CN102112647B - 处理系统和用于操作处理系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了处理系统和用于操作处理系统的方法。涂布系统1包括摆动台2和室排列，其中摆动台2包括摆动模块。室排列包括锁定室3和第一涂布室4。锁定室3被构造为组合的锁入/锁出室。室排列具有由虚线表示的第一大致直线的传输路径T1和由虚线表示的第二大致直线的传输路径T2。路径T1和T2的排列建立了双轨道。系统包括用于使得衬底如箭头所示沿着第一传输路径T1和/或第二传输路径T2移动通过室3、4的排列的传输系统。室3和4中的一个或者特别是两个包括用于通过双导轨或三导轨部分的横向运动而将衬底/承载器从第一路径T1转移到第二路径T2和/或从第二路径T2转移到第一路径T1的转移装置。

Description

处理系统和用于操作处理系统的方法
技术领域
本发明涉及用于处理衬底的方法，包括室排列，其至少包括用于处理衬底的第一处理室、用于处理衬底的第二处理室和/或转移室；至少包括锁定室，其构造为将衬底锁定在室排列中和/或将衬底锁定在室排列之外；第一大致直线的传输路径，其用于将衬底从锁定室传输到第一处理室，以及第二大致直线的传输路径，其用于将衬底传输通过室排列。第二传输路径可以相对于第一传输路径横向偏移并且相邻第一传输路径设置。
背景技术
在许多技术应用中，多层的堆叠按照涂布步骤的顺序沉积在衬底上。例如，在TFT(薄膜晶体管)金属化处理中，通过溅射处理沉积两种或三种不同金属。由于在不同的处理步骤中沉积速率不同并且由于层的厚度不同，所以用于沉积不同层的沉积台中的处理时间可能相当大地变化。
为了沉积多层的堆叠，已经提出了大量的沉积和处理室的构造。例如，使用直线的涂布室排列以及簇形涂布室排列。典型的簇形排列包括中央处理室和多个与其连接的涂布室。可以安装涂布室以执行相同或不同的涂布处理。然而，尽管在直线系统中对于处理的操纵非常简单，但是处理时间由最长的处理时间所决定。因此，影响了处理效率。另一方面，簇工具允许不同的循环时间。然而，需要设置在中央处理室中的精细转移系统的操作可能非常复杂。
已经在文献EP 1801843A1中描述了结合直线和簇概念的可选概念，通过引用将该文献的内容结合在这里。该文献描述了用于沉积TFT层堆叠的涂布系统，该系统具有锁入室(lock-in chamber)、用于第一金属化处理的金属化台、中央处理室、用于第二金属化处理的两个金属化台以及用于第一处理的第二金属化台。用于第二处理的金属化室彼此平行地设置并且择一地使用。用于第一金属化处理的处理室设置为直线，使得每个衬底都在两个室中受到处理。因为这种组合在增加了产量的同时使得处理复杂度最小，所以通过直线概念和簇概念的结合减小了系统的循环时间。
内容通过引用结合在这里的欧洲专利申请EP 07 002 828.7(未公开)提到了设置在涂布台中的传输装置，其具有可以选择性地定位在传输位置中的、构造为组合区段的传输区段。在其他区段移动到传输位置中的同时，区段之一可以移动到处理位置中。
此外，已经提出了其中连续在不同的涂布台中处理衬底的直线系统。为了改善产量，涂布室中的至少一部分包括用于第一衬底的处理位置以及从该处理位置横向偏移的传输路径，由此在室中留出用于其他衬底越过或赶上第一衬底的一些空间。内容通过引用结合在这里的欧洲专利申请EP 1956 111A1提到了设置在涂布台中的传输装置，其具有可以选择性地定位在传输区段中的、构造为组合区段的传输区段。
内容通过引用结合在这里的专利申请US/12/163,498(未公开)公开了一种涂布系统，其具有第一大致直线传输路径和第二大致直线传输路径，其中，第二传输路径相对于第一传输路径横向偏移。因此，第一衬底可以分别在第一和第二传输路径上越过或赶上第二衬底。
然而，上述的全部系统都具有一些缺点。首先，系统需要非常复杂和昂贵的模块，例如旋转模块。第二，系统的产量和效率受到它们设计的限制。
发明内容
本发明的目的
本发明的目的是增加涂布系统的整体产量和效率并且提供在避免使用昂贵和复杂的组件的同时有效地使用组件的衬底处理方法。
技术方案
通过提供根据权利要求1的处理系统和根据权利要求15的操作处理系统的方法来实现该目的。独立权利要求涉及本发明的优选的特征。
根据本发明的用于处理衬底的处理系统包括：室排列，其至少包括用于处理衬底的第一处理室、用于处理衬底的第二处理室和/或转移室；至少包括锁定室，其构造为将衬底锁定在室排列中和/或将衬底锁定在室排列之外；第一传输路径，其用于将衬底传输通过室排列；以及第二传输路径，其用于将衬底传输通过室排列。第二传输路径可以相对于第一传输路径横向偏移并且相邻第一传输路径设置。第一处理室、第二处理室和转移室中的至少一者包括将衬底从第一传输路径转移到第二传输路径和/或从第二传输路径转移到第一传输路径的装置。这种用于转移衬底的装置包括至少第一引导部分和第二引导部分的组合，其中，第一引导部分与第二引导部分平行地设置。
处理系统例如是用于在衬底上沉积一个或多个层的涂布系统。衬底可以在不具有承载器或者固定到承载器上的状态下传输通过系统，以受到处理。该创造性的涂布系统具有大致直线的两个传输路径。直线传输路径表示衬底和衬底承载器可以在其上传输而不需要旋转衬底/承载器以改变衬底/承载器的横向位置或使得衬底/承载器横向偏移。另一方面，直线路径可以包括使得传输路径的方向从直线偏移。锁定室、第一处理室和第二处理室彼此沿直线设置。
第一传输路径和第二传输路径可以被平行设置。第一传输路径和第二传输路径从锁定室的内部延伸进入第一处理室。它们可以是大致直线的路径。本发明的特征是第一传输路径和第二传输路径横向偏离。它们不交叉并且它们不通过例如旋转模块连接。可以通过平移运动而使得衬底仅在传输路径之间传输。换言之，在衬底的被涂布的表面永远被调整到直线系统的相同侧。因此，处理工具可以相对于第一传输路径和第二传输路径设置在相同侧上。
第一传输路径和第二传输路径形成双路径或双导轨。双导轨从组合的锁入/锁出室延伸进入处理室，其中处理室例如可以是用于沉积TFT装置的No层的涂布室。
锁定室是组合的锁入和锁出室。锁定室是双导轨装载/卸载锁定模块。衬底可以被从涂布/处理室的排列以及从装载台(例如，摆动台)传输到装载锁定室。装载锁定室可以被分别抽真空和通气。例如，在衬底被从涂布/处理室传输进入装载锁定室之前，锁入/锁出室被抽真空。在衬底被从用于装载衬底的装载台传输进入装载锁定室之前，锁入/锁出室被通气。在衬底被传输到装载锁定室之外、分别进入涂布/处理室的排列和/或用于装载衬底的装载台时，发生同样的情况。
锁入/锁出室/模块可以是为接收到室中的衬底提供两个、三个或多个位置的双导轨模块、三导轨模块或多导轨模块。它可以是可以通过真空系统而抽真空的缓冲室和/或锁定室。
第一处理室、第二处理室和转移室中的至少一者包括将衬底从第一传输路径转移到第二传输路径和/或从第二传输路径转移到第一传输路径的装置。该装置可以包括辊驱动器、齿轮驱动器、液压或气压驱动器等。转移运动可以是竖直或水平的运动。这是不使得衬底/承载器旋转地平移。
用于转移衬底的装置包括用于使得衬底从第一传输路径向第二传输路径和/或从第二传输路径向第一传输路径的装置横向转移的转移装置。转移装置例如可以包括抬升装置。处理室和/或锁定室和/或转移室可以包括转移装置。以此方式，可以抛弃复杂和昂贵的旋转模块。在衬底/承载器从组合的锁入/锁出室通过系统并且返回组合的锁入/锁出室的整个传输过程中，衬底/承载器的对准保持不变。
用于转移衬底的装置包括用于使得引导件的部分从第一传输路径向第二传输路径和/或从第二传输路径向第一传输路径的装置横向转移的转移装置。这表示引导件的部分被设置在第一传输路径中或第二传输路径中以完成第一传输路径和第二传输路径中的一者。引导件的这部分可以是能够横向转移的轨道部分。这部分被设置在一个腔室中。用于转移衬底的装置被构造为使得衬底、衬底承载器和/或轨道部分从第一传输路径移动到第二传输路径。
优选地，这种用于转移衬底的装置至少包括第一引导部分和第二引导部分的组合以及转移装置，在第一引导部分和第二引导部分的组合中，第一引导部分与第二引导部分在与第一传输路径和第二传输路径之间的距离相对应的距离处平行地设置，并且转移装置用于横向地转移上述组合，以将衬底从第一传输路径移动到第二传输路径和/或将衬底从第二传输路径移动到第一传输路径。上述组合可以被构造为至少两个平行传输的区段，其中一者可以定位在第一传输路径或第二传输路径中，并且其他的可以分别定位在第二传输路径中、第一传输路径中和第三位之中。轨道区段中的一者可以被移动到沿着第一传输路径的位置中，通过其他区段被移动到沿着第二传输路径的位置中。上述组合可以是具有彼此平行设置的两个导轨部分。在本发明的该实施例中，双导轨部分是可以横向移动的，特别是横向移动和/或沿着垂直于传输路径的方向移动。
在本发明的优选实施例中，室排列包括与第一处理室直线连接的第二处理室，其中，第一大致直线的传输路径从第一处理室延伸到第二处理室，以将衬底从第一处理室传输到第二处理室或者从第二处理室传输到第一处理室，并且第二大致直线的传输路径从第一处理室延伸到第二处理室，以将衬底从第二处理室传输到第一处理室或者从第一处理室传输到第二处理室。
第一处理室可以例如是Mo涂布台，第二处理室可以例如是Al涂布台。在第一处理室与第二处理室之间，可以有一个或多个其他处理室、缓冲室、转移室等。然而，第一传输路径和第二传输路径都直线地延伸通过这些中间室。
在本发明的优选实施例中，第一大致直线的传输路径从第二处理室延伸到转移室，以将衬底从第二处理室传输到转移室或者从转移室传输到第二处理室，并且第二大致直线的传输路径从转移室延伸到第二处理室，以将衬底从转移室输到第二处理室或者从第二处理室传输到转移室。在这种构造中，转移室可以被设置在第一处理室与第二处理室之间，或者在与第一处理室避开的那一侧上连接到第二处理室。
优选地，第一大致直线的传输路径从第一处理室延伸到转移室，以将衬底从第一处理室传输到转移室或者从转移室传输到第一处理室，并且第二大致直线的传输路径从转移室延伸到第一处理室，以将衬底从转移室输到第一处理室或者从第一处理室传输到转移室。在这种构造中，转移室可以在与第一处理室避开的那一侧上连接到第二处理室，并且如果存在第二处理室的话，可以设置在第一处理室与第二处理室之间。
用于转移衬底的装置优选地包括与第一引导部分和第二引导部分平行地设置的第三引导部分。
至少锁定室和/或第一处理室包括至少具有彼此相邻设置的三个导轨部分的第一三导轨模块，并且其中三导轨模块被设置为可以相对于第一传输路径和第二传输路径横向移动，以至少使得三导轨模块的第二导轨部分至少在与第一传输路径相对准的位置和与第二传输路径相对准的位置之间移动。
换言之，三导轨模块的第一导轨部分和第二导轨部分与第一传输路径相对准，并且三导轨模块的第一导轨部分和第二导轨部分可以与第二传输路径对准，并且三导轨模块的第三导轨部分可以与第一传输路径和第二传输路径中的至少一者对准。
提供能够与第一导轨部分和第二导轨部分一同横向移动的第三导轨部分有助于在两个室之间同时和同步地交换两个衬底。这是由于以下事实：代替具有允许衬底从第一传输路径向第二传输路径或者反向横向转移的两个导轨部分的双导轨模块，根据本发明的三导轨模块能够确保三导轨模块的横向运动能够被控制，以允许至少在处理系统的室排列的直线部分之间同时交换衬底，由此增加系统的效率。
与此同时，设置在根据本发明的处理系统的室中的三导轨模块是具有用于使得衬底沿着第一和第二传输路径(即，进入室、穿过室并且离开室)传输的传输系统的传输模块。第一衬底(通常在传输通过室排列的同时设置在衬底支撑件中)可以在第一、第二或第三导轨部分中沿着第一传输路径或第二传输路径移动，同时第二衬底(通常在传输通过室排列的同时也设置在衬底支撑件中)可以在第一、第二或第三导轨部分中的另一者中与第一衬底独立地沿着第一传输路径或第二传输路径中的另一者移动。
优选地，第一导轨部分被设置为相对于第一传输路径和第二传输路径横向地移动，以至少将三导轨模块的第一导轨部分移动到与第一传输路径对准的位置中，和/或将三导轨模块的第三导轨部分设置为可以相对于第一传输路径和第二传输路径横向地移动，以至少将三导轨模块的第三导轨部分移动到与第一传输路径和第二传输路径中的至少一者对准的位置中。
具体地，锁定室和第一处理室可以沿直线设置。锁定室和第一处理室中的一者或两者包括具有三个导轨部分的三导轨模块。
第一传输路径和第二传输路径彼此相邻地设置(特别地，彼此平行)，并且延伸通过根据本发明的室排列。换言之，可以在第一传输路径上、在第二传输路径上或者在沿着第一传输路径和第二传输路径的一部分的路线上将特定衬底从室排列的外部传输通过室排列。
三导轨模块的至少三个导轨部分包括三个独立驱动的导轨部分。因此，在特定室中，第一衬底和第二衬底可以同时分别沿着第一传输路径和第二传输路径移动。可以以第一导轨部分和第二导轨部分中每一者可以分别定位在第一传输路径和第二传输路径中的方式，来移动三导轨模块。第三导轨部分至少可以在第一传输路径或第二传输路径中移动。
根据系统分析，在仅具有设置在双导轨模块中的双传输导轨部分的传统系统中，在每个处理循环中只可能在第一处理室与第二处理室之间进行同时交换。在系统分析中可以看出，在仅在双路径系统中提供双导轨布局时，在一个完成的处理循环中不是总能够在两个室之间的同时交换衬底。
优选地，第一三导轨模块的导轨部分被构造为被独立地驱动，以将两个不同衬底彼此独立地沿着第一传输路径或第二传输路径移动。因此，可以同时在彼此相邻地设置的两个室之间交换衬底。每一种驱动都允许将衬底沿着第一传输路径和/或第二传输路径以向前的方向或向后的方向传输。
在本发明的优选实施例中，锁定室和第一处理室都包括三导轨模块，即，分别包括第一三导轨模块和第二三导轨模块。
优选地，室排列至少包括与锁定室和/或第一处理室直线地设置的第二处理室。具体地，第二处理室可以连接到第一处理室，并且第一处理室可以连接到锁定室，以形成包括锁定室、第一处理室和第二处理室的直线排列。室排列可以至少包括与第一处理室和/或第二处理室直线连接的第三处理室。
在本发明的优选实施例中，第二处理室包括至少具有可以被独立地驱动并且可以彼此平行地设置的双导轨部分的双导轨模块，其中，双导轨模块被设置为可以相对于第一传输路径和第二传输路径横向地移动，至少使得双导轨模块的第二导轨部分可以与第一传输路径和第二传输路径对准。
此外，涂布系统可以连接到用于将衬底馈送到室排列并且用于从室排列接收衬底的馈送模块。馈送模块连接到室排列的锁定室。馈送模块可以包括可以在第一传输路径与第二传输路径之间横向移动的单导轨部分，并且可以包括沿着第一传输路径固定地设置的第一导轨部分和沿着第二传输路径固定地设置的第二导轨部分。馈送模块可以包括摆动模块。
优选地，双导轨模块和/或三导轨模块分别包括相对于彼此固定地设置的两个导轨部分和三个导轨部分。固定地设置表示各个导轨部分总是以彼此之间特定的距离设置。这可以通过适当地控制导轨部分的移动、导轨部分之间的连接等而实现。
在本发明的另一个优选实施例中，双导轨模块的两个导轨部分之间的横向距离和/或三导轨模块的相邻的导轨部分之间的横向距离对应于第一传输路径与第二传输路径之间的横向距离。
优选地，第一传输路径和第二传输路径彼此平行地设置和/或大致直线地延伸通过室排列。直线排列意味着第一传输路径和第二传输路径不交叉。通过使得双导轨模块或三导轨模块横向移动，可以使得衬底(承载器)在第一传输路径与第二传输路径之间转移。
在本发明的另一个优选实施例中，第一处理室和/或第二处理室包括用于对定位在处理位置中的衬底进行处理的处理工具。衬底的处理大致包括在衬底的表面上沉积涂层。在不同处理室中的处理通常表示在衬底的顶部沉积不同的涂层，以在衬底的表面上形成层堆叠。因此，处理室可以包括设置在各个处理室的至少一侧上的涂布工具。涂布方法可以是化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法，例如溅射、蒸发法等。通常，涂布工具设置在室的直线排列的特定侧上，以在衬底的一侧上提供涂层，而不需要使得衬底在室排列中回转。在衬底的第一表面相对于第一传输路径和/或第二传输路径面向第一侧并且衬底的第二表面面向第二侧的状态下，衬底沿着第一传输路径和第二传输路径移动。
优选地，第一处理室和/或第二处理室中的衬底的处理位置被设置为与第一传输路径相邻。
具体地，用于转移衬底的装置包括用于横向地转移上述组合的转移装置，以将衬底从第一传输路径移动到第二传输路径和/或将衬底从第二传输路径移动到第一传输路径。
优选地，第一引导部分、第二引导部分和/或第三引导部分设置为使得相对于彼此的距离对应于第一传输路径与第二传输路径之间的距离。
第一处理室、第二处理室和/或转移室沿直线连接。
处理系统包括用于将衬底沿着第一传输路径以及沿着第二传输路径传输的传输系统。在沿着传输路径传输的过程中，可以在衬底承载器中支撑衬底。衬底可以固定到衬底承载器。在另一个实施例中，衬底可以在没有承载器的状态下，例如通过气垫传输系统而穿过涂布系统。传输系统被构造为沿着至少在锁定室、第一涂布室、第二涂布室和/或转移室之间的传输路径传输衬底/衬底承载器。传输系统可以分别集成在双导轨模块和三导轨模块中。例如，传输系统包括分别沿着双导轨模块和三导轨模块的导轨部分设置的驱动辊。驱动辊(例如，承载器驱动辊)可以相对于第一传输路径和第二传输路径横向移动。衬底/携带衬底的衬底承载器被连续地传输通过涂布系统。
传输系统至少包括用于沿着第一传输路径和/或沿着第二传输路径引导衬底的引导件。术语“衬底”指的是衬底和/或用于衬底承载器。引导件可以包括轨道(通常设置在室的底部和/或顶部；假设衬底在通过处理系统的传输过程中竖直地或至少倾斜地对准)。引导件可以包括通常设置在竖直对准的衬底的顶部的磁性引导系统。然而，可以结合本发明使用任何其他的传输系统。此外，衬底可以以任何对准方式传输。
在本发明的优选实施例中，传输系统包括用于沿着第一传输路径引导衬底的第一引导件和用于沿着第二传输路径引导衬底的第二引导件。
在本发明的优选实施例中，第一处理室和/或第二处理室包括在各个处理室中设置在第一传输路径的横向附近的处理工具。这种布置是以下事实的结果：沿着第一传输路径和第二传输路径移动的衬底的第一表面总是与朝向处理工具的方向对准，而不用考虑它是沿着第一传输路径移动还是沿着第二传输路径移动。在这种布置中，处理/涂布工具设置在直线排列的一侧，并且仅设置在这一侧上。当在室排列中移动时，衬底/承载器从不旋转。因此，没有必要在直线排列的另一侧上设置处理/涂布工具。
优选地，双导轨模块和三导轨模块的导轨部分被构造为独立地驱动，以沿着第一传输路径或第二传输路径彼此独立地移动两个不同的衬底。
在本发明的优选实施例中，锁定室包括第一三导轨模块，第一处理室包括第二三导轨模块并且第二处理室包括双导轨模块。
优选地，第一引导部分和第二引导部分的组合形成双导轨模块，并且第一引导部分、第二引导部分和第三引导部分的组合形成三导轨模块。
双导轨模块和/或三导轨模块可以分别包括相对于彼此固定地设置的双导轨部分和三导轨部分。
双导轨模块和/或三导轨模块的导轨部分可以被彼此独立地驱动，以沿着第一传输路径以第一方向移动第一衬底并且沿着第二传输路径以第二方向移动第二衬底。第一方向和第二方向可以对应或者不同。
根据本发明，一种操作如上所述的处理系统的方法包括以下步骤：(a)沿着第一传输路径将第一衬底从锁定室传输到第一处理室中，并且在第一衬底上沉积第一层；(b)将第一衬底从第一传输路径横向地转移到第二传输路径；以及(c)沿着第二传输路径将第一衬底传输到锁定室中，其中，该方法包括在方法步骤中将第二衬底沿着第一传输路径从锁定室传输到第一处理室。
根据本发明的用于处理衬底的方法包括以下步骤：(a)提供如上所述的涂布系统；(b)在第一处理室中，在第一衬底上沉积第一层；以及(c)在第二处理室中，在衬底上沉积第二层。
在本发明的优选实施例中，上述方法还包括以下步骤：(d)在第一处理室中，在衬底上沉积第三层。
优选地，衬底/承载器被连续地传输到锁定室、第一处理室、第二处理室、第一处理室和锁定室中。
具体地，在处理过程中，在室排列中总是存在至少三个衬底。
在整个处理过程中，衬底的第一表面朝向直线排列的相同侧。
上述方法可以包括将收到至少一次处理的第一衬底从第一传输路径转移到第二传输路径，以使得第二衬底能够沿着第一传输路径越过第一衬底。室排列至少可以包括用于将衬底从第一传输路径向第二传输路径以及沿反向转移的转移室。
在如上所述的配置中的另一个处理可以如下所述地概述。经由锁入/锁出模块将第一衬底锁定到涂布系统中。之后，在第一处理室中对衬底进行处理以接收第一层(例如，Mo1层)。之后，在将衬底传输回第一室以在第二层的顶部上获得第三层(例如，Mo2层)之前，将衬底传输到第二处理室，以获得第二层(例如，Al层)。因此，在对一个衬底进行处理时使用了两次第一室并且在处理过程中使用了一次第二处理室。在Al涂布处理之后，来自第一处理室的第二衬底越过第一衬底，并且在第二室中获得Al层，并且第一衬底在第一室中获得Mo2层。
上述方法连续地重复。衬底连续地通过处理台。
上述室排列和方法特别有利于具有需要短处理时间的第一层和需要非常长的处理时间的第二层的处理。在第一处理室中，可以在第二层上沉积与第一涂层相同材料的、需要短处理时间的第三层。
在系统分析中可以表现出，上述的配置和方法提供了优化的处理并且因此提供了优秀的产量以及室利用率。此外，在这种配置下，可以使得大量衬底同时传输通过室排列。通过使用上述三轨道模块，尅减小处理室的数目。
通过本发明，可以实现高产量的涂布系统，同时可以避免复杂的构造以及包括复杂的旋转模块。此外，可以减小安装涂布系统的排列所需的空间。
如上所述的具有双导轨模块和三导轨模块的构造可以应用到多种不同布局的处理/操作模块排列。上述特征本质上要求保护其任何组合。
附图说明
通过参照附图，本发明的其他特征和优点将会通过以下优选实施例的描述而变得更加清楚。附图示出了：
图1根据本发明的处理系统的第一实施例；
图2根据本发明的处理系统的第二实施例；
图3根据处于第一工作模式的本发明的处理系统的第三实施例；
图4第二操作模式中的图3的第三实施例；
图5根据本发明的处理系统的第四实施例
图6根据本发明的处理系统的第五实施例
图7根据本发明的处理系统的第六实施例
图8根据本发明的涂布系统的第一实施例；
图9在图1的系统中的对衬底进行处理的方法中的步骤；以及
图10根据本发明的三导轨模块的截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的涂布系统1的第一实施例。系统1包括衬底馈送和接收台(例如，摆动台)2，其包括可以在大气压下操作以将衬底馈送到室排列和/或从室排列接收在涂布系统1中经过处理的衬底的摆动模块。
本发明的第一实施例对应于包括锁定室3和第一涂布室4的室排列。锁定室3被构造为组合的锁入/锁出室(lock-in/lock-out chamber)。第一涂布室4具有用于将层沉积在衬底上的涂布工具4a。
由锁定室3和第一涂布室4构成的室排列具有由虚线表示的第一大致直线的传输路径T1以及由虚线表示的第二大致直线的传输路径T2。第一传输路径T1和第二传输路径T2平行地设置，而使其之间没有交叉。路径T1和T2的排列建立了双导轨。
系统1包括用于使得衬底如箭头所示沿着第一传输路径T1和/或第二传输路径T2移动通过室3、4的排列的传输系统。具体地，将衬底从摆动台2沿着第一路径T1传输到锁定室3并且之后沿着第一路径T1进入第一涂布室4。在这种第一位置中，涂布工具4a被激活以在衬底上沉积材料层。之后，依靠第一转移装置，将衬底转移到第一涂布室4中的第二位置(由双头箭头表示)。第二位置位于第二传输路径T2上。其后，将衬底传输回锁定室3，依靠第二转移装置将其转移到锁定室3中的第三位置(由双头箭头表示)并且进一步进入摆动台2。第三位置位于第一传输路径T1上。
一旦衬底已经被转移到沿着第二传输路径T2定位的位置中，第二衬底可以进入室3、4的排列，并且具体地，进入涂布室4以受到处理。这种步骤可以连续地重复，由此提供通过系统1的连续的衬底流。
室3和4中的一个或者特别是两个包括用于通过横向运动将衬底从第一路径T1转移到第二路径T2和/或从第二路径T2转移到第一路径T1的转移装置。
转移装置可以包括将设置在室3或4中的一者中的单导轨部分(例如轨道部分)在第一路径T1与第二路径T2之间移动的致动器。或者，转移装置包括构造为两个导轨部分的组合的双导轨部分(双轨道部分)，这两个导轨部分彼此隔开以分别形成第一轨道T1和第二轨道T2的一部分。这种组合可以横向地移动，使得对应于第一传输路径T1的轨道部分可以移动到沿着第二传输路径T2的位置。在本发明的另一个实施例中，转移装置可以包括抬升机构，用于将衬底从沿着第一传输路径T1的位置横向地抬升到沿着第二传输路径T2的位置。本发明不局限于具体的转移装置。
图2公开了本发明的第二实施例，其中，相同的附图标记和符号表示与结合第一实施例描述的元件相同的元件。
根据第二实施例的系统1包括设置在锁定室3与第一涂布室4之间的缓冲室5。此外，其包括转移室6和具有用于将第二层沉积到衬底上的第二涂布工具7a的第二涂布室7。转移室6和第二涂布室7与锁定室3、缓冲室5和第一涂布室4一同形成室排列。可以看到第一涂布工具4a和第二涂布工具7a沿着第一传输路径T1设置在系统1的直线排列的相同侧上。
对系统1进行操作的方法可以包括沿着第一传输路径T1将第一衬底从锁定室3传输到缓冲室5，并且进入第一处理室4，在第一处理室4中，第一材料层沉积在第一衬底的第一表面上。之后，第一衬底被传输到转移室6并且进入第二涂布室7。在第二涂布室7中，第二材料层沉积在第一材料层的顶部。之后，衬底被传输回转移室6。在转移室6中，通过上述转移装置，将第一衬底从第一传输路径T1上的位置转移到第二传输路径T2上的位置。这由转移室6中的双头箭头示出。在这之后，第二衬底被从第一涂布室4接收到转移室6中，并且沿着第一传输路径T1传输到第二涂布室7。之后，第一衬底被从沿着第二传输路径T2的位置转移回沿着第一传输路径T1的位置，并且进入第一涂布室4。在第一涂布室4中，第一衬底在第一材料层和第二材料层的顶部接收第三材料层。之后，将衬底传输到缓冲室5中，在缓冲室5中将衬底转移到沿着第二传输路径T2的位置，以允许将第三衬底沿着第一传输路径T1传递到第一涂布室4。第一衬底沿着第二传输路径T2经由锁定室3而离开处理系统1。持续地重复结合第一、第二和第三衬底描述的步骤以提供连续的处理。
图3示出了根据本发明的涂布系统1的第三实施例。在用于将两个层沉积在衬底上的工作模式中，将第一衬底沿着第一传输路径T1经由锁定室3传输到第一涂布室4。在第一涂布室4中，第一层被沉积在第一衬底的表面上。之后，第一衬底被传输到第二涂布室7中，以将第二层沉积在第一层的顶部。之后，第一衬底被转移到沿着第二传输路径T2的位置，以沿着第一传输路径T1产生用于使得第二衬底进入第二涂布室7的空间。沿着第二传输路径T2将第一衬底经由第一处理室4和锁定室3传输回来。在锁定室3中，第一衬底被从沿着第二传输路径T2的位置转移到沿着第一传输路径T1的位置，以离开室排列而到达摆动台2。
在图4中公开了相同的室排列。然而，在另一个操作模式中，可以在衬底的表面上沉积三个层。经由锁定室3将第一衬底传输到第一处理室4中，以将第一涂层沉积在第一衬底的第一表面上。之后，第一衬底被传输到第二处理室7，以将第二层沉积在第一层的顶部上。之后，衬底被转移到沿着第二传输路径T2的位置以沿着第一传输路径T1产生用于使得第二衬底进入第二涂布室7的空间。之后，第一衬底被传输回第一涂布室4并且在第一涂布室4中从沿着第二传输路径T2的位置转移到沿着第一传输路径T1的位置。在第一衬底的这个位置中，第三层沉积在第二层的顶部上。之后，将第一衬底从沿着第一传输路径T1的位置转移回沿着第二传输路径T2的位置，以沿着第一传输路径T1产生用于使得第三衬底进入第一涂布室4的空间。第一衬底被传输回锁定室3并且横向地转移回第一传输路径T1，以离开室排列而到达摆动台2。第二衬底、第三衬底等跟着第一衬底以产生通过系统1的连续的衬底流。
与图3和4中示出的第三实施例相比，本发明的第四实施例示出在图5中。系统1包括额外的转移室4，其连接到第二处理室7以形成锁定室3、第一处理室4、第二处理室7和转移室6的直线排列。
在两个层将要沉积到衬底的表面上的工作模式中，沿着第一传输路径T1传输第一衬底，以分别在第一处理室4和第二处理室7中接收第一材料层和第二材料层。之后，在转移室6中将第一衬底从沿着第一传输路径T1的位置转移到沿着第二传输路径T2的位置。第二衬底可以在转移室6中沿着第一传输路径T1跟随第一衬底。沿着第二传输路径T2将第一衬底传输回锁定室3并且之后转移到第一传输路径T1上的位置中以经由摆动台2离开系统。
图6示出了按照根据本发明的涂布系统1的第五实施例的室排列。在第四实施例之上，涂布系统1包括具有第三处理工具8a的第三处理室8。第三处理室8被设置在第二处理室7与转移室6之间。因此，衬底可以沿着第一传输路径T1穿过系统1，由此接收三个材料层。在转移室6中，衬底被从第一传输路径T1转移到第二传输路径T2，以沿着第二传输路径3传输回锁定室3，在离开系统1之前，将衬底在锁定室3中转移回第一传输路径T1。
根据图7的系统1由两个独立的支路1a和1b构成，其每个分别具有第一传输路径T1a和T1b以及第二传输路径T2a和T2b。
每个支路包括沿直线设置的摆动台2、锁定室3、第一处理室4、转移室6和第二处理室7。每个支路1a、1b由用于在衬底上提供两个层或三个层的方法来操作。
在两层工作模式中，在已经接收了第一材料层和第二材料层之后，第一衬底被从沿着第一传输路径T1a、T1b的位置转移到沿着第二传输路径T2a、T2b的位置。之后，在第二衬底在第一传输路径T1上跟随第一衬底的同时，将第一衬底分别沿着第二传输路径T2a和T2b传输回来。
在三层工作模式下，第二衬底在转移室6中越过第一衬底。之后，第一衬底被转移回第一传输路径T1b、T1b并且进入第一涂布室4，以将第三材料层沉积在第二材料层的顶部。之后，可以在第一涂布室4中将衬底转移到第二传输路径T2a、T2b上，以经由锁定室3和摆动台2离开系统1。与此同时，第三衬底可以沿着第一传输路径T1进入第一处理室4。
用于将层堆叠沉积在衬底上的典型应用(仅作为示例)包括在衬底上沉积厚度400A的第一Mo层、在第一层的顶部上沉积厚度3500A的第二Al层以及沉积在第二层的顶部上的厚度700A的第三Mo层。在第一涂布室4中或第三涂布室8中沉积第三层。
可以在不超出根据本发明的概念的情况下实现各种构造的其他室，本发明的概念包括使得延伸通过完全直线排列的至少两个传输路径T1和T2至少延伸通过锁定室3和第一处理室4。通过这种系统构造，可以提供不同的工作模式，以增加涂布系统1的效率。使用双导轨系统1的另一个优点是可以减小通气/抽真空的步骤的数目，由此增加抽真空处理可以利用的时间。这是由于以下事实：对于装载第一衬底和卸载第二衬底，装载/卸载锁定室3只需要被通气和抽真空一次。
图8示出了根据本发明的实施例的涂布系统1。涂布系统1包括锁定室20、第一处理室30和第二处理室40。摆动模块50连接到用于将通常连接到衬底承载架的衬底60a、60b和60c馈送到涂布系统1的锁定室20，并且在涂布循环之后接收来自涂布系统1的经处理的衬底60a、60b和60c。
摆动模块50、锁定室20、第一处理室30和第二处理室40被构造为直线的模块排列。这种排列包括第一传输路径T1和第二传输路径T2，第一传输路径T1和第二传输路径T2延伸通过系统并且允许衬底在第一传输路径T1上、在第二传输路径T2上或者在包括第一传输路径T1和第二传输路径T2二者的部分的路径上传输。
锁定室20包括三导轨模块21，其包括第一导轨部分22a、第二导轨部分22b和第三导轨部分22c。导轨部分22a、22b和22c与转移系统23连接，以使得导轨部分22a、22b和22c横向地移动。导轨部分22a、22b和22c的横向转移允许将设置在导轨部分22a、22b和22c中的一者中的衬底承载器定位在沿着第一传输路径T1的位置中或者定位在沿着第二传输路径T2的位置中。换言之，第一导轨部分22a、第二导轨部分22b和第三导轨部分22c中的至少一者可以与第一传输路径T1或第二传输路径T2对准。具体地，至少第一导轨部分22b可以与第一传输路径T1或第二传输路径T2对准。
第一处理室30包括具有涂布工具32(例如，可旋转溅射阴极)的涂布装置31。处理室30的涂布装置31设置在第一传输路径T1的一侧上。
此外，第一处理室30包括第一三导轨模块33，其具有第一导轨部分34a、第二导轨部分34b和第三导轨部分34c。可以通过转移系统35来横向转移导轨部分34a、34b和34c。至少第二导轨部分34b可以与第一传输路径T1或第二传输路径T2对准，并且第三导轨部分34c可以与第一传输路径T1或第二传输路径T2对准。导轨部分34a、34b和34c中的每一者也可以定位在涂布位置36，在该位置中，衬底60a面向涂布装置31以及用于将涂层沉积在衬底60a上的涂布工具32。
第二处理室40包括具有涂布工具42(例如，可旋转溅射阴极)的涂布装置41。在第二处理室40中沉积的涂层与在第一处理室30中沉积的涂层不同。具体地，在涂布系统1中，用于在第一处理室30中对层进行沉积的处理时间比用于在第二处理室40中对层进行沉积的处理时间短得多。因此，第二涂布室40的第二涂布工具42通常与第一处理室30的第一涂布工具32不同，以在衬底60上提供不同的材料层。第二处理室40的涂布装置41设置在第一传输路径T1的一侧上。
第二处理室40包括具有第一导轨部分44a和第二导轨部分44b的双导轨模块43。至少第二导轨部分44b可以与第一传输路径T1、第二传输路径T2对准，或者定位在其中衬底60b面向涂布装置41的涂布位置46中。至少第一导轨部分44a可以沿着第一传输路径T1定位或者定位在涂布位置46中。
摆动模块50包括可以在沿着第一传输路径T1的位置与沿着第二传输路径T2的位置之间移动的单个导轨部分51，以将衬底60b馈送到涂布系统1中或者从涂布系统接收衬底。
需要强调本发明不限于锁定室和处理室的这种具体构造，而是可以实施为锁定室、缓冲室、转移室以及所需数目的处理室的直线排列。
图9示出了在根据图8的涂布系统1中的完整涂布循环期间处理大量衬底60a、......、60e的方法的步骤。
在第一处理步骤01中，在沿着第一传输路径T1的位置中，将第一衬底60a设置在第一处理室30中、第一处理室30的三导轨模块33的第一导轨部分34a中。在沿着第二传输路径T2的位置中，将第二衬底60b定位在第二处理室40的双导轨模块43的第二导轨部分44b中。在沿着第二传输路径T2的位置中，将第三衬底60c设置在设置于锁定室20的三导轨模块21的第二导轨部分20b中。
在处理步骤02中，将第一衬底60a转移到涂布位置36中，以在第一衬底60a上沉积涂层。因为之前第一衬底60a已经涂有第一涂层和第二涂层，所以该涂层是第三涂层。第二衬底也定位在第二涂布室40中的涂布位置46中，以将层沉积在第二衬底60b上。因为之前第二衬底60b已经被涂布有第一层，所以沉积在第二衬底60b上的层是第二层。第三衬底60c保持在与处理步骤01中相同的位置。
在处理步骤03中，第一衬底60a已经在完成了涂布处理之后缩回到沿着第一传输路径T1的位置。之后，它被传输到锁定室的三导轨模块21的第一导轨部分22a中，并且第三衬底60c被同时传输到第一处理室30的三导轨模块33的第二导轨部分33b中。换言之，衬底60a和60c同时改变腔室。第二衬底60b仍然在第二处理室40中受到处理。
在处理步骤04中，在锁定室20已经被充满之后，在沿着第二传输路径T2的位置中将在处理步骤03中设置在摆动模块50中的第四衬底60d传输到锁定室20中而进入锁定室20的三导轨模块的第二导轨部分22b中。第三衬底60c已经被转移到第一处理室30中的涂布位置36，以在第三衬底60c上沉积第一涂层。因此，第一处理室30的三导轨模块33的导轨部分朝向涂布装置31移动，直到第二导轨部分34b进入涂布位置36。第二衬底60b仍然在第二处理室40中受到处理。
在处理步骤05中，从涂布系统1将第一衬底60a移除到摆动模块50，同时第四衬底60d在锁定室20的三导轨模块21的第二导轨部分22b中保持在沿着第二传输路径T2的位置中。第二衬底60b在第二处理室40中的涂布处理已经结束之后被移动到沿着第二传输路径T2的位置并且被传输到第一处理室30中、第一处理室30的三导轨模块33的第三导轨部分34c上。同时，第三衬底60c被从三导轨模块33的第二导轨部分34b沿着第一传输路径T1传输到双导轨模块43的第一导轨部分44a。衬底60b和60c同时改变腔室。
在处理步骤06中，设置在第一处理室30的三导轨模块33的第三导轨部分34c中的第二衬底60b被转移到涂布位置36，以在衬底60b上沉积第三层。因此，第一处理室30的三导轨模块33的导轨部分34a、34b和34c朝向涂布装置31横向移动。此外，通过横向地移动第二处理室40的双导轨模块43的导轨部分44a、44b，将设置在第二处理室40的双导轨模块43的第一导轨位置44a中的第三衬底60c转移到涂布位置46，以在第三衬底60c上沉积第二涂层。锁定室20中的第四衬底60d的位置保持不变，同时对锁定室20抽真空。
在处理步骤07中，第二衬底60b被从涂布位置36移除到第三导轨部分34c的、沿着第二传输路径T2的位置中并且被从第一处理室30传输到锁定室20。同时，第四衬底60d被从锁定室的三导轨模块21的第二导轨部分22b传输到第一处理室30的三导轨模块33的第二导轨部分34b。在处理步骤07的过程中，第三衬底60c静止在第二处理室40中的涂布位置46中，以在衬底60c上涂布第二涂层。
在处理步骤08中，在第二衬底60b保持在其位置的同时，在处理步骤07中设置在摆动模块中的第五衬底60e被沿着第一传输路径T1传输到锁定室20的三导轨模块21的第二导轨部分22b上。设置在第一处理室30的三导轨模块33的第二导轨部分34b中的第四衬底60d被转移到涂布位置36，以在第四衬底60d上沉积第一涂层。在第二处理室40中，对于第二处理室40中的第三衬底60c的涂布处理继续。
在处理步骤09中，从涂布系统1将第二衬底60b移除到摆动模块50中，而第五衬底60e在锁定室20中保持在沿着第一传输路径T1的位置中。此外，第四衬底60d被转移到第一处理室30中的、沿着第二传输路径T2的位置中，并且第三衬底60c被转移到第二处理室40中的、沿着第一传输路径T1的位置中。之后，第三衬底60c被传输到第一处理室30的三导轨模块33的第一导轨部分33a上，并且第四衬底60d被同时传输到第二处理室40的双导轨模块43的第二导轨44b上。换言之，衬底60c和60d在第一处理室30与第二处理室40之间同时交换。
在处理步骤10中，通过锁定室20的三导轨模块21的横向移动，将第五衬底60e从沿着第一传输路径T1的位置移动到沿着第二传输路径T2的位置。此外，设置在第一处理室30的三导轨模块33的第一导轨部分34a中的第三衬底60c被移动到涂布位置36，以在第三衬底60c上沉积第三涂层。设置在第二处理室40的双导轨模块43的第二导轨部分44b上的第四衬底60d被横向移动到涂布位置46，以在第四衬底60d上沉积第二层。
处理步骤10对应于处理步骤02中的情况。因此，处理步骤11对应于处理步骤03，而n+2的衬底的编号代替n(例如，衬底3代替衬底1)。由于在系统中至少存在三个衬底并且在涂布循环中的每个时间点处能够分别在锁定室20、第一处理室30和第二处理室40之间同时交换衬底的事实，所以可以改善系统的产量。
系统分析表现出利用代替设置在锁定室20中和第一处理室30中的三导轨模块的双导轨模块，在涂布循环中存在处理时间损失的情况，这是由于没有用于使得衬底进入特定室的导轨部分的事实而引起的。
通过在必要时包括三导轨模块以有助于在对多个衬底进行处理的处理循环期间的全部时刻处、在相邻的室之间同时交换衬底减少了处理时间并且因此增加了产量。图10示出了设置在处理室30中的三导轨模块33的示意图的截面图。
处理室30包括真空室38和具有涂布工具32(例如，旋转溅射阴极)的涂布装置31。
要被涂布的衬底60被设置在衬底承载器61中，衬底承载器61包括与三轨道模块33的承载器驱动辊34a、34b和34c相互作用的底部引导轨62。在顶部区域中，承载器61与磁性引导件37a、37b和37c相互作用，以将衬底60保持在直立位置。
三导轨模块33包括用于将衬底沿着第一传输路径T1或第二传输路径T2传输通过涂布室30的三个导轨34a/37a、34b/37b和34c/37c。通过旋转承载器驱动辊34a、34b和34c进行驱动而有助于传输。
此外，可以通过转移系统35的致动而使得三导轨模块33相对于传输方向横向移动，如箭头T所示。因此，导轨部分34a/37a、34b/37b和34c/37c可以与延伸通过涂布系统的第一传输路径T1和/或延伸通过传输系统的第二传输路径T2对准(T1和T2被设置为垂直于方向T)。此外，导轨部分34a/37a、34b/37b和34c/37c中的每个可以被移动到涂布位置36，以使用涂布装置31来对分别设置在各个轨道部分34a/37a、34b/37b和34c/37c中的衬底60进行涂布。
如所示的三导轨模块31可以设置在双导轨涂布系统中的一个或多个涂布室中，只要其有助于在处理循环的每个时刻在相邻的每对腔室之间同时交换衬底。

Claims (13)

1.一种用于处理衬底的处理系统(1)，包括：
室排列，所述室排列包括
至少用于涂布所述衬底的第一处理室(4，30)、用于涂布所述衬底的第二处理室(7，40)和/或转移室(6)；以及
至少锁定室(3，20)，其构造为将所述衬底锁定在所述室排列中和/或将所述衬底锁定在所述室排列之外；
第一传输路径(T1)，其用于将所述衬底传输通过所述室排列；以及
第二传输路径(T2)，其用于将所述衬底传输通过所述室排列，其中
所述第二传输路径(T2)相对于所述第一传输路径(T1)横向偏移，
所述系统的特征在于，
所述第一处理室(4，30)包括用于将所述衬底从所述第一传输路径(T1)转移到所述第二传输路径(T2)和/或从所述第二传输路径(T2)转移到所述第一传输路径(T1)的装置，并且
所述用于将所述衬底从所述第一传输路径(T1)转移到所述第二传输路径(T2)和/或从所述第二传输路径(T2)转移到所述第一传输路径(T1)的装置包括至少第一引导部分和第二引导部分的组合，其中，所述第一引导部分与所述第二引导部分平行地设置，并且其中，通过由转移系统所导致的所述第一引导部分与所述第二引导部分的横向移动，所述衬底能够被从所述第一传输路径被传输到所述第二传输路径和从所述第二传输路径传输到所述第一传输路径，所述转移系统设置在所述第一传输路径和所述第二传输路径的同所述处理腔室中的涂布工具相反的一侧上。
2.根据权利要求1所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述用于将所述衬底从所述第一传输路径(T1)转移到所述第二传输路径(T2)和/或从所述第二传输路径(T2)转移到所述第一传输路径(T1)的装置包括与所述第一引导部分和所述第二引导部分平行地设置的第三引导部分。
3.根据权利要求2所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述第一引导部分、所述第二引导部分和/或所述第三引导部分设置为使得相对于彼此的距离对应于所述第一传输路径(T1)与所述第二传输路径(T2)之间的距离。
4.根据权利要求1或2所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述第一处理室(4，30)、所述第二处理室(7，40)和/或所述转移室(6)沿直线连接。
5.根据权利要求1或2所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述处理系统(1)包括用于将衬底沿着所述第一传输路径(T1)以及沿着所述第二传输路径(T2)传输的传输系统。
6.根据权利要求5所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述传输系统至少包括用于沿着所述第一传输路径(T1)和/或沿着所述第二传输路径(T2)引导衬底的引导件。
7.根据权利要求6所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述用于引导衬底的引导件包括用于沿着所述第一传输路径(T1)引导所述衬底的第一引导件和用于沿着所述第二传输路径(T2)引导所述衬底的第二引导件。
8.根据权利要求1或2所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述第一处理室(4，30)和/或所述第二处理室(7，40)包括在各个处理室中设置在所述第一传输路径(T1)的横向附近的涂布工具。
9.根据权利要求1所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述锁定室(20)包括第一三导轨模块(21)，所述第一处理室(30)包括第二三导轨模块(33)，并且所述第二处理室(40)包括双导轨模块(43)，所述双导轨模块和所述三导轨模块(21；33)的导轨部分(22a、22b、22c)被构造为被独立地驱动，以沿着所述第一传输路径(T1)或所述第二传输路径(T2)彼此独立地移动两个不同的衬底。
10.根据权利要求2所述的处理系统(1)，其特征在于，
第一引导部分和第二引导部分的组合形成双导轨模块(43)，并且第一引导部分、第二引导部分和第三引导部分的组合形成三导轨模块(21，33)。
11.根据权利要求10所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述双导轨模块(43)和所述三导轨模块(21，33)分别包括相对于彼此固定地设置的双导轨部分(44a、44b)和三导轨部分(22a、22b、22c；34a、34b、34c)。
12.根据权利要求11所述的处理系统(1)，其特征在于，
所述双导轨模块(43)和/或所述三导轨模块(21，33)的所述导轨部分被彼此独立地驱动，以沿着所述第一传输路径(T1)以第一方向移动第一衬底并且沿着所述第二传输路径(T2)以第二方向移动第二衬底。
13.一种操作根据权利要求1至12中任一项所述的处理系统(1)的方法，包括以下步骤：
(a)沿着所述第一传输路径(T1)将第一衬底从所述锁定室(3)传输到所述第一处理室(4)中，并且在所述第一衬底上沉积第一层；
(b)将所述第一衬底从所述第一传输路径(T1)横向地转移到所述第二传输路径(T2)；以及
(c)沿着所述第二传输路径(T2)将所述第一衬底传输到所述锁定室(3)中，
所述方法的特征在于，
所述方法包括在所述方法步骤(c)中将第二衬底沿着所述第一传输路径(T1)从所述锁定室(3)传输到所述第一处理室(4)。
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