(57)【要約】【課題】基板用キャリアへの電気的接触を改善した要素を備える真空処理チャンバを提供する。【解決手段】  具体的な実施例は、キャリアを支持する台を有するプラズマ処理チャンバを提供し、複数の固定ポストおよび弾性接触部が台の領域を通じて配布されている。固定ポストはキャリアへの物理的な支持を与える。一方、弾性接触部は、信頼性が高く繰り返し可能なキャリアへの多点電気的接触を提供する。【選択図】図４Ａ
2012230900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバボディと、
台と、
前記台の上面に設けられている複数の弾性接触部と、
前記弾性接触部の各々を接地電位につなげる接地電位経路と、
前記台に載せられ、前記弾性接触部に電気的に接触するキャリアと
を備えることを特徴とする真空処理チャンバ。
【請求項２】
前記キャリアが着脱可能なサセプタを備えることを特徴とする請求項１記載の真空処理チャンバ。
【請求項３】
前記着脱可能なサセプタが同時に複数の基板を支持するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の真空処理チャンバ。
【請求項４】
前記キャリアが基板トレイを備えることを特徴とする請求項１記載の真空処理チャンバ。
【請求項５】
前記基板トレイが同時に複数の基板を支持するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の真空処理チャンバ。
【請求項６】
前記台の上面に取り付けられている複数の固定ポストをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の真空処理チャンバ。
【請求項７】
前記複数の固定ポストが前記台の周辺領域に設けられており、前記複数の弾性接触部が前記台の全領域を通じて均一に配布されていることを特徴とする請求項６記載の真空処理チャンバ。
【請求項８】
前記複数の弾性接触部の少なくとも一部がストッパを備えることを特徴とする請求項１記載の真空処理チャンバ。
【請求項９】
前記複数の弾性接触部が前記台の周辺に沿って配布されており、前記台の角に配置されている前記弾性接触部がストッパを備えることを特徴とする請求項１記載の真空処理チャンバ。
【請求項１０】
前記弾性接触部の各々は、導電性ブロックと、その一端において前記導電性ブロックに取り付けられているリーフスプリングとを備えることを特徴とする請求項１記載の真空処理チャンバ。
【請求項１１】
前記弾性接触部の各々が、前記導電性ブロックと前記リーフスプリングとの間に設けられているストッパをさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の真空処理チャンバ。
【請求項１２】
前記弾性接触部の各々は、固定部分と、滑り部分と、前記滑り部分を伸びた位置まで引っ張ろうとするスプリングとを備えることを特徴とする請求項１記載の真空処理チャンバ。
【請求項１３】
キャリアの上に配置されている複数の基板に対して同時プラズマ処理を行う真空処理チャンバであって、
チャンバボディと、
前記チャンバボディの上部で設けられているシャワーヘッドと、
前記チャンバボディの下部に設けられる台と、
前記台の上面に設けられ前記キャリアを支持する複数の固定ポストと、
前記台の上面に均一に配布され前記キャリアへの電気的接触を形成する複数の弾性接触部と、
前記弾性接触部の各々を電位につなげる電気経路と
を備えることを特徴とする真空処理チャンバ。
【請求項１４】
前記キャリアがサセプタを備え、
前記真空処理チャンバが基板をトレイから前記サセプタの上へと移動させる移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１３記載の真空処理チャンバ。
【請求項１５】
前記電位が接地電位であることを特徴とする請求項１３記載の真空処理チャンバ。
【請求項１６】
前記キャリアが着脱可能なサセプタまたはトレイのうちの１つを備えることを特徴とする請求項１３記載の真空処理チャンバ。
【請求項１７】
前記複数の弾性接触部が前記台の周辺領域に設けられており、前記複数の固定ポストが前記弾性接触部から内側位置に配布されていることを特徴とする請求項１３記載の真空処理チャンバ。
【請求項１８】
キャリアの上に配置されている複数の基板に対して同時プラズマ処理を行う真空処理チャンバであって、
チャンバボディと、
前記チャンバボディの上部で設けられているシャワーヘッドと、
前記チャンバボディの下部で設けられている台と、
基板用キャリアと、
前記台の上面に配布され、前記基板用キャリアへの電気的接触を形成する複数の弾性接触部と、
前記弾性接触部の各々を電位につなげる接地電位経路と、
を備えることを特徴とする真空処理チャンバ。
【請求項１９】
前記キャリアが着脱可能なサセプタまたはトレイのうちの１つを備えることを特徴とする請求項１８記載の真空処理チャンバ。
【請求項２０】
前記複数の弾性接触部が前記基板用キャリアの周辺領域に設けられており、
前記真空処理チャンバが前記台の上面に複数の固定ポストをさらに備えることを特徴とする請求項１８記載の真空処理チャンバ。
【請求項２１】
前記複数の弾性接触部が前記台の周辺領域に設けられており、前記複数の固定ポストが前記弾性接触部より内側な領域に配布されていることを特徴とする請求項６記載の真空処理チャンバ。
【請求項２２】
前記電位がＲＦ電力またはＤＣ電位のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１３記載の真空処理チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング、または基板その他のワークの上に薄膜を形成するために使用されるプラズマチャンバなどの真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、フラットパネルディスプレイ、太陽電池パネル等の分野における製造工程は、真空チャンバ中の処理を伴う。例えば、薄膜を基板（ワーク）の上に形成し、その基板上の構造物をエッチングするためのプラズマ強化型化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、プラズマエッチング及びその他種々のプロセスのために真空チャンバが使用される。このようなチャンバにおいて、さまざまなガスがインジェクター又はシャワーヘッドを介してチャンバに流入し、基板上で薄膜のエッチングまたは堆積を行うためにプラズマが励起される。基板の方へプラズマの荷電粒子を引きつけるために、接地電位は、基板に、または、基板の下の電極に与えられる。
【０００３】
図１Ａ〜１Ｃは、本発明の実施例が実施可能である、単一の基板を一枚ずつ処理するための真空処理チャンバのさまざまなステージの概略図である。装填チャンバ１０５は、単一の基板１０２を真空処理チャンバ１００に装填するために用いる。図１Ａにおいて、真空ドア１１５は閉じられており、基板は装填チャンバ１０５のロボット１１０の関節アーム１１１上に配置される。図１Ａで示すように、下部電極１２０、チャンバのボディ１２２およびチャンバの天井１２４は、全て接地される。この例では、ＲＦ電力が上部電極１２５に接続されると共に、接地または他の電源が下部電極１２０へ供給される。しかし、接地されたチャンバにおいては、上部電極に接地を接続させ且つ下部電極にＲＦ電力を供給することも知られており、また両方の電極にＲＦ電力を供給することも知られている。
【０００４】
図１Ｂにおいて、真空ドア１１５は開放され、関節アーム１１１は基板を処理チャンバ１００の内部に導入する。図１Ｃにおいて、基板はサセプタ１２０に配置され、関節アーム１１１は元の位置に戻り、真空ドア１１５は閉じている。この状態において、プラズマは励起させることができ、また処理が実行され得る。単一の基板は直接サセプタの上に載置されるため、通常、サセプタ上の凹凸に合い、サセプタと良好な物理的および均一な電気的接触を維持することができる。
【０００５】
図２Ａ〜２Ｄは、本発明の実施例が実施可能である、キャリアに配置される複数の基板を処理するための真空処理チャンバのさまざまなステージの概略図である。この実施例は、特にシリコンウエハー上に太陽電池を製造することに適している。なお、例示の実施例では、同時にいくつかの基板を担持することに適しているトレイまたはキャリアを示すが、単一の基板を担持するよう構成されたトレイでも同じことができる。装填チャンバ２０５は、トレイ２０４に配置されるいくつかの基板２０２を真空処理チャンバ２００に入れるために用いられる。図２Ａにおいて、真空ドア２１５は閉じられており、基板２０２は、ローラー２０６やエンドレスベルトなどを使って搬送することができるトレイ２０４に配置される。図２Ａで示すように、下部電極２２０、チャンバのボディ２２２およびチャンバの天井２２４は、全て接地される。この例では、ＲＦ電力が上部電極２２５に連結されると共に、接地または他の電源が下部電極２２０へ供給される。しかし、接地されたチャンバにおいて、上部電極に接地を接続させ且つ下部電極にＲＦ電力を供給することも知られており、また両方の電極にＲＦ電力を供給することも知られている。
【０００６】
図２Ｂにおいて、真空ドア２１５は開けられており、トレイ２０４は処理チャンバ２００の内部に導入される。図２Ｃにおいて、真空ドアは閉じられており、真空がチャンバ２００に導入され得る。図２Ｄにおいて、トレイ２０４は、その処理位置に持ち上げられているサセプタ２２０の上に配置される。この状態において、プラズマは励起させることができ、処理が実行され得る。複数の基板の各々は直接サセプタの上に載せられず、トレイに配置され、また、トレイは通常サセプタ上の凹凸に合致しないから、サセプタと均一な電気的接触がなされていない。すなわち、電気径路は、サセプタからトレイへと、そして、トレイから各ウエハーへと通過しなければならない。トレイまたはキャリアはサセプタには完全に合わないため、電気的接触が不均一であり、電気的接触は分離された複数の点に限定される。
【０００７】
図３Ａ〜３Ｆは、本発明の実施例が実施可能である、サセプタに配置される複数の基板を処理するための真空処理チャンバのさまざまなステージの概略図である。この実施例は、特にシリコンウエハー上に太陽電池、発光ダイオードなどを製造することに適している。なお、例示の実施例では、同時にいくつかの基板を担持することに適しているトレイまたはキャリアを示すが、単一の基板を担持するよう構成されたトレイまたはキャリアを用いても同じことができる。装填チャンバ３０５は、トレイまたはキャリア３０４に配置されるいくつかの基板３０２を真空処理チャンバ３００に装填するために用られる。図３Ａにおいて、真空ドア３１５は閉じられており、基板３０２は、ローラー３０６やエンドレスベルトなどを使って搬送可能なトレイ３０４に配置される。図３Ａで示すように、下部電極３２０、チャンバのボディ３２２およびチャンバの天井３２４は、全て接地される。この例では、ＲＦ電力が上部電極３２５に連結されると共に、接地または他の電源が下部電極３２０へ供給される。この実施例では、サセプタが台３０８に載置されている。しかし、接地されたチャンバにおいて、上部電極に接地を連結させ且つ下部電極にＲＦ電力を供給することも知られており、また両方の電極にＲＦ電力を供給することも知られている。
【０００８】
図３Ｂにおいて、真空ドア３１５は開放され、トレイ３０４は処理チャンバ３００の内部に導入される。図３Ｃにおいて、トレイ３０４は、完全にチャンバ３００の中にある。図３Ｄにおいて、サセプタは持ち上げられ、基板はトレイからサセプタの上に移動させられる。すなわち、図３Ａ〜３Ｆのチャンバは、基板をトレイからサセプタの上に移動させる移動機構３０１を含む。図３Ｅにおいて、トレイ３０４はチャンバ３００から取り除かれ、図３Ｆにおいて、真空ドア３１５は閉じ、真空はチャンバ３００に引き入れられることができる。この状態において、プラズマを励起させることができ、処理を実行することができる。この実施例において、電気径路は、台からサセプタへと、そして、サセプタから各ウエハーへと通過しなければならない。しかし、サセプタおよび台が完全に平坦でないから、サセプタは台には完全は合致しないため、電気的接触は、不均一であり、電気的接触は分離した複数の接触点に限られる。
【発明の概要】
【０００９】
以下の発明の概要は、本発明のいくつかの態様および特徴に対する基本的な理解を提供するために含まれる。この概要は本発明の広範囲な概略ではない。従って、この概要は特に本発明の鍵となる要素または重要な要素を特定すること、または、本発明の範囲を正確に説明することを目的としない。その唯一の目的は、以下示されているより詳細な説明の前段階として本発明のいくつかの概念を簡略化した形で提示することである。
【００１０】
基板用キャリアへの電気的接触を改善した要素を備える真空処理チャンバが開示されている。具体的な実施例は、キャリアを支持する台を有するプラズマ処理チャンバを提供し、複数の固定ポストおよび弾性接触部が台の領域を通じて配布されている。固定ポストはキャリアへの物理的な支持を与える。一方、弾性接触部は、信頼性が高く繰り返し可能なキャリアへの多点電気的接触を提供する。
【００１１】
本発明の他の態様および特徴は、以下本明細書に記載されており、添付の請求の範囲に記載の本発明の範囲および趣旨に含まれる各種実施形態の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本明細書に組み込まれ、その明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施例を例示し、説明と共に、本発明の原則を説明し例示するのに役立つ。図面は、図表の方法で例示的実施形態の主要な特徴を例示することを目的とする。図面は、実際の実施例の全ての特徴を表すことも、表された要素の相対的寸法を表すことも目的としないし、一定の比率で描かれていない。
【００１３】
図１Ａ〜１Ｃは、本発明の実施例が実施可能である、単一の基板を一枚ずつ処理するための真空処理チャンバのさまざまなステージの概略図である。
【００１４】
図２Ａ〜２Ｄは、本発明の実施例が実施可能である、キャリアに配置される複数の基板を処理するための真空処理チャンバのさまざまなステージの概略図である。
【００１５】
図３Ａ〜３Ｆは、本発明の実施例が実施可能である、サセプタに配置される複数の基板を処理するための真空処理チャンバのさまざまなステージの概略図である。
【００１６】
図４Ａ〜４Ｄは、本発明の各種実施例に係る真空処理チャンバの概略図である。
【００１７】
図４Ｅは、本発明の一実施例に係るチャンバの平面図を示す。
【００１８】
図４Ｆは、弾性接触部の別の実施例を示す。
【００１９】
図４Ｇは、本発明に係るチャンバの他の実施例の平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図４Ａは、本発明の実施例を実施するプラズマ処理チャンバ４００の主要な要素を示す概略図である。チャンバ４００は、通常、例えばアルミニウムやステンレス鋼など、金属でできているチャンバボディを有する。一つ以上の基板４０２が配置されるキャリア４２０を支持する台４０８が設けられる。本明細書の残りの説明文にわたって、例えば、着脱可能なサセプタ、トレイ、基板保持体、といったさまざまな代わりの要素を表すために、キャリアという省略表現が用いられる。ここで大切なことは、基板がキャリアに配置されるということと、そのキャリアが台に載せられ、台と電気的接触しなければならないということとである。台４０８は、持ち上げ機構４３５に取り付けることができる。これにより、台４０８はバルブ４１５を介しての基板の積載のために下げられ、その後に処理のために図示した位置へと持ち上げられる。台は、持ち上げ機構４３５を介して接地される。これに加え又はこれに代えて、サセプタのサイズおよびサセプタに供給しなければならない電力の量に応じて、例えば伝導バンドすなわちストラップ４０１を介して接地が台に与えられる。
【００２１】
チャンバは、その上部に、ＲＦ電源が接続されるカソードアセンブリ４２５を有する。図示した構成において、これにより基板に接地電位が接続されるよう、接地電位が台４０８に与えられる。前述の接地に関する問題点を避けるために、本実施例において、固定接地ポスト４３０が台４０８に取り付けられる。本実施例において台４０８は伝導バンド４０１によって接地される電極として機能する。この点で、ポスト４３０は動作時一つの位置に固定されているが、エッジ接触を確保しサセプタを所望のプロファイルに合わせるために、システムを作動させる前にポスト４３０が手動で調節可能であることを理解されたい。キャリア４２０は、ポスト４３０を介して電気的接触がなされるように、ポスト４３０に載せられる。固定ポスト４３０は、改善した接地のため繰り返し可能な接触点を提供する。しかし、このような構成では、信頼性の高いキャリア４２０との接触点の数が非常に少なくなってしまうことがあり得る。トレイが使用され、繰り返しチャンバ内で取り除かれ交換される場合には特にそうである。これは、サセプタが着脱可能で、台の上へボルト締めにされていないチャンバの場合でも、同様である。
【００２２】
図４Ｂは、本発明の他の実施例を示す。図４Ｂの要素は、固定ポスト４３０に加えて接地弾性接触部４３８が加えられる点以外には、図４Ａのそれらと類似している。図４Ｂで示すように、トレイまたはサセプタが台に配置されない場合には、接地用の弾性接触部４３８の上部は固定ポスト４３０の上部より上に伸びている。図４Ｃに示すように、キャリア４２０が台４０８に配置される場合、そのキャリア４２０は、ポスト４３０に載るまで、弾性接触部４３８を圧縮する。このように、良好な電気的接触は、ポスト４３０を通しても、各々の弾性接触部４３８を通してもなされる。しかし、本実施例において、弾性接触部４３８を介して電気的接触が確保されるから、固定ポスト４３０は導電性であっても、導電性でなくてもよいことを理解されたい。また、ポスト４３０または弾性接触部４３８は、台４０８でなく、キャリア４２０に取り付けることができる。
【００２３】
図４Ｂの吹き出し部は、弾性接触部４３８の一例を示す。本実施例において、例えばリーフスプリングといった導電性スプリング４３６は、その一端において導電性ブロック４３２に取り付けられる。ブロック４３２は、例えば、通り穴４３４を挿入したボルトによって、台４０８に取り付けられる。図４Ｃで示すように、いくつかの弾性接触部４３８が台４０８に固着される場合には、導電性スプリングは、たとえキャリアがトレイであったとしても、サセプタであったとしても、その他のものであったとしても、そのキャリアへの繰り返し可能で信頼性が高く多点による接続を確保するように、負荷電気的接触を形成する。この構成は、基板を載せたトレイを繰り返して台から取り出したり、台に配置したりすること、または、台の上のサセプタを取り出したり配置したりすることを容易にする。例えば、サセプタは、清掃、サービス、壊れた基板の処分、などのために取り除くことができる。図４Ｃに示すように、キャリアが固定ポスト４３０に載るまで、キャリアの重量によってスプリング４３６が圧縮される。
【００２４】
図４Ｄは、別々の固定ポストが設けられていない一例を示す。その代わりに、複数の弾性接触部４３８は台またはチャンバの床に取り付けられ、キャリア４２０は直接スプリング４３６に載る。この実施例では、図４Ｂおよび図４Ｃを参照に説明されてきた弾性接触部４３８を使用することができる。一方、図４Ｄの吹き出しに示すように、この実施例では、ストッパ４３９を有する変形された弾性接触部を使用することもできる。理解されるように、スプリング４３６は、そのスプリングがストッパー４３９に接するまで、キャリアの重量によって圧縮できる。これは、スプリング４３６の圧縮の量を制限してキャリア４２０の高さを固定する。一実施例によれば、チャンバには、弾性接触部４３８が設けられている。それら弾性接触部４３８は、その一部がストッパーを有し、残りがストッパを有しない。例えば、角に配置される接触４３８だけがストッパを有し、残りがストッパを有しない。他の実施例によれば、全ての弾性接触部は、ストッパを有しない。
【００２５】
図４Ｅはチャンバ４００の平面図を示す。図４Ｅにおいて、キャリア４２０は、チャンバから取り除かれた状態であることを示すために、破線において例示される。図４Ｅで示すように、通常、台の周辺において、比較的数少ないポスト４３０が設けられている。数多くの弾性接触部４３８は、台の領域の全体にわたって均一に配布されている。すなわち、弾性接触部の数の方が固定ポストの数よりも大きい。その結果、固定ポストは信頼性が高く繰り返し可能な物理的な方向づけを提供する一方、弾性接触部は信頼性が高く繰り返し可能な分散された電気的接触を提供する。キャリアがチャンバに置かれると、良好な電気的接触を得るために弾性接触部４３８を圧縮した後、周辺にあるポスト４３０に載って、正確な位置合わせを確保する。吹き出しに示すように、キャリアの横方向および回転位置合わせを強化するために、ポスト４３０は、キャリアの対応する穴と嵌合することができる円錐状上部部分を有してもよい。
【００２６】
図４Ｆは、弾性接触部４５０の他の実施例を示す。図４Ｆにおいて、管状部分４５４は固定される一方、滑り部分４５２は固定部分４５４に対して滑る。図４Ｆにおいて、滑り部分４５２は、固定部分４５４よりも直径が小さく固定部分４５４の内側で滑るように示されるが、固定部分４５４よりも直径が大きく固定部分４５４の外側を滑るように構成されてもよい。スプリング４５６は、滑り部分４５２を伸びた位置まで引っ張ろうとする。キャリア４２０が台に配置されると、滑り部分４５２は下に滑り、キャリア４２０との良好な電気的接触を得る。一実施例によれば、オプションとして、弾性接触部４５０は、滑り部分４５２の圧縮を制限するストッパー４５８を含む。前に説明したように、ストッパーオプションを用いることによって、固定ポストを除去することがでる。また、その代わりに、ストッパーを有するいくつかの弾性接触部４５０は周辺または角で設けることができ、残りの接触はストッパーを有しなくてよい。
【００２７】
図４Ｇはチャンバ４００の他の実施例の平面図を示す。図４Ｇにおいて、キャリア４２０は、チャンバから取り除かれた状態であることを示すために、破線において例示される。図４Ｇで示すように、比較的数少ないポスト４３０が設けられている。数多くの弾性接触部４３８は、台の周辺の辺りに均一に配布されている。すなわち、弾性接触部４３８は、固定ポストよりもキャリア４２０の端に近いので、電流がキャリア４２０の端でスプリング４３６を通してそのキャリア４２０を出て、ポスト４３０まで至らない。固定ポストは信頼性が高く繰り返し可能な物理的な方向づけを提供する一方、弾性接触部は信頼性が高く繰り返し可能な分散された電気的接触を提供する。キャリアは、チャンバに置かれると、良好な電気的接触を得るために弾性接触部４３８を圧縮した後、周辺にあるポスト４３０に載って、正確な位置合わせを確保する。しかし、上述したように、図４Ｄに示されているように、固定ポストを除去し、強力なポストのみに、またはストッパを有する強力なポストに依存することができる。
【００２８】
本発明については、特定な実施例を参照に説明してきたが、本発明はそれら実施例には限定されない。具体的に、添付の請求の範囲に記載の、さまざまな変更および変形は、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない範囲において当業者によって実施することができる。
【図１Ａ】
2012230900.tif 000003
【図１Ｂ】
2012230900.tif 000004
【図１Ｃ】
2012230900.tif 000005
【図２Ａ】
2012230900.tif 000006
【図２Ｂ】
2012230900.tif 000007
【図２Ｃ】
2012230900.tif 000008
【図２Ｄ】
2012230900.tif 000009
【図３Ａ】
2012230900.tif 000010
【図３Ｂ】
2012230900.tif 000011
【図３Ｃ】
2012230900.tif 000012
【図３Ｄ】
2012230900.tif 000013
【図３Ｅ】
2012230900.tif 000014
【図３Ｆ】
2012230900.tif 000015
【図４Ａ】
2012230900.tif 000016
【図４Ｂ】
2012230900.tif 000017
【図４Ｃ】
2012230900.tif 000018
【図４Ｄ】
2012230900.tif 000019
【図４Ｅ】
2012230900.tif 000020
【図４Ｆ】
2012230900.tif 000021
【図４Ｇ】
2012230900.tif 000022