CN106165081A - 基板处理系统、用于基板处理系统的真空旋转模块以及用于操作基板处理系统的方法 - Google Patents

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Abstract

描述一种用于处理基本上竖直地定向的基板的基板处理系统。所述基板处理系统包括：第一真空腔室，所述第一真空腔室具有第一双轨传输系统，所述第一双轨传输系统具有第一传输轨道和第二传输轨道；至少一个横向位移机构，所述至少一个横向位移机构被配置成用于在所述第一真空腔室中将所述基板从所述第一传输轨道横向地移位至所述第二传输轨道或反之亦然；以及真空旋转模块，所述真空旋转模块具有第二真空腔室，其中所述真空旋转模块包括竖直的旋转轴，以使所述基板在所述第二真空腔室中围绕所述竖直的旋转轴旋转，其中所述真空旋转模块具有第二双轨传输系统，所述第二双轨传输系统具有第一旋转轨道和第二旋转轨道，其中所述第一旋转轨道可旋转以与所述第一传输轨道形成线性传输路径，并且所述第二旋转轨道可旋转以与所述第二传输轨道形成线性传输路径，并且其中所述竖直的旋转轴在所述第一旋转轨道与所述第二旋转轨道之间。

Description

基板处理系统、用于基板处理系统的真空旋转模块以及用于 操作基板处理系统的方法
技术领域
本发明的实施方式大体涉及处理基板处理系统、基板旋转和其操作方法。具体来说，本发明的实施方式涉及一种用于处理基本上竖直地定向的基板的基板处理系统、一种被配置用于基板处理系统的真空旋转模块以及一种在基板处理系统中沉积层堆叠的方法。
背景技术
在多种技术应用中，不同材料的层在基板上方沉积在彼此上。通常，这会在涂覆或沉积步骤的序列中完成，其中也可在各种沉积步骤之前、之间或之后提供像蚀刻或结构化(structuring)的其他处理步骤。例如，可以沉积具有“材料一”-“材料二”-“材料一”序列的多层堆叠。由于不同工艺步骤中的不同涂覆速率，并且由于这些层的不同厚度，用于沉积不同层的处理腔室中的处理时间可能发生显著变化。
为了沉积多层堆叠，可以提供多种处理腔室配置。例如，可以使用沉积腔室直列(in-line)布置以及沉积腔室的群集(cluster)布置。典型群集布置包括中央搬运腔室以及连接至中央搬运腔室的多个处理腔室或沉积腔室。涂布腔室可装配成执行相同或不同的工艺。典型直列系统包括多个后续处理腔室，其中多个处理步骤在一个接另一个腔室中执行，使得利用直列系统连续地或准连续地处理多个基板。然而，鉴于在直列系统中的工艺的搬运非常容易，工艺时间是由最长处理时间确定。因此，工艺效率受到影响。另一方面，群集工具允许不同循环时间(cycle times)。然而，搬运可能非常复杂，这就要求设在中央搬运腔室中的精巧传送系统。
另外，期望提供双轨或多轨系统(例如，双轨直列系统)，其中可通过分别在第一传输轨道和第二传输轨道上传输例如一个真空腔室中的两个基板进一步减少单件工时(tacttime)。例如，处理系统(诸如直列溅射系统)经受周期性的维护。这种维护减少系统正常运行时间。在具有多于一个的处理腔室的许多系统(诸如溅射系统)中，对这些工艺腔室中的一者的维护导致整个系统中断，即，工具操作中断。
因此，需要另一改进基板处理系统，具体来说是在正常运行时间、单件工时和/或维护方面有改进的基板处理系统。
发明内容
鉴于上述内容，提供根据独立权利要求1所述的基板处理系统、根据权利要求8所述的真空旋转模块、以及根据权利要求13所述的在基板处理系统中沉积层堆叠的方法。通过从属权利要求、说明书和附图，另外优点、特征、方面和细节显而易见。
根据一个实施方式，提供一种用于处理基本上竖直地定向的基板的基板处理系统。所述基板处理系统包括：第一真空腔室，所述第一真空腔室具有第一双轨传输系统，所述第一双轨传输系统具有第一传输轨道和第二传输轨道；至少一个横向位移机构，所述至少一个横向位移机构被配置成用于在第一真空腔室内将基板从第一传输轨道横向地移位至第二传输轨道或反之亦然；以及真空旋转模块，所述真空旋转模块具有第二真空腔室，其中真空旋转模块包括竖直的旋转轴，以使基板在第二真空腔室内围绕竖直的旋转轴旋转，其中真空旋转模块具有第二双轨传输系统，所述第二双轨传输系统具有第一旋转轨道和第二旋转轨道，其中第一旋转轨道可旋转以与第一传输轨道形成线性传输路径，并且第二旋转轨道可旋转以与第二传输轨道形成线性传输路径，并且其中竖直的旋转轴在第一旋转轨道与第二旋转轨道之间。
根据另一实施方式，提供一种被配置用于具有第一真空腔室和第一双轨传输系统的基板处理系统、具体来说用于根据本文所述实施方式的基板处理系统的真空旋转模块。真空旋转模块包括：第二真空腔室；第二双轨传输系统，所述第二双轨传输系统具有第一旋转轨道和第二旋转轨道，其中第一旋转轨道与第二旋转轨道具有500mm或更小的距离；以及竖直的旋转轴，所述竖直的旋转轴使得基板在第二真空腔室内、在第二双轨传输系统上围绕竖直的旋转轴旋转，其中竖直的旋转轴在第一旋转轨道与第二旋转轨道之间。
根据另一实施方式，提供一种在具有第一沉积腔室、第二沉积腔室和真空旋转模块的基板处理系统、具体来说在根据本文所述实施方式的基板处理系统中沉积层堆叠的方法。所述方法包括：在第一沉积腔室中，将包括第一材料的第一层沉积到基本上竖直地定向的基板上；当另一基板从第一沉积腔室传送到真空旋转模块中或反之亦然时，将基板从第一沉积腔室传送到真空旋转模块中；具体来说当另一基板从真空旋转模块传送到第二沉积腔室或反之亦然时，将基板从真空旋转模块传送到第二沉积腔室中；在第二沉积腔室中，沉积包括第二材料的第二层。
附图说明
因此，为了能够详细理解本发明的上述特征所用方式，上文所简要概述的本发明的更具体的描述可以参考本发明的实施方式进行，一些实施方式例示在附图中。
图1是根据本文所述实施方式的基板处理系统的示意图，所述基板处理系统具有三个沉积腔室、与处理腔室一起提供线性传输路径的真空旋转模块、以及双传输轨系统；
图2是根据本文所述实施方式的另一基板处理系统的示意图，所述另一基板处理系统具有若干沉积腔室、与处理腔室一起提供线性传输路径的真空旋转模块、以及双传输轨系统；
图3-5是根据本文所述实施方式的另一基板处理系统的示意图，所述另一基板处理系统具有若干沉积腔室、与处理腔室一起提供线性传输路径的真空旋转模块、以及双传输轨系统；
图6是根据本文所述实施方式的包括双轨传输系统的腔室的示意图；
图7是示出根据本文所述实施方式的在包括直列基板处理系统部分的处理系统中沉积层堆叠的方法的流程图；以及
图8是根据本文所述实施方式的另一基板处理系统的示意图，所述另一基板处理系统具有若干沉积腔室、与处理腔室一起提供线性传输路径的真空旋转模块、以及双轨传输系统。
为了促进理解，在可能的情况下，已尽可能使用相同元件符号指定各图所共有的相同元件。应预见到，一个实施方式的元件或特征可有利地并入其他实现方式，而不需要进一步地陈述。
然而，值得注意的是，附图仅示出了本发明的示例性的实施方式，并且因此不应视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其他等效实施方式。
具体实施方式
现将详细参考本发明的各种实施方式，它们一或多个实例在附图中示出。每个实例以解释的方式提供，而不旨在作为本发明的限制。例如，作为一个实施方式的部分而示出或描述的特征可用于其他实施方式或可与其他实施方式结合，以便产生另一实施方式。本发明是旨在包括此类修改和变型。
如本文中所使用的术语“基板”应当包含多个基板，即，例如用于制造显示器的基板，诸如，玻璃基板或由塑料材料制成的基板。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，本文所述实施方式可以用于显示器制造，例如，PVD，即，在显示器市场的大面积基板上溅射沉积。
根据一些实施方式，大面积基板或相应载体(其中所述载体具有多个基板)可具有至少0.67m2的尺寸。通常，尺寸可以是约0.67m2(0.73×0.92m–第4.5代)或更高代，更通常为约2m2至约9m2或甚至高达12m2。通常，根据本文所述实施方式的结构、系统、设备(诸如阴极组件)和方法所用于的基板或载体是本文所述的大面积基板。举例来说，大面积基板或载体可为第4.5代、第5代、第7.5代、第8.5代或甚至第10代，其中，第4.5代对应于约0.67m2的基板(0.73×0.92m)、第5代对应于约1.4m2的基板(1.1m×1.3m)、第7.5代对应于约4.29m2的基板(1.95m×2.2m)、第8.5代对应于约5.7m2的基板(2.2m×2.5m)、第10代对应于约8.7m2的基板(2.85m×3.05m)。可类似地实现甚至更高的世代(诸如，第11代和第12代)以及对应基板面积。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，系统可配置成用于以例如静态沉积来进行TFT制造。
通常，基板在处理系统中是基本上竖直地定向的。由此，应当理解，竖直地定向的基板可在处理系统中具有从竖直定向(即，90°)的某个偏移以允许以几度的倾斜进行稳定传输，即，基板可具有从竖直取向±20°或更少的偏移，例如，±10°或更少的偏移。
根据本文所述实施方式，可提供尤其是在维护期间具有改进单件工时和/或改进正常运行时间的基板处理系统。此外，不一定增加处理系统占用面积以例如用于提供冗余腔室。根据本文所述实施方式，提供将基板分配至不同工艺腔室中的模块(诸如，真空旋转模块)。这些工艺腔室中的一个可关闭以进行维护，而不需要停止整个处理系统。在对一个工艺腔室进行维护期间，系统可至少以减少单件工时进行操作。
先前已描述了真空旋转模块，其中设有一或多个旋转轨道，并且可使基板在真空旋转模块中绕旋转轴(例如，竖直的旋转轴)旋转。这些模块通常包括单轨传输系统，即，其中可在某一时刻在真空旋转模块与相邻真空腔室之间传输一个基板的传输系统。
根据本文所述实施方式，提供具有第一双轨传输系统的第一真空腔室。例如，双轨传输系统可以包括横向位移机构，所述横向位移机构用于改变基板的在第一真空腔室内的轨道位置。可在横向方向(即，基本上垂直于传输系统的传输方向的方向)上将基板从双轨传输系统的一个轨道移动到双轨传输系统的另一轨道。根据可与本文所述其他实施方式相结合的实施方式，也可将传输方向描述为用于将基板从处理系统的真空腔室传输至处理系统的另一腔室的方向。提供具有第二真空腔室的真空旋转模块。真空旋转模块包括竖直的旋转轴，以使基本上竖直地定向的基板在该真空旋转模块的真空腔室(即，第二真空腔室)中旋转。真空旋转模块包括第二双轨传输系统，其中竖直的旋转轴设在第二传输系统的第一旋转轨道与第二旋转轨道之间。根据可与本文所述其他实施方式相结合的本文所述实施方式，第二双轨传输系统具有与第一真空腔室(例如，处理腔室的真空腔室)中的双轨传输系统基本相同的轨距。
根据本文所述实施方式，提供双轨(dual track，DT-)真空旋转模块。DT真空旋转模块用于可能需要工艺套件(process kit)的频繁维护的、具有厚层和高产量的工艺。例如，具有DT真空旋转模块允许布置一或多个厚层沉积工艺站，例如，当一或多个厚层沉积工艺站被耦接至真空旋转模块时，所述一或多个厚层沉积工艺站移置(displaced)90°。双轨真空旋转模块使系统能够同时替换处理模块(例如，所述处理模块具有处理腔室)与真空旋转模块之间的多于一个载体，当双轨载体传输也用于处理模块处理腔室时尤其如此。在替换后，该真空旋转模块的转子旋转到位，以便将载体传送至下一模块或从下一模块接收载体。因此，多个处理模块可连接至真空旋转模块，其中处理系统占用面积可减小或可保持为有限面积，例如，不必将用于各种工艺的处理模块背靠背地布置。
直列处理系统通常提供用于沉积一系列的层的腔室序列。由此，在一个腔室接着另一腔室中沉积一个接着另一个层。例如，可在基板上方沉积钼层，接着，在此钼层上方沉积较厚铝层，并且在此铝层上方沉积另一较薄钼层。由此，可提供包括钼沉积源的第一腔室。之后，可以提供用于沉积铝的两个沉积腔室。之后，提供用于沉积钼的另一腔室。由此，可以交替方式将直列处理系统中的基板传送到第一铝室和第二铝室中，使得沉积较厚铝层对于直列沉积系统中的总体产量限制较小。然而，用于沉积钼的沉积源(例如，钼溅射靶材)可能非常昂贵，对于大面积基板的处理尤其如此。因此，在上述处理系统中利用四个腔室，并且需要提供两个具有非常昂贵的沉积源(例如，溅射靶材)的腔室。此外，在进行维护情况下，需要在此类处理系统中停止整个生产。
图1示出基板处理系统100的实施方式。系统包括第一真空腔室101、第二真空腔室102和第三真空腔室103。这些真空腔室可为真空在其中生成的沉积腔室或其他处理腔室。根据对处理步骤的需求(例如，对于在基板上或基板上方沉积材料)提供真空，即，10mbar或更低的压力。此外，系统包括具有真空腔室的真空旋转模块150，所述真空旋转模块被配置成用于将基板从第一真空腔室101传送至第二真空腔室102和第三真空腔室103中的一者。此外，真空旋转模块150被配置成用于将基板从第二真空腔室102和第三真空腔室103中的一者传送至第二真空腔室和第三真空腔室中的另一者或第一真空腔室101。
如图1所示，第一真空腔室具有第一沉积源141，并且第二真空腔室和第三真空腔室各自都有另一沉积源142。通常，在第二真空腔室与第三真空腔室中的沉积源142可为类似的沉积源，使得能以交替方式使用第二真空腔室102与第三真空腔室103。根据可与本文所述其他实施方式相结合的典型实施方式，沉积源提供为溅射靶材(诸如，旋转溅射靶材)。
根据可与本文所述的其他实施方式相结合的典型实施方式，沉积源提供为溅射靶材(诸如，旋转溅射靶材)。根据本发明的典型实现方式，可以提供DC(直流)溅射、脉冲溅射、RF(射频)溅射、或MF(中频)溅射。根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，可提供利用在5kHz至100kHz的范围中的频率(例如，30kHz至50kHz)的中频溅射。
在以沉积源142进行沉积是基板处理系统100的产量的限制因素的情况下，可以提高总体产量，因为在处理系统中连续地或准连续地处理的基板能以交替方式在第二真空腔室102和第三真空腔室103中处理。例如，如果将利用沉积源142沉积的层是厚层，或者如果沉积源142的沉积速率为低，那么情况如此。
根据本文所述实施方式，真空旋转模块150经由线性传输路径而与第一真空腔室101、第二真空腔室102和第三真空腔室103连接。根据本文所述实施方式，真空旋转模块包括双轨传输系统，这个双轨传输系统具有第一旋转轨道151和第二旋转轨道154。第一旋转轨道和第二旋转轨道可绕竖直的旋转轴155旋转。例如，可将第一旋转轨道和第二旋转轨道旋转至元件符号151’和154’所示出的位置，从而与第二真空腔室102的传输轨道一起产生线性传输路径。例如，可在基板处理系统100中、沿线性传输路径来传输通常用于显示器制造的大面积基板。通常，由传输轨道161和163(诸如，具有例如沿一线布置的多个滚轴的线性传输轨道)提供线性传输路径。此外，第一旋转轨道156和第二旋转轨道154可提供为具有例如沿线布置的多个滚轴的线性传输轨道。此外，可沿设在第一旋转轨道156与第二旋转轨道154之间的竖直的旋转轴155旋转第一旋转轨道和第二旋转轨道。根据典型实施方式，可由在大面积基板的底部的传输系统以及在基本上竖直地定向的大面积基板的顶部的引导系统提供传输轨道和/或旋转轨道。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的不同实施方式，可由固定双轨系统、移动单轨系统或移动双轨系统提供真空腔室(例如，在图1中示出的真空腔室122、121、101、102和103)中的双轨传输系统(即，具有第一传输路径和第二传输路径的传输系统)。固定双轨系统包括第一传输轨道和第二传输轨道，其中第一传输轨道和第二传输轨道不能横向移位，即，不能在垂直于传输方向的方向上移动基板。移动单轨系统通过以下方式来提供双轨传输系统：具有可横向地(即，垂直于传输方向)移位的线性传输轨道，使得可在第一传输路径或第二传输路径上提供基板，其中第一传输路径与第二传输路径彼此远离。移动双轨系统包括第一传输轨道和第二传输轨道，其中这两传输轨道可横向地移位，即，它们可将它们各自位置从第一传输路径切换至第二传输路径，并且反之亦然。
根据本文所述实施方式，真空旋转模块包括固定双轨系统，这个固定双轨系统具有第一旋转轨道和第二旋转轨道(也可称为可旋转的第一传输轨道和可旋转的第二传输轨道)，其中第一旋转轨道与第二旋转轨道之间的距离是固定的。由此，第一旋转轨道与第二旋转轨道之间的距离和间距(pitch)是固定的，并且竖直的旋转轴155设在第一旋转轨道与第二旋转轨道之间。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，第一旋转轨道与第二旋转轨道之间的距离或间距为500mm或更小，例如，200mm或更小，例如，约100mm、约90mm或约80mm。旋转轴在第一旋转轨道与第二旋转轨道之间，并且例如如图1中所示，基本上垂直于旋转轨道。
根据一个实例，在基板精确竖直定向情况下，用于大面积基板或载体的底部的传输系统以及用于大面积基板或载体的顶部的引导系统在平面内，使得第一旋转轨道的第一平面、第二旋转轨道的第二平面和竖直的旋转轴是平行的，其中竖直的旋转轴155设在第一平面与第二平面之间。应当理解，对于具有±20°或更小的竖直基板定向的变化的基板处理系统，第一平面和第二平面可能并不平行。在此类情况下，竖直的旋转轴155在真空旋转模块150的真空腔室内、在两个非平行的平面之间延伸，并且可例如布置以形成第一平面和第二平面的对称轴。
如本文中所述，具有带有匹配单个相邻真空腔室的轨道的间距或距离的双轨传输系统的真空旋转模块对于具有连接在真空旋转模块的一侧处的单个腔室的处理系统允许改进载体传送。因此，可同时将两个载体传送进和/或出真空旋转模块。由此，允许同时传送的第一旋转轨道与第二旋转轨道经定位以具有第一旋转轨道与第二旋转轨道之间的竖直的旋转轴。因此，可以提供改进传送而不需要具有较大数目，其可例如背靠背地位于真空旋转模块的一侧处。鉴于这种情况，本文所述实施方式尤其在处理系统的一个腔室处于维护下的情况下提供改进单件工时，同时可减少占用面积。具有减少的占用面积的选项通常减少处理系统的持有成本(cost of ownership)和/或允许在其中设有有限地板空间的区域中安装系统。
根据可与本文所述的其他实施方式结合的另外实施方式，真空旋转模块被配置成用于相对于竖直的旋转轴155来旋转基板。由此，可在无需在真空旋转模块150中旋转的情况下、经由线性传输路径152、进一步将经由线性传输路径151而进入真空旋转模块150的基板传送至腔室103。可在真空旋转模块150内旋转经由传输路径151而进入真空旋转模块150的基板，以便经由线性传输路径152而进入第二真空腔室102。可分别通过或不通过对应的旋转来执行传送出腔室102、103而至真空旋转模块150。
如上所述，可使用与真空旋转模块150结合的第一真空腔室101、第二真空腔室102和第三真空腔室103的布置以改进对多个真空腔室的利用，具体来说改进对第一真空腔室101的利用，并且更具体地通过具有减小的处理系统的占用面积改进利用。因此，如果真空腔室101被配置成用于沉积昂贵材料(诸如，含钼材料、含铂材料、含金材料或含银材料)，那么基板处理系统100的操作者仅需购买一组昂贵种类的沉积源。
根据本文所述实施方式，直列基板处理系统100包括对处理腔室的改进利用，并且允许以连续或准连续的方式将基板馈送到处理系统中。由此，分别将第一传输轨道163和第二传输轨道164提供给另外腔室121以及另外腔室122。
一组传输轨道可配置成用于基板在腔室121、101、102和103中的一或多者中横向移动。由此，基板可基本上水平地移动以使得提供沿垂直于传输路径的方向的位移。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的典型实施方式，腔室122可为负载锁定腔室，用于将基板插入到处理系统100中并且用于将基板装卸出处理系统。此外，腔室121可为选自由以下各腔室组成的组：缓冲腔室、加热腔室、传送腔室、循环时间调整腔室等等。
根据典型实施方式，在图1中示例性地示出的腔室是真空腔室，即，这些腔室配置成用于在10mbar或更低的压力下传送或处理基板。由此，基板被锁定到腔室122中或从腔室122解除锁定，所述腔室122被配置成在腔室122与121之间的真空阀打开以进一步将基板传输至处理系统100中的腔室121中前排空。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的典型实施方式，对沉积腔室的改进利用可用于层堆叠，其中当与中间层比较时，第一层和另一层(例如，最终层)是薄的。举例来说，层堆叠可包括至少含钼层、含铜层和含钼层，其中所包括的这三个层以此顺序提供。层堆叠也可包括含钼层、含铝层和含钼层，其中所包括的这三个层以此顺序来提供。但是，根据另外实施方式，含钼层可也为包括昂贵材料的上述层的另一层。
图1示出摇摆模块622，其中基板可从水平位置搬运至竖直位置，以便以竖直处理来处理。根据另外实施方式，也可提供其他加载模块(像竖直或水平的机器人(robot)和/或缓冲器)以将载体装载至负载锁定腔室122中，所述载体具有支撑在其中的一或多个基板。通常，摇摆模块也可包括双轨系统。由此，可以省略大气旋转模块和/或附加出口腔室，因为此系统包括进出负载锁定装置122的双重出口/入口。如由元件符号181所指示，该摇摆模块的双轨系统可为如本文所述的移动单轨模块。载体可装载至负载锁定腔室122中的双轨传输系统的轨道164或164的任一者上，所述双轨传输系统可为例如固定双轨传输系统。
一或多个腔室可在负载锁定腔室122与腔室121之间传送。载体可从腔室121传送至第一真空腔室101中。第一真空腔室101的双轨传输系统可例如为其中两个轨道可切换它们相应位置的移动双轨系统。这由元件符号182指示。当在第一真空腔室101中处理基板后，可将此基板从第一真空腔室101传送至真空旋转模块150，并且进一步传送至第二真空腔室102，以进一步处理基板。例如，当第一基板仍在第二真空腔室102中处理时，将移出第一真空腔室101而移入另一真空腔室的另一载体中的另一(例如，后续)基板可移动至第三真空腔室103。因此，真空旋转模块允许通过第一旋转轨道和第二旋转轨道围绕竖直轴155的旋转来对两个或更多个腔室寻址。
由此，若干基板可同时地处理。例如，在图1中，仅提供了三个沉积腔室，其中两个腔室可用于例如以交替方式进行沉积，而一个腔室可用于在基板处理系统100中沉积基板的第一层和基板的最终层。
根据本文所述一些实施方式，第一真空腔室101可为第一沉积腔室，所述第一沉积腔室具有设在第一沉积腔室中的第一沉积源141，并且其中第一真空腔室被耦接至真空旋转模块150，第一真空腔室和真空旋转模块由第一真空可密封阀分开。附加地或替代地，可提供作为第二沉积腔室和/或第三沉积腔室并具有第二沉积源和/或第三沉积源的第二真空腔室102和/或第三真空腔室103，其中第二真空腔室和/或第三真空腔室被耦接至由第二真空可密封阀分开的真空旋转模块。
因此，具体来说，可关闭真空旋转模块与第二真空腔室和第三真空腔室中的一或多个之间的真空可密封阀，以便维护这些腔室中的相应一个。鉴于单个其他真空腔室中的双传输轨以及随之而产生的双重传输路径，可使载体传送进出这个单个其他真空腔室得以改进。例如，当腔室处于维护时，这又可改进处理系统的单件工时。
图1示出具有装配双轨传输系统的若干腔室的一个实施方式。如上所述，可由固定双轨系统、移动单轨系统或移动双轨系统提供具有第一传输路径和第二传输路径的双轨传输系统。固定双轨系统包括第一传输轨道和第二传输轨道，其中第一传输轨道和第二传输轨道不能横向移位，即，基板不能在垂直于传输方向的方向上移动。在附图中以元件符号181指示的移动单轨系统通过以下方式提供双轨传输系统：具有可横向地(即，垂直于传输方向)移位的线性传输轨道，使得基板可以设在第一传输路径或第二传输路径上，其中第一传输路径和第二传输路径彼此远离。在附图中以元件符号182指示的移动双轨系统包括第一传输轨道和第二传输轨道，其中这两个传输轨道可横向地移位，即，它们可将它们各自位置从第一传输路径切换至第二传输路径，并且反之亦然。
如参考图2所示，根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，可以提供另外沉积腔室，诸如，例如具有沉积源142的真空腔室104。真空腔室101、102、103和104可例如通过真空可密封阀连接至真空旋转模块。提供线性传输路径，所述线性传输路径可例如具有相对于彼此成90°的角度。能以交替方式在真空腔室102-104中的一者中提供基板，使得利用沉积源142中的一者来沉积层，所述沉积源142可以包括另外材料的源。
根据一些实现方式，沉积源142可为类似种类，使得基本上相同的层可在真空腔室102、103和104中沉积，并且能以交替方式使用这些沉积腔室和/或在维护一个腔室的情况下(其中，随后仍可操作此系统)这些真空腔室可提供冗余性。根据本文所述实施方式，相较完整操作系统，需要减少一个腔室的维护期间的单件工时；然而，由于根据本文所述实施方式的双轨传输系统的布置，相较其他系统可改进维护期间的单件工时。
例如，图2中所示的待在处理系统100中沉积的层堆叠可包括薄含钼层、包括第一材料的厚层、包括第二材料的厚层以及薄含钼层。然而，根据进一步的实施方式，含钼层也可以是包括昂贵材料的上述层的另一层。
根据另一实现方式，沉积源142可以是相同的种类，使得可处理中间层达相比图1中的实施方式的甚至更长的时间。根据可与本文所述其他实施方式相结合的典型实施方式，沉积源提供为溅射靶材(诸如旋转溅射靶材)。根据另外替代实现方式，沉积源244可以沉积不同材料，使得可在系统中制造具有多于四个待沉积层的层堆叠。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，处理系统(诸如，图2中所示的处理系统100)也可具有多轨道传输系统，所述多轨道传输系统具有第一传输轨道、第二传输轨道以及一或多个另外传输轨道(诸如，第三传输轨道(未示出))。
由此，可将基板可从负载锁定腔室122传送至另一真空腔室121中，或者当将另一基板从负载锁定腔室122传送至另一真空腔室121中时，可将一个基板从所述另一真空腔室121传送至负载锁定腔室122中。因此，能以更灵活的方式执行基板传送，使得基板传送是循环时间的限制因素的应用可以提高产量。
图3示出本文所述另外实施方式。类似于图1，示出真空腔室101、真空腔室102和真空腔室103。这些真空腔室的一或多个可利用真空可密封阀332连接至真空旋转模块。根据可与本文所述其他实施方式相结合的不同实施方式，可从由闸阀、狭缝阀(slit valve)和孔隙阀(slot valve)组成的组提供真空可密封阀。即使在本文中的一些附图中没有示出真空可密封阀，真空可密封阀也可在耦接至彼此的(即，彼此邻近)腔室中的任何腔室之间使用。
与图1相比，图3中的实施方式在真空腔室102与103之间具有直传输路径。这对于某些层堆叠可改进单件工时和/或可以是对于特定空间要求(例如，当处理系统的最大长度可能受限于可用的地板空间时)的改进。
如图1-4中所示，真空旋转模块可以是八边形或另一多边形。根据可与本文所述的其他实施方式结合的一些实施方式，真空旋转模块具有至少四个侧壁，其中每一个侧壁都配置成耦接至真空腔室。图5示出侧壁452a至452d，其中真空旋转模块为矩形。另外，真空旋转模块可具有至少八个侧壁，其中每一个侧壁配置成耦接至真空腔室。图4示出侧壁452a至452h。真空腔室(可以例如是处理腔室)连接至侧壁452c、452e、452g和452h。因此，一或多个真空腔室可具有旋转90°和/或45°的多个线性传输路径。这对于某些层堆叠可改进单件工时和/或可以是对于特定的空间要求(例如，当处理系统的最大长度可能受限于可用的地板空间时)的改进。
在图6中示出具有第一传输轨道163与第二传输轨道164的腔室121的实例。腔室121具有腔室壁302，腔室壁302具有开口306。开口306配置成用于传送基本上竖直地定向的基板。因此，开口306可具有狭缝的形状。通常，可利用真空可密封阀来开启和关闭开口。
此外，腔室121可具有凸缘(flange)304，用于真空系统(诸如，真空泵等)的连接。由此，当用于关闭开口306的真空阀中的至少一者，优选地两个真空阀关闭时和/或当相邻真空腔室排空为阀时，可对腔室121排气。
分别具有第一传输轨道163和第二传输轨道164的基板传输系统或载体传输系统包括两组传输元件。第一组传输元件中的传输元件310包括传输滚轴312。第二组传输元件中的传输元件320包括传输滚轴322。传输元件310绕旋转轴311是可旋转的。传输元件320绕旋转轴321是可旋转的。
在图6中，传输元件310和320中的每个示为位于两个位置。由此，以虚线来示出一个位置。传输元件中的每个都有轴承元件314或324。轴承元件配置成用于提供旋转以及用于提供分别沿旋转轴311或321的线性移动。可通过轴承元件的线性移动将旋转元件从第一位置移动至第二位置(虚线)。
如图6中所示，传输滚轴312相对于传输滚轴322偏移。通过传输元件的线性移动，传输元件310的传输滚轴312可从第一传输轨道163移动至第二传输轨道164。因此，通过传输元件310和320的移动，定位在第一传输轨道中(即，在用于驱动载体的传输滚轴上)的基板可移动至第二传输轨道。或者，定位在第二传输轨道164中的基板可移动至第一传输轨道。
图6中所示出的传输元件310和320提供用于基本上竖直地定向的基板的基板支撑件，所述基板支撑件适用于在基板的底端支撑基板。根据可与本文所述其他实施方式相结合的另外实施方式，基板传输系统或载体传输系统也分别包括用于沿传输路径(即，在传输方向上)引导载体的上传输装置或引导元件(例如，磁性引导元件)。
通常，传输装置是用于在第一传输路径或第二传输路径中的一个传输路径上引导基板的一组或多组引导元件。例如，引导元件可以是具有凹槽(例如，两个狭缝)的磁性引导元件，可将基板传送通过所述凹槽。根据另外实施方式，这些引导元件可也包括用于线性移动的轴承，使得可执行从第一传输轨道至第二传输轨道的转移。
根据典型实施方式，同步移动传输元件310和传输元件320，以便在腔室121内横向传送基本上竖直地定向的基板。通常，也可同时移动上元件(诸如，引导元件)。
传输元件310和320可进一步包括皮带驱动装置316和326，用于驱动传输元件的旋转，以便沿传输路径来传输设在传输滚轴上的基板或载体。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，可由电机驱动皮带驱动装置中的一或多个。
图7示出如本文所述的在处理系统中沉积层堆叠的方法，根据一些实施方式，处理系统可为在直列处理系统与群集处理系统之间的混合系统，具有对沉积腔室的改进利用。如图7中所示，在步骤402中，在第一腔室中沉积第一层。第一层通常可包括从由钼、铂和金组成的组中选出的至少一种材料。
此外，第一层通常是薄层或可在相较第二层的沉积时间短的时间内沉积的层。随后，可将基板传送至第二或第三腔室中，使得在步骤404中在第二腔室中沉积第二层，或者可在步骤405中在第三腔室中沉积第二层。
由此，能以交替方式执行步骤404和405。鉴于在第二腔室或第三腔室中的沉积时间较长，沉积系统不会不必要地在产量上受到较长沉积步骤限制。在步骤406中，沉积包括与第一层(见步骤402)相同的材料的另一层。步骤406在与步骤402相同的腔室中执行。由此，提供对沉积腔室的改进利用。
根据本文所述另外实施方式，可通过第二腔室或第三腔室的维护来临时地关闭步骤404或405的路线。如果在真空旋转模块腔室之间的真空可密封阀在维护中被关闭，那么仍可操作这个系统。此外，可利用真空旋转模块与第二腔室和第三腔室中的另一者之间的双轨传输系统来在维护期间具有更佳单件工时。鉴于竖直的旋转轴在真空旋转模块的双轨传输系统的第一旋转轨道与第二旋转轨道之间这一事实，相较在真空旋转模块中有多轨传输系统的处理系统，可以使占用面积或所需地板空间减少，其中相邻于竖直的旋转轴的两个轨道具有例如1000mm或更大的大距离。
图8示例性地示出另一实施方式。摇摆模块以及其他腔室设有第一传输轨道163和第二传输轨道164。另外，作为对另外轨道的附加或替代，提供第三沉积腔室204和第四沉积腔室205。即使沉积源244相较沉积源142以不同元件符号来标示，这些源也可以是类似的。因此，用于沉积第二靶材的多于两个腔室可附接至真空旋转模块。可以交替方式操作用于沉积第二层的腔室中的一或多个，并且所述腔室中的一或多个可装配有单载轨道和/或如图8所示的双载轨道。这允许以增加产量沉积甚至更厚的第二层，具体来说无需在若干步骤中(例如，在若干腔室中)沉积第二层。
根据本文所述实施方式，真空旋转模块的至少一个腔室壁仅耦接至单个腔室(例如，图8中的腔室101)。真空旋转模块150中的双轨或多轨传输系统具有相邻于竖直的旋转轴的两个旋转轨道的间距宽度或距离，所述两个旋转轨道的间距宽度或距离对应第一传输轨道与第二传输轨道的间距宽度或距离，所述第二传输轨道例如直接地相邻于所述第一传输轨道。如从图8可见，图8中示出的真空旋转模块允许一或两个腔室耦接在真空旋转模块的对应侧上。因此，该真空旋转模块的一或多侧可仅仅耦接至一个真空腔室。
本文所述实施方式提高硬件使用效率、在给定数量真空腔室情况下增加系统产量、和/或通过使用用于沉积第二层的增强交替操作来增加系统产量。此外，可以改进尤其在维护期间的单件工时，同时处理系统占用面积不扩大得过多，即，并非通过仅增加另外硬件来提供单件工时，增加另外硬件将会增加持有成本。这由混合系统提供，并且可通过使用真空旋转模块中的多载轨道进一步改进，其中竖直的旋转轴设在具有间距或距离的两个相邻旋转轨道之间，所述间距或距离对应在单个其他腔室中的双轨传输系统的间距或距离和/或以下间距或距离：例如，500mm或更小，例如，200mm或更小，例如，约100mm、约90mm或约80mm。
本文所述实施方式可以用于多层沉积工具，例如，多层PVD沉积工具，尤其对于静态沉积工艺来说。
鉴于上述内容，描述多个实施方式。例如，根据一个实施方式，提供一种用于处理基本上竖直地定向的基板的基板处理系统。所述系统包括：第一真空腔室，所述第一真空腔室具有第一双轨传输系统，所述第一双轨传输系统具有第一传输轨道和第二传输轨道；至少一个横向位移机构，所述至少一个横向位移机构被配置成用于在第一真空腔室内将基板从第一传输轨道横向地移位至第二传输轨道或反之亦然；以及真空旋转模块，所述真空旋转模块具有第二真空腔室，其中真空旋转模块包括竖直的旋转轴，以使基板在第二真空腔室内围绕竖直的旋转轴旋转，其中真空旋转模块具有第二双轨传输系统，所述第二双轨传输系统具有第一旋转轨道和第二旋转轨道，其中第一旋转轨道可旋转以与第一传输轨道形成线性传输路径，并且第二旋转轨道可旋转以与第二传输轨道形成线性传输路径，并且其中竖直的旋转轴在第一旋转轨道与第二旋转轨道之间。根据可与本文所述其他实施方式相结合的一些实施方式，第一真空腔室可为第一沉积腔室，所述第一沉积腔室具有设在所述第一沉积腔室中的第一沉积源，其中第一真空腔室被耦接至真空旋转模块，第一真空腔室与真空旋转模块由第一真空可密封阀分开，并且例如，包括第三真空腔室作为第二沉积腔室，并且所述第三真空腔室具有设在第二沉积腔室中的第二沉积源，其中第三真空腔室被耦接至真空旋转模块，其中第二真空腔室与真空旋转模块是由第二真空可密封阀分开。
根据另一实施方式，提供一种被配置用于具有第一真空腔室和第一双轨传输系统的基板处理系统、具体来说用于根据本文所述实施方式的基板处理系统的真空旋转模块。真空旋转模块包括：第二真空腔室；第二双轨传输系统，所述第二双轨传输系统具有第一旋转轨道和第二旋转轨道，其中第一旋转轨道与第二旋转轨道具有500mm或更小的距离；以及竖直的旋转轴，所述竖直的旋转轴使得基板在第二真空腔室内、在第二双轨传输系统上围绕竖直的旋转轴旋转，其中竖直的旋转轴在第一旋转轨道与第二旋转轨道之间。根据一些实施方式，可包括下述特征、方面或细节中的一或多个。例如，真空旋转模块可以具有至少四个侧壁，其中每个侧壁被配置成将耦接至真空腔室，具体来说其中真空旋转模块具有至少八个侧壁，其中每个侧壁被配置成将耦接至真空腔室。真空旋转模块可配置成用于同时将两个基板装载到一个相邻真空腔室中和/或同时从一个相邻真空腔室卸载两个基板。第一旋转轨道和第二旋转轨道可具有200mm或更小的距离。
根据另一实施方式，提供一种在具有第一沉积腔室、第二沉积腔室和真空旋转模块的基板处理系统中沉积层堆叠的方法。所述方法包括：在第一沉积腔室中，将包括第一材料的第一层沉积到基本上竖直地定向的基板上；当另一基板从第一沉积腔室传送到真空旋转模块中或反之亦然时，将基板从第一沉积腔室传送到真空旋转模块中；具体来说当另一基板从真空旋转模块传送到第二沉积腔室中或反之亦然时，将基板从真空旋转模块传送到第二沉积腔室中；在第二沉积腔室中，沉积包括第二材料的第二层。所述方法可进一步包括：闭合真空旋转模块与第二沉积腔室之间的真空可密封阀；以及当系统其余部分在操作中时，对第二沉积腔室提供维护，和/或所述方法可进一步包括：在第一沉积腔室内，将基板从第一传输轨道横向地移位至第二传输轨道，或反之亦然。
根据可与本文所述其他实施方式相结合的处理系统或操作处理系统的一些实施方式，待沉积的第一材料可选自由以下各项组成的组：钼、钼合金、铂、铂合金、金、金合金、钛、钛合金、银和银合金，具体来说其中第一材料是钼、钼合金、钛或钛合金。此外，作为对本文所述一或多个实施方式的另一任选修改，第一传输轨道可以包括用于在传输方向上进行引导的多个引导元件，其中第二传输轨道包括用于在这个传输方向上进行引导的多个引导元件，并且其中第一传输轨道和第二传输轨道的引导元件分别适于第一引导位置与第二引导位置，使得引导位置在垂直于传输方向的方向上移位。例如，可沿传输方向交替提供第一传输轨道的引导元件和第二传输轨道的引导元件。
虽然上述内容针对的是本发明的实施方式，但是在不背离本发明的基本范围的情况下，可设计出本发明的其他和另外实施方式＝，并且本发明的范围是由所附权利要求书来确定。

Claims (15)

1.一种用于处理基本上竖直地定向的基板的基板处理系统，所述基板处理系统包括：
第一真空腔室，所述第一真空腔室具有第一双轨传输系统，所述第一双轨传输系统具有第一传输轨道和第二传输轨道；
至少一个横向位移机构，所述至少一个横向位移机构被配置成用于在所述第一真空腔室内将所述基板从所述第一传输轨道横向地移位至所述第二传输轨道或反之亦然；以及
真空旋转模块，所述真空旋转模块具有第二真空腔室，其中所述真空旋转模块包括竖直的旋转轴，以使所述基板在所述第二真空腔室中围绕所述竖直的旋转轴旋转，其中所述真空旋转模块具有第二双轨传输系统，所述第二双轨传输系统具有第一旋转轨道和第二旋转轨道，其中所述第一旋转轨道可旋转以与所述第一传输轨道形成线性传输路径，并且所述第二旋转轨道可旋转以与所述第二传输轨道形成线性传输路径，并且其中所述竖直的旋转轴在所述第一旋转轨道与所述第二旋转轨道之间。
2.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述第一真空腔室是第一沉积腔室，所述第一沉积腔室具有设在所述第一沉积腔室中的第一沉积源，并且其中所述第一真空腔室被耦接至所述真空旋转模块，所述第一真空腔室和所述真空旋转模块是由第一真空可密封阀分开。
3.如权利要求2所述的基板处理系统，其进一步包括：
第三真空腔室，所述第三真空腔室是第二沉积腔室，并且具有设在所述第二沉积腔室中的第二沉积源，其中所述第三真空腔室被耦接至所述真空旋转模块，其中所述第二真空腔室和所述真空旋转模块是由第二真空可密封阀分开。
4.如权利要求3所述的基板处理系统，其中所述第一沉积腔室被配置成沉积包括第一材料的第一层，所述第一层，其中所述第二沉积腔室被配置成在所述第一层上方沉积包括第二材料的第二层，所述基板处理系统进一步包括：
第三沉积腔室，所述第三沉积腔室被配置成沉积包括所述第二材料的层；以及
另一腔室，所述另一腔室包括具有另一第一传输轨道和另一第二传输轨道的另一双轨传输系统，其中所述另一双轨传输系统与所述第一双轨传输系统形成线性传输路径；
其中所述第一沉积腔室适于从所述真空旋转模块接收所述基板，并且适于在所述第二层上方沉积包括所述第一材料的另一个层。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的基板处理系统，其进一步包括：
至少一个负载锁定腔室，所述至少一个负载锁定腔室具有负载锁定双轨传输系统，所述负载锁定双轨传输系统与所述第一双轨道传输系统形成线性传输路径。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的基板处理系统，其中所述真空旋转模块是如权利要求9至12中的任一项所述的真空旋转模块。
7.如权利要求6所述的基板处理系统，其中所述至少四个侧壁中的三个或更多个侧壁仅耦接至单个真空腔室。
8.一种真空旋转模块，所述真空旋转模块被配置成用于具有第一真空腔室和第一双轨传输系统的基板处理系统，具体来说用于如权利要求1至7中的任一项所述的基板处理系统，所述真空旋转模块包括：
第二真空腔室；
第二双轨传输系统，所述第二双轨传输系统具有第一旋转轨道和第二旋转轨道，其中所述第一旋转轴和所述第二旋转轴具有500mm或更小的距离；以及
竖直的旋转轴，所述竖直的旋转轴用于使得所述基板在所述第二真空腔室内、在所述第二双轨传输系统上围绕所述竖直的旋转轴旋转，其中所述竖直的旋转轴在所述第一旋转轨道与所述第二旋转轨道之间。
9.如权利要求8所述的真空旋转模块，其中所述真空旋转模块具有至少四个侧壁，其中每个侧壁被配置成将耦接至真空腔室，具体来说其中所述真空旋转模块具有至少八个侧壁，其中每个侧壁被配置成将耦接至真空腔室。
10.如权利要求8至9中的任一项所述的真空旋转模块，其中所述真空旋转模块被配置成用于同时将两个基板装载到一个相邻真空腔室中和/或同时从一个相邻真空腔室中卸载两个基板。
11.如权利要求8至10中的任一项所述的真空旋转模块，其中所述第一旋转轴和所述第二旋转轴具有200mm或更小的距离。
12.如权利要求8至11中的任一项所述的真空旋转模块，其中所述真空旋转模块被配置成用于在低于10mbar的压力下旋转所述基板。
13.一种在具有第一沉积腔室、第二沉积腔室和真空旋转模块的基板处理系统、具体来说在根据权利要求1至8中的任一项所述的基板处理系统中沉积层堆叠的方法，所述方法包括：
在所述第一沉积腔室中，将包括第一材料的第一层沉积到基本上竖直地定向的基板上；
当另一基板从所述第一沉积腔室传送到所述真空旋转模块中或反之亦然时，将所述基板从所述第一沉积腔室传送到所述真空旋转模块中；
具体来说当另一基板从所述真空旋转模块传送到所述第二沉积腔室中或反之亦然时，将所述基板从所述真空旋转模块传送到所述第二沉积腔室中；
在所述第二沉积腔室中，沉积包括第二材料的第二层。
14.如权利要求13所述的方法，其进一步包括：
闭合所述真空旋转模块与所述第二沉积腔室之间的真空可密封阀；以及
当所述系统其余部分在操作中时，对所述第二沉积腔室提供维护。
15.如权利要求13至14中的任一项所述的方法，其进一步包括：
在所述第一沉积腔室内，将所述基板从第一传输轨道横向地移位到第二传输轨道或反之亦然。
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