JP2019509622A - 真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための装置、基板の真空処理のためのシステム、及び真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法 - Google Patents

真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための装置、基板の真空処理のためのシステム、及び真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法 Download PDF

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Abstract

真空チャンバ(102)内で基板(10)を搬送するための装置(100)が提供される。装置(100)は、基板キャリア(10)のための第1の搬送経路(T1)を提供する第1のトラック(110)、及び第1のトラック(110)上の第1の位置から(第1のトラック(110)から離れた)1以上の第2の位置へ基板キャリア(10)を非接触方式で移動させるように構成された移送デバイス(200)を含む。1以上の第2の位置は、第2のトラック(120)上の位置と基板(2)を処理するための処理位置のうちの少なくとも一方を含む。移送デバイス(200)は、第1の位置から1以上の第2の位置へ基板キャリア(10)を非接触方式で移動させるために、基板キャリア(10)に作用する磁力(F)を提供するように構成された、少なくとも1つの第1の磁石デバイス(210)を含む。
【選択図】図1A

Description

本開示の実施形態は、真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための装置、基板を真空処理するためのシステム、及び真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法に関する。本開示の実施形態は、特に、スパッタ堆積装置、及び基板キャリアのトラック変更のための方法に関する。
基板上での層堆積のための技術は、例えば、スパッタ堆積、熱蒸散(thermal evaporation)、及び化学気相堆積(CVD)を含む。スパッタ堆積プロセスは、基板上に絶縁材料の層などの材料層を堆積させるために使用され得る。処理システム内で基板を搬送する間に、基板を支持するために基板キャリアが使用され得る。多重層スタックを堆積させるために、処理モジュールのインライン構成が使用され得る。インライン処理システムは、堆積モジュールなどの幾つかの後続の処理モジュール、任意選択的に、更なる処理モジュール、例えば、洗浄モジュール及び/又はエッチングモジュールを含む。複数の処理態様が、次から次へ1つの処理モジュール内で行われる。それによって、複数の基板が、インライン処理システムを用いて連続的に又は準連続的に処理され得る。
基板キャリアは、1以上の搬送経路に沿って、基板キャリア上に基板位置を有する基板キャリアを運搬するように構成された搬送システムを使用して、インライン処理システム内に搬送され得る。少なくとも2つの搬送経路が設けられ得る。それによって、第1の基板キャリア上に位置付けられた第1の基板を有する第1の基板キャリアが、例えば、第2の基板が被覆されているときに、第2の基板キャリア上の第2の基板を追い越し得る。搬送システムは、例えば、搬送経路に沿って且つ/又は1つの搬送経路から別の1つの搬送経路へ(トラック変更)、基板キャリアを支持及び運搬するように構成されたローラを有し得る。搬送は、インライン処理システムの内側の真空状態に影響を与える粒子を生成する。粒子は、基板上に堆積した層を汚染し、堆積した層の品質が低減され得る。
上述した観点から、真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための新しい装置、基板を真空処理するための新しいシステム、及び真空チャンバの内側の粒子の生成を低減させ又は避けることさえする真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための新しい方法が必要である。真空チャンバ内での少なくとも2つのトラックの間の容易なトラック変更を提供する、新しい装置、システム、及び方法も必要である。
上述のことに照らして、真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための装置、基板を真空処理するためのシステム、及び真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法が提供される。本開示の更なる態様、利点、及び特徴は、特許請求の範囲、明細書の説明、及び添付図面から明らかになる。
本開示の一態様によれば、真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための装置が提供される。
該装置は、基板キャリアのための第1の搬送経路を提供する第1のトラック、及び第1のトラック上の第1の位置から(第1のトラックから離れた)1以上の第2の位置へ基板キャリアを非接触方式で移動させるように構成された移送デバイスを含む。1以上の第2の位置は、第2のトラック上の位置と基板を処理するための処理位置のうちの少なくとも一方を含む。移送デバイスは、第1の位置から1以上の第2の位置へ基板キャリアを非接触方式で移動させるために、基板キャリアに作用する磁力を提供するように構成された、少なくとも1つの第1の磁石デバイスを含む。
本開示の別の一態様によれば、基板を真空処理するためのシステムが提供される。該システムは、真空チャンバ、及び本明細書で説明される実施形態による基板キャリアを搬送するための装置を含む。該システムは、第1のトラックと第2のトラックのうちの少なくとも一方に沿って配置された1以上の処理ツールを更に含む。1以上の処理ツールは、スパッタ源、表面処理ツール、加熱デバイス、洗浄デバイス、エッチングツール、及びそれらの任意の組み合わせから成る群から選択される。
本開示のまた別の一態様によれば、真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法が提供される。該方法は、基板キャリアに作用する反発する磁力を提供すること、及び基板キャリアのための第1の搬送経路を提供する第1のトラック上の第1の位置から(第1のトラックから離れた)第2の位置へ基板キャリアを非接触方式で移動させることを含み、第2の位置は、第2のトラック上の位置と基板を処理するための処理位置のうちの少なくとも一方である。
実施形態は、本開示の方法を実行するための装置も対象としており、各説明される方法態様を実行するための装置部分を含む。これらの方法態様は、ハードウェア構成要素を用いて、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータを用いて、これらの2つの任意の組合せによって、又はそれ以外の任意のやり方で実行され得る。更に、本開示による実施形態は、説明される装置を操作するための方法も対象とする。説明される装置を操作するための方法は、装置のあらゆる機能を実施するための方法態様を含む。
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は本開示の実施形態に関連し、以下の記述において説明される。
本明細書で説明される実施形態による、基板キャリアを搬送するための装置の概略図を示す。 本明細書で説明される更なる実施形態による、基板キャリアを搬送するための装置の概略図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、基板を真空処理するためのシステムの概略図を示す。 本明細書で説明される更なる実施形態による、基板を真空処理するためのシステムの概略図を示す。 図3Aから図3Dは、本明細書で説明される実施形態による、真空チャンバ内の位置の間で基板キャリアを移動させることの概略図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、基板を真空処理するためのシステムの概略図を示す。 図5Aから図5Cは、本明細書で説明される実施形態による、複数の磁石ユニットを有する磁石デバイスの概略図を示す。 図6A及び図6Bは、本明細書で説明される更なる実施形態による、移送デバイスを使用して真空チャンバ内の位置の間で基板キャリアを移動させることの概略図を示す。 本明細書で説明される更なる実施形態による、基板を真空処理するためのシステムの概略図を示す。 図8A及び図8Bは、本明細書で説明されるまた更なる実施形態による、基板を真空処理するためのシステムの概略図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、基板を真空処理するためのシステムの概略図を示す。 本明細書で説明される実施形態による、真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法のフローチャートを示す。
次に、本開示の様々な実施形態が詳細に参照されることになり、それらの1以上の実施例が図示される。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。概して、個々の実施形態に対する相違のみが説明される。本開示の説明として各実施例が与えられているが、これは本開示を限定することを意図しているわけではない。更に、一実施形態の一部として図示且つ説明されている特徴を、他の実施形態で用いてもよく、或いは他の実施形態と併用してもよい。それにより、更に別の実施形態が生み出される。本説明には、このような修正例及び変形例が含まれることが意図されている。
真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための装置は、1以上の搬送経路を提供することができる。基板キャリアは、1以上の搬送経路に沿って移動し又は運搬され得る。例えば、搬送するための装置は、インライン処理システムなどの処理システム内に含まれ得る。それによって、基板は、連続的又は準連続的に処理され得る。本開示の装置は、1つの搬送経路から離れて別の1つの搬送経路及び/又は基板が処理され得る処理位置へ、基板キャリアを動かし又は移動させるように構成されている。特に、装置は、第1のトラックによって提供された第1の位置から(第1のトラックから離れた)第2の位置へ、基板キャリアを横に動かすことができる。基板キャリアが、1つのトラックから別の1つのトラックへ移動されたときに、これは、「トラック変更」とも称され得る。
装置は、反発する(又ははねつける)及び/又は引き付ける磁力などの、磁力を使用して基板キャリアを非接触方式で移動させる。言い換えると、装置は、基板を移動させるために何らの機械的力も使用することがない。代わりに、装置は、新しい位置に向けて基板キャリアを磁気的に押し又は引き付ける。本開示の全体を通じて使用される際に、「非接触」及び「非接触方式で移動させる」という用語は、基板キャリアが、基板キャリアと装置との間の機械的接触を使用して移動しないが、反発する磁力によって磁気的に移動するという意味で理解され得る。ある実施態様では、装置と基板キャリアとの間で全く機械的接触が存在し得ない。
基板キャリアを非接触方式で移動させることは、有益である。何故ならば、基板キャリアの搬送中に、基板キャリアとローラなどの装置のセクションとの間の機械的接触により、低減された数の粒子が生成され又は粒子が全く生成されないことさえあるからである。したがって、真空チャンバ内の真空状態は、基板キャリアを移動させることによって影響を受けない。基板上に堆積した層の純度が、改良され得る。何故ならば、とりわけ、非接触方式の搬送を使用するときに、粒子の生成が最小化され又は完全に避けられさえするからである。
更に、真空チャンバ内のトラック間のトラック変更は、特に、基板キャリアを移動させるために反発する磁力が提供されるので容易になる。基板キャリアを移動させるために、基板キャリアを係合させるための機械的手段は設けられる必要がない。更に、トラック変更は、基板キャリアの単一次元動作によって行われ得る。1つのトラックから他のトラックへ横に動かす前に垂直方向へ持ち上げることは行われる必要がない。本開示の実施形態は、基板キャリアを搬送するための装置の単純化された構成を可能にする。一実施例として、トラック変更のためのより少ない動き及び/又はより少ない駆動が必要である。単純化された構成により、基板キャリアを搬送するための装置は、低減された製造費用及び保守費用を有する。
図1A及び図1Bは、本明細書で説明される実施形態による、真空チャンバ102内で基板キャリア10を搬送するための装置100の概略図を示している。ある実施形態によれば、装置100は、真空処理のためのシステム、例えば、スパッタ堆積システム内に含まれ得る。
装置100は、基板キャリア10のための第1の搬送経路T1を提供する第1のトラック110、及び第1のトラック110上の第1の位置から(第1のトラック110から離れた又は間隔を空けられた)1以上の第2の位置へ基板キャリア10を非接触方式で移動させるように構成された移送デバイス200を含む。図1Aで示されている装置100は、1つの第2の位置112を有する。図1Bで示されている装置100は、2つの第2の位置を有する。1以上の第2の位置は、第2のトラック120上の位置と基板キャリア10に支持された基板2を処理するための処理位置Pのうちの少なくとも一方を含む。ある実施態様において、第2のトラック120は、基板キャリア10のための第2の搬送経路T2を提供することができる。ある実施形態によれば、処理位置Pは、第2のトラック120上に設けられ得る。別の一実施例では、処理位置Pが、第1のトラック110及び/又は第2のトラック120から分離して又は遠隔に設けられ得る。
移送デバイス200は、第1の位置から1以上の第2の位置へ基板キャリア10を非接触方式で移動させるために、又はその逆の動きのために、基板キャリア10に作用する磁力Fを提供するように構成された、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210を含む。ある実施態様では、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210が、第1の位置から1以上の第2の位置へ基板キャリアを押すために、又はその逆の動きのために、基板キャリア10に作用する反発する(又ははねつける)磁力Fを提供するように構成されている。特に、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210は、基板キャリア10に作用する磁場を提供することができる。それによって、磁場からもたらされる磁力Fが、基板キャリア10の新しい位置へ向けて基板キャリア10を押す。ある実施態様では、移送デバイス200が、図1Bにおいて矢印で示されているように、第1のトラック110から第2のトラック120へ又は処理位置Pへ、基板キャリア10を押すことができる。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、移送デバイス200が、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2の方向(例えば、搬送方向1)とは異なる方向に、例えば、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2と実質的に垂直な方向に、基板キャリア10を非接触方式で移動させるように構成されている。特に、第1のトラック110から離れるように基板キャリア10を移動させることは、第1の搬送経路T1と垂直な且つ/又は基板キャリア10の搬送方向1とは垂直な方向に、基板キャリア10を動かす、例えば、横に動かすことを含み得る。ある実施態様において、搬送デバイス200は、図1Bで矢印で示されているように、第1のトラック110から第2のトラック120へ又は処理位置Pへ、基板キャリア10を押すことができる。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、移送デバイス200は、第1のトラック110のサイドに設けられる。一実施例として、移送デバイス200は、真空チャンバ102のチャンバ壁と第1のトラック110との間に位置付けられる。移送デバイス200は、第1のトラック110の少なくとも一部分に沿って延在し得る。ある実施形態によれば、移送デバイス200は、少なくとも部分的に、真空チャンバ102内で且つ/又は真空チャンバ102を通って延在し得る。
本開示の全体を通して使用される際に、「搬送経路」という用語は、それに沿って基板キャリア10が真空チャンバ102内で移動し又は運搬され得るところの通路として理解され得る。一実施例として、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2は、直線的な搬送経路であり得る。第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2は、真空チャンバ102を通る基板キャリア10のための搬送方向1を規定することができる。第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2は、単一方向搬送経路であり又は双方向搬送経路であり得る。
装置100は、第1の搬送経路T1と第2の搬送経路T2などの、少なくとも2つの搬送経路を有し得る。少なくとも2つの搬送経路は、例えば、基板キャリア10の搬送方向1において、互いに対して実質的に平行に延在し得る。ある実施態様では、第1の搬送経路T1と第2の搬送経路T2が、基板キャリア10の搬送方向1と垂直な方向において且つ/又は第1の搬送経路T1と第2の搬送経路T2のうちの少なくとも一方に垂直な方向において、互いに対して動かされ得る。
少なくとも2つの搬送経路は、それぞれのトラックによって設けられ得る。一実施例として、第1の搬送経路T1は、第1のトラック110によって設けられ、第2の搬送経路T2は、第2のトラック120によって設けられる。本開示の全体を通して使用される際に、「トラック」という用語は、基板キャリア10を受け入れ又は支持する空間又はデバイスとして規定され得る。一実施例として、トラックは、(例えば、ローラを使用して)機械的に又は(例えば、磁場及びそれぞれの磁力を使用して)非接触方式で、基板キャリア10を受け入れ又は支持することができる。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、装置100が、真空チャンバ102内で基板キャリア10を非接触方式で浮揚させるように構成された(図示せぬ)磁気浮揚システムを含む。第1のトラック110及び第2のトラック120などの1以上のトラックは、磁気浮揚システムによって設けられ得る。磁気浮揚システムは、磁場及びそれぞれの磁力を使用して機械的接触なしに、基板キャリア10を浮いた又は浮揚した状態で、例えば、それぞれのトラックの下方又は上方で保持するように構成され得る。
処理位置Pが、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2などの、搬送経路に隣接して設けられ得る。処理位置Pは、基板キャリア10上に位置付けられた基板2が処理され得る、例えば、被覆され得る位置として規定され得る。処理位置Pは、堆積源などの処理ツールの処理領域内に設けられ得る。
図2Aは、本明細書で説明される実施形態による、基板を真空処理するためのシステム1000の概略図を示している。
ある実施態様によれば、本明細書で説明される実施形態による基板キャリアを搬送するための装置が、システム1000内に含まれ得る。真空処理のためのシステム1000は、真空チャンバ102内に1以上の処理ツール190を含み得る。1以上の処理ツール190は、処理位置Pに隣接して配置され得る。一実施例として、1以上の処理ツール190は、スパッタ源、表面処理ツール、加熱デバイス、洗浄デバイス、エッチングツール、及びそれらの何らかの組み合わせから成る群から選択された、少なくとも1つの処理ツールを含み得る。
ある実施形態では、真空処理のためのシステム1000が、処理ツール190として1以上の堆積源を真空チャンバ102内に含む、層堆積のためのシステムである。1以上の堆積源は、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2などの、少なくとも1つの搬送経路に沿って配置され得る。任意選択的に又は代替的に、1以上の堆積源は、処理位置Pに隣接して配置され得る。1以上の堆積源は、スパッタ堆積源であり得る。一実施例として、1以上の堆積源は、回転可能カソードなどのスパッタカソードを含み得る。カソードは、基板上に堆積されるべきターゲット材料を有する、平面カソード又は円筒状カソードであり得る。
図2Aで示されているように、更なるチャンバ103が、真空チャンバ102に隣接して設けられ得る。真空チャンバ102は、バルブ105によって隣接するチャンバから分離され得る。真空チャンバ102及び/又は真空チャンバ103内の雰囲気は、例えば、真空チャンバに連結された真空ポンプを用いて技術的真空を生成することによって、且つ/又は、処理ガスを真空チャンバ102内の堆積領域内に挿入することによって、個別に制御することができる。ある実施形態によれば、処理ガスは、アルゴンなどの不活性ガス、及び/又は酸素、窒素、水素、活性ガスなどの反応性ガスを含み得る。
本開示を通して使用される際に、「真空」という用語は、実質的に物質がない空間、例えば、スパッタ堆積プロセスなどの堆積プロセスで使用される処理ガスを除いて、そこから空気又はガスの全て又はほとんどが除去されたところの空間として理解され得る。一実施例として、「真空」という用語は、例えば、10ミリバール未満、特に、約0.003ミリバールなどの0.01ミリバール未満の真空圧を有する、上述された技術的真空の意味で理解され得る。ターボポンプ及び/又はクライオポンプなどの1以上の真空ポンプが、真空チャンバ102の内側に真空を生成するために、真空チャンバ102及び/又は更なる真空チャンバ103に連結され得る。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、真空処理のためのシステム1000、特に、基板キャリア10を搬送するための装置が、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2に沿って基板キャリア10を搬送するように構成された(図示せぬ)駆動システムを更に含む。一実施例として、駆動システムは、搬送方向1に基板キャリア10を運搬するように構成され得る。ある実施態様では、駆動システムが、搬送経路に沿って基板キャリア10を非接触方式で移動させるように構成された、磁気駆動システムであり得る。
第1の搬送経路T1と第2の搬送経路T2は、少なくとも部分的に、真空チャンバ102内で且つ/又は真空チャンバ102を通って延在し得る。ある実施形態では、第1の搬送経路T1と第2の搬送経路T2のうちの少なくとも一方が、少なくとも部分的に、更なる真空チャンバ103の1以上の真空チャンバを通って延在する。一実施例として、第1の搬送経路T1と第2の搬送経路T2は、少なくとも部分的に、真空チャンバ102に隣接する更なる真空チャンバ103を通って延在し得る。特に、第1の搬送経路T1又は第2の搬送経路T2に沿ってバルブ105を通して基板キャリア10を移動させることによって、基板キャリア10は、真空チャンバ102と更なる真空チャンバ103を通して搬送され得る。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、移送デバイス200は、第1のトラック110のサイドに設けられる。一実施例として、移送デバイス200は、真空チャンバ102のチャンバ壁と第1のトラック110との間に位置付けられる。移送デバイス200は、真空チャンバ102内で、第1のトラック110の少なくとも一部分に沿って延在し得る。移送デバイス200は、少なくとも部分的に、真空チャンバ102内で且つ/又は真空チャンバ102を通って延在し得る。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、移送デバイス200は、第1の搬送経路T1(第1のトラック110)又は第2の搬送経路T2(第2のトラック120)に沿って基板キャリア10を搬送する間に、基板キャリア10の少なくとも一部分を非接触方式でガイドするように構成されている。一実施例として、移送デバイス200によってガイドされた基板キャリア10の一部分は、基板キャリア10が垂直配向にあるときに、基板キャリア10の上端部分であり得る。ある実施態様では、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2に沿って基板キャリア10をガイドするために、移送デバイス200が、真空チャンバ102と更なる真空チャンバ103などの、真空チャンバの1以上を通って延在し得る。
基板キャリア10は、例えば、スパッタリングプロセスなどの層堆積プロセスの間に、基板を支持するように構成されている。基板キャリア10は、例えば、プレート又はフレームによって設けられた支持面を使用して基板2を支持するように構成されたプレート又はフレームを含み得る。任意選択的に、基板キャリア10は、プレート又はフレームに基板を保持するように構成された(図示せぬ)1以上の保持デバイスを含み得る。1以上の保持デバイスは、機械的及び/又は磁気的クランプのうちの少なくとも1つを含み得る。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、基板キャリア10は、特に、層堆積プロセスの間に、実質的に垂直配向に基板2を支持するように構成されている。本開示の全体を通して使用される際に、「実質的に垂直」は、特に、基板の配向に言及するときに、垂直方向又は配向から±20度以下、例えば、±10度以下の偏差を許容するように理解される。例えば、垂直配向からの幾らかの偏差を有する基板支持体が、より安定した基板位置をもたらし得るので、この偏差が提供され得る。やはり、例えば、層堆積プロセス中の基板配向は、実質的に垂直であるとみなされ、水平な基板配向とは異なるとみなされる。
本明細書で説明される実施形態は、例えば、ディスプレイ製造のための大面積基板上への蒸着用に利用することができる。特に、そのために本明細書で説明される実施形態に従って構造及び方法が提供されるところの基板又はキャリアが、大面積基板である。例えば、大面積基板又はキャリアは、約0.67mの基板(0.73×0.92m)に対応するGEN4.5、約1.4mの基板(1.1m×1.3m)に対応するGEN5、約4.29mの基板(1.95m×2.2m)に対応するGEN7.5、約5.7mの基板(2.2m×2.5m)に対応するGEN8.5、又は約8.7mの基板(2.85m×3.05m)に対応するGEN10とさえすることができる。GEN11及びGEN12のような更に次の世代、並びにそれに相当する基板面積を同様に実装してもよい。
本明細書で使用される際に、「基板」という用語は、例えば、特に、ウエハ、サファイアなどの透明結晶体のスライス、又はガラス板のような、実質的に非フレキシブル基板を含み得る。しかし、本開示は、これらに限定されず、「基板」という用語は、ウェブ又はホイルなどのフレキシブル基板も含み得る。「実質的に非フレキシブル」という用語は、「フレキシブル」と区別して理解される。特に、実質的に非フレキシブル基板、例えば、0.5mm以下の厚さを有するガラス板でも、ある程度の柔軟性を有し得る。実質的に非フレキシブル基板の柔軟性は、フレキシブル基板と比べて低くなっている。
図2Bは、本明細書で説明される更なる実施形態による、基板を真空処理するためのシステム2000の概略図を示している。図2Bのシステム2000は、図2Aのシステム1000と類似しており、その差は、システム2000が、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220を含むことである。少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、本開示で説明される少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と類似し又は同一でさえあるように構成され得る。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、システム2000は、1以上の第2位置から第1の位置へ基板キャリア10を非接触方式で移動させるために、基板キャリア10に作用する磁力を提供するように構成された、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220を含む。一実施例として、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、第1のトラック110、第2のトラック120、及び処理位置Pの両側に設けられ得る。言い換えると、第1のトラック110、第2のトラック120、及び処理位置Pは、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と少なくとも1つの第2の磁石デバイス220との間に設けられている。
ある実施態様では、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、基板キャリア10を反対の方向に非接触方式で移動させる又は押すように構成されている。少なくとも1つの第1の磁石デバイス210は、第1の方向に基板キャリア10を移動させるように構成され得る。そして、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、第1の方向とは反対の第2の方向に基板キャリア10を移動させるように構成され得る。一実施例として、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210は、第1のトラック110から第2のトラック120へ且つ/又は処理位置Pへ基板キャリア10を押すことができ、且つ/又は第2のトラック120から処理位置Pへ基板キャリア10を押すことができる。少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、処理位置Pから第2のトラック120へ且つ/又は第1のトラック110へ基板キャリア10を押すことができ、且つ/又は第2のトラック120から第1のトラック110へ基板キャリア10を押すことができる。このことは、図3Aから図3Dを参照して更に説明される。別の一実施例として、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、第1のトラック110から第2のトラック120へ且つ/又は処理位置Pへ基板キャリア10を移動させる(引き付ける)ことができ、且つ/又は第2のトラック120から処理位置Pへ基板キャリア10を移動させる(例えば、引き付ける)ことができる。少なくとも1つの第1の磁石デバイスは、処理位置Pから第2のトラック120へ且つ/又は第1のトラック110へ基板キャリア10を移動させる(例えば、引き付ける)ことができ、且つ/又は第2のトラック120から第1のトラック110へ基板キャリア10を移動させる(引き付ける)ことができる。
図3Aから図3Dは、本明細書で説明される実施形態による、真空チャンバ内の位置の間で基板キャリア10を移動させることの概略図を示している。
図3Aでは、基板キャリア10が、第1のトラック又は第1の搬送経路T1上の第1の位置にある。少なくとも1つの第1の磁石デバイス210が、基板キャリア10と磁気的に結合し得る。特に、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210は、基板キャリア10の位置に、例えば、基板キャリア10の上端部分に磁場を提供することができる。基板キャリア10、例えば、基板キャリアの上端部分は、磁場の平衡ポイントに位置付けられ保持され得る。一実施例として、基板キャリア10は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から所定の距離をおいて保持され得る。
図3Bで示されているように、基板キャリア10は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210によって、第1の位置から処理位置Pであり得る第2の位置へ移動され得る。ある実施態様では、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210は、基板キャリア10を第2の位置に向かう方向に押す又は移動させるために、第2の位置に向かう方向に延伸し得る。押している又は移動させている間に、基板キャリア10は、未だ、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210によって生成された磁場の平衡ポイントに位置付けられ且つ/又は保持され得る。一実施例として、基板キャリア10は、押している又は移動させている少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から所定の距離をおいて保持され得る。
一旦、基板キャリア10が第2の位置に到達してしまうと、基板キャリア10は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から少なくとも1つの第2の磁石デバイス220へ移送され又は手渡され(handed over)得る。ある実施形態では、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と基板キャリア10との間の磁気的な結合が解放され得る。そして、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220と基板キャリア10との間の磁気的な結合が確立され得る。一実施例として、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と基板キャリア10との間の磁気的な結合を解放するために、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210によって提供された磁場の少なくとも一部分が、励磁解除又はスイッチオフされ得る。少なくとも1つの第2の磁石デバイス220と基板キャリア10との間の磁気的な結合を確立するために、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220によって提供される磁場が、励磁又はスイッチオンされ得る。図3Cで示されているように、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から少なくとも1つの第2の磁石デバイス220への手渡し(handover)の後に、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210が後退し得る。基板キャリア10上の基板は、基板キャリア10が処理位置Pにあるときに、処理され、例えば、被覆され得る。
図3Dで示されているように、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、第2の位置、例えば、処理位置Pから第2の搬送経路T2へ、基板キャリア10を移動させる又は押すために延伸し得る。しかし、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、第2の位置から第1の搬送経路T1へ基板キャリアを移動させる又は押すためにも延伸し得る。ある実施態様では、その後、例えば、基板キャリア10の上端部分が少なくとも1つの第2の磁石デバイス220によってガイドされている間に、基板キャリア10が、それぞれの搬送経路に沿って搬送され得る。
ある実施態様では、本開示が、第1のトラックと第2のトラックなどの2つのトラックを有する二重トラックシステムを提供する。1つの片面磁石バー(第1の磁石デバイスと第2の磁石デバイス)が、各トラックの横に、特に、トラックの間ではなくトラックの外側に位置付けられる。各片面磁石バーは、反発する磁石及び引き付ける磁石を有し得る。それらは、基板キャリア、例えば、そのガイディングバーに設けられた磁石に対して調和するように方向付けられ得る。基板キャリアは、片面磁石バーの磁場の平衡ポイントに保持される。トラックを変更するために、トラック上に位置付けられた基板キャリアを有するトラックの片面磁石バーが、(基板キャリアと共に)第2の自由トラックに向けて移動する。第2のトラックに到達すると、基板キャリアは、第2のトラックの片面磁石バーにパスされる。今や自由な第1の片面磁石バーは、第1のトラックに向けて戻るように移動する。本開示の実施形態を使用するトラック変更は、一方向における直線的な動きだけを使用する。例えば、垂直方向への更なる動きは、必要とされない。
図4は、本明細書で説明される実施形態による、基板2の真空処理のためのシステム4000の概略図を示している。ある実施態様によれば、本明細書で説明される実施形態による基板キャリア10を搬送するための装置が、真空処理のためのシステム4000内に含まれ得る。図4のシステム4000は、第1の位置(例えば、第1のトラック110)と第2の位置(例えば、第2のトラック120と処理位置P)を有するように例示的に示されている。しかし、本開示は、それらに限定されるものではなく、システム4000は、1つだけの第2の位置(例えば、図1A参照)又は3つ以上の第2の位置を有し得る。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210及び/又は少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、少なくとも1つの後退位置と少なくとも1つの延伸位置との間で可動である。少なくとも1つの第1の磁石デバイス210又は少なくとも1つの第2の磁石デバイス220が、少なくとも1つの後退位置から少なくとも1つの延伸位置へ移動したときに、基板キャリア10は押され得る。ある実施態様では、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210及び/又は少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2と実質的に垂直な方向に延伸可能且つ後退可能である。ある実施態様では、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、実質的に水平に延伸可能且つ後退可能である。
基板キャリア10の上に設けられた基板2を有する基板キャリア10は、実質的に垂直配向にある。ある実施態様では、真空処理のためのシステム4000は、例えば、垂直配向にある基板キャリア10を非接触方式で浮揚させるように構成された磁気浮揚システム410を含み得る。本開示を通して使用される際に、「非接触方式で浮揚」という用語は、基板キャリア10の重量が、機械的接触又は機械的力によって運搬され又は保持されないが、磁力によって運搬され又は保持されるという意味において理解され得る。特に、基板キャリア10は、機械的力の代わりに磁力を使用して、浮揚又は浮いた状態で保持される。一実施例として、磁気浮揚システム410は、ローラなどの、基板キャリア10の重量を支持する機械的手段を有さない。ある実施態様では、基板キャリアと真空処理のためのシステム4000との間に機械的接触が全く存在し得ない。非接触方式の浮揚は、基板キャリア10とローラなどの真空処理のためのシステム4000のセクションとの間の機械的接触によって粒子が生成されないという点で有益である。したがって、基板2上に堆積した層の純度が、改良され得る。何故ならば、とりわけ、粒子の生成が最小化され又は完全に避けられさえするからである。
磁気浮揚システム410によって提供される磁力は、基板キャリア10上に位置付けられた基板2を有する基板キャリア10を、浮いた状態で保持するのに十分である。特に、磁力は、基板キャリア10の全重量に等しくなり得る。基板キャリア10の全重量は、少なくとも(空の)基板キャリアの重量と基板2の重量とを含み得る。一実施例として、基板キャリア10を宙吊りの又は浮揚した状態で保持するために、磁力が基板キャリア10の全重量と等しくなるように、磁気浮揚システム410によって生成される磁場が選択される。
ある実施態様では、基板キャリア10が、1以上のキャリア磁石ユニット12を含み得る。一実施例として、1以上のキャリア磁石ユニット12は、基板キャリア10の材料によって設けられ得る。言い換えると、基板キャリア10の少なくとも一部分の材料が、(例えば、反磁性又は強磁性の)磁性材料である。それによって、例えば、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210、少なくとも1つの第2の磁気デバイス220、又は磁気浮揚システム410によって生成される磁場が、基板キャリア10に作用して、基板キャリア10を非接触方式で保持する又は移動させるための磁力を提供することができる。ある実施態様では、1以上のキャリア磁石ユニット12が、基板キャリア10に取り付けられる分離したエンティティ、例えば、永久磁石として設けられ得る。1以上のキャリア磁石ユニット12は、基板キャリア10が実質的に垂直配向にあるときに、基板キャリア10の上端部分に設けられ得る。
1以上のキャリア磁石ユニット12は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210に対面する基板キャリア10のサイド又はサイド部分/セクションに、1以上の第1のキャリア磁石ユニット13を含み得る。少なくとも1つの第1の磁石デバイス210によって提供される磁場が、1以上の第1のキャリア磁石ユニット13に作用して、基板キャリア10を保持又は移動させることができるように、1以上の第1のキャリア磁石ユニット13が構成され得る。ある実施態様では、第1のキャリア磁石ユニット13が、キャリア磁石ユニットのアレイであり得る。
1以上のキャリア磁石ユニット12は、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220に対面する基板キャリア10のサイド又はサイド部分/セクションに、1以上の第2のキャリア磁石ユニット14を含み得る。少なくとも1つの第2の磁石デバイス220によって提供される磁場が、1以上の第2のキャリア磁石ユニット14に作用して、基板キャリア10を保持又は移動させることができるように、1以上の第2のキャリア磁石ユニット14が構成され得る。ある実施態様では、第2のキャリア磁石ユニット14が、キャリア磁石ユニットのアレイであり得る。
ある実施形態では、1以上のキャリア磁石ユニット12が、1以上の浮揚磁石ユニット15を含み得る。1以上の浮揚磁石ユニット15は、磁気浮揚システム410に対面する基板キャリア10の一部分/セクションに設けられ得る。一実施例として、1以上の浮揚磁石ユニット15は、基板キャリア10が実質的に垂直配向にあるときに、基板キャリア10の上端に設けられ得る。磁気浮揚システム410によって提供される磁場は、1以上の浮揚磁石ユニット15に作用し、基板キャリア10を浮いた又は浮揚した状態で非接触方式で保持することができる。
ある実施態様によれば、キャリア磁石ユニット12の少なくとも一部の磁石ユニットは、永久磁石、例えば、強磁性永久磁石である。ある実施形態では、基板キャリア10が、基板キャリア10の周囲への有線接続を有する電子デバイスなどの任意のデバイスを含み得ない。言い換えると、基板キャリア10は、基板キャリア10の周囲への物理的又は機械的連結を有し得ない。そのような物理的連結を有さないことは、有益である。何故ならば、動く要素による粒子の生成が、低減され又は完全に避けられさえし得るからである。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、更なる実施形態によれば、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と少なくとも1つの第2の磁石デバイス220のうちの少なくとも一方が、省略され得る。一実施例として、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210は、少なくとも1つの第1の接触デバイスによって置き換えられ得る。且つ/又は、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220は、少なくとも1つの第2の接触デバイスによって置き換えられ得る。第1の接触デバイスと第2の接触デバイスは、基板キャリア10と機械的に接触するように構成され得る。
少なくとも1つの第1の接触デバイスと少なくとも1つの第2の接触デバイスは、それぞれ、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210と少なくとも1つの第2の磁石デバイス220と同様に構成され得る。一実施例として、少なくとも1つの第1の接触デバイス及び/又は少なくとも1つの第2の接触デバイスは、少なくとも1つの後退位置と少なくとも1つの延伸位置との間で可動である。少なくとも1つの第1の接触デバイス又は少なくとも1つの第2の接触デバイスが、基板キャリア10と機械的に接触し、少なくとも1つの後退位置から少なくとも1つの延伸位置へ移動したときに、基板キャリア10は押され得る。ある実施態様では、少なくとも1つの第1の接触デバイス及び/又は少なくとも1つの第2の接触デバイスは、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2と実質的に垂直な方向に延伸可能且つ後退可能である。ある実施態様では、少なくとも1つの第1の接触デバイス及び/又は少なくとも1つの第2の接触デバイスが、実質的に水平に延伸可能且つ後退可能である。
少なくとも1つの第1の接触デバイスと少なくとも1つの第2の接触デバイスを有する、真空処理のためのシステムは、例えば、垂直方向に基板キャリア10を非接触方式で浮揚させるように構成された磁気浮揚システムを含み得る。
図5A及び図5Bは、本明細書で説明される実施形態による、複数の磁石ユニットを有する移送デバイス200と基板キャリア10との概略図を示している。以下の説明は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210を参照しながら行われるが、少なくとも1つの第2の磁石デバイス220が、同一に又は同様に構成され得ることに留意されたい。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、移送デバイス200は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210、及び少なくとも1つの第1の磁石デバイス210に連結された移動デバイス205を含む。移動デバイス205は、例えば、少なくとも1つの後退位置と少なくとも1つの延伸位置との間で、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210を移動させる(例えば、延伸及び後退させる)ように構成されている。ある実施態様では、移動デバイス205が、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210を移動させて、基板キャリア10を第2の位置などの別の1つの位置に向けて押す又は引き付けるように構成されている。移動デバイス205は、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路と実質的に垂直な方向に、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210を移動させるように構成され得る。同様に、移送デバイス200は、少なくとも1つの第2の磁石デバイスに連結された移動デバイスを含み得る。
ある実施態様では、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210が、第1の磁場を生成するように構成された1以上の第1の磁石ユニット212、及び第1の磁場とは異なる第2の磁場を生成するように構成された1以上の第2の磁石ユニット214を含む。特に、1以上の第1の磁石ユニット212は、基板キャリア10の位置に第1の磁場を生成するように構成され得る。そして、1以上の第2の磁石ユニット214は、基板キャリア10の位置に第2の磁場を生成するように構成され得る。第1の磁場と第2の磁場は、基板キャリア10の位置に、特に、1以上のキャリア磁石ユニット12、例えば、1以上の第1のキャリア磁石ユニット13の位置に、正味の磁場を提供するように重ね合わされ得る。
第1の磁場と第2の磁場のうちの少なくとも一方の磁場は、基板キャリア10の位置の正味の磁場を変更するように調整され得る。ある実施形態によれば、図5Bの矢印で示されているように、基板キャリア10を搬送するための装置が、第1の磁場と第2の磁場のうちの少なくとも一方の磁場を調整して、基板キャリア10に作用する磁力を提供し、基板キャリア10を移動させる又は押すように構成されている。一実施例として、反発する磁力が基板キャリア10に作用して、第1の位置から1以上の第2の位置へ又はその逆へ、基板キャリア10を非接触方式で移動させるように、正味の磁場が選択され得る。
ある実施形態によれば、基板キャリア10を搬送するための装置が、第1の磁場と第2の磁場のうちの少なくとも一方の磁場を調整して、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から所定の距離dをおいて基板キャリア10を維持するように構成されている。一実施例として、基板キャリア10が、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から所定の距離dをおいて保持されるように、正味の磁場が選択され得る。正味の磁場は、平衡ポイント又は平衡領域を表すことができる。基板キャリア10は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から所定の距離dをおいて平衡ポイント又は平衡領域内にロックされ保持され得る。
平衡ポイント又は平衡領域は、正味の磁力が基板キャリア10に作用しないポイント又は領域として理解され得る。特に、基板キャリア10が、平衡ポイント又は平衡領域の外へ移動したときに、正味の磁力が基板キャリア10に作用して、基板キャリア10を平衡ポイント又は平衡領域に戻すように移動させる。ある実施態様では、第1のトラック又は第2のトラックに沿って基板キャリア10を搬送する間に、基板キャリア10を少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から所定の距離dをおいて保持して、基板キャリア10を非接触方式でガイドするように、正味の磁場が選択される。
ある実施態様では、基板キャリア10と少なくとも1つの第1の磁石デバイス210及び/又は少なくとも1つの第2の磁石デバイス220との間の所定の距離dが、30mm未満、特に、20mm未満、更に特に、10mm未満である。一実施例として、所定の距離dは、0から20mmの間の範囲内、特に、5から15mmの間の範囲内、更に特に、5から10mmの間の範囲内にあり得る。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、第1の磁場と第2の磁場のうちの少なくとも一方の磁場は、静磁場又は動磁場である。磁場、特に、磁場の強度は、動的に調整され得る。一実施例として、基板キャリア10が、少なくとも1つの第1の磁石デバイス210から所定の距離をおいて維持される、又は押されるように、基板キャリア10の位置に基づいて磁場が調整され得る。
ある実施態様では、第1の磁石ユニット212は、第1の磁極配向を有し得る。そして、第2の磁石ユニットは、第1の磁極配向とは異なる第2の磁極配向を有し得る。特に、同じ極(S極又はN極)が、反対の方向へ向けられ得る。一実施例として、第1の磁石ユニット212の磁気N極と第2の磁石ユニット214の磁気S極が、基板キャリア10に向けて対面し得る。第1の磁石ユニット212の磁気S極と第2の磁石ユニット214の磁気N極が、基板キャリア10から離れるように、例えば、真空チャンバの壁に対面し得る。別の一実施例として、第1の磁石ユニット212の磁気S極と第2の磁石ユニット214の磁気N極が、基板キャリア10に向けて対面し得る。第1の磁石ユニット212の磁気N極と第2の磁石ユニット214の磁気S極が、基板キャリア10から離れるように、例えば、真空チャンバの壁に対面し得る。
第1の磁石ユニット212と第2の磁石ユニット214は、規則的又は不規則なやり方で配置され得る。一実施例として、第1の磁石ユニット212と第2の磁石ユニット214は、交互に配置され得る(すなわち、「ABAB…」。ここで、「A」は第1の磁石ユニット212を指し、「B」は第2の磁石ユニット214を指す)。同じ数の第1の磁石ユニット212と第2の磁石ユニット214が、設けられ得る。別の一実施例では、第1の磁石ユニット212の群と第2の磁石ユニット214の群が、交互に配置される(すなわち、「AABAAB…」、「AABBAABB…」など)。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、第1の磁石ユニット212と第2の磁石ユニット214は、磁石ユニットの第1のアレイを形成する。1以上の第1のキャリア磁石ユニット13及び/又は1以上の第2のキャリア磁石ユニットなどの、1以上のキャリア磁石ユニットは、磁石ユニットの第2のアレイを形成し得る。ある実施態様では、磁石ユニットの第1のアレイの各磁石ユニットが、磁石ユニットの第2のアレイの対応する磁石ユニットと対面する。互いに対面する磁石ユニットの磁極は、反対の磁極であり得る。一実施例として、第1のアレイの磁石ユニットのN極は、第2のアレイの磁石ユニットのS極と対面し、第1のアレイの磁石ユニットのS極は、第2のアレイの磁石ユニットのN極と対面する。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、1以上の第1の磁石ユニット212及び/又は1以上の第2の磁石ユニット214が、永久磁石と電磁石のうちの少なくとも一方を含む。一実施例として、1以上の第1の磁石ユニット212は、永久磁石であり、1以上の第2の磁石ユニット214は、電磁石である。代替的に、1以上の第1の磁石ユニット212は、電磁石であり、1以上の第2の磁石ユニット214は、永久磁石である。
ある実施態様では、装置が、1以上の第1の磁石ユニット212又は1以上の第2の磁石ユニット214のうちの少なくとも一方の電磁石を励磁又は励磁解除することによって、第1の磁場と第2の磁場のうちの少なくとも一方の磁場を変更するように構成されている。一実施例として、電磁石は、基板キャリア10に作用する引き付ける力を提供する磁場を生成することができる。少なくとも1つの第1の磁石デバイスと少なくとも1つの第2の磁石デバイスとの間の手渡し(一実施例が図3Bで示されている)は、1以上の電磁石を制御することによって行われ得る。言い換えると、基板キャリア10に作用する磁場の引き付ける成分をスイッチオン及びスイッチオフすることによって、基板キャリア10は、1つの磁石デバイスから別の1つの磁石デバイスへ移送され得る。一実施例として、第1の磁石デバイスから第2の磁石デバイスへ基板キャリアを手渡しするために、第1の磁石デバイスの電磁石がスイッチオフされ、第2の磁石デバイスの電磁石がスイッチオンされ得る。電磁石を使用することは、基板キャリア10に作用する正味の磁場などの磁場の単純な制御及び調整を可能にする。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、電磁石は、ソレノイド、コイル、超電導磁石、及びそれらの任意の組み合わせから成る群から選択される。磁場は、静磁場又は動磁場であり得る。
図5Cは、本明細書で説明される更なる実施形態による、複数の磁石ユニットを有する磁石デバイスの概略図を示している。図5Cの磁石デバイスは、前述した第1の磁石デバイス及び第2の磁石デバイスと同様に構成され得る。その差は、磁石デバイスが、第1の部分550と第2の部分560に分割されていることである。
第1の部分550と第2の部分560の各々は、1以上の第1の磁石ユニット212と1以上の第2の磁石ユニット214などの、1以上の磁石ユニットを有し得る。第1の部分550と第2の部分560は、第1の搬送経路T1及び/又は第2の搬送経路T2と実質的に平行な方向に、互いから間隔を空けられ得る。一実施例として、第1の部分550は、基板キャリア10の前端部分に作用する磁場を提供することができる。そして、第2の部分560は、基板キャリア10の後ろ又は後端部分に作用する磁力を提供することができる。
ある実施態様では、第1の部分550と第2の部分560が、互いから独立して、延伸可能且つ後退可能であり得る。例えば、第1の搬送トラック、第2の搬送トラック、及び処理位置に対する、基板キャリア10の位置及び/又は配向は、第1の部分550と第2の部分560のうちの少なくとも一部分を独立して延伸及び後退させることによって調整され得る。
図6A及び図6Bは、本明細書で説明される更なる実施形態による、複数の磁石ユニットを有する移送デバイスの概略図を示している。
本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、ある実施形態によれば、移送デバイスは、少なくとも1つの第1の磁石デバイス610、及び少なくとも1つの第1の磁石デバイス610に連結された移動デバイスを含む。移動デバイスは、例えば、図3Aから図3D及び図5Aから図5Cに対して説明されたように、少なくとも1つの第1の磁石デバイス610を移動させる(例えば、延伸及び後退させる)ように構成されている。同様に、移送デバイスは、少なくとも1つの第2の磁石デバイス620に連結された移動デバイスを含み得る。
少なくとも1つの第1の磁石デバイス610が、第1の磁場を生成するように構成された1以上の第1の磁石ユニット612、及び第1の磁場とは異なる第2の磁場を生成するように構成された1以上の第2の磁石ユニット614を含む。1以上の第1の磁石ユニット612と1以上の第2の磁石ユニット614は、互いの上方に垂直に配置され得る。一実施例として、1以上の第2の磁石ユニット614は、1以上の第1の磁石ユニット612の下方に配置され得る。
少なくとも1つの第2の磁石デバイス620は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス610と類似又は同一であるように構成され得る。特に、少なくとも1つの第2の磁石デバイス620が、第1の磁場を生成するように構成された磁石ユニット622などの1以上の第1の磁石ユニット、及び第1の磁場とは異なる第2の磁場を生成するように構成された磁石ユニット624などの1以上の第2の磁石ユニットを含み得る。
移送デバイスは、キャリア10に、例えば、キャリア10の上端部分に取り付けられた、1以上のキャリア磁石ユニット630を有し得る。1以上のキャリア磁石ユニット630は、1以上の第1のキャリア磁石ユニット632と1以上の第2のキャリア磁石ユニット634のうちの少なくとも一方を含み得る。一実施例として、1以上の第1のキャリア磁石ユニット632と1以上の第2のキャリア磁石ユニット634は、少なくとも1つの第1の磁石デバイス610に向けて対面するように配置され得る。同様に、1以上の第1のキャリア磁石ユニット632と1以上の第2のキャリア磁石ユニット634は、少なくとも1つの第2の磁石デバイス620に向けて対面するように配置され得る。
ある実施態様では、1以上の第1のキャリア磁石ユニット632が、1以上の第1の磁石ユニット612に向けて対面するように配置され得る。そして、1以上の第2のキャリア磁石ユニット634が、1以上の第2の磁石ユニット614に向けて対面するように配置され得る。1以上の第1のキャリア磁石ユニット632と1以上の第2のキャリア磁石ユニット634は、互いの上方に垂直に配置され得る。一実施例として、1以上の第2のキャリア磁石ユニット634は、1以上の第1の磁石ユニット632の下方に配置され得る。
ある実施形態によれば、1以上の第1の磁石ユニット612、1以上の第2の磁石ユニット614、1以上の第1のキャリア磁石ユニット632、及び1以上の第2のキャリア磁石ユニット634の磁極性は、基板キャリア10が、少なくとも1つの第1の磁石デバイス610及び/又は少なくとも1つの第2の磁石デバイス620から所定の距離(図5Aでは、参照番号「d」で示されている)をおいてロックされ保持され得るように選択され得る。更に又は代替的に、1以上の第1の磁石ユニット612、1以上の第2の磁石ユニット614、1以上の第1のキャリア磁石ユニット632、及び1以上の第2のキャリア磁石ユニット634の磁極性は、基板キャリア10が、第1の位置、第2の位置、及び/又は処理位置などの、少なくとも2つの位置の間で移動される(例えば、押される又は引き付けられる)ように選択され得る。ある実施態様では、保持(又はロック)状態から移動状態へ又はその逆へスイッチするために、磁石ユニットのうちの少なくとも1つの磁極性が変更され得る。
図6Bで示されているように、ある実施形態によれば、1以上の第1の磁石ユニット612と1以上の第2のキャリア磁石ユニット632などの、磁石ユニットの第1の組が、互いに引き合うように構成されている。そして、1以上の第2の磁石ユニット614と1以上の第2のキャリア磁石ユニット634などの磁石ユニットの第2の組が、互いに反発するように構成され得る。その逆もあり得る。1以上のキャリア磁石ユニット630と、少なくとも1つの第1の磁石デバイス610及び/又は少なくとも1つの第2の磁石デバイス620の磁石ユニットと、の間の磁力は、例えば、磁石ユニットの少なくとも1つによって生成される磁場を制御することによって調整され得る。一実施例として、保持(又はロック)状態から移動状態へ又はその逆へスイッチするために、磁石ユニットの1以上の磁場が変更され得る。
図7は、本明細書で説明される更なる実施形態による、基板を真空処理するためのシステム7000の概略図を示している。ある実施態様によれば、本明細書で説明される実施形態による基板キャリア10を搬送するための装置が、真空処理のためのシステム7000内に含まれ得る。図7のシステム7000は、第1の位置702(例えば、第1のトラック)と第2の位置704(例えば、第2のトラック及び/又は処理位置P)を有するように例示的に示されている。しかし、本開示は、それに限定されることはなく、システムは、2つ以上の第2の位置を有し得る。
ある実施形態によれば、システム7000、及び特に基板キャリア10を搬送するための装置は、例えば、基板キャリア10の搬送中及び/又は基板の処理中に、基板キャリア10を浮いた又は浮揚した状態で保持するように構成された、磁気浮揚システム740を含む。磁気浮揚システム740は、基板キャリア10の上方に設けられ得る。
磁気浮揚システム740は、第1の位置702に(例えば、第1のトラック及び/又は搬送経路に又はその上方に)設けられた1以上の第1のセクション742などの、1以上のセクション、及び第2の位置に(例えば、第2の搬送経路及び/又は処理位置に又はその上方に)設けられた1以上の第2のセクション744を有し得る。磁気浮揚システム740の2つ以上の第1のセクションが、第1の位置702に設けられ得る。磁気浮揚システム740の2つ以上の第2のセクションが、第2の位置704に設けられ得る。各位置の上方の2つ以上のセクションは、搬送方向1に沿って互いから間隔を空けられ得る。
基板キャリア10を搬送する(横へ動かす)ための装置は、図7の実施例で示されているように、2つ以上のセクションの2つの隣接するセクションの間隔内の1以上の位置に設けられ得る。特に、基板キャリア10を搬送するための装置は、1以上の横搬送ユニットなどの1以上の搬送ユニット746を有し得る。1以上の搬送ユニット746は、磁気浮揚システム740の2つの隣接するセクションの間で延伸することができ、且つ/又は搬送方向1と実質的に垂直な方向に延伸することができる。一実施例として、1以上の搬送ユニット746の各々は、第1の位置702と第2の位置704の上方に延伸することができる。1以上の搬送ユニット746は、第1の位置702から第2の位置704へ且つ/又は第2の位置704から第1の位置702へ、基板キャリア10を横に動かすように構成されている。
1以上の搬送ユニット746は、各々、基板キャリア10に作用する磁力を提供して、第1の位置702と第2の位置704との間で基板キャリア10を移動させるように構成された、1以上の磁石ユニット766を含むことができる。1以上の磁石ユニット766は、第1の位置702と第2の位置704との間で基板キャリアを搬送するために、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路と実質的に垂直な第1の方向に可動であり得る。第1の方向は、水平方向であり得る。1以上の磁石ユニット766は、第1の方向と実質的に垂直な第2の方向に可動であり得る。一実施例として、第2の方向は垂直方向であり得る。
ある実施態様では、1以上の磁石ユニット766が、例えば、第2の方向への動きを使用して、下げられた位置と上げられた位置との間で可動であり得る。1以上の磁石ユニット766は、下げられた位置よりも上げられた位置において、基板キャリア10から更に離れている。1以上の磁石ユニット766は、第1の位置702と第2の位置704との間で基板キャリア10を移動させるために、下げられた位置にあり得る。1以上の磁石ユニット766は、基板キャリア10を移動させることなしに、第1の位置702と第2の位置704との間で移動するために、上げられた位置にあり得る。特に、上げられた位置では、1以上の磁石ユニット766が、基板キャリア10から距離をおかれ得る。それによって、基板キャリア10に作用する磁力は、基板キャリア10に影響を与える又は基板キャリア10を移動させるのに十分ではない。上げられた位置にある1以上の磁石ユニット766を移動させることは、1以上の磁石ユニット766によって生成された磁力が基板キャリア10に影響を与えることを妨げ得る。第1の位置702と第2の位置704との間での1以上の磁石ユニット766の動きの間における基板キャリア10の位置付けの不安定さは、低減され又は完全に避けられさえし得る。
システム7000は、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路に沿って基板キャリア10を搬送するように構成された駆動システムを更に含み得る。一実施例として、駆動システムは、搬送方向1に基板キャリア10を運搬するように構成され得る。ある実施態様では、駆動システムが、搬送経路に沿って基板キャリア10を非接触方式で移動させるように構成された、磁気駆動システムであり得る。駆動システムは、基板キャリア10の下方に設けられ得る。駆動システムは、搬送方向1に基板キャリア10を運搬するように構成された1以上の駆動ユニット750を含み得る。ある実施形態によれば、第1の搬送経路と第2の搬送経路などの各搬送経路は、それぞれの駆動ユニットを含むことができる。駆動ユニット750は、適所に固定され得る。
図8Aは、本明細書で説明されるまた更なる実施形態による、基板を真空処理するためのシステム8000の概略図を示している。図8Aの装置8000は図7で示されたシステムに類似しており、類似又は同一の態様の説明は繰り返されない。
システム8000は、磁気浮揚システム840を有する。磁気浮揚システム840は、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路と実質的に垂直な方向に可動であり得る。一実施例として、磁気浮揚システム840は、1以上のセクション842を有し得る。1以上のセクション842は、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路と実質的に垂直な方向に可動であり得る。ある実施態様では、磁気浮揚システム840、及び特に1以上のセクション842は、第1の位置と1以上の第2の位置との間で基板キャリア10を搬送するために、第1の位置と1以上の第2の位置との間で可動であり得る。
システム8000は、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路に沿って基板キャリア10を搬送するように構成された駆動システムを更に含み得る。駆動システムは、搬送方向1に、特に、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路に沿って、基板キャリア10を運搬するように構成された1以上の駆動ユニットを含み得る。ある実施形態によれば、第1の搬送経路と第2の搬送経路などの各搬送経路は、それぞれの駆動ユニットを含むことができる。一実施例として、1以上の駆動ユニット850が、第1の搬送経路に設けられ、1以上の第2の駆動ユニット852が、第2の搬送経路に設けられ得る。1以上の駆動ユニットは、適所に固定され得る。
図8Bは、本明細書で説明されるまた更なる実施形態による、基板を真空処理するためのシステムの概略図を示している。図8Bのシステムは、図8Aで示されたシステムに類似しており、類似又は同一の態様の説明は繰り返されない。
システムは、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路に沿って基板キャリア10を運搬するための駆動システムを含む。駆動システムは、搬送方向1に、特に、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路に沿って、基板キャリア10を運搬するように構成された1以上の駆動ユニット860を含む。1以上の駆動ユニット860は、第1の搬送経路及び/又は第2の搬送経路と実質的に垂直な方向に可動であり得る。一実施例として、基板キャリア10が、第1の位置から第2の位置へ移動する又はその逆に移動するときに、1以上の駆動ユニット860は、基板キャリア10と共に移動するように構成され得る。可動駆動システムは、第1の搬送経路と第2の搬送経路のための幾つかの駆動ユニットを低減させ得る。製造及び/又は保守の費用が低減され得る。
図9は、本明細書で説明される実施形態による、基板の真空処理のためのシステム900の概略図を示している。システム900は、基板上でのスパッタ堆積などの層堆積のために構成され得る。
本明細書で説明される一部の実施形態によれば、システム900は、(「真空堆積チャンバ」、「堆積チャンバ」、又は「真空処理チャンバ」とも称される)真空チャンバ902、本明細書で説明される実施形態による基板キャリアを搬送するための装置940、及び第1のトラックと第2のトラックのうちの少なくとも一方に沿って配置された1以上の処理ツールを含む。1以上の処理ツールは、スパッタ源、表面処理ツール、加熱デバイス、洗浄デバイス、エッチングツール、及びそれらの任意の組み合わせから成る群から選択され得る。
一実施例として、1以上の処理ツールは、真空チャンバ902内の第1のスパッタ堆積源980aと第2のスパッタ堆積源980bなどの、1以上のスパッタ堆積源を含み得る。スパッタ堆積プロセス中に少なくとも1つの基板を支持するための基板キャリア10は、真空チャンバ902の中へ及び真空チャンバ902を通して、特に、堆積エリア910を通して搬送される。基板キャリア10は、本明細書で説明される実施形態のうちの何れか1つに従って構成され得る。第1のスパッタ堆積源980a及び第2のスパッタ堆積源980bは、例えば、(1以上の)基板上に堆積されるべき材料のターゲットを有する回転可能カソードであってもよい。
システム900は、磁場及びそれぞれの磁力を使用して機械的接触なしに、基板キャリア10を、真空チャンバ902の中へ、真空チャンバ902を通して、及び/又は真空チャンバ902の外へ搬送するように構成された、磁気駆動システムを含み得る。代替的に又は任意選択的に、システム900は、例えば、基板キャリア10の搬送中及び/又は基板の処理中に、基板キャリア10を浮いた又は浮揚した状態で保持するように構成された、磁気浮揚システムを含み得る。
図9で示されているように、更なるチャンバが、真空チャンバ902に隣接して設けられてもよい。真空チャンバ902は、バルブハウジング904及びバルブユニット906を有するバルブによって、隣接するチャンバから分離され得る。基板キャリア10上に少なくとも1つの基板を有する基板キャリア10が、矢印で示されているように、真空チャンバ902の中へ挿入された後で、バルブユニット906が閉じられ得る。真空チャンバ902内の雰囲気は、例えば、真空チャンバに連結された真空ポンプを用いて技術的真空を生成することによって、且つ/又は、処理ガスを真空チャンバ902内の堆積領域910内に挿入することによって、個別に制御することができる。ある実施形態によれば、処理ガスは、アルゴンなどの不活性ガス、及び/又は酸素、窒素、水素、アンモニア(NH)、オゾン(O)、活性ガスなどの反応性ガスを含み得る。
スパッタ堆積プロセスは、RF周波数(RF)スパッタ堆積プロセスであり得る。一実施例として、基板上に堆積されるべき材料が誘電体材料であるときに、RFスパッタ堆積プロセスが使用され得る。RFスパッタプロセスのために使用される周波数は、約13.56MHz以上であり得る。
本明細書で説明される一部の実施形態によれば、システム900は、1以上のスパッタ堆積源に接続されたAC電源980を有し得る。一実施例として、第1のスパッタ堆積源980aと第2のスパッタ堆積源980bが、交互様式でバイアスされ得るように、第1のスパッタ堆積源980a及び第2のスパッタ堆積源9890bが、AC電源980に接続され得る。1以上のスパッタ堆積源は、同じAC電源に接続され得る。他の実施形態では、各スパッタ堆積源が、それ自身のAC電源を有し得る。
本明細書で説明される実施形態によれば、スパッタ堆積プロセスは、マグネトロンスパッタリングとして行われ得る。本明細書で使用される際に、「マグネトロンスパッタリング」は、磁石アセンブリ、例えば、磁場を発生させることができるユニットを使用して実行されるスパッタリングを指す。そのような磁石アセンブリは、永久磁石から成り得る。この永久磁石は、回転ターゲットの表面の下方に生成された発生磁場の内部に自由電子が捕捉されるようなやり方で、回転可能ターゲットの内部に配置されるか又は平面ターゲットに連結される。そのような磁石アセンブリは、平面カソードに配置連結されてもいてもよい。マグネトロンスパッタリングは、二重マグネトロンカソード、例えば、非限定的に、TwinMag(米国登録商標)カソードアセンブリなどの、第1のスパッタ堆積源980aと第2のスパッタ堆積源980bによって実現され得る。
本明細書で説明される基板キャリア10及び基板キャリア10を利用している装置は、垂直基板処理のために使用され得る。ある実施態様によれば、本開示の基板キャリア10は、少なくとも1つの基板を実質的に垂直配向に保持するように構成されている。「垂直基板処理」という用語は、「水平基板処理」とは区別されたものとして理解される。例えば、垂直基板処理は、基板処理中の基板キャリア及び基板の実質的に垂直な配向に関する。厳密な垂直配向から数度、例えば、最大で10度、又は更に最大で15度の偏差があっても垂直基板処理とみなされる。垂直配向は、重力に対して実質的に平行であり得る。一実施例として、システム900は、垂直配向にある基板上での層堆積のために構成され得る。
ある実施形態によれば、基板キャリア10と基板は、堆積材料のスパッタリング中に静的又は動的である。本明細書で説明される、ある実施形態によれば、動的なスパッタ堆積プロセスは、例えば、ディスプレイ製造のために提供され得る。
図10は、真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法のフローチャートを示している。該方法は、本明細書で説明される実施形態による、基板キャリアを搬送するための装置を利用し得る。
該方法は、ブロック1002で、基板キャリアに作用する反発する磁力を提供することを含む。ブロック1004では、基板キャリアのための第1の搬送経路を提供する第1のトラック上の第1の位置から(第1のトラックから離れた)第2の位置へ基板キャリアを非接触方式で移動させる。第2の位置は、第2のトラック上の位置と基板を処理するための処理位置のうちの少なくとも一方である。
本明細書で説明される実施形態によれば、真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法は、コンピュータプログラムと、ソフトウェアと、コンピュータソフトウェア製品と、大面積基板を処理するために装置の対応する構成要素と通信可能なCPU、メモリ、ユーザインターフェース、及び入出力手段を有し得る、相互に関連したコントローラとによって、実行され得る。
本開示は、以下の利点の少なくとも幾つかを有する。本実施形態は、反発する(又ははねつける)磁力又は引き付ける磁力などの、磁力を使用して、基板キャリアを非接触方式で移動させることを可能にする。言い換えると、本開示は、基板を移動させるために任意の機械的力を使用しないが、基板キャリアを新しい位置に向けて磁気的に押す又は引き付ける。真空チャンバの内側の粒子生成が、低減され又は避けられさえする。基板上に堆積した層の純度及び品質が、改良され得る。更に、真空チャンバ内の少なくとも2つのトラックの間の容易なトラック変更が提供される。
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の更なる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。

Claims (15)

  1. 真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための装置であって、
    前記基板キャリアのための第1の搬送経路を提供する第1のトラック、及び
    前記第1のトラック上の第1の位置から、前記第1のトラックから離れた1以上の第2の位置へ、前記基板キャリアを非接触方式で移動させるように構成された移送デバイスを備え、
    前記1以上の第2の位置が、第2のトラック上の位置と基板を処理するための処理位置のうちの少なくとも一方を含み、前記移送デバイスが、
    前記第1の位置から前記1以上の第2の位置へ前記基板キャリアを非接触方式で移動させるために、前記基板キャリアに作用する磁力を提供するように構成された、少なくとも1つの第1の磁石デバイスを備える、装置。
  2. 前記移送デバイスが、前記第1の搬送経路の方向とは異なる方向に、特に、前記第1の搬送経路と垂直な方向に、前記基板キャリアを非接触方式で移動させるように構成されている、請求項1に記載の装置。
  3. 前記少なくとも1つの第1の磁石デバイスが、前記第1の位置から前記1以上の第2の位置へ前記基板キャリアを押すために、前記基板キャリアに作用する反発する磁力を提供するように構成されている、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記第2のトラックが、前記第1の搬送経路に平行な第2の搬送経路を提供する、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記移送デバイスが、前記第1のトラック又は前記第2のトラックに沿った前記基板キャリアの搬送中に、前記基板キャリアの少なくとも一部分を非接触方式でガイドするように更に構成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記少なくとも1つの第1の磁石デバイスが、
    第1の磁場を生成するように構成された1以上の第1の磁石ユニット、及び
    前記第1の磁場とは異なる第2の磁場を生成するように構成された1以上の第2の磁石ユニットを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記装置が、前記基板キャリアに作用する前記磁力を提供するために、前記第1の磁場と前記第2の磁場のうちの少なくとも一方の磁場を調整するように構成されている、請求項6に記載の装置。
  8. 前記装置が、前記少なくとも1つの第1の磁石デバイスから所定の距離をおいて前記基板キャリアを維持するために、前記第1の磁場と前記第2の磁場のうちの少なくとも一方の磁場を調整するように構成されている、請求項6又は7に記載の装置。
  9. 前記1以上の第1の磁石ユニットが永久磁石であり、且つ、前記1以上の第2の磁石ユニットが電磁石であり、或いは、前記1以上の第1の磁石ユニットが電磁石であり、且つ、前記1以上の第2の磁石ユニットが永久磁石である、請求項6から8のいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記装置が、前記1以上の第1の磁石ユニット又は前記1以上の第2の磁石ユニットのうちの少なくとも一方の電磁石を励磁又は励磁解除することによって、前記第1の磁場と前記第2の磁場のうちの少なくとも一方の磁場を変更するように構成されている、請求項9に記載の装置。
  11. 前記1以上の第2位置から前記第1の位置へ前記基板キャリアを非接触方式で移動させるために、前記基板キャリアに作用する磁力を提供するように構成された、少なくとも1つの第2の磁石デバイスを更に備える、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。
  12. 前記第1のトラックと前記第2のトラックが、前記少なくとも1つの第1の磁石デバイスと前記少なくとも1つの第2の磁石デバイスとの間に設けられている、請求項11に記載の装置。
  13. 前記真空チャンバ内で前記基板キャリアを非接触方式で浮揚させるように構成された磁気浮揚システムを更に備える、請求項1から12のいずれか一項に記載の装置。
  14. 基板を真空処理するためのシステムであって、
    真空チャンバと、
    請求項1から13のいずれか一項に記載の装置と、
    前記第1のトラックと前記第2のトラックのうちの少なくとも一方に沿って配置された1以上の処理ツールとを備え、前記1以上の処理ツールが、スパッタ源、表面処理ツール、加熱デバイス、洗浄デバイス、エッチングツール、及びそれらの任意の組み合わせから成る群から選択されている、システム。
  15. 真空チャンバ内で基板キャリアを搬送するための方法であって、
    前記基板キャリアに作用する反発する磁力を提供すること、及び
    前記基板キャリアのための第1の搬送経路を提供する第1のトラック上の第1の位置から、前記第1のトラックから離れた第2の位置へ、前記基板キャリアを非接触方式で移動させることを含み、
    前記第2の位置が、第2のトラック上の位置と基板を処理するための処理位置のうちの少なくとも一方である、方法。
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