れたポイントから上記基板を支持するように構成された、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項２５】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンが上記基板のフレーム領域内のポイントから上記基板を支持するように構成され、更に、上記フレーム領域は、前記基板の周囲を含むと共に、上記フレーム領域は、その幅が約４０ミリメートル未満である、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項２６】
上記複数のリフトピンは、少なくとも３つのリフトピンで前記基板の１つの縁を支持するように構成された、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項２７】
前記複数のリフトピンの各ピンは、その対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持し、更に、
各リフトピン支持ポイント及び上記基板の最も近い縁からの距離は、上記基板の長さ又は幅の約１／１０未満である、
請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項２８】
前記複数のリフトピンの各ピンは、その対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持し、更に、
各リフトピン支持ポイントと、そのリフトピン支持ポイントに最も近い基板の縁との間の距離は、上記基板の長さ又は幅の約１／１０未満である、
請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項２９】
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンの中で、上記基板の中心のリフトピン支持ポイントにおいて上記基板を支持するピンがないように構成される、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項３０】
前記複数のリフトピンの各ピンは、その対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持し、更に、
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンの中で、上記基板の中心の少なくとも１００ミリメートル以内に、対応するリフトピン支持ポイントをもつピンがないように構成される、
請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項３１】
前記複数のリフトピンの各ピンは、その対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持し、更に、
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンの中で、上記基板の中心の少なくとも２００ミリメートル以内に、対応するリフトピン支持ポイントをもつピンがないように構成される、
請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項３２】
前記サセプタから上記基板を緩めるプラズマを発生するための高周波電源を更に備えた、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項３３】
上記基板を緩めるための中央補助体を更に備えた、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項３４】
上記中央補助体は、上記複数のリフトピンで上記基板を支持するときに引っ込められる、請求項３３に記載のリフト装置。
【請求項３５】
少なくとも上記複数のピンのサブセットの上に横たわる支持部材を更に備えた、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項３６】
前記支持部材は、複数の部材を含み、各部材は、前記複数のピンの異なるサブセットの上に横たわる、請求項３７に記載のリフト装置。
【請求項３７】
前記サセプタは、その中央部分にリフトピン穴を持たず、前記サセプタの前記中央部分は、前記サセプタの中心を含み、更に、前記サセプタの前記中央部分は、その面積が少なくとも１００ｍｍ２である、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項３８】
前記基板は、その寸法が６００ｍｍ×７２０ｍｍ以上である、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項３９】
前記基板は、その寸法が１０００ｍｍ×１２００ｍｍ以上である、請求項２１に記載のリフト装置。
【請求項４０】
処理チャンバー内でサセプタから基板を持ち上げる方法であって、複数のリフトピンを使用して基板を支持するステップを含む方法において、前記複数のリフトピンが上記基板のフレーム部分内のみで上記基板を支持するようにした方法。
【請求項４１】
前記基板は、少なくとも５００ミリメートルの第１寸法と、少なくとも５００ミリメートルの第２寸法とを有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンにおけるリフトピンの先端より下にサセプタを下げたときに上記基板を支持する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記複数のリフトピンにおける各リフトピンは、上記基板の中心から少なくとも１２０ミリメートルのポイントから上記基板を支持するように構成された、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
上記フレーム部分は、前記基板の周囲を含み、更に、上記フレーム部分は、その幅が約４００ミリメートル未満である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンがリフトピン支持ポイントで上記基板を支持するように構成され、更に、基板の１つの縁に少なくとも３つのリフトピン支持ポイントがある、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンがリフトピン支持ポイントで上記基板を支持するように構成され、更に、各リフトピン支持ポイントと基板の最も近い縁との間の距離は、上記基板の最も長い寸法の１／１０未満である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンがリフトピン支持ポイントで上記基板を支持するように構成され、更に、各リフトピン支持ポイントと基板の最も近い縁との間の距離は、上記基板の長さ又は幅の１／５未満である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４８】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンがその対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持するように構成され、更に、前記複数のリフトピンの中で、上記基板の中央領域に対応リフトピン支持ポイントを有するピンはない、請求項４０に記載の方法。
【請求項４９】
前記基板の前記中央領域は、直径が少なくとも１００ミリメートルである、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記基板の前記中央領域は、直径が少なくとも２００ミリメートルである、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
上記基板にプラズマを受けさせるステップを更に備えた、請求項４０に記載の方法。
【請求項５２】
上記基板に中央補助体を接触させるステップを更に備えた、請求項４０に記載の方法。
【請求項５３】
上記複数のリフトピンで上記基板を支持するときに上記中央補助体を引っ込めるステップを更に備えた、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
少なくとも上記複数のピンのサブセットの上に横たわる支持部材が、前記使用ステップの少なくとも一部分の間に上記基板に接触する、請求項４０に記載の方法。
【請求項５５】
上記複数のリフトピンは、上記基板の各縁において等しく離間される、請求項４０に記載の方法。
【請求項５６】
上記基板の各縁の上記フレーム部分は、その幅が、上記基板の少なくとも１つの他の縁のフレーム部分の幅とは異なる、請求項４０に記載の方法。
【請求項５７】
基板の中央領域に不連続マークを生じることなく前記基板を処理する方法において、
上記基板が堆積チャンバー内でサセプタ上にあるときに前記基板に層を堆積するステップと、
上記基板を上記サセプタから分離するステップと、
上記基板のフレーム部分内のみで上記基板に接触するリフトピンを係合させることにより上記サセプタから上記基板を持ち上げるステップと、
を備えた方法。
【請求項５８】
上記基板の上記中央領域は、その直径が少なくとも２００ミリメートルであり、更に、前記フレーム部分は、その幅が前記基板の長さ又は幅の１／５未満である、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
上記フレーム部分は、約４０ミリメートルから約４００ミリメートルの範囲である、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
上記複数のリフトピンは、上記基板の各縁に置いて等離間される、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
サセプタから基板を持ち上げるリフト装置において、
複数のリフトピンと、
上記複数のリフトピンが上記基板のフレーム部分のみにおいて上記基板を支持するように、上記複数のリフトピンを調整するリフトメカニズムと、
を備えたリフト装置。
【請求項６２】
前記基板は、少なくとも５００ミリメートルの第１寸法と、少なくとも５００ミリメートルの第２寸法とを有する、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項６３】
前記リフトメカニズムは、前記複数のリフトピンの中のリフトピンの先端より下に上記サセプタを下げる、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項６４】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンが前記基板の中心から少なくとも１２０ミリメートル離れたポイントから上記基板を支持するように構成された、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項６５】
上記フレーム領域は、前記基板の周囲を含むと共に、上記フレーム領域は、その幅が約４００ミリメートル未満である、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項６６】
上記複数のリフトピンは、少なくとも３つのリフトピンで前記基板の１つの縁を支持するように構成された、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項６７】
前記複数のリフトピンの各ピンは、その対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持し、更に、
各リフトピン支持ポイント及び上記基板の最も近い縁からの距離は、上記基板の最も長い寸法の約１／１０未満である、
請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項６８】
前記複数のリフトピンの各ピンは、その対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持し、更に、
各リフトピン支持ポイントと、そのリフトピン支持ポイントに最も近い基板の縁との間の距離は、上記基板の長さ又は幅の約１／１０未満である、
請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項６９】
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンの中で、上記基板の中心のリフトピン支持ポイントにおいて上記基板を支持するピンがないように構成される、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項７０】
前記複数のリフトピンの各ピンは、その対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持し、更に、
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンの中で、上記基板の中心の少なくとも１００ミリメートル以内に対応リフトピン支持ポイントをもつピンがないように構成される、
請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項７１】
前記複数のリフトピンの各ピンは、その対応リフトピン支持ポイントで上記基板を支持し、更に、
上記複数のリフトピンは、前記複数のリフトピンの中で、上記基板の中心の少なくとも２００ミリメートル以内に対応リフトピン支持ポイントをもつピンがないように構成される、
請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項７２】
前記サセプタから上記基板を緩めるプラズマを発生するための高周波電源を更に備えた、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項７３】
上記基板を緩めるための中央補助体を更に備えた、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項７４】
上記中央補助体は、上記複数のリフトピンで上記基板を支持するときに引っ込められる、請求項７３に記載のリフト装置。
【請求項７５】
少なくとも上記複数のピンのサブセットの上に横たわる支持部材を更に備えた、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項７６】
前記支持部材は、複数の部材を含み、各部材は、前記複数のピンの異なるサブセットの上に横たわる、請求項７５に記載のリフト装置。
【請求項７７】
前記サセプタは、その中央部分にリフトピン穴を持たず、前記サセプタの前記中央部分は、前記サセプタの中心を含み、更に、前記サセプタの前記中央部分は、その面積が少なくとも１００ｍｍ２である、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項７８】
前記基板は、その寸法が６００ｍｍｘ７２０ｍｍ以上である、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項７９】
前記基板は、その寸法が１０００ｍｍｘ１２００ｍｍ以上である、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項８０】
上記複数のリフトピンは、上記基板の各縁において等しく離間される、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項８１】
上記基板の各縁の上記フレーム部分は、その幅が、上記基板の少なくとも１つの他の縁のフレーム部分の幅とは異なる、請求項６１に記載のリフト装置。
【請求項８２】
上記複数のリフトピンは、各リフトピンがリフトピン支持ポイントで上記基板を支持するように構成され、更に、各リフトピン支持ポイントと基板の最も近い縁との間の距離は、上記基板の最も長い寸法の１／１０未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項８３】
上記複数のリフトピンは、上記基板の各縁において等離間される、請求項１に記載の方法。
【請求項８４】
上記基板の各縁の上記フレーム部分は、その幅が、上記基板の他の縁の幅とは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項８５】
前記中央領域は、その直径が少なくとも１００ミリメートルである、請求項１７に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【発明の内容】
【０００１】
本出願は、参考としてここにその全体を援用する以前に出願された米国特許出願、即ち２００２年１１月１８日に出願された米国特許出願第１０／２９９，２１６号の優先権を主張する。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、サセプタから基板を持ち上げるための改良された方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、処理された基板の中央領域に不連続マークが発生するのを回避する方法及び装置に関する。
【発明の背景】
【０００３】
プラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）は、基板上に種々の材料を堆積して膜を形成するプロセスである。一般に、ＣＶＤプロセスでは、基板を真空堆積処理チャンバー内でサセプタにより支持し、処理中に数百℃に加熱する。堆積ガスをチャンバー内に注入して化学反応を生じさせることで、基板上に特定の膜を堆積する。ＣＶＤチャンバー内で使用される２つの堆積プロセスは、プラズマ増強型ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）と、熱増強型ＣＶＤとを含む。ＣＶＤプロセスは、液晶ディスプレイや、フラットパネルディスプレイや、膜トランジスタや、他の半導体デバイスの製造に使用される。
【０００４】
ＣＶＤサセプタは、ＣＶＤチャンバー内の機械的部分で、接地電極として機能すると共に、基板を堆積中に処理チャンバー内に支持するものである。サセプタは、ステムに取り付けられた基板支持プレートと、ＣＶＤ処理チャンバー内で基板を上下するためのリフトアッセンブリとを備えている。
【０００５】
商業的な製造のために、プラズマＣＶＤ装置は、通常、堆積チャンバー内のサセプタへ基板を自動的に移送すると共に、処理された基板をサセプタから持ち上げて、堆積チャンバーから基板を取り出すためのリフト装置を備えている。このリフト装置は、処理された基板をサセプタから持ち上げるときにその基板を支持するためのリフトピンを含む。
【０００６】
図１Ａは、従来技術のＣＶＤ装置におけるリフトピン構成の一例を示す上面図である。図１Ａにおいて、リフトピンは、２本の中央リフトピン１５０が基板１６０の中央領域１４０を支持するように構成される。更に、８本の縁リフトピン１１０が基板１６０をその周囲で支持する。図１Ａに示す構成では、２本の縁ピン１１０が基板１６０をその各角の付近で支持する。図１Ｂは、図１Ａの１−１’線に沿った図１Ａの側面断面図である。図１Ｂは、リフトピン１１０及び１５０がサセプタ１６６の穴（図示せず）にいかに配置されるかを示す。ＣＶＤ堆積プロセス中に、基板１６０は、サセプタ１６６上に直接横たわる。堆積が終了した後に基板１６６から基板１６０を分離するために、（ｉ）サセプタ１６６を通してリフトピン１１０及び１５０を上げるか、又は（ii）リフトピン１１０及び１５０を固定したまま、サセプタ１６６を下ろすかのいずれかである。
【０００７】
従来のＣＶＤシステムでは中央リフトピン１５０の使用に関連した多数の欠点がある。これらの欠点は、処理された基板に中央リフトピンが接触するところに、ゴルフティーマークとしても知られている不連続マークが生じることを含む。従来のＣＶＤ装置の運転に伴う別の欠点は、中央リフトピン１５０により直接支持された領域において基板に堆積される膜が、基板の他の領域に堆積される膜より、通常、５から１０％薄く且つ低密度になることである。
【０００８】
図２は、処理された基板における位置の関数として膜厚みを示す。膜は、従来のＣＶＤ装置を使用して堆積されたゲート窒化物膜である。領域２０５は、中央リフトピン１５０が処理された基板１６０を直接支持する位置を表わしている。このグラフは、処理された基板１６０に堆積される膜は、領域２０５内の方が、領域２０５の外側のエリアより厚みが薄いことを示している。更に、図２の処理された基板の堆積厚み均一性は、４．４％である。ここで、堆積厚み均一性（厚み変動）は、次のように定義される。
【０００９】
（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）ｘ１００％
但し、Ｍｉｎは、基板１６０の領域２０５内の位置における堆積膜の厚みであり、一方、Ｍａｘは、基板１６０の領域２０５の外側の、基板１６０上の位置における堆積膜の厚みである。基板の中央位置における４．４％の堆積厚み均一性（厚み変動）は、望ましからぬものである。
【００１０】
図３は、図２に使用された同じ基板の基板位置に対する湿式エッチング速度を示す。図２の場合と同様に、領域２０５は、中央リフトピン１５０が処理された基板１６０を直接支持する位置を表わす。このグラフは、従来のやり方で処理された基板では、湿式エッチング速度は、領域２０５の方が、その外側の領域より高いことを示している。図３の処理された基板は、湿式エッチング速度均一性が１４．３％で、望ましからぬほど高い。ここで、湿式エッチング速度均一性（湿式エッチング速度変動）は、次のように定義される。
【００１１】
（Ｍａｘｒａｔｅ−Ｍｉｎｒａｔｅ）／（Ｍａｘｒａｔｅ＋Ｍｉｎｒａｔｅ）ｘ１００％
但し、Ｍｉｎｒａｔｅは、基板１６０の領域２０５の外側の位置における堆積膜の湿式エッチング速度であり、一方、Ｍａｘｒａｔｅは、基板１６０の領域２０５内の、基板１６０上の位置における堆積膜の湿式エッチング速度である。湿式エッチング速度は、通常、堆積膜の密度に比例する。即ち、高い湿式エッチング速度は、密度の低い膜に対応する。従って、図３は、基板１６０の領域２０５における膜の密度が、領域２０５の外側に堆積された膜の密度より著しく低いことを示唆している。
【００１２】
中央リフトピン１５０が基板１６０を直接支持する領域に現われる不連続マークは、変色したスポットとして肉眼でしばしば見ることができる。これらの欠陥は、中央リフトピン１５０が基板に接触する位置における膜の不均質性により生じると考えられる。中央リフトピン１５０の真上の基板１６０の領域は、中央リフトピン１５０真上でない基板１６０の領域に対して、異なる温度ストレス、熱膨張及び圧力を受けることが明らかである。
【００１３】
不連続マークは、ＰＤＡ又はコンピュータスクリーンの場合のように、大きな連続する基板面積を必要としない製造機構では回避できるが、これらマークの存在が望ましからず続いている。基板の中心付近の不連続マークは、処理された基板の表面積を浪費し、それ故、製造コストを高める。更に、処理された基板１６０の中央部分を使用しない設計とされたプロセスは、付加的なパターン化ステップ及び手順を必要とし、全体的な製造時間を増加させる。大型スクリーンテレビの生産のような、大きな連続する基板面積を必要とする用途では、このような不連続マークを簡単に回避することができない。それ故、このような用途における不連続マークの存在は、製品の品質を損なう。
【００１４】
上述したように、中央リフトピン１５０の使用は、望ましからぬ品質を招く。従来のリフトピン構成から中央リフトピン１５０を取り去るだけでは、解決策にならない。図１に示すような従来のピン構成から中央リフトピンを取り去ると、基板をサセプタから取り出すときに、基板の中央が著しくたるむ。基板がたるむ量は、基板の全表面積、基板の温度、及び基板の厚みに基づいて変化する、基板は、表面積が大きく、基板が薄く、処理温度が高いほど、著しくたるむ傾向がある。典型的な製造条件では、処理された基板がサセプタから持ち上げられるときに、温度は約３５０℃に維持される。寸法が６００ミリメートルｘ７２０ミリメートルで、厚みが０．７ミリメートル（ｍｍ）の基板は、著しいたるみが現われ始める寸法を表わしている。厚みが０．６３ｍｍの１１００ｍｍｘ１２５０ｍｍ基板（例えば、コーニング１７３７ガラス）は、中央リフトピンを除去した従来のリフトピン構成を使用すると、中央のたるみが５０ｍｍを越える。このたるみ程度は、望ましくない。この量のたるみをもつ基板を、自動リフトアッセンブリを使用して、処理チャンバーから取り出すことは困難である。
【００１５】
以上の背景から、処理チャンバーから基板を持ち上げるための改良された装置及び方法がこの技術で要望される。
【発明の概要】
【００１６】
本発明は、中央リフトピンの使用を必要としないリフトピン構成を提供する。従って、本発明のリフトピン構成を使用すると、基板の中央領域に不連続マークを導入せずに処理チャンバーから基板を取り出すことができる。本発明の一実施形態は、処理チャンバーにおいてサセプタから基板を持ち上げるための方法及び装置を提供する。この方法は、（ｉ）複数のリフトピンの各リフトピンをリフトピンホルダーに配置するステップと、（ii）複数のリフトピンを上昇させてそれらで基板を支持するようにするステップとを備えている。好都合なことに、本発明のリフトピン構成は、たとえ中央リフトピンの使用を必要としなくても、著しくたるむことなく基板を支持する。
【００１７】
本発明の方法及び装置において、基板は、通常、少なくとも５００ミリメートルの第１寸法と、少なくとも５００ミリメートルの第２寸法とを有する。ある実施形態では、サセプタを下げることによりサセプタから基板が分離される。サセプタを下げるときは、複数のリフトピンがサセプタと接触状態となり、これにより、基板をサセプタから分離する。
【００１８】
本発明の一実施形態では、３本のリフトピンが基板の各縁を支持する。別の実施形態では、リフトピンホルダーが、サセプタの各側に均一に配置された４本以上のリフトピン（例えば、４本のリフトピン、５本のリフトピン又はそれ以上）を有する。本発明の１つの態様においては、全てのリフトピンが、所定のフレーム幅をもつフレーム領域内のポイントから基板を支持する。このフレーム領域は、基板の周囲を含む。ある実施形態では、フレーム領域のフレーム幅が約４０ミリメートルから約４００ミリメートルである。他の実施形態では、フレーム幅が、基板の長さ又は幅の１／１０未満である。ある実施形態では、リフトピンは、各リフトピン支持ポイントが少なくとも基板の中心から所定の距離となるように構成される。ここで使用するリフトピン支持ポイントとは、リフトピンの真上に存在する基板のポイントである。このような実施形態では、基板の中央領域内にリフトピン支持ポイントは存在しない。ある実施形態では、基板の中央領域は、直径が約４０ミリメートルから約４００ミリメートルである。他の実施形態では、基板の中央領域の直径が、基板の長さの１／５である。
【００１９】
ある実施形態では、各リフトピン支持ポイントと基板の最も近い縁との間の距離が、そのリフトピン支持ポイントと、処理された基板をその幅（ｘ軸）又は長さ（ｙ軸）に沿って二分する線との間の距離の１／５未満である。本発明の別の実施形態では、複数のリフトピンは、各リフトピン支持ポイントと、処理された基板の最も近い縁との間の距離が、その処理された基板の長さ又は幅の１／１０未満となるように構成される。
【００２０】
本発明の幾つかの実施形態は、中央補助体を使用する。中央補助体を使用する実施形態では、複数のリフトピンが処理された基板に接触する前又はその直後にこの中央補助体が引っ込められる。
【００２１】
本発明の幾つかの実施形態では、支持部材が複数のリフトピンをカバーする。このようにして、支持部材が基板に接触し、基板をサセプタから分離する。ある実施形態では、支持部材が、実際に、複数の部材で構成される。このような各部材は、複数のリフトピンの異なるサブセットの上に横たわる。
【００２２】
好都合にも、本発明の方法及び装置により処理された基板は、その中央領域内に不連続マークをもたない。
【００２３】
多数の添付図面全体にわたり対応する部分は、同じ参照番号で示されている。
【好ましい実施形態の説明】
【００２４】
本発明は、処理チャンバーへ及び処理チャンバーから基板を移送するための方法及び装置に関する。以下に述べる実施形態では、本発明は、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバーについて説明する。しかしながら、本発明は、他の形式の処理チャンバーにも適用できる。例えば、本発明は、堆積プロセスを実行するいかなるチャンバーに使用されてもよい。このようなチャンバーは、プラズマ増強型ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）チャンバー、エッチングチャンバー、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバー、及び急速熱アニール（ＲＴＡ）チャンバーを含むが、これらに限定されない。
【００２５】
本発明は、カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズにより製造されたモデルＡＫＴ−３５００ＰＥＣＶＤシステムに使用することができる。このＡＫＴ−３５００ＰＥＣＶＤは、大きな液晶フラットパネルディスプレイ用の基板の製造に使用するよう設計されている。これは、アモルファスシリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、及びオキシニトライド膜を堆積するのに使用できる多数のプロセスチャンバーを伴うモジュラーシステムである。ＡＫＴ−３５００に関する詳細は、本発明の譲受人に譲渡された、参考としてここにその全体を援用する「A Deposition Chamber Cleaning Technique Using a High Power RemoteExcitation Source」と題する米国特許第６，４３２，２５５号に見られる。本発明は、商業的に入手できるいかなる堆積システムに使用されてもよく、これらシステムは、カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズにより全て製造された１６００ＰＥＣＶＤ（例えば、ＡＫＴ  ＰＥＣＶＤ１６００Ｂバージョン、基板サイズ４００ｘ５００）、３５００ＰＥＣＶＤ、４３００ＰＥＣＶＤ、５５００ＰＥＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ１０Ｋ、ＰＥＣＶＤ１５Ｋ、及びＰＥＣＶＤ２５Ｋを含むが、これらに限定されない。
【００２６】
本発明に使用される基板の寸法
ここで使用する「基板」という語は、処理チャンバーにおいて処理されるいかなる物体も広く網羅する。「基板」という語は、例えば、フラットパネルディスプレイに使用されるフラットパネル、ガラス又はセラミックプレート、及びガラス又はセラミックディスクを含む。本発明は、寸法が５００ｍｍｘ５００ｍｍ以上のガラスプレートのような大きな基板に特に適用できる。一実施形態では、基板は、寸法が６００ｍｍｘ７２０ｍｍ以上である。本発明の別の実施形態では、基板寸法が１０００ｍｍｘ１２００ｍｍ以上である。本発明の更に別の実施形態では、基板寸法が１１００ｍｍｘ１２５０ｍｍ以上である。
【００２７】
本発明のある実施形態は、厚みが約０．７ｍｍ以上の基板に使用される。又、本発明のある実施形態は、厚みが約０．６３ｍｍ以上の基板に使用される。本発明の別の実施形態は、厚みが約０．６０ｍｍ以上の基板に使用される。本発明の更に別の実施形態は、厚みが約０．５０ｍｍ以上の基板に使用される。
【００２８】
基板に堆積される膜
ＰＥＣＶＤ及びＣＶＤは、基板に薄膜層を堆積するのに使用されるプロセスである。一般に、ＣＶＤプロセスでは、真空堆積処理チャンバー内に基板を支持し、処理中に数百℃に加熱する。堆積ガスをチャンバー内に注入し、化学反応を生じさせて、薄膜層を基板に堆積する。
【００２９】
図４は、ＣＶＤプロセス中に堆積される典型的な膜の一例を示す。第１に、基板４００の上に窒化シリコン層４０２を堆積する。層４０４は、アモルファスシリコンである。第３の層（４０６）は、ポリシリコンであり、第４の層（４０８）は、窒化シリコンのパッシベーション層である。
【００３０】
堆積装置
本発明のある実施形態では、堆積プロセスがＰＥＣＶＤプロセスである。図５は、本発明のリフトピンを使用して基板からサセプタを分離することのできるＰＥＣＶＤ装置５３０を示す。図５に示すように、ＰＥＣＶＤ装置５３０は、基板支持プレート５２０がステム５３７に取り付けられたサセプタ５３５を備えている。サセプタ５３５は、真空堆積処理チャンバー５３３内の中央に配置されて示されている。ガラスパネルのような基板を基板処理又は反応領域５４１に支持するために、支持プレート５２０に支持層５２２が配置される。サセプタ５３５を上げ下げするためにリフト機構（図示せず）を設けることができる。このリフト機構（図示せず）は、良く知られた技術を使用してコントローラ（図示せず）により与えられるコマンドで調整される。基板は、ロボットブレード（図示せず）により、チャンバー５３３の側壁５３４の開口５４２を通してチャンバー５３３へ及びチャンバー５３３から移送される。
【００３１】
堆積プロセスガス（矢印５２３で示す）が入口マニホールド５２６を通してチャンバー５３３へ流れ込む。次いで、ガスは、穴付きのブロッカープレート５２４及びプロセスガス分配フェイスプレート５２５の穴５２１を通して流れる。ガス流の方向は、図５の基板処理領域５４１における小さな矢印で指示される。高周波電源を使用して、ガス分配フェイスプレート５２５とサセプタ５３５との間に電力を印加し、プロセスガス混合物を励起してプラズマを形成することができる。プラズマの成分が反応して、サセプタの支持プレート５２０上の基板の表面に希望の膜を堆積する。
【００３２】
本発明のある実施形態では、サセプタ５３５は、その中央部にリフトピン穴をもたない。このような実施形態では、サセプタ５３５の中央部は、サセプタの中心を含み、サセプタの中央部は、少なくとも１００ｍｍ２の面積を有する。
【００３３】
堆積プロセスガスは、チャンバーから、反応領域５４１の周りのスロット状のオリフィス５３１を通して排出充満部５５０へ排出することができる。この排出充満部５５０から、ガスは、真空シャットオフバルブ５５２を経て排出口５５４へと流れ、この出口は、外部真空ポンプ（図示せず）へ接続される。
【００３４】
図６は、処理チャンバー５３０の断面図である。この図は、チャンバー５３０（図５）に使用される基板支持体５３５及びプラズマ６６９の細部を示す。この図において、ＲＦ電源６７２がガス分配フェイスプレート５２５に電力を供給することが分かる。フェイスプレート５２５とサセプタ５３５との間にプラズマ６６９が発生される。
【００３５】
上述したように、ロボットブレードは、チャンバー５３３（図５）の側壁５３４の開口５４２を通してチャンバー５３０へ及びチャンバー５３０から基板を容易に移送する。図６を参照すれば、ロボットブレード（図示せず）が基板６６５をその位置へ移動すると、リフトピンホルダー６６７に配置されたリフトピン６７１が上方に移動して基板６６５を支持し、その後、基板を処理位置へ移動する。特に、リフトピン６７１は、サセプタ５３５のリフトピン穴６６２を経て移動し、基板６６５に接触して支持する。リフトピン６７１は、既知の並進移動メカニズム又はリニアフィードスルーを使用するリフト手段６８０の動作によりリフトピン穴６６２を経て移動することができる。
【００３６】
ＡＫＴ−１６００ＰＥＣＶＤシステム（カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズ）のようなある処理チャンバーにおいては、サセプタ５３５の移動により基板が処理位置へ移動されることに注意されたい。ロボットブレード（図示せず）が基板６６５をリフトピン６７１に移動した後、サセプタ５３５が上方に移動して基板６６５に接触する。
【００３７】
本発明のある実施形態では、アルミナのリフトピンをリフトピン６７１として使用する。アルミナのリフトピンは、製品番号０２００−７１５９８Ｒｅｖ．Ｅ１、識別番号１１８７５０００（カリフォルニア州フレモントのストラタメットインク）として商業的に入手できるものである。
【００３８】
好都合にも、本発明のリフトピン６７１は、基板６６５の中央領域の支持ポイントにおいて基板６６５を支持するものではない。１つの定義において、基板６６５の中央領域は、基板６６５の中心から所定距離（例えば、１００ｍｍ、２００ｍｍ又はそれ以上）以内のエリアとして定義される。中央リフトピンを使用するのではなく、本発明のリフトピンは、基板６６５のフレーム部分における支持ポイントから基板を支持する。フレーム部分６６５は、基板の周囲を含む。
【００３９】
本発明においては、リフトピン６７１が基板６６５に接触した後、ロボットブレードが引っ込められ、基板６６５が処理のための位置へもっていかれる。基板６６５を、それがサセプタに対してフラットに横たわるように配置する１つの方法が、本発明の譲受人に譲渡された、参考としてここに援用する米国特許第６，１７７，０２３号に説明されている。
【００４０】
希望の化学材料が、処理された基板６６５上に１つ以上の膜として堆積された後、基板がサセプタ５３５から分離され、堆積チャンバーから持ち上げられる。基板６６５からサセプタ５３５を分離する１つの方法が、本発明の譲受人に譲渡された、参考としてここに援用する米国特許第５，３８０，５６６号に説明されている。この方法は、処理された基板に不活性ガス（例えば、水素、窒素、アルゴン又はアンモニア）のプラズマ６６９（図６）を受けさせることを含み、これは、基板６６５上の膜に悪影響を及ぼさず且つ基板６６５上に既に設けられた膜に付加的な層を追加するものでもない。プラズマ６６９と基板６６５との間の電荷相互作用は、基板とサセプタ５３５との間の結合を緩める上で助けとなる。次いで、リフトピン６７１を使用して、基板６６５をサセプタ５３５から離すように上げる。ある実施形態では、リフトピン６７１が基板６６５をサセプタ５３５から離すように上げるときには、プラズマ６６９がもはや使用されない。他の実施形態では、リフトピン６７１で基板６６５をサセプタ５３５から離すように上げた後も、プラズマ６６９が使用される（図６に示すように）。図６では、プラズマ６６９は、基板６６５がサセプタ５３５から離れるようにリフトピン６７１で上げられたときに、チャンバーにおいて示されている。図６には示されていないが、プラズマ６６９は、ある実施形態では、基板６６５がサセプタ５３５にあるときに使用され、リフトピン６７１を用いて基板を上げる前にサセプタから基板を追い出す助けをする。
【００４１】
希望の膜が基板６６５に堆積された後、リフトメカニズム６８０がリフトピン６７１を上げ、これらリフトピンは、リフトピン穴６６２を通して移動し、処理された基板６６５に接触する。リフトメカニズム６８０は、コントローラ６７７により制御される。図示されていないある処理チャンバー、例えば、ＡＫＴ−１６００ＰＥＣＶＤでは、サセプタの下方移動で、処理された基板がサセプタから離れるように効果的に持ち上げられることに注意されたい。サセプタが下げられるときに、リフトピンが、処理された基板に接触して、基板を支持する。
【００４２】
図７は、処理された基板が持ち上げられる前にサセプタから基板を分離するための本発明の別の方法を示す。中央補助体７３０は、処理された基板６６５にその中心付近で接触して、基板６６５をサセプタ５３５の支持層５２２から強制的に外した後に、引っ込む。良く知られた技術を使用してコントローラ７７７により中央補助体７３０にコマンドが送信される。中央補助体６３０（図７）は、これを使用して基板６６５をサセプタ５３５から外すように突くのであって、基板を支持するのではないという意味で、中央リフトピン１５０（図１）とは異なる。従って、典型的な実施形態では、中央補助体６３０は、基板６６５に短時間接触し、基板をサセプタから外すように打ち当たる。次いで、中央補助体を引っ込め、基板の周囲のリフトピンを使用して、基板をサセプタから離すように上昇させ、基板の下にロボットブレードを滑り込ませることができる。ロボットブレードが基板に接触すると、ブレードを使用して、基板が堆積チャンバーから取り出される。
【００４３】
リフトピンの構成
図８に示すリフトピンの構成は、中央リフトピンを使用せずに基板６６５を支持することが意外にも分かった。図８に示すリフトピンの構成は、図１に示すような既知のリフトピン構成とは異なる。図８において、基板の各側に第３のリフトピンが存在する。図８において基板の各側に第３のリフトピンが存在することは、基板を過度にたるませることなくサセプタから基板６６５を分離するに充分な支持を与える。ある実施形態では、処理された基板６６５の各縁のリフトピン８７１が等しく離間される。
【００４４】
図９は、本発明によるリフトピン８７１の別の構成を示す平面図である。図９に示す構成では、基板６６５の各側がＮ本のリフトピン８７１で支持され、但し、Ｎは、３、４、５、６又は６より大きい整数である。ある実施形態では、リフトピン８７１は、基板６６５の各側に沿って等しく離間される。
【００４５】
図１０は、本発明の別の構成を示す平面図である。リフトピン８７１は、基板６６５を支持する。各リフトピン８７１は、そのリフトピン８７１に対応する基板上の特定のポイントで基板６６５を支持する。リフトピン８７１が基板６６５を支持するポイントは、ここでは、リフトピン支持ポイントとして定義される。図１０に示す実施形態では、全てのリフトピン支持ポイントは、基板６６５のフレーム部分１０８０内に存在する。本発明のある実施形態では、フレーム部分１０８０は、所定の幅１０２０を有する。一実施形態では、所定のフレーム幅は、約４０ミリメートルから約４００ミリメートルである。別の実施形態では、フレーム部分１０８０の所定の幅は、基板６６５の長い方の寸法の約１／１０以下である。従って、寸法が６００ミリメートルｘ７２０ミリメートルの基板については、フレーム幅が約７２ミリメートル以下である。ある実施形態では、フレーム部分１０８０の所定幅が、基板６６５の長さ又は幅の約１／５以下である。ある実施形態では、フレーム部分１０８０の幅が基板１０８０の各側で異なる。図１０は、３つの等しく離間されたリフトピン８７１が基板６６５の各縁を支持するリフトピン構成を示しているが、フレーム部分１０８０内に基板６６５を支持する他のリフトピン構成も考えられる。例えば、各リフトピン８７１−Ｎ（図９）がフレーム領域１０８０内に存在するような図９のリフトピン構成を使用することができる。
【００４６】
図１１は、本発明によるリフトピン８７１の別の構成を示す平面図である。各リフトピン支持ポイントは、処理された基板６６５の中心１１７０から少なくとも所定の距離にある。図１１において、リフトピン８７１は、全てのリフトピン支持ポイントが基板の中心１１１０から少なくとも所定の距離１１６０にあるようにして、処理された基板６６５を支持して示されている。換言すれば、基板の領域１１４０（中心部分）内にはリフトピン支持ポイントがない。一実施形態では、所定の距離１１６０が、約１００ミリメートル以上、約１２０ミリメートル以上、約２００ミリメートル以上、又は約４００ミリメートル以上である。別の実施形態では、所定の距離が、基板の長い方の寸法の約１／５である。従って、寸法が１１００ｍｍｘ１２５０ｍｍの基板の場合には、所定の距離が２５０ｍｍである。ある実施形態では、所定の距離１１６０が、基板６６５の長さ又は幅の約１／５である。ある実施形態では、基板６６５の中央領域１１４０（図１１）内のリフトピンがなく、中央領域１１４０は、直径が少なくとも１００ミリメートルである。ある実施形態では、基板６６５の中央領域１１４０（図１１）内のリフトピンがなく、中央領域１１４０は、直径が少なくとも２００ミリメートルである。図１１は、３つの等離間されたリフトピン８８０が基板１１００の各縁を支持するリフトピン構成を示しているが、中央領域の外側の他のリフトピン構成も考えられる。例えば、図９に示すリフトピン構成を使用することもできる。
【００４７】
図１２は、本発明の別の実施形態を示す平面図である。基板６６５がリフトピン８７１により支持されて示されている。支持部材１２７０は、リフトピンの少なくともサブセットの上の横たわり、リフトピンを使用して基板をサセプタから分離するときに基板に接触する。図１２に示すように、支持部材１２７０−１は、リフトピン１３７１のサブセットの上に横たわる。同様に、支持部材１２７０−２、１２７０−３及び１２７０−４は、リフトピン８７１の異なるサブセットの上に横たわる。上に横たわる支持部材１２７０の種々の個数、構成及びサイズが本発明に基づいて考えられる。
【００４８】
別の実施形態及び引用した参照文献
ここに引用した全ての参照文献は、それらの全体を参考としてここに援用するもので、全ての目的で、各個々の出版物或いは特許又は特許出願が特別に個々に指示されたのと同じ程度に、参考としてその全体をあらゆる目的で援用する。特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、この説明は、本発明を例示するものであって、本発明をこれに限定するものではない。特許請求の範囲に規定された本発明の真の精神及び範囲から逸脱せずに種々の変更が当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】従来技術によるリフトピン構成を示す図である。
【図１Ｂ】従来技術によるリフトピン構成を示す図である。
【図２】従来技術によりゲート窒化物膜に対して処理された基板のリフトピン支持ポイントと他のエリアとの間の膜堆積厚みの差を示すグラフである。
【図３】従来技術によりゲート窒化物膜に対して処理された基板のリフトピン支持ポイントと他のエリアとの間の湿式エッチング速度の差を示すグラフである。
【図４】従来技術による化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスにおける堆積層の断面図である。
【図５】ＣＶＤ処理チャンバーの断面図である。
【図６】ＣＶＤ処理チャンバーの断面図である。
【図７】処理された基板を持ち上げる前に、本発明により、サセプタから処理された基板を分離するために中央補助体を使用するところを示す処理チャンバーの断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に基づくリフトピン構成の一実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明の一実施形態に基づく別のリフトピン構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に基づくリフトピン構成の一実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に基づくリフトピン構成の平面図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に基づくリフトピン構成の平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１０…縁リフトピン、１４０…中央領域、１５０…中央リフトピン、１６０…基板、１６６…サセプタ、４００…基板、４０２…窒化シリコン、４０４…アモルファスシリコン、４０６…ポリシリコン、４０８…窒化シリコン、５２０…基板支持プレート、５２１…穴、５２２…支持層、５２３…プロセスガス、５２４…穴付きのブロッカープレート、５２５…ガス分配フェイスプレート、５２６…入口マニホールド、５３０…ＰＥＣＶＤ装置、５３１…スロット状オリフィス、５３３…真空堆積処理チャンバー、５３４…側壁、５３５…サセプタ、５３７…ステム、５４１…基板処理又は反応領域、５４２…開口、５５０…排出充満部、５５２…シャットオフバルブ、５５４…排出口、６６２…リフトピン穴、６６５…基板、６６７…リフトピンホルダー、６７１…リフトピン、６７７…コントローラ、６８０…リフト手段、６６９…プラズマ、７３０…中央補助体、８７１…リフトピン、１０８０…フレーム領域、１１４０…中央領域、１１６０…所定距離、１１７０…中心、１２７０…支持部材
【図１Ａ】
2006506823.tif 000003
【図１Ｂ】
2006506823.tif 000004
【図２】
2006506823.tif 000005
【図３】
2006506823.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006506823.tif 000015
【国際調査報告】
2006506823.tif 000016
2006506823.tif 000017
2006506823.tif 000018
2006506823.tif 000019