JP7391869B2 - 基板真空処理装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板真空処理装置、及び基板を真空処理する方法又は真空処理された基板を製造する方法に関する。

基板を真空処理する技術では、未処理の基板を、例えば、周囲雰囲気から、入力ロードロック装置を介して、複数の処理チャンバを提供する真空移送チャンバを備える真空処理装置に向けて搬送することが一般的である。前記処理チャンバでは、前記基板は、例えばエッチング、層堆積といった１つ又は複数の真空処理を施される。処理された基板は、出力ロードロック装置を介し、真空移送チャンバを通して周囲雰囲気に取り除かれる。前記基板は、それぞれの入力及び出力搬送装置によって、それぞれの入力及び出力ロードロック装置を介して搬送される。

したがって、それぞれのロードロック装置は一方向的となろう。つまり、入力ロードロックは、基板を真空処理装置にのみ搬送する入力コンベヤ装置によって供給され、かつ、出力ロードロック装置は、基板を真空処理装置からのみ搬送する出力コンベヤ装置によって供給される。あるいは、基板を、真空処理装置に向けて、及び同処理装置から搬送するコンベヤ装置によって機能する双方向ロードロック装置を提供することができる。慣例として、それぞれの入力および出力ロードロック装置は、それぞれの単一のロードロックによって実現される。

定義：
本明細書及び特許請求の範囲において、「ロードロック」(“load-lock”) という用語の下で、動作中にポンプに動作可能に接続され、基板用の少なくとも１つの入力バルブおよび基板用の少なくとも１つの出力バルブを有するチャンバが定義される。ロードロックバルブの１つは、チャンバの内部雰囲気を一の圧力の雰囲気から制御可能に分離し、他のロードロックバルブは、チャンバの内部雰囲気をまた別の圧力の雰囲気から分離する。

本発明の目的は、代替の真空処理装置及び基板の真空処理方法又は真空処理された基板の製造方法を提供することである。

上記課題は、本発明による少なくとも１つの基板のための真空処理装置を備える基板真空処理装置によって解決される。この真空処理装置は、複数の処理チャンバを提供する真空搬送チャンバを含む。入力コンベア装置と連携し、基板を前記真空移送チャンバに搬送する入力ロードロック装置を装備する。この入力ロードロック装置は、入力搬送方向で見て、このように高圧の雰囲気、例えば周囲雰囲気を、前記真空移送チャンバ内のより低圧の雰囲気である真空にブリッジ（橋渡し）する。

さらに、前記真空移送チャンバからの出力コンベヤ装置と協働する出力ロードロック装置が提供される。この出力ロードロック装置は、このようにして、出力搬送方向に見てより低圧雰囲気、すなわち真空移送チャンバ内の真空圧力と、より高い圧力の雰囲気、例えば周囲雰囲気とをブリッジする。

これにより、入力ロードロック装置及び出力ロードロック装置の少なくとも一方は、それぞれのコンベヤ装置の搬送路に沿って見て直列配列された少なくとも２つのロードロックを含む。真空移送チャンバと周囲雰囲気の間で相互接続されるのは、この少なくとも１つのロードロック装置である。

このように、基板を前記真空移送チャンバに向けて、及び／又は、同真空移送チャンバから「ロードロック」することは、その後、それぞれの単一ロードロックの「オーバーオール」ロードロック装置によってブリッジされる差と比較してより小さな圧力差をブリッジすることによって実行される。

これは、それぞれのロードロックが、考慮されるロードロックによって橋渡しされるように圧力範囲で動作するように特に選択されたポンプによってポンピングされ得るという利点につながる。例えば、周囲雰囲気と連通する入力ロードロック装置に沿って見ると、第１ロードロックは粗引きポンプによってポンピングされ、その後のロードロックはターボ分子ポンプのような高真空ポンプによってポンピングされ得る。

単一のロードロックによって実現されるそれぞれのロードロック装置によってブリッジされる圧力差と比較して、少なくとも２つのロードロックによってブリッジされる圧力差が低減されるという事実により、装置のスループットが改善され得る。これにより、ポンピング時間が短縮され、かつ圧力均等化時間が短縮される。さらに、それぞれの装置における少なくとも２つのロードロックの容積を最小化することができ、これにより、ポンピング時間及び均圧化時間はさらに短縮される。

入力及び出力ロードロック装置の少なくとも１つを少なくとも２つのロードロックに分割することで得られるもう１つの利点は、単一ロードロックのロードロック装置よりも、基板がより長い時間スパンで低圧、特に真空圧にさらされることである。これにより、基板が真空移送チャンバに向けて供給されるときの、または基板が真空処理装置の真空移送チャンバから供給されるときの基板コンディショニングが改善される。

本発明による装置の一実施形態では、入力及び出力ロードロック装置は、それぞれのコンベヤ装置の搬送路に沿って直列に接続された少なくとも２つのロードロックをそれぞれ備える。

本発明による装置の一実施形態では、少なくとも入力ロードロック装置は、直列配置された少なくとも２つのロードロックを含み、かつ、該入力ロードロック装置の少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは、出力ロードロック装置のロードロックではない。

本発明による装置の一実施形態では、少なくとも出力ロードロック装置は、直列配置された少なくとも２つのロードロックを含み、かつ、出力ロードロック装置の少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは、入力ロードロック装置のロードロックではない。

したがって、出力ロードロック装置も上述した少なくとも２つロードロックを備えているか否かに関係なく、入力ロードロック装置の少なくとも２つのロードロックのすべてが入力ロードロックの一部にすぎない場合もある。同様に、入力ロードロック装置が上述した少なくとも２つのロードロックを有しているか否かに関係なく、出力ロードロック装置の少なくとも２つのロードロックのすべてが、出力ロードロック装置の一部にすぎないこともあり得る。

明らかなように、入力及び出力ロードロック装置に一般的に適用されるロードロックは双方向で提供されるが、入力及び出力ロードロック装置の特定の一方には、ロードロックは一方向で提供される。

本発明による装置の一実施形態では、少なくとも２つのロードロックのうちの少なくとも一方は、入力及び出力ロードロック装置に共通である。

本発明による装置の上述の実施形態の一実施形態では、各コンベヤ装置の搬送路に沿って見た場合、共通のロードロックは、少なくとも２つのロードロックのうち入力及び出力ロードロックに共通ではない他のロードロックよりも真空移送チャンバに近い。

真空移送チャンバは、直列の少なくとも２つのロードロックのうち前記真空移送チャンバにより近いロードロックにおいて、周囲雰囲気圧力よりも低い圧力の雰囲気で動作しているため、低圧範囲で動作しているポンプ、例えばターボポンプが、共通のロードロックにおいて１度だけ提供され得る。上述の直列配置された少なくとも２つのロードロックの共通でないロードロックは、粗引きポンプで操作され得る。

本発明による装置の一実施形態では、入力及び出力ロードロック装置はそれぞれ、各コンベヤ装置の搬送路に沿って直列に配置された少なくとも２つのロードロックを備える。したがって、両方のロードロック構成は、前記真空移送チャンバと周囲雰囲気との間で相互接続されている。少なくとも１つのロードロックが、入力及び出力ロードロック装置に共通であり、かつ、入力ロードロック装置の少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは出力ロードロック装置に共通ではなく、かつ、出力ロードロック装置の少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは入力ロードロック装置に共通ではない。それにより、少なくとも１つの共通のロードロックは、入力及び出力コンベヤ装置のそれぞれの搬送路に沿って見た場合、共通ではないロードロックよりも真空移送チャンバの近くに配置される。

上述のように、共通の前記ロードロックは、共通でないロードロックよりも小さい圧力レベルで圧力差をブリッジする。これは、より要件の厳しいポンプ、例えば ターボポンプを、共通のロードロックに１度設けることができるが、要件が左程でない粗引きポンプによって複数の非共通のロードロックが提供され得ることにつながる。

本発明による上述の実施形態の一実施形態では、直列配置された少なくとも１つのロードロックは、基板バッファ段に動作可能に接続されている。これにより、真空処理配置又は真空処理装置の移送チャンバへ、及び／又は、同移送チャンバから、例えば貼付け基板 (pasting substrate) が提供され得るようになる。貼付け基板が大気に出なければ、汚染は減少し、かつ処理時間が速くなるという利点がある点に留意すべきである。

本発明による一実施形態では、直列配置された少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは、追加的に、
・基板処理ステーションに動作可能に接続されてなる、
・基板バッファに動作可能に接続されてなる、
・加熱ステーション、
・冷却ステーション、
・デガッサステーション、
のうちの少なくとも１つである。

本発明による一実施形態では、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの各々はポンプに動作可能に接続されており、かつ、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つであって、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの他方のものよりも前記真空移送チャンバに近く位置したものは、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの他方のものに動作可能に接続された前記ポンプよりも低圧域で動作するよう構成されたポンプに動作可能に接続されている。

本発明による一実施形態では、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは、単一の基板、又は、同時搬送される複数の基板の単一の組を収容するよう構成されている。これにより、上述のロードロックの容量は最適に小さくなり、よって、ポンピングダウン時間スパン又は圧力均一化時間スパンが短縮される。

本明細書及び特許請求の範囲において「基板」の取り扱いを述べるときは常に、そのような「基板」は、各コンベヤのそれぞれの基板ホルダ上で共通に搬送される複数の基板の組であり得ることを理解されたい。

本発明による装置の一実施形態では、入力及び出力ロードロック装置並びに入力及び出力コンベヤ装置は、長方形または正方形の基板を扱うように構成される。

本発明による装置の上述した実施形態の一実施形態では、長方形の基板の短辺又は正方形の基板の一辺は４００ｍｍ以上又は６００ｍｍより大きい。

本発明による装置の上述の実施形態の一実施形態では、前記短辺は最大１１００ｍｍである。

本発明による装置の一実施形態では、前記長方形の基板又は前記正方形の基板の辺寸法は最大１４００ｍｍである。

本発明による装置の一実施形態では、前記入力及び出力コンベア装置は、正方形又は長方形である前記基板を、これら基板の辺に対して専ら直交方向に搬送するよう構成されている。

本発明による装置の一実施形態では、前記入力及び出力コンベア装置の少なくとも一方は、基板を専ら並進モードで搬送するよう構成されている。したがって、基板を専ら並進モードで搬送する場合、基板は、該基板のすべての点が常に等しい移動ベクトルに従うという方法で搬送されることが理解される。それにより、基板の角度方向は一定に保たれる。これにより、搬送される基板、特に正方形又は長方形の基板、より一般的には非円形の基板の所定のよく制御された位置合わせが大幅に容易になる。

本発明による装置の一実施形態では、直列配置された少なくとも２つのロードロックの１つであって、前記各コンベア装置の搬送路に沿って見た場合に、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの他方のものより前記真空移送チャンバに近いロードロックは、制御されたガスフローバイパスによって前記他方のロードロックに直列に接続されている。

本発明による装置の一実施形態では、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの１つに向けられた各コンベア装置の搬送方向、及び 直列配置された前記１つのロードロックからの前記各コンベア装置の搬送方向は互いに直交し、かつ、各コンベア装置は、それら双方の搬送方向に平行な平面軌跡に沿って延びる板状で平坦な又は湾曲した基板を搬送するよう構成されている。

本発明による装置の一実施形態では、前記基板は板状で平坦又は湾曲し、かつ平面軌跡に沿って平行に延在し、これにより前記入力及び出力コンベア装置は、板状の前記基板を専ら前記平面軌跡に平行な方向に搬送するよう構成されている。

本発明による装置の一実施形態では、前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置は、Ｔ形又はＹ形のフットプリントによって共通に構成され、前記入力ロードロック装置の直列配置の前記少なくとも２つのロードロックにおける、前記Ｔ形又はＹ形の一方の側方アームに沿った少なくとも１つのロードロックと、前記出力ロードロック装置の直列配置の前記少なくとも２つのロードロックにおける、前記Ｔ形又はＹ形の他方の側方アームに沿った少なくとも１つのロードロックと、前記Ｔ形又はＹ形の中央アームに沿って直列配置された少なくとも１つの共通した双方向ロードロックと、を有してなる、

本発明による装置の上述の実施形態の一実施形態では、前記コンベア装置の各搬送路に沿って見た場合、前記共通のロードロックは、前記側方アームに沿った前記ロードロックよりも前記真空移送チャンバにより近い。

本発明による装置の上述の実施形態の一実施形態では、前記真空移送チャンバが受け部を備え、該受け部は円筒軸の周りに円筒軌跡を規定する外壁を有し、かつ、上述のＴ形又はＹ形の前記中央アームに沿った前記共通のロードロックは、前記共通のロードロックを通って前記円筒軸から径方向に延在する前記コンベア装置の前記搬送路によって前記受け部の外壁に設けられている。

これにより、真空移送チャンバへの及び同チャンバからの基板の良く制御された位置合わせ、特に正方形又は長方形の基板、より一般的には非円形の基板の位置合わせが大幅に簡素化される。

本発明による装置の一実施形態では、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックにおけるロードロックであって、各コンベア装置の前記搬送路に沿って見た場合に、直列配列された前記少なくとも２つのロードロックの他方のものよりも前記真空移送チャンバに近いロードロックは、０．００１Ｐａ以下のベース圧を有した高真空ポンプ、好ましくはターボ分子ポンプ、に動作可能に接続されている、

本発明による装置の一実施形態では、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックにおけるロードロックであって、各コンベア装置の前記搬送路に沿って見た場合に、前記少なくとも２つのロードロックの他方のものよりも前記真空移送チャンバから離れたロードロックは、０．１Ｐａから１Ｐａのベース圧を有した粗引きポンプに動作可能に接続されている。

矛盾を生じない限り、上述した本発明による装置の１つまたは複数の実施形態は、本発明による一般的な装置構造と組み合わせることができる。

本発明はさらに、本発明による装置、又は上述した本発明の１つ又は複数の実施形態における装置による少なくとも１つの基板の真空処理方法、又は少なくとも１つの真空処理基板の製造方法に関する。

本発明はさらに、少なくとも１つの基板の真空処理方法又は少なくとも１つの真空処理基板の製造方法であって、
・基板を周囲雰囲気から第１ロードロックを介して搬送する工程と、
・次いで、前記基板を、前記第１ロードロックから、少なくとも１つの第２ロードロックを介して搬送する工程と、
・前記基板を、少なくとも１つの第２ロードロックから、複数の処理ステーションを提供する真空移送チャンバ内へ搬送する工程と、
・前記真空移送チャンバ内の前記基板を、複数の前記真空処理ステーションの少なくとも１つに向けて搬送する工程と、
・前記少なくとも１つの真空処理ステーションによって前記基板を処理する工程と、
・前記真空移送チャンバから処理済みの前記基板を出力ロードロック装置を介して搬送する工程と、
を備える方法に関する。

上述した方法の一変形においては、処理済みの前記基板を出力ロードロック装置を介して前記真空移送チャンバから搬送する工程が、
・処理済みの前記基板を少なくとも１つの第３ロードロックを介して前記真空移送チャンバから搬送する工程と、
・前記基板を、少なくとも１つの前記第３ロードロックから第４ロードロックを介して周囲雰囲気に搬送する工程と、
を備える。

上述した方法の一変形においては、前記第２ロードロックは前記第３ロードロックと共通となるよう選択される。

本発明はさらに、少なくとも１つの基板の真空処理方法又は少なくとも１つの真空処理基板の製造方法であって、
・基板を、入力ロードロック装置を介して、複数の処理ステーションを提供する真空移送チャンバ内へ搬送する工程と、
・前記真空移送チャンバ内の前記基板を、複数の前記真空処理ステーションの少なくとも１つに向けて搬送する工程と、
・前記少なくとも１つの真空処理ステーションにおいて前記基板を処理する工程と、
・前記真空移送チャンバから処理済みの前記基板を少なくとも１つの第２ロードロックを介して搬送する工程と、
・前記基板を、前記少なくとも１つの第２ロードロックから、第１ロードロックを介して周囲雰囲気に搬送する工程と、
を備える方法に関する。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。

本発明の原理を、機能ブロック／信号流れ図によって、かつ本発明による装置の一実施形態によって、概略的かつ簡潔に示す図である。 本発明による装置の他の実施形態を、図１と同様に示したものである。 本発明による装置の別の実施形態を、図１及び図２と同様に示したものである。 本発明による装置の更なる実施形態を、図１から図３と同様に示したものである。 本発明による装置の更なる実施形態を、図１から図４と同様に示したものである。 本発明による装置の更なる実施形態を、図１から図５と同様に示したものである。 本発明による装置の更なる実施形態を、図１から図６と同様に示したものである。 本発明による装置の更なる実施形態を、図１から図７と同様に示したものである。 今日実現される実施形態に向けられた実施形態を、図１から図８と同様に示したものである。 本発明による装置の更なる実施形態を、図１から図９と同様に、かつ図９に示した実施形態から変形して示したものである。 本発明による装置の今日実現される実施形態を概略的かつ簡易的に示す上面図である。 平面軌跡に沿って延在する基板であり、かつ本発明による実施形態によって処理される基板を、該装置のいくつかの実施形態において提供される搬送方向とともに概略的に示したものである。

図１は、本発明の原理を、概略的かつ簡潔に、かつ本発明の一実施形態により示す図であって、入力ロードロック装置１iを介して真空処理装置又は真空処理設備の真空移送チャンバ３に向かいかつ搬入される、装填基板に関して示したものである。基板（図示せず）は、真空移送チャンバ３から、出力ロードロック装置１oを介してアンロード、すなわち取り出される。入力ロードロック装置１iは、入力周囲圧力ｐiiの周囲入力雰囲気ＡＴiiから真空移送チャンバ３に向かって提供される。入力ロードロック装置１iは、圧力差Δp１iを、相対的に高い周囲入力圧力ｐiiから、真空移送チャンバ３の低出力真空圧ｐoiにブリッジする。

出力ロードロック装置１oは、圧力差Δp1oを、真空移送チャンバ３の真空圧力ｐ’oiから、出力大気圧ｐooの大気ＡＴooにブリッジする。前記入力雰囲気ＡＴiiは，述べたように、周囲雰囲気である。必須ではないが、ほとんどの場合、真空圧力ｐoiとｐ’oiは少なくとも類似している。

入力コンベア装置（図示せず）が設けられている。この入力コンベア装置は、各単一又は複数の基板キャリア（図示せず）の上で、個々の基板、又は同時に搬送される複数の基板の個々の組を、入力搬送路Ｐiに沿って、真空基板処理装置の真空移送チャンバ３に向けて搬送する。

出力コンベア装置（図示せず）が設けられている。この出力コンベア装置は、各単一又は複数の基板キャリア（図示せず）の上で、個々の基板、又は同時に搬送される複数の基板の個々の組を、出力搬送路Ｐoに沿って、真空移送チャンバ３から搬送する。

これまで述べたように、該装置は既知の装置と一致する。このような既知の装置において、入力ロードロック装置及び出力ロードロック装置は単一のロードロックから構成されている。

本発明によれば、入力ロードロック装置１iおよび出力ロードロック装置１oの少なくとも一方は、それぞれの搬送路Ｐi及び／又はＰoに沿って直列に設けられた少なくとも２つのロードロックを備える。少なくとも２つのロードロックが直列に接続されたその（又はそれらの）ロードロックの配置は、図１において、真空移送チャンバ３と周囲雰囲気の間で相互接続されている。

図１の実施形態によれば、入力ロードロック装置のみが少なくとも２つのロードロック１０ai及び１０biを備えている。ほとんどの場合、入力ロードロック装置１iで圧力差Δp1iをブリッジするのに２つのロードロック１０ai，１０biを設けるだけで充分であり、かつ／又は、同様に、出力ロードロック装置１oで圧力差Δp1oをブリッジするのには、少なくとも２つのロードロックが直列に接続されていれば充分である。

２つ以上のロードロック１０ai，１０bi，…を設けることにより、少なくとも２つのロードロックが直列に設けられていれば、それぞれの全体的な圧力差Δp１i及び／又はΔp１oは、ロードロック固有にブリッジされた圧力差Δp１０ai，Δp１０bi、などに細分化される。

図１及びそれ以降の図では、直列に直接接続された２つのロードロックはそれぞれ、対向する１つのロードロックバルブで示されているが、それらの向かい合うロードロックバルブは、通常、１つの共通バルブ、すなわち直列とされた双方のロードロックに共通のバルブによって実現されることに留意されたい。

装置全体の基板処理能力は、単一の入力ロードロック装置及び／又は出力ロードロック装置を備えた装置の基板処理能力よりも低い必要はない。何故なら、基板処理能力が通常、最長の処理時間でその全体的な処理ステップに適応するマシンクロックによって制御されるからである。ロードロック１０ai，１０bi, …はそれぞれ、実際には、全体の圧力差Δp１i及び／又はΔp１oと比較してより小さい圧力差をブリッジする処理ステップを実行するため、ポンプ１２ai，１２bi，…による各ロードロック１０ai，１０biのポンピング は、ロードロックブリッジングΔp１i及び／又はΔp１oのポンピングよりも短い時間しか要しない。したがって、本発明によるマルチロードの概念が、単一配置のロードロック装置の基板処理能力と比較して基板処理能力を低減することはない。さらに、図１のポンプ１２biのような、それぞれの搬送路Ｐi及び／又はＰoに沿って真空移送チャンバ３の近くに配置された直列のロードロックのポンプは、図１の１２aiのような、真空移送チャンバ３からより離れた直列のロードロックのポンプよりも低い圧力レベルで動作する。

これにより、直列配置された各ロードロック１０ai，１０bi，…に、それぞれの圧力範囲で最適に動作するポンプを使用することができる。

さらに、それぞれの搬送路Ｐi及び／又はＰoに沿って直列配置された少なくとも２つのロードロック１０ai，１０bi，…のそれぞれに必要なことは、直列配列されて真空移送チャンバ３からより離れて隣接するロードロックによってブリッジされる圧力差の低い方の圧力に圧力を均等化されることのみである。図１では、ロードロック１０ｂｉは、ロードロック１０ａｉが作動するより低い圧力に圧力平衡化されるものとされている。均等化される圧力差が小さいため、これはロードロック基板操作バルブ１４のそれぞれを介して行うことができるが、図１の一実施形態では、それぞれの制御バルブ１７を備えたガスフローバイパス１５を介して実行される。該ロードロックの圧力均等化に必要な時間スパンは、単一のロードロックのロードロック装置１i及び／又は１oの圧力均等化と比較して短い。

さらに、搬送路Ｐi及び／又はＰoに沿ってそれぞれの基板キャリア上で共に搬送される基板又は基板の組は、減圧下でより長く留まる。というのは、入力ロードロック装置１i及び／又は出力ロードロック装置１oを通過する時間スパンは、少なくとも２つのロードロックが直列に提供されている場合、複数のマシンクロック、すなわち例えば直列のロードロック毎に１つ、を必要とするからである。これは、真空処理装置の真空移送チャンバ３に入る前に未処理の基板を調整するため、あるいは真空移送チャンバ３を離れる処理済み基板を再調整するために非常に有利であり得る。

図１にさらに示されるように、少なくとも２つのロードロック１０ai，１０biの１つ、すなわち一実施形態では、真空移送チャンバ３により近いロードロック１０biは、基板バッファ１９に動作可能に接続され得る。このような基板バッファは、所定の時に真空移送チャンバ３に供給されかつ例えば各出力ロードロック装置１oを介して除去された貼付け基板を含み得る。

さらに、ロードロック１０ai，１０bi，…は、それらのロードロック機能に対して、基板の冷却、加熱、脱ガスのために機能調整することができ、かつ、追加の基板処理ステーション（図示せず）に動作可能に接続してもよい。

搬送路Ｐi及び／又はＰaのコンベヤ配置は、それぞれの数とされた基板取扱いロボットによって実現される。

一例として：
ＡＴiiは周囲雰囲気であり、かつ例えば２つのみのロードロック１０ai及び１０biが設けられているので、ロードロック１０aiは、例えばベース圧力が０．１～１Ｐａの粗引きポンプであるポンプ１２aiで操作することができる。高真空搬送搬送チャンバ３の直ぐ上流のロードロック１０biは、ベース圧が０．００１Ｐａ未満のターボポンプ１２biによって動作される。これにより、Δp１０aiは１ｅ^５Ｐａの範囲、Δp１０biは１Ｐａの範囲であり得る。

図１を参照して説明した上記概念及び各特徴は、以下に説明するように、該装置のさらなる実施形態についても有効である。

図２は、図１と同様の表現で、本発明による装置の一実施形態を示している。この実施形態では、出力ロードロック装置１oのみに少なくとも２つのロードロック１０ao及び１０boが直列に設けられており、ポンプ１２ao及び１２boをそれぞれ備える。図２の他の参照番号は、図１と同じ構成要素を示す。したがって、この実施形態は、図１の実施形態を理解した当業者には完全に明らかである。

図２の実施形態のように、ＡＴooは周囲雰囲気であり、かつ例えば２つのみのロードロック１０aoと１０boが出力ロードロック装置１oに沿って設けられている。さらに、真空移送チャンバ３は高真空移送チャンバであり、図１に関連して与えられた例は図２の実施形態にも有効であり得る。

図３は、図１及び図２と同様の表現で示す、本発明による装置の一実施形態である。本実施形態では、入力ロードロック装置１i及び出力ロードロック装置１oは、本発明により、それぞれ直列配置された少なくとも２つのロードロック１０ai，１０bi及び１０ao，１０boを備えて実現されている。したがって、図３の実施形態は、図１の実施形態及び図２の実施形態の組み合わせである。雰囲気ＡＴii及びＡＴooはどちらも周囲雰囲気である。２つのロードロックは、それぞれ２つのロードロックを直列に接続するだけで実現されており、真空移送チャンバ３はここでも高真空移送チャンバである。したがって、図１及び図２との関連で説明した例は、図３の実施形態においても実現され得る。

以下に示す実施形態では、ロードロック装置の１つにおける直列配置された少なくとも２つのロードロックのうちの少なくとも１つは、他のロードロック装置のロードロックと共通である。これには、それぞれのポンプを備えた単一のロードロックが、出力ロードロック装置だけでなく入力ロードロック装置にも利用されるという利点がある。上述の１つのロードロック装置の搬送路に沿って見て、特にそのような共通のロードロックが、直列に接続された他のロードロックよりも真空移送チャンバ３に近く、したがってより低圧域で動作するより要件の厳しいポンプが必要となる場合、そのようなポンプの１つを節約し得る。

したがって、直列接続された共通のロードロックは、双方向に作動するロードロックである。

図４は、図１から図３のものと同様の表現で示す一実施形態である。本実施形態では、入力ロードロック装置１iにおける直列配置された少なくとも２つのシリーズ１０ai及び１０biのすべてが、出力ロードロック装置１oにおけ直列配置された少なくとも２つのロードロック１０ao，１０boのすべてと共通である。

図５は、図１～図４のものと同様の表現で示す本発明による装置の一実施形態である。本実施形態では、入力ロードロック装置１iの直列配置された少なくとも２つのロードロック１０ai及び１０biのうち真空移送チャンバ３に近い直列のロードロック１０biが、出力ロードロック装置１oのロードロック１０coと共通である。出力ロードロック装置１oは１つのロードロック、ロードロック１０coのみで構成してもよいことに留意されたい。そのような構成は、例えば、大気ＡＴooが、低圧ステーションの大気、例えば処理済み基板のための真空調整ステーションの大気である場合に使用することができる。

図６は、図１から図５のものと同様の表現で示す一実施形態である。本実施形態では、出力ロードロック装置１oの直列配置された少なくとも２つのロードロック１０ao及び１０boのうち真空移送チャンバ３に近い直列のロードロック１０boが、入力ロードロック装置１iのロードロック１０ciと共通である。入力ロードロック装置１iは１つのロードロック１０ciのみで構成してもよいことに留意されたい。そのような構成は、例えば、大気ＡＴiiが、低圧ステーションの大気、例えば未処理基板のための真空デガッサステーションの大気である場合に使用することができる。

図７は、図１から図６のものと同様の表現で示す一実施形態である。本実施形態では、入力ロードロック装置１iの直列配置された少なくとも２つのロードロック１０ai及び１０biのうち真空移送チャンバ３からより離れたロードロック１０aiが、出力ロードロック装置１oのロードロック１０coと共通である。出力ロードロック装置１oは１つのロードロック１０coのみで構成してもよいことに留意されたい。このような構成は、例えば、真空搬送装置３を備えた該装置内の最後の処理ステップが、入力されたばかりの未処理の基板に対して実行される最初の処理ステップよりも高い圧力で実行される場合に使用することができる。このようなより高圧の処理ステップは、例えば、真空移送チャンバ３を離れる前になされる基板の冷却ステップであり得る。

図８は、図１から図７のものと同様の表現で示す一実施形態である。本実施形態では、出力ロードロック装置１oの直列配列された少なくとも２つのロードロック１０ai及び１０boの真空移送チャンバ３からより離れている直列配列のロードロック１０aoが、入力ロードロック装置１iのロードロック１０ciと共通となっている。入力ロードロック装置１iはロードロック１０ciのみ備えたものであってもよいことに留意されたい。このような構成は、例えば、未処理の基板に対する、真空移送チャンバ３を備えた装置の入力処理ステーションが、その後に基板が出る、真空移送チャンバ３を備えた装置の最後の処理ステーションよりも高い圧力で動作する場合に使用される。入力処理ステーションは、例えば、デガッサステーションであってよい。

図９は、今日実現される実施形態に向けられた実施形態を、図１から図８のものと同様の表現で示したものである。入力ロードロック装置１i及び出力ロードロック装置１oはそれぞれ、直列配列された少なくとも２つのロードロック１０ai，１０bi及び１０ao，１０boをそれぞれ備える。入力搬送路Ｐiに沿って見て、入力ロードロック装置１iのロードロック１０aiよりも真空移送チャンバ３に近い位置にあるロードロック１０biは、出力ロードロック装置１oのロードロック１０boと共通であり、このロードロック１０boは、出力搬送路Ｐoで見て、出力ロードロック装置１oのロードロック１０aoよりも真空移送チャンバ３に近い。

共通の双方向ロードロック１０bi，１０boをポンピングする低圧領域で動作する要件の厳しいポンプ、例えばターボ分子ポンプは１つのみ設けられる一方、共通でないロードロック１０ai及び１０aoは、それぞれの粗引きポンプとして、より高圧で動作する要件の少ないポンプによってポンピングされる。

特に、本発明による装置によって処理される基板が長方形または正方形であり、より一般的には円形ではない場合であって、基板が1つのロードロックから直列配列された次のロードロックに、そして最終的に回転することなく、つまり並進モードで真空移送チャンバ３に、また同真空移送チャンバ３から搬送される場合には、基板の方向の向きを正確に維持することが大幅に簡素化される。

これは、図９による実施形態から出発して、図１０による実施形態によって実現される。図１０は、図１から図９の表現と同様に描いてある。直列配置の非共通ロードロック１０aiに向かい、通過し、かつ直列配置の共通ロードロック１０bi，１０boに入る搬送路Ｐi、及び、直列配置の共通のロードロック１０bi，１０boから直列配置の非共通の１０aoに向かい、通過する搬送路Ｐoは、直線かつ平行、あるいは整列されており、かつ、直列配置の共通のロードロック１０bi，１０boから真空移送チャンバ３に向かう、及び真空移送チャンバ３から延びる共通の双方向搬送路Ｐi, Ｐoに対して直交する。図１０に破線で示される基板２０は、プレート形状であり、図１２の基板２０ａのように平坦であり得るか、または図１２の基板２０ｂによって例示されるように湾曲され得、図１２に示されるように平面軌跡Ｅに沿って延びる。基板２０は、その延長面が搬送路Ｐｉ、Ｐｏ及び共通搬送路Ｐi、Ｐoと並行となるよう配向されており、入力ロードロック装置１ｉへの入力と真空移送チャンバ３への入力との間でも、出力ロードロック装置１oの入出力間でも、回転する必要がない。真空移送チャンバ３が、基板の搬送面に垂直な中心軸Ａの周りに円筒軌跡Ｌを定義する、図１２の平面軌跡Eと一致するか平行となる例えば多角形の外壁を持っている場合、直列配置の１０bi、１０boのロードロックは、直線状の共通搬送路Pi、Poの方向が軸Aに対して放射状になるようにアドレスされた壁に取り付けられる。しばしば、マルチステーションの真空移送チャンバ３は、軸Ａの周りに円筒状の軌跡を定義する壁を備えた受け部を有して構成され、かつ基板は、図１０の軸Ａの周り矢印で示されているように、前記受け部で１つの処理ステーションから次の処理ステーションへ搬送される。

図１１は、今日実施されている本発明による装置の実施形態を、概略的かつ簡略化して示す上面図である。

周囲雰囲気ＡＴii、ＡＴooで動作する1つ以上のロボットを備えたロボット装置３０は、単一のプレート形状の基板、例えば長方形、または通常４００×４００ｍｍから６５０×６５０ｍｍまでの範囲、又はそれ以上の正方形をした基板２０（図１１には示されない）を、マガジン装置３２から、入力スリットバルブ３４を通って、入力ロードロック装置１iのロードロック１０ai内まで扱う。ロードロック１０aiは粗引きポンプ１２aiによってポンピングされる。

共通ロードロック１０ｂｉ、１０ｂｏ内の双方向ロボット３８は、ロードロック１０aiからスリットロックバルブ３６を介して基板を搬送する。スリットロックバルブ３６は、ロードロック１０ai及び共通ロードロック１０bi、１０boに共通である。ロボット３８は、スリットバルブ４０を介して未処理の基板を真空移送チャンバ３にロードし、同様にスリットバルブ４０を介して真空移送チャンバ３から処理済みの基板を取り除く。

共通のロードロック１０bi、１０boで処理された基板は、ロボット３８によってスリットバルブ４２を介してロードロック１０aoに運ばれ、かつ、ロボット装置３０によってロードロック１０aoからスリットバルブ４４を介して、周囲雰囲気ＡＴooのマガジン装置３２に戻される。ロードロック１０aiから共通のロードロック１０bi，１０boへ、かつ後者からロードロック１０aoへと、バルブ制御される圧力等化バイパス１５が設けられている。

ロードロック１０aoは粗引きポンプ１２aoによってポンピングされ、一方、共通ロードロック１０bi、１０boはターボポンプ１２comによってポンピングされる。

ロードロック１０ai及び１０aoには、基板が、周囲圧力からそれぞれプレ真空に、又はその逆に導かれるが、共通のロードロック１０bi，１０boには、基板は、プレ真空から、真空移送チャンバ３内で作動される際の高真空に向かって、またはその逆に導かれる。

真空移送チャンバ３は、軸Ａの周りにグループ化された５つの処理ステーション５０を提供する。高真空ロボット５２は、基板を、スリットバルブ４０から及びスリットバルブ４０に向かって、かつ、１つの処理ステーション５０から他の処理ステーションに供給する。搬送路Ｐi及びＰoと、図１０で説明したように共通の双方向搬送路Ｐi，Ｐoが確立される。

１i 入力ロードロック装置
１o 出力ロードロック装置
３ 真空移送チャンバ
１０ai，１０ao ロードロック
１０bi，１０bo ロードロック
１０ci，１０co ロードロック
１２ai，１２bi ポンプ
１５ 圧力均等化バイパス
１９ 基板バッファ
２０ 基板
３０ ロボット装置
３８ ロボット
４０ スリットバルブ
４４ スリットバルブ
５２ 高真空ロボット
Ｐi、Ｐo 搬送路

Claims (30)

1. 基板真空処理装置であって、
   複数の処理チャンバを提供する真空移送チャンバを備えた、少なくとも一つの基板のための真空処理装置と、
   前記真空移送チャンバへの入力コンベア装置を備えた入力ロードロック装置と、
   前記真空移送チャンバからの出力コンベア装置を備えた出力ロードロック装置と、
   を備え、
   前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置の少なくとも一方は、前記各コンベア装置の搬送路に沿って見た場合に直列配置された少なくとも２つのロードロックを備え、かつ、前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置の少なくとも一方は、周囲雰囲気と前記真空移送チャンバとの間に相互接続されてなる、基板真空処理装置。
2. 前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置がそれぞれ、前記各コンベア装置の前記搬送路に沿って見た場合に直列配置された少なくとも２つのロードロックを備える、請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも前記入力ロードロック装置が、直列配置された少なくとも２つの前記ロードロックを備え、かつ、該入力ロードロック装置の前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは、前記出力ロードロック装置のロードロックではない、請求項１または２に記載の装置。
4. 少なくとも前記出力ロードロック装置が、直列配置された少なくとも２つの前記ロードロックを備え、かつ、該出力ロードロック装置の前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは、前記入力ロードロック装置のロードロックではない、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは、前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置と共通である、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２つのロードロックの共通な前記ロードロックは、前記各コンベア装置の前記搬送路に沿って見た場合に、前記少なくとも２つのロードロックの他方のロードロックよりも前記真空移送チャンバに近い、請求項５に記載の装置。
7. 前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置はそれぞれ、各コンベア装置の搬送路に沿って見た場合に直列配置された少なくとも２つのロードロックを備え、かつ、少なくとも１つのロードロックは前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置に共通であり、前記入力ロードロック装置の前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは前記出力ロードロック装置と共通でなく、前記出力ロードロック装置の前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは前記入力ロードロック装置と共通でなく、かつ、前記少なくとも１つの共通のロードロックは、前記入力コンベア装置及び前記出力コンベア装置の前記搬送路に沿って見た場合に、前記共通でないロードロックよりも前記真空移送チャンバに近く位置している、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 直列配置された前記ロードロックの少なくとも１つは、基板バッファステージに動作可能に接続されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 直列配置された前記ロードロックの少なくとも１つは、追加的に、
   基板処理ステーションに動作可能に接続されている、
   基板バッファに動作可能に接続されている、
   加熱ステーションである、
   冷却ステーションである、
   デガッサステーションである、
   のうちの１つである、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの各々はポンプに動作可能に接続されており、かつ、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つであって、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの他方のものより前記真空移送チャンバに近く位置したものは、直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの他方のものに動作可能に接続された前記ポンプよりも低圧域で動作するよう構成されたポンプに動作可能に接続されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの少なくとも１つは、単一の基板、又は、同時搬送される複数の基板の単一の組を収容するよう構成されてなる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置並びに前記入力コンベア装置及び前記出力コンベア装置は、長方形又は正方形の基板を扱うよう構成されてなる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 長方形の基板の短辺又は正方形の基板の一辺は４００ｍｍ以上又は６００ｍｍより大きい、請求項１２に記載の装置。
14. 前記短辺は最大１１００ｍｍである、請求項１３に記載の装置。
15. 前記長方形の基板又は前記正方形の基板の辺寸法は最大１４００ｍｍである、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記入力コンベア装置及び前記出力コンベア装置は、前記基板を、これら基板の辺に対して専ら直交方向に搬送するよう構成されてなる、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の装置。
17. 前記入力コンベア装置及び前記出力コンベア装置の少なくとも一方は、前記基板を専ら並進モードで搬送するよう構成されてなる、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
18. 直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの１つであって、前記各コンベア装置の搬送路に沿って見た場合に直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの他方のものより前記真空移送チャンバに近いロードロックは、制御されたガスフローバイパスによって前記他方のロードロックに直列に接続されてなる、請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 直列配置された前記少なくとも２つのロードロックの１つに向けられた各コンベア装置の搬送方向、及び 直列配置された前記１つのロードロックからの前記各コンベア装置の搬送方向は互いに直交し、かつ、各コンベア装置は、それら双方の搬送方向に平行な平面軌跡に沿って延びる板状で平坦な又は湾曲した基板を搬送するよう構成されている、請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置。
20. 前記基板は板状で平坦又は湾曲し、かつ平面軌跡に沿って平行に延在し、前記入力コンベア装置及び前記出力コンベア装置は、板状の前記基板を専ら前記平面軌跡に平行な方向に搬送するよう構成されてなる、請求項１から１９のいずれか一項に記載の装置。
21. 前記入力ロードロック装置及び前記出力ロードロック装置は、Ｔ形又はＹ形のフットプリントによって共通に構成され、前記入力ロードロック装置の直列配置の前記少なくとも２つのロードロックにおける、前記Ｔ形又はＹ形の一方の側方アームに沿った少なくとも１つのロードロックと、前記出力ロードロック装置の直列配置の前記少なくとも２つのロードロックにおける、前記Ｔ形又はＹ形の他方の側方アームに沿った少なくとも１つのロードロックと、前記Ｔ形又はＹ形の中央アームに沿って直列配置された少なくとも１つの共通した双方向ロードロックと、を有してなる、請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
22. 前記コンベア装置の各搬送路に沿って見た場合、前記共通のロードロックは、前記側方アームに沿った前記ロードロックよりも前記真空移送チャンバにより近い、請求項２１に記載の装置。
23. 前記真空移送チャンバが受け部を備え、該受け部は円筒軸の周りに円筒軌跡を規定する外壁を有し、かつ、前記中央アームに沿った前記共通のロードロックは、該共通のロードロックを通って前記円筒軸から径方向に延在する前記コンベア装置の前記搬送路によって前記受け部の外壁に設けられている、請求項２１または２２に記載の装置。
24. 直列配置された前記少なくとも２つのロードロックにおけるロードロックであって、各コンベア装置の前記搬送路に沿って見た場合に、直列配列された前記少なくとも２つのロードロックの他方のものよりも前記真空移送チャンバに近いロードロックは、０．００１Ｐａ以下のベース圧を有した高真空ポンプ、好ましくはターボ分子ポンプ、に動作可能に接続されている、請求項１から２３のいずれか一項に記載の装置。
25. 直列配置された前記少なくとも２つのロードロックにおけるロードロックであって、各コンベア装置の前記搬送路に沿って見た場合に、前記少なくとも２つのロードロックの他方のものよりも前記真空移送チャンバから離れたロードロックは、０．１Ｐａから１Ｐａのベース圧を有した粗引きポンプに動作可能に接続されている、請求項１から２４のいずれか一項に記載の装置。
26. 請求項１から２５のいずれか一項に記載の装置による、少なくとも１つの基板の真空処理方法又は少なくとも１つの真空処理基板の製造方法。
27. 少なくとも１つの基板の真空処理方法又は少なくとも１つの真空処理基板の製造方法であって、
    基板を周囲雰囲気から第１ロードロックを介して搬送する工程と、
    次いで、前記基板を、前記第１ロードロックから、少なくとも１つの第２ロードロックを介して搬送する工程と、
    前記基板を、少なくとも１つの第２ロードロックから、複数の真空処理ステーションを提供する真空移送チャンバ内へ搬送する工程と、
    前記真空移送チャンバ内の前記基板を、複数の前記真空処理ステーションの少なくとも１つに向けて搬送する工程と、
    前記少なくとも１つの真空処理ステーションによって前記基板を処理する工程と、
    前記真空移送チャンバから処理済みの前記基板を出力ロードロック装置を介して搬送する工程と、
    を備える方法。
28. 少なくとも１つの基板の真空処理方法又は少なくとも１つの真空処理基板の製造方法であって、
    基板を、入力ロードロック装置を介して、複数の真空処理ステーションを提供する真空移送チャンバ内へ搬送する工程と、
    前記真空移送チャンバ内の前記基板を、複数の前記真空処理ステーションの少なくとも１つに向けて搬送する工程と、
    前記少なくとも１つの真空処理ステーションによって前記基板を処理する工程と、
    前記真空移送チャンバから処理済みの前記基板を少なくとも１つの第２ロードロックを介して搬送する工程と、
    前記基板を、前記少なくとも１つの第２ロードロックから、第１ロードロックを介して周囲雰囲気に搬送する工程と、
    を備える方法。
29. 請求項２７に記載の方法において、処理済みの前記基板を出力ロードロック装置を介して前記真空移送チャンバから搬送する工程が、
    処理済みの前記基板を少なくとも１つの第３ロードロックを介して前記真空移送チャンバから搬送する工程と、
    前記基板を、少なくとも１つの前記第３ロードロックから第４ロードロックを介して周囲雰囲気に搬送する工程と、
    を備える方法。
30. 請求項２９に記載の方法において、前記第２ロードロックを前記第３ロードロックと共通するものとして選択する、方法。

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