(57)【要約】多段階基板真空処理を簡素化し、柔軟性を改善するために、ロードロックおよび処理タワーＬＬＰＴ１はロードロック装置ＬＬＡならびに処理装置ＰＭＡを含む。運搬装置ＴＡにおいて、ロードロック装置ＬＬＡは一方では外部雰囲気ＡＴと、他方では真空雰囲気Ｖと連通する。プロセスモジュール装置ＰＭＡおよび運搬装置ＴＡ間の基板のハンドリングは開放部を介して行われる。
2006506818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元的に拡大化された基板を真空処理するための装置であって、
（ａ）運搬ロボット装置を備える真空運搬チャンバと、
（ｂ）少なくとも１つの加工物通過開口部により前記真空運搬チャンバと連通する少なくとも１つの処理ステーションを備える処理装置と、
（ｃ）少なくとも１つの加工物通過開口部により前記真空運搬チャンバと、少なくとも１つのさらなる加工物通過開口部により前記真空運搬チャンバおよび前記処理装置外部の雰囲気と連通するロードロック装置と、
（ｄ1）１つずつ垂直に配置された前記処理装置と前記ロードロック装置とで形成された単一ロードロックおよび処理タワーとを含む装置。
【請求項２】
（ｄ2）各々が１つのロードロック装置と１つの処理装置とで形成された、少なくとも２つのロードロックおよび処理タワーをさらに含む請求項１の特徴（ａ）（ｂ）および（ｃ）に記載の装置。
【請求項３】
前記運搬ロボットは、少なくとも１つの基板に対する少なくとも１つの実質的に水平な基板支持を含み、前記基板支持は前記開口部に位置合わせされ、前記少なくとも１つのロードロックおよび処理タワー内に、かつ該ロードロックおよび処理タワーから、垂直方向ならびに水平方向に駆動され、制御可能に移動できる、請求項１および請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記基板支持は加えて、制御可能に駆動されて垂直軸周りを回転可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記回転移動は大きくとも１８０度に限定される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記回転移動は大きくとも４５度に限定される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記運搬ロボットは、少なくとも１つの基板に対する少なくとも１つの水平基板支持を含み、その支持はそれぞれ制御されて、排他的に垂直および水平方向に駆動される、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記処理装置の少なくとも１つは、少なくとも１つの基板一括処理モジュールを含む、請求項１または請求項２の１つに記載の装置。
【請求項９】
前記処理装置の少なくとも１つは、少なくとも１つの単一基板処理モジュールを含む、請求項１または請求項２の１つに記載の装置。
【請求項１０】
前記ロードロック装置の少なくとも１つは、投入／排出ロードロック装置を含む、請求項１または請求項２の１つに記載の装置。
【請求項１１】
前記投入／排出ロードロック装置は、少なくとも１つの単一基板投入ロードロックチャンバを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記投入／排出ロードロック装置は、少なくとも１つの単一基板排出ロードロックチャンバを含む請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記投入／排出ロードロック装置は、基板一括投入ロードロックチャンバと基板一括排出ロードロックチャンバと投入／排出基板一括ロードロックチャンバのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記ロードロックおよび処理タワーのうちの１つは、投入および排出ロードロック装置のうちの１つを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項１５】
前記ロードロックおよび処理タワーのうちの排他的２つは、前記運搬真空チャンバの反対側に、かつ互いに対向して配置されるように設けられる、請求項２に記載の装置。
【請求項１６】
前記ロードロック及び処理タワーのうち排他的２つは、前記真空運搬チャンバの一方の側に互いに並んで配置されるように設けられ、前記タワーと前記真空運搬チャンバは共にＵ字形設置面を画定する、請求項２に記載の装置。
【請求項１７】
前記ロードロックおよび処理タワーのうち排他的２つは、前記真空運搬チャンバと共にＹ字形設置面を画定するように設けられる、請求項２に記載の装置。
【請求項１８】
前記基板は、少なくとも１ｍ2、好適には少なくとも２ｍ2、さらに好適には少なくとも４ｍ2の範囲を有する、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項１９】
前記ロードロック装置は、少なくとも１つの基板に対して処理およびコーティング装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項２０】
二次元的に拡大化され、真空処理された基板を製造する方法であって、
・少なくとも１つの水平基板をロードロックチャンバに水平に導入する工程と、
・前記少なくとも１つの水平基板を前記ロードロックチャンバから水平に真空運搬チャンバに運搬する工程と、
・前記水平基板を垂直方向上下に制御可能に移動させる工程と、
・前記水平基板を処理チャンバに水平に導入する工程と、
・前記処理チャンバにおいて前記水平基板を処理する工程と、
・前記処理された水平基板を前記処理ステーションから水平に取り出し、前記真空運搬チャンバ内へと戻す工程と、
・前記水平基板を前記運搬チャンバ内で上下方向に垂直に運搬する工程と、
・前記処理された水平基板を前記運搬チャンバからロードロックチャンバ内に水平に運搬する工程と、
・前記処理された水平基板を前記ロードロックチャンバから水平に取り出す工程とを含む方法。
【請求項２１】
前記基板を排他的に直線移動させる請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最も一般的には特にソーラーパネル、ＴＦＴ表示パネル、プラズマ表示パネルを製造するための基板として拡大化された比較的薄い基板の真空処理に関する。本明細書では、例えばガラスなどの大きく、かつ薄い基板に半導体層の蒸着を含む真空プロセス処理を行う必要がある。
【背景技術】
【０００２】
かかる拡大化された基板の工業製造には慎重なハンドリングを要する。従って、基板の粒子汚染は単に垂直姿勢よりも水平姿勢においてより致命的なものとなり得るという事実にもかかわらず、運搬時および真空処理時はかかる基板を水平の向きに保つのが通例となってきている。それでもなお、水平方向の運搬および処理は基板の安定した、振動のない支持に関して少なからぬ利点を有する。かかる基板のハンドリングおよび真空処理のための技術に関しては、すべて本願と同一出願人による以下の文献が注目される。
【０００３】
・米国特許第６５３３５３４号
・米国特許第６３９１３７７号
・米国特許第６１７７１２９号
・米国特許第５５１５９８６号
・米国特許第６２９６７３５号
さらに以下の文献が注目される。
【０００４】
・米国特許第５５１２３２０号
・米国特許第５７９８７３９号
・米国特許第６２３８１６１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
真空処理される上記タイプの基板が大きくなるにつれて、一方ではかかる基板を工業的かつ自動的に処理するための装置もますます大きくなる。基板は運搬および真空処理時に水平の向きに維持されるので、かかる基板処理用装置は設置表面に関して特に大きくなる。かかる処理設備または装置は無塵室環境で設置されるので、これは体積の増加に繋がり、製造原価を著しく引き上げる。
【０００６】
さらに、ハンドリングロボットは特に設置表面を考えると大きくなり、真空処理設備におけるロードロックと処理ステーションとの間でかかる基板を安全に運搬するように作らなければならない。
【０００７】
大基板をコーティングするための明らかに特にコンパクトな装置が米国特許第５２７５７０９号から既知であり、これは最小限のチャンバを備えて考案され、高品質のかかる基板の多層コーティングを明らかに可能としている。この既知の装置はさらに明らかに、最小限のチャンバ壁面を有することにより、製造するのに比較的安価となる。
【０００８】
既知の装置では原則的には、ロードロックチャンバと処理チャンバの間で基板のハンドリングを行う運搬チャンバを有する１つずつ垂直に積み重ねられたロードロックチャンバおよび処理チャンバを備えて考案されている。ロードロックチャンバおよび処理チャンバがタワー状概念で１つずつ積み重ねられているという事実により、水平の向きに基板のハ
ンドリングおよび処理を行うにも関わらず、装置の全体的な設置面は最小限となる。
【０００９】
より詳細には、既知の装置は２つの垂直タワーを提供し、その一方のタワーは投入／排出ロードロックチャンバおよびそのロードロックチャンバの下に配置された処理チャンバで構成され、もう一方のタワーは処理チャンバのみで構成されている。２つのタワーは中央の運搬装置の反対側に互いに対向した加工物ハンドリング開口部を備えて配置されており、中央の運搬装置は２つのタワーの開口部に対して機能するリフトタイプの運搬ロボットを有する。
【００１０】
この米国特許第５２７５７０９号から既知の装置は、垂直ステープルによる複数チャンバプラントを組み合わせる（ｃｏｎｔｒｕｉｎｇ）という原則から考えて、設置表面を最小限にするという概念を提案しているものの、複数処理設備を提供しているので、両タワーを利用して単一基板多段階プロセスを行うという欠点を有する。基板はすべて周囲から処理設備に１つの投入／排出ロードロックチャンバにより投入され、その後両タワーの処理ステーション間を所望されるように前後して運搬され、最終的に前記１つのロードロックチャンバにより処理設備から取り出される。
【００１１】
一方、本発明の目的は、大基板処理のための米国特許第２７５７０９号の原則的タワー構造概念を維持し、それによりさらに、十分に定義された多段階基板処理によるかかる基板の処理に関して、基板ハンドリングの容易さを改善し、柔軟性を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本目的は、二次元的に拡大化された基板を真空処理するための装置であって、
（ａ）運搬ロボット装置を備える真空運搬チャンバと、
（ｂ）少なくとも１つの加工物通過開口部により前記真空運搬チャンバと連通する少なくとも１つの処理ステーションを備える処理装置と、
（ｃ）少なくとも１つの加工物通過開口部により真空運搬チャンバと、少なくとも１つのさらなる加工物通過開口部により前記真空運搬チャンバならびに前記処理装置の外部の雰囲気と連通するロードロック装置と、
（ｄ1）１つずつ垂直に配置された前記処理装置と前記ロードロック装置とで形成された単一ロードロックおよび処理タワーと、
を含む装置により実現される。
【００１３】
これにより基板の全処理は、排他的に、ロードロックから規定されたように少なくとも１つの処理チャンバへの基板の垂直運搬、最も好適には２つ以上のかかる処理チャンバへの基板の垂直運搬により、かつチャンバに対して基板を出し入れするための水平運搬により行われる。従って、ロードロックおよび処理タワーは内蔵型、オールインワン基板処理モジュールとして定義される。
【００１４】
第２の好適な態様において、かかる装置は、
（ａ）運搬ロボット装置を備える真空運搬チャンバと、
（ｂ）少なくとも１つの加工物通過開口部により真空運搬チャンバと連通する少なくとも１つの処理ステーションを備える処理装置と、
（ｃ）少なくとも１つの加工物通過開口部により真空運搬チャンバと、少なくとも１つのさらなる加工物通過開口部により真空運搬チャンバおよび処理装置外部である雰囲気、従って装置の周囲雰囲気と連通するロードロック装置と、
（ｄ2）各々が１つのロードロック装置と１つの処理装置とで形成された、少なくとも２つのロードロックおよび処理タワーとを含む。
【００１５】
従って、本第２の好適な態様は、各々が１つのロードロック装置と１つの処理装置とで
形成された少なくとも２つのロードロックおよび処理タワーを有する。これにより、単一運搬装置を使用して、２つ以上のロードロックおよび処理タワーに対して機能する。これにより、これらのタワーの各々は、内臓型オールインワンで基板の投入および排出ロードロックを含む所望の多段階基板プロセスを定義する。これにより、同等のまたは異なる多段階プロセスの完全に並列な多段階処理能力が実現される。
【００１６】
３つ以上のロードロックおよび処理タワーは、運搬チャンバの周囲でグループ化され得るという事実に関わらず、１つの運搬チャンバを備える２つのロードロックおよび処理タワー概念で、簡素さおよびスペース、特に設置表面に関して最適な構造を達成することができる。タワーに沿って同一の基板多段階処理が行われるか、別個の異なる所望プロセスが各ロードロックおよび処理タワーで行われる。
【００１７】
本発明による原則は、規定された各ロードロックおよび処理タワーにおいて内蔵型多段階基板プロセスを行うことであるという事実にも関わらず、規定された両方のロードロックおよび処理タワーから、または多数のロードロックおよび処理タワーからの基板を処理するのに使用される処理チャンバまたはコンパートメントが設けられ得るということは除外されない。かかる共通に使用されるコンパートメントまたはチャンバは、例えば各インターロックにより処理された後および周囲に送られる前に温度に関して長時間均一にするための基板用中間保管チャンバであり得る。かかる共通に使用される処理コンパートメントまたはチャンバは例えば、規定された両タワーの下に設けられ得、それにより基板中間保管に、装置の設置表面全体を利用する。
【００１８】
後により詳細に説明するように、本発明による装置は、単一基板または基板一括処理、または混合された態様で単一基板および基板一括処理を、規定される少なくとも１つのロードロックおよび処理タワーに沿って提供するように考案され得る。
【００１９】
上記で概略を述べた両好適な実施形態のさらなる好適な改良では、運搬ロボットは少なくとも１つの基板に対する少なくとも１つの実質的に水平な基板支持を含み、この基板支持は、基板を前述のタワーの１つへの開口部に位置合わせするように垂直方向に駆動され、制御可能に移動でき、また基板支持をタワーの１つに対して出し入れするように水平方向に駆動され、制御可能に移動でき、これにより、処理またはロードロックするためにかかる基板をタワー内に留める、もしくは処理またはロードロックから取り出す。
【００２０】
別のさらなる好適な改良では、基板支持は加えて、制御可能に駆動されて垂直軸周りを回転可能である。それでもなお、かりに基板支持が回転可能である場合、回転移動は好適には大きくとも１８０度、さらにより好適には大きくとも４５度に限定される。それにもかかわらず今日の最も好適な実施形態では、基板支持は制御可能に駆動されて、排他的に直線水平方向および垂直方向に移動可能である。
【００２１】
上記で概略を述べた両好適な実施形態のさらなる好適な改良では、処理装置の少なくとも１つは、２つ以上の基板が同時に充填され、同時に処理され同時に取り出される、少なくとも１つの基板一括処理モジュールを含む。さらなる好適な実施形態は基板一括ハンドリングおよび処理と組み合わせ得るが、少なくとも１つの処理装置は少なくとも１つの単一基板処理モジュールを含む。
【００２２】
好適な態様におけるロードロック装置の固有概念については、両好適な実施形態の１つの好適な改良では、少なくとも１つのロードロック装置は、投入／排出ロードロック装置を含み、その結果、少なくとも１つの基板の周囲雰囲気から運搬チャンバへ、ならびに運搬チャンバから周囲雰囲気への両方のロードロックが行われる。
【００２３】
さらなる好適な態様では、かかる投入／排出ロードロック装置は、少なくとも１つの単一基板投入ロードロックチャンバを含む。また別のさらなる態様において、前記投入／排出ロードロック装置は少なくとも１つの単一基板排出ロードロックチャンバを含む。また前述の投入／排出ロードロック装置の別のさらなる態様は、基板一括投入ロードロックチャンバと基板一括排出ロードロックチャンバと投入／排出基板一括ロードロックチャンバのうちの少なくとも１つを含む。
【００２４】
少なくとも２つのロードロックおよび処理タワーを備える第２の好適な実施形態によると、さらなる態様では、ロードロックおよび処理タワーのうちの１つは投入および排出ロードロック装置のうちの１つを含むことで構成される。
【００２５】
第２の好適な実施形態のさらに好適な態様は、運搬チャンバを経由するそれぞれの開口部を備えて、互いに反対側、すなわち運搬真空チャンバの両反対側、従って互いに対向して配置されるロードロックおよび処理タワーの排他的２つを有する。これはＩ字型概念である。
【００２６】
第２の好適な実施形態の第２の好適な態様では、装置はさらに、互いに並んで真空運搬チャンバの一方の側に配置され、これにより真空運搬チャンバと共にＵ字型設置表面を画定する排他的２つのロードロック及び処理タワーを有する。
【００２７】
第３の好適な態様では、第２の好適な実施形態のまさに上述の第２の態様ほどは好適ではないが、装置はさらに運搬チャンバと共にＹ字型設置表面を画定する排他的２つのロードロックおよび処理タワーを有する。
【００２８】
上記で概略を述べる両好適な実施形態の別のさらなる好適な態様では、装置は少なくとも１ｍ2、好適には少なくとも２ｍ2、特に好適には少なくとも４ｍ2の範囲を有する基板に対する基板ハンドリングおよび処理能力を有する。
【００２９】
両好適な実施形態のさらなる好適な態様では、ロードロック装置は、少なくとも１つの基板に対して、加熱および冷却装置の少なくとも１つを含む。
【００３０】
本発明によると、二次元的に拡大化され、真空処理された基板を製造する方法であって、
・少なくとも１つの水平基板をロードロックチャンバに水平に導入する工程と、
・少なくとも１つの水平基板を前記ロードロックチャンバから水平に真空運搬チャンバに運搬する工程と、
・前記水平基板を垂直方向上下に制御可能に移動させる工程と、
・前記水平基板を処理チャンバに水平に導入する工程と、
・前記処理チャンバにおいて前記水平基板を処理する工程と、
・前記処理された水平基板を前記処理ステーションから水平に取り出し、前記真空運搬チャンバ内へと戻す工程と、
・前記水平基板を前記運搬チャンバ内で上下方向に垂直に運搬する工程と、
・前記処理された水平基板を前記運搬チャンバからロードロックチャンバ内に水平に運搬する工程と、
・前記処理された水平基板を前記ロードロックチャンバから水平に取り出す工程とを含み、これにより前記基板を排他的に直線移動させる方法をさらに提案する。
【００３１】
従って、本発明による方法の好適な実施形態では、真空処理された基板はソーラーパネル基板、ＴＦＴ表示パネル基板およびプラズマ表示パネルのうちの１つである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
発明は、その好適な実施形態の例を示す図を用いて、より詳細に説明される。
【００３３】
図１において、本発明の１つの要部としてロードロックおよび処理タワーＬＬＰＴ１の側面図を概略的に示す。ＬＬＰＴはロードロック装置ＬＬＡおよび処理装置ＰＭＡを含む垂直タワーである。後に例示されるように、ロードロック装置ＬＬＡは少なくとも１つの単一基板投入／排出ロードロックチャンバと、少なくとも１つの単一基板投入ロードロックチャンバと、少なくとも１つの単一基板排出ロードロックチャンバと、少なくとも１つの基板一括投入／排出ロードロックチャンバと、少なくとも１つの基板一括投入ロードロックチャンバと、少なくとも１つの基板一括排出ロードロックチャンバとを含み得る。
【００３４】
このように、原則的にはＬＬＰＴ１のロードロック装置ＬＬＡは、少なくとも１つのロードロックチャンバを含む。図１のようなロードロック装置ＬＬＡは、一方で周囲雰囲気としての外部雰囲気ＡＴと連通し、他方で運搬装置ＴＡ２における真空雰囲気Ｖと連通する。図１における二重線／双方向矢印は、雰囲気ＡＴ、ロードロック装置ＬＬＡの内部および運搬装置ＴＡ２間における、１つ以上の基板の最も一般的な双方向ハンドリングを示す。
【００３５】
それでもなお、本発明による装置全体の構成によっては、ＬＬＰＴ１は投入ロードロック装置のみ、または排出ロードロック装置のみ、すなわち雰囲気ＡＴから運搬装置ＴＡ２に向かって基板を移送するためのロードロック装置または運搬装置ＴＡ２から雰囲気ＡＴに向かって基板を移送するためのロードロック装置を有し得ることに注意しなければならない。
【００３６】
さらに概略的に示されるように、ロードロック装置ＬＬＡと雰囲気ＡＴならびに運搬装置ＴＡ２間の１つ以上の基板ハンドリングは、図１で概略的に示すように、制御可能かつ密封可能に閉じることのできる開口部Ｏsにより、各ロードロックバルブで密封可能かつ制御可能に閉じることができる各開口部０を介して行われる。
【００３７】
ロードロックおよび処理タワーＬＬＰＴ１は、さらにプロセスモジュール装置ＰＭＡを含み、ＰＭＡは１つまたは好適には２つ以上の処理チャンバを含む。従って、かかる処理チャンバは単一基板処理チャンバまたは基板一括処理チャンバであり得る。その中では、各基板または基板群は真空処理プロセス、例えばＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＰＶＤプロセスまたは加熱、冷却などにより処理される。それでもなお、基板加熱および／または冷却に関しては、かかる処理はＬＬＡ内で排他的または追加的に行われ得る。
【００３８】
さらに図１で概略的に示すように、一般的に、ＰＭＡおよび運搬装置ＴＡは双方向に基板をハンドリングするように連通している。さらに、ＰＭＡにおいて行われるプロセスのタイプおよび清浄度に関する固有の必要条件に応じて、図１に概略的に示されるように永久的に開口しているＯp、制御可能に閉じることができるが密封して閉じることができないＯpsまたは制御可能かつ密封して閉じることできるＯsである開口部０を介して、ＰＭＡとＴＡ間のかかる双方向基板ハンドリングが生じる。
【００３９】
ロードロックおよび処理タワーＬＬＰＴ１の重要な特徴は、ロードロック装置ＬＬＡおよび処理モジュール装置ＰＭＡが垂直に積み重ねられて設けられることである。
【００４０】
図２乃至図７は、図１と同様の描写でＬＬＰＴ１を実現する異なる好適な形態を示す。
【００４１】
図２によれば、ＬＬＰＴ１は多数、例えば図示されるように、図１によるＬＬＡを形成する３つの単一基板投入／排出ロードロックステーションＬＬｉoを含む。図２の実施形
態におけるＰＭＡはさらに、多数の、例えばやはり３つの単一基板処理チャンバＰＭ１乃至ＰＭ３で構成される。
【００４２】
図３のＬＬＰＴ１の実施形態では、ＬＬＡの構造は図２の実施形態と同じである。ＰＭＡは単一の基板一括処理モジュールＢＰＭで構成される。図４の実施形態では、プロセスモジュール装置ＰＭＡは、実際は図２に示すものと同等である。ロードロック装置ＬＬＡはここでは、第１の多数の投入単一基板ロードロックモジュールＬＬiと第２の多数の排出ロードロックモジュールＬＬoで構成される。図５の実施形態では、ロードロック装置ＬＬＡは図４の実施形態のＬＬＡと同等に考案され、処理モジュール装置ＰＭＡは図３の実施形態のような一括処理モジュールＢＰＭで構成される。
【００４３】
図６のＬＬＰＴ１の実施形態は、例えば図２乃至図５の実施形態の１つで示されるように実現される処理モジュール装置ＰＭＡで構成される。ロードロック装置ＬＬＡは、基板一括投入／排出ロードロックチャンバＢＬＬｉoで構成される。やはり例えば図２乃至図５の実施形態で例示される処理モジュール装置ＰＭＡを備える図７で図式化される実施形態によれば、ロードロック装置ＬＬＡは基板一括投入ロードロックモジュールＢＬＬiと基板一括排出ロードロックモジュールＢＬＬoで構成される。
【００４４】
好適な実施形態のこれらの例は、所定の基板処理を行うために固有に作成されたロードロックおよびプロセスモジュールを組み合わせて、これによりＬＬＰＴ１の基本概念、すなわちロードロック装置と処理モジュール装置を備える垂直タワーを有するという基本概念を維持する方法を当業者に明確に教示する。
【００４５】
例えば図２の実施形態をとってみると、場合によってはＬＬＰＴ１の垂直範囲を上部ロードロックと下部処理モジュール装置とに細分しないで、ＬＬＡのモジュールとＰＭＡのモジュールをロードロックおよび処理タワーＬＬＰＴ１の垂直範囲に沿って混在させることが有利な事もある。本明細書の導入部分で概略を述べたように、本発明は特に、例えば少なくとも１ｍ2、好適には少なくとも２ｍ2およびさらには４ｍ2以上の大きさの二次元的に拡大化された大基板の真空処理に関する。
【００４６】
これにより、本発明の最も好適な実施形態において、ロードロックを含む全処理は基板が水平姿勢で行われる。これにより大きな表面で比較的薄い基板の全ハンドリングを安全に行うことが可能となる。水平姿勢で、基板は処理装置内でロードロック移行中、処理中および運搬中に正確に保持され得る。
【００４７】
図８においては、図１乃至図７のようなＬＬＰＴ１の平面図が概略的に示され、図中には大きな表面基板３が位置付けられている。かかる位置付けは好適には、ロードロック装置ＬＬＡにおいて、ならびにプロセスモジュール装置ＰＭＡにおいて適用される。図９は、ロードロック装置ＬＬＡのモジュールであれ、処理モジュール装置ＰＭＡのモジュールであれ、底面壁５の一部を側面図で概略的に示したものである。図９で概略的に示されるように、大基板３は例えば別個の蒸着ピン７の部材を含む位置付け装置上に蒸着され、薄く大きな範囲の基板３が常駐することになる。
【００４８】
プロセスモジュール装置ＰＭＡのプロセスモジュールおよび／またはロードロック装置ＬＬＡのロードロックモジュールの可能な構成については、より詳細に説明するプロセスモジュールおよびロードロックモジュール概念および本運搬装置Ｔiによるような基板のハンドリングに関して、また特に詳細に後述する全タイミングおよび処理に関して、米国特許第６２９６７３５号、詳細には図１、図２、図３、図５乃至図１１、図１５乃至図２２および各説明に対して詳細に注目し、さらに米国特許第５５１５９８６号に対して特に図１、図２、図３、図５乃至図９に関して特に注目し、またさらには米国特許第６１７７
１２９号、特に図１乃至図４、図７乃至図８に注目する。また、本明細書も各ロードロック装置およびプロセスモジュール装置内のプロセスモジュールおよび／またはロードロックモジュールのそれぞれの可能な概念に関して詳細に述べるものである。それでもなお、本明細書で図１乃至図９に関して説明されるような単一タワーにおいてロードロック装置および処理モジュール装置を設けることは、上記文献においては教示されておらず単に言及に留まることに注意しなければならない。
【００４９】
本発明による装置および本発明による製造方法に関する以下の説明では、すでに説明したＬＬＰＴ１そのものを参照する。これは図１乃至図９で例示されたように、いかなる種類の詳細な構造も適用され得ることを意味する。説明する特定実施形態において、かかるＬＬＰＴを考慮して特定措置を講じる必要があるか、または好適には特定措置を講じる場合に限り、ＬＬＰＴのかかる実施形態を詳細に述べる。
【００５０】
図１０において、本発明により、真空処理された実質的に平らな基板の製造方法を実施するための本発明による装置の第１の好適な実施形態の側面図を概略的に示す。この第１の好適な実施形態は本質的には単一ＬＬＰＴ１で構成される。ＬＬＰＴ１は、垂直に位置合わせされた各ロードロックおよびプロセスモジュール開口部により、ロードロック装置ＬＬＡへの出入りならびにプロセスモジュール装置ＰＭＡへの出入りの基板ハンドリングを行う運搬装置ＴＡ２と連通する。運搬装置２は運搬ロボット９を含み、この運搬ロボット９は、ロードロック装置ＬＬＡおよびプロセスモジュール装置ＰＭＡの各モジュールを水平に出入りするｈによる基板の運搬を行い、さらに少なくとも１つの各第１の開口部との位置あわせ部分からＰＭＡおよびＬＬＡの少なくとも１つの各第２の開口部との位置合わせ部分への垂直運搬ｖを行う。図１１は図１０のような装置を平面図で概略的に示す。
【００５１】
このように、本発明による装置のこの第１の好適な実施形態は、単一ＬＬＰＴ１に対して機能する１つの運搬装置ＴＡ２を含み、単一ＬＬＰＴ１はロードロック装置ＬＬＡならびにプロセスモジュール装置ＰＭＡを含む。従って二重矢印ｉ／ｏにより図１０に概略的に示されるように、ロードロック装置ＬＬＡは投入／排出ロードロック能力を含む。本実施形態では、ＬＬＰＴ１は少なくとも１つの基板の所定の多重処理段階処置に必要なすべてのロードロックおよび処理に対して定義づけられる。
【００５２】
運搬装置ＴＡ２は、ＬＬＰＴ１における各開口部間の基板に対して機能するように設けられる。運搬装置ＴＡ２はそのロボット運搬部材９により、水平方向ｈおよび垂直方向ｖの運搬移動を行えばよい。異なる処理段階を有する異なる処理が基板上で行われるときは常に、ＬＬＰＴ１のみを交換すればよい。意図する基板処理に必要なモジュールまたはステーションはすべて１つずつ垂直に固定されて上述のＬＬＰＴ１を成すという事実ゆえに、かかる処理に必要なすべてのモジュールの設置面は最小限に減少される。加えて、運搬装置の設置面はＬＬＡおよびＰＭＡの各モジュールに対して水平に機能するための必要最低限まで減少される。米国特許第５２７５７０９号の教示に反して、図１０および図１１の好適な装置は、実際には処理ステーションへの基板の投入およびそこからの排出を含む所望のすべての処理段階を提供するモジュールのタワーを提供する。
【００５３】
図１２および図１３では、本発明による製造方法を実施する本発明による装置の第２の好適な実施形態をやはり概略的に示す。これにより、第１のＬＬＰＴ１ａおよび第２のＬＬＰＴ１ｂはともに共通の運搬装置ＴＡと連通している。第１のＬＬＰＴ１ａのＬＬＡaならびにその第１のＬＬＰＴ１ａのＰＭＡaの概念が選択されて、基板３ａ上への異なる処理段階を有する第１の十分に定義された処理系列を行う。
【００５４】
第２のＬＬＰＴ１ｂでは、異なるセットの基板３ｂ上で第２のプロセスを行うようにＬＬＡbならびにＰＭＡbが考案される。これにより、各タワー１ａおよび１ｂにおける２つ
のプロセス系列は同等であり得、または異なり得る。実際には、各タワー１ａおよび１ｂそれ自体、各基板の各真空処理プロセスに対する投入／排出を行う完全な能力ならびに要求されたタワー固有処理を行う完全セットの処理モジュールを提供する。
【００５５】
図１２および図１３で示すように、運搬装置２ａｂは第１のＬＬＰＴ１ａに対して、および第２のＬＬＰＴ１ｂに対して、完全に独立して水平および垂直基板運搬を行う能力を有する。ロボット９ａｂは、第２のタワー１ｂに対するかかる水平運搬ｈbから独立してタワー１ａに対する水平運搬ｈaを行い、また同様に第２のタワー１ｂに対するかかる運搬ｖbと独立してタワー１ａにおいて処理される基板の垂直ｖa運搬が行われるように制御される。
【００５６】
図１４では、図１２および図１３のような運搬装置ＴＡの真空チャンバ内で適用され得るロボット１１を概略的に示す。
【００５７】
図１４によれば、運搬装置（図示せず）の真空チャンバ内には、固定中央支持ポスト１３が設けられる。図１２および図１３のＬＬＰＴ１ａに関して、実質的に平らで水平に位置付けられた大基板３ａのハンドリングを行うために、ポスト１３の一方の側には、駆動制御されて垂直に摺動可能ｖａである第１の摺動装置１４aが設けられる。摺動装置１４aに搭載されて、例えば３つ図示されるように、多数の単一基板支持部材１５aが設けられる。これらは水平に突出し、垂直方向に互いに離間して搭載されており、１つの好適な実施形態では、制御可能に可変のピッチ距離Ｐaで離間している。このように、本好適な実施形態におけるピッチ距離Ｐaは、例えばＬＬＡおよび／またはＰＭＡにおける異なる垂直ピッチ距離を有する基板ハンドリング開口部に適応するように、制御可能に変化し得る。
【００５８】
各支持部材１５aは図示されるように、封入１７a内で伸縮駆動により駆動されて、水平方向ｈに拡大および縮小され得る。支持部材１５aは支持ピン２０で支持し、水平および垂直運搬時にはその上にＬＬＰＴ１ａで処理される基板３ａが配置される。さらに、ポスト１３に沿って、摺動装置１４aの反対側には第２の摺動装置１４bが設けられており、摺動装置１４a上に搭載された装置と非常によく似た状態で、支持部材１５bと、ピン２０bを支持する支持１９bと封入１７bと組み合わされている。図示されるように、図１２または図１３のＬＬＰＴ１ｂに関して基板３ｂをハンドリングする支持部材１５ｂの数は、ＬＬＰＴ１ａにより処理される基板３ａに対して機能する部材１５aの数と同等である必要はない。
【００５９】
好適には、水平方向に移動可能な支持９ａおよび９ｂは、図１５で示されるようにフォークのように組み合わせられている。破線表現において、図１５は支持１９a、b上に常駐する、従ってＬＬＡまたはＰＭＡにおいて支持ピン２１上に配置されている各基板３ａ、ｂを示す。
【００６０】
図１２乃至図１５の第２の好適な実施形態に関しては、２つの別個のロードロックおよび処理タワーＬＬＰＴ１ａおよび１ｂを備える本発明による装置を設け、各処理タワーＬＬＰＴ１ａおよび１ｂは、かかる基板を周囲雰囲気ＡＴから真空処理および真空処理から周囲雰囲気に戻すといった供給を含む基板処理を行う完全セットのモジュールを提供する。
【００６１】
この第２の好適な実施形態でも、運搬装置ＴＡ２ａｂ内のロボット９ａｂは回転移動をする必要がない。基板運搬は単に水平方向ｈおよび垂直方向ｖ基板移動により実現される。
【００６２】
図１４で概略的に示されるように、各水平および垂直運搬サイクルの範囲およびタイミングならびに必要であれば、各支持装置のピッチ距離ｐａに関して、水平運搬移動ｈa、bおよび垂直運搬移動ｖa、bを制御するために、制御部２１が設けられる。かかる制御部２１は好適には自由にプログラム可能部として実現され、意図された処理に依存して特に運搬サイクルのタイミングが柔軟に適合され得る。かかる制御部２１はまた、好適にはＬＬＡabおよびＰＭＡabへの制御接続を有した状態で、図１４に概略的に示されるように処理およびロードロックサイクルを制御する。
【００６３】
ほとんどの基板の多段階処理処置において、ＰＭＡのプロセスモジュール内で各真空処理を行うのに必要とされる時間量とロードロック装置ＬＬＡを通して基板を供給するための時間量は、１つのモジュールから次のモジュールに１つの基板または一群の基板を運搬する時間量よりも大きいことを考慮して、さらなる好適な実施形態では、運搬装置ＴＡ内の運搬ロボット９ａｂは、実際は単一上下移動設備のみ提供する。
【００６４】
図１６によると、かかるロボットは垂直方向ｖに制御可能に駆動できる上下するガイド２７である、引き出し状部材２５を含む。
【００６５】
引き出し状部材２５内には、やはり水平方向ｈに制御可能に駆動でき、移動可能な摺動装置２９が設けられており、摺動装置２９はフレームまたはフォーク形を有し、ロードロックまたはプロセスモジュール装置の各モジュール内に水平駆動され得る。
【００６６】
図１６において破線で示すように、運搬ロボットの本実施形態は、摺動装置２９をガイド部材２７の左右方向に推進する可能性を提供する。
【００６７】
これは、ＬＬＰＴ１ａのモジュールからＬＬＰＴ１ｂのモジュールへ、またその逆に基板を運搬するのに図１２および図１３の実施形態に適用され得る。従って、例えばＬＬＰＴ１ａにおけるロードロック装置ＬＬＡaは排他的に投入ロードロックモジュールとして、ＬＬＰＴ１ｂにおけるＬＬＡbは排他的に排出ロードロックモジュールとして考案され得る。さらに、ＬＬＰＴ１ａにおいて処理され、かつＬＬＰＴ１ｂにおいて処理される基板に使用される処理モジュールが設けられ得る。このように、ＬＬＰＴ１ａとＬＬＰＴ１ｂとの間での基板の横断運搬ならびにＬＬＰＴ１ａとＬＬＰＴ１ｂ双方の共通処理モジュールの設置は排除されない。図１６の実施形態により、運搬装置において基板を垂直軸周りに回転させることなく、ＬＬＰＴ１ａとＬＬＰＴ１ｂ間で基板をハンドリングし、共通処置モジュールに対して機能することが可能となる。
【００６８】
それでもなお、かかる非回転横断ハンドリングはまた、図１６で示すものとは異なるロボットにより実現され得る。
【００６９】
図１０および図１２のような最も好適な実施形態における本発明による装置は、基板をハンドリングするロボットの垂直軸周りのいかなる回転運動も必要としない。図１２のような実施形態はそのＩ字形の設置面ゆえにＩ字型と呼ばれ得る。
【００７０】
図１７、図１８および図１９では、本発明による装置のさらなる好適な実施形態が図１３と同様の描写で概略的に示される。これらの実施形態も、ＬＬＰＴの開口部に対して機能するように運搬装置ＴＡ内においてロボットの垂直軸周りのいかなる回転移動も必要としない。
【００７１】
図１７乃至図１９によると、図１２および図１３のようなＩ字型構成に装置を組み合わせる代わりに、Ｕ字型装置として設計される。図１７によると、２つのＬＬＰＴ１ａおよび１ｂは、並んだ位置に設けられる。運搬装置ＴＡの真空チャンバにおいて、２つのロボ
ット９ａおよび９ｂが設置され、それぞれは各開口部を介してＬＬＰＴ１ａ、１ｂの一方のモジュールに対して機能する。各ロボット９ａ、９ｂは制御可能に駆動されて、垂直方向上下移動ｖa、ｖbを提供する。ロボット９ａ、９ｂのそれぞれは、さらに各ＬＬＰＴ１ａ、１ｂのモジュールに向かってその中に入る、またはそこから出るという水平方向前後移動ｈaおよびｈbを提供する。
【００７２】
ロボット９ａおよび９ｂは、例えば原則的には図１４に示すロボットにより考案され得るが、支持部材１５aおよび１５bは互いに反対側に突出せずに支持１３の一方の側に並行して設けられる。２つのロボット９ａおよび９ｂの移動は、好適には自由にプログラム変更可能な制御部（図示せず）により独立制御され得る。時間同期処理が２つのＬＬＰＴ１ａ、１ｂで確立される場合、２つの独立制御可能なロボット９ａおよび９ｂのいずれも同期に操作されるか、またはＬＬＰＴ１ａ、１ｂの両方に対して同時に機能する単一ロボットが設けられる。
【００７３】
かかる実施形態は図１８において、やはり概略的に図１７と同様の描写で示される。明確に理解されるように、基板の一体化された共通の垂直運搬移動ｖabを提供する単一ロボット９ａｂが設けられ、ＬＬＰＴ１ａおよび１ｂにおける開口部と位置合わせされる。水平移動ｈa、ｈbはいずれも同期化されるか、またはＬＬＰＴＭ毎に固有に制御される。
【００７４】
Ｕ字形概念の第３の実施形態は図１９に示される。ここでもやはり、単一ロボット９ａｂのみが設けられる。１つのロボット９ａｂは、垂直運搬移動ｖabおよび水平運搬移動ｈabによりＬＬＰＴ１ａおよび１ｂの両方に機能する。そのためには、ロボット９ａｂは図示されるように水平移動ｗabを行う。
【００７５】
図１７乃至図１９で概略的に示された概念から、Ｙ字型概念として図２０に変形が示される。ここでは、２つのＬＬＴＰ１ａおよび１ｂが角度φを画定するように運搬装置ＴＡに配置される。図２０では、ロボット概念は原則的に図１８で示すものと同じである。単一ロボット９ａｂは角度変位されたＬＬＰＴ１ａおよび１ｂ両方のモジュールに機能する。従って、かかるロボットは図１４に示すものと同様に実現され得、これにより支持部材を互いに対向せずに、ポスト１３の中心軸周りに所望の角度φで設ける。
【００７６】
装置のかかるＹ字型実施形態に関しては、原則的には図１９による運搬装置ＴＡ内のロボットを実現するさらなる態様が図２１に示される。ロボット９ａｂは少なくともφの角度により中心軸の周りを回転し、角度変位されたＬＬＰＴ１ａ、１ｂ両方のモジュールに対して機能するように考案される。
【００７７】
上述されるように、２つ以上のＬＬＰＴを設けることにより、異なる、または同等の多段階プロセスの柔軟性のある完全並行処理が可能となる。この概念に従い、図２２に示すように、３つ以上に対して、例えば図示されるように運搬装置ＴＡの回りに環状に搭載されたＬＬＰＴに対して機能するように中心軸回りに回転可能な運搬ロボット９rotを備える運搬装置を考案することが確実に可能である。それでもなお、本発明による装置のより好適な実施形態は、図１０のような単一ＬＬＰＴ構造、図１７乃至図２１のようなＩ字またはＵ字またはおそらくＹ字型のＬＬＰＴ２個構造である。
【００７８】
図２３では、本発明による今日の好適な装置が示される。これは図１０の概念により考案される。かかる好適な実施形態は、上部から下部まで２つの基板一括処理モジュールＢＰＭ１、その後に続く２つの基板一括投入および排出ロードロックモジュールＢＬＬｉo、その後に続く第２の２つの基板一括処理モジュールＢＰＭ2で構成される単一ＬＬＰＴを含む。従って、ロードロックモジュールＢＬＬｉoは、第１の投入ロードロックコンパートメントＣi、その後に続く第１の排出ロードロックコンパートメントＣo、その後に続
く第２の投入ロードロックコンパートメントＣiおよび最後に第２の排出ロードロックコンパートメントＣoに細分される。ＢＰＭ１、ＢＬＬｉo、ＢＰＭ2および運搬装置ＴＡ間の連通を確立する各開口部３３は、それぞれ制御されたバルブ３５を備える。
【００７９】
運搬装置ＴＡチャンバ３７内には、水平方向ｈに制御されるように駆動されて移動可能であり、上部および下部基板運搬フォーク４３Uおよび４３lを備える２つの基板一括運搬部材４１を含むロボット３９が設けられる。２つの水平運搬部材４１の装置全体は、制御されるように垂直に駆動されて移動可能である。上部基板キャリアフォーク４３Uと下部基板キャリアフォーク４３lの間のピッチを選択して、一括処理モジュールおよび一括ロードロックモジュールのそれぞれの開口部間のピッチに一致させる。
【００８０】
かかる装置は、ソーラーパネル、ＴＦＴまたはプラズマ表示パネル製造など、少なくとも１ｍ2、好適には少なくとも２ｍ2、さらには少なくとも４ｍ2の大基板処理に使用するのに最も適している。本発明のプロセスモジュールはバルブにより運搬チャンバとは分離され得るので、必要に応じて互いに独立して動作可能である。
【００８１】
さらに詳細に関しては、以下を参照する：
・好適にはプログラム変更可能な技術における全タイミングおよびサイクル制御に関して、ならびにプロセスまたはロードロックモジュールと協働するフレキシブルロボット技術の可能な実現に関しては、米国特許第６１７７１２９号。
【００８２】
・米国特許第６５３３５３４号
・米国特許第５５１５９８６号
・プロセスモジュール、ロードロックモジュールを考案し、水平方向の平面基板を処理するためにロボット部材を用いてこれらを機能させることに関しては米国特許６２９６３７５号
上記文献は本明細書の統合された一部を形成するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の要部としてのロードロックおよび処理タワーの概略側面図であり、加えてかかるタワーの開放制御の種々の操作態様を示す図である。
【図２】さらに、ロードロックおよび処理タワーの第１の好適実施形態を示す、図１による概略図である。
【図３】さらに、ロードロックおよび処理タワーの別のさらなる好適な態様を示す、図１または図２と同様の概略図である。
【図４】ロードロックおよび処理タワーの第３の好適な変形を示す、図１乃至図３と同様の図である。
【図５】さらに、ロードロックおよび処理タワーの第４の好適な実施形態を示す、図１乃至図４と同様の図である。
【図６】さらに、ロードロックおよび処理タワーの第５の好適な変形を示す、図１乃至図５と同様の図である。
【図７】さらに、ロードロックおよび処理タワーの第６の好適な実施形態を示す、図１乃至図６と同様の図である。
【図８】ロードロックおよび処理タワー内に大きな表面の基板を配置した状態で、図１乃至図７による実施形態の１つのロードロックおよび処理タワーを概略的に描写した平面図である。
【図９】ロードロックおよび処理タワー内の特定位置において大基板を保持するための位置付け装置の概略図である。
【図１０】真空運搬チャンバにおけるロボットが機能する単一ロードロックおよび処理タワーを含む本発明による装置であって、本発明の製造方法により動作する装置の第１の好適な実施形態を示す概略側面図である。
【図１１】やはり図１０による装置を概略的に描写した平面図である。
【図１２】２つのロードロックおよび処理タワーと中間真空運搬チャンバとを備える本発明による装置であって、本発明による方法を実施する装置の第２の好適な実施形態を示す、図１０と同様の概略側面図である。
【図１３】図１２の装置の実施形態を示す、図１１と同様の概略平面図である。
【図１４】例えば図１２による装置の実施形態において使用される運搬チャンバに設けられるようなロボット装置を示す簡略化された概略図である。
【図１５】ハンドリング中に基板を支持するための、例えば図１４によるロボットで使用されるような基板支持を示す概略平面図である。
【図１６】両ロードロックおよび処理タワーへの基板ハンドリングのための、例えば図１２の実施形態に適用されるような真空運搬チャンバ内ロボットの第３の変形を示す概略斜視図である。
【図１７】Ｕ字構成の２つのロードロックおよび処理タワーを備える本発明による装置のさらなる好適な実施形態を示す概略平面図である。
【図１８】Ｕ字構成の２つのロードロックおよび処理タワー概念のさらなる好適な実施形態を示す、図１７と同様の図である。
【図１９】Ｕ字構成の２つのロードロックおよび処理タワー概念のさらなる好適な実施形態を示す、図１７と同様の図である。
【図２０】共通の真空運搬チャンバに対してＹ字構成に配置された２つのロードロックおよび処理タワーを備える、本発明による装置のさらなる実施形態を示す平面図。
【図２１】真空運搬チャンバ内のロボットを実現する異なる態様を備える、図２０による実施形態を示す概略平面図。
【図２２】さらに、真空運搬チャンバ内の共通の回転可能ロボットが機能する４つのロードロックおよび処理タワーを備える、本発明による装置のさらなる実施形態を示す概略平面図。
【図２３】本発明による装置であって、今日の最も好適な実施形態の１つとして、図１０および図１１に示す概念に従った装置のより詳細だがなお概略的な側面図。
【図１】
2006506818.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006506818.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2006506818.tif 000017
【図１６】
2006506818.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2006506818.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2006506818.tif 000023
【図２２】
2006506818.tif 000024
【図２３】
2006506818.tif 000025
【国際調査報告】
2006506818.tif 000026
2006506818.tif 000027
2006506818.tif 000028