JP2002516239A

JP2002516239A - イン・シトゥ基板搬送シャトル

Info

Publication number: JP2002516239A
Application number: JP2000550139A
Authority: JP
Inventors: シンイチクリタ，; ジョン，エム．ホワイト，
Original assignee: エーケーティー株式会社
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2002-06-04
Also published as: TW412781B; KR100588267B1; US6176668B1; KR20010025065A; WO1999060611A1; EP1086486A1

Abstract

(57)【要約】本発明はモジュラー組み立てライン様システムにおいて連続基板上の標準連続層の連続堆積用装置およびその方法を提供する。本装置および方法は特にソーラーパネルに採用されるような大きなガラスもしくは金属基板の処理に使用される。本装置にはロードロック・チャンバとロードロック・チャンバに連結する処理チャンバが含まれる。ロードロック・チャンバと処理チャンバの両方には基板を支持するプラテン１２０が含まれる。各プラテン１２０には内部にスロットが含まれる。基板搬送シャトルは、ロードロック・チャンバと処理チャンバの間で基板を搬送するために、ロードロック・チャンバのある位置と処理チャンバの他の位置の間のシャトル通路に沿って可動するよう提供される。シャトル７０をプラテン１２０の高さよりも下に移動してもよく、また処理中は処理チャンバ内に保持してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【関連出願】

本願は、１９９７年１０月８日に出願した「ＭＯＤＵＬＡＲＣＬＵＳＴＥＲ
ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＳＹＳＴＥＭ」と称する同時係属米国特許出願第０８
／９４６，９２２号に関連する。本願はまた、本願と同時に出願する以下の米国
特許出願にも関連する。（１）「ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓ
ｆｏｒＳｕｂｓｔｒａｔｅＴｒａｎｓｆｅｒａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ」［弁護士整理番号２５１９／ＵＳ／ＡＫＴ（０５５４２／２３５００１）］
；（２）「Ｍｕｌｔｉ−ＦｕｎｃｔｉｏｎＣｈａｍｂｅｒＦｏｒＡＳｕ
ｂｓｔｒａｔｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ」［弁護士整理番号２７
１２／ＵＳ／ＡＫＴ（０５５４２／２６８００１）］；（３）「ＡｎＡｕｔｏ
−ｍａｔｅｄＳｕｂｓｔｒａｔｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ」［
弁護士整理番号２４２９／ＵＳ／ＡＫＴ（０５５４２／２４５００１）］；（４
）「ＳｕｂｓｔｒａｔｅＴｒａｎｓｆｅｒＳｈｕｔｔｌｅＨａｖｉｎｇ
ａＭａｇｎｅｔｉｃＤｒｉｖｅ」［弁護士整理番号２６３８／ＵＳ／ＡＫＴ
（０５５４２／２６４００１）］；（５）「ＳｕｂｓｔｒａｔｅＴｒａｎｓｆ
ｅｒＳｈｕｔｔｌｅ」（ａｔｔｏｒｎｅｙｄｏｃｋｅｔ２６８８／ＵＳ／
ＡＫＴ（０５５４２／２６５００１）；（６）「ＭｏｄｕｌａｒＳｕｂｓｔｒ
ａｔｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ」（ａｔｔｏｒｎｅｙｄｏｃｋ
ｅｔ２３１１／ＵＳ／ＡＫＴ（０５５４２／２３３００１）；（７）「Ｉｓｏ
ｌａｔｉｏｎＶａｌｖｅｓ」（ａｔｔｏｒｎｅｙｄｏｃｋｅｔ２１５７／
ＵＳ／ＡＫＴ（０５５４２／２２６００１）。本願の譲受人に譲渡された上記特
許出願を、参照によってここに組み込む。

【０００２】

【発明の属する技術分野】

本発明は基板処理に関し、さらに詳しくは、ソーラーパネルの処理中のように
、処理中に基板搬送シャトルが処理チャンバに保持される場合の、処理チャンバ
へおよび処理チャンバからの基板の搬送に関する。

【０００３】

【従来の技術】

分厚いガラスおよび金属基板はとりわけソーラーパネルのような用途に使用さ
れている。そのようなガラス基板の厚みは例えば６から９ｍｍである。大きなガ
ラスおよび金属基板の処理にはしばしば、例えば化学気相成長法（ＣＶＤ）処理
、物理的気相成長法（ＰＶＤ）処理、またはエッチング処理などの実行を含む複
合連続処理を実行する必要がある。そのような基板の処理システムにはそれらの
処理を行うために１つ以上の処理チャンバが含まれる。ソーラーパネルには一般
にＣＶＤが採用される。

【０００４】基板は例えば５５０ｍｍ×６５０ｍｍの寸法を有することができる。さらに６
５０ｍｍ×８３０ｍｍ以上のような、より大きな基板サイズへ向かう傾向にある
。より大きなサイズのおかげで処理システムの可能性にいっそう多大な需要が生
じる。

【０００５】大きな基板上に薄膜を堆積する基本的な処理技術のいくつかは、例えば半導体
ウエハの処理に使用される技術と一般には同じである。しかしながら、類似する
点はあるものの、大きな基板の処理は、半導体ウエハおよびより小さなガラス基
板に現在採用されている技術を使用しても、実用方法と費用効率の点で克服でき
ない多数の問題点に直面している。

【０００６】例えば、効率的な製造ライン処理には一作業台から次へと、また真空環境と大
気環境の間で、基板を迅速に移動する必要がある。ガラス基板の大きいサイズお
よび形状は、それらを処理システムの１つの位置から別の位置へ搬送することを
困難にする。その結果、半導体ウェハや、５５０ｍｍ×６５０ｍｍまでの基板な
どのより小型のガラス基板の真空処理に適したクラスタ・ツールは、６５０ｍｍ
×８３０ｍｍおよびそれ以上などのより大型のガラス基板の同様の処理には、あ
まり適さない。さらに、クラスタ・ツールは比較的大きい床面積を必要とする。

【０００７】同様に、比較的小さな半導体ウエハの処理用に設計されたチャンバ形状はこれ
らのより大きな基板の処理には特に適してはいない。チャンバには大きな基板を
チャンバに出し入れできる十分な大きさの開口がなければならない。さらに、処
理チャンバでの基板の処理は一般に真空状態もしくは低圧下で行わなければなら
ない。従って、処理チャンバ間の基板の移動には、真空気密シールをもたらす特
に広い開口を閉鎖することが可能な、汚染をも最小限に止めるべき弁機構を使用
する必要がある。

【０００８】基板をある位置から他へと移動する際に、基板に欠陥が発生する回数を減らす
ことが重要である。同様に、基板を処理システム内に搬送して配置する際の基板
のずれによって、処理均一性が基板の一端が電気的に機能しない程度まで危うく
なる恐れが生じうる。万一そのずれが重大であれば、基板が構造物に衝突して真
空チャンバ内で破損する事態を招くことさえある。

【０００９】大きな基板の処理に関連するその他の問題がそれら特有の熱特性によって生じ
る。例えば、ガラスの比較的低い熱伝導率によって基板を均一に加熱または冷却
することがより困難になっている。特に、広範囲の薄い基板の端部付近の熱損失
は基板の中央付近よりも大きくなる傾向にあり、その結果、基板全体において不
均一な温度勾配を生む。それゆえ、その大きさに相じた基板の熱特性のせいで、
処理する基板表面の異なる部分上に形成される電子部品に必要な均一な特性を与
えるのがより困難となっている。さらに、ガラス基板を急速にかつ均一に加熱ま
たは冷却することは、その乏しい熱伝導率の結果さらに困難であり、それにより
、高い処理量を達成するためのシステムの能力を低下させている。

【００１０】ソーラーパネルの場合、一般的な基板は、ガラスもしくは鉄やアルミニウムの
ような金属の硬質パネルである。正面パネルには金属が使用される。この場合、
熱損失はあまり重要ではない。裏面パネルにはガラスを使用することもある。パ
ネルがガラスの場合、６から９ｍｍの厚みがよく使用される。例えばこれらのタ
イプの基板はソーラーパネル形成において遭遇する温度下（例えば約３００から
４００℃）では曲がることはない。

【００１１】ある種のソーラーパネルでは活性フィルムがＰＩＮ／ＰＩＮ型もしくはＮＩＰ
／ＮＩＰ型であり、個々の層がドープ処理済みの、または真性アモルファスシリ
コンでできている。換言すれば、ソーラーパネルを形成するためには標準連続層
を各基板上に堆積しなければならない。現在のシステムに対するひとつの欠点は
、モジュラー組み立てライン様システムにおいて連続する基板上に標準連続層の
連続堆積ができないことである。

【００１２】

【発明の要旨】

本発明によるとモジュラー組み立てライン様システムにおいて連続する基板上
に標準連続層の連続堆積が可能となる。本発明はソーラーパネルのような基板を
処理する装置を提供する。本装置にはロードロック・チャンバとロードロック・
チャンバに連結する処理チャンバが含まれる。ロードロック・チャンバと処理チ
ャンバの両方には基板を支持するプラテンが含まれる。各プラテンには内部にス
ロットが含まれる。弁は閉鎖時には処理チャンバからロードロック・チャンバを
選択的にシールし、開放時にはロードロック・チャンバと処理チャンバの間での
基板の搬送が可能になる。

【００１３】基板搬送シャトルは、ロードロック・チャンバと処理チャンバの間で基板を搬
送するために、ロードロック・チャンバのある位置と処理チャンバの他の位置の
間のシャトル通路に沿って可動するように提供される。基板搬送シャトルには、
ロードロック・チャンバから処理チャンバへ基板を搬送する間に基板を支持する
複数の基板支持体が含まれる。基板支持体は、プラテンを第１位置と第２位置の
間で垂直方向に移動する際にプラテン内のスロットを介して通過するように構成
される。基板搬送シャトルは処理実行中は処理チャンバ内に保持される。

【００１４】多くのソーラーパネル処理では、基板上に連続層を堆積するために６つの該処
理チャンバを採用している。本発明によるシステムのモジュール方式によって、
特定処理の需要に従って処理チャンバのこうしたグループを任意に連結すること
が可能となる。この場合、複数の基板搬送シャトルが提供され、各々が配列内の
処理チャンバ付近のシャトルの間、もしくは処理チャンバおよびロードロック・
チャンバの間で可動する。

【００１５】少なくともひとつ、および好ましくは二つの駆動機構が各チャンバ内に配置さ
れ、シャトル通路に沿ってシャトルを移動するために基板搬送シャトルに嵌合す
ることができる。

【００１６】複合処理チャンバ配列での基板の処理方法には、処理チャンバの配列内に複数
の基板を積載して、処理チャンバの配列内で少なくともいくつかの基板を処理す
るステップが含まれる。その処理ステップの間、追加の基板がロードロック・チ
ャンバ入口内に積載される。次に各基板は近接する処理チャンバもしくはロード
ロック内に搬送される。

【００１７】本発明の利点にはひとつ以上の下記の点が含まれる。本発明は半導体処理シス
テムにおける不必要な基板の移動を省略する。例えば、基板はプラテン上への積
載および積み下しを除いて水平に搬送される。本発明はより高価で扱いにくい真
空ロボットや搬送チャンバシステムを省略する。本発明では処理中にプラテンの
下にシャトルを収納することができる。処理中に処理チャンバ内にシャトルがあ
ると、シャトルの移動が減り、処理時間を短縮する。さらに、シャトルが処理チ
ャンバ内にあると、大きなガラスもしくは金属基板上のソーラーパネルのような
装置の組み立て部品の形成を効率的に行うことができる。

【００１８】種々の図面の同じ参照番号および記号は同じ部材を示す。

【００１９】

【発明の実施の形態】

図１は、本発明の一実施形態による製造システムの処理アイランド４２を示す
。矢印１０１は、処理アイランド内の「上流」から「下流」を指し示す方向を定
義する。上述のとおり、多くのソーラーパネル製造プロセスは、ＰＩＮ／ＰＩＮ
もしくはＮＩＰ／ＮＩＰのような層を構成するために六層連続堆積を採用してお
り、個々の層はドープ処理済みの、もしくは真性アモルファスシリコンでできて
いる。このように、６つの処理チャンバはそうした膜を堆積するために簡便に採
用される。各処理チャンバは異なる処理を行い、基板は単純にひとつのチャンバ
から次へと移動する。また、各処理チャンバは基板と共に積載され、次に各処理
チャンバは連続して各六層を堆積する。その他の技術を使用する場合もある。し
かしながら、基本処理の堆積が簡便であるので３つの処理チャンバ５４Ａから５
４Ｃを示す。６つのチャンバシステムについては、図３Ｃおよび図９Ａから９Ｌ
に関連して以下により詳細に説明する。

【００２０】アイランド４２には、アイランドの第１端部の基板加熱ロードロック・チャン
バ５０と、第１端部の縦に対抗して下流にあるアイランドの第２端部の基板冷却
ロードロック・チャンバ５２が含まれる。当然ながら、「加熱」および「冷却」
という単語には限定する意図はない。むしろこのようなチャンバの持つような代
表的な特徴を記述している。

【００２１】ロードロック・チャンバ５０、５２の間には複数の処理チャンバ５４Ａから５
４Ｃがあり、ロードロック・チャンバの間で一連に連結されている。各処理チャ
ンバ５４Ａから５４Ｃには、各処理チャンバの第１および第２端部に各々第１お
よび第２ゲート弁５６Ａから５６Ｃ、５８Ａから５８Ｃが含まれる（図３Ａ、３
Ｂ参照）。弁５６Ａは閉鎖時には処理チャンバ５４Ａからロードロック・チャン
バ５０を選択的にシールし、開放時には弁５６Ａを介して基板の搬送を行う。同
様に、弁５８Ｃは閉鎖状態では処理チャンバ５４Ｃからロードロック・チャンバ
５２を選択的にシールし、開放状態では弁を介して基板の搬送を行う。弁５８Ａ
および５６Ｂは、閉鎖時には第２処理チャンバ５４Ｂから第１処理チャンバ５４
Ａをシールし、開放時には弁を介して基板の搬送を行う。同じく弁５８Ｂおよび
５６Ｃは、閉鎖時には第３処理チャンバ５４Ｃから第２処理チャンバ５４Ｂを選
択的にシールし、開放時には弁を介して基板の搬送を行う。対となる弁５８Ａ、
５６Ｂおよび弁５８Ｂ、５６Ｃは、例示する形状が以下に述べる利点を有するも
のの、単一弁と交換してもよい。採用される弁の型の例は、本願と同日出願で上
記に参照して具体化する、上述の米国特許出願「ＩｓｏｌａｔｉｏｎＶａｌｖ
ｅｓ（遮断弁）」（ａｔｔｏｒｎｅｙｄｏｃｋｅｔＮｏ．２１５７（２２６
００１）に記述される。

【００２２】この詳細な記述は、大きな金属またはガラス基板を使用する実施例を説明して
いる。「基板」という単語は、特にソーラーパネルやその他の装置といった、処
理チャンバ内で処理されるいかなる対象をも広義に網羅するよう意図される。本
発明は特に、６５０ｍｍ×８３０ｍｍもしくはそれ以上の大きさの寸法を有する
分厚いガラスもしくは金属板のような大きな基板に適用することができる。使用
されるガラスの厚みは例えば約６ｍｍから約９ｍｍの分厚さである。

【００２３】このシステムでは、基板は支持フィンガにより支持される。支持フィンガは、
図１、図３Ｃ、図４、および図７Ｄの実施例に示すようにすべて平行であり、ま
た図２Ｂから２Ｃ、図７Ｅおよび図８Ｃの実施例に示すようにある角度に傾斜し
ていてもよい。記載する実施例では、基板の短い寸法は一般に処理アイランド内
で移動する方向に対して平行である。

【００２４】図１および図３Ａから３Ｂは、各々処理チャンバ５４Ａ、５４Ｂ内のシャトル
７０Ａ、７０Ｂと同様に、各々ロードロック５０、５２の基板搬送シャトル７０
、７２を示す。図３Ａから３Ｂでは、弁５６Ａ、５８Ａ、５６Ｂ、５８Ｂは開放
して図示され、弁５６Ｃ、５８Ｃは閉鎖して図示される。図３Ａから３Ｂに示す
ように、ロードロック・チャンバ５０、５２はアイランドの片側に沿って配置さ
れる各ゲート弁もしくはスリット弁６０、６２を有する。弁６０、６２は閉鎖時
には連結するロードロック・チャンバを大気から選択的にシールし、開放時には
ロードロック・チャンバへまたはロードロック・チャンバから基板を導入もしく
は除去する。基板は弁６０を介して出入口ロードロック・チャンバを形成するロ
ードロック・チャンバ５０へと導かれる。ロードロック・チャンバ５０は大気お
よび処理チャンバ５４Ａからシールされた状態で、該ロードロック・チャンバは
真空となり基板は加熱される。

【００２５】ロードロック・システムによってステップ的な真空が生まれる。すなわち、積
載または積み下ろす基板のために処理チャンバの真空を中止する必要がない。ロ
ードロック５０、５２は処理チャンバからそれらを隔てる弁が開放する以前に個
々に真空にされるため、処理チャンバのポンプはすでに一部真空になっているチ
ャンバを真空にするだけでよい。すなわち、前記ポンプは処理真空状態を発展さ
せるのではなく、維持するだけでよい。このような能力は、例えば全プロセスで
最低圧を必要とすることが多い物理的気相成長法（ＰＶＤ）には特に重要である
。しかしながら、一般にソーラーパネルには、主にＣＶＤが採用される。

【００２６】各ロードロック・チャンバは多機能である。各ロードロックでは加熱、冷却、
薄膜形成のような処理ステップが行われる。加熱および冷却は、基板との熱接触
したり熱接触を中断するように移動するプラテンを加熱および冷却することによ
り行われる。一般に、ロードロック５０は加熱および薄膜形成用に使用され、ロ
ードロック５２は冷却用に使用される。チャンバ内では灰化処理もまた行われる
。次に基板は処理チャンバ５４Ａから５４Ｃの間を通過する。各処理チャンバで
は、基板上に特定の半導体処理を行う。灰化もしくは薄膜形成もまた処理チャン
バ内で生じる。多機能ロードロックのさらなる詳細は本願と同日出願で上記に参
照して具体化する、上述の米国特許出願「Ｍｕｌｔｉ−ＦｕｎｃｔｉｏｎＣｈ
ａｍｂｅｒｆｏｒａＳｕｂｓｔｒａｔｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓ
ｔｅｍ」（ａｔｔｏｒｎｅｙｎｕｍｂｅｒＮｏ．２７１２（２６８００１）
に見受けられる。

【００２７】処理される基板は、出口ロードロック・チャンバを形成する冷却ロードロック
・チャンバ５２内で冷却され、また大気圧へと送られる場合もある。その後、基
板は弁６２を介してシステムから除去される。ロードロック・チャンバ５０、５
２へおよびチャンバからの基板の導入および除去は各々ロボット６４Ａ、６４Ｂ
によって行われる（図１参照）。また、トラックまたはコンベヤ上で作業するロ
ボットを１台だけ採用して基板を導入または除去する場合もある。

【００２８】各ロボットにはアーム６８Ａ、６８Ｂの遠心端にリフティングフォーク６６Ａ
、６６Ｂの形状のエンドエフェクターが含まれる。その近接端では、各アーム６
８Ａ、６８Ｂをアームおよびリフティングフォークを上下することができる関連
する垂直直線アクチュエータ（図示せず）に連結する。図２Ａ、２Ｃについて述
べると、リフティングフォーク６６Ａ、６６Ｂの頂部にはその上に、フォーク６
６Ａ、６６Ｂの頂部上に基板１２６を支持する多数の支持体１５４がある。

【００２９】例えばロボット６４Ａは、基板保持カセットへまたはカセットから基板を回収
または戻すことができる。第１積載位置では、ロボット６４Ａはゲートまたはス
リット弁６０を介してアイランドのロードロック・チャンバ５０内に基板を積載
する（図３Ａから３Ｃ）。図３Ｃの処理チャンバおよびロードロックの方向は図
３Ａ、３Ｂに示すのとは逆であることに注意されたい。図３Ｃでは、スリット弁
またはゲート弁６０、６２を備えた側部からアイランドに臨むロードロックの奥
行きから、基板が右端チャンバ内に積載されて左端チャンバから除去される。図
３Ａから３Ｂでは、スリット弁またはゲート弁６０、６２を備えた側部からアイ
ランドに臨むチャンバの奥行きから、基板を左端チャンバ内に積載して右端チャ
ンバから除去する。ロボット６４Ｂは同様の方法でロボット６４Ａに作用する。
ロボットのさらなる詳細は本願と同日出願で上記に参照して具体化する、米国特
許出願「ＭｏｄｕｌａｒＳｕｂｓｔｒａｔｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓ
ｔｅｍ」に見受けられる。第１または下方位置では、フォーク６６Ａは、カセッ
ト内の基板の下またはロードロック・チャンバ内のシャトル上に挿入される。い
ずれかにこのような同様のフォーク設計が使用され、現在の製造ラインに本シス
テムを取り入れる際に相当に有利に働く。

【００３０】中間位置に上昇させる際には、フォーク６６Ａの上面もしくは、さらに特には
フォーク歯の上面に沿う支持体またはパッド１５４（図２Ａ、２Ｃ参照）が基板
１２６の下面を係止する。第２または上昇位置にさらに上昇させると、フォーク
６６Ａはカセットまたはシャトルとの係止状態から基板を持ち上げる。

【００３１】積載する間、ロボット６４ＡのＺ−ロータリ・アクチュエータが基板１２６を
積載するエンドエフェクター６６Ａを１８０°回転させると、スリット弁６０を
介して基板１２６をロードロック加熱チャンバ５０内に導く。基板１２６の高さ
を調節するｚ直線アクチュエータによってうまく調節されると、基板１２６はふ
さがっていないスリット弁６０（図３Ａから３Ｃ）を介して入る。基板を積載す
る間、スリット弁６０は開放されており、基板はｙ直線アクチュエータによって
ｙ方向に移動される。この動きによって基板はロードロック・チャンバ５０内に
積載され、ｚ直線アクチュエータを使用してシャトル７０上に下降する。次にチ
ャンバ５０から空のエンド・エフェクタ６６Ａを引き出す。次にスリット弁６０
が閉鎖されて加熱および真空処理が始まる。

【００３２】ロボットのエンドエフェクター６８Ｂによって冷却ロードロック・チャンバ５
２から基板を引き抜くことは、加熱ロードロック・チャンバ５０へ基板を導くた
めにロボットのエンドエフェクター６６Ａを使用するステップを実質的に逆にし
て行われる。

【００３３】基板を加熱ロードロック・チャンバ５０へ導く間、第１シャトル７０を加熱ロ
ードロック・チャンバ内に配置する。基板を冷却ロードロック・チャンバ５２か
ら引き抜く間、第２シャトル７２を冷却ロードロック・チャンバ５２内に配置す
る。その他のシャトルは処理パラメータに従って処理チャンバの間に分配される
。シャトルはステンレス・スチール、アンバー、セラミックス、またはその他の
同様材料でできている。アンバーは熱膨張係数が低いので好適である。

【００３４】ロードロック・チャンバ５０、５２には保守用窓またはスリット１５２が設け
られている（図１）。これらの窓１５２を利用して、保守または修理のためにロ
ードロックから部品を取り除くことができる。このような保守状態の間に、シャ
トル、チャンバ部品の両方を修理する。

【００３５】各シャトルには、関連するロードロック・チャンバから近接する処理チャンバ
に面する第１端部３１Ａと、第１端部の反対側に第２端部３１Ｂがある。また各
シャトルには第１側部３２Ａと第２側部３２Ｂがある。シャトルは同じもしくは
互いの鏡像であり、互いに向かい合って配置される。

【００３６】図２Ａから２Ｃ、図４、図７Ｄから７Ｅについて述べると、各シャトルには、
シャトルの各第１および第２側部に沿う第１および第２サイドレール７４Ａ、７
４Ｂが含まれる。両サイドレール７４Ａ、７４Ｂは実質的にシャトルの第１およ
び第２端部の間に伸びる。サイドレールは互いに平行で空間が設けられている。
各サイドレールには一般に平坦な水平ストリップ７５が含まれる。各ストリップ
７５下側の外側部分に沿ってレールがラック７６を支持する。各ラック下側の外
側部分７７は傾斜歯３３を支持する（歯の形状は図示しない）。各ラック下側の
内側部分７８は、以下に述べるように、多数のガイドローラを係止するために平
坦である。

【００３７】シャトルの第１および第２端部３１Ａ、３１Ｂ付近の第１および第２横材８０
Ａ、８０Ｂは各々、互いに第１および第２サイドレール７４Ａ、７４Ｂに構造上
連結する。各横材には平坦な中央の、水平に伸びるストリップ８２が含まれる。
第１脚部（８３Ａ、８４Ａ）および第２脚部（８３Ｂ、８４Ｂ）はストリップの
第１および第２端部から下がり、その端部を各々第１および第２サイドレールに
連結する。

【００３８】「Ｘ」は基板の中心位置を示す。このＸ位置は、基板を処理するうえで最適と
なるように、水平面で測定して処理チャンバの中心とほぼ一致していなければな
らない。

【００３９】基板支持フィンガ８６Ａ、８８Ａ、８６Ｂ、８８Ｂは各々関連する第１および
第２サイドレールから内側に伸びている。図４から５について述べると、各支持
フィンガには関連するサイドレール７５から上へと伸びる近接部９０と、近接部
から水平かつ内側に伸びて先端で終わる遠心部９２を有する。先端には各指の上
面に、シャトルによって保持される基板保持用の任意のパッド９４を使用する。
パッド９４はセラミックス、ステンレス・スチールまたはその他の金属、石英、
またはその他の同様材質の材料によってできている。

【００４０】基板搬送シャトル部品の温度要件は従来のシステムのものよりも低いというこ
とに留意しなければならない。クラスターツールのように多くの従来のシステム
では、基板は真空ロボットによって加熱チャンバから取り除かれて、次にロボッ
トは基板を処理チャンバへ運搬し、その結果基板を冷却する。解決方法は基板を
運搬する際に冷却する目的で、基板を過熱することである。

【００４１】本発明では、基板搬送シャトル７０は加熱ロードロック・チャンバ５０から処
理チャンバに基板を直接移動させる。こうして基板を過熱する必要は省略されな
いとしても多少は軽減される。

【００４２】図５もまたそれぞれ内壁３８Ｂ、外壁３８Ａを示す。スロット３８Ｃは、シャ
トルのフラットレール７５がローラ９８を係止するために内壁３８Ｂ内の開口部
内に伸張できるように内壁３８Ｂ内に位置する。この場合、ガイドローラ９８に
よって生じる汚染は最小限に抑えられる。また、チャンバ内部で行われる処理は
シャトルの移動の原因となる機構部品から分離されたまま続けられる。

【００４３】リフティングフォーク６６Ａ、６６Ｂの幅は、シャトル７０の片側に並ぶ二つ
の外部支持フィンガ８８Ａ、８８Ｂの間の距離よりもわずかに狭い。フォークの
中央切り込み部は、中央支持フィンガ８６Ａの妨げにならない程度の大きさでな
ければならない。対角支持フィンガを採用している図２Ｂから２Ｃ、図７Ｅの実
施例では、フォークの幅はより大きくなる。図２Ｂから２Ｃ、図７Ｅの実施例で
は、各サイドレールと関連する三本の支持フィンガ、つまり一本の中央支持フィ
ンガ８６Ａ、８６Ｂおよび二本の横側対角支持フィンガ８８Ａ、８８Ｂがある。

【００４４】このような形状の利点は、種々の異なる大きさの基板を支持するために同じ支
持フィンガが使用される点である。さらに、様々な基板の大きさに合わせて支持
フィンガの位置を調節することができる。パッド９４の位置もまた異なる基板の
大きさに合わせて変更可能である。

【００４５】図１、図３Ｃ、図４および図７Ｄは横側支持フィンガ８８Ａ、８８Ｂが対角で
はなくむしろ支持フィンガ８６Ａ、８６Ｂに平行であるその他の実施例を示す。
基板を適切に支持する限り他の傾斜指を使用してもよい。これまで特定の大きさ
の支持フィンガが開示されてきたが、本発明に使用する支持フィンガは開示され
たものよりも短い場合もある。この理由のひとつは、分厚いガラス基板または金
属基板のような硬質基板は加熱下においてさほど曲がらない、ということである
。

【００４６】上記の設計では、各シャトルは互いに９０°離れた二方向から基板を受けるこ
とができる。まず、シャトルはサイドレール７４Ａ、７４Ｂに対して垂直の方向
に基板を受け渡しする。次に、シャトルはサイドレール７４Ａ、７４Ｂに対して
平行な方向に基板を受け渡しする。図２Ｂから２Ｃ、図４から５、図７Ｂ、図７
Ｄから７Ｅ、図８Ｃに示すようにいずれの実施例でも、基板を支持フィンガ上に
正確に配置して運搬中にシャトル上で基板が偶発的に動かないようにするために
、複数の止め具２０１が設けられている。基板はまた、複数の止め具２０１を利
用して指上の中央に位置づけされる。止め具２０１は一般に、逆円錐台のような
逆に先端を切り取った円錐形状を有する。図２Ｂから２Ｃの実施例の利点は、止
め具２０１によって基板が平面に沿って動かないようにするという点である。図
１、図３Ｃ、図４、図７Ｄの実施例では、図１によって明確にされるように、基
板はなおＸ方向に移動する。

【００４７】アイランドの各側部に沿って（図１、図３Ａから３Ｂ、図５、図７Ａから７Ｃ
、図７Ｆ）、各ロードロック・チャンバおよび各処理チャンバには、シャトルが
チャンバを通過するときにシャトルを支持および誘導するために配置される複数
の対になったガイドローラ９８が含まれる。ガイドローラ９８は、テフロン(登
録商標）被膜のアルミニウム、ベスペル(登録商標）、または、粒子生成ではな
く振動鈍化用の柔らかいその他の同様材料である。また、円滑な動きをもたらす
ためにサスペンションを採用してもよい。

【００４８】ガイドローラはすべて実質的に均一な高さにあり、シャトルが前後に移動する
固定通路を定める。ガイドローラは、シャトルがガイドローラ上を通過する際に
、シャトルを配置して方向を合わせ、予定通路に沿ってシャトルを円滑に動かす
ために、各ラックの下側の平坦な内側部７８を係止するような形状になっている
。

【００４９】上述のように、処理中にシャトルを処理チャンバ内に止めるためには、各シャ
トルの長さは処理チャンバの全長以下でなければならず、そのためには処理中弁
は閉じている。シャトルの全長が処理チャンバ以内である場合、処理チャンバ自
体がシャトルを前進させるための駆動機構を持たなければならない。図３Ａ、３
Ｂはこれを達成する二つの異なる方法を示す。図３Ａでは（図６Ａから６Ｂおよ
び図８Ａから８Ｂと同様に）、一組の駆動機構（１００、１００’、１００”等
）が例えば５８Ａ、５６Ｂの各ゲート弁の組の間のハウジング内に配置され、他
の組の駆動機構（１０１、１０１’、１０１”等）が各チャンバのほぼ中央に配
置される。

【００５０】図３Ｂでは（図７Ａから７Ｃおよび図９Ａから９Ｃと同様に）、チャンバ５０
、５２、５４Ａから５４Ｃが各々、互いからおよびチャンバの壁からほぼ等距離
の位置にある二つの駆動機構（１００および１０１、１００’および１０１’等
）と共に示されている。

【００５１】各実施例では、処理チャンバの長さ以下の全長を有するシャトルを、駆動機構
との接触不足を受けることなく、ひとつのチャンバから近接するチャンバへと駆
動して移動する。このようなシステムの同期計画の詳細は、上記に参照して具体
化する、米国特許出願「ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒ
ＳｕｂｓｔｒａｔｅＴｒａｎｓｆｅｒａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」（ａ
ｔｔｏｒｎｅｙｄｏｃｋｅｔ２５１９／ＵＳ／ＡＫＴ（０５５４２／２３５
００１）に開示される。

【００５２】図６Ａに示すように、各駆動機構１００には、関連するチャンバの内部キャビ
ティに外付けで、チャンバまたは弁ハウジングの内部へと伸びる駆動軸装置１０
４に連結するモーター１０２が含まれる。わかりやすいようにチャンバ内壁３８
Ｂは図示しない。駆動軸装置１０４は真空互換性のロータリー・フィードスルー
を採用する。駆動軸装置は関連するチャンバの第１および第２側部付近に第１お
よび第２ピニオン・ギア１０６Ａ、１０６Ｂと、第１および第２ピニオン・ギア
のすぐ内側に第１および第２ガイドローラ１０８Ａ、１０８Ｂをそれぞれ支持す
る。ガイドローラ１０８Ａ、１０８Ｂはガイドローラ９８に追加される。ピニオ
ン・ギアは例えば１ピニオンにつき１６歯を有し、ラックの歯状の外側部３３と
嵌合する形状であり、ガイドローラは駆動機構上を通過するシャトルのラックの
内側部の滑らかな表面と接する形状である（図４、図５も参照）。なお、駆動機
構１００には関連する駆動軸装置の回転に反応して制御システム１１１へ入力を
行うエンコーダ１１０が各々含まれる。アイランドに外付けのいずれかの処理装
置もしくは処理装置の操作と同じくチャンバの操作を制御するために、制御シス
テム１１１をいずれかのまたは各種チャンバに結合する。制御システムはユーザ
ー・プログラミング可能なコンピュータもしくは適切なソフトウエアまたはファ
ームウエアを組み込んだその他の数値コントローラを含む。

【００５３】図６Ｂは駆動軸を採用しないその他の形状を示す。本形状では、シャトルは片
側からのみ駆動されて、モーターは駆動軸装置１０４を使用せずにピニオン・ギ
ア１０６を駆動する。確実にシャトルがまっすぐ水平方向に移動し、片側のみで
駆動することによって調整不良にならないように、ガイドローラ１０８Ａ、１０
８Ｂに加えて、横に配置されたガイドローラ２０３が使用される。ガイドローラ
２０３は、確実にシャトルが直接の制御方法で移動するように、ガイドレール１
１２の各側面上に配置される。

【００５４】これらの各実施例では、ガイドローラがピニオン・ギアの内側にあることは重
大ではないことに注意しなければならない。事実、その他の実施例では、ガイド
ローラがピニオン・ギアの外側にある場合や、相対的な位置が一列のチャンバの
各側部上で異なる場合もある。また他の実施例では、ローラを基板搬送シャトル
上に配置し、シャトルガイドローラを支持するべく一列のチャンバの各側部に沿
って滑らかで平坦なリッジを配置することもある。

【００５５】図３Ｃは、ロードロック５０、５２および６つの処理チャンバ５４Ａから５４
Ｆを有する６つのチャンバ形状を示す。各端部に１つのロードロックを備えた本
形状では、全部で７つのシャトル７０、７０Ａから７０Ｅ、７２を採用する。本
発明の利点の大半を達成するシャトルの最小数は２つであり、最大数は一般にｎ
＋１であり、ｎは処理チャンバの数である。このような形状では、シャトルの動
きは一般に、シャトルが空のチャンバ付近にあるとき（および一般に２つのシャ
トルがこの記述に出会うとき）は常に近接するシャトルが次の処理ステップで空
のチャンバを補助するようになっている。

【００５６】ここでは、図示する形状はすべて、全長が処理チャンバの長さ以下のシャトル
を有することに注意する。他の実施例が使用されるのは、シャトル７０Ａから７
０Ｅが処理チャンバの長さ以下の全長を有するが、ロードロックを補助するシャ
トル７０、７２が処理チャンバよりも長い場合である。このようなシャトルは上
記に参照して具体化する、米国特許出願「ＳｕｂｓｔｒａｔｅＴｒａｎｓｆｅ
ｒＳｈｕｔｔｌｅ」（ａｔｔｏｒｎｅｙｄｏｃｋｅｔＮｏ．２６８８／Ｕ
Ｓ／ＡＫＴ（０５５４２／２６５００１）に開示される型のものである。本実施
例では、シャトル７０、７２は処理チャンバよりも長いにもかかわらず、シャト
ルのレールが収容されるロードロック内の一組のアルコーブによってロードロッ
ク内部に適合する。これによりロードロックの有効長が増加する。

【００５７】当然ながら、本実施例では、処理中シャトル７０、７２は処理チャンバ内に止
まらず、ロードロック内に止まらなければならない。

【００５８】図３Ｃに示すように、ロードロック５０は空のチャンバである。シャトルは他
の各チャンバ内にあり、基板をロードロック５２から取り除く作業中である。次
のステップは、エンドファクター６４Ａ（図示せず）から新しい基板をうけとる
ためにシャトル７０をロードロック５０に移すことである。

【００５９】多くの処理で、全ゲート弁は同時に開き、ひとつを除いて全部のシャトルが一
斉に移動する。これはしばしばひとつのシャトルがロードロック内（入り口また
は出口）に配置され、残りが処理チャンバ内に連続して配置されるからである。
上記の場合には、シャトル７０がロードロック５０内に移動すると、基板がロー
ドロック５２内のシャトル７２から取り除かれたと想定して、全シャトル７０Ａ
から７０Ｅが同時に左へ（すなわち「上流」方向へ）と移動する。

【００６０】本実施例のプロセスにおいて、全シャトルは、シャトルがロードロック５２を
除く各チャンバ内にあるように、（図３Ｃの配置に関して）左に移動する。次に
基板はロードロック５０内のシャトル上に積載される。次に全シャトルを右に（
「下流」方向に）移動することにより、本基板を処理チャンバ５４Ａ内に移動す
る。次に全シャトルを再び左へ移動した後、基板はチャンバ５４Ａ内のプラテン
上に積載される。他の基板がロードロック５０内のシャトル上に積載される間、
チャンバ５４Ａ内にある処理を施す。次に全シャトルを右へ移動した後、チャン
バ５４Ａ内のシャトルは処理された基板を係止する。本実施例では、処理された
基板は処理チャンバ５４Ｂでの処理の次ステップへ移り、（積載されたばかりの
）未処理の基板が処理チャンバ５４Ａの処理を受ける。当然ながら、この処理は
各チャンバ５４Ｂから５４Ｆへと続く。

【００６１】以下の議論では、図７Ａから７Ｅに関してロードロック・チャンバ内の基板の
配置について述べている。図７Ａから７Ｅの議論では、基板を配置する支持体を
プラテンと呼んでいる。プラテンには、基板搬送時にシャトルの指が通過するス
ロットがある。ロードロック・チャンバから処理チャンバ内のプラテン上への基
板の配置は同様の方法で行われる。

【００６２】図７Ａから７Ｃに示すように、各ロードロック・チャンバ５０、５２（チャン
バ５０のみ図示する）には、処理前または処理後の加熱または冷却中に基板を支
持するプラテン１２０が含まれる。上述のように、ここでの「チャンバ」という
単語は各ロードロック・チャンバまたは処理チャンバのいずれかを表す。ロボッ
トから処理アイランドへの基板の導入を議論するために、まずロードロック・チ
ャンバ５０について述べる。

【００６３】台座１２２はプラテン１２０を支持し、第１または後退位置と第２または伸張
位置の間でプラテン１２０を上昇または下降させるために上昇または下降が可能
である。プラテン１２０は一般に矩形であり、基板１２６の平面領域よりもわず
かに大きく、プラテンの対抗側部から内側へ伸びる複数の溝２０５（図７Ｄ、７
Ｅ）を有する。溝は、プラテン１２０が以下に記載のシャトル等を介して上昇ま
たは下降する際に、シャトル７０の指（８６Ａ、８６Ｂ、８８Ａ、８８Ｂ）に適
合するように形成されている。ここでは基板搬送シャトル７０に関する基板搬送
について述べる。当然ながら、ここで述べることはシャトル７２、７０Ａから７
０Ｅのようなすべての他のシャトルにも適応する。

【００６４】第一に、ロードロック・チャンバ５０は空であり、弁５６Ａによって近接する
チャンバ５４Ａから遮蔽されている。ロードロック・チャンバ５０は大気にさら
されており、そのスリット弁６０は基板をアイランドの内部へ導入できるように
開放されている。図７Ａの本質的に下流図に示すように、基板１２６はロボット
のエンドエフェクター６６Ａによってロードロック・チャンバ５０内に積載され
る。エンドエフェクターおよび基板は水平（ｙ方向）運動によって、エンドエフ
ェクター６６Ａの裏面がシャトル７０の指８８Ａ、８８Ｂよりも上の高さでチャ
ンバ５０内に挿入される。基板１２６を運搬するエンドエフェクター６６Ａはプ
ラテンを超えて中央に配置され、次にｚ直線アクチュエータによって下降する基
板１２６と共に停止する。最終的に、エンドエフェクター６６Ａは図７Ｂに示す
第２の高さに到達する。第１の高さと第２の高さの間を移動する間、エンドエフ
ェクター６６Ａはシャトルの指の下を通過し、エンドエフェクター６６Ａの二本
の歯が中央指８６Ａ、８６Ｂの各側部上で近接する横の支持フィンガ８８Ａ、８
８Ｂのちょうど内側を通過する。エンドエフェクター６６Ａの上面が指の先端で
パッド９４の高さに到達すると、パッド９４は基板１２６の裏面を係止し、その
結果シャトル７０は基板１２６をエンドエフェクター６６Ａから入手する。エン
ドエフェクター６６Ａが図７Ｂに示す位置に到達すると、水平移動によってロー
ドロック・チャンバ５０から引き抜かれる。一旦エンドエフェクター６６Ａが引
き抜かれると、弁６０は閉じてチャンバ５０を真空にする。

【００６５】次にプラテン１２０は図７Ａの最初の高さから図７Ｃに示す上昇した高さへと
上昇する。最初の高さと上昇した高さの間を移動する間、プラテン１２０はシャ
トルの指周辺を通過し、各指は溝２０５の関連するひとつにより適合される。プ
ラテン１２０の上面が基板１２６の裏面に接すると、シャトル７０から基板１２
６を入手するために基板１２６を指（さらに特にはパッド９４）から持ち上げる
。図７Ｃに示すように、プラテン１２０によって基板１２６を保持した状態で、
基板１２６を加熱または処理する。シャトルは同じチャンバ内に止まるか異なる
チャンバへと移動する。

【００６６】基板が加熱または処理されると、プラテンは下降して図７Ｂの位置へと戻り、
シャトルは処理チャンバ内でプラテンから基板を再び入手する。

【００６７】図７Ｆについて述べると、ロードロック・チャンバ５０には複合基板カセット
５１もまた採用されている。複合基板カセット５１内の各基板に対して上記の手
順を繰り返すことによって、ロードロック・チャンバ５０を処理前の基板を収容
する緩衝器として使用する。エレベータ５３は、基板搬送シャトルがカセット内
の棚５５上に収容される連続基板にアクセスするために、垂直方向に複合基板カ
セット５１を移動するように使用される。図７Ｆでは、シャトル７０を処理チャ
ンバ５４Ａ内に示し、カセット５１からチャンバへと基板１２６を供給している
。基板が回収されたカセット５１内の棚は図示しない。エレベータ５３を、棚５
５へのアクセスを達成する二つの位置の間で移動する中間ステップに示す。駆動
機構１００、１０１およびガイドローラ９８をも示す。

【００６８】図８Ａから８Ｂについて述べると、次に述べるのはロードロック・チャンバか
ら処理チャンバ５４Ａ内のプラテン２２０への基板の搬送である。図７Ｃのよう
に、わかりやすくするためにこれらの指内には止め具２０１を示さない。

【００６９】図８Ａから８Ｂに示すように、各処理チャンバ５４Ａから５４Ｃ（チャンバ５
４Ａのみ図示する）には、加熱、冷却、その他の処理の間に基板１２６を支持す
るプラテン２２０が含まれる。台座２２２はプラテン２２０を支持し、第１また
は後退位置と第２または伸張位置の間でプラテン２２０を上昇または下降させる
ために上昇または下降が可能である。プラテン２２０は一般に矩形であり、基板
１２６の平面領域よりもわずかに大きく、プラテン２２０の対抗側部から内側へ
伸びる複数の溝２０６（図８Ｃ）を有する。溝２０６は、プラテン２２０が以下
に記載のシャトル７０などを介して上昇または下降する際に、シャトル７０の指
（８６Ａ、８６Ｂ、８８Ａ、８８Ｂ）に適合するように形成されている。

【００７０】第一に、処理チャンバ５４Ａは空であり、弁５６Ａによってロードロック・チ
ャンバ５０から遮蔽されている。弁５６Ａは基板を処理チャンバ５４Ａへ導入で
きるように開放されている。駆動機構１００、１０１の働きによって基板搬送シ
ャトル７０を処理チャンバ５４Ａ内へ移動する。図８Ａから８Ｂに示すように、
一旦シャトル７０が処理チャンバ５４Ａの目標位置内へ移動すると、基板１２６
はプラテン２２０より上の中央に配置される。プラテン２２０は台座２２２を使
用して、下降した高さ（図８Ａ）から図８Ｂに示す中間の高さまで上昇する。下
降した高さと中間の高さの間で移動する間、プラテン２２０はシャトル７０の指
周辺を通過し、各指は溝２０６の関連するひとつにより適合される（図８Ｃ参照
）。プラテン２２０の上面が基板１２６の裏面に接すると、シャトル７０から基
板１２６を入手するために基板１２６を指から持ち上げる。プラテン１２０によ
って基板１２６を保持した状態で、基板１２６は好適に処理される。

【００７１】溝２０６はプラテン全体の均一な温度配分に影響を与えると理解される。しか
しながら、ソーラーパネル上での薄膜形成のような多くの処理において、そのよ
うな温度変化は容認できる。

【００７２】一旦基板をシャトルから持ち上げると、シャトル７０は隣接するチャンバへと
移動される。例えば、基板を処理チャンバ５４Ａへと移動した場合には、シャト
ル７０はロードロック５０へと戻される。

【００７３】図７Ｃに示すように、シャトル７０、７０Ａから７０Ｅおよび７２の移動中は
、基板は中間位置に保持される。中間位置では、プラテン２２０、１２０が指８
８Ａから８８Ｂおよび８６Ａから８６Ｂから基板を上昇させたが、横材８０Ａ、
８０Ｂよりも高く基板を上昇させることはなかった。このように、全シャトルは
同時に移動し、各移動が基板またはプラテンの存在により妨げられることはない
。シャトルの同時移動の間、この中間位置に基板を保持することがこのように重
要であるのは、全シャトルがいかなる基板にも衝突することなく同時に移動する
ことができるためである。

【００７４】ソーラーパネル装置には、ＣＶＤが一般に採用される方法である。処理が完了
し、（必要であれば）すべての処理ガスが排泄されると、弁５６Ａは再び開放さ
れて、ロードロック・チャンバ５０と処理チャンバ５４Ａ間の連絡が可能となる
。次にプラテンが、基板を処理チャンバへ運ぶときと同様の方法で基板をシャト
ルへと戻すために下降する。プラテンがシャトルに到達すると、基板の支持体が
プラテンからシャトル指へと搬送される。

【００７５】図９Ａから９Ｌは、図３Ｃの６つチャンバ配列内での基板およびシャトルの移
動の一実施例の略側面図を示す。多数のその他の移動配列も可能である。チャン
バ間の弁をも示す。弁内に陰影がついているのは弁が閉じていることを示す。陰
影がないのは弁が開放していることを示す。図９Ａから９Ｌは略図であり、シャ
トルの動きと基板の配置を示そうと意図しているだけであることに注意しなけれ
ばならない。このように、プラテンを示してもいないし、プラテンの支持体をも
図示していない。特定の基板はすべてプラテンによって支持されているか、また
は基板搬送シャトルの基板支持フィンガによって支持されているかどうかは、文
脈および以下の議論から理解しなければならない。

【００７６】図９Ａは、どのチャンバにも基板がなく、すべての弁が閉鎖している状況を示
す。シャトルはロードロック５２を除き全チャンバ内に配置される。この状況で
は、基板１２６は図９Ｂに示すようにロードロック５０内に積載される。ロード
ロック５０内へ基板１２６を積載した後、図９Ｃに示すように弁を開放する。図
９Ｃは移動の中間状態にあるシャトルをも示しており、各々は駆動機構１００の
実施下において右へ同時に移動する（ここではわかりやすいように総称数字１０
０によって全駆動を１００、１０１、１００’、１０１’等と呼ぶ）。シャトル
はそれらがロードロック５０以外の全チャンバ内に存在するように移動する。こ
の場合、次に基板１２６は図９Ｄに示すように処理チャンバ５４Ａ内に配置され
る。

【００７７】各チャンバがその中に基板１２６を保持するならば同様の動きが生じることを
認識しなければならない。このように、この記述は単に空の配列内に基板を積載
するためだけでなく、各チャンバが内部に基板を有する際にも使用される。例え
ば、上記の記載において、図９Ｄ内のシャトルの位置は、処理した基板をロード
ロック５２内のシャトルから除去するのに適切な位置であろう。

【００７８】一旦基板１２６を処理チャンバ５４Ａ内に配置すると、チャンバ内のプラテン
（図示せず）はシャトルの指（図示せず）から基板１２６を入手し、基板１２６
を上述のような中間位置（図示せず）へと上昇させる。次に、処理チャンバ５４
Ａ内で基板１２６を処理する間に、他の基板１２６をシャトル上に積載するよう
に全シャトルを左に移動する。このステップの後の最終位置を図９Ｅに示す。図
９Ｅの基板１２６はシャトルによって支持されておらず、むしろ該チャンバ内の
プラテン（図示せず）によって支持されていることに留意しなければならない。

【００７９】この時点では、弁は図９Ｆに示すようにすべて閉じられている。処理チャンバ
５４Ａ内で基板１２６を処理する間に、他の基板１２６’を（図９Ｆに示すよう
に）ロードロック５０内に積載する。

【００８０】基板１２６’をロードロック５０内に積載し、基板１２６を処理した後、弁を
図９Ｇに示すように開放する。図９Ｇは移動の中間状態にあるシャトルをも示し
、各々は駆動機構１００の実施下において右へ同時に移動する。シャトルはそれ
らがロードロック５０以外の全チャンバ内に存在するように再び移動する。この
場合、次に、右へのこうした移動の後、図９Ｈに示すように基板１２６’を処理
チャンバ５４Ｂに配置する。右端のシャトルは図示するようにロードロック５２
内に配置される。

【００８１】一旦基板１２６、１２６’が処理チャンバ５４Ｂ、５４Ａ内に各々配置される
と、チャンバ内のプラテンはシャトルの指（図示せず）から基板を入手し、基板
を中間位置（図示せず）へと上昇させる。次に、基板１２６、１２６’を処理す
る間に、他の基板１２６”をシャトル上に積載するように全シャトルを左に戻す
。このステップの後の最終位置を図９Ｉに示す。

【００８２】この時点では、弁は図９Ｊに示すようにすべて閉じられている。基板を処理す
る間に、基板１２６”をロードロック５０内に積載する。処理後、シャトルおよ
び基板は図９Ｋに示すように再び右へと移動し、処理チャンバ内のプラテンによ
って入手され、次に他の基板を積載できるように再び左へ移動し、この最終位置
を図９Ｌに示す。

【００８３】駆動機構およびシャトルのような部品の存在が処理チャンバの清潔度および真
空に悪影響を及ぼすことには注意しなければならない。しかしながら、多数の処
理にとって、大きなガラスまたは金属基板上のソーラーパネル装置の形成に伴う
もののように、これらの部品によって生じる汚染は許容レベルにある。さらに、
溝またはスロット２０５、２０６によってもたらされる温度変化もまたこれら装
置の形成には許容レベルにある。一般に、これら装置の形成に必要な処理はより
緩やかであり、許容範囲は例えばＴＦＴ形成用のものよりも高い。

【００８４】好都合なことに、本システムは、システムの最小限の破壊もしくはシステムチ
ャンバの汚染に伴って特定の部品を修理または交換できるように構成されている
。駆動モータ１０２およびエンコーダ１１０は汚染の危険なしにはアイランドの
外部から修理または交換できる。万一駆動軸１０４またはそれに関連する部品の
いずれかに修理または交換が必要になれば、閉じた駆動機構のいずれかの側部上
の弁によってこのような操作が行われる。このように、近接するチャンバの内部
はこうした作業によって汚染されることはない。汚染はすべて弁ハウジングに限
定されており、そこは近接する処理チャンバの内部よりも清潔に保つことがさら
に容易である。

【００８５】これまで本発明の多数の実施例を開示してきた。しかしながら、本発明の精神
および目的から外れることなく種々の改良がなされることは理解されるであろう
。例えば、特定の装置の製造に関連する特定のプロセスは異なるチャンバ配列お
よび一連の利用法に有利に関連する。このように、採用されるチャンバの型には
エッチング処理、物理的気相成長法、化学的気相成長法に使用されるものも含ま
れる。３つおよび６つの処理チャンバがここでは述べられてきたが、その他の改
良方法では、本システムは単一の処理チャンバ、２つの処理チャンバ、またはあ
らゆる数の処理チャンバを採用する。本発明のシステムでは、それがモジュラー
方式であり増加する場合、多数の改良をいずれの特定のプロセスにも適するよう
に行うことができる。例えば、本発明のシャトルは好適には特定の基板用の処理
ステップをさらに繰り返すよう制御される。この場合、シャトルは双方向に制御
される。従ってその他の実施例は以下の請求項の目的の範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシステムの処理アイランドの略平面図である。

【図２Ａ】本発明によるシャトルおよびリフティングフォークの略平面図である。

【図２Ｂ】本発明によるシャトルおよびリフティングフォークの略平面図である。

【図２Ｃ】本発明によるシャトルおよびリフティングフォークの略平面図である。

【図３Ａ】本発明の一実施例によるシステムの処理アイランドの略側面図である。

【図３Ｂ】本発明による処理アイランドの他の実施例の略側面図である。

【図３Ｃ】本発明の一実施例による６つの処理チャンバを含む処理アイランドを示す。

【図４】本発明による基板搬送シャトルの斜視図である。

【図５】本発明による処理チャンバおよび基板搬送シャトルの部分断面図である。

【図６Ａ】本発明の一実施例による処理アイランドおよびシャトルの横断面図である。

【図６Ｂ】本発明の他の実施例による処理アイランドおよびシャトルの横断面図である。

【図７Ａ】本発明のロードロック・チャンバの略部分断面図であり、ロードロック・チャ
ンバのない場所からロードロック・チャンバ内部への種々の搬送ステップにおけ
る基板を示す。

【図７Ｂ】本発明のロードロック・チャンバの略部分断面図であり、ロードロック・チャ
ンバのない場所からロードロック・チャンバ内部への種々の搬送ステップにおけ
る基板を示す。

【図７Ｃ】本発明のロードロック・チャンバの略部分断面図であり、ロードロック・チャ
ンバのない場所からロードロック・チャンバ内部への種々の搬送ステップにおけ
る基板を示す。

【図７Ｄ】シャトルの支持フィンガがプラテンを通過する際の基板搬送シャトルとプラテ
ンの他の実施例の斜視図である。

【図７Ｅ】シャトルの支持フィンガがプラテンを通過する際の基板搬送シャトルとプラテ
ンの他の実施例の斜視図である。

【図７Ｆ】複合基板カセットを使用する本発明の一実施例を示す。

【図８Ａ】本発明の処理チャンバの略部分断面図であり、種々の搬送ステップの基板を示
す。

【図８Ｂ】本発明の処理チャンバの略部分断面図であり、種々の搬送ステップの基板を示
す。

【図８Ｃ】シャトルの支持フィンガがプラテンを通過する際のシャトルと処理チャンバプ
ラテンの斜視図である。

【図９Ａ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｂ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｃ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｄ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｅ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｆ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｇ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｈ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｉ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｊ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｋ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

【図９Ｌ】図３Ｃの６つのチャンバ配列内の基板およびシャトルの動きを示す略側面図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F031 CA04 CA05 FA02 FA07 FA12 FA14 FA15 GA06 GA30 GA38 GA47 GA49 GA53 GA57 HA58 KA03 LA14 MA03 MA06 MA13 NA05 NA07 NA18 PA02 PA16 PA20 5F051 AA05 BA12 CA14 CA21 DA04 DA17 GA02 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基盤処理装置であって、前記装置は：ロードロック・チャンバと；ロードロック・チャンバに連結する処理チャンバであって、前記処理チャンバ
には処理を実行する間に基板を支持するプラテンが含まれ、前記プラテンがスロ
ットを含む、処理チャンバと；閉鎖時に処理チャンバからロードロック・チャンバを選択的にシールし、開放
時にロードロック・チャンバと処理チャンバの間で基板の搬送を行う弁と；ロードロック・チャンバと処理チャンバの間で基板が搬送されるように、ロー
ドロック・チャンバ内のある位置と処理チャンバ内の他の位置との間のシャトル
通路に沿って可動する基板搬送シャトルであって、前記基板搬送シャトルには、
ロードロック・チャンバから処理チャンバへ基板を搬送する間に、基板を支持す
る複数の基板支持体が含まれ、前記複数の基板支持体が、プラテンを第１位置お
よび第２位置の間で垂直方向に移動する際に、プラテン内のスロットを介して通
過するように配置され、基板搬送シャトルが処理実行中に処理チャンバに保持可
能である、基板搬送シャトルと、を含む、基板処理装置。
【請求項２】処理チャンバがプラテンから下がるプラテン支持体を含み、
プラテン支持体が第１位置および第２位置の間でプラテンを上下させるよう可動
する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記弁がスリット弁である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】前記弁がゲート弁である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】基板搬送シャトルの全長が処理チャンバ内部の全長以下である
、請求項１に記載の装置。
【請求項６】装置から基板を除去する第２ロードロック・チャンバと；閉鎖時に処理チャンバから第２ロードロック・チャンバを選択的にシールし、
開放時に第２ロードロック・チャンバと処理チャンバの間の弁を介して基板の搬
送を行う第２弁と；第２ロードロック・チャンバと処理チャンバの間で基板が搬送されるように、
第２ロードロック・チャンバ内のさらに遠い位置と処理チャンバ内の他の位置と
の間の第２シャトル通路に沿って可動する第２基板搬送シャトルであって、前記
第２基板搬送シャトルには、基板を支持する複数の基板支持体が含まれ、前記複
数の基板支持体が、プラテンが第１位置および第２位置の間で移動する際に、プ
ラテン内のスロットを介して通過するように配置される、第２基板搬送シャトル
と、を更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】処理チャンバが第１処理チャンバであって、前記装置が：第１処理チャンバに連続して連結し、基板上に処理を施すように形成されるひ
とつ以上の追加の処理チャンバと；閉鎖時に隣接するチャンバから各追加の処理チャンバを選択的にシールし、開
放時に弁を介して基板の搬送を行う複数の弁と；をさらに含み、前記基板搬送シャトルが第１処理チャンバと選択される追加の処理チャンバの
間のシャトル通路に沿って可動し、前記の選択される追加の処理チャンバは内部
にスロットを備えたプラテンを有し、前記複数の基板支持体が、プラテンが第１
位置および第２位置の間で垂直方向に移動する際に、選択される追加の処理チャ
ンバのプラテン内のスロットを介して通過するように配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】基板搬送シャトルが：第１および第２側部を有し；前記第１および第２側部のそれぞれに第１および第２の縦サイドレールを含み
；前記基板支持体が：第１縦サイドレールから内側へ伸びる第１の複数の基板支持体部材と；第２縦サイドレールから内側へ伸びる第２の複数の基板支持体部材と、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】複数のガイドローラをさらに含み、前記第１および第２縦サ
イドレールが回転して前記ガイドローラにより支持されるように形成され、前記
ガイドローラがシャトル通路を定める、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】第１および第２縦サイドレールを構造上連結する第１横材
をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】基板搬送シャトルを処理チャンバ内に移動する際に、第１
横材がプラテン上を通過するように配置される裏面を有する、請求項１０に記載
の装置。
【請求項１２】基板搬送シャトルが：第１および第２縦サイドレールと連結して裏面を有する第２横材であって、基
板付近の裏面の全長が基板搬送シャトルにより保持されて基板の上面よりも高い
位置に配置される、第２横材をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】ロードロック・チャンバ内に配置されて、シャトル通路の
少なくとも第１部にそって基板搬送シャトルを移動する少なくとも第１縦サイド
レールを嵌合可能な少なくともひとつの駆動機構をさらに含む、請求項８に記載
の装置。
【請求項１４】処理チャンバ内に配置されて、シャトル通路の少なくとも
第２部にそって基板搬送シャトルを移動する少なくとも第１縦サイドレールを嵌
合可能な少なくともひとつの駆動機構をさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】第１縦サイドレールが機構的に嵌合可能な駆動部材を含む
、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】機構的に嵌合可能な駆動部材が歯状ラックである、請求項
１５に記載の装置。
【請求項１７】処理チャンバ内に配置されて、シャトル通路の少なくとも
第２部にそって基板搬送シャトルを移動する少なくとも第１縦サイドレールを嵌
合可能な少なくともひとつの駆動機構をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１８】第１の複数の基板支持体部材が各々、第１縦サイドレール
から少なくとも上部へ伸びる近接部と、近接部から内側へ伸びる遠心部を有し、
それにより基板搬送シャトルが基板を支持している際に、エンドエフェクターが
基板と第１縦サイドレールの間で垂直に、かつ基板支持体部材の少なくともいく
つかの近接部の間で横に適合される、請求項８に記載の装置。
【請求項１９】前記エンドファクターが基板搬送フォークの歯を含む、請
求項１８に記載の装置。
【請求項２０】第２の複数の基板支持体部材が各々、第２縦サイドレール
から少なくとも上部へ伸びる近接部と、近接部から内側へ伸びる遠心部を有する
、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】基板支持体部材の遠心部が互いに平行である、請求項２０
に記載の装置。
【請求項２２】さらに基板支持体部材の遠心部が横への動きに対して基板
を固定する少なくともひとつの止め具を含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】基板支持体部材の少なくともひとつの遠心部の基板支持体
部材の少なくとも他の遠心部に関して斜めになっている、請求項２０に記載の装
置。
【請求項２４】その角度が約３０°から６０°である、請求項２３に記載
の装置。
【請求項２５】基板上の処理実行装置であって、前記装置は：上で基板を支持する第１プラテンを有する第１チャンバであって、第１プラテ
ンが下降位置と上昇位置の間で垂直方向に可動し、前記第１プラテンがスロット
を含む、第１チャンバと；第１チャンバに連結する第２チャンバであって、前記第２チャンバは上で基板
を支持する第２プラテンを有し、第２プラテンが下降位置と上昇位置の間で垂直
方向に可動し、前記第２プラテンがスロットを含む、第２チャンバと；閉鎖時に第２チャンバから第１チャンバを選択的にシールし、開放時に基板の
搬送を行う弁と；第１チャンバと第２チャンバの間で基板が搬送されるように、第１チャンバ内
の第１位置と第２チャンバ内の第２位置の間のシャトル通路に沿って可動する基
板搬送シャトルであって、前記基板搬送シャトルには、基板の搬送の間に基板を
支持する複数の基板支持体が含まれ、前記複数の基板支持体が、いずれかのプラ
テンが下降位置から上昇位置へと移動する際に、プラテン内のスロットを介して
通過し、基板搬送シャトルが、下降位置から上昇位置へと第２プラテンを上昇さ
せることにより、第２位置の基板搬送シャトル上の基板を基板搬送シャトルから
第２プラテンへと搬送するように形成および配置され、基板搬送シャトルが処理
実行中に第１または第２チャンバ内に保持可能である、基板搬送シャトルと、を含む、基板上の処理実行装置。
【請求項２６】基板処理装置であって、前記装置は：装置の外側の位置から基板を収容する第１ロードロック・チャンバと；装置から基板を除去する第２ロードロック・チャンバと；第１ロードロック・チャンバと第２ロードロック・チャンバの間に配置される
少なくとも１つの処理チャンバであって、前記処理チャンバが基板上に薄膜処理
を施すよう形成され、処理を実行する間に基板を支持するプラテンを有し、前記
プラテンがスロットを含む、少なくとも１つの処理チャンバと；基板を処理チャンバ内へ移動させるように、ロードロック・チャンバ内の第１
位置と処理チャンバ内の第２位置との間のシャトル通路に沿って可動する基板搬
送シャトルであって、前記基板搬送シャトルには、基板を搬送する間に、基板を
支持する複数の基板支持体が含まれ、前記複数の基板支持体が、プラテンを下降
位置および上昇位置の間で移動する際に、プラテン内のスロットを介して通過し
、前記基板搬送シャトルが、下降位置から上昇位置へプラテンを上昇することに
よって基板搬送シャトル上の基板をプラテンへと移動し、その後前記複数の基板
支持体がプラテン内のスロットを通過してプラテンが基板を嵌合するように形成
されている、基板搬送シャトルと、を含む、基板処理装置。
【請求項２７】第１および第２ロードロック・チャンバの間の線形配列に
配置される複数の前記処理チャンバがある、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】前記配列内に６つの前記処理チャンバがある、請求項２７
に記載の装置。
【請求項２９】複数の基板搬送シャトルをさらに含み、前記複数の基板搬
送シャトルの各々が配列内の近接する処理チャンバの間、１つの処理チャンバと
第１ロードロック・チャンバの間、または他の処理チャンバと第２ロードロック
・チャンバの間で可動する、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】７つの基板搬送シャトルがある、請求項２９に記載の装置
。
【請求項３１】基板搬送シャトルがさらに、プラテンを上昇位置から下降
位置へ下降させることによってプラテン上の基板を基板搬送シャトルへと移動し
、その後前記複数の基板支持体がプラテン内のスロットを通過して基板搬送シャ
トルが基板を嵌合するように形成されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】複合処理チャンバ配列における基板処理方法であって、前
記方法は：（ａ）複数の基板を処理チャンバの配列内に積載するステップと；（ｂ）少なくともいくつかの基板を処理チャンバの前記配列内で処理するステ
ップと；（ｃ）前記処理ステップの間、基板を入口ロードロック・チャンバ内に積載す
るステップと；（ｄ）前記基板の各々を近接する処理チャンバまたは出口ロードロック内に搬
送するステップと、を含む、複合処理チャンバ配列における基板処理方法。
【請求項３３】入口ロードロック・チャンバ内に基板を積載するステップ
をさらに含み、基板を入口ロードロック・チャンバ内に積載する方向が各基板を
搬送する方向に対して実質的に垂直である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】（ｅ）基板を出口ロードロックから積み降ろすステップを
さらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】前記搬送ステップが、駆動機構により駆動される基板搬送
シャトル上に各基板を移動することによって達成される、請求項３２に記載の方
法。
【請求項３６】前記積載ステップが、（ａ）基板搬送シャトル上の基板を処理チャンバ内に移動し、前記基板が支持
体部材によって支持されるステップと；（ｂ）支持体部材からプラテンへ基板支持体が搬送されるように、プラテンを
下降位置から上昇位置へと上昇させるステップと、を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】（ｃ）前記支持体の搬送に続き、空の基板搬送シャトルを
ロードロック・チャンバまたは処理チャンバへと移動するステップをさらに含む
、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】前記上昇ステップに、プラテンのスロットを介して支持体
部材を通過させるステップが含まれる、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】複合処理チャンバ配列における基板処理方法であって、前
記方法は：（ａ）第１基板を入口ロードロックから処理チャンバの配列内の処理チャンバ
内に積載するステップと；（ｂ）前記基板を処理するステップと；（ｃ）前記処理ステップの間、第２基板を入口ロードロック内に積載するステ
ップと；（ｄ）前記第１および第２基板の各々を前記処理チャンバの配列に近接する処
理チャンバまたは出口ロードロック内に搬送するステップと、を含む、複合処理チャンバ配列における基板処理方法。
【請求項４０】複合処理チャンバ配列における基板処理方法であって、前
記方法は：（ａ）複数の基板を処理チャンバの連続配列内の複数の処理チャンバの各チャ
ンバ内に積載するステップと；（ｂ）基板を処理するステップと；（ｃ）前記処理ステップの間、他の基板を入口ロードロック内の第１基板搬送
シャトル上に積載するステップと；（ｄ）前記処理ステップに続き、前記複数の基板の各々を前記配列の処理チャ
ンバに近接する処理チャンバまたは出口ロードロック内に搬送し、前記他の基板
を前記複数の処理チャンバのひとつへと搬送し、前記搬送ステップが複数の基板
搬送シャトルの各々の上に各基板を移動することによって達成され、前記基板搬
送シャトルの各々が各初期チャンバから各最終チャンバへと移動するステップと
；（ｅ）前記搬送に続き、前記基板搬送シャトルの各々を各最終チャンバから各
初期チャンバへと戻すステップと；（ｆ）（ｂ）から（ｅ）のステップを繰り返すステップと、を含む、複合処理チャンバ配列における基板処理方法。