特許 7050912 基板を処理するための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-31

(45)【発行日】2022-04-08

(54)【発明の名称】基板を処理するための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20220401BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20220401BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20220401BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20220401BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/68 A

H01L21/302 101G

C23C16/44 B

【請求項の数】 37

(21)【出願番号】P 2020522064

(86)(22)【出願日】2018-09-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-12-24

(86)【国際出願番号】 EP2018074873

(87)【国際公開番号】W WO2019076553

(87)【国際公開日】2019-04-25

【審査請求日】2020-06-10

(31)【優先権主張番号】01279/17

(32)【優先日】2017-10-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CH

(73)【特許権者】

【識別番号】518031387

【氏名又は名称】エヴァテック・アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ヨハンネス・ヴァイヒャルト

(72)【発明者】

【氏名】ユルゲン・ヴァイヒャルト

【審査官】加藤 芳健

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０５９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８３９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１４９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１６１９１２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｃ２３Ｃ １６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）第１の圧力の第１の雰囲気で基板に対して第１の処理を行い、結果として第１の温度を有する第１の処理された基板をもたらす段階と、
（ｂ）続いて、第２の圧力の第２の雰囲気で前記第１の処理された基板に対して第２の処理を行い、前記第１の処理された基板の第２の温度で前記第２の処理を開始し、結果として前記処理された基板をもたらす段階であって、前記第２の温度が、前記第１の温度と異なり、前記第２の圧力が、前記第１の圧力よりも低い、段階と、
（ｃ）段階（ａ）と段階（ｂ）との間で、前記第１の処理された基板を前記第１の雰囲気から前記第２の雰囲気に閉じ込める段階と、
（ｄ）前記閉じ込める段階のための圧力低下を開始した後、前記閉じ込める段階中、前記第１の処理された基板を前記第１の温度から前記第２の温度に向かって加熱又は冷却する段階と、
を含む、基板を処理する方法又は処理された基板を製造する方法。

【請求項2】

前記第１の温度が、前記第２の温度より高い、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１の処理が脱ガスである、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１の圧力が、周囲大気圧である、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記第１の処理を行う段階と前記閉じ込める段階との間で前記第１の処理された基板の輸送を行う段階を含む、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。

【請求項6】

周囲大気圧及び周囲雰囲気の少なくとも１つで前記輸送の少なくとも一部を行う段階を含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記第２の圧力が、準大気圧である、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。

【請求項8】

ある圧力低下率で前記閉じ込める段階中に圧力が低下し、前記閉じ込める段階中に熱交換時間を提供する段階を含み、前記熱交換時間中に、前記圧力低下率が、少なくとも前記第１の処理された基板の１つの拡張された表面側部に沿って、前記熱交換時間の前及び後の少なくとも１つにおける前記圧力低下率と比較して低減される、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記閉じ込める段階中に、前記基板と加熱又は冷却表面との少なくとも部分的な接触を確立する段階を含む、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記少なくとも部分的な接触が、前記閉じ込める段階中の前記基板と加熱又は冷却表面との表面間接触である、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記接触が、前記基板を前記加熱又は冷却表面上に付勢することによって確立される、請求項９又は１０に記載の方法。

【請求項12】

前記付勢が、機械的及び静電的のうちの少なくとも１つによって行われる、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記付勢が、押さえ付け装置によって機械的に行われる、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記付勢が、前記基板の表面の残りの部分が晒される支配的な圧力（ｐ_ｂ）と比較して接触領域により低い圧力（ｐ_ａ）を加えることにより、前記加熱又は冷却表面に面する前記基板の表面と前記基板の表面の残りの部分との間に圧力差（Δｐ_ａｂ）を確立する段階を含む、請求項１１から１３の何れか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記圧力差Δｐ_ａｂが、少なくとも３００Ｐａ、又は、３００Ｐａ≦Δｐ_ａｂ≦１０００００Ｐａの範囲、又は、５００Ｐａ≦Δｐ_ａｂ≦１００００Ｐａの範囲であるように選択される、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記支配的な圧力ｐ_ｂが、少なくとも４００Ｐａ、又は、４００Ｐａ≦ｐ_ｂ≦１０００００Ｐａの範囲、又は、１０００Ｐａ≦ｐ_ｂ≦２００００Ｐａの範囲であるように選択される、請求項１４又は１５に記載の方法。

【請求項17】

ロードロックチャンバーの基板と加熱及び／又は冷却表面との間に第１の圧力を確立する段階と、前記ロードロックチャンバーの残りの容積内に第２の圧力を確立する段階と、予め設定された差の値又は予め設定された差の時間的経過に対する前記第１及び第２の圧力の差を負のフィードバック制御する段階と、を含む、請求項１から１６の何れか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記閉じ込める段階を行うのと同じ場所での締め出す段階を介して、前記第２の処理された基板を前記第２の処理から取り除く段階を含む、請求項１から１７の何れか一項に記載の方法。

【請求項19】

前記締め出す段階中に、前記第２の処理された基板の更なる加熱又は冷却を行う段階を含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記更なる加熱又は冷却が、前記閉じ込める段階中に行われる前記冷却又は加熱と同じ手段によって行われる冷却又は加熱である、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

（ａ）少なくとも１つの基板用の第１の処理ステーションであって、第１の圧力で第１の雰囲気において前記少なくとも１つの基板を処理するように構成され、第１の処理された基板用の第１のステーションの出口を備える、第１の処理ステーションと、
（ｂ）少なくとも１つの基板用の第２の処理ステーションであって、前記第１の圧力よりも低い第２の圧力で第２の雰囲気において前記少なくとも１つの第１の処理された基板を処理するように構成され、第１の処理された基板用の第２のステーションの入口を備える、第２の処理ステーションと、
（ｃ）前記第１のステーションの出口と前記第２のステーションの入口との間に相互接続されたロードロックチャンバーと、
（ｄ）前記ロードロックチャンバーの第１の処理された基板と熱交換するように適合され、前記第１の処理された基板が前記ロードロックチャンバーを通して前記第１の処理ステーションから前記第２の処理ステーションにロードロックされると制御が可能になる、前記ロードロックチャンバーの制御された熱交換デバイスであって、加熱及び／又は冷却表面を備える熱交換デバイスと、
（ｅ）前記加熱及び／又は冷却表面上に基板を付勢するように構成された付勢構成であって、前記付勢構成が、基板を載せた前記加熱及び／又は冷却表面に沿った圧力と、前記加熱及び／又は冷却表面から離れた前記ロードロックチャンバーの支配的な圧力との間の圧力差を制御するように適合された圧力制御部材を備える付勢構成と、
を備え、
前記圧力制御部材は、前記加熱及び／又は冷却表面に沿った圧力及び前記ロードロックチャンバーの支配的な圧力の低下の開始後に前記熱交換デバイスを動作させるように構成される、基板処理装置。

【請求項22】

前記制御された熱交換デバイスが、加熱又は冷却ユニットを備える、請求項２１に記載の装置。

【請求項23】

前記制御された熱交換デバイスが、加熱冷却ユニットを備える、請求項２１に記載の装置。

【請求項24】

前記第１の処理ステーションが、脱ガスステーションである、請求項２１から２３の何れか一項に記載の装置。

【請求項25】

前記第１の圧力が、周囲大気圧である、請求項２１から２４の何れか一項に記載の装置。

【請求項26】

前記第１のステーションの出口と前記ロードロックチャンバーとの間に相互接続された輸送構成をさらに備える、請求項２１から２５の何れか一項に記載の装置。

【請求項27】

前記輸送構成が、周囲大気圧及び周囲雰囲気のうちの少なくとも１つで前記基板を輸送するように設計されている、請求項２６に記載の装置。

【請求項28】

前記第２の処理ステーションが、準大気圧処理ステーションである、請求項２１から２７の何れか一項に記載の装置。

【請求項29】

前記圧力制御部材が、前記加熱及び／又は冷却表面の少なくとも１つの開口部に導管によって接続された第１のポンプライン構成と、前記加熱及び／又は冷却表面から離れた前記ロードロックチャンバーへの少なくとも１つのさらなる開口部に別の導管によって接続された第２のポンプライン構成と、を備える、請求項２１から２８の何れか一項に記載の装置。

【請求項30】

前記加熱及び／又は冷却表面の少なくとも１つの開口部が、前記加熱及び／又は冷却表面の溝のパターンで分岐する、請求項２９に記載の装置。

【請求項31】

前記第１及び前記第２のポンプライン構成が、共通のポンプ吸引口からの分岐である、請求項２９又は３０に記載の装置。

【請求項32】

前記第１及び第２のポンプライン構成のうちの少なくとも１つが、圧力制御弁又は流量制御弁を備える、請求項２９から３１の何れか一項に記載の装置。

【請求項33】

基板を載せた前記加熱及び／又は冷却表面に沿った圧力と、前記加熱及び／又は冷却表面から離れた前記ロードロックチャンバーの支配的な圧力との間の圧力差（Δｐ_ａｂ）を、所定の値に、又は、所望の時間的経過に従うように、少なくとも所定の時間、制御するように負のフィードバック制御システムが提供される、請求項２１から３２の何れか一項に記載の装置。

【請求項34】

前記熱交換デバイスが、基板支持体表面を有する基板支持体と、前記基板支持体表面の周囲に沿った周縁又はクランプリングとを備える、請求項２１から３３の何れか一項に記載の装置。

【請求項35】

前記熱交換デバイスが、加熱流体及び／又は冷却流体のための導管を備える、請求項２１から３４の何れか一項に記載の装置。

【請求項36】

前記第２のステーションの入口が、第２のステーションの出口でもあり、前記ロードロックチャンバーが、双方向基板操作用に構成されている、請求項２１から３５の何れか一項に記載の装置。

【請求項37】

前記ロードロックチャンバーに、
－加熱及び／又は冷却表面と、
－基板用の基板支持体であって、前記支持体上の基板が、前記加熱及び／又は冷却表面と共に空間を画定する、基板支持体と、
－前記空間に動作可能に接続された第１の圧力センサーと、
－前記ロードロックチャンバーの残りの部分に動作可能に接続された第２の圧力センサーと、
－前記第１及び第２の圧力センサーによって測定された圧力の差を、予め設定された圧力差の値に等しくなるように、又は、予め設定された圧力差の時間的経過に従うように制御するために適合されたコントローラーを備える負のフィードバック制御ループと、
を備える、請求項２１から３６の何れか一項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、以下の技術から生まれた。

【背景技術】

【0002】

加工対象物又は基板の表面を真空処理する状況において、それらの表面が真空処理プロセス、例えば、薄層堆積プロセス、真空エッチングプロセス等を受ける前に、基板を脱ガスすることがしばしば必要である。脱ガスは、後続の真空処理プロセスに適用される処理雰囲気の圧力より大幅に高い圧力のガス状処理雰囲気で行われる。脱ガスは、大気圧で行われることがよくある。さらに、基板は、脱ガスプロセスによって、後続の真空処理プロセスには高過ぎる温度に加熱されることがよくある。従って、基板は、脱ガスプロセスと真空処理プロセスの開始との間で冷却する必要がある。脱ガスプロセス後の基板の冷却は、脱ガスから真空処理への輸送中に起こることがよくある。それにより、一方では、処理プラント全体の設置面積が増加し、他方では、そのような冷却段階中にそれぞれの表面を損なわないように対策を講じなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

基板の移送及び冷却方法は、米国特許出願公開第２０１７／０１１７１６９号明細書に記載されている。特定の圧力条件を制御するためのロードロック機構には、冷却部材が設けられているが、それは、真空処理された高温ウエハにのみ使用される。より一般化された観点から、基板の表面を脱ガスし、続いて真空処理するという指定された技術から開始して、本発明の目的は、以下の境界条件の下で、基板を処理する、表面処理された基板を製造する、及び、それぞれの基板処理装置の代替方法を確立することである：
－基板は、第１の圧力の第１の雰囲気で第１の処理が行われ、結果として第１の温度を有する第１の処理された基板をもたらす。
－続いて、第１の処理された基板は、第２の圧力の第２の雰囲気で第２の処理が行われ、それによって、第２の処理は、第１の処理された基板の第２の温度で開始される。第２の処理は、処理された基板をもたらす。第２の温度は、第１の温度とは異なり、さらに、第２の圧力は、第１の圧力よりも低い。

【課題を解決するための手段】

【0004】

この目的は、基板を処理する方法又は処理された基板を製造する方法によって達成され、以下の段階を含む：
（ａ）第１の圧力の第１の雰囲気で基板に対して第１の処理を行い、結果として第１の温度を有する第１の処理された基板をもたらす段階。
（ｂ）続いて、第２の圧力の第２の雰囲気で前記第１の処理された基板に対して第２の処理を行い、前記第１の処理された基板の第２の温度で前記第２の処理を開始し、結果として前記処理された基板をもたらす段階。ここで、前記第２の温度は、前記第１の温度と異なり、前記第２の圧力は、前記第１の圧力よりも低い。
（ｃ）段階（ａ）と段階（ｂ）との間で、前記第１の処理された基板を前記第１の雰囲気から前記第２の雰囲気に閉じ込める（ロックイン）段階。
（ｄ）前記閉じ込める段階中、前記第１の処理された基板を前記第１の温度から前記第２の温度に向かって加熱又は冷却する段階。

【0005】

従って、より高い処理の第１の圧力からより低い処理の第２の圧力への基板の閉じ込める段階は、第１の処理段階後の基板の支配的な温度を、第２の処理を行うために必要なその基板温度に合わせるためにさらに活用される。第１と第２の処理を相互に直接実行するために提供される装置に追加の装置を必要とせず、閉じ込める段階の条件を活用することが、基板表面の損傷が発生しないことを保証することにおいて、装置全体の設置面積は、減少する。

【0006】

本発明による方法の一変形例では、第１の温度は、第２の温度より高い。

【0007】

本発明による方法の一変形例では、第１の処理は、脱ガスである。一変形例では、脱ガスは、加熱された窒素によって促進することができ、又は、別のガスは、熱を伝達し、脱ガス物質を洗い流すために使用してもよい。

【0008】

本発明による方法の一変形例では、第１の圧力は、例えば脱ガスの第１の処理に使用されるような、周囲大気圧である。

【0009】

基板温度の第１の温度から第２の温度への適応は、場合によっては、本発明による方法の一変形例に従って、基板を低圧の第２の処理に閉じ込める段階中に行われるという事実にもかかわらず、基板輸送は、第１の処理と閉じ込める段階との間の専用の輸送構成によって行われる。それにもかかわらず、この輸送は、温度の適応のニーズではなく、主に機械的な移送のニーズに従って考えられる必要があるため、この輸送は、このような輸送中にのみ基板温度の適応が行われた場合と比較して、大幅に短くなる可能性がある。

【0010】

一変形例では、輸送又は少なくともその一部は、今述べたように、周囲大気圧で、又は、周囲雰囲気でさえ行われる。

【0011】

本発明による方法の一変形例では、第２の圧力は、準大気圧である。準大気圧は、周囲大気圧より低い圧力であると見なされる。準大気圧の同義語は、真空である。真空は、低真空から中真空、高真空、超高真空まで、いくつかの圧力範囲に分類される。それにより、第２の圧力は、対流による又は気相での伝導による熱伝達が無視できる真空レベルであってもよい。

【0012】

本発明による方法の一変形例では、ある圧力低下率で閉じ込める段階中に第１の圧力から第２の圧力に圧力が低下すると、閉じ込める段階中に熱交換時間が提供され、この熱交換時間中に、少なくとも第１の処理された基板の１つの拡張された表面側部に沿って、指定された熱交換時間の前及び／又は後の圧力減少率と比較して圧力減少率が低下する。

【0013】

第１の圧力から第２の圧力への圧力低下の別の変形例では、熱交換が十分に速く、延長された熱交換時間が必要ない場合、圧力低下率を暫定的に低下させる必要がないかもしれない。

【0014】

本発明による方法の一実施形態では、閉じ込める段階中に、基板と加熱又は冷却表面との少なくとも部分的な接触が確立される。部分的な接触は、基板の裏面が点状の接触のみを行う必要がある場合に、例えばピン又はウェブなどの加熱又は冷却表面から突出する高さに基板を接触させることからなることができる。部分的な接触はまた、加熱又は冷却表面の凹部によって実現することができる。

【0015】

本発明による方法の一実施形態では、少なくとも部分的な接触は、基板と加熱又は冷却表面との表面対表面の接触であり、それは、閉じ込める段階中に確立される。

【0016】

本発明による方法の一実施形態では、基板は、接触を確立するために、加熱又は冷却表面に向かって、加熱／冷却表面に付勢される。付勢手段とは、特に、基板を加熱又は冷却表面にクランプ又は押し付けることを意味する。

【0017】

基板がウエハ、ディスク、プリント回路基板、又は硬質パネルなどの硬質である場合、指定された通りの面間接触及びそれぞれの付勢が必要ない場合がある。そのような硬質基板と冷却又は加熱表面との間に明確な空間を確立し、この空間で、ガス相での熱対流又は熱伝導が無視できないガス圧を閉じ込める段階中の時間に維持することは、閉じ込める段階中の第１の温度から第２の温度に順応するのを固定する。

【0018】

そのような基板が平坦である場合、冷却又は加熱表面も通常は平坦である。そのような硬質基板が非平坦である場合、例えば、光学レンズのように屈曲したり湾曲したりすると、冷却又は加熱表面の形状がそれに応じて適合され、例えば、凹面又は凸面となる。

【0019】

硬質基板と冷却又は加熱表面との間の表面間接触を確立すると、追加の直接熱伝導によって常に熱交換が改善されるという事実にもかかわらず、それぞれの基板領域でそのような機械的接触が許容される場合にのみ、それは、確立される可能性がある。

【0020】

それにもかかわらず、基板が硬質ではなく、大きくて薄い基板で遭遇するように軟質である場合、指定された表面と表面の接触は、ほとんど避けられないが、制御されず、指定された付勢によって改善及び制御されるべきである。

【0021】

本発明による方法の一変形例では、加熱又は冷却表面への付勢は、機械的及び静電的のうちの少なくとも１つによって行われる。「機械的に」の一変形例は、例えばダウンホルダーリング又はクランプリングによる、押さえ装置によるものである。「機械的に」には、ガス圧力差による付勢も含まれる。

【0022】

本発明による方法の１つの変形において、指定された付勢は、基板の表面の残りの部分が晒される支配的な圧力ｐ_ｂと比較して接触領域により低い圧力ｐ_ａを加えることにより、加熱又は冷却表面に面する基板の表面と基板の表面の残りの部分との間に圧力差Δｐ_ａｂを確立する段階を含む。これにより、基板は、正の圧力差Δｐ_ａｂを（＝ｐ_ｂ－ｐ_ａ）によって冷却又は加熱表面に圧力付勢される。一変形例では、押さえ付け装置がさらに使用されてもよい。

【0023】

一変形形態では、圧力差Δｐ_ａｂは、少なくとも３００Ｐａ、又は、３００Ｐａ≦Δｐ_ａｂ≦１０００００Ｐａの範囲、又は、５００Ｐａ≦Δｐ_ａｂ≦１００００Ｐａの範囲であるように選択される。

【0024】

一変形例では、支配的な圧力ｐ_ｂは、少なくとも４００Ｐａ、又は、４００Ｐａ≦ｐ_ｂ≦１０００００Ｐａの範囲、又は、１０００Ｐａ≦ｐ_ｂ≦２００００Ｐａの範囲であるように選択される。

【0025】

本発明による方法の一変形例では、所望の正又は負の圧力差Δｐ_ａｂは、負のフィードバック制御ループによって設定される。これは、ロードロックチャンバーの基板と加熱及び／又は冷却表面との間に第１の圧力を確立する段階と、ロードロックチャンバーの残りの容積内に第２の圧力を確立する段階と、少なくとも閉じ込める段階中の所定の時間中に予め設定された差の値又は予め設定された差の時間的経過に対する第１及び第２の圧力の差を負のフィードバック制御する段階と、を含む。それにより、そのような負のフィードバック制御ループ又はシステムは、それぞれの値の第１及び第２の圧力の両方を制御し、又は、それぞれの時間的経過に従うように制御し、間接的に、指定された差の制御をもたらす。あるいは、指定された差は、所望の値に基づいて制御され、又は、所望の時間的経過に従うように制御される負のフィードバックであり得る。後者の場合、指定された圧力の１つ、ほとんどの場合、第２の圧力は、さらに、所望の値に制御され、又は所望の時間的経過に従うように制御される負のフィードバックである。

【0026】

正の圧力差Δｐ_ａｂの代わりに、本発明による方法の別の変形例では、前記第１の処理された基板の反対側の表面側部の支配的な圧力ｐ_ｂと比較して、接触領域での圧力ｐ_ａが高い逆圧力の差が負のフィードバック制御ループによって制御される。しかしながら、この変形例は、負の圧力差の力に対して基板を押さえ付けるための押さえ装置を必要とする。このような変形例は、硬質基板と冷却または加熱表面との間の空間と、気相内の熱対流又は熱伝導が熱交換を改善することができるガス圧を閉じ込める段階中の所定時間にこの空間を維持することと組み合わせて適切であり得る。熱交換中に、より高い熱伝導率を持つガス、例えばヘリウム又はアルゴンをこの空間に導入することも可能である。

【0027】

本発明による方法は、さらなる変形例において、閉じ込める段階を行うのと同じ場所での締め出す段階（ロックアウト）を介して、第２の処理された基板を第２の処理から取り除く段階を含む。

【0028】

一変形例では、締め出す段階中に、第２の処理された基板のさらなる加熱又は冷却が行われる。一変形例では、さらなる加熱又は冷却は、閉じ込める段階中に行われる冷却又は加熱と同じ手段によって行われる冷却又は加熱である。

【0029】

本発明による方法の一変形例では、冷却又は加熱、特に冷却を開始する段階は、閉じ込める段階プロセスのための圧力の低下の開始よりも所定の時間後に行われる。

【0030】

柔軟な基板を真空中で加熱又は冷却する方法は、加熱又は冷却表面に向けられた前記基板にわたる圧力の低下を生成することによって前記基板を加熱又は冷却表面に向けて押し付ける段階を含む。

【0031】

本発明による方法の２つ以上の変形例は、矛盾しない限り、組み合わせることができる。

【0032】

本発明の目的はさらに、基板処理装置によって達成され、この装置は、
（ａ）少なくとも１つの基板用の第１の処理ステーションであって、第１の圧力で第１の雰囲気において少なくとも１つの基板を処理するように構成され、第１の処理された基板用の第１のステーションの出口を備える、第１の処理ステーションと、
（ｂ）少なくとも１つの基板用の第２の処理ステーションであって、前記第１の圧力より低い第２の圧力で第２の雰囲気において前記少なくとも１つの第１の処理された基板を処理するように構成され、第１の処理された基板用の第２のステーションの入口を備える、第２の処理ステーションと、
（ｃ）前記第１のステーションの出口と前記第２のステーションの入口との間に相互接続されたロードロックチャンバーと、
（ｄ）前記ロードロックチャンバーの第１の処理された基板と熱交換するように適合され、前記第１の処理された基板が前記ロードロックチャンバーを通して前記第１の処理ステーションから前記第２の処理ステーションにロードロックされると制御が可能になる、
前記ロードロックチャンバーの制御された熱交換デバイスと、
を備える。

【0033】

制御された熱交換デバイスは、例えば、温度調整可能な少なくとも１つのアクティブな加熱又は冷却要素によって制御される。この温度は、流れ温度によって、又は、それぞれ加熱若しくは冷却流体の供給温度によって、又は、調整可能な電気要素によって調整可能であり得る。

【0034】

本発明による装置の一実施形態では、制御された熱交換デバイスは、加熱又は冷却ユニットを備える。一実施形態では、制御された熱交換デバイスは、加熱冷却ユニットを備える。

【0035】

本発明による装置の一実施形態では、第１の処理ステーションは、脱ガスステーションである。基板を脱ガスするための脱ガスステーションの例は、本願と同じ出願人の米国特許出願公開第２０１６／０３３６２０４号明細書に記載されている。脱ガスは、そのような基板が、例えば１回以上のスパッタ堆積プロセスによって準大気圧で処理される前のポリマーマトリクス基板にとって重要な処理プロセス段階である。

【0036】

本発明による装置の一実施形態では、第１の圧力は、周囲大気圧である。

【0037】

本発明による装置の一実施形態では、第１のステーションの出口とロードロックチャンバーとの間に相互接続された輸送構成が提供される。

【0038】

本発明による装置の一実施形態では、輸送構成は、周囲大気圧及び周囲雰囲気のうちの少なくとも１つで基板を輸送するように設計されている。

【0039】

本発明による装置の一実施形態では、第２の処理ステーションは、準大気圧処理ステーションである。このような第２の処理ステーションは、欧州特許第２４０９３１７号明細書に開示されているような、例えば中央の真空搬送チャンバーの周りに配置された１つ以上の真空プロセスチャンバーを備えた真空設備であり得る。

【0040】

本発明による装置の一実施形態では、ロードロックチャンバー内の熱交換デバイスは、例えば加工対象物支持体上に加熱及び／又は冷却表面を備える。

【0041】

本発明による装置のさらなる実施形態は、加熱及び／又は冷却表面上に基板を付勢するように構成された付勢装置をさらに備える。

【0042】

本発明による装置の一実施形態では、付勢装置は、基板を載せた加熱及び／又は冷却表面に沿った圧力と、加熱及び／又は冷却表面から離れたロードロックチャンバーの支配的な圧力との間の圧力差を制御するように適合された圧力制御部材を備える。

【0043】

本発明による装置の一実施形態では、圧力制御部材は、導管によって加熱及び／又は冷却表面の少なくとも１つの開口部に接続された第１のポンプライン構成と、加熱及び／又は冷却表面から離れたロードロックチャンバーへの少なくとも１つのさらなる開口部に別の導管によって接続された第２のポンプライン構成と、を備える。

【0044】

本発明による装置の一実施形態では、加熱及び／又は冷却表面の少なくとも１つの開口部は、加熱及び／又は冷却表面の溝のパターンで分岐する。

【0045】

本発明による装置の一実施形態では、第１及び第２のポンプライン構成は、共通のポンプ吸引口からの分岐である。

【0046】

本発明による装置の一実施形態では、第１及び第２のポンプライン構成のうちの少なくとも１つは、圧力制御弁又は流量制御弁を備える。

【0047】

本発明による装置の一実施形態では、基板を載せた前記加熱及び／又は冷却表面に沿った圧力と、前記加熱及び／又は冷却表面から離れた前記ロードロックチャンバーの支配的な圧力との間の圧力差Δｐ_ａｂを、所定の値に、又は、所望の時間的経過に従うように制御するように負のフィードバック制御システムが提供される。

【0048】

本発明による装置の一実施形態では、熱交換デバイスは、基板支持体表面と、基板支持体表面の周囲に沿った周縁又はクランプリングとを有する基板支持体を備える。指定された外周に沿った縁部（リム）又はクランプリングにより、取り付けられた基板の端部でのガスの流れ抵抗が増加し、基板の反対側の接触領域とロードロックチャンバーの残りの容積との間で流れるガスが少なくなる。言い換えれば、圧力の均等化は、基板の周囲に沿ったそのような縁部又はクランプリングによって提供される圧力段階又は流れ抵抗によって遅くなる。クランプリングの同義語は、ダウンホルダーリングである。

【0049】

本発明による装置の一実施形態では、熱交換デバイスは、加熱流体及び／又は冷却流体のための導管を備える。

【0050】

本発明による装置の一実施形態では、第２のステーションの入口は、第２のステーションの出口でもあり、ロードロックチャンバーは、双方向基板操作用に構成されている。明らかに、第２のステーションは、別個の出力ロードロックチャンバーを有することができ、その結果、入力ロードロックチャンバー及び出力ロードロックチャンバーは、それぞれ一方向で操作されることになる。

【0051】

一実施形態では、本発明の装置は、ロードロックチャンバーに、
－加熱及び／又は冷却表面と、
－基板用の基板支持体であって、前記支持体上の基板が、前記加熱及び／又は冷却表面と共に空間を画定する、基板支持体と、
－前記空間に動作可能に接続された第１の圧力センサーと、
－前記ロードロックチャンバーの残りの部分に動作可能に接続された第２の圧力センサーと、
－前記第１及び第２の圧力センサーによって測定された圧力の差を、予め設定された圧力差の値に等しくなるように、又は、予め設定された圧力差の時間経過に従うように制御するように適合されたコントローラーを備える負のフィードバック制御ループと、
を備える。

【図面の簡単な説明】

【0052】

図面は、本発明の原理及び特定の実施形態を概略図によって示しているが、本発明の範囲を限定するものではない。

【0053】

【図1】図１は、本発明による基板処理装置の実施形態を簡略化して概略的に示す。

【図2】図２は、本発明による装置の一実施形態に適用される第１の処理ステーションを簡略化して概略的に示す。

【図3】図３は、本発明の装置の実施形態による、制御された熱交換デバイス及び圧力制御部材を備えたロードロックチャンバーを概略的かつ簡略化して示している。

【図4】図４は、Δｐ_ａｂ＞０である本発明による装置の一実施形態において制御可能に確立されたロードロックチャンバーの制御された圧力経過を示す。

【図5】図５は、Δｐ_ａｂ＜０である本発明による装置の一実施形態において制御可能に確立されたロードロックチャンバーの制御された圧力経過を示す。

【図6】図６は、本発明の装置の一実施形態による圧力差制御のための負のフィードバック制御システムを備えたロードロックチャンバーを概略的かつ簡略化して示している。

【図7A】図７Ａは、本発明の装置の実施形態による、基板支持体表面の周囲に沿った縁部を簡略化して概略的に示す。

【図7B】図７Ｂは、本発明の装置の実施形態による、基板支持体表面の周囲に沿った縁部を簡略化して概略的に示す。

【図8A】図８Ａは、本発明の方法の変形例及び装置の実施形態による、基板を機械的に付勢するために使用される押さえ付け装置を簡略化して概略的に示す。

【図8B】図８Ｂは、本発明の方法の変形例及び装置の実施形態による、基板を機械的に付勢するために使用される押さえ付け装置を簡略化して概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0054】

図１は、本発明の一実施形態による基板処理装置の概略図である。この基板処理装置は、本発明の教示に従って基板を処理する方法又は処理された基板を製造する方法を実行するのに適している。図示の基板処理装置は、第１の圧力ｐ_１で第１の雰囲気で少なくとも１つの基板７を処理し、結果として第１の処理された基板７の温度Ｔ_１をもたらすように構成された第１の処理ステーション１を備える。その後、基板７は、第２の圧力ｐ_２の第２の雰囲気で第２の基板温度Ｔ_２で開始する第２の処理ステーション２で第２の処理を受ける。第２の圧力ｐ_２は、第１の圧力ｐ_１より低い。より低い圧力ｐ_２は、第２の処理ステーション２に接続された真空ポンプ６によって確立される。第１の処理ステーション１の基板出口と第２の処理ステーション２の基板入口との間には、ロードロックチャンバー３が相互接続されている。ロードロックチャンバー３は、ロードロック弁４を備える。ロードロックチャンバー３は、第１の処理された基板７を第１の温度Ｔ_１から少なくとも第２の温度Ｔ_２に向けて加熱又は冷却するために基板７と熱交換するように適合された制御された熱交換デバイス５をさらに備える。図１では、熱交換が冷却であるため、Ｔ_１は、Ｔ_２よりも高い。この装置は、第１の処理された基板７を輸送及び操作するための輸送構成８を任意選択で含むことができる。

【0055】

図２は、本発明の第１の処理ステーション１の一実施形態としての脱ガスステーション９を概略的に示す。脱ガスは、例えば１つ又は複数のスパッタ堆積プロセスなどによる第２の処理において、そのような基板が準大気圧堆積技術によって処理される前のポリマーマトリクス基板にとって重要な処理プロセス段階である。脱ガステーション９では、基板７は、例えば、加熱された窒素の流れ（波状の矢印で示されている）の中で脱ガスされる。窒素は、熱を基板に伝達し、蒸発した脱ガス生成物を基板７から脱ガスステーション９の排出口１０に洗い流す。輸送構成８が提供される場合、輸送構成８の少なくとも一部に沿う脱ガスステーションの圧力ｐ_１は、周囲大気圧ｐ_ａｔｍ程度である。

【0056】

図３は、本発明の一実施形態による、制御された熱交換デバイス５及び圧力制御部材１１を備えたロードロックチャンバー３の概略的かつ簡略化された図を示す。ロードロックチャンバー３は、ロードロック弁４を備えている。熱交換デバイス５は、加熱又は冷却表面を有するテーブルの形状を有する。制御された動作に応じて、冷却及び加熱に同じ表面が使用される可能性がある。基板７は、熱交換のために加熱又は冷却表面上に置かれる。圧力差によって基板７を加熱及び／又は冷却表面に付勢するために、圧力制御部材１１は、ロードロックチャンバー３に関連付けられている。図示の実施形態では、圧力制御部材１１は、加熱及び／又は冷却表面の開口部１３に導管によって接続される第１のポンプライン構成を備える。開口部１３に通じているこの導管では、必要に応じて、装着された基板７と熱交換デバイス５の加熱及び／又は冷却表面との間の接触領域で有効な圧力ｐ_ａを測定することができる（図６に示すように）。開口部１３は、図に示されるように、加熱及び／又は冷却表面の溝のパターンで分岐することができる。圧力制御部材１１はさらに、加熱及び／又は冷却表面から離れたロードロックチャンバー３に別の導管によって接続された第２のポンプライン構成を備える。チャンバー内のそれぞれチャンバーに近いこの別の導管では、ロードロックチャンバー３の支配的な圧力に対応する圧力ｐ_ｂを、必要に応じて（図６に示すように）測定することができる。示される実施形態では、第１及び第２のポンプライン構成は、図３に示すように、圧力制御部材１１の共通の真空ポンプ１２の吸引口から分岐している。基板７の裏側の領域に沿った圧力ｐ_ａ、ロードロックチャンバーの残りの容積内の圧力ｐ_ｂ、従って圧力差Δｐ_ａｂ（＝ｐ_ｂ－ｐ_ａ）は、ポンプライン構成の制御弁ＣＶ及びＳＶによって調整される。基板７を熱交換デバイス５の加熱及び／又は冷却表面に向けて及びその上に付勢するための圧力を提供するために、ｐ_ａは、ｐ_ｂよりも低くなるように制御される。遮断弁ＳＶは、調節可能な制御弁ＣＶであってもよい。圧力差Δｐ_ａｂの設定と制御には、単一の制御弁ＣＶ又はＳＶで十分である。

【0057】

図４は、本発明の教示によるロードロックチャンバー３の制御された圧力経過の変形例を示している。基板７をロードロックチャンバー３に閉じ込め、制御された熱交換デバイス５の加熱及び／又は冷却表面上に置いた後、圧力制御部材１１の真空ポンプ１２は、弁ＣＶ及びＳＶを開いた状態で始動される。図４は、２つの例示的な圧力曲線の例で、ｐ_ａとｐ_ｂがどのように減少するように制御されるかを示し、その結果、基板の圧力差の付勢における正の圧力差Δｐ_ａｂ（＝ｐ_ｂ－ｐ_ａ）＞０が得られる。図４による圧力経過は、熱交換デバイス５と基板７との間の表面間の接触熱交換を提供する。表面間の熱交換接触により、最高の熱伝達が実現する。そのような圧力制御によれば、基板は、特に、熱交換時間Δｔの間、制御可能に低減された圧力低下率で、熱交換デバイス５の加熱及び／又は冷却表面と表面接触する。より低い圧力レベルに達するとき、熱交換デバイス５は、ロックインの最初からアクティブにすることも、時間Δｔの最初にアクティブにすることもできる（図６に示すように、熱交換デバイス５に対する制御１８によって）。後者の一連の経過は、第１に処理された基材上の湿気の凝縮を回避するために、冷却の場合に有利である。時間Δｔの後、弁ＣＶ及びＳＶが再び完全に開かれ、ロードロックチャンバー３が、第２の処理ステーション２の圧力ｐ_２とほぼ同じ低圧にポンプダウンされ、第２の処理ステーション２への後続の基板７の移送が可能になる。

【0058】

図５：基板７が裏面で機械的接触を許可しない場合、一変形例では、図５に示すように、図４に示されるものとは逆の圧力経過を制御可能に確立することができる。このような場合、基板７の裏面と熱交換デバイス５の加熱及び／又は冷却表面との間の空間を維持する必要があり、ガス圧力ｐ_ａは、指定された空間内のガスにわたる熱伝導を改善するために、可能な限り比較的高く維持してもよい。従って、基板７の裏側と熱交換デバイス５の加熱及び／又は冷却表面との間の空間における排気速度が、ロードロックチャンバー３の残りの容積の排気速度より低く維持され、図４のΔｔと同様に、少なくとも加熱及び冷却時間中に減少するという点で、ｐ_ａは、ｐ_ｂより高く維持される。また、このｐ_ａ及びｐ_ｂの制御は、図３に示すように、制御弁ＣＶ及び／又はＳＶによって行われてもよい。この場合の負圧差Δｐ_ａｂ（Δｐ_ａｂ＝ｐ_ｂ－ｐ_ａ＜０）のため、この変形例では、負圧差力に対して基板を押さえ付けるための押さえ装置が必要である。そのような実施形態は、図８Ｂに示されている。

【0059】

図６は、本発明の一実施形態による、圧力制御部材（図３について説明した）及び圧力差制御のための負のフィードバック制御システムを備えたロードロックチャンバーを概略的かつ簡略化して示す。図３の図示された装置に加えて、ｐ_ａ及びｐ_ｂ用の圧力センサー１４及び１５、圧力測定入力を備えたコントローラー１６、並びに、負のフィードバック制御ループの調整部材としての弁ＣＶ_１及び／又はＣＶ_２の少なくとも１つに対する１つの出口を備えるフィードバック制御システムが取り付けられる。ユニット１７により、圧力レベル及び圧力差Δｐ_ａｂの所望の値、又は、圧力差Δｐ_ａｂの所望の時間的経過が事前設定される。瞬間的に測定された差を、プリセットとしての瞬間的に望まれる差と等しくなるように確立するように、コントローラー１６は、制御偏差、すなわち、ユニット１７で予め設定された瞬間的に望まれる圧力差の差、及び、測定された瞬間的に支配的な圧力差に依存して、弁ＣＶ_１、ＣＶ_２の少なくとも１つに作用する。弁ＣＶ_２は、手動で、又は、別個の制御によって操作することができ、又は、それはまた、コントローラー１６の第２の出力と操作可能に接続することができる。さらに、図６は、熱交換デバイス５のための概略的かつ単純化された制御１８を示し、それによって、例えば、アクティブな熱交換は、所望の時点で開始することができる。

【0060】

図７Ａ及び図７Ｂ：基板７の周囲に沿って、ロードロックチャンバーの全体の容積から基板７の下の容積へ、又は、その逆の容積へのガス流の抵抗を増加させることによって、十分に高い圧力差Δｐ_ａｂを維持することが容易になる。これは、基板支持体表面の周囲に沿って、又は、それぞれ熱交換デバイス５の加熱及び／又は冷却表面に沿って、対応して構成された縁部１９によって達成され得る。基板７の周囲は、適合する縁部１９内にある。図７Ａ及び図７Ｂに示される実施形態は、両方とも、ｐ_ａがｐ_ｂ未満であるように設計されている。図７Ａ及び図７Ｂでは、便宜上、熱交換デバイス５の開口部１３は、図７Ａ及び図７Ｂには示されない。図７Ａでは、基板７は、熱交換デバイス５の加熱又は冷却表面と表面間接触している。図７Ｂでは、加熱又は冷却表面から突き出ている、高さ又は突起２０、例えばピン２０との部分的な接触のみが存在し、基板の裏面が点接触するだけの場合を示している。

【0061】

図８Ａ及び図８Ｂは、基板７の外周に沿ってその上でその外周を把持する押さえ装置２１、例えばダウンホルダーリング又はクランプリング２１で基板７を付勢する変形例及び実施形態を示す。図８Ａによる実施形態は、例えば、それぞれの圧力差を確立することなく、押さえ装置によってのみ基板を付勢するために適用可能である。図８Ｂは、図７Ｂに類似しているが、逆の圧力差（ｐ_ａはｐ_ｂよりも大きい）、及び、突起２０、例えば加熱又は冷却表面から突出するピン２０との部分的な接触に対して設計されている。この実施形態では、負圧差の力に抗して基板７を押さえ付けるために押さえ装置が必要である。基板７の下の空間から全体のロードロックチャンバーの容積へのガス流の漏れを低減するために、図８Ｂに示されるように、押さえ装置２１の下方端部が延長される。

【0062】

上記の縁部又はダウンホルダーリングは、圧力ｐ_ａをｐ_ｂから分離するのに役立つ。ダウンホルダーリングにより、ｐ_ａ＞ｐ_ｂを確立することができる。

【符号の説明】

【0063】

１ 第１の処理ステーション
２ 第２の処理ステーション
３ ロードロックチャンバー
４ ロードロック弁
５ 制御された熱交換デバイス
６ 第２の処理ステーションの真空ポンプ
７ 基板
８ 輸送構成（輸送及び取り扱い用）
９ 脱ガスステーション（第１の処理ステーション１としての）
１０ 脱ガスステーションの排出口
１１ ロードロックチャンバーの圧力制御部材
１２ 圧力制御部材の真空ポンプ
１３ 加熱及び／又は冷却表面の開口部
１４ ｐ_ａの圧力センサー
１５ ｐ_ｂの圧力センサー
１６ フィードバック制御システムのコントローラー
１７ 所望の値を設定するユニット
１８ 熱交換デバイス５の制御
１９ 縁部
２０ 高さ、突起、ピン
２１ 押さえ装置、ダウンホルダーリング、クランプリング
ｐ_１ 第１の処理ステーションの圧力
ｐ_２ 第２の処理ステーションの圧力
Ｔ_１ 第１の処理ステーションの基板の温度
Ｔ_２ 第２の処理ステーションの基板の温度
ｐ_ａｔｍ 大気圧
ｐ_ｂ ロードロックチャンバーの支配的な圧力
ｐ_ａ 接触領域の圧力
Δｐ_ａｂ 圧力差（ｐ_ｂ－ｐ_ａ）
Δｔ 熱交換の時間
ＣＶ 制御弁（ＣＶ１及びＣＶ２も同様）
ＳＶ 遮断弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】