JP5253511B2 - ワークピース製造方法及び装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の真空処理プロセスにより処理されるワークピースの製造に向けられており、従って特に、ウエハ、データストレージディスク又は光起電アプリケーション用の基板、太陽電池パネルの製造に関しては例えば被覆ガラス基板のような基板の製造に向けられている。
真空下での基板の処理、例えば多層コーティング、加熱、冷却、洗浄及びエッチングに関して、真空を壊すことなく、基板を、蒸着プロセスステーションのアッセンブリを通して搬送するための多くの方式が存在する。
特許文献１及び特許文献２は、真空プロセスステーションの線状配置を示している。特許文献３において、真空プロセスステーションは、環状の形態で構築されている。
線状及び環状配置等のどちらの場合も、全体処理のうちの一つのサイクルは、二種類の工程、すなわち搬送工程及び処理工程に細分される。通常は、処理装置内の全ての基板は同時、すなわち時間において並列に、あるプロセスステーションから次のプロセスステーションへ搬送される。基板はこれにより、処理される全ての基板に対して同一である、明確に定義されたシーケンス中の全てのステーションを通過する。搬送工程は、各処理工程が続く。ここで、基板は、各真空プロセスステーション内の真空プロセスにより同時に処理される。
基板の搬送工程は、各真空プロセスステーション内の全てのプロセスが完了した後のみに開始することができる。従って全体の装置のタクトタイムは、各真空プロセスステーションでのプロセスタイムスパンのうちの最長のものに影響される。
同じ手法で、すなわち関係のある基板に対して同時に、この搬送及びプロセスは、各真空プロセスステーション内のプロセスタイムスパンが互いに大きく異ならなければ、高いスループット（単位時間あたりに処理された基板の数）を実現するのに適している。真空プロセスステーションを供給している搬送装置及びこの搬送装置の時間制御は、簡単にすることができ、従って上記の処理方式は、上記のワークピースを製造する費用効率が高い。
一方、最長のプロセスタイムスパンが装置の全体的なサイクル時間を決定しまうことは、この方式に固有の欠点である。特に、個々の処理のうちの一つが他の処理よりも実質的に長い場合、上記の方式は、短いプロセスタイムスパン用のプロセスステーションが全体的なサイクル時間のほんのわずかな時間の間だけ使用されるために、すなわち高いむだ時間のために、十分でない。短いプロセスタイムスパンは、長いプロセスタイムスパンによる装置の全体的なサイクル時間をブロックするため、利用することができない。
時に、この問題は、二つ以上の同一の真空プロセスステーションを連続して使用して、長いプロセスタイムスパンを有するプロセスのプロセスタイムスパンを細分することにより、解消することができる。他のプロセスステーションにおけるプロセスタイムスパンに蒸着時間を適合させるように、それぞれの数の真空プロセスステーションを用いて、二つ又は二つ以上の工程中に特定の層を蒸着することが、一例として可能である。一つのプロセスに対する長いプロセスタイムスパンは、後続のプロセスステーションで実現される各プロセスを有する複数のプロセスタイムスパンに細分される。これにより、全体の装置のむだ時間を最小限にすることができる。
しかしながら、個々のプロセスを分割することは、全ての場合において可能ではない。一例として、非常に繊細な層の蒸着は、一つの及び同じプロセスステーション内で連続して行われる必要がある。
上記の問題に対する別の基本的なアプローチは、第二の方式に従って搬送装置プロセスステーションにより、個々に供給することである。基板としてのワークピースのプロセスステーション内へのローディング及びワークピースのプロセスステーションからの取り出しは、逐次方式で確立されると共に、各プロセスステーション内でのワークピースのプロセスは、少なくとも時間が重複するように、また従って実質的に同時、すなわち並列に行われる。一つの個別プロセスが完了した後、次のプロセスへの搬送が行われる。この方式により、上記のようなむだ時間は最小限にすることができる。特許文献４は、このような原理に基づく装置及びプロセスを示している。それは、中央搬送又は操作チャンバの周りに群をなしている個別プロセスステーションの環状配置を有する「クラスタ」配置として知られている。ロード／アンロードのロックステーションを用いることにより、真空雰囲気は、中央搬送チャンバ内で維持することができる。
特許文献５によれば、中央の真空可能な搬送チャンバは、複数のプロセスステーションに接続されている。この場合、基板は連続して搬送されると共に、全体のシステムは、個々のプロセスステーションのローディング／アンローディング時間に関して高い柔軟性を与えている。しかしながら、一つの中央搬送装置が全ての動作を行う必要があり、かつ一つのワークピースのみを一度に扱うことができるという事実は、このシステムが高スループットアプリケーションに対して最適化されていないこととなる。特に、多くの異なるプロセスステーションに対して、作業、例えば搬送動作は、システムのスループットに対してボトルネックとなる。
従って「同時搬送」及び「個々の搬送」のように略すことのできる両方の基本原理は、上記の利点及び欠点を有している。両方の原理は全体のシステム及び装置の性能に関する、特にスループットに関する柔軟性が不足している。
米国特許出願公開第２００６／００５４４９５号明細書 米国特許第５，６５８，１１４号明細書 米国特許第５，６５５，２７７号明細書 米国特許第４，７１５，９２１号明細書 米国特許第５，０９０，９００号明細書
本発明の目的は、上記の欠点に関して、ワークピースを製造するこの方法及び各装置を改善し、これにより各利点を維持することにある。
そうするために、本発明に係る数多くの真空処理プロセスによりそれぞれ処理されるワークピースを製造する方法は、
前記真空プロセスのそれぞれに対して、真空プロセスステーションを提供する工程と、
前記真空プロセスステーションを、それぞれ第一真空処理プロセスを行うこのステーションの少なくとも第一グループと、それぞれ第二真空処理プロセスを行うこのプロセスステーションの第二グループとに分類する工程と、
を備える。
明らかに、前記第一及び第二真空処理プロセスは、それぞれ異なる又は同等のプロセスを含む。
前記第一グループの真空プロセスはそれぞれ第一プロセスタイムスパンを有している。該タイムスパンは、通常は等しくないが、等しいものとすることができる。少なくとも該タイムスパンの一部は等しいものとすることができる。
第二グループの真空処理プロセスはそれぞれ、通常は等しくない個別の第二プロセスタイムスパンを有する。とは言っても、該第二プロセスのタイムスパンの少なくとも一部は、等しいものとすることができる。
前記第一プロセスのタイムスパンは、前記第二プロセスのタイムスパンより短くなるように選択されている。
各ワークピースは、上記の第一真空プロセスのそれぞれにより連続して真空処理されており、また前記ワークピースの搬送が、従って前記第一プロセスステーションのそれぞれのものから前記第一プロセスステーションの次のものへ、同時に行われている。
前記ワークピースは、前記第二真空プロセスにより、さらに処理されており、それによってワークピースの搬送が、選択された第二プロセスステーションへ及び選択された第二プロセスステーションから、一つ一つ行われている。
このようにして、また本発明によれば、前記処理工程は、短いプロセスタイムスパンを有する第一グループと、長いプロセスタイムスパンを有する第二グループとに、さらに分類されている。第一のグループは、上記の並列搬送原理に従って動かされている。前記第二グループは、個々の搬送原理により動かされている。
本発明に係る方法の一実施形態において、前記第二真空プロセスによるワークピースの処理工程が、前記第二真空処理プロセスのうちの等しいものにより、このワークピースを同時に処理する工程を構成している。従って二つ以上のワークは、このワークピースの並列処理と一致する同一プロセスにより、真空処理されている。
本発明に係る方法の更なる実施形態において、ワークピースは、第一グループのプロセスステーションから第二グループのプロセスステーションへ、又は第二グループのプロセスステーションから第一グループのプロセスステーションへ、搬送されている。
また更なる実施形態において、前記第一プロセスのタイムスパンの総和は、前記第二プロセスタイムスパンのうちの少なくとも一つと実質的に等しくなるように選択されている。従ってむだ処理時間は、さらに最小限に抑えられている。
更なる実施形態において、製造された前記ワークピースは、基板である。
更なる実施形態において、製造された前記ワークピースは、半導体又はストレージデバイスウエハである。
また更なる実施形態において、製造時の前記ワークピースは、光起電アプリケーション用、従って特に太陽電池パネル製造用の基板である。
本発明に係る真空処理装置は、最大限のプロセスの柔軟性、従ってプロセスサイクルタイムの最適化を提供するものであり、
第一グループの第一真空プロセスステーションと、
第二グループの第二真空プロセスステーションと、
を備える。
前記第一プロセスステーションは、前記第一プロセスステーションのそれぞれのあるものから前記第一プロセスステーションの次のものへワークピースを同時に搬送するように設計されている第一ワークピース搬送装置により供給されている。
前記第二プロセスステーションは、ワークピースを個々に、前記第二プロセスステーションのうちの選択されたものへ及び前記第二プロセスステーションのうちの選択されたものから、搬送するように設計されている第二ワークピース搬送装置により供給されている。
従って、上記の第一ワークピース搬送装置は、ワークピースが上記の第一真空プロセスステーション内の各処理位置に搬送されると常に、第一グループの真空プロセスステーションの特に密封的な閉鎖を達成している。
さらに、上記の第一ワークピース搬送装置は、交換可能なワークピースを受ける容器を備え、従って真空処理装置の動作中、自動交換することができる。第一真空プロセスステーションによる処理にさらされることになる搬送装置のこの容器パーツにより、従って汚れたものは洗浄のために容易に交換することができる。
本発明に係る装置の一実施形態において、前記第一プロセスステーションは、第一中央真空搬送ステーションの周りに環状に群をなしている。第一中央真空搬送ステーション内で、第一ワークピース搬送装置が動作している。本発明に係る装置の更なる実施形態において、直前に記載の実施形態と組合せることができる。前記第二プロセスステーションは、第二真空搬送チャンバの周りに環状に群をなしている。第二真空搬送チャンバ内で第二ワークピース搬送装置が動作している。
本発明に係る装置の更なる実施形態において、それはまた上記の実施形態の任意のものと組合せることができる。追加の搬送装置が設けられており、それは第一グループのプロセスステーションから第二グループの真空プロセスステーションへワークピースを搬送するように設計されている。この追加の搬送装置は周囲雰囲気の条件下で動作できるにもかかわらず、更なる実施形態において上記の追加の搬送装置は真空下で動作している。
また本発明に係る装置の更なる実施形態において、直前に記載されている追加の搬送装置は、少なくとも一つの第一及び第二ワークピース搬送装置により実現されている。従って、プロセスステーションの一方のグループから他方へ又はプロセスステーションの他方のグループから一方へのワークピースの操作は、第一搬送装置により又は第二搬送装置により行うことができる。又は二つの搬送装置は、この操作のために協同することができる。
また本発明に係る装置の更なる実施形態において、それは上記の任意の実施形態と組み合わせることができ、第二真空プロセスステーションの少なくとも二つは等しい。
また本発明に係る装置の更なる実施形態において、それはまた上記のうちのいずれか一つと組み合わせることができる。第一プロセスステーションは、それぞれの第一プロセスタイムスパンを有する第一真空プロセスを行うように設計されている。従って、これらの第一プロセスタイムスパンは一般的に全てが異なるものとすることができる。従ってこれらのタイムスパンのうちの少なくとも一部はまた等しいものとすることができる。この実施形態の第二プロセスステーションは、それぞれの第二プロセスタイムスパンを有する第二真空プロセスを行うように設計されている。また、一般的に、これらの第二プロセスタイムスパンは異なるものとすることができる。従ってこれらの第二プロセスタイムスパンのうちの少なくとも一部は等しいものとすることができる。この実施形態によれば、第一プロセスのタイムスパンは、第二プロセスのタイムスパンよりも短い。
直前に記載されている一変形において、第一プロセスタイムスパンの総和は、第二プロセスタイムスパンの少なくとも一つと実質的に等しくなるように選択されている。
また本発明に係る装置の更なる実施形態において、それは記載されている全ての実施形態と組み合わせることができる。ワークピースは、ウエハ、従って特に半導体デバイス、ストレージデバイス、又は光起電デバイス製造用のウエハである。更なる実施形態において、記載されているワークピースは、太陽電池パネル用の基板である。
発明は次に実施例を用いて及び図面を用いて更に説明がなされる。図面は以下のことを示す。
本発明に係る真空処理装置の概略及び上面図であり、ワークピースの回転搬送に備わっており、従って本発明に係る製造方法を行う。 本発明に係る真空処理装置の概略及び横収差図（side aberration view）であり、線状又は「インライン」のワークピース搬送に備わっており、また本発明に係る方法を行う。 図１の発明に係る装置及び方法の実施形態に設けることのできるグループ１プロセス装置の更なる実施形態の概略及び側面図である。 更なる実施形態及び図１〜３に係る実施形態のそれぞれに設けることのできる搬送テーブルの一部の概略及び側面図である。 図３のものに類似のものであり、図３のような装置の更なる実施形態を示す。 図４のものに類似するものであり、図５のような実施形態において適用及び操作されるように適合された図４の実施形態を示す。 簡略化された及び概略的な上面図であり、本発明に係る装置の更なる実施形態及び発明に係る方法の動作を示す。 図７のものに類似の簡略化された及び概略的な上面図であり、本発明に係る装置の更なる実施形態及び本発明に係る方法の動作を示す。
図１において、本発明に係る方法を行うための本発明に係る真空処理装置が概略的に示されている。本発明に係る装置１は、多数のプロセスステーションＰ１１〜Ｐ１ｎ、Ｐ２１〜Ｐ２ｍを備えている。第一プロセスステーションＰ１１〜Ｐ１ｎは、第一真空搬送チャンバ３１の周りに環状に群をなしており、従って第一グループＩを形成している。第一真空搬送チャンバ３１内で、第一搬送装置（arrangement）５１を動かす。搬送装置５１は、真空搬送チャンバ３１内で中心軸Ａ１の周りを駆動的に回転可能φである。搬送装置５１を形成する例示的な実現として、多数の半径方向に延在している搬送アーム７１を備えている。搬送アームは、共通の半径方向ドライブ（drive）ｒにより図式化されるような半径方向に、同時に駆動的に及び制御的に伸長可能（extendable）及び引込可能（retractable）である。各搬送アーム７１は、軸Ａ１から離れたその端部に、ワークピースサポート９を運ぶ。記載されているように、全ての搬送アーム７１は同期してドライブｒによる伸長及び引込に関して制御されている。全体の搬送装置５１は、制御手法の下で及び方向φに、軸Ａ１の周りを回転可能である。
従って、破線１１で概略的に示されるようなワークピースは、搬送アーム７１の各ワークピースサポート９により同時に把持されており、各第一プロセスステーションＰ１１〜Ｐ１ｎから同時に引き込まれている。その後、搬送装置５１はφ方向に回転されて、方向φと考えられる次のプロセスステーションにワークピース１１を整列させる。そこで、搬送アーム７１を同時に伸長することにより、ワークピースは同時に各第一プロセスステーションＰ１１〜Ｐ１ｎに適合される。従って第一グループＩのプロセスステーションＰ１１〜Ｐ１ｎは、第一搬送装置５１により同時且つ所定のシーケンスで供給されている。軸Ａ１周りの第一搬送装置５１の回転及び搬送アーム７１の同時の伸長及び引込は、ＣＯＮＴＲ（φ，ｒ）での時間制御ユニット１３を用いて、図１に概略的に示されるように、時間制御されている。
第二グループIIのプロセスステーションＰ２１〜Ｐ２ｍは、第二真空搬送チャンバ３２に沿って環状に群をなしている。この第二グループIIのプロセスステーションＰ２１〜Ｐ２ｍは、第二搬送装置５２により提供されている。該第二搬送装置は、両方向矢印βにより示されるように、前後の両方向において、真空搬送チャンバ３２の中心軸Ａ２の周りを、駆動的及び制御可能に回転可能である。第二搬送装置５２は、一つ又は場合により一つ以上の搬送アーム７２を備えている。該搬送アームは個別に、ドライブＲで示されるように、半径方向に伸長及び引込を行うことができる。一つ以上の搬送アーム７２が設けられると、これらの搬送アームは、互いに独立して、制御可能に、伸長可能及び引込可能である。搬送アーム７２は、軸Ａ２と反対のその端部に、ワークピースサポート９２を備えている。
従って第二グループIIのプロセスステーションＰ２１〜Ｐ２ｍは個別に、第二搬送装置７２により供給されている。それは第一搬送装置５１により第一グループＩのプロセスステーションＰ１１〜Ｐ１ｎを提供することと反対のものである。それは同時に及び所定のシーケンスで行われる。第二搬送装置７２の回転制御及び少なくとも一つの搬送アーム７２の伸長及び引込は、時間制御ユニット、例としてＣＯＮＴＲ．（β，Ｒ）により示されるような時間制御ユニット１３などにより制御されている。
明らかに、第一グループＩのプロセスステーション又は第二グループIIのプロセスステーションのいずれかに、少なくとも一つのワークピース用入力ロードロックが提供されている。かつ第一グループＩ又は第二グループIIからのいずれから、少なくとも一つのワークピース用出力ロードロックが提供されている。記載されているように、本発明に係る全体の装置は、第一グループＩ及びIIの両方のプロセスステーションを備えている。第一グループＩのプロセスステーションから第二グループIIのプロセスステーションへのワークピースに対する追加の搬送Ｔは、両方向矢印Ｔにより図１に概略的に示されている。最も一般的に、この追加の搬送装置Ｔは、周囲雰囲気を介して、真空搬送チャンバ３１及び３２内の各ロードロックを介して動作することができ、又は破線１５で示されるように真空下で行うことができる。各真空搬送チャンバ３１及び３２での個々の入力、出力、又は入力／出力ロードロックの提供は、図１に示されていない。
本発明に係る装置は、二つの操作又は搬送原理を組み合わせていることが図１から明らかとなる。すなわち、図１に示されるようなグループＩにおいて、ワークピースは同時に、あるプロセスステーションから次のプロセスステーションへ搬送されており、かつ、図１に係るグループIIによれば、ワークピースは、プロセスステーションに向けて及びプロセスステーションから個々に搬送されている。
図２において、この原理は、本発明に係る装置に示されており、それは、線状のワークピース搬送に備わっている。第一真空搬送チャンバ１９１に沿って配置されたプロセスステーションの第一グループＩのプロセスステーションＱ１１〜Ｑ１ｎは、第一搬送装置１７１により供給されている。第一搬送装置は、プロセスステーションＱ１１〜Ｑ１ｎに沿って、矢印Ｌにより示される一方向に、制御可能及び駆動的に直動可能である。ドライブＳにより図２に最も概略的に示されるように、直線コンベヤ１７１は、プロセスステーションＱ１１〜Ｑ１ｎに向けて及びプロセスステーションＱ１１〜Ｑ１ｎから、制御可能に移動可能である。その結果、全てのプロセスステーションは、ワークピース２１と共に、同時に供給される。従って、図１におけるグループＩのプロセスステーションＱ１１〜Ｑ１ｎとの完全な類似において、図２のグループＩのプロセスステーションＱ１１〜Ｑ１ｎは、搬送方向Ｌにより確立された所定のシーケンスにおいてワークピースと共にコンベヤ装置１７１により同時に供給される。
第二真空搬送チャンバ１９２に沿って線状配置された第二プロセスステーションＱ２１，Ｑ２２〜Ｑ２ｍは、第二搬送装置１７２により供給されている。該第二搬送装置は、両方向矢印ｔにより示されるように、制御された駆動手法において前後に直動可能であると共に、それは少なくとも一つのワークピースサポート２３を備えている。該ワークピースサポートは、両方向矢印ドライブｈにより概略的に示されるように、第二グループIIのプロセスステーションＱ２１〜Ｑ２ｎに向けて及びプロセスステーションＱ２１〜Ｑ２ｎから、個々に持上可能であると共に引込可能である。従って図２のような第二グループIIはまた、図１の第二グループIIと完全に同じものが供給される。また図２に概略的に示されるように、各プロセスステーションに向けて及び各プロセスステーションからの、直線状の搬送運動Ｌ及びｌ、及びワークピースホルダの上下運動の時間制御は、時間制御ユニット２７により制御されている。
追加の搬送装置Ｔに関して説明されたもの、及び、全体装置へのワークピースの入力、出力、場合により入力／出力のロードロックに関して説明されたもの、我々は図１の実施形態とともに文脈のそれぞれの説明に対して言及し、それはまた図２のような線形概念にも有効である。
本発明に係ると共に図１及び２に最も概略的に示された装置の両方の実施形態において、所定のシーケンスでプロセスステーションＰ１１〜Ｐ１ｎに向けて及びプロセスステーションＰ１１〜Ｐ１ｎから、同時にワークピースの各搬送を有するグループＩは、プロセスステーションに利用される。プロセスステーションでワークピースのプロセスは各第一プロセスタイムスパン中、行われている。各第一プロセスのタイムスパンは、グループIIのプロセスステーションＰ２１〜Ｐ２ｍ内の処理により必要とされる各プロセスタイムのスパンよりも短い。同様のことが、図２の線形概念に係るグループＩ及びグループIIに対しても有効である。従って及び可能な限り、ワークピースの特定の全体処理に対して、グループＩに沿ったプロセスタイムスパンの総和は、グループIIのプロセスステーションのプロセスタイムスパンの少なくとも一つと少なくとも実質的に等しくなるように選択される。さらに、二つ又は二つ以上のグループIIのプロセスステーションは、等しくなるように選択され、グループII内で同一処理を有する真の並列処理が行われるようになる。
図３において、グループＩ配置（arrangement）の更なる実施形態が概略的に示されている。この実施形態において、第一搬送装置１０５１は、搬送テーブル１０６を備えている。該搬送テーブルは、制御可能な回転ドライブ１０７を用いて、軸Ａ３の周りを回転可能に駆動可能である。ウエハ１０９等のようなワークピースは、円形軌跡に沿った搬送テーブル１０６の周囲に沿って置かれていると共に、テーブル１０６の各ホルダ１１１近くの位置に保持されている。多数の第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎは、軸Ａ３から半径距離を有する第一真空搬送チャンバ１０３１のところに、軸Ａ３の周りに環状配置で設けられている。該軸Ａ３は、上記の軸Ａ３からの半径距離と一致する。軸Ａ３と共にワークピース１０９が、テーブル１０６上の軸Ａ３の周りに環状に配置されている。直線状の上／下ドライブ１１３を用いて、搬送テーブル１０６は、第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎに向けて制御可能に持ち上げることができ、かつそれぞれ第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎから引き込むことができる。動作中、ワークピース１０９は、搬送テーブル１０６上にそれぞれ搬送ロボットを有する各ロードロック配置１１５を介して、ロードされる。上記の軸Ａ３の周りに環状に群をなしている第一プロセスチャンバＵ１１〜Ｕ１ｎ、及び軸Ａ３の周りに環状に群をなしているワークピース１０９は、軸Ａ３の周りに角度位置決めされている。したがって、全てのワークピース１０９は同時に、各回転ステップずつ及び回転ドライブ１０７により駆動され、第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎのそれぞれのものと整列させることができる。
動作中、搬送テーブル１０６に載置された全てのワークピース１０９は同時に、制御された回転ドライブ１０７を用いて、プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎの一つとそれぞれ整列される。次に搬送テーブル１０６は、全てのワークピース１０９が処理位置内の各第一プロセスステーション内又はその近くに位置するまで、制御手法で、直線リフトドライブ１１３により、持ち上げられる。シール部材１１７により概略的に示されるように、常に、搬送テーブル１０６の上記の搬送動作により、ワークピース１０９は、処理位置に置かれている。真空搬送チャンバ１０３１に向けて、第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎの少なくとも一部に対して形成された閉鎖がある。この閉鎖は、真空シールを実現するまでの、所望の程度のものとすることができる。この閉鎖は、ワークピース１０９にちょうど沿って及び隣接する搬送テーブル１０６のエリアを有するシール部材１１７によるような、プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎの境界の協同により、又は上記のワークピース１０９自身を有するプロセスステーションの広いエリアの協同により、又は搬送テーブル１０６での各ホルダ１１１を有するプロセスステーションの広いエリアの個々の協同により、更に実現されている。ワークピース１０９が一次的属性プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎ内で全て処理された後、直線ドライブ１１３を用いて、さらに処理されたワークピース１０９を有する搬送テーブル１０６が引き込まれ、回転ドライブ１０７を用いて所定の角度ずつ回転され、全てのワークピース１０９が、次のプロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎにそれぞれ整列される。
従って図３に示されるようなグループＩ配置により再び、全てのワークピースは同時に搬送されると共に、図１の実施形態及び図２の実施形態とともに文脈に既に説明された第一プロセスステーションのそれぞれにおける各処理位置に運ばれる。
図３のような実施形態の一変形において及び図４に概略的に示されるように、図３のようなホルダ１１１は、容器１１９により実現されている。該容器は、搬送テーブル１０６´内の各開口１２１の中に、取り外し可能及び交換可能に、導入されている。容器１１９は、搬送テーブル１０６´に対し、容易に取り外し可能及び再適用可能であり、例えばワークピース１０９の位置決め及び保持を行う上記の開口１２１にぴったり置かれている。この実施形態において、図３のような真空搬送チャンバ１０３１に対する上記の第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎの閉鎖は、特に真空シールとして実現されるならば、例えば容器１１９の広い又はリムエリアを有するシール部材１１７を用いて、第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎの広い又はリムエリアの協同により行われる。全ての搬送テーブル１０６´の少なくとも一部は、第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎ内の各処理にさらされている。従って図４の変形のような容器の提供は、上記のプロセスステーションによる処理効果に最もさらされた搬送テーブル１０６´で、これらの部分を容易に交換するようにされている。これにより、これらのパーツ、例えば容器１１９は、容易に置換することができると共に、処理装置の外部で洗浄することができ、また、搬送テーブルの少なくとも上記のエリア又はパーツを洗浄する代わりに、再適用することができる。これにより、実行される洗浄動作のために、全ての装置が動作不能となる間のタイムスパンが、かなり節約になる。
特に、真空搬送チャンバ１０３１内の真空雰囲気に対する第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎのプロセス雰囲気の閉鎖又は分離が、上記のように、一方がプロセスステーションの境界に沿っており且つ他方が上記の容器１１９の境界又はリムに沿っている協同面を用いて、形成されると、装置のかなりの停止タイムスパンなしに又は少なくともなしに、この閉鎖を、容器１１９の頻繁な洗浄により、連続的に確実なものとすることが可能になる。上記のエリアの、この洗浄動作のための停止タイムスパンは、実際には、完全に回避される。それは、容器１１９が、搬送テーブル１０６´から自動的に取り出されると共に、装置の動作の継続中に自動的に再適用がなされる場合である。それは、当業者に完全に知られているように、ワークピース１０９と同様に、それぞれ操作ロボットを有する各ロードロック装置を介して上記の容器１１９を取り外すと共に再導入することにより、かつ真空搬送チャンバ１０３１の外部で洗浄された及びまだ洗浄されていない容器１１９に対して各マガジンを提供することにより、行うことができる。
図５において、グループ１配置の更なる実施形態が概略的に及び図３と類似の説明において示されている。図３及び４の実施形態に関する説明を理解できる当業者にとって明らかなように、図５に係る実施形態と図３に係る実施形態との違いは、図５の実施形態において、搬送テーブル１０６は、制御されたドライブ１０７により回転可能であるが、図３の実施形態のような直線リフトドライブ１１３により持ち上げ可能ではないことである。代わりに、搬送テーブル１０６´´は、図４と共に文脈に説明された開口１２１と同様の開口１２３を備えている。開口１２３は、ワークピース１０９の大きさよりも小さいにもかかわらず、ワークピース１０９は、概略的に示された上記の開口１２３に置くことができる。第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎに向けて及び第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎから戻すワークピース１０９の持ち上げは、真空搬送チャンバ１０３にマウントされた各リフト装置１２５により行われている。各リフト装置１２５は、制御されたリフトドライブ１２６と、制御されたリフトドライブ１２６により制御可能に上動及び下動される制御されたエレベータ部材１２７と、を備えている。エレベータ部材１２７は、それぞれワークピース１０９に向けて、搬送テーブル１０６´´内の開口１２３を通して持ち上げられると共に、ワークピース１０９を第一プロセスステーション処置Ｕ１１〜Ｕ１ｎ内の処理位置内に持ち上げる。
リフトドライブ１２６は、ワークピース１０９の実質的に同時のリフト又は再処理と実質的に同期して動作される。搬送テーブル１０６´´の各回転により、ワークピース１０９は一方がリフト配置１２５に整列され、かつ他方が各第一プロセスステーションに整列される。
特に図５の実施形態に関しては、図４と共に文脈に記載されたような容器によりワークピースを支持及び搬送する思想は、更なる利点をもたらす。これは、図６を用いて説明される。図６によると共に、図５の実施形態との比較において、搬送テーブル１０６´´内の開口１２３は、各ワークピースの寸法よりも若干大きい。開口１２３´において、容器１１９に関して図４と共に文脈に説明されたような、それぞれ用いられる容器１２９がある。図６によれば、容器１２９は、エレベータ１２７を有する対向リフト配置１２５と、エレベータ１２７の上端で各部材１３３と適合するガイド部材１３１と、を備える。したがって、図５に係る第一プロセスステーションＵ１１〜Ｕ１ｎ内の処理位置に向けて及び処理位置からのワークピース１０９の持上及び引込中、容器１２９とエレベータ１２７との間の、正確な相互位置決め及び固定が、相互直線運動により、確立される。
明らかに及び洗浄及び閉鎖に関して、例えば搬送チャンバ内の真空雰囲気からの第一プロセスステーションの処理雰囲気の分離に関して、図６の実施形態に係る容器１２９は、図４の実施形態の容器１１９と共に分脈に既に記載されたような、更なる同じ利点を有する。
当業者はここでプロセスの分類及び全装置の各時間制御に対する多くの最適化されたオプションに気付く。該装置は、二つの上記の原理に従って組み立てられた各搬送装置を有する少なくとも二つのプロセスグループ１及びIIを備えている。
図７に、本発明に係る方法に従って動作される装置の更なる実施形態が示されている。全装置又はシステム３０は再び図１〜６と共に文脈に主に例示されたような、グループＩアッセンブリ及びグループIIアッセンブリを構成している。グループＩアッセンブリは、第一プロセスステーションＣ１〜Ｃ５と、入力／出力ロードロックステーションＣ０と、を備えている。第一搬送装置３２は、真空搬送チャンバ３３内で動作すると共に、既に説明されたように、プロセスステーションＣ１〜Ｃ５及びロードロックステーションＣ０を同時に供給するように設計されている。グループIIは、第二プロセスステーションＣ４（ａ）〜Ｃ４（ｄ）を備えている。この特定の実施例において、第二プロセスステーションＣ４（ａ）〜Ｃ４（ｄ）は、同一のものである。第二グループIIアッセンブリは、真空搬送チャンバ３５内に、個々に第二プロセスステーションＣ４を供給するように設計されている第二搬送装置３７を備える。この実施例において、第二搬送装置３７は、第一搬送装置３２からワークピースをつかむことが、さらに設計されていると共に、従って図１に示されるような真空下で動作している追加の搬送Ｔを実現する。明らかに、第二搬送装置３７により、グループＩからグループIIへ或いはグループIIからグループＩへ、上記の搬送機能を果たすことに代えて、第一搬送装置３２のそれぞれの思想により、この機能を実行することも可能である。また、グループＩ及びII間で上記の追加の搬送を実現する別の手法において、搬送装置３２及び３７の両方は、搬送動作に関して協同することができる。
さらに、ロードロック間に、ワークピースを一方のグループから他方へ通る装置を設けることにより、真空搬送チャンバ３５内の真空雰囲気から真空搬送チャンバ３３の真空雰囲気を分離することが確実に可能となる。さらに、既に図１及び２と共に文脈に記載されたように、分離搬送装置を設けて、グループＩアッセンブリからグループIIアッセンブリへの通過を行うことも可能である。これにより、ワークピースに対するバッファリングステーションをさらに提供する。さらに、一つ以上のグループＩアッセンブリ及び／又はグループIIアッセンブリは、ネットワークのようなプロセスステーションの配置を形成するように組合せることができ、全体のプロセスサイクルを最適化するようにしている。
図７に示されるような特定の実施形態において、ステーションＣ１〜Ｃ５内の高速処理の数は、ステーションＣ４での重要な長い持続的なプロセスから分離されると言うことができる。これにより、複数の同一プロセスステーションＣ４が用いられる。主に、遅いプロセスステーションＣ４の数は、グループＩアッセンブリ内の全サイクル時間及びステーションＣ４内プロセスのプロセスタイムスパンの比により最適に決定される。
図８に、本発明に係る方法に基づき動作される本発明に係る装置の更なる実施形態が概略的に示されている。この実施形態は特にヘテロ接合太陽電池パネルの製造に合わされている。グループＩアッセンブリの第一プロセスステーション４１において、基板の加熱が行われる。加熱後、基板は、グループIIプロセスに搬送される。そこで、並列プロセスが、三つの第二プロセスステーション４３ａ〜４３ｃで、アモルファスの水素添加されたシリコンの層を蒸着することにより行われる。その後、基板は、グループＩアッセンブリにフィードバックされる。ここで、第一プロセスステーション４５において、インジウムスズ酸化物が蒸着される。次に、基板はロードロックステーション４７を介して雰囲気へ送り出される。ステーション４１内での加熱及びステーション４５内でのＩＴＯ層蒸着は一般的に２０秒以内で行うことができる。アモルファスの水素添加されたシリコンの蒸着は、約６０秒を要する。従って、ロードロックステーション４７の通過工程を含むグループＩアッセンブリ内のウエハプロセス工程は、それぞれの第二プロセスステーション４３ａ〜４３ｃにおけるプロセスタイムスパンと実質的に等しいサイクル時間を有する。これにより実際には、グループＩプロセスは、第二グループIIアッセンブリ内のそれぞれのプロセスに対するプロセスタイムスパンに等しい、一つの全プロセスとして考えることができる。従って、全装置は実際には実現され、そこでワークピースのプロセスは、等しいプロセスタイムスパンのプロセスス工程において確立されている。グループＩアッセンブリ内のプロセスは、一つのプロセス工程として考えられる。
３１ 第一真空搬送チャンバ
３２ 第二真空搬送チャンバ
５１ 第一搬送装置
５２ 第二搬送装置
７１ 搬送アーム
７２ 搬送アーム
９ ワークピースサポート
９２ ワークピースサポート
Ｉ 第一グループ
II 第二グループ
Ｐ１１〜Ｐ１ｎ 第一プロセスステーション
Ｐ２１〜Ｐ２ｍ 第二プロセスステーション

Claims (20)

  1. 真空プロセスのそれぞれに対して、真空プロセスステーションを提供する工程と、
    前記真空プロセスステーションを、第一真空処理プロセスをそれぞれ行う少なくとも第一グループの真空プロセスステーションと、第二真空処理プロセスをそれぞれ行う第二グループの第二真空プロセスステーションとに分類する工程と、
    を備え、
    前記第一グループの真空プロセスはそれぞれ第一プロセスタイムスパンを有し、
    前記第二グループの真空プロセスはそれぞれ第二プロセスタイムスパンを有し、
    前記第一プロセスのタイムスパンは、前記第二プロセスのタイムスパンよりも短く、
    前記第一真空プロセスのそれぞれにより各ワークピースを連続して処理し、かつその結果、ワークピースを同時に、ある前記第一プロセスステーションから次の前記第一プロセスステーションに搬送する工程と、
    前記第二真空プロセスによりワークピースを処理し、かつその結果、ワークピースを個々に、選択された第二プロセスステーションへ及び選択された第二プロセスステーションから搬送する工程と、
    を備え、ワークピースのそれぞれが複数の真空処理プロセスにより処理されることを特徴とするワークピース製造方法。
  2. 前記第二真空プロセスによりワークピースを処理する工程は、前記第二真空処理プロセスのうちの等しいものにより、ワークピースを同時に処理する工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 真空下で、前記ワークピースを、前記第一グループのプロセスステーションから前記第二グループのプロセスステーションへ、又は前記第二グループのプロセスステーションから前記第一グループのプロセスステーションへ、搬送する搬送する工程を、さらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 従って少なくとも一つの前記第二プロセスタイムスパンと等しくなる前記第一プロセスタイムスパンの総和を選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記ワークピースは基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記ワークピースは半導体又はストレージデバイスウエハであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記ワークピースは、光起電アプリケーション製造用の基板である請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記光起電アプリケーションは太陽電池パネルである請求項７に記載の方法。
  9. 第一グループの真空プロセスステーションと、
    第二グループの真空プロセスステーションと、
    を備え、
    前記第一プロセスステーションは、前記第一プロセスステーションの各第一プロセスステーションから前記第一プロセスステーションの次の第一プロセスステーションへ、ワークピースを同時に搬送するように設計されている第一ワークピース搬送装置により、供給されており、
    前記第二プロセスステーションは、前記第二プロセスステーションのうち、選択された第二プロセスステーションへ及び選択された第二プロセスステーションから、ワークピースを個々に搬送するように設計されている第二ワークピース搬送装置により、供給されていることを特徴とする真空処理装置。
  10. 前記第一プロセスステーションは、前記第一ワークピース搬送装置を構成している第一中央真空搬送ステーションの周りに、環状に群をなしていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 前記第二プロセスステーションは、前記第二ワークピース搬送装置を構成している第二真空搬送チャンバの周りに、環状に群をなしていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の装置。
  12. 前記第一グループのプロセスステーションから前記第二グループの真空プロセスステーションへワークピースを搬送するように設計されている追加の搬送装置を、さらに備えていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の装置。
  13. 前記追加の搬送装置は、真空下で動作していることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
  14. 前記追加の搬送装置は、少なくとも一つの前記第一及び第二ワークピース搬送装置により実現されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
  15. 少なくとも二つの前記第二真空プロセスステーションは、同じものである請求項９〜１４のいずれか一項に記載の装置。
  16. 前記第一プロセスステーションは、それぞれの第一プロセスタイムスパンを有する第一真空プロセスを行うように設計されており、
    前記第二プロセスステーションは、それぞれの第二プロセスタイムスパンを有する第二真空プロセスを行うように設計されており、
    前記第一プロセスのタイムスパンは、前記第二プロセスタイムのスパンより短いことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項に記載の装置。
  17. 前記第一プロセスのタイムスパンの総和は、少なくとも一つの前記第二プロセスのタイムスパンと等しいことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
  18. 前記ワークピースは、ウエハであることを特徴とする請求項９〜１７のいずれか一項に記載の装置。
  19. 前記ウエハは、半導体デバイス、ストレージデバイス、又は光起電デバイス製造用のウエハであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
  20. 前記ワークピースは、太陽電池パネル用の基板であることを特徴とする請求項９〜１７のいずれか一項に記載の装置。
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