(57)【要約】  基板コネクタは、基板の加工中に、基板への接続を提供し、第１コンタクトを画成し、第１溝を含むスプリングピン組立体を含む。保持スプリングクリップは、第１溝内に配置される本体と、本体から延出する突出部と、を含む。第２コンタクトは、第２溝を画成する本体を、含む。第２コンタクトは、スプリングピン組立体の第１コンタクト周りに配置される。保持スプリングクリップの突出部は、第２コンタクトの第２溝内に延びている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板加工中に、基板への接続を提供するための基板コネクタであって、
第１コンタクトを画成し、第１溝を含むスプリングピン組立体であって、前記第１溝は、前記第１コンタクトに対して内方に延在する、スプリングピン組立体と、
前記第１溝内に配置される本体、及び前記本体から延出する突出部を含む保持スプリングクリップと、
空洞部を画成する本体を含む第２コンタクトであって、前記空洞部は、前記空洞部の対向する内側壁において第２溝を画成し、前記第２溝は、前記第１溝の反対方向に外方に延在する、第２コンタクトと、
を備え、
前記第２コンタクトは、前記スプリングピン組立体の前記第１コンタクト周りに配置され、
前記保持スプリングクリップの前記突出部は、前記第１溝から前記第２コンタクトの前記第２溝内へと外方へ延びている、基板コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載の基板コネクタであって、
前記第２コンタクトは、前記基板に半田付けされる、基板コネクタ。
【請求項３】
請求項１に記載の基板コネクタであって、
前記基板コネクタは、前記基板と前記基板支持体の間に配置される、基板コネクタ。
【請求項４】
請求項３に記載の基板コネクタであって、
前記基板支持体は、静電チャックを含む、基板コネクタ。
【請求項５】
請求項１に記載の基板コネクタであって、
前記保持スプリングクリップの前記本体は、「Ｃ」字形断面を有する、基板コネクタ。
【請求項６】
請求項２に記載の基板コネクタであって、
前記保持スプリングクリップは、前記スプリングピン組立体と前記第２コンタクト間の相対運動を可能にする、基板コネクタ。
【請求項７】
基板加工中に、基板への接続を提供するための基板コネクタであって、
第１コンタクトを画成し、第１溝を含むスプリングピン組立体と、
前記第１溝内に配置される本体、及び前記本体から延出する突出部を含む保持スプリングクリップと、
第２溝を画成する本体を含む第２コンタクトと、
を備え、
前記第２コンタクトは、前記スプリングピン組立体の前記第１コンタクト周りに配置され、
前記保持スプリングクリップの前記突出部は、前記第２コンタクトの前記第２溝内に延びており、
前記第２コンタクトは、前記第２コンタクトの上面上に位置する複数のスペーサを含む、基板コネクタ。
【請求項８】
基板加工中に、基板への接続を提供するための基板コネクタであって、
第１コンタクトを画成し、第１溝を含むスプリングピン組立体と、
前記第１溝内に配置される本体、及び前記本体から延出する突出部を含む保持スプリングクリップと、
第２溝を画成する本体を含む第２コンタクトと、
を備え、
前記第２コンタクトは、前記スプリングピン組立体の前記第１コンタクト周りに配置され、
前記保持スプリングクリップの前記突出部は、前記第２コンタクトの前記第２溝内に延びており、
前記スプリングピン組立体は、
空洞部、第１開口部及び第２開口部を画成する第１部分であって、
前記第１コンタクトは、
前記空洞部内に配置され、
前記第１開口部から延出し、
弓形のコンタクトと、円筒体と、ベースと、を含む、第１部分と、
前記第２開口部内に取外可能に受容される第２部分と、
を更に含む、基板コネクタ。
【請求項９】
請求項８に記載の基板コネクタであって、
前記スプリングピン組立体は、
前記ベース部分の傾斜面と接触する球と、
前記第２部分と前記球の間に配置されるバネと、
を更に含む、基板コネクタ。
【請求項１０】
請求項８に記載の基板コネクタであって、
前記第２部分は、空洞部を画成し、前記空洞部内に配置されて前記第２部分に半田付けされる端部を含む導体を更に含む、基板コネクタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板コネクタであって、
前記第２部分及び前記導体は、同じ種類の材料で作製される、基板コネクタ。
【請求項１２】
前記スプリングピン組立体に半田付けされる導体を更に含む、請求項１に記載の基板コネクタ。
【請求項１３】
システムであって、
請求項１２に記載の前記基板と、
請求項１２に記載の静電チャックと、
請求項１２に記載の基板コネクタと、
を備え、
前記基板コネクタは、前記基板の底面に半田付けされ、前記基板と前記静電チャックの間に配置される、システム。
【請求項１４】
前記導体に接続される交流信号源を更に含む、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年８月２１日付で出願された米国特許出願第１５／６８１，５５６号の優先権を主張するものである。上記出願の開示は、全体として本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は、基板加工システムに関し、より詳細には、基板加工システムで使用される静電チャック（ＥＳＣ）のためのスプリングピン組立体を含む基板コネクタに関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で提供される背景の記載は、本開示の内容を一般的に表すことを目的としている。この背景技術セクションで記載される限りにおける、ここで挙げた発明者らの研究、及び出願時点で先行技術として特に見なされ得ない本明細書の態様は、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。
【０００４】
半導体ウエハ等の基板の加工中に、堆積、エッチング及び／又は他の基板処理を含む様々な工程が、実行される。エッチングを実行するための基板加工システムは、通常、静電チャック等の基板支持体を有する処理チャンバを含む。半導体ウエハ等の基板は、基板支持体上に配置されてもよい。１種類又は複数種類のエッチングガス及び／又はキャリアガスを含む処理ガス混合物は、基板上に膜をエッチングするために、処理チャンバに導入されてもよい。プラズマは、化学反応を活性化するために、処理チャンバ内で衝突されてもよい。
【０００５】
使用目的によっては、処理中に基板上のバイアスを制御するのが望ましい。  スプリングピン又は他の接続技法が、グランド、直流バイアス又は交流バイアスを基板の背面に適用するのに使用されてきた。しかしながら、基板とＥＳＣの部品間の熱膨張率（ＣＴＥ：ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）の不一致により、基板は、処理中に、ＥＳＣに対して横方向に移動することがある。
【０００６】
次に、図１及び図２を参照すると、基板への接続を提供するための実施例が示されている。図１では、基板１４は、ＥＳＣ等の基板支持体１０上に配置されている。基板支持体１０は、上層１６（接着剤等）及び金属ハウジング２０を含む。コネクタ２２は、金属ハウジング２０を通過し、スプリングピン２４に接続される。スプリングピン２４の上端部は、基板１４の下面に対して付勢される。スプリングピン２４は、基板加工中、固定された横位置のままである。しかしながら、基板１４は、基板と基板支持体１０の部品間のＣＴＥ温度不一致により横方向に移動する。横方向の移動が原因で、基板１４の下面に沿って摩擦が生じ、スプリングピン２４を摩耗し、基板１４を損傷してしまう。
【０００７】
図２では、コンタクト３０は、基板１４の下面に半田付けされている。導体３２は、コンタクト３０に半田付けされ、コネクタ２２に取着されている。導体３２は、処理中、基板１４と共にコンタクト３０を移動可能にする一方で、導体３２とコンタクト３０は、通常、異なる材料から作製され、ＣＴＥの不一致を経験している。時間が経つにつれて、導体３２とコンタクト３０との半田接合が、導体３２とコンタクト３０間のＣＴＥ不一致による疲労を受け、最終的に不良となる。
【発明の概要】
【０００８】
基板コネクタは、基板加工中に、基板への接続を提供し、第１コンタクトを画成し、第１溝を含むスプリングピン組立体を含む。保持スプリングクリップは、第１溝内に配置される本体、及び本体から延出する突出部を含む。第２コンタクトは、第２溝を画成する本体を含む。第２コンタクトは、スプリングピン組立体の第１コンタクト周りに配置される。保持スプリングクリップの突出部は、第２コンタクトにある第２溝に延入する。
【０００９】
他の特徴では、第２コンタクトは、基板に半田付けされる。基板コネクタは、基板と基板支持体の間に配置される。基板支持体は、静電チャックを含む。保持スプリングクリップの本体は、「Ｃ」字形の断面を有する。
【００１０】
他の特徴では、保持スプリングクリップは、スプリングピン組立体と第２コンタクトの間の相対運動を可能にする。第２コンタクトは、該コンタクトの上面上に位置する複数のスペーサを含む。スプリングピン組立体は、空洞部を画成する第１部分、第１開口部及び第２開口部を、更に含む。第１コンタクトは、空洞部内に配置され、第１開口部から延出し、弓形のコンタクト、円筒体、及びベース部分を含む。第２部分は、第２開口部内に取外可能に受容される。
【００１１】
他の特徴では、スプリングピン組立体は、ベース部分の傾斜面と接触する球及び第２部分と球の間に配置されるバネを、更に含む。第２部分は、空洞部を画成する。導体は、空洞部内に配置され、第２部分に半田付けされる端部を含む。
【００１２】
他の特徴では、第２部分と導体は、同じ種類の材料で作製される。導体は、スプリングピン組立体に半田付けされる。
【００１３】
システムは、基板、静電チャック、及び基板コネクタを含む。基板コネクタは、基板の下面に半田付けされ、基板と静電チャックの間に配置される。交流信号源は、導体に接続される。
【００１４】
本開示の更なる適用領域は、詳細な説明、クレーム及び図面から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実施例は、例示目的のみを意図しており、開示の範囲を限定することを意図していない。
【００１５】
本開示は、詳細な説明及び添付図から、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】先行技術によるスプリングピンの一実施例の側断面図である。
【００１７】
【図２】先行技術による別の基板接続の一実施例の側断面図である。
【００１８】
【図３】本開示による基板コネクタの一実施例の拡大側断面図である。
【００１９】
【図４】本開示による基板コネクタのコンタクトの下面の一実施例の斜視図である。
【００２０】
【図５】本開示による図４のコンタクトの上面の一実施例の斜視図である。
【００２１】
【図６】本開示による基板コネクタのスプリングピン組立体の側断面図である。
【００２２】
【図７】本開示による基板コネクタの保持スプリングクリップの一実施例の斜視図である。
【００２３】
【図８】本開示による基板と基板支持体の間に配置された基板コネクタの一実施例の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面において、参照番号は、類似の及び／又は同じ要素を特定するために再使用されてもよい。
【００２５】
本開示による基板コネクタは、堆積、エッチング又は他の基板処理等の基板加工中に、直流バイアス、交流バイアス又はグランド電位を、基板に供給可能にするために、基板への接続を提供するのに使用される。基板コネクタは、スプリングピン組立体、保持スプリングクリップ及びコンタクトを含む。コンタクトは、スプリングピン組立体と基板間に配置される。コンタクトは、基板に半田付けされ、基板と共に移動する。保持スプリングクリップは、スプリングピン組立体とコンタクト間の相対運動を可能にしながら、スプリングピン組立体をコンタクトに対して機械的に拘束する。基板コネクタは、摩擦による基板への損傷を防止する。また、基板コネクタは、以上の、図２の半田接合部において示されたようなＣＴＥ不一致も回避する。
【００２６】
次に、図３を参照すると、基板コネクタ１００は、空洞部１０６を画成する本体１０５を含むコンタクト１０４を含む。幾つかの実施例では、本体１０５は、円筒形状又は直方体形状を呈するが、他の形状も使用できる。コンタクト１０４の対向する内側壁は、円環形を有する溝１０８を画成する。溝１０８は、コンタクト１０４の本体１０５へと外方向に延在する。スペーサ１１０は、基板１１２に対して均一な間隔を設けるために、コンタクト１０４の上部外面から延出する。幾つかの実施例では、コンタクト１０４は、銅（Ｃｕ）及びタングステン（Ｗ）から作製されるが、他の導電材料も使用できる。
【００２７】
基板コネクタ１００は、スプリングピン組立体１２０を更に含む。スプリングピン組立体１２０は、以下で更に説明するように、コンタクト１０４の内面に対して付勢されるコンタクト面１２１を含む。幾つかの実施例では、コンタクト面１２２は、弓形又は半円形の断面を有するが、他の形状も使用できる。スプリングピン組立体１２０は、スプリングピン組立体１２０から外方に延出する上下突出部１２２及び１２４を更に画成する。上突出部１２２と下突出部１２４は、離隔される。上突出部１２２と下突出部１２４は、連続した円環の形状とすることができる、又は不連続な突出部が使用できる。内向きの溝１２６は、上突出部１２２と下突出部１２４の間に位置する。
【００２８】
基板コネクタ１００は、本体１３６を含む保持スプリングクリップ１３４を更に含む。保持スプリングクリップ１３４は、本体１３６の外側から角度を成して外方に突出する突出部１３８を更に含む。幾つかの実施例では、この角度は、４５°未満である。保持スプリングクリップ１３４の本体１３６は、スプリングピン組立体１２０上に画成される溝１２６内に配置される。突出部１３８は、コンタクト１０４に位置する溝１０８に延入する。幾つかの実施例では、突出部１３８は、スプリングピン組立体１２０のコンタクト１０４に対する係止又は保持を提供するために、コンタクト１０４への開口部の内径より大きい外径を有する。
【００２９】
次に図４及び図５を参照すると、コンタクト１０４の下面及び上面が其々示されている。図４では、コンタクト１０４は、図３に示されているように、スプリングピン組立体１２０の片端部を取外可能に受容する空洞部１０６を含む。開口部１４４の径方向内面１４２は、挿入し易さを向上するために、面取りされてもよい。図５では、スペーサ１１０は、上部外面１４６から延出し、基板とコンタクト１０４間を確実に適切な間隔にするのを助ける。３個のスペーサ１１０が示されているが、追加の又はより少ないスペーサも使用できる。
【００３０】
次に図６を参照すると、スプリングピン組立体１２０は、第１部分１５０及び第２部分１５２を含む。第１部分１５０は、円筒形状を呈し、第１部分１５０の両端部に第１及び第２開口部を含み、第１開口部と第２開口部との間で内側空洞部１５３を画成する。第２部分１５２は、第１部分１５０の内側空洞部１５３の第２開口部に取外可能に挿入される。
【００３１】
コンタクト１５４は、第１部分１５０の内側空洞部１５３に往復可能に受容される。コンタクト１５４は、上側弓形部分１５５、円筒部分１５６及びベース部分１５８を含む。コンタクト１５４は、第１部分１５０の内側空洞部１５３の第１開口部から外方に延出する。幾つかの実施例では、第１部分１５０の内側空洞部１５３は、基板に向かう第１方向のコンタクト１５４の運動を限定する止め部１５７を画成する。幾つかの実施例では、止め部１５７は、角部又は突出部を含む。
【００３２】
コンタクト付勢部材１５９は、コンタクト１５４のベース部分１５８を第１方向に付勢する。幾つかの実施例では、コンタクト付勢部材１５９は、球１６０及びバネ１６２を含む。幾つかの実施例では、球１６０は、バネ１６２によって印加された力に応じて、鋭角に傾斜するベース部分１５８の表面１６３に接触する。バネ１６２は、球１６０と第２部分１５２の間に位置する。幾つかの実施例では、球１６０及びバネ１６２は、導電材料から作製される。
【００３３】
幾つかの実施例では、第２部分１５２は、バネ１６２の片端部をガイドするために、第２部分１５２の上面１６６からコンタクト１５４に向かい延出する突起１６８を含む。第２部分１５２は、第１部分１５０の内面に形成された突出部１７４を受容するために、第２部分１５２の外側部分周りに配置される溝１７２を、更に含んでもよい。溝１７２と突出部１７４は、第２部分１５２を第１部分１５０に取外可能に接続する。第２部分１５２は、該部分の側壁１８０間に位置する空洞部１７８を更に画成する。空洞部１７８は、以下の図８で示される導体を受容し、該導体に半田付けされる。幾つかの実施例では、第２部分１５２及び導体は、同じ材料又は同じＣＴＥ若しくは類似のＣＴＥ（例えば、５％、２％又は１％内の）を有する材料から作製される。幾つかの実施例では、第２部分１５２と導体の両方は、銅（Ｃｕ）、Ｃｕ合金、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ合金、又は他の導電材料から作製される。
【００３４】
第１部分１５０は、第２部分１５２の上部分１８４を受容するために、溝１８２を更に画成する。溝１８２は、第２部分１５２の、第１部分１５０に対する第１方向への移動を限定する。
【００３５】
次に図７を参照すると、保持スプリングクリップ１３４の本体１３６が、Ｃ字形断面で示されている。１つ又は複数の突出部１３８は、片端部で本体１３６に接続される。反対側の端部は、本体１３６から角度を成して外方に突出する。幾つかの実施例では、その角度は、４５°未満である。
【００３６】
次に図８を参照すると、スプリングピン組立体１２０が、基板１１２と基板支持体１９８の間に配置されている。絶縁層２０４を含む導体２００の片端部は、スプリングピン組立体１２０に取り付けられる。幾つかの実施例では、導体２００は、スプリングピン組立体１２０に半田付けされる。導体２００の反対側端部は、２１０で接続される。幾つかの実施例では、導体２００は、交流信号源２５０に接続される。
【００３７】
以上の記載は、本質的に、単に例示にすぎず、本開示、本開示の用途又は使用を限定することを決して意図するものではない。本開示の広範な教示は、様々な形で実装できる。そのため、本開示は、特定の実施例を含むが、本開示の実際の範囲は、そのように限定されるべきではない、というのも、他の変形例も、図面、明細書、及びそれに続くクレームを検討する際に明らかになるためである。一方法における１つ又は複数のステップは、異なる順番で（又は同時に）、本開示の原理を変更することなく、実行されてもよいと理解されるべきである。更に、各実施形態が、特定の特徴を有して上述されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載されたこれら特徴の１つ又は複数は、任意の他の実施形態の特徴で実装できる、及び／又は任意の他の実施形態の特徴と組合せて、その組合せが明示的に記載されていなくとも、実装できる。つまり、記載された実施形態は、互いに排他的でなく、１つ又は複数の実施形態を互いに置換しても、本開示の範囲内に留まるものとする。
【００３８】
要素間（例えば、モジュール、回路要素、半導体層等間）の空間的及び機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接した」、「隣合う」、「上に」、「上方に」、「下方に」及び「配設された」を含む、様々な用語を使用して記載される。第１要素と第２要素との関係が、上記開示で記載されているとき、「直接」であるとして明示的に記載されていない限り、その関係は、他の介在要素が、第１要素と第２要素の間に存在していない直接的な関係とできるが、１つ又は複数の介在要素が、（空間的又は機能的に）第１要素と第２要素との間に存在する間接的な関係ともできる。本明細書で使用されるように、Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つという表現は、非排他的な論理ＯＲを使用した論理（Ａ  ＯＲ  Ｂ  ＯＲ  Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、「少なくとも１つのＡ、少なくとも１つのＢ、及び少なくとも１つのＣ」を意味すると解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
2020532123.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020532123.tif 000006
【図５】
2020532123.tif 000007
【図６】
2020532123.tif 000008
【図７】
2020532123.tif 000009
【図８】
2020532123.tif 000010
【国際調査報告】
2020532123.tif 000011
2020532123.tif 000012
2020532123.tif 000013