特許 7571310 リフトピンアセンブリ

(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】2024-10-11

(45)【発行日】2024-10-22

(54)【発明の名称】リフトピンアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20241015BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20241015BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20241015BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20241015BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

C23C14/50 K

C23C16/458

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023555160

(86)(22)【出願日】2022-03-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-06

(86)【国際出願番号】 US2022019253

(87)【国際公開番号】W WO2022192187

(87)【国際公開日】2022-09-15

【審査請求日】2023-11-01

(31)【優先権主張番号】63/160,722

(32)【優先日】2021-03-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/688,705

(32)【優先日】2022-03-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】スリマン， アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】フセイン， アンワル

(72)【発明者】

【氏名】フランクリン， ティモシー ジョセフ

(72)【発明者】

【氏名】ウォン， カーラトン

(72)【発明者】

【氏名】チャン， シュエ ヤン

【審査官】宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２８２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００７－００４８８６６（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００４５５０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０００５５０４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

細長いシャフトと、前記シャフトの上部にあるヘッドと、前記シャフトの底部にある結合端部とを備えるリフトピンであって、前記ヘッドが、静電チャックに接して止まるように構成された、リフトピンと、
上端部と、底端部と、前記上端部から前記底端部に延びる第１の開口とを備える上側ガイドであって、前記シャフトが、前記第１の開口を通って配設され、前記第１の開口を通って軸方向に可動である、上側ガイドと、
上端部と、底端部と、前記上端部から前記底端部に延びる第２の開口および第３の開口とを備える下側ガイドであって、前記第３の開口が、前記第２の開口よりも大きく、前記シャフトが、前記第２の開口および前記第３の開口を通って配設され、前記第２の開口および前記第３の開口を通って自由に軸方向に移動することができる、下側ガイドと、
前記シャフトに結合され、前記リフトピンの前記ヘッドから前記リフトピンの前記結合端部に向かって下方向に、前記静電チャックに接するように前記リフトピンをバイアスするように構成された、バイアス機構と
を備える、リフトピンアセンブリ。

【請求項2】

前記バイアス機構は、
上端部および底端部を備えるグリッパであって、前記グリッパの前記上端部において前記リフトピンの前記結合端部に結合され、前記グリッパの前記底端部がフランジを備える、グリッパと、
前記下側ガイドの前記第３の開口中で前記シャフトの周りに位置決めされたばねであって、前記ばねの上端部が、前記下側ガイドの上端部に面し、前記ばねの底端部が、前記グリッパの前記上端部に面する、ばねと
を備え、
前記ばねが、前記下方向に前記グリッパをバイアスするように構成された、
請求項１に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項3】

上方向に前記グリッパを移動させることは、前記ばねが前記下方向に前記リフトピンをバイアスすることを引き起こす、請求項２に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項4】

前記バイアス機構は、
上端部および底端部を備えるグリッパであって、前記グリッパの前記上端部において前記リフトピンの前記結合端部に結合される、グリッパを備え、前記グリッパは、
前記上端部と前記底端部との間で前記グリッパから延びるフランジと、
前記底端部において前記グリッパに結合されたボルトであって、前記下方向に前記リフトピンをバイアスするための追加の重みを含むように構成された、ボルトと
を備える、請求項１に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項5】

前記グリッパが、前記ボルトと前記底端部との間に配設されたワッシャをさらに備える、請求項４に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項6】

前記リフトピンが、前記静電チャック中に形成されたリフトピン孔中に挿入されるように構成され、前記リフトピン孔が、
前記リフトピンの前記シャフトのための開口と、
前記シャフトの前記開口から外側へおよび随意に上方へ延びるレッジと
を備え、
前記ヘッドの基部は、前記リフトピンが後退位置にあるとき、前記レッジと緊密なコンタクトを行うように整形され、
前記ヘッドの上部は、前記リフトピンが前記後退位置にあるとき、前記静電チャックの上面と同一面にあるか、または前記静電チャックの前記上面から凹陥している、
請求項１に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項7】

前記ヘッドの前記基部が、約４から６４マイクロインチの間のＲａ表面粗さを有する、請求項６に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項8】

前記ヘッドが、前記シャフトから水平方向の外側へ延び、前記ヘッドおよび前記シャフトが、「Ｔ」形状を形成する、請求項１から６のいずれか一項に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項9】

リフトピン孔が、レッジから前記静電チャックの上面に向かって垂直方向の上方へ延びる側壁を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項10】

前記ヘッドが、前記シャフトから水平方向の外側へおよび上方へ延び、前記ヘッドおよび前記シャフトが、「Ｙ」形状を形成する、請求項１から６のいずれか一項に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項11】

リフトピン孔が、レッジから前記静電チャックの上面に向かって垂直方向の上方へおよび外側へ延びるテーパを付けられた側壁を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のリフトピンアセンブリ。

【請求項12】

基板を支持するように構成された表面を有し、複数のリフトピン孔を有する、静電チャックと、
前記静電チャックの下方のベースプレートと、
前記ベースプレート内に配設され、対応する複数のリフトピンが前記静電チャックの対応するリフトピン孔を通過することを可能にするように構成された、複数のリフトピンアセンブリであって、前記複数のリフトピンアセンブリの各々は、
細長いシャフトと、前記シャフトの上部にあるヘッドと、前記シャフトの底部にある結合端部とを備えるリフトピンであって、前記ヘッドが、静電チャックに接して止まるように構成された、リフトピンと、
上端部と、底端部と、前記上端部から前記底端部に延びる第１の開口とを備える上側ガイドであって、前記シャフトが、前記第１の開口を通って配設され、前記第１の開口を通って軸方向に可動である、上側ガイドと、
上端部と、底端部と、前記上端部から前記底端部に延びる第２の開口および第３の開口とを備える下側ガイドであって、前記第３の開口が、前記第２の開口よりも大きく、前記シャフトが、前記第２の開口および前記第３の開口を通って配設され、前記第２の開口および前記第３の開口を通って自由に軸方向に移動することができる、下側ガイドと、
前記シャフトに結合され、前記リフトピンの前記ヘッドから前記リフトピンの前記結合端部に向かって下方向に、前記静電チャックに接するように前記リフトピンをバイアスするためのバイアス力を印加するように構成された、バイアス機構と
を備える、複数のリフトピンアセンブリと、
前記ベースプレート内に配設され、前記バイアス力に打ち勝つのに十分な、前記リフトピンの底部に対する力を選択的に提供し、前記静電チャックの前記表面より上に前記リフトピンの前記ヘッドを持ち上げるように構成された、リフトプレートと
を備える、基板支持体。

【請求項13】

前記バイアス機構は、
上端部および底端部を備えるグリッパであって、前記グリッパの前記上端部において前記リフトピンの前記結合端部に結合され、前記グリッパの前記底端部がフランジを備える、グリッパと、
前記下側ガイドの前記第３の開口中で前記シャフトの周りに位置決めされたばねであって、前記ばねの上端部が、前記下側ガイドの上端部に面し、前記ばねの底端部が、前記グリッパの前記上端部に面する、ばねと
を備え、
前記ばねが、前記下方向に前記グリッパをバイアスするように構成された、
請求項１２に記載の基板支持体。

【請求項14】

上方向に前記グリッパを移動させることは、前記ばねが前記下方向に前記リフトピンをバイアスすることを引き起こす、請求項１３に記載の基板支持体。

【請求項15】

前記バイアス機構は、
上端部および底端部を備えるグリッパであって、前記グリッパの前記上端部において前記リフトピンの前記結合端部に結合される、グリッパを備え、前記グリッパは、
前記上端部と前記底端部との間で前記グリッパから延びるフランジと、
前記底端部において前記グリッパに結合されたボルトであって、前記下方向に前記リフトピンをバイアスするための追加の重みを含むように構成された、ボルトと
を備える、請求項１２に記載の基板支持体。

【請求項16】

各リフトピン孔が、
対応するリフトピンの前記シャフトのための開口と、
前記シャフトの前記開口から外側へおよび随意に上方へ延びるレッジと
を備え、
前記ヘッドの基部は、前記対応するリフトピンが後退位置にあるとき、前記レッジと緊密なコンタクトを行うように整形され、
前記ヘッドの上部は、前記対応するリフトピンが前記後退位置にあるとき、前記静電チャックの上面と同一面にあるか、または前記静電チャックの前記上面から凹陥している、
請求項１２に記載の基板支持体。

【請求項17】

前記ヘッドの前記基部が、約４から６４マイクロインチの間のＲａ表面粗さを有する、請求項１６に記載の基板支持体。

【請求項18】

前記ヘッドが、前記シャフトから水平方向の外側へ延び、前記ヘッドおよび前記シャフトが、「Ｔ」形状を形成する、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の基板支持体。

【請求項19】

前記ヘッドが、前記シャフトから水平方向の外側へおよび上方へ延び、前記ヘッドおよび前記シャフトが、「Ｙ」形状を形成する、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の基板支持体。

【請求項20】

前記静電チャックの下方の第１のプレートおよび第２のプレートであって、前記第１のプレートが、ＲＦ電源に結合するように構成された、第１のプレートおよび第２のプレート
をさらに備え、
前記ベースプレートが、前記第１のプレートおよび前記第２のプレートの下方に配設され、
前記複数のリフトピンアセンブリが、前記ベースプレート、前記第１のプレート、および前記第２のプレート内に配設された、
請求項１２に記載の基板支持体。

【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し、より詳細には、半導体処理システムにおいて使用するためのリフトピンアセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

プラズマ処理チャンバなど、半導体処理システムは、基板の処理中にそのような基板を支持するための静電チャックを有する基板支持体を含む。リフトピン孔が、基板を持ち上げ、および／または静電チャックの支持面の上に基板を降ろす、リフトピンを収容するために静電チャックを通って形成される。

【0003】

プラズマ処理チャンバ中で、静電チャックは、基板の近傍において高電力高周波（ＲＦ）界および高密度プラズマを受ける。本発明者らは、そのようなプラズマ処理チャンバ中で、アーキングが、リフトピン孔中に、およびリフトピン孔にわたって発生し、基板支持構成要素に損傷を与えることがあることを観察した。

【0004】

したがって、本発明者らは、改善されたリフトピンアセンブリの実施形態を提供する。

【発明の概要】

【0005】

基板処理チャンバのためのリフトピンアセンブリのための方法および装置が、本明細書において提供される。いくつかの実施形態では、リフトピンアセンブリは、細長いシャフトと、シャフトの上部にあるヘッドと、シャフトの底部にある結合端部とを備えるリフトピンであって、ヘッドが、静電チャックに接して止まるように構成された、リフトピンと、上端部と、底端部と、上端部から底端部に延びる第１の開口とを備える上側ガイドであって、シャフトが、第１の開口を通って配設され、第１の開口を通って軸方向に可動である、上側ガイドと、上端部と、底端部と、上端部から底端部に延びる第２の開口および第３の開口とを備える下側ガイドであって、第３の開口が、第２の開口よりも大きく、シャフトが、第２の開口および第３の開口を通って配設され、第２の開口および第３の開口を通って自由に軸方向に移動することができる、下側ガイドと、シャフトに結合され、リフトピンのヘッドからリフトピンの結合端部に向かって下方向に静電チャックに接するようにリフトピンをバイアスするように構成された、バイアス機構とを含む。

【0006】

いくつかの実施形態では、基板支持体は、基板を支持するように構成された表面を有し、複数のリフト孔を有する、静電チャックと、静電チャックの下方のベースプレートと、ベースプレート内に配設され、対応する複数のリフトピンが静電チャックの対応するリフトピン孔を通過することを可能にするように構成された、複数のリフトピンアセンブリであって、複数のリフトピンアセンブリが、本明細書で開示される実施形態のうちのいずれかにおいて説明されるようなものである、複数のリフトピンアセンブリと、ベースプレート内に配設され、バイアス力に打ち勝つのに十分な、リフトピンの底部に対する力を選択的に提供し、静電チャックの表面より上にリフトピンのヘッドを持ち上げるように構成された、リフトプレートとを含む。

【0007】

いくつかの実施形態では、基板支持体は、基板を支持するように構成された表面を有し、複数のリフトピン孔を有する、静電チャックと、静電チャックの下方の第１のプレートおよび第２のプレートであって、第１のプレートが、ＲＦ電源に結合するように構成された、第１のプレートおよび第２のプレートと、第１のプレートおよび第２のプレートの下方のベースプレートと、ベースプレート、第１のプレート、および第２のプレート内に配設され、対応する複数のリフトピンが静電チャックの対応するリフトピン孔を通過することを可能にするように構成された、複数のリフトピンアセンブリであって、複数のリフトピンアセンブリが、本明細書で説明される実施形態のうちのいずれかにおいて説明されるようなものである、複数のリフトピンアセンブリと、ベースプレート内に配設され、バイアス力に打ち勝つのに十分な、リフトピンの底部に対する力を選択的に提供し、静電チャックの表面より上にリフトピンのヘッドを持ち上げるように構成された、リフトプレートとを含む。

【0008】

本開示の他のおよびさらなる実施形態が、以下で説明される。

【0009】

上記で手短に要約され、以下でより詳細に論じられる、本開示の実施形態は、添付の図面中に描かれている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され得る。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態を図示しているにすぎず、それゆえ、範囲の限定と見なされるべきではなく、なぜならば、本開示は、他の等しく効果的な実施形態を認め得るからである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、処理チャンバの基板支持体であって、基板支持体がリフトピンアセンブリを含む、基板支持体の部分断面図である。

【図2】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、図１のリフトピンアセンブリの一部分の断面図である。

【図3】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、リフトピンアセンブリの一部分の断面図である。

【図4】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、リフトピンアセンブリの一部分の断面図である。

【図5A-5B】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、図１のリフトピンアセンブリの動作の概略表現の図である。

【図6】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、リフトピンアセンブリを含む基板支持体の断面図である。

【図7A-7B】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、図６のリフトピンアセンブリの動作の概略表現の図である。

【図8A-8B】各々、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、重み付けされたリフトピンを描く図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

理解を容易にするために、同一の参照番号が、可能な場合、図に共通である同一の要素を指定するために使用されている。図は、一定の縮尺で描画されておらず、明快のために簡略化され得る。一実施形態の要素および特徴は、さらなる具陳なしに他の実施形態に有利に組み込まれ得る。

【0012】

リフトピンアセンブリ、そのようなリフトピンアセンブリを組み込んだ基板支持体、およびそのようなリフトピンアセンブリを組み込んだ基板処理チャンバの実施形態が、本明細書において提供される。本明細書で説明される実施形態は、処理チャンバ内の圧力制御、リフトピンのヘッドと基板処理チャンバの基板支持体との間の間隙制御を向上させ、リフトピンアーキングまたはプラズマライトアップを低減するために、導電性経路へのプラズマの見通し線をブロックする、リフトピンのヘッドの形状寸法を利用する。リフトピンは、低誘電率を有する材料を使用して案内され、これは、アセンブリにおける電界を低減する。ばね、追加の重み、磁石、あるいはフープまたはリフトプレートなど、バイアス機構が、持ち上げられた後の復帰のために、およびリフトピンのヘッドと基板支持体との間のコンタクトを増加させるために、静電チャックのほうへリフトピンをバイアスするために使用される。

【0013】

図１は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、処理チャンバの基板支持体１００であって、基板支持体がリフトピンアセンブリ２００を含む、基板支持体１００の部分断面図である。いくつかの実施形態では、プラズマ処理チャンバは、エッチ処理チャンバであり、基板支持体を備え、基板支持体は、たとえば、クーロンまたはＪＲチャックなど、静電チャックであり得る。しかしながら、他のタイプの基板支持体、および異なるプロセスのために構成された他のタイプの処理チャンバも、本明細書で説明されるリフトピンアセンブリの実施形態を使用するか、または本明細書で説明されるリフトピンアセンブリの実施形態とともに使用するために修正され得る。本明細書で開示される教示とともに使用するために適応され得る好適なプラズマ処理チャンバが、カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズ社から入手可能である。他の処理チャンバが、本開示の方法のうちの１つまたは複数から恩恵を受けるように適応され得る。

【0014】

いくつかの実施形態では、基板支持体１００は、静電チャック１１０、第１のプレート１２０、第２のプレート１３０、第３のプレート１４０およびベースプレート１７０を備える。基板支持体の他の構成は、様々な数のプレートおよび／またはそのプレートを備える材料を含む異なる構成を有することができる。いくつかの実施形態では、第１のプレート１２０は、アルミニウムプレートであり、第２のプレート１３０は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）プレートまたは他の絶縁体材料であり、第３のプレート１４０は、アルミニウムプレートであり、ベースプレート１７０は、任意の金属または非金属プレートを備え得る。いくつかの実施形態では、第１のプレート１２０は、ＲＦ電源など、電源に結合され、第３のプレート１４０は、接地に接続され、したがって、動作中、第１のプレート１２０は、ＲＦホットであり得、第３のプレート１４０は、接地電位にあり得る。

【0015】

リフトピンアセンブリ２００は、基板支持体１００中に配設され、基板支持体１００に関して基板を持ち上げるまたは降ろすためにリフトピンを選択的に持ち上げるまたは降ろすように構成される。たとえば、いくつかの実施形態では、図１において説明されるように、リフトピンアセンブリ２００は、基板支持体１００中に配設され、静電チャック１１０およびプレート１２０、１３０、１４０を通ってベースプレート１７０の中に延びる。リフトピンアセンブリ２００は、細長いシャフト２１２を有するリフトピン２１０、シャフト２１２の上部にあるヘッド２１４、およびシャフト２１２の底部にある結合端部２１６を含む。シャフト２１２は、細長く、線形であり、円形断面を有することができる。いくつかの実施形態では、シャフト２１２は、矩形断面または、偏菱形など、別の形状の断面を有する。結合端部２１６は、ヘッド２１４の反対側のシャフト２１２の端部であり、結合端部は、他の構成要素との結合のために構成され得る。いくつかの実施形態によれば、結合端部２１６は、ねじカップリングを受けるためにねじ切りされるか、クリックフィットカップリングを受けるためのノッチを有するか、または当技術分野において知られている他のカップリング機構を有することができる。

【0016】

リフトピンアセンブリ２００は、シャフト２１２の滑らかな軸方向移動を維持するのを支援するための１つまたは複数のガイドをさらに含む。たとえば、いくつかの実施形態では、リフトピンアセンブリは、順々に軸方向に配列された上側ガイド２２０および下側ガイド２８０を含む。いくつかの実施形態では、ガイド２２０、２８０は、基板支持体１００中にしっかりと固定される。いくつかの実施形態では、下側ガイド２８０は端部ホルダー２５０に結合され、端部ホルダー２５０は、第３のプレート１４０に結合され得る。いくつかの実施形態では、Ｏリング２３２が、改善された電気的絶縁性のために下側ガイド２８０の上面上に提供される。いくつかの実施形態では、下側ガイド２８０は、セラミックベースの絶縁体材料またはポリマーベースの絶縁体材料（たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））から作られる。いくつかの実施形態では、上側ガイド２２０および下側ガイド２８０は、静電チャック１１０およびプレート１２０、１３０、１４０または１７０に関して異なる構成を有し、基板支持体１００は、図１に示されているもの以外の追加のプレート、または図１に示されているものよりも少ないプレートを含み得る。

【0017】

上側ガイド２２０は、たとえば、レッジ（ｌｅｄｇｅ）１１８の下の静電チャック１１０中になど、基板支持体中に位置決めされた上端部２２１を有する。上端部２２１は、静電チャック１１０中の対応する整形されたレッジ１１９とインターフェースし、レッジ１１９は、上側ガイド２２０の上端部２２１の上方運動を制限する。上側ガイド２２０は、上側ガイド２２０を通るシャフト２１２の軸方向移動を容易にするための開口２１１を含む。上側ガイドの底端部２２３は、第２のプレート１３０中の領域に延びることができる。いくつかの実施形態では、上側ガイド２２０は、セラミックベースの絶縁体材料またはポリマーベースの絶縁体材料（たとえば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ））から作られる。

【0018】

下側ガイド２８０は、上側ガイド２２０の少なくとも一部分を収容するための上部にある開口２３３と、シャフト２１２の軸方向移動を容易にするための開口２３０と、下側ガイド２８０から出たシャフト２１２を収容するための開口２４０とを含む。開口２４０は、以下でさらに論じられるように、シャフト２１２に加えて他の構成要素を収容するために、開口２３０よりも大きい断面を有する。下側ガイド２８０は、開口２３３の基部にあるレッジ２３４を含み、レッジ２３４は、上側ガイド２２０の底端部２２３と係合し、レッジ２３４を超えた下方向の上側ガイド２２０の移動を防止する。レッジ２３４は、シャフト２１２がそれを通って開口２３０の中に出る開口２３６を備える。下側ガイド２８０は、それぞれプレート１３０中に形成された、対応して整形されたレッジ１３１、１３２とインターフェースする、下側ガイド２８０の外面上のショルダー２８１および第２のショルダー２８２をさらに含む。レッジ１３１、１３２は、上方向の下側ガイド２８０の移動を制限する。いくつかの実施形態では、レッジ１３１、１３２は、Ｏリング２３２に損傷を与えることなしに、Ｏリング２３２による下側ガイド２８０の上面の密封を可能にするための動きのみを可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、下側ガイド２８０は、セラミックベースの絶縁体材料またはポリマーベースの絶縁体材料（たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））から作られる。開口２４０は、シャフト２１２がそれを通って開口２３０から開口２４０の中に出る開口２４３を含む上端部２４２を有する。開口２４０は底端部２４４を有し、底端部２４４は、第３のプレート１４０中を下方へさらに延びる。完全に後退されたとき、リフトピン２１０は、開口２４０を通って第３のプレート１４０中のキャビティ１５０の中に出る。

【0019】

リフトピンアセンブリ２００は、リフトピン２１０に結合されたバイアス機構をさらに含む。バイアス機構は軸方向の下方へリフトピン２１０をバイアスし、したがって、ヘッド２１４は、静電チャック１１０のほうへバイアスされる。いくつかの実施形態では、バイアス機構は、軸方向の下方へリフトピン２１０をバイアスするために、ばね、追加の重み、または磁石を使用する。図１は、リフトピン２１０の結合端部２１６に結合され、そこから軸方向の下方へ延びる、グリッパ２６０を含むバイアス機構を示す。グリッパ２６０の上端部２６１は、限定はしないが、特に、圧縮フィット、ねじフィット、クリックフィット、接着結合を含む、知られている手段を介してリフトピン２１０の結合端部２１６に結合される。グリッパ２６０は、グリッパ２６０の底端部から水平方向の外側へ延びるフランジ２６２を備える。グリッパ２６０の少なくとも一部は、キャビティ１５０中に配設され、グリッパ２６０の一部は、ベースプレート１７０中のキャビティ１７２中に配設される。

【0020】

１つまたは複数のばね２７０が、下側ガイド２８０の上端部２４２とグリッパ２６０の上端部２６１との間で、シャフト２１２の周りに配設される。複数のばね２７０が存在するとき、ばねカプラ２７２が、シャフト２１２の周りに、および隣接するばね２７０の間に配設される。ばね２７０は、軸方向に沿って、すなわち、シャフト２１２に沿って、圧縮可能である。たとえば、グリッパ２６０の上方移動が、グリッパ２６０の上端部２６１と開口２４０の上端部２４２との間でばね２７０を係合させ、ばね２７０の圧縮を引き起こし、軸方向の下方向にグリッパ２６０とグリッパ２６０に固定されたリフトピン２１０とをバイアスする。リフトピン２１０のそのようなバイアスは、ヘッド２１４が静電チャック１１０に向かってバイアスされることを生じる。いくつかの実施形態では、ばね２７０は、ＵＬＴＥＭ（登録商標）など、ポリエーテルイミドを備える。

【0021】

いくつかの実施形態では、（本明細書では「リフトプレート」とも呼ばれる）フープ１６０が、グリッパ２６０の直下で、キャビティ１７２中に位置決めされる。フープ１６０は、アクチュエータ１７３によって駆動され、これは、軸方向の上方向にグリッパ２６０を移動させるための力をグリッパ２６０に提供する。後退ピン構成において、フープ１６０は、フランジ２６２からの間隙２６４（約０．０７インチ）に位置決めされ、ばね２７０は、軸方向の下方へリフトピン２１０をバイアスし、したがって、ヘッド２１４は、静電チャック１１０に向かってバイアスされ、静電チャック１１０と係合する。持上ピン構成において、フープ１６０は、フランジ２６２の上側係合面２６３が端部ホルダー２５０の底部にある係合面２５２とコンタクトするようにグリッパ２６０を駆動するために、上方へ移動する。係合面２５２は、グリッパ２６０のフランジ２６２のための剛性止め具として機能する。持上ピン構成において、ばね２７０は圧縮され、グリッパ２６０の上端部２６１は、開口２４０の上端部２４２に近接するように移動する。グリッパ２６０に結合されたリフトピン２１０は、ヘッド２１４が静電チャック１１０より上に持ち上げられるように、上方へ移動する。いくつかの実施形態では、フープ１６０は、ベースプレート１７０の下方に配置され、フープ１６０に結合され得る、アクチュエータ１７３（たとえば、電気モーターまたは空気圧）によって駆動される。いくつかの実施形態では、電気モーター１７３は、より正確な位置制御のためのエンコーダフィードバックを有し得るステッパモーターであり得る。いくつかの実施形態では、グリッパ２６０およびカプラ２７２は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から作られ、ばね２７０は、たとえば、ニューヨークのＣｕｒｂｅｌｌ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃから入手可能なＵＬＴＥＭ（登録商標）など、高サービス温度環境において動作することができるポリエーテルイミド材料から作られる。いくつかの実施形態では、リフトピンは、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）から作られる。

【0022】

図２は、より詳細にリフトピンアセンブリ２００の上部部分を示す。ヘッド２１４は、平坦で、水平な上面２１７と、上面２１７のエッジから下方へ延びる垂直側壁２１５と、水平方向の外側へシャフト２１２から延び、側壁２１５において終端する、基部２１８とを有するネイルヘッドまたは「Ｔ」形状を有する。リフトピン２１０は、基板支持体１００中のリフトピン孔１１１中に配設されるように構成される。リフトピン孔１１１は、静電チャック１１０中に軸方向に開口１１３を含み、レッジ１１８は、開口１１３から水平方向の外側へ延び、側壁１１５は、静電チャック１１０の上面１１７に向かってレッジ１１８から垂直方向の上方へ延びる。レッジ１１８は、リフトピン２１０の基部２１８の形状に適合する。開口１１３は、間隙２２６だけシャフト２１２の直径よりも大きいが、ヘッド２１４（または側壁２１５）の直径よりも小さい直径を有する。いくつかの実施形態では、ヘッド２１４の直径は、約０．１６インチである。いくつかの実施形態では、間隙２２６は、約０．００２インチである。

【0023】

リフトピン孔１１１の側壁１１５の直径は、間隙２２４がある状態でリフトピン孔１１１の中にヘッド２１４を収容するために、ヘッド２１４の直径よりも大きい。いくつかの実施形態では、間隙２２４は、約０．００３インチである。リフトピン２１０が、リフトピン孔１１１中に挿入されたとき、ヘッド２１４の基部２１８は、レッジ１１８上で止まる。ヘッド２１４の側壁２１５の高さは、リフトピン孔１１１の側壁１１５の高さに等しいか、またはその側壁１１５の高さよりも低く、したがって、リフトピン２１０が、リフトピン孔１１１中に完全に後退されたとき、ヘッド２１４の上面２１７は、静電チャック１１０の上面１１７と同一面にあるか、または（たとえば、０．００１インチ～０．０１０インチの範囲内で）静電チャックの上面から凹陥している。いくつかの実施形態では、基部２１８、またはレッジ１１８、またはその両方は、基部２１８とレッジ１１８との間の緊密なコンタクトを可能にするために、非常に滑らかな、または研磨された面を有する。いくつかの実施形態では、基部２１８および／またはレッジ１１８は、約４マイクロインチ～約６４マイクロインチの間の表面仕上げ／表面粗さ（Ｒａ）を有する。基部２１８とレッジ１１８との間の緊密なコンタクトは、レッジ１１８上を押すように基部２１８をバイアスすることによって、たとえば、上記で論じられたように、ばね２７０を介して軸方向の下方へリフトピン２１０をバイアスすることによって実現される。基部２１８とレッジ１１８との間の緊密なコンタクトは、見通し線をブロックし、リフトピンアーキングを低減または防止する。いくつかの実施形態では、基部２１８の水平の長さは、約０．０２８インチである。

【0024】

上側ガイド２２０は、シャフト２１２がシャフト２１２との間に間隙２２２を維持するための開口２２５を提供する。いくつかの実施形態では、間隙２２２は、約０．００５インチである。フィラー１１４が、上側ガイド２２０の上端部２２１および側部と静電チャック１１０との間に提供され、フィラー１１２が、静電チャック１１０と第１のプレート１２０との間に提供される。フィラー１１２は、漏れに対するさらなる絶縁性を提供し、リフトピンアーキングをさらに低減または防止する。いくつかの実施形態では、フィラー１１２およびフィラー１１４は、シリコーンなど、ポッティング材料である。

【0025】

いくつかの実施形態では、シールバンド１１６が、静電チャック１１０の上面１１７上に提供され、静電チャック１１０上に置かれた基板との密封を提供する。シールバンド１１６は、リフトピン２１０を介してアーキングを低減または防止するようにも働く。いくつかの実施形態では、シールバンド１１６は、約０．０２インチ～約０．０６０インチの間のバンド厚さ、および約０．０００５インチの高さを有する。

【0026】

図３は本開示の少なくともいくつかの実施形態による、リフトピンアセンブリ３００の一部分の断面図である。リフトピンアセンブリ３００は、リフトピン３５０を備え、リフトピンアセンブリ３００は、リフトピンアセンブリ２００と同一であるが、異なるタイプの基板支持体３０２中に配設される。基板支持体３０２は、静電チャック３１０と、動作中、ＲＦホットである第１のプレート３２０とを備える。シリコーン結合層３１２が、静電チャック３１０の直ぐ下に配設され、酸化アルミニウムスプレーコート３１４が、シリコーン結合層３１２の下側に配設される。第１のプレート３２０は、酸化アルミニウムスプレーコート３１４の下側に配設される。上側ガイド２２０と同様の上側ガイド３４０が、第１のプレート３２０中に配設される。ドーナツ３３０が、第１のプレート３２０中で、上側ガイド３４０の上部の近位に配設される。ドーナツ３３０は、窒化アルミニウムまたは他のセラミック材料から作られる。フィラー３１３が、上側ガイド３４０の上面と静電チャック３１０との間に、上側ガイド３４０の側面とドーナツ３３０との間に、および上側ガイド３４０の側面と第１のプレート３２０との間に配設される。フィラー３１３およびドーナツ３３０は、リフトピンアーキングからの追加の絶縁性を提供するように働く。

【0027】

図４は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、リフトピンアセンブリ４００の一部分の断面図である。リフトピンアセンブリ４００は、リフトピン４１０のヘッド４１４の形状が「Ｙ」形状にあることを除いて、図１および図２の基板支持体と同様の基板支持体中に配設された、リフトピン４１０を備える。ヘッド４１４は上面４１７を備え、基部４１８は、テーパを付けられた様式で、上面４１７のエッジから下方へ、リフトピン４１０のシャフト４１２に向かって内側に延びる。静電チャック１１０のテーパを付けられたレッジ４１９は、リフトピン４１０のヘッド４１４と静電チャック１１０のテーパを付けられたレッジ４１９との間の緊密なコンタクトを可能にするために、ヘッド４１４の基部４１８に適合するように対応してテーパを付けられる。いくつかの実施形態では、基部４１８および／またはテーパを付けられたレッジ４１９は、約４マイクロインチ～約６４マイクロインチの間の表面仕上げ（Ｒａ）を有する。基部４１８とテーパを付けられたレッジ４１９との間の緊密なコンタクトは、テーパを付けられたレッジ４１９上を押すように基部４１８をバイアスすることによって、たとえば、図１に関して解説されたリフトピン２１０のバイアスと同様の様態で、軸方向の下方へリフトピン４１０をバイアスすることによって実現される。

【0028】

図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、図１のリフトピンアセンブリ２００の動作の概略表現である。図５Ａは、リフトピン２１０が静電チャック１１０のリフトピン孔１１１中に完全に挿入され、したがって、ヘッド２１４の基部２１８がレッジ１１８上で止まる、リフトピン２１０の後退構成を描く。ばね２７０は、グリッパ２６０とのカップリングを介してリフトピン２１０上にバイアス下方力Ｆｓを印加するための、あらかじめ負荷が掛けられた構成で取り付けられる。グリッパに作用する力は、約０．３４ｌｂｆである。フープ１６０アクチュエータは、間隙２６４だけグリッパ２６０から離間して、グリッパ２６０のフランジ２６２の下に位置決めされる。

【0029】

図５Ｂは、リフトピン２１０の一部分が静電チャック１１０から外に出ている、リフトピン２１０の持上構成を描く。図５Ｂに示されている持上構成を達成するために、フープ１６０は、矢印によって示されている方向に上方へ移動し、上方へグリッパ２６０のフランジ２６２を押す。フランジ２６２は、フランジ２６２の上側係合面２６３が、端部ホルダー２５０の係合面２５２とコンタクトしたとき、止め具に来る。持上構成において、グリッパ２６０の上端部２６１は、開口２４０の内部を移動し、ばね２７０は、圧縮され、約１．６３ｌｂｆの力を加え、その力は、ばね２７０がリフトピン２１０に対して正味のバイアス力を加えないように、フープ１６０によって無効にされる。フープ１６０によって加えられた力は、リフトピンが静電チャック１１０を超えて約０．８４インチの高さに上昇するように、リフトピン２１０を上に押す。動作中、リフトピン２１０、または基板支持アセンブリ１００中に配設された複数のそのようなリフトピンは、共通フープ１６０によって持ち上げられ、静電チャック１１０上に配設された基板を持ち上げるように動作可能である。

【0030】

図６は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、リフトピンアセンブリ６００を含む基板支持体１００の断面図である。リフトピンアセンブリ６００は、リフトピンアセンブリ２００と同様であるが、リフトピンアセンブリ６００は、ばね（たとえば、図１のばね２７０）の代わりに重みに基づくバイアス機構を使用する。グリッパ６６０が、リフトピン２１０の結合端部２１６に結合される。リフトピン２１０の後退構成において、グリッパ６６０は、第３のプレート１４０のキャビティ１５０中に部分的に、およびベースプレート１７０のキャビティ１７２中に部分的に配設される。いくつかの実施形態では、グリッパ６６０は、フープ１６０中の開口１６１を通過する。グリッパ６６０は、フープ１６０の上に位置決めされたフランジ６６２を含み、グリッパ６６０は、グリッパ６６０に固設された追加の重みを含む。いくつかの実施形態では、追加の重みは、グリッパ６６０の底端部６６５に対して軸方向に螺進されたボルト６６６である。いくつかの実施形態では、グリッパ６６０は、ボルト６６６のヘッドとグリッパ６６０の底端部６６５との間に配設されたワッシャ６６４をさらに備える。後退リフトピン構成において、フランジ６６２は、フープ１６０からの間隙６７０に位置決めされ、ボルト６６６は、キャビティ１７２の基部からの間隙６７２に位置決めされる。グリッパ６６０およびリフトピン２１０の重みとともにボルト６６６の重みは、たとえば、基板アセンブリ１００の動作中に軸方向の下方へリフトピン２１０をバイアスするのに十分である。いくつかの実施形態では、リフトピン２１０とボルト６６６を含むグリッパ６６０とに対する重力によって可能にされる下向きバイアス力は、約０．０２２ｌｂｆである。いくつかの実施形態では、ボルト６６６は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）から作られ、ワッシャ６６４およびグリッパ６６０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から作られる。いくつかの実施形態では、ワッシャ６６４は、開口１６１の直径よりも大きい直径を有し、いくつかの実施形態では、ワッシャ６６４は、開口１６１の直径よりも小さい直径を有し、いくつかの実施形態では、ワッシャは使用されず、ボルト６６６は、中間のワッシャ、たとえば、ワッシャ６６４なしにグリッパ６６０に直接的に結合される。

【0031】

図７Ａおよび図７Ｂは、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、図６のリフトピンアセンブリ６００の動作の概略表現である。図７Ａは、リフトピン２１０が静電チャック１１０のリフトピン孔１１１中に完全に挿入され、したがって、ヘッド２１４の基部２１８がレッジ１１８上で止まる、リフトピン２１０の後退構成を描く。リフトピン２１０とボルト６６６を加えたグリッパ６６０との重みは、グリッパ６６０とのカップリングを介してリフトピン２１０上にバイアス下方力を印加する。フープ１６０は、グリッパ６６０のフランジ６６２の下に位置決めされ、間隙６７０だけグリッパ６６０から離間している。グリッパ６６０の一部は、後退位置にあるフープ１６０中の開口１６１を通って延び得る。

【0032】

図７Ｂは、リフトピン２１０の一部分が静電チャック１１０から外に出ている、リフトピン２１０の持上構成を描く。図７Ｂに示されている持上構成を達成するために、フープ１６０は、矢印によって示されている方向に上方へ移動し、上方へグリッパ６６０のフランジ６６２を押す。フランジ６６２は、フランジ６６２が、端部ホルダー６６０の係合面２５２とコンタクトしたとき、止め具に来る。持上構成において、グリッパ６６０の上端部６６１は、開口２４０の内部を移動し、リフトピン２１０とボルト６６６を加えたグリッパ６６０との重みは、フープ１６０によって支持される。フープ１６０によって加えられた力は、リフトピンが静電チャック１１０を超えて約０．８４インチの高さに上昇するように、リフトピン２１０を上に押す。動作中、リフトピン２１０、または基板支持アセンブリ１００中に配設された複数のそのようなリフトピンは、共通フープ１６０によって持ち上げられ、静電チャック１１０上に配設された基板を持ち上げるように動作可能である。

【0033】

図６、図７Ａ、および図７Ｂは、バイアス重みを提供するためのグリッパ６６０およびボルト６６６を描いているが、たとえば、図８Ａおよび図８Ｂに示されているように、バイアス重みの数個の他の構成が可能である。たとえば、図８Ａは、リフトピン８１０をバイアスするための重みを吊すためのデテント設計を有するリフトピン８１０を描く。リフトピン８１０は、デテントレシーバ８１２と、リフトピン８１０を持ち上げるときに押圧されるレッジ８１３とを備える。さらに、グリッパ８１４が、グリッパ８１４を貫く開口を備え、リフトピン８１０の重みとともに、軸方向の下方向にリフトピン８１０をバイアスするために必要とされる追加の重みを提供する。グリッパ８１４は、グリッパ８１４から半径方向の外側へ延びるフランジ８１６を含む。リフトピン８１０は、グリッパ８１４の開口を通過し、デテントレシーバ８１２とかみ合うように構成されたデテントロック８１８を介してグリッパ８１４と係止する。動作中、グリッパ８１４はリフトピン８１０から吊され、フランジ８１６は、軸方向の上方向にグリッパ８１４およびデテント結合されたリフトピン８１０を移動するためにフープ１６０と係合するように働く。

【0034】

図８Ｂは、係止ピン８３４を介してディスク８３２と結合されたリフトピン８３０を描く。ディスク８３２は、リフトピン８３０に加えて、リフトピン８３０をバイアスするために必要とされる追加の重みを提供する。いくつかの実施形態では、ディスク８３２およびリフトピン８３０は、約０．０１４ｌｂの重さがある。ディスク８３２は、フープ１６０と係合するための幅を有し、したがって、フープ１６０の上方移動は、ディスク８３２、およびディスク８３２に結合されたリフトピン８３０を係合させ、軸方向の上方向にリフトピン８３０を移動する。

【0035】

本明細書で開示されるリフトピン機構の様々な構成要素は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）およびベスペル（登録商標）ポリイミドなどの材料をも備え得る。

【0036】

ここまで、静電チャックのためのリフトピンアセンブリの実施形態が、本明細書で提供された。本開示の実施形態は、静電チャックの高電圧印加におけるリフトピンアーキングを有利に低減または排除する。

【0037】

上記は、本開示の実施形態を対象とするが、本開示の他の実施形態およびさらなる実施形態が、それの基本的な範囲から逸脱することなく考案され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】