(57)【要約】  大面積基板用に寸法設定されたロードロックチャンバが提供される。ロードロックチャンバは、扉、および少なくとも２つの封止可能なポートを有する本体を備える筐体と、封止可能なポートの少なくとも１つに関連する可動扉と、扉と筐体の間に結合された扉作動アセンブリとを含む。扉作動アセンブリは、扉に結合されて第１の方向に扉を動かす１対の第１のアクチュエータと、第１の方向に直交する第２の方向に扉を動かす１対の第２のアクチュエータとをさらに含む。
2012506153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大面積基板用に寸法設定された真空チャンバであって、
少なくとも１つの封止可能なポートを有する本体を備える筐体と、
前記封止可能なポートに結合された可動扉と、
前記扉と前記筐体を結合させる扉作動アセンブリと
を備え、前記扉作動アセンブリが、
前記扉に結合されて第１の方向に前記扉を動かす第１のアクチュエータと、
前記第１の方向に直交する第２の方向に前記扉を動かす第２のアクチュエータと
を備えている、真空チャンバ。
【請求項２】
前記第１のアクチュエータが、前記扉の対向する端部に対応する位置に配置された１対のアクチュエータを含む、請求項１に記載の真空チャンバ。
【請求項３】
前記第２のアクチュエータが、前記扉と前記筐体の対向する端部間に結合された１対のリニアガイドをさらに備える、請求項１に記載の真空チャンバ。
【請求項４】
前記第２のアクチュエータが、前記リニアガイドに結合されて前記扉とともに動かせる１対のアクチュエータを含む、請求項３に記載の真空チャンバ。
【請求項５】
前記リニアガイドがそれぞれ、制御装置に結合された少なくとも１つのセンサを備える、請求項３に記載の真空チャンバ。
【請求項６】
前記制御装置が、前記第１のアクチュエータ間に同時の動きを提供するように、前記第１のアクチュエータのそれぞれにさらに結合される、請求項５に記載の真空チャンバ。
【請求項７】
前記センサが、前記扉の位置計量を提供するように適合される、請求項５に記載の真空チャンバ。
【請求項８】
前記第１および第２のアクチュエータが、空気シリンダ、油圧シリンダ、電気機械式シリンダ、および機械式シリンダからなる群から選択される、請求項１に記載の真空チャンバ。
【請求項９】
大面積基板用に寸法設定された真空チャンバであって、
第１の端部、および処理チャンバに結合するように適合された第２の端部を有する本体を備える筐体と、
封止可能なポートを備える前記第１の端部にある大気境界面と、
前記筐体と前記封止可能なポートの間に結合された扉作動アセンブリと
を備え、前記扉作動アセンブリが、
前記筐体と前記扉の間に結合されて前記封止可能なポートに対して第１の方向に前記扉を動かす複数の第１のアクチュエータと、
前記扉の対向する端部に結合されて、前記封止可能なポートに対し、前記第１の方向に直交する第２の方向に前記扉を動かす複数の第２のアクチュエータと
を備えている、真空チャンバ。
【請求項１０】
前記複数の第１のアクチュエータが、前記扉の対向する端部に隣接する横方向に隔置された位置に配置された１対のアクチュエータを含む、請求項９に記載の真空チャンバ。
【請求項１１】
前記複数の第２のアクチュエータが、前記扉と前記筐体の対向する端部の間に結合された１対のリニアガイドをさらに備える、請求項９に記載の真空チャンバ。
【請求項１２】
前記複数の第２のアクチュエータが、前記リニアガイドに結合されて前記扉とともに動かせる１対のアクチュエータを含む、請求項１１に記載の真空チャンバ。
【請求項１３】
前記リニアガイドがそれぞれ、制御装置に結合された少なくとも１つのセンサを備えている、請求項１１に記載の真空チャンバ。
【請求項１４】
前記制御装置が、前記第１のアクチュエータ間に同時の動きを提供するように、前記第１のアクチュエータのそれぞれにさらに結合される、請求項１３に記載の真空チャンバ。
【請求項１５】
前記封止可能なポートがＯリングを含む、請求項１４に記載の真空チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、真空チャンバ内の開口を選択的に封止することに関する。より詳細には、排気可能な搬送チャンバ内の開口を選択的に封止することに関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ、太陽電池アレイ、および他の電子デバイスの生産における大面積基板に対する半導体プロセスには、堆積、エッチング、および試験などのプロセスが含まれ、これらのプロセスは従来、真空の処理チャンバ内で行われる。製作効率を増大させ、かつ／または処理された基板の様々な末端使用の生産コストを下げるために、大面積基板は現在、約２，２００ｍｍ×約２，６００ｍｍ以上である。これらの基板は通常、大気／真空境界面として機能する搬送チャンバを通って、真空の処理チャンバとの間で搬送される。この搬送チャンバは通常、ロードロックチャンバと呼ばれる。ロードロックチャンバは、大気圧と真空の処理チャンバ内の圧力の間の段階的な真空を提供する。一部のシステムでは、ロードロックチャンバは、周囲圧力の待機システムと真空の処理チャンバの間の搬送境界面として構成することができ、大気と真空の基板交換を実現する。同様に、処理された基板は、真空の処理チャンバからロードロックチャンバを通って大気条件へ搬送することができる。
【０００３】
真空の処理チャンバおよびロードロックチャンバ内の開口は通常、基板の搬送を容易にするために、大面積基板の少なくとも１つの寸法（すなわち幅または長さ）を受け入れるように寸法設定される。チャンバ開口は、基板の搬送およびチャンバの真空封止を容易にするために、扉によって選択的に開閉されるように構成される。扉の動作および開口の効果的な封止は、チャンバの作製および使用に難題をもたらす。
【０００４】
したがって、これらの難題に対処する真空チャンバ扉が必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施形態は、一般に、１つまたは複数の大面積基板用に寸法設定された真空チャンバ用の扉作動アセンブリを提供する。一実施形態では、大面積基板用に寸法設定された真空チャンバについて説明する。真空チャンバは、少なくとも１つの封止可能なポートを有する本体を備える筐体と、封止可能なポートと結合された可動扉と、扉と筐体を結合させる扉作動アセンブリとを含む。扉作動アセンブリは、第１の方向に扉を動かす、扉に結合された第１のアクチュエータと、第１の方向に直交する第２の方向に扉を動かす第２のアクチュエータとを備える。
【０００６】
別の実施形態では、大面積基板用に寸法設定された真空チャンバについて説明する。真空チャンバは、少なくとも１つの封止可能なポートを有する本体を備える筐体と、封止可能なポートと結合された可動扉と、扉と筐体を結合させる扉作動アセンブリとを含む。扉作動アセンブリは、扉に結合されて第１の方向に扉を動かす１対の第１のアクチュエータと、扉と筐体の対向する端部間に結合された１対のリニアガイドと、第１の方向に直交する第２の方向に扉を動かす、リニアガイドに結合されて扉とともに動かせる１対の第２のアクチュエータとを備える。
【０００７】
別の実施形態では、大面積基板用に寸法設定された真空チャンバについて説明する。真空チャンバは、第１の端部、および処理チャンバに結合するように適合された第２の端部を有する本体を備える筐体と、封止可能なポートを備える第１の端部にある大気境界面と、筐体と封止可能なポートの間に結合された扉作動アセンブリとを含み、扉作動アセンブリは、筐体と扉の間に結合されて封止可能なポートに対して第１の方向に扉を動かす複数の第１のアクチュエータと、扉の対向する端部に結合されて、封止可能なポートに対し、第１の方向に直交する第２の方向に扉を動かす複数の第２のアクチュエータとを備える。
【０００８】
別の実施形態では、大面積基板を処理するために、真空チャンバ内の封止可能なポートを選択的に開閉する方法であって、真空チャンバが、筐体と、封止可能なポートの対向する端部上のリニアガイドに可動式に結合された、封止可能なポートに関連する扉と、１対の第１のアクチュエータおよび１対の第２のアクチュエータを有する運動機構とを備える、方法について説明する。この方法は、扉に結合された第１のアクチュエータを同時に駆動するステップと、扉の位置を検出するステップと、扉の位置に対応する位置計量を返すステップと、扉に結合されたリニアガイドの少なくとも１つの進行経路に対して扉の長手方向の寸法が確実に実質上直交したままになるように、位置計量に基づいて第１のアクチュエータの運動速度を調整するステップとを含む。
【０００９】
本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明についてのより具体的な説明を、実施形態を参照すれば得ることができる。実施形態のいくつかを添付の図面に示す。しかし、本発明は他の等しく効果的な実施形態も許容しうるため、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示し、したがって本発明の範囲を限定するものと見なすべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態によるロードロックチャンバの等角図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示すロードロックチャンバをより詳細に示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実装形態による水平アクチュエータの実装の図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による水平アクチュエータの動作の図である。
【図２Ｃ】本発明の別の実施形態による水平アクチュエータの動作の図である。
【図３】本発明の一実施形態によるロードロックチャンバの動作の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
理解を容易にするために、可能な場合、複数の図に共通の同一の要素を指すために、同一の参照番号を使用した。一実施形態に開示する要素は、特有の記述なしで他の実施形態でも有益に利用できることが企図される。
【００１２】
本明細書に記載の実施形態は、低圧条件下で１つまたは複数の大面積基板を収容するように適合されたチャンバ開口を選択的に封止するシステムおよび方法に関する。一実施形態では、チャンバは、雰囲気と真空環境の間で基板を搬送するように構成することができる。いくつかの実施形態について、大気／真空境界面を提供するように構成されたロードロックチャンバまたは他のチャンバなどの排気可能な搬送チャンバで使用するために例示的に説明するが、いくつかの実施形態は、他の低圧プロセス用に構成された他のチャンバにも適用することができる。例には、それだけに限定されるものではないが、処理チャンバ、試験チャンバ、堆積チャンバ、エッチングチャンバ、および熱処理チャンバが含まれる。本明細書に記載の基板は、電子デバイスを上に形成するのに適したガラス、ポリマー材料、または他の材料から作られた大面積基板を含み、フラットパネルディスプレイの生産、太陽電池アレイの生産、および大面積基板上で形成できる他の電子デバイス用に構成される。例には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ならびに太陽電池アレイおよび／または光起電性セルの製造で使用されるｐ−ｉ−ｎ接合または他のデバイスが含まれる。
【００１３】
図１Ａは、ロードロックチャンバ１００の一実施形態を示す等角図であり、ロードロックチャンバ１００は、支持フレーム１０５上に配置された封止可能な筐体１１０を含む。筐体１１０は、本体１３２、側壁１３５、底部（この図には図示せず）、および蓋１３０を備える。筐体１１０は、第１の端部１１５および第２の端部１２０を有し、第１の端部１１５と第２の端部１２０はそれぞれ、封止可能な開口またはポート１２３（破線で示す）を含む。封止可能なポート１２３の少なくとも１つは、出入（Ｉ／Ｏ）扉１２２によって選択的に開閉される（図１Ａには閉じた位置で示し、図１Ｂには開いた位置で示す）。第２の端部１２０は、堆積チャンバ、エッチングチャンバ、試験チャンバなど、大面積基板を処理するように構成された真空の処理チャンバ１５０に結合されて選択的に連通するように適合された処理境界面とすることができる。第１の端部１１５は、大気境界面とすることができ、クリーンルーム内に配置された大気のロボット、大気の基板待機システム、コンベアデバイス、または他の搬送デバイス（図示せず）に対する境界面とすることができる。
【００１４】
ロードロックチャンバ１００は、Ｉ／Ｏ扉１２２および支持フレーム１０５に結合された１対の第１のアクチュエータ１１６を含む。第１のアクチュエータ１１６はそれぞれ、電気、油圧、空気、およびこれらの組合せで駆動できる線形アクチュエータである。第１のアクチュエータ１１６の例には、空気シリンダ、電気機械式シリンダ、油圧シリンダ、機械式シリンダ、およびこれらの組合せが含まれる。第１のアクチュエータ１１６は、Ｉ／Ｏ扉１２２を少なくとも垂直（Ｚ）方向に同時に上下させるように構成される。第１のアクチュエータ１１６はまた、ポート１２３に対して実質上平行の向きにＩ／Ｏ扉１２２を動かすように適合される。Ｉ／Ｏ扉１２２の平行な上昇および下降を容易にするために、Ｉ／Ｏ扉１２２は、Ｉ／Ｏ扉１２２の２つの端部１２５Ａおよび１２５Ｂにそれぞれ取り付けられた２つのリニア軸受ブロック１２４に結合される。リニア軸受ブロック１２４は、ロードロックチャンバ１００の側壁１３５に取り付けられる。一実施形態では、第１のアクチュエータ１１６は、Ｉ／Ｏ扉１２２が均一に垂直（Ｚ方向）に動くように、互いに水平に隔置することができる。
【００１５】
垂直の動きに加えて、Ｉ／Ｏ扉１２２はまた、Ｉ／Ｏ扉１２２の２つの横方向の端部１２５Ａおよび１２５Ｂにそれぞれ取り付けられた１対の第２のアクチュエータ１２６に助けられて、水平（Ｘ方向）に動くように適合される。水平アクチュエータブロック１２６は、封止可能なポート１２３を閉じるためにＩ／Ｏ扉１２２を第１の端部１１５の方へ動かし、または封止可能なポート１２３を開くためにＩ／Ｏ扉１２２を第１の端部１１５から離すように動作可能である。第２の端部１２０はまた、別のＩ／Ｏ扉、別の１対のリニア軸受ブロック、ならびに別の１対の第１および第２のアクチュエータを含むことができる。これらはすべて図示しない。
【００１６】
図１Ｂに示すように、筐体１１０の第１の端部１１５はまた、封止可能なポート１２３を取り囲むＯリング１３６を含む。閉じた位置では、Ｉ／Ｏ扉１２２の内側表面は、Ｏリング１３６としっかり接触して、ポート１２３を封止する。一実施形態では、Ｏリング１３６は、ポート１２３を確実に封止するように適合されたプラスチック、樹脂、または他の適切な材料から作ることができる。Ｏリング１３６は筐体１１０の面に取り付けられるため、図１Ｂに示すように、Ｉ／Ｏ扉１２２を開いた位置へ動かすことによって、修理または交換のためにＯリング１３６に容易にアクセスすることができる。
【００１７】
一実施形態では、１つまたは複数の位置センサ１６４も、リニア軸受ブロック１２４のそれぞれに結合させることができる。位置センサ１６４は、Ｉ／Ｏ扉１２２の横方向の端部１２５Ａおよび１２５Ｂのそれぞれの位置を反映する検出信号を、第１のアクチュエータ１１６のそれぞれに結合された制御装置１６６へ伝送するように構成される。一実施形態では、各センサ１６４は、トランスデューサ、ホール効果センサ、近接センサ、エンコーダテープなどのリニアエンコーダ、およびこれらの組合せとすることができる。他の実施形態では、第１のアクチュエータ１１６はそれぞれ、各第１のアクチュエータ１１６の位置計量を提供するように適合された回転エンコーダまたはシャフトエンコーダなどの位置センサ（図示せず）を含むことができる。
【００１８】
制御装置１６６はまた、第２のアクチュエータ１２６のそれぞれに結合される。制御装置１６６は、軸受ブロック１２４に対するＩ／Ｏ扉１２２の動きを示す各センサ１６４からの計量を受け取るように適合される。制御装置１６６は、動き情報を処理して、第１のアクチュエータ１１６の一方または両方の方向性の動きおよび／または方向性の速度を制御することができる。制御装置１６６はまた、センサ１６４からの位置情報を受け取って、Ｉ／Ｏ扉１２２の水平の動きを容易にするように第２のアクチュエータ１２６を作動させるように適合される。それによって、Ｉ／Ｏ扉１２２の上昇および下降中、軸受ブロック１２４に対するＩ／Ｏ扉１２２の不整合を防止するように、各第１のアクチュエータ１１６の上昇および下降速度を精密に制御することができる。軸受ブロック１２４に対するＩ／Ｏ扉１２２の不整合は、Ｉ／Ｏ扉１２２を上昇／下降させるために単一のアクチュエータが使用される場合に生じることがある。そのような場合、アクチュエータは、Ｉ／Ｏ扉１２２の底部の中心と接触するように配置される。しかし、単一のアクチュエータでＩ／Ｏ扉１２２を支持すると、Ｉ／Ｏ扉１２２の上昇／下降中、特により大きな基板の搬送に対応するためにＩ／Ｏ扉１２２がより広くなるとき、Ｉ／Ｏ扉１２２のぐらつきを引き起こすことがある。そのようなぐらつきまたは不整合は、リニア軸受ブロック１２４の目詰りを招くことがある。
【００１９】
図２Ａは、Ｉ／Ｏ扉１２２用の作動機構２００の一実施形態を示す等角図である。Ｉ／Ｏ扉１２２用の作動機構２００は、リニア軸受ブロック１２４に沿ってＩ／Ｏ扉１２２の垂直の動きを駆動するように適合された１対の第１のアクチュエータ１１６と、Ｘ方向、すなわちＩ／Ｏ扉１２２の平面と垂直の方向などに、Ｉ／Ｏ扉１２２の水平の動きを提供する１対の第２のアクチュエータ１２６とを備える。第１のアクチュエータ１１６はそれぞれ、第１の枢動リンク２１０でＩ／Ｏ扉１２２に結合された第１の端部と、第２の枢動リンク２１２で支持フレーム１０５に結合された第２の端部とを有する。第１の枢動リンク２１０は、第１のアクチュエータ１１６間の速度および／または位置の差のために動かなくなるのを防止するために、旋回するように適合されたロッドアイ結合またはロッドクレビス結合とすることができる。第１の枢動リンク２１０の回転軸２２０と第２の枢動リンク２１２の回転軸２２２は、互いに平行である。それによって、第１の枢動リンク２１０および第２の枢動リンク２１２は、水平アクチュエータブロック１２６によって水平方向（Ｘ方向）のＩ／Ｏ扉１２２の動きが引き起こされるのを可能にするように適合される。
【００２０】
一実施形態では、第１のアクチュエータ１１６は、リニア軸受ブロック１２４に対して直交する関係にあるＩ／Ｏ扉１２２の水平面（Ｘ方向）を維持するように適合される。たとえば、リニア軸受ブロック１２４は長手方向軸Ａを含み、Ｉ／Ｏ扉１２２は長手方向軸Ｂを含む。センサ１６４からの位置情報に基づいて、Ｉ／Ｏ扉１２２の上昇および下降中に約９０°の角度αを維持することができる。これにより、上昇および下降中にＩ／Ｏ扉１２２の不整合を防止する。
【００２１】
図２Ｂは、１つの水平アクチュエータブロック１２６の構造を示す拡大図である。水平アクチュエータブロック１２６は、ブラケット２３１、リンクシャフト２３３、およびアクチュエータシャフト２３７を含む。リンクシャフト２３３は、ブラケット２３１にしっかりと固定された第１の端部と、Ｉ／Ｏ扉１２２内の孔（図示せず）を摺動可能に通過する第２の端部とを有する。それによって、ブラケット２３１は、リニア軸受ブロック１２４に沿ってＩ／Ｏ扉１２２とともに動くことができる。ブラケット２３１は、Ｉ／Ｏ扉１２２に接続された１つの遠位端部２３９を有するアクチュエータシャフト２３７に対する支持を提供する。一実施形態では、遠位端部２３９は、球面軸受によってＩ／Ｏ扉１２２に結合される。球面軸受は、Ｉ／Ｏ扉１２２がＯリング１３６に完全に接触することを可能にする柔軟性を提供する。動作中、アクチュエータシャフト２３７の進路は、リンクシャフト２３３に対するＩ／Ｏ扉１２２の水平の動きを引き起こし、Ｉ／Ｏ扉１２２を開閉する。
【００２２】
図２Ｃは、Ｉ／Ｏ扉１２２の水平（Ｘ方向）の動きを示す概略図である。点線で示す閉じた位置では、Ｉ／Ｏ扉１２２の接触表面２７７は、本体１３２の面２７６に押し付けられ、ポート１２３の周囲のＯリング１３６にしっかり接触する。Ｏリング１３６は、面２７６上の溝２７９の中に固定される。ポート１２３を開くには、Ｉ／Ｏ扉１２２は、Ｘ方向に面２７６から離され、Ｏリング１３６と接触しなくなる。それによって、垂直アクチュエータブロック（図示せず）は、Ｉ／Ｏ扉１２２を下降させてポート１２３を開くように動作することができる。垂直アクチュエータブロックによってＩ／Ｏ扉１２２が下降されるとき、Ｉ／Ｏ扉１２２をＯリング１３６から離すことができるため、Ｏリング１３６は、Ｉ／Ｏ扉１２２の上下によって損傷されない。
【００２３】
図１Ａおよび１Ｂとともに、図３は、本発明の一実施形態によるロードロックチャンバ１００の動作３００を示す簡略化された流れ図である。ステップ３０２では、第１のアクチュエータ１１６は、Ｉ／Ｏ扉１２２を駆動するのと同時に、制御装置１６６によって駆動される。ステップ３０４では、センサ１６４は、Ｉ／Ｏ扉１２２の正確な位置を検出するように適合される。ステップ３０６では、センサ１６４は、Ｉ／Ｏ扉１２２の正確な位置を検出した後、Ｉ／Ｏ扉１２２の検出された位置に対応する位置情報を制御装置１６６へ返す。その後、ステップ３０８では、制御装置１６６は、返された位置情報に基づいて、第１のアクチュエータ１１６の運動速度を調整する。返された位置情報が第１のアクチュエータ１１６間の何らかの不整合を示す場合、第１のアクチュエータ１１６のそれぞれまたは両方の運動速度が調整される。その際、Ｉ／Ｏ扉１２２は、ロードロックチャンバ１００が配置された床と実質上平行なままにすることができる。
【００２４】
上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態を考案することができ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１Ａ】
2012506153.tif 000003
【図１Ｂ】
2012506153.tif 000004
【図２Ａ】
2012506153.tif 000005
【図２Ｂ】
2012506153.tif 000006
【図２Ｃ】
2012506153.tif 000007
【図３】
2012506153.tif 000008
【国際調査報告】
2012506153.tif 000009
2012506153.tif 000010