JP2016539489A - 集積静電チャックを備えた基板キャリア - Google Patents

Abstract

処理システム内で使用するように適合された基板キャリアは、静電アセンブリと支持ベースを含む。静電アセンブリは、基板を基板キャリアに固定するための静電吸着力を発生させるように構成される。支持ベースは、加熱／冷却リザーバが内部に形成される。静電アセンブリ及び支持ベースは、処理システム内での搬送用に構成される単一体を形成する。クイックディスコネクトが本体に結合され、本体が熱調整媒体の供給源から分離されたとき、リザーバを加熱／冷却するリザーバ内の温度調節媒体をトラップするように構成される。

Description

（発明の分野）
本発明の実施形態は、概して、基板キャリアに関し、より詳しくは、鉛直方向（縦型）の及び他の処理システムでの使用に適した集積静電チャックを備えた基板キャリアに関する。

（関連技術の説明）
プラズマディスプレイパネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、及び液晶ディスプレイは、フラットパネルディスプレイ用にしばしば使用される。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、一般的に、間に挟まれた液晶材料の層によって共に接合された２つのガラス基板を含む。ガラス基板は半導体基板とすることができ、又は透明基板（例えば、ガラス、石英、サファイア、又は透明なプラスチックフィルム）とすることができる。ＬＣＤはまた、バックライト用の発光ダイオードを含むことができる。

フラットパネルディスプレイ又は太陽電池パネルの製造中に、ガラス又は透明な基板上に材料層を堆積するためのプラズマプロセスは繰り返し実行され、これによってフラットパネルディスプレイ又は太陽電池パネルを含む構造を形成することができる。いくつかの処理システムは、処理中に基板を鉛直方向に保持する。鉛直方向での基板の処理中に、基板のマスク部分を制御することは、しばしば困難となる。しばしば、マスクは、基板に一度クランプされ、その位置合わせは、こうして全体の堆積プロセスを通じて維持される。マスクの膨張又は再配置は、受け入れることができない。

更に、鉛直方向に処理される基板は、しばしば機械的なクランプ力を使用して基板キャリア上に保持される。搬送中及び時には処理中に基板を保持するために使用される従来の機械式クランプキャリアは、しばしば高い機械的なクランプ力に起因する基板の損傷をもたらす可能性がある。また、従来の機械式クランプキャリアは、一般的に基板を縁部で保持するので、基板の縁部と非常に集中した物理的接触をもたらし、これによって基板を安全にピックアップするために印加される十分なクランプ力を確保する。基板の端部に集中するこの機械的な接触は、望ましくなく基板を汚染する接触汚染又は物理的損傷を必然的に作る。特に、スマートフォン、プラズマディスプレイパネル、ＬＥＤ、又は太陽電池用途のために使用される基板に対しては、薄い基板がしばしば使用され、こうして損傷を与えることなく基板を搬送することの困難性が増加する。

従来のプラズマ処理用途では、チャンバ内の温度を異なる範囲で制御する場合がある。ガラス基板上に有機材料が形成されるいくつかの用途では、プラズマ処理中に制御される温度は、典型的には２５０℃未満である。鉛直方向の処理システムでは、基板キャリアへの下手な温度制御は、材料堆積の失敗をもたらすのみならず、上に配置される基板に対するチャッキング能力に影響を与え、基板を保持するキャリアの能力に悪影響を与える基板キャリアの不整合な又は望ましくない電気的特性につながるので、プラズマ処理中の基板キャリアに対する温度制御は、困難になってきている。したがって、強化された耐熱性及び温度制御、並びに処理中に薄い基板をチャッキングするための能力を有する基板キャリアを有することが望ましいであろう。

マスクと効果的にインターフェース接続しながら、鉛直方向に基板を維持するのに適した処理システムにおいて基板を搬送するための方法及び装置が必要である。

処理システム内で使用するように適合された基板キャリアは、電極アセンブリと支持ベースを含む。電極アセンブリは、基板キャリアに基板を固定するための静電吸着（チャッキング）力を発生させるように構成される。支持ベースは、加熱／冷却リザーバが内部に形成される。電極アセンブリ及び支持ベースは、処理システム内の搬送用に構成された単一体を形成する。コネクタは、本体に結合され、リザーバを加熱／冷却するリザーバに入る熱調節媒体を移動させるように構成される。

別の一実施形態では、基板キャリア、ロードステーション、及び処理チャンバを含む処理システムが提供される。基板キャリアは、静電吸着力を生成するように構成された電極アセンブリと、加熱／冷却リザーバが内部に形成された支持ベースを含む。電極アセンブリ及び支持ベースは、処理システム内の搬送用に構成された単一体を形成する。基板キャリアは、本体に結合されたクイックディスコネクト（迅速切断）も含む。クイックディスコネクトは、本体が熱調節媒体の供給源から分離されたときに、リザーバを加熱／冷却するリザーバ内の熱調節媒体をトラップするように構成される。ロードステーションは、電源及び熱調整媒体の供給源をキャリアに接続するように適合される。処理チャンバは、基板を上に静電結合したキャリアを受け入れるように適合される。

更に別の一実施形態では、基板ロードステーション内に配置された基板キャリア上に基板を搬送する工程と、基板キャリアに基板を静電吸着させる工程と、実質的に鉛直方向で基板キャリアに静電吸着されながら基板ロードステーションから処理チャンバまで基板を搬送する工程を含む、処理システム内で基板を搬送するための方法が提供される。

更に別の一実施形態では、処理システム内で使用するように適合された基板キャリアは、支持ベースと、互い違いに配置された電極フィンガーが内部に形成され、支持ベース上に配置された電極アセンブリと、電源を電極アセンブリと電気的に切断するように構成された支持ベースに結合されたコネクタを含み、支持ベース及び電極アセンブリは、処理システム内で搬送されるように適合された単一体を含む。

独立してアドレス指定可能な電極アセンブリを有するキャリア上に配置されながら基板を処理するための方法もまた提供される。一例では、第１チャッキングモードで動作する複数の独立制御可能な電極アセンブリを用いてキャリアに基板をチャッキングさせる工程と、チャッキングされた基板を処理チャンバ内へ搬送する工程と、電極アセンブリのうちの少なくとも１つを第１チャッキングモードで動作したままにしながら、電極アセンブリのうちの少なくとも１つを第１チャッキングモードから第２チャッキングモードへ選択的に変更する工程を含む、基板を処理するための方法が提供される。

別の一例では、オンボードコントローラによって制御されるオンボード電源から可搬型キャリアの複数の電極アセンブリまで第１チャッキング電力を選択的に供給する工程と、チャッキングされた基板を処理チャンバ内へ搬送する工程と、電極アセンブリのうちの少なくとも１つが、依然として第１チャッキング電力で供給されながら、オンボード電源から電極アセンブリのうちの少なくとも１つに第２チャッキング電力を選択的に供給する工程を含む、基板を処理するための方法が提供される。

本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているにすぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
〜 集積静電チャックを有する基板キャリア上に保持された基板と共に使用する処理システムを示す概略図を示す。 別の一実施形態に係る集積静電チャックを備えた基板キャリアを有する処理システムの概略図である。 処理システム内で基板キャリアを移動させるために利用される駆動システムの部分断面図である。 基板キャリアの正面図である。 基板キャリアが内部に配置された処理チャンバの一実施形態の概略上面断面図である。 いくつかの実施形態に係る基板キャリアの集積静電チャックを備えた基板支持板の一実施形態の分解図を示す。 鉛直方向における基板キャリアの一実施形態の側面図を示す。 水平方向に配置された集積静電チャックを備えた基板キャリアの基板支持板の断面図を示す。 鉛直方向に配置された集積静電チャックを備えた基板キャリアの断面図を示す。 鉛直方向に配置された集積静電チャックを備えた基板キャリアの別の一実施形態の断面図を示す。 電極アセンブリのアレイを示す基板キャリアの正面図を示す。 本発明の一実施形態に従って提供された集積静電チャックを備えた基板キャリアを使用して基板を搬送するための方法のフロー図を示す。 〜 基板を処理するための方法の様々な段階に対応するキャリアとノズルの一連の図である。 基板を処理するための方法のフロー図である。 電極アセンブリのアレイを有するキャリアの概略図である。 基板を処理するための方法の別のフロー図である。

理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。

詳細な説明

本発明は、概して、処理中に鉛直方向に基板を維持するのに適した基板キャリア及び同基板キャリアを使用するための方法に関する。基板キャリアは、集積静電チャックを含む。基板キャリアはまた、所望の温度範囲内で、上に配置された基板の温度を制御するように温度制御可能であってもよい。

本明細書で説明される実施形態は、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社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．）から入手できるように縦型堆積システム（例えば、縦型ＣＶＤ又は縦型ＰＶＤチャンバ（例えば、改良されたＡＫＴ Ｎｅｗ Ａｒｉｓｔｏ（商標名）Ｔｗｉｎ ＰＶＤシステム））を用いて実施することができる。非インライン（すなわち、クラスタ）システムを含み、他のメーカーによって販売されているシステムを含む他の処理システムでもまた、本発明の実施形態は実施することができることを理解すべきである。また、本明細書に記載の基板キャリアは、縦型処理システムでの使用に特に有益であるが、基板キャリアは、非鉛直（例えば、水平）方向に基板を保持する処理システムに等しく適合されることに留意すべきである。

図１Ａ〜図１Ｄは、チャンバ１１０内で処理される基板２０６上への堆積を制御するために使用されるマスク（例えば、第１マスク１３２ａ及び第２マスク１３２ｂ）に対する様々な位置に蒸着源１００を有する処理チャンバ１１０を示す。異なる位置間の蒸着源１００の移動は、矢印１０９Ｂ、１０９Ｃ、及び１０９Ｄによって示される。図１Ａ〜図１Ｄは、蒸発るつぼ１０４及び分配管１０６を有する蒸着源１００を示す。ノズル１０がパイプ１０６から延び、これによって材料を基板２０６上へ向ける。分配管１０６は、支持体１０２によって支持される。更に、いくつかの実施形態によれば、蒸発るつぼ１０４もまた、支持体１０２によって支持される。動作中、基板２０６（例えば、第１基板１２１ａ及び第２基板１２１ｂ）が、処理チャンバ１１０内に提供される。支持部１０２によって支持することができる第１基板１２１ａ及び第２基板１２１ｂは、以下で図２〜図３Ａを参照してより詳細に説明されるそれぞれの基板キャリア（例えば、第１基板キャリア１５１ａ及び第２基板キャリア１５１ｂ）に支持され、チャッキングされる。第１マスク１３２ａ及び第２マスク１３２ｂは、基板１２１ａ、１２１ｂと蒸着源１００との間に提供される。第１マスク１３２ａ及び第２マスク１３２ｂは、基板キャリア１５１内に集積されたそれぞれのマスクチャッキングアセンブリ（例えば、静電チャック１５０（例えば、第１静電チャック１５０ａ及び第２静電チャック１５０ｂ））によってチャッキングされる。図１Ａ〜図１Ｄに示されるように、基板１２１ａ及び１２１ｂ上に層を堆積させるために、有機材料が分配管１０６から蒸発される。第１マスク１３２ａ及び第２マスク１３２ｂは、層の堆積中に基板の一部をマスクする。

図１Ａでは、蒸着源１００は、第１基板キャリア１５１ａ及び第２基板キャリア１５１ｂがアクティブである第１位置に示されている。図１Ｂに示されるように、第１集積静電チャック１５０ａは、適所にチャッキングされた第１基板１２１ａを有する。第１基板１２１ａの上に配置されて図示された第１マスク１３２ａは、第１基板１２１ａの適切な部分の上に第１集積静電チャック１５０ａによって適所にチャッキングされる。適所にある第１マスク１３２ａを用いて、処理チャンバ１１０内の第１基板１２１ａは、矢印１０９Ｂで示されるように蒸着源の並進移動によって材料（例えば、有機材料）の層で堆積される。第１基板１２１ａが、第１マスク１３２ａを通して有機材料の層で堆積される間、第２基板１２１ｂ（例えば、図１Ａ〜図１Ｄの右側の基板）は、交換することができる。図１Ｂは、第２基板１２１ｂ用の第２搬送トラック１２４ｂを示している。第２基板１２１ｂは、図１Ｂにおいて適所にないので、第２基板キャリア１５１ｂ及び第２集積静電チャック１５０ｂは、吸着のために活性化されない。第１基板１２１ａが、有機材料の層で堆積された後、蒸着源１００の分配管１０６のノズル１０は、図１Ｃの矢印１０９Ｃで示されるように回転され、これによって第２基板１２１ｂにノズル１０を向ける。

第１基板１２１ａ上への有機材料の堆積中に、第２基板１２１ｂが次いで、第２基板キャリア１５１ｂに吸着される。第２マスク１３２ｂは、第２基板に関連して位置決めされ、アライメントされ、その後、第２基板１２１ｂ上で第２マスク１３２ｂを第２集積静電チャック１５０ｂにチャッキングする。したがって、図１Ｃに示される回転の後、矢印１０９Ｄで示されるように、基板１２１ｂを横切って管１０６及びノズル１０を並進させながら、第２基板１２１ｂは、第２マスク１３２ｂ全域に亘って有機材料の層でコーティングすることができる。第２基板１２１ｂが有機材料の層でコーティングされている間、第１マスク１３２ａは、第１集積静電チャック１５０ａから取り外す（アンチャックする）ことができる。第１マスク１３２ａが取り外された状態で、第１基板１２１ａは、その後、第１集積静電チャック１５０ａから取り外すためにチャンバ１１０から除去することができる。図１Ｄは、第１基板１２１ａの位置に第１搬送トラック１２４ａを示す。

本明細書に記載の実施形態によれば、第１基板１２１ａ及び第２基板１２１ｂは、実質的に鉛直な位置において有機材料でコーティングされる。つまり、図１Ａ〜図１Ｄに示される図は、蒸着源１００を含む装置の上面図である。分配管は、蒸気分配シャワーヘッド、特に直線型蒸気分配シャワーヘッドとすることができる。これによって、分配管は、本質的に鉛直方向に延びる線源を提供する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる本明細書に記載の実施形態によれば、本質的に鉛直方向とは、特に基板の姿勢を言及した場合に、１０°以下の鉛直方向からのずれを許容するように理解される。鉛直方向からいくらかのずれを有する基板キャリアがより安定した基板位置をもたらすことができるので、このずれを提供することができる。しかしながら、有機材料の堆積中の基板の姿勢は、本質的に鉛直方向と考えられ、これは水平方向の基板の姿勢とは異なると考えられる。これによって、基板の表面は、一方の基板寸法に対応する一方の方向に延びる線源と、他方の基板寸法に対応する他方の方向に沿った並進運動によってコーティングされる。更に、典型的な鉛直方向の処理チャンバ用の鉛直位置を参照して説明したが、この構成及び／又はチャンバは、限定されることを意図していない。本明細書に記載の実施形態は、水平方向（横型）のチャンバ、又はより多くの又はより少ない基板を処理することができるチャンバにも等しく適している。

本明細書に記載のいくつかの例は、特に、（例えば、ＯＬＥＤディスプレイ製造用の及び大面積基板上への）有機材料の堆積に関する。他の例は、非有機材料（例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ他）を堆積させるために利用することができる。いくつかの実施形態によると、大面積基板又は１以上の基板を支持するキャリア、すなわち、大面積キャリアは、少なくとも０．１７４ｍ^２の大きさを有することができる。キャリアの大きさは、約１．４ｍ^２〜約８ｍ^２（例えば、約２ｍ^２〜約９ｍ^２）又は更に最大１２ｍ^２とすることができる。基板は、材料堆積に適した任意の材料から作製することができる。例えば、基板は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス等）、金属、ポリマー、セラミックス、複合材料、炭素繊維材料、又は堆積プロセスによってコーティングすることができる他の任意の材料又はそれらの組み合わせからなる群より選択される材料から作製することができる。

本明細書に記載の一例によれば、第１集積静電チャック１５０ａ及び第２集積静電チャック１５０ｂは、プロセスチャンバ内に又は基板キャリア１５１と集積させることができる。基板キャリア１５１と集積させることができる実施形態は、図２及び図３Ａ〜図３Ｂを参照して説明される実施形態を含む。

図１Ｅは、一実施形態に係る鉛直直線型処理システム１０１の概略図であり、これは（図１Ａ〜図１Ｄで１５０ａ、１５０ｂとして図示される）集積静電チャック１５０を有する（図１Ａ〜図１Ｄで１５１ａ、１５１ｂとして図示される）基板キャリア１５１を利用するように構成される。処理システム１０１は、堆積、エッチング、注入、アニーリング、又は他の真空プロセス用に構成することができる。システム１０１は、９００００ｍｍ^２を超える表面積を有する基板を処理するような大きさとすることができ、いくつかの実施形態では、約２０００オングストロームの厚さの材料層を堆積する場合に、１時間当たり９０枚を超える基板を処理することができる。システム１０１は、共通のシステム制御プラットフォーム１６２によって共に結合された２つの別々のプロセスライン１７４Ａ、１７４Ｂを含み、これによってツインプロセスライン構成／レイアウトを形成する。共通の電源（例えば、ＡＣ電源）、共通の及び／又は共有のポンピング及び排気コンポーネント、及び共通のガスパネルを、ツインプロセスライン１７４Ａ、１７４Ｂ用に使用することができる。各プロセスライン１７４Ａ、１７４Ｂは、１時間当たり４５枚を超える基板を処理することができ、システム全体で１時間当たり９０枚を超える基板を処理することができる。また、システムは、単一のプロセスライン、又は２を超えるプロセスラインを用いて構成されてもよく、更にシステムは、異なるサイズの基板を処理するように構成することができることが理解される。

鉛直方向の基板処理のためのツインプロセスライン１７４Ａ、１７４Ｂには、いくつかの利点がある。処理システム１０１のチャンバが鉛直方向に配置されているため、システム１０１の設置面積は、単一の従来の水平処理ラインとほぼ同じである。このように、ほぼ同じ設置面積内に、２つの処理ライン１７４Ａ、１７４Ｂが存在し、これは製造工場内の床面積を節約する点で製造業者にとって有益である。用語「鉛直」の意味の理解を助けるために、フラットパネルディスプレイを考えた場合、フラットパネルディスプレイ（例えば、コンピュータモニタ）は、長さ、幅、及び厚さを有する。フラットパネルディスプレイが鉛直（縦型）である場合、長さ又は幅のいずれかは、接地面から垂直に延びており、一方、厚さは、接地面に対して平行である。逆に、フラットパネルディスプレイが水平（横型）である場合、長さと幅の両方は、接地面に平行であり、一方、厚さは、接地面に垂直である。大面積基板においては、長さ及び幅は、基板の厚さよりも何倍も大きい。

各処理ライン１７４Ａ、１７４Ｂは、基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂを含み、ここから新たな基板（すなわち、まだシステム１０１内で処理されていない基板）が取り出され、処理された基板が格納される。大気ロボット１６４Ａ、１６４Ｂは、基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂから基板を取り出し、デュアル基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内に基板を配置する。基板が水平方向に積み重ねられた基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂが図示されているが、基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂ内に配置される基板は、デュアル基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内に基板が保持されるのと同様の鉛直姿勢に維持できることを理解すべきである。新たな基板は、その後、デュアル基板ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ内に移動され、次いで（図１Ｅでは１１０Ａ、１１０Ｂ、及び図１Ａ〜図１Ｄで１１０として図示される）デュアル基板処理チャンバ１１０へと移動される。現在処理済みである基板は、その後、デュアル基板ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂのうちの１つを介して、デュアル基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂのうちの１つに戻り、そこでそれは、大気ロボット１６４Ａ、１６４Ｂのうちの１つによって取り出され、基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂのうちの１つに戻される。

たとえ１つの基板がたった１つのラインを進むとしても、シーケンスは、プロセスライン１７４Ａ、１７４Ｂの両方を同時に参照して説明される。各ロボット１６４Ａ、１６４Ｂは、基板をピックアップするために、両方の基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂに同時に又は個別にアクセスすることができる。ロボット１６４Ａ、１６４Ｂは、支持面上に配置された基板キャリア１５１上に基板をロードする。図１Ｅの実施形態では、支持面は、フリップテーブル１８０の形態である。フリップテーブル１８０は、基板キャリア１５１を約９０度（例えば、実質的に水平な姿勢と実質的に鉛直な姿勢との間で）回転するように構成されている。フリップテーブル１８０は、以下で更に説明されるように、鉛直位置にあるときに、基板キャリア１５１を保持し、ユーティリティと基板キャリア１５１との間の接続を可能にするためのフランジ１８２を含むことができる。キャリア１５１は、ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内に配置され、基板を基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂからロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂへ、その後処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂへと搬送するように構成される。ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０は、基板キャリア１５１が、少なくとも基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ、ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ、又は処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂのうちの１以上に配置されている間、基板キャリア１５１とインターフェース接続するように構成されている。より具体的には、基板を基板キャリア１５１にチャッキングする静電吸着力及び基板キャリア１５１の温度が調整可能なように、基板キャリア１５１は、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０のうちの１以上に一時的に結合させることができる。あるいはまた、チャッキング電源２４０は、基板キャリア１５１内に配置された（図３Ａで４４０として図示される）エネルギー蓄積装置（例えば、電池、コンデンサ、又は他のデバイス）の形態とすることができ、これによって基板が基板キャリアに固定されている全期間に亘ってチャッキング力を制御することができる。基板キャリア１５１の静電吸着力及び温度を制御する方法に関する詳細は、図５Ａ〜図５Ｂを参照して更に後述される。

動作中、基板キャリア１５１は、基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂから基板を受け取るために実質的に水平又は鉛直方向にロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内に配置される。図１Ｅに示される実施形態では、ロードステーション１６６Ａは、実質的に鉛直な向きで示されており、これによって基板積載モジュール１６２Ａに戻ってきている処理チャンバ１１０Ａ内の基板キャリア１５１上にいる間に処理された基板を受け取る。一方、ロードステーション１６６Ｂは、基板キャリア１５１を保持して水平方向に示されており、これによって基板積載モジュール１６２Ｂから処理チャンバ１１０Ａ内で処理される基板を受け取る。基板キャリア１５１は、少なくとも実質的に鉛直な向き、及びオプションで水平な向きにある間も、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０に結合されており、これによって基板キャリア１５１の温度は、予め決められた値に設定することができ、基板は基板キャリア１５１にチャッキングされることが可能である。水平な向きのロードステーション１６６Ｂを有する実施形態では、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０が基板キャリア１５１から分離された後、基板キャリア１５１は、その後約９０度回転され、これによって基板キャリア１５１をロードロックチャンバ１６８Ｂ内に実質的に鉛直な向きで搬送することができる。例えば、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０は、基板キャリア１５１が実質的に鉛直な向きに回転される前に、間に、又は後に、代替的に基板キャリアから離脱することができる。

必要に応じて、基板キャリア１５１にガス、流体、及び電力を供給するのを促進するために、基板が処理される前に、間に、又は後に、１以上の処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂ内に、又はロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ内に、基板キャリア１５１が位置している間、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０はまた、基板キャリア１５１に接続されてもよいことに留意すべきである。

各々基板が静電吸着された実質的に鉛直な基板キャリア１５１は、デュアル基板ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ内に搬送され、これによって処理用のデュアル基板処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂへの搬送のために準備される。処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂは、化学気相堆積チャンバ、物理気相堆積チャンバ、エッチングチャンバ、プラズマ処理チャンバ、イオン注入チャンバ、アニーリングチャンバ、又はその他のワークピース（すなわち、基板）の処理チャンバとすることができる。処理後、キャリア１５１上に配置された基板は、次いでロードロックチャンバ１６８Ａ、１０８Ｂ、ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂに搬送されて戻る。処理された基板がロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂにロードされると、基板キャリア１５１は、実質的に水平な向きに回転され、これによって処理された基板をそこから除去して、処理された基板を基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂへ搬送して戻すのを促進する。

図２は、ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂからロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ及び／又は処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂに基板２０６を移動させるために使用される基板キャリア１５１の駆動システム２００の部分断面図である。図２の実施形態では、駆動システム２００は、フリップテーブル１８０のフランジ１８２内に図示される。簡潔にするために図示していないが、ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ及び処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂもまた、システム１０１内で基板キャリア１５１を移動させるために内部に配置された駆動システム２００を有する。

基板キャリア１５１は、基板支持面２７６、底面２７４、及び側部２９４を有する本体２７０を含む。基板支持面２７６は、基板２０６が静電吸着されるように構成され、一方、底面２７４は、基板支持面２７６に対してキャリア１５１の反対側にある。側部２９４は、基板支持面２７６と底面２７４を接続し、一般的に基板キャリア１５１の厚みを画定する。基板支持面２７６、したがって本体２７０は、略多角形形状（例えば、矩形形状）を有することができる。しかしながら、本体２７０は、代わりに、別の形状（例えば、円形）を有してもよいことが理解される。

ガイドレール２７２は、本体２７０の側部２９４から延びる。ガイドレール２７２は、基板支持面２７６の面に実質的に垂直な向きを有することができる。ガイドレール２７２は、駆動システム２００の搬送機構とインターフェース接続するように構成される。一実施形態では、搬送機構は、ガイドレール２７２を受ける凹面シーブを有するローラ２７８である。

駆動システム２００は、ローラ２７８を作動させるためのモータ２８０を含み、モータ２７６は、このようにシステム１０１内の基板キャリア１５１の動きを制御する。一実施形態では、モータ２８０は、ベルト２９０を駆動するシーブ又はギア２９２に連結されている。ベルト２９０は、シーブ又はギア２８８とインターフェース接続される。ギア２８８は、基板キャリア１５１のレール２７２に係合するローラ２７８に結合されたシャフト２８４に連結されている。シャフト２８４は、テーブル１８０のフランジ１８２を（及び駆動システム２００のためにチャンバ１０８Ａ、１０８Ｂ、１１０Ａ、及び１１０Ｂの底壁をそれらの領域内において）貫通して通る。シール２８２は、ギア２８８及びローラ２７８に連結されたシャフト２８４の領域間の漏れ（例えば、真空漏れ）を防ぐために、シャフト２８４と係合する。

図３Ａは、鉛直方向にある図１Ａ〜図１Ｅの基板キャリア１５１の正面図を示す。基板キャリア１５１の静電チャック１５０は、電極アセンブリ４０６のアレイを含む。電極アセンブリ４０６は、独立して制御可能、独立して交換可能及び修理可能とすることができる。集積静電チャック１５０の各電極アセンブリ４０６は、少なくとも２組の分配電極４０８、４１０を含む。電極４０８、４１０は、任意の所望の構成で配置することができ、これによって基板キャリア１５１の基板支持面２７６に基板を固定するのに十分な静電気力を生成するように通電することができる。異なる組の電極４０８、４１０は、等間隔に離間させる、又は任意の他の所望の構成に配置することができる。例えば、電極４０８、４１０の組は、所望のチャッキング特性を提供するように構成された列、行、アレイ、又は他のパターンで配置することができる。電極４０８、４１０の配置に関する詳細は、図４Ａを参照して以下で更に説明する。各電極４０８、４１０は、必要に応じて、異なる電圧又は極性で荷電することができ、こうして静電気力を発生させる。複数組の電極４０８、４１０は、セラミックスチャック本体２７０の表面２７６全域に亘って静電気力を横方向に分配するように構成することができる。

第１電極４０８は、第２電極４１０の複数の電極フィンガー４２２と交互になった複数の電極フィンガー４２０を含むことができる。電極の交互のフィンガー４２０、４２２は、集積静電チャック１５０の大面積全域に亘って分布された局所的な静電引力を提供し、集積静電チャック１５０の内部では、少ないチャッキング電圧を利用しながら、凝集が高いチャッキング力を提供するすると考えられている。電極フィンガー４２０、４２２は、異なる長さ及び幾何学的形状を有するように形成されてもよい。一実施形態では、電極フィンガー４２０、４２２は、約０．１ｍｍ〜約２０ｍｍ（例えば、約０．２５ｍｍ〜約１０ｍｍ）の間の幅を有することができ、これは、チャッキングされる材料のタイプに応じて変えてもよい。望むならば、電極フィンガー４２０、４２２は、異なるサイズが互いに互い違いに構成されてもよい。電極フィンガー４２０、４２２は、所望の数の電極フィンガー４２０、４２２が形成されるまで、交互に繰り返して形成させることができる。

集積静電チャック１５０の電極アセンブリ４０６の各々は、集積静電チャック１５０の所望の領域内に提供されたチャッキング力の微調整を可能にするために、個々に制御可能とすることができる。同様に、例えば、電極アセンブリ４０６のグループが、共に制御可能であってもよい。任意の数の電極アセンブリ４０６は、任意の所望のパターン又は組み合わせで共に制御可能とすることができることが理解される。集積静電チャック１５０内の電極アセンブリ４０６の個々の又はグループの制御は、制御電子機器３５６によって制御することができ、様々なタイプの基板をキャリア１５１にチャッキングさせるように適合することができる。制御電子機器３５６は、基板キャリア１５１にオンボードとする（すなわち、基板キャリア１５１上に含まれる）ことが可能である。

電源２４０はまた、電極アセンブリ４０６の電極４０８、４１０に電気的に結合され、所望の時に電極アセンブリ４０６にチャッキング又は脱チャッキング電力を提供するように構成することができる。電源２４０はまた、制御電子機器３５６と電気的に通信することができる。このように、制御電子機器３５６は、電極アセンブリ４０６のそれぞれと独立して電源２４０からの電気信号の送達を制御するように使用することができる。

集積静電チャック１５０は、約５〜約５００の電極アセンブリ４０６（例えば、約２００〜約３００の電極アセンブリ４０６）を含むことができる。一実施形態では、集積静電チャック１５０は、約２２５の電極アセンブリ４０６を有する。別の一実施形態では、集積静電チャック１５０は、３つの電極アセンブリ４０６の約７５のグループを有する。電極アセンブリ４０６のアレイは、格子状に配置されるように図示されているが、所望のチャッキング機能に応えるために、本体２７０上に任意の形状又はパターンで構成できる。

集積静電チャック１５０に含まれる電極アセンブリ４０６は、正方形又は長方形の形状を有するものとして示されている。しかしながら、任意の形状の電極アセンブリ４０６が、集積静電チャック１５０を形成するために利用可能であることが理解される。一実施形態では、各電極アセンブリ４０６の幅３１２は、約１００ｍｍ〜約２００ｍｍの間（例えば、約１５０ｍｍ〜約１７５ｍｍの間）とすることができる。各電極アセンブリ４０６の長さ３１４は、約１００ｍｍ〜約２００ｍｍの間（例えば、約１４０ｍｍ〜約１５０ｍｍの間）とすることができる。長さ３１４及び幅３１２はまた、他のサイズを有していてもよい。

集積静電チャック１５０の占有面積は、本体２７０のサイズに相関させることができ、本体２７０の全体又は本体２７０の一部のみを覆うことができる。図示されるように、集積静電チャック１５０は、キャリア本体２７０の一部を覆う。一実施形態では、集積静電チャック１５０の幅３０８は、約１０００ｍｍ〜約３０００ｍｍの間（例えば、約２０００ｍｍ〜約２５００ｍｍの間）とすることができる。集積静電チャック１５０の長さ３１０は、約１０００ｍｍ〜約３０００ｍｍの間（例えば、約２０００ｍｍ〜約２５００ｍｍの間）とすることができる。しかしながら、前述したように、集積静電チャック１５０のサイズは、一般的に、本体２７０のサイズ、及び基板キャリア１５１と共に使用することを意図された基板のサイズに対応する。

前述のように、集積静電チャック１５０が上に配置された本体２７０は、それに結合された制御電子機器３５６、電源２４０、ガス源２４４、及び流体源２４２を有することができる。キャリア本体２７０は、金属（例えば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、及び合金）及びこれらの組合せから製造することができる。キャリア本体２７０は、正方形又は長方形の形状とすることができるが、キャリア本体２７０は、他の形状を有してもよいことが理解される。

エネルギー蓄積装置４４０（例えば、電池、コンデンサ等）は、キャリア本体２７０に結合されてもよく、又はキャリア本体２７０内に配置されてもよく、また集積静電チャック１５０に電力を蓄積及び供給するように構成されてもよい。一実施形態では、エネルギー蓄積装置４４０及び制御電子機器３５６は、集積静電チャック１５０に隣接するキャリア本体２７０に結合される。別の一実施形態では、エネルギー蓄積装置４４０は、キャリア本体２７０から離れてはいるが、集積静電チャック１５０及び制御電子機器３５６と電気的に連通して配置することができる。例えば、エネルギー蓄積装置４４０は、処理チャンバ内に配置することができ、基板をチャッキング及び基板キャリア１５１から脱チャッキングすることが望まれる場合に、集積静電チャック１５０及び制御電子機器３５６に電気的に結合することができる。エネルギー蓄積装置４４０は、一時的にチャッキング電源２４０に接続することによって、又はシステム１０１内の様々な場所に位置する誘導電力源からの誘導充電を介して再充電することができる。

動作中、１以上の基板は、基板キャリア１５１と接触して配置させることができ、制御電子装置３５６は、エネルギー蓄積装置４４０に、集積静電チャック１５０内に配置された１以上の電極アセンブリ４０６に第１チャッキング電圧を供給させることができる。集積静電チャック１５０は、基板を所望の時間（すなわち、処理中）チャッキングし、制御電子機器３５６はその後、エネルギー蓄積装置４４０に、基板キャリア１５１から基板を脱チャッキングするための第２チャッキング電圧を供給させることができる。一実施形態では、処理チャンバ内に（又は処理チャンバに隣接して）配置されたセンサは、制御電子機器３５６と通信してもよく、基板をチャッキング及び／又は脱チャッキングすることが望まれる場合に、制御電子機器３５６に信号を供給することができる。電源２４０及び制御電子機器３５６は、集積静電チャック１５０の下方にキャリア本体２７０に結合されているように示されているが、エネルギー蓄積装置４４０及び制御電子機器３５６は、任意の所望の位置で、例えば、集積静電チャック１５０の上方で又は集積静電チャック１５０の横で、キャリア本体２７０に結合される、又はキャリア本体２７０内に配置させることができることが理解される。

図３Ｂは、処理チャンバ１１０Ａの一実施形態を示す。処理チャンバ１１０Ｂは、同様に構成されている。処理チャンバ１１０Ａは、基板キャリア１５１を移動させるための駆動システム２００が内部に配置された底部３０９を有するチャンバ本体３０５を含む。唯一の駆動システム２００が、図３Ｂに示される各キャリア１５１のために示されているが、複数の駆動システム２００（図示せず）が、キャリア１５１の下方に位置している。チャンバ本体３０５は、シール可能なスリットバルブ通路３１１を含み、ロードロックチャンバ１６８Ａと処理チャンバ１１０Ａとの間で基板２０６を搬送するときに、キャリア１５１はシール可能なスリットバルブ通路３１１を通過する。

チャンバ本体３０５は、複数のガス源３０１及びプラズマ発生器３０３が内部に配置された内部容積３０７を囲む。ガス源３０１は、処理ガスを内部容積３０７に供給するためのガスパネル（図示せず）に結合される。処理ガスの例は、とりわけＳｉＮ、ＳｉＯ、及びＳｉＯＮのうちの少なくとも１つを含む基板上に膜を堆積するのに適したガスを含む。プラズマ発生器３０３は、マイクロ波源、又はプラズマを持続することができるように内部容積３０７内で処理ガスを励起するのに適した他のデバイスとすることができる。一実施形態では、ガス源３０１は、プラズマ発生器３０３と、キャリア１５１上に保持された基板２０６との間に配置される。

システム１０１内で基板を処理するために、基板２０６はまず、大気ロボット１６４Ａ、１６４Ｂによって、基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂから取り出され、デュアル基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内に配置される。一実施形態では、基板２０６は、デュアル基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内で基板キャリア１５１上に配置することができる。基板２０６が、デュアル基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内にロードされると、基板キャリア１５１は、次いで、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０に接続される。その後、吸着力がチャッキング電源２４０からキャリア１５１に供給され、これによって基板２０６を基板キャリア１５１上に確実にチャッキングすることができる。更に、冷却又は加熱流体（例えば、温度調節媒体）がオプションで、基板キャリア１５１上に配置された基板２０６の温度を制御するために、流体源２４２から基板キャリア１５１に供給することができる。更に、基板２０６と基板キャリア１５１との間の界面でのガスが、オプションでポンプダウンされ、これによって界面で良好なシール面を提供することができる。一実施形態では、処理中に基板キャリア１５１から落下することなく、基板２０６が基板キャリア１５１上にしっかりと常にチャッキングされることができることを確実にするために、エネルギー蓄積装置４４０は、オプションで基板キャリア１５１に組み込まれ、これによって基板キャリア１５１上での基板の搬送及び処理中にチャッキング電力を連続して供給する。

ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０と、基板キャリア１５１との間の接続は、（例えば、プラグ及びソケットコネクタ、ブレードコネクタ、ネジ端子、クイックディスコネクト、バナナコネクタなどを使用して）任意の適切な方法で行うことができる。一実施形態では、基板キャリア１５１は、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０の各々を基板キャリア１５１にそれぞれ結合するための、係合コネクタ３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃと解放可能に相互接続するコネクタ３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃを含む。係合コネクタ３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃは、コネクタ３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃと接続される第１状態とコネクタ３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃから切断され離れる第２状態との間で係合コネクタ３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃを移動させるアクチュエータ３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃに結合され、これによって基板キャリア１５１の動作を促進する。ガス源及び流体源２４４、２４２に結合するコネクタ３５０ａ、３５０ｃの一方又は両方は、オプションで、係合コネクタ３５１ａ、３５１ｃから切り離されたときに、コネクタ３５０ａ、３５０ｃを通る流れを防ぐために、内部チェックバルブ又はアイソレーションバルブを含むことができる。処理システムの他の領域は、同じ又は類似の装置を利用して、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０を基板キャリア１５１と結合・分離することができる。

基板２０６が基板キャリア１５１上に所望の温度で確実にチャッキングされた後、ガス源２４４、流体源２４２、及びチャッキング電源２４０は次いで、システム１０１の処理チャンバ内で更に処理するために、依然として静電チャックされた基板搬送を可能にするように、基板キャリア１５１から切断することができる。スリットバルブドアが開き、基板キャリア１５１上に配置された基板２０６は、ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ内へ搬送される。ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂはその後、概して隣接する処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの真空度まで排気される。スリットバルブドアは、その後開かれ、基板キャリア１５１上に配置された基板２０６は、処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂ内へ搬送される。処理の後、システム１０１から基板２０６を除去するためにシーケンスが反転される。

図４Ａは、基板キャリア１５１の一実施形態の分解図を示す。基板キャリア１５１は、剛性のある支持ベース４０４上に配置された集積静電チャック１５０を含む。集積静電チャック１５０は、図３Ａを参照して上述のような電極アセンブリ４０６と、電極アセンブリ４０６上に配置された封止部材４０２を含む。集積静電チャック１５０と剛性のある支持ベース４０４は共に、基板キャリア１５１の本体２７０を形成する。剛性のある支持ベース４０４は、基板キャリア１５１の底面２７４を画定し、一方、封止部材４０２は、基板キャリア１５１の基板支持面２７６を画定する。図示していないが、本体２７０は、貫通するリフトピン穴を含むことができる。

図４Ａの実施形態では、剛性のある支持ベース４０４は、電極アセンブリ４０６及び封止部材４０２の形状及びサイズに実質的に一致する（辺２９４によって画定される）周囲を有する矩形状の形状を有し、これによって基板２０６がそこに固定されるための類似の形状及びサイズを有することを可能にする。剛性のある支持ベース４０４、電極アセンブリ４０６、及び封止部材４０２は、ワークピース（例えば、基板２０６）の形状に対応するために必要に応じて選択された代替的な形状又は幾何学的形状を有してもよいことに留意すべきである。例えば、基板キャリア１５１は、長方形の空間範囲で図示されているが、基板キャリア１５１の空間範囲は、代替的に異なる基板に対応するような他の幾何学的形状（例えば、円形の基板に対応するような円形の幾何学的形状）を有してもよいことが理解される。

一実施形態では、剛性のある支持ベース４０４は、絶縁材料（例えば、誘電体材料又はセラミックス材料）から製造することができる。セラミックス材料又は誘電体材料の好適な例としては、ポリマー（例えば、ポリイミド）、酸化ケイ素（例えば、石英又はガラス）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリウム含有材料、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが挙げられる。オプションで、剛性のある支持ベース４０４は、電極アセンブリ４０６に対向する剛性のある支持ベース４０４の表面上に配置された誘電体層を有する金属又は金属体であってもよい。

電極アセンブリ４０６は、剛性のある支持ベース４０４上に配置され、少なくとも２つの分配電極４０８、４１０を含む。チャッキング電圧が印加されると、各電極４０８、４１０は、異なる電圧又は極性で充電され、こうして静電気力を生成することができる。電極アセンブリ４０６の電極４０８、４１０は、基板キャリア１５１の幅の少なくとも２倍の距離に沿って静電気力を分配するように構成される。各電極４０８、４１０は、他の電極の複数の幾何学的な形状の中でも互い違いの又は介在した複数の幾何学的形状を有することができる。図４Ａに示されるように、電極４０８を含む複数の電極フィンガー４２０は、電極４１０を含む複数の電極フィンガー４２２と互い違いになっている。分配電極４０８、４１０の互い違いのフィンガー４２０、４２２は、少ないチャッキング電力を利用しながら集合的に高い吸着力を提供する基板キャリア１５１の大面積全域に亘って分布した局所的な静電引力を提供すると考えられている。電極フィンガー４２０、４２２は、異なる形状、長さ、及び幾何学的形状を有するように形成されてもよい。一例では、電極フィンガー４２０、４２２の一方又は両方は、相互接続された電極アイランド４２４から形成されてもよい。電極アイランド４２４間の相互接続４２６は、図４Ａに示されるように、電極４０８、４１０の平面内にあってもよく、又は平面外（例えば、ジャンパ及び／又はビアの形態で）にあってもよい。一実施形態では、電極フィンガー４２０、４２２は、約０．２５ｍｍ〜約１０ｍｍの間の幅４１６を有する。

一実施形態では、電極アセンブリ４０６は、隣接する封止部材４０２及び剛性のある支持ベース４０４に類似の熱膨張係数を有する、金属材料（例えば、アルミニウムシリコン合金）から製造することができる。一実施形態では、電極アセンブリ４０６の熱膨張係数は、約４μｍ／（ｍ・Ｋ）〜約６μｍ／（ｍ・Ｋ）の間にあり、概して封止部材４０２の熱膨張係数の２０％以内である。

第１電極４０８の電極フィンガー４２０の各々の間には、第２電極４１０の電極フィンガー４２２を受け入れるように空間４３３が画定される。空間４３３は、エアギャップとする、誘電体スペーサ材料で充填させる、又は剛性のある支持ベース４０４又は封止部材４０２の少なくとも１つで充填させることができる。

ビア４６０、４６２は、第１及び第２電極４０８、４１０をチャッキング電源２４０に結合するために、剛性のある支持ベース４０４を貫通して形成することができる。いくつかの実施形態では、オプションのオンボード電源４４０が、剛性のある支持ベース４０４内に配置され、ビア４６０、４６２によって第１及び第２電極４０８、４１０に接続され、これによって基板２０６をチャッキングするための電力を供給することができる。オンボード電源４４０は、電池、コンデンサ、スーパーキャパシタ、ウルトラバッテリー、又は他の適切なエネルギー蓄積装置とすることができる。例えば、オンボード電源４４０は、リチウムイオン電池とすることができ、剛性のある支持ベース４０４又はシステム１０１から除去することなく、オンボード電源４４０を再充電するための剛性のある支持ベース４０４の外側の（図３Ｂにおいてコネクタ３５０ｂとして図示される）端子接続部を有することができる。

封止部材４０２は、一体構造として基板キャリア１５１の本体２７０を形成するために、電極アセンブリ４０６を挟む剛性のある支持ベース４０４上に配置されている。封止部材４０２は、上で基板２０６をチャッキングする絶縁表面を提供するために、電極アセンブリ４０６上に配置される。封止部材４０２は、下地の電極アセンブリ４０６の熱特性と実質的に一致する熱特性（例えば、熱膨張係数）を有する材料から製造することができる。いくつかの実施形態では、封止部材４０２を製造するために利用される材料は、剛性のある支持ベース４０４を製造するためにも利用される。

封止部材４０２、電極アセンブリ４０６、及び剛性のある支持ベース４０４が共に積層された後、封止部材４０２、電極アセンブリ４０６、及び剛性のある支持ベース４０４を共に融合し、基板キャリア１５１の本体２７０を含む積層構造を形成するために接着プロセス（例えば、アニール処理）が実行される。封止部材４０２、電極アセンブリ４０６、及び剛性のある支持ベース４０４が（例えば、３００℃を超える）高温環境で動作するために必要とされる実施形態では、これらの３つのコンポーネントを製造するために利用される材料は、アニール処理時に高温熱処理に耐えることができる耐熱性材料（例えば、セラミックス材料又はガラス材料）から選択することができる。一実施形態では、封止部材４０２及び剛性のある支持ベース４０４は、良好な強度及び耐久性、並びに良好な熱伝達特性を提供する、セラミックス材料、ガラス材料、又はセラミックと金属材料の複合材料から製造することができる。封止部材４０２及び剛性のある支持ベース４０４を製造するために選択される材料は、高温の熱負荷の下で応力又は故障を引き起こす可能性のある熱膨張の不一致を低減するために中間電極アセンブリ４０６と実質的に一致する熱膨張係数を有することができる。一実施形態では、封止部材４０２の熱膨張係数は、約２μｍ／（ｍ・Ｋ）〜約８μｍ／（ｍ・Ｋ）の間である。封止部材４０２及び剛性のある支持ベース４０４を製作するのに適したセラミックス材料は、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、イットリウム含有材料、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、又は窒化チタン（ＴｉＮ）を含むことができるが、これらに限定されない。別の一実施形態では、封止部材４０２及び剛性のある支持ベース４０４は、セラミックス及び金属の異なる組成を含む複合材料（例えば、セラミックス粒子を分散させた金属）から製作することができる。

動作中、静電気力を発生させるために、電荷を第１電極４０８に印加させることができ、異なる電荷を第２電極４１０に印加させることができる。異なる電荷は、第１電極４０８に印加された電荷とは逆の、低い又は高い電荷とすることができる。チャッキング時には、電極４０８、４１０によって発生する静電気力は、基板２０６を封止部材４０２の基板支持面２７６に確実に保持する。チャッキング電源２４０から供給される電力がオフされると、電極４０８、４１０間の界面４１８に存在する電荷は、長期間にわたって維持することができ、こうして電力が除去された後に基板２０６が基板キャリア１５１にチャッキングされたままにできる。基板キャリア１５１に保持された基板を解放するには、界面４１８に存在する電荷を除去するために、逆極性の短パルスの電力を、より迅速に、電極４０８、４１０に提供させることができる。

電極４０８、４１０はまた、基板キャリア１５１、（図１Ａ〜図１Ｄに示されるような）マスク１３２ａ、１３２ｂ及び基板２０６を基板キャリア１５１にチャッキングする第１モードと、少なくともマスク１３２ａ、１３２ｂを基板キャリア１５１にチャッキングしない第２モードで選択的に動作させることができる。一例では、第１モードは、電極アセンブリ４０６をバイポーラ静電チャックとして動作させるように、電極アセンブリ４０６の電極４０８、４１０に通電することができる。バイポーラ静電チャックとして動作すると、基板キャリア１５１に結合された電極アセンブリ４０６の第１電極４０８は、第１正電圧で通電され、一方、基板キャリア１５１に結合された電極アセンブリ４０６の第２電極４１０は、第１負電圧で通電される。生成されたその結果のバイポーラ静電気力は、接地された金属マスク１３２ａ、１３２ｂ及び基板２０６の両方を基板キャリア１５１にチャッキングする。ユニポーラ（すなわち、単極）静電チャックとして動作すると、基板キャリア１５１に結合された電極アセンブリ４０６の第１電極４０８は、正電圧で通電され、一方、基板キャリア１５１に結合された電極アセンブリ４０６の第２電極４１０は、ゼロ電圧又はその近傍に通電される。生成された結果のユニポーラ静電気力は、基板２０６のみを基板キャリア１５１にチャッキングし、接地された金属マスク１３２ａ、１３２ｂをキャリア１５１にチャッキングすることができる力をほとんど又は全く生成しない。基板キャリア１５１のオンボードの制御電子機器３５６は、どの電極アセンブリ４０６が第１又は第２モードで動作されるか独立してアドレス指定（すなわち、選択）することができるので、こうして制御電子機器３５６もまた、金属マスク１３２ａ、１３２ｂのどの部分が基板キャリア１５１にチャッキングされるかを選択する。

図４Ｂは、鉛直方向における基板キャリア１５１の側面図を示している。図４Ａで上述したように、基板キャリア１５１は、剛性のある支持ベース４０４上に配置された集積静電チャック１５０を含む。複数の電子リード線４９０は、剛性のある支持ベース４０４内に存在する制御電子機器３５６に電極アセンブリ４０６を電気的に結合することができる。あるいはまた、静電チャック１５０を制御電子機器３５６に結合するリード線は、基板キャリア１５１又はベース４０４の外部に、例えば、溝（図示せず）内に、ルーティングさせてもよい。図５Ａ〜図５Ｃで以下に更に説明されるように、シールリッジ、弾性シール、又はＯリング５５５が、基板支持面２７６の上方に突出して存在しており、これによって、基板２０６の下に熱伝達媒体を閉じ込めるように基板２０６に接触している。

図５Ａは、集積電極アセンブリ４０６を備えた基板キャリア１５１の断面図を示す。基板キャリア１５１は、任意の他の好適な場所又は装置（例えば、ロボットブレード、コンベア、鉛直又は水平方向の基板支持体、又は基板の位置決め又は搬送が望まれる処理システム内の他の場所）の上に配置される、中に埋め込まれる、注入される、又は設置されることができることに留意すべきである。更に、基板キャリア１５１は、周囲の雰囲気、真空条件、又は昇圧条件にさらされる処理装置を含む、他の処理ツール及び装置内で使用することができる。

図５Ａの断面図に示されるように、負の電荷を第１電極４０８に印加することができ、正の電荷を第２電極４１０に印加することができ、これによって逆極性、すなわち正電荷と負電荷を有する電荷を基板２０６に誘導し、これによって基板キャリア１５１の基板支持面２７６に基板２０６をチャッキングする静電気力を発生させる。例えば、基板２０６は、第１電極４０８の電極フィンガー４２０上の負電荷は、基板キャリア１５１の基板支持面２７６上で基板２０６に確実に位置決めするための静電気力を生成するように、正電荷５０４を局所的に発生させるように基板２０６を誘導することができる。同様に、第２電極４１０の電極フィンガー４２２上の正電荷は、負電荷５０２を局所的に発生させるように基板２０６を誘導することができる。第１及び第２電極４０８、４１０の互い違いの電極フィンガー４２０、４２２のため、界面４１８に分布した局在化された静電場は、従来のバイポーラ静電チャックと比較して非常に長く、これによって電極アセンブリ４０６から電力を除去した後、長期間、基板キャリア１５１の基板支持面２７６に基板２０６を良好に保持する静電気力を発生させる。電力が電極アセンブリ４０６に供給されることのない長いチャッキング時間は、基板２０６（特に、２００μｍ未満の薄い基板）上に形成される電荷欠陥の可能性を低減し、同時に基板の破損及び損傷を低減するのを助ける。更に、長い界面４１８は、従来の静電チャックと比べて少ない電力を利用しながら、基板２０６をチャッキングするのに十分な静電気力が生成されることを可能にする。

先に図３Ｂを参照して説明したように、基板キャリア１５１は、迅速な電気的切断を含む迅速／インスタント切断機構を含むことができる。コネクタ３５０ｂは、接触パッド、プラグ及びソケットコネクタ、バナナコネクタ、スペードコネクタ、及びねじ端子のうちの少なくとも１つとすることができる。図５Ａに示される実施形態では、コネクタ３５０ｂは、電源２４０を電極アセンブリ４０６から迅速かつ自動的に切断可能とする接触パッド５９４の形態である。接触パッド５９４は、剛性のある支持ベース４０４の底面２７４又は側部２９４上に形成することができる。接触パッド５９４は、ビア４６０、４６２を貫通して電極アセンブリ４０６に結合される。（図３Ｂに示される）アクチュエータ３５２ｂは、基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ、及びオプションで処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂ内に配置させることができ、これによって電極アセンブリ４０６が電源２４０によって通電されることを可能にし、及び／又は電源２４０がオプションのエネルギー蓄積装置４４０（図５Ａには図示せず）を周期的に再充電することを可能にする。自動接続及び切断は、システム１０１が手動の介入なしに動作している間に、接触パッド５９４が電極アセンブリ４０６を電源２４０から切断／接続することを可能にすることを意味することを意図している。他の供給源２４２、２４４の接続／切断は、同様に構成されてもよい。

上述したように、基板キャリア１５１は、基板２０６の温度を熱制御するように構成されている。一実施形態では、キャリア１５１の支持ベース４０４は、冷却／加熱リザーバ５０８を含む。リザーバ５０８は、温度調節媒体（例えば、流体、気体又はそれらの組み合わせ）を流体源２４２から受け取るように構成されている。リザーバ５０８は、入口ポート５１０及び出口ポート５１２として図５Ａに示されるコネクタ３５０ｃを介して流体源２４２に接続されている。冷却／加熱リザーバ５０８は、例えば、キャリア１５１の１つの領域内に他と比べてより多くの量の温度調節媒体を循環させることによって、基板支持面２７６の横方向の温度プロファイルを制御するように構成することができる。流体源２４２に結合されながら、温度調節媒体は、リザーバ５０８を通って循環することができるが、ポート５１０、５１２の各々は、キャリア１５１が、流体源２４２から切り離されて、システム１０１を通って移動しながら、温度調節媒体がキャリア１５１のリザーバ５０８内にトラップされたままにされることを可能にする一体型のチェックバルブ又はアイソレーションバルブを含んでいてもよい。トラップされた温度調節媒体は、追加の温度制御機能なしの基板支持体と比較して、より長い期間、所望の温度又は所望の温度近くで基板２０６を保持するように機能する熱源（又は、温度差に応じて、シンク）を提供する。基板支持面２７６及びその上に保持された基板２０６の温度は、複数の温度センサ（図示せず）を使用して監視することができる。

基板キャリア１５１の基板支持表面２７６と基板２０６との間の熱交換を更に高めるために、熱伝達媒体をそれらの間に供給してもよい。熱伝熱媒体は、基板キャリア１５１の本体２７０を貫通するガス通路５２４を介して基板支持面２７６に供給される。熱伝達媒体５２４は、本体２７０を貫通して形成された通路５２４を介してガス源２４４から、基板２０６の下方に配置された基板支持面２７６の部分５２２へと供給される裏面ガスの形態であってもよい。熱伝達媒体（例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素など）は、基板２０６と基板支持面２７６との間に良好な熱伝導を提供する。通路５２４は、コネクタ３５０ａで終端を迎える。コネクタ３５０ａは、ガス源が除去された後で、熱伝達媒体ガスの残留量が基板２０６と基板キャリア１５１の基板支持面２７６との間に保持されることを可能にする一体型のチェックバルブ又はアイソレーションバルブを含むことができる。基板２０６と基板キャリア１５１との間の熱伝達媒体のトラップは、基板２０６の下に熱伝達媒体を閉じ込めるように基板２０６に接触する基板支持面２７６の上方に突出するシールリッジ、弾性シール、又はＯリング５５５によって補助されてもよい。熱伝達媒体は、基板２０６を基板キャリア１５１上にチャッキングするのを支援するために、所望の圧力（例えば、１トール〜３トールの間）で、基板２０６と、基板支持面２７６の一部５２２との間に導入することができる。また、基板が基板キャリア１５１から解放されるときに、キャリア１５１から基板２０６を解放するのを助けるために、熱伝達媒体又は他のガスが、基板２０６と基板支持面２７６との間の界面に供給されてもよい。

基板２０６と基板支持面２７６との間の領域は、オプションでチャッキング前にキャリア１５１に基板２０６を固定するのを支援するために、通路５２４（又は他の通路）を介して排気してもよい。例えば、ガス源２４４はまた、キャリア１５１に基板２０６を一時的に固定する真空を生成するために、通路５２４を通して真空を引き、その後基板２０６をキャリア１５１に静電的に固定するために電力を電極アセンブリ４０６に供給することができるように構成することができる。基板２０６が一旦キャリア１５１に静電的に固定されると、基板２０６と基板支持面２７６との間の領域は、上述したように、熱伝達媒体を充填することができる。

図５Ｂは、鉛直方向に回転させた基板キャリア１５１の断面図を示している。鉛直方向の場合、図２に示されるように、基板キャリア１５１のガイドレール２７２は、概して、基板２０６の下を向き、これによってキャリア１５１が駆動システム２００とインターフェース接続することを可能にする。基板キャリア１５１のガイドレール２７２は、基板の上方からキャリアに係合する駆動システムとインターフェース接続するために、基板２０６の上方を向いてもよいことが理解される。

図５Ｃは、封止部材４０２と剛性のある支持ベース４０４との間に配置された追加的な膨張補償層５４５を有する基板キャリア１５１の更なる別の一実施形態の断面図を示している。膨張補償層５４５は、封止部材と同様の熱膨張係数を有するが、支持ベース４０４に容易に取り付け可能なように選択される。この実施形態では、電極アセンブリ４０６は、封止部材４０２内に配置することができる。膨張補償層５４５は、代替的に、静電チャック１５０と支持ベース４０４との間の熱膨張係数を有していてもよい。このように、膨張補償層５４５は、熱膨張の差に起因する剛性のある支持ベース４０４からの封止部材４０２の層間剥離を防止する働きをする。一実施形態では、膨張補償層５４５は、ニッケル−コバルト鉄合金（例えば、ＫＯＶＡＲ（商標名）材料）である。膨張補償層５４５はまた、電極アセンブリ４０６の各々又はグループが、別個の膨張補償層５４５を用いてベース４０４に取り付けられるようにセグメント化されてもよい。

図５Ｃに示される実施形態では、剛性のある支持ベース４０４及び／又は裏面ガスを供給するためにキャリア１５１の本体２７０を貫通するガス通路５２４内に形成された冷却／加熱リザーバ５０８は、必要に応じて省略してもよい。冷却／加熱リザーバ５０８が存在しない実施態様では、剛性のある支持ベース４０４の質量は、処理中に基板の温度変化を減衰させるのを補助する熱的リザーバを提供するように増加させてもよい。

図６は、剛性のある支持ベース４０４上に配置された別々の埋め込み電極アセンブリ６０２のアレイ（そのいくつかは６０２Ａ、６０２Ｂ、及び６０２Ｃとラベル付けされている）を有する基板キャリア６００の別の一実施形態を示す。図４に示されるような単一の大きな電極アセンブリ４０６の代わりに、複数の電極アセンブリ６０２が、キャリア６００の表面全域に亘ってアレイ状に配置されている。電極アセンブリ６０２は、同時に通電される、個別に通電される、又は１以上の電極アセンブリのグループ６０２で通電されることができる。処理中、基板キャリア６００と共に基板２０６は、熱膨張を受ける可能性がある。複数の電極アセンブリ６０２を利用することは、電極アセンブリ６０２が熱膨張に起因して別々に移動することを許容することができ、これによって基板キャリア６００が熱加工中に過度に圧力を加えられることを防止し、これは基板キャリア６００に変形又は損傷をもたらす可能性があると考えられている。複数の弾性カップリング６０４は、隣接する電極アセンブリ６０２を結合し、これによって基板キャリア６００の各電極アセンブリ６０２を所望の相対位置に維持し、同時にいくらかの運動を許容することができる。一実施形態では、電極アセンブリ６０２は、キャリア６００上に過度の応力を生成することなく、温度変化にさらされたとき、電極アセンブリ６０２が変位することを可能にする電極アセンブリ６０２間に画定される開口部６０６を挟んで弾性カップリング６０４によって分離することができる。

別の一実施形態では、電極アセンブリ６０２は、選択的に通電・非通電することができ、これによってワークピース（例えば、基板）及び／又はマスクは、異なる時間に異なる場所でキャリア６００に保持することができる。このように、電極アセンブリ６０２は、どの電極アセンブリ６０２がワークピースをキャリア６００に、アクティブに保持しているかを（例えば、ワークピース全域に亘って横方向に）順序づけることによって、熱膨張に起因する応力は、温度変化に対して基板全体を連続して保持するキャリアと比較して低減可能である。

図７は、集積静電チャックを有する基板キャリアを用いた縦型処理システムを介して基板を搬送するための方法のフロー図を示す。基板を搬送するために使用される基板キャリアは、図１〜図５Ｃを参照して上述したような基板キャリア１５１とすることができる、又は本開示の構成を含むように適合された他の適切な基板キャリアとすることができる。

本方法７００は、処理システム１０１又は他の処理システム内の基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内に配置された基板キャリア（例えば、基板キャリア１５１）上に基板（例えば、上述のような基板２０６）を搬送することによりブロック７０２で始まる。キャリア１５１は、実質的に水平方向にありながら、例えば、フリップテーブル１８０上に配置されながら、基板２０６は、基板キャリア１５１上にロードすることができる。

ブロック７０４では、基板キャリア１５１は、流体源２４２に接続される。基板キャリア１５１は、必要に応じて、基板２０６が、基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ、基板ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ、又は基板処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂのいずれかの中でキャリア１５１上にロードされる前、中、又は後に、任意の順序で、流体源２４２に接続することができる。

上述したようには、流体源２４２は、支持ベース４０４内に形成された冷却／加熱リザーバ５０８に温度調節媒体を供給することができる。温度調節媒体は、摂氏約５度〜摂氏約１２０℃の間の温度に制御することができ、これによって処理前、処理中、又は処理後に、基板の温度を調節する。

ブロック７０６では、チャッキング電源２４０は、電極アセンブリ４０６に接続される。チャッキング電源２４０は、電極アセンブリ４０６にＤＣ又はＡＣ電力を供給し、これによって基板キャリア１５１上で基板２０６を確実にチャッキングするために用いられる静電吸着力を発生させる。一実施形態では、チャッキング電源２４０は、キャリア１５１から離れて基板２０６をチャッキングするために電力を誘導結合することができる。静電吸着力は、キャリア１５１が鉛直方向にいながら、キャリア１５１に基板２０６を保持するのに十分である。あるいはまた、基板は、キャリア１５１にオンボードに配置されたエネルギー蓄積装置４４０によって電極アセンブリ４０６に供給される電力を使用してチャッキングされてもよい。

同様に、基板キャリア１５１は、必要に応じて、基板２０６が、基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ、基板ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ、又は基板処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂのいずれかの中でキャリア１５１上にロードされる前、中、又は後に、任意の順序で、チャッキング電源２４０に接続することができる。

ブロック７０８では、キャリアの熱伝達媒体を供給するか、又は基板キャリア１５１に基板２０６を真空チャックするかのうちの少なくとも１つのために、ガス源２４４が、キャリア１５１に接続される。一実施形態では、基板２０６が基板支持面２７６に静電吸着される前に、基板２０６の裏面と基板支持面２７６との間に存在するガスを送り出すために、ガス源２４４が使用され、これによって基板２０６を基板キャリア１５１に固定するのを助長する基板２０６がキャリア１５１に真空吸着される実施形態では、基板が基板キャリア１５１に静電的にチャッキングされた後に、基板２０６の裏面と基板支持面２７６との間にオプションで熱伝達媒体が供給されてもよい。

同様に、基板キャリア１５１は、必要に応じて、基板２０６が、基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ、基板ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ、又は基板処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂのいずれかの中でキャリア１５１上にロードされる前、中、又は後に、任意の順序で、ガス源２４４に接続することができる。

なお、方法７００のブロック７０４、７０６、及び７０８に記載されたプロセスは、異なる順序で又は同時に実行されてもよいことに留意すべきである。

ブロック７１０では、キャリア１５１に接続された供給源を切断することができるかどうかを判断するために、検査プロセスを実行することができる。表面２７６及び／又は基板２０６を支持する基板を所定の温度に達した後、例えば、一旦、基板支持面２７６及び／又は基板２０６が所定の温度に到達し、基板が基板支持面２７６に確実にチャッキングされ、熱伝達媒体が基板２０６とキャリア１５１の基板支持面２７６との間の界面に供給されると、供給源２４０、２４２、２４４は、ブロック７１８で切断することができる。基板又はキャリアの温度が所望の温度に到達していない場合には、基板又はキャリアの所望の温度に到達するまで、リザーバ５０８に提供された媒体温度調節がその後、連続的に循環又は温度調節される。同様に、基板が基板支持面２７６上に確実にチャッキングされているかどうかを決定するために、検査プロセスを行うことができる。もしも、基板２０６がまだキャリア１５１上に確実にチャッキングされていないならば、その後チャッキング電力は、より長い期間又はより高い電圧で電極アセンブリ４０６に印加することができる。上述したように、基板２０６と基板支持面２７６との間の界面はまた、静電気力を提供する前に排気することができる。

ブロック７１８では、供給源２４０、２４２、２４４が基板キャリア１５１から分離された後、基板キャリア１５１は、ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂへの搬送、及び基板２０６の処理のための処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂへの更なる搬送の準備ができている。

キャリアがオンボード電源４４０を含むいくつかの実施形態では、ブロック７０２で説明された手順及び電源２４０への他の参照は省略することができる。

ブロック７２０では、基板キャリア１５１上にチャッキングされた基板２０６は、ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂを介して、処理用の処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂに搬送される。あるいはまた、上述のように、ブロック７０４、７０６、７０８で説明されたプロセスは、基板ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂ及び／又は基板処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂ内で実行することができる。

基板キャリア１５１が水平位置にある場合、キャリア１５１は、ロードロックチャンバ１６８Ａ、１６８Ｂに入る前に実質的に鉛直方向に回転される。キャリア１５１上に配置された基板２０６が処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂ内で処理された後、基板キャリア１５１は、システム１０１を通って基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂまで移動して戻る。基板キャリア１５１が、基板ロードステーション１６６Ａ、１６６Ｂ内に戻ると、流体源２４２、チャッキング電源２４０、及びガス源２４４は、次いでキャリア１５１に再接続され、これによって基板の温度を制御し（例えば、基板を冷却し）、基板２０６がキャリア１５１から解放され、ロボット１６４Ａ、１６４Ｂによって基板積載モジュール１６２Ａ、１６２Ｂに戻すことができるように、電極アセンブリ４０６に脱チャッキング信号を提供することができる。

いくつかの実施形態では、１以上の供給源２４０、２４２、又は２４４は、基板２０６を処理しながら、処理チャンバ１１４Ａ、１１４Ｂ内でキャリア１５１に一時的に再接続することができる。このような実施形態では、キャリア１５１を処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂから取り外すことができるように、基板が処理された後で、供給源２４０、２４２、又は２４４は、キャリア１５１から切り離される。

上述の基板キャリア１５１は、基板の処理中に、様々な方法で利用することができる。電極アセンブリの各々又はグループが、個別にアドレス指定可能に制御可能である実施形態では、キャリア１５１は、処理中にマスク１３１及び／又は基板の異なる部分をチャッッキング及び解放するために利用することができる。処理中にマスク１３１及び／又は基板２０６の異なる部分を選択的に解放する及びチャッッキングすることは、処理しながらマスク１３１を動的に位置合わせする能力を増強する、及び／又はマスク１３１の熱膨張によって引き起こされる応力を解放する能力を増強する。以下は、基板２０６上に材料を堆積させながら、マスク１３１の一部を選択的にチャッキング及び解放するキャリア１５１を用いて基板を処理する方法のいくつかの例である。例は説明的であり、キャリア１５１は、他の方法を利用して基板を処理するように容易に適合されることが理解される。

図８Ａ〜図８Ｃは、図９に示される基板を処理するための方法９００の一実施形態に対応するキャリア８００と及びノズル８０４の連続図である。まず、図８Ａを参照すると、キャリア８００に対して第１位置にディスペンスノズル８０４を有する処理チャンバ（例えば、処理チャンバ１１０）内に配置されたキャリア８００の上面図が、概略的に示されている。ノズル８０４及びキャリア８００は、図８Ａ〜図８Ｃには図示されない、基板上に材料の層を堆積させるために、ノズル８０４がキャリア８００の全域に亘って横断するように、互いに対して運動するように構成される。図８Ａに示される例では、ノズル８０４は、キャリア８００の第１端部８０６の近傍に配置され、第１端部８０６の反対側にあるキャリア８００の第２端部８０８に向かってキャリア８００を横切る第１方向に移動する。

キャリア８００は、電極アセンブリ８０２_１〜８０２_Ｎの列のように図示され、集合的に電極列８０２とも呼ばれる複数の電極アセンブリを有するキャリア１５１を参照して上述したように構成される。各電極列８０２_１−Ｎ内の各電極アセンブリは、特定の電極アセンブリの電極ペア内、電極列８０２内の電極アセンブリ間、又は１以上の他の電極列８０２に対する１つの電極列に、上述のように個別に通電可能な１ペアの電極を含む。こうして、電極アセンブリ内の各電極は、他の電極アセンブリに対してアドレス指定可能に個別に通電させることができる。これは、電極アセンブリが、マスク及び基板をチャッキングする第１モード、及び少なくともマスクをチャッキングしない第２モードで動作されることを可能にする。第２モードは、マスクをチャッキングするように動作可能とすることができる。例えば、動作の第１モードでは、電極アセンブリは、バイポーラ静電チャックとして動作するためにコントローラによって通電することができる。上述のように、動作のユニポーラモードで動作される場合は、キャリア８００は、基板とマスク（例えば、ＯＬＥＤ堆積プロセス内で使用される接地された微細金属マスク）の両方をキャリア８００にチャッキングするように動作させることができる。別の一例では、動作の第２モードでは、電極アセンブリは、バイポーラ静電チャックとして動作するようにコントローラによって通電することができる。動作のバイポーラモードで動作される場合は、キャリア８００は、基板をキャリア８００に単にチャッキングする、つまり、金属マスクがキャリア８００にチャッキングされないように動作させることができる。

ここで更に図９を参照すると、堆積方法９００は、ブロック９０２において、基板上に、有機、無機、又はハイブリッド有機／無機材料の少なくとも１つを堆積することにより開始される。堆積プロセスは、基板の第１端部８０６で、例えば、第１端部８０６に最も近い電極列８０２_１のほぼ前に位置するノズル８０４によって開始する。ノズル８０４は、蒸着プロセスを通して有機材料を堆積させるのに適した処理ガスを分注（ディスペンス）する。あるいはまた、材料の層は、他の技術（例えば、とりわけ、プラズマ強化化学蒸着法）を用いて基板上に堆積させることができる。

ノズル８０４は、電極列８０２_１に隣接して配置されている間、電極列８０２_１内の電極アセンブリは、ユニポーラモードで動作し、これによって基板とマスクの両方をキャリア８００にチャッキングすることができる。電極列８０２_１内には無い、すなわち電極列８０２_２−Ｎ内の他の電極アセンブリは、バイポーラモードで動作し、これによって基板のみをキャリア８００にチャッキングし、マスクはチャッキングしないことが可能である。

ブロック９０４では、キャリア８００の第１端部から離れて横断するノズル８０４は、図８Ｂに示されるように、電極列８０２_１から離れて、電極列８０２_２のほぼ前の位置まで移動する。ノズル８０４が電極列８０２_２に隣接して位置するとき、電極列８０２_２内の電極アセンブリは、バイポーラモードでの動作からユニポーラモードへ切り替え、これによって基板とマスクの両方をキャリア８００にチャッキングする。電極列８０２_２内には無い、すなわち電極列８０２_１及び８０２_３−Ｎ内の他の電極アセンブリは、バイポーラモードで動作し、これによって基板のみをキャリア８００にチャッキングし、マスクはチャッキングしないことが可能である。

ブロック９０６では、ノズル８０４は、キャリア８００の第１端部８０６から第１方向に依然として横断しながら、図８Ｃに示されるように、電極列８０２_２から離れて、電極列８０２_３のほぼ前の位置まで移動する。ノズル８０４が電極列８０２_３に隣接して位置するとき、電極列８０２_３内の電極アセンブリは、バイポーラモードでの動作からユニポーラモードへ切り替え、これによって基板とマスクの両方をキャリア８００にチャッキングする。電極列８０２_３内には無い、すなわち電極列８０２_１−２及び８０２_４−Ｎ内の他の電極アセンブリは、バイポーラモードで動作し、これによって基板のみをキャリア８００にチャッキングし、マスクはチャッキングしないことが可能である。

ブロック９０８では、ノズル８０４の前方に位置していない電極列８０２内の他の電極アセンブリを操作しながら、バイポーラモードにおいてノズル８０４の前方に位置する電極列８０２内の電極アセンブリをバイポーラモードで動作させ、同時にノズル８０４の前方に位置していない電極列８０２内の他の電極アセンブリをユニポーラモードで動作させるパターンは、ノズル８０４が、キャリア８００に隣接する電極列８０２_Ｎの第２端部８０８に到達するまで継続する。ブロック９０８の終了時のノズル８０４は、完全に基板を横切って横断するので、堆積材料の均一な層が基板の幅全域に亘って堆積されている。

このように、堆積方法９００の間、ノズル８０４と整列された電極列８０２の電極アセンブリのみが、マスクをチャッキングするように動作され、一方、ノズル８０４から横方向にオフセットされた電極列８０２の電極アセンブリは、基板をチャッキングし、マスクをチャッキングしないように動作される。コントローラは、電極アセンブリの各々に適切な信号を提供し、これによってキャリアの様々な電極アセンブリに対するノズル８０４の位置に電極アセンブリの状態（すなわち、動作モード）を同期させることができる。一実施形態では、コントローラは、堆積プロセスの開始時刻とノズル進行の所定の速度に基づいて、電極アセンブリの動作モード（すなわち、マスクチャッキング、非マスクチャッキング）を選択してもよい。別の一実施形態では、コントローラは、キャリアに対するノズル８０４のセンシングされた位置に基づいて、電極アセンブリの動作モードを選択してもよい。他の同期技術を利用してもよいことが理解される。

図１０は、基板を処理するための様々な方法を説明するために提供される電極アセンブリのアレイを有するキャリア１０００の概略図であり、その一例が、図１１のフロー図に示される。キャリア１０００は、電極アセンブリのアレイ（集合的に１００２と称される）を有するキャリア１５１に関連して上述したように構成される。キャリア１０００の水平方向及び鉛直方向の中心での電極アセンブリは、図１１に示される基板を処理する方法１１００を説明するための基準点として電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃとして指定される。アレイ内の電極アセンブリ１００２は、キャリア１０００の最も左上の隅にある電極アセンブリ１００２_{Ｃ−Ｎ，Ｃ＋Ｊ}と、キャリア１０００の最も右上の隅にある電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋Ｍ，Ｃ＋Ｊ}と、キャリア１０００の最も左下の隅にある電極アセンブリ１００２_{Ｃ−Ｎ，Ｃ−Ｋ}と、キャリア１０００の最も右下の隅にある電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋Ｍ，Ｃ−Ｋ}との間に延在する。Ｍ、Ｎ、Ｋ、及びＪは、正の整数であり、デカルト格子内の中心からの電極アセンブリの番号を示す。電極アセンブリ１００２の各々又はグループは、マスクをチャッキングするか、又はチャッキングしないかのモードが個別に操作される。

ここで更に図１１を参照すると、堆積方法１１００は、ブロック１１０２で基板上に有機、無機、又はハイブリッド有機／無機材料のうちの少なくとも１つを堆積することで開始される。堆積することができる材料の例は、シリコン含有材料（とりわけ、ＳｉＮ、ＳｉＯ、及びＳｉＯＮ等）を含む。材料の層は、処理チャンバ（例えば、図１Ａ〜図１Ｅに示される処理チャンバ１１０又は他の好適な処理チャンバ）内で堆積させることができる。ブロック１１０２では、ユニポーラモードで電極アセンブリ１００２を操作することによって、マスク及び基板が、キャリア１０００に均一にチャッキングされる。

ブロック１１０４では、材料が依然として基板に堆積されている間、かつ基板がキャリア１０００にチャッキングされたままでいる間、マスク応力緩和プロセスが実行される。マスク応力緩和プロセスは、マスクの加熱又は冷却に起因するマスクの任意の膨張（又は縮小）を可能にするために、連続的にマスクを選択的に脱チャッキング及び再チャッキングする。

動作モードでは、電極アセンブリは、連続的な半径方向外向きのマスク脱チャッキング／再チャッキングシーケンスで動作される。マスクは、動作のユニポーラモードからバイポーラモードへ電極アセンブリの動作を変更することによって脱チャッキングすることができ、一方、マスクは、動作のバイポーラモードからユニポーラモードへ電極アセンブリの動作を変更することによって再チャッキングすることができる。例えば、電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃのすぐ外側の電極アセンブリ、すなわち電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋１，Ｃ＋１}、１００２_{Ｃ−１，Ｃ＋１}、１００２_{Ｃ＋１，Ｃ−１}、及び１００２_{Ｃ−１，Ｃ−１}は、外側電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを脱チャッキングするように動作される。次に、電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋１，Ｃ＋１}、１００２_{Ｃ−１，Ｃ＋１}、１００２_{Ｃ＋１，Ｃ−１}、及び１００２_{Ｃ−１，Ｃ−１}のすぐ外側の電極アセンブリ、すなわち電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋２，Ｃ＋２}、１００２_{Ｃ−２，Ｃ＋２}、１００２_{Ｃ＋２，Ｃ−２}、及び１００２_{Ｃ−２，Ｃ−２}は、外側電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを再チャッキングするように動作される。連続的に外側の電極アセンブリでマスクを脱チャッキングするシーケンスは、電極アセンブリ１００２_{Ｃ−Ｎ，Ｃ＋Ｊ}、１００２_{Ｃ−Ｎ，Ｃ−Ｋ}、１００２_{Ｃ＋Ｍ，Ｃ＋Ｊ}、及び１００２_{Ｃ＋Ｍ，Ｃ−Ｋ}が少なくともマスクを脱チャッキングするように動作されるまで継続され、これは、マスクが、キャリア上で依然として中央にいながら外側に膨張することを可能にし、こうしてマスク内に生成される熱応力を緩和する。

別の動作モードでは、中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃのすぐ上及び下の電極アセンブリ、すなわち電極アセンブリ１００２_{Ｘ，Ｃ＋１}及び１００２_{Ｘ，Ｃ−１}（ここで、Ｘは、正の整数又はＣ）は、外側電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを脱チャッキングするように動作される。次に、電極アセンブリ１００２_{Ｘ，Ｃ＋１}及び１００２_{Ｘ，Ｃ−１}のすぐ外側の電極アセンブリ、すなわち電極アセンブリ１００２_{Ｘ，Ｃ＋２}及び１００２_{Ｘ，Ｃ−２}は、外側電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを脱チャッキングするように動作される。連続的に外側の電極アセンブリでマスクを脱チャッキングするシーケンスは、電極アセンブリ１００２_{Ｘ，Ｃ＋Ｊ}及び１００２_{Ｘ，Ｃ−Ｋ}が少なくともマスクを脱チャッキングするように動作されるまで継続され、これは、マスクが、キャリア上で依然として中央にいながら鉛直方向で外側に膨張することを可能にする。中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃの上方の電極アセンブリの動作によるマスクの脱チャッキング及びチャッキングは、中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃの下方の電極アセンブリと同時に、中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃの下方の電極アセンブリに連続して、又は中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃの下方の電極アセンブリとは別の順序で発生することができる。

鉛直方向の応力緩和の前、後、又は間、電極アセンブリは、水平方向の応力を緩和するように動作させることができる。例えば、中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃのすぐ右及び左の電極アセンブリ、すなわち電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋１，Ｙ}、１００２_{Ｃ−１，Ｙ}（ここで、Ｙは、正の整数又はＣ）は、外側電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを脱チャッキングするように動作される。次に、電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋１，Ｙ}及び１００２_{Ｃ−１，Ｙ}のすぐ外側の電極アセンブリ、すなわち電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋２，Ｙ}及び１００２_{Ｃ−２，Ｙ}は、外側電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを脱チャッキングするように動作される。連続的に外側の電極アセンブリでマスクを脱チャッキングするシーケンスは、電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋Ｍ，Ｙ}及び１００２_{Ｃ−Ｎ，Ｙ}が少なくともマスクを脱チャッキングするように動作されるまで継続され、これは、マスクが、キャリア上で依然として中央にいながら水平方向で外側に膨張することを可能にする。中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃの右の電極アセンブリの動作によるマスクの脱チャッキング及びチャッキングは、中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃの左の電極アセンブリと同時に、中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃの左の電極アセンブリに連続して、又は中央電極アセンブリ１００２_Ｃ，Ｃの左の電極アセンブリとは別の順序で発生することができる。

更に別の動作モードでは、電極アセンブリ１００２は、単独で、又は第２端部から反対側の端部へのシーケンスでの少なくともマスクの脱チャッキング及び再チャッキングと連動して、第１端部から反対側の端部へのシーケンスで少なくともマスクを脱チャッキング及び再チャッキングするように動作させることができ、第１端部及び第２端部は、互いに直交している。例えば、電極アセンブリ１００２_{Ｃ−Ｎ，Ｙ}（ここで、Ｙは、正の整数又はＣ）の最も外側の列は、外側電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを脱チャッキングするように動作することができる。次に、電極アセンブリ１００２_{Ｃ−Ｎ，Ｙ}のすぐ内側の電極アセンブリの列、すなわち電極アセンブリ１００２_{Ｃ−Ｎ−１，Ｙ}は、他の電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを脱チャッキングするように動作される。連続的に外側の電極アセンブリでマスクを脱チャッキングするシーケンスは、電極アセンブリ１００２_{Ｃ＋Ｍ，Ｙ}が少なくともマスクを脱チャッキングするように動作されるまで継続され、これは、基板がキャリアに依然としてチャッキングされながら、マスクが水平方向で外側に膨張することを可能にする。

水平方向の応力緩和の前、後、又は間、電極アセンブリは、鉛直方向の応力を緩和するように動作させることができる。例えば、電極アセンブリ１００２_{Ｘ，Ｃ−Ｋ}（ここで、Ｘは、正の整数又はＣ）の最も外側の行は、他の電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、マスクを脱チャッキングするように動作することができる。次に、電極アセンブリ１００２_{Ｘ，Ｃ−Ｋ}のすぐ上方の電極アセンブリの列、すなわち電極アセンブリ１００２_{Ｘ，Ｃ−Ｋ−１}は、他の電極１００２がマスクをチャッキングするように動作しながら、少なくともマスクを脱チャッキングするように動作される。連続的に外側の電極アセンブリでマスクを脱チャッキングするシーケンスは、電極アセンブリ１００２_{Ｘ，Ｃ＋Ｊ}が少なくともマスクを脱チャッキングするように動作されるまで継続され、これは、基板がキャリアに依然としてチャッキングされながら、マスクが鉛直方向で外側に膨張することを可能にする。

電極アセンブリの脱チャッキング及び再チャッキングの進行は、キャリア１０００の側部に平行ではない方向（例えば、キャリア１０００の端部に非垂直な方向）に進む可能性があることもまた理解される。

処理システムを通してキャリアが搬送されながらキャリアから切断することができる温度制御及び静電吸着機能を有する基板キャリアを利用することによって、処理システム及び関連するコンポーネントは簡素化することができ、これによってより高速なスループット及びより長いサービス間隔に寄与する。鉛直方向に静電吸着された複数の基板を処理することは、製造業者の利益を増加させる可能性のある製造コストの低減のみならず、製品の歩留まり及びプロセスの信頼性を改善することができる。更に、基板キャリアは、鉛直処理システムとの関連で本明細書に記載されたが、基板キャリアは、水平システムでの使用に対しても適合させることができる。

上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (20)

1. 処理システム内で使用するように適合された基板キャリアであって、基板キャリアは、
   支持ベースと、
   互い違いに配置された電極フィンガーが内部に形成され、支持ベース上に配置された電極アセンブリと、
   電源を電極アセンブリと電気的に切断するように構成された支持ベースに結合されたコネクタを含み、支持ベース及び電極アセンブリは、処理システム内で搬送されるように適合された単一体を含む基板キャリア。
2. コネクタは、
   接触パッド、プラグ及びソケットコネクタ、バナナコネクタ、スペードコネクタ、及びねじ端子のうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の基板キャリア。
3. 基板キャリアのオンボードにあり、電極アセンブリに結合されたエネルギー蓄積装置を含む、請求項１記載の基板キャリア。
4. エネルギー蓄積装置は、電極アセンブリ及びコネクタに電気的に結合されている、請求項３記載の基板キャリア。
5. 支持ベースの側から延びるレールを含む、請求項１記載の基板キャリア。
6. レールは、システムを通して本体を搬送するように適合された駆動システムとインターフェース接続するように構成されている、請求項５記載の基板キャリア。
7. 電極アセンブリは、独立して制御可能な電極アセンブリのアレイを含む、請求項１記載の基板キャリア。
8. 電極アセンブリは、複数の分配電極を含む、請求項１記載の基板キャリア。
9. 分配電極は、第２電極と互い違いに配置された少なくとも１つの第１電極を含む、請求項８記載の基板キャリア。
10. 各電極アセンブリの状態を制御するように適合されたコントローラを基板キャリアのオンボードに含む、請求項７記載の基板キャリア。
11. エネルギー蓄積装置は、電池、コンデンサ、スーパーキャパシタ、及びウルトラバッテリーのうちの少なくとも１つを含む、請求項８記載の基板キャリア。
12. 支持ベース内に配置されたリザーバを含む、請求項１記載の基板キャリア。
13. リザーバは、チェックバルブ又はアイソレーションバルブを有するコネクタに結合される、請求項１２記載の基板キャリア。
14. 基板キャリアの表面にガスを供給するためのコネクタを含む、請求項１記載の基板キャリア。
15. （ａ）基板キャリアであって、
    支持ベースと、
    支持ベース上に配置された複数の電極アセンブリと、
    電源を電極アセンブリに電気的に切断するように構成された支持ベースに結合されたコネクタを含み、支持ベース及び電極アセンブリは、処理システム内で搬送されるように適合された単一体を含む基板キャリアと、
    （ｂ）基板キャリアに基板が静電的に結合された基板キャリアを受け取るように適合された処理チャンバと、
    （ｃ）コネクタに自動的に結合するように操作可能な係合コネクタとを含む処理システム。
16. 係合コネクタは、ローディングシステム、ロードロックチャンバ、及び処理チャンバのうちの少なくとも１つの中に配置される、請求項１５記載の処理システム。
17. 基板キャリアは、基板キャリアのオンボードにあるコントローラを含み、コントローラは、各電極アセンブリの状態を制御するように適合された、請求項１５記載の処理システム。
18. 基板キャリアのオンボードにあり、電極アセンブリに結合されたエネルギー蓄積装置を含む、請求項１５記載の処理システム。
19. 処理システム内で基板を搬送するための方法であって、
    基板キャリア上に基板を搬送する工程と、
    電源に電気的に結合された電極アセンブリに電力を供給することによって、基板キャリアに基板を静電吸着させる工程と、
    基板が基板キャリア上に吸着されたときに、基板キャリアから電源を電気的に切断する工程と、
    実質的に鉛直方向で基板キャリアに静電吸着されながら基板を搬送する工程とを含む方法。
20. 電源を電気的に切断する工程は、処理チャンバ内又は基板ロードステーション内で基板キャリアから電源を自動的に切断する工程を含む、請求項２０記載の方法。