JPH11154633A - ワークピースを真空処理するためのプロセス、真空処理システム、および真空処理モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種多様のバッチ処理プロセスまたは処理シ
ーケンスを同じ基本的装置で選択的に構成することを可
能にする、ワークピースの真空処理のためのプロセスお
よび装置を提供する。 【解決手段】 真空処理システムは、少なくとも１つの
真空処理ステーションと、ワークピースの搬送用システ
ムと、プロセスコントローラとを含む。ワークピース
は、真空処理設備内の真空ステーションにおいて、ステ
ーションバッチとしてまとめて処理され、真空ステーシ
ョン間では搬送バッチとして搬送される。ステーション
バッチおよび搬送バッチのサイズおよび幾何学的配列
は、少なくともその一部がプロセスコントローラによっ
て制御可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、請求項１、２、
３または４の包括的な説明に従ったワークピースの真空
処理のためのプロセス、および、請求項１５、１６、１
７または１８の包括的な説明に従った対応するプロセス
機器に関する。

【０００２】以後、複数のワークピースのグループを
「バッチ」と呼ぶ。

【０００３】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】すべ
てのバッチの真空処理を同時に行なうことは、長年知ら
れてきている。伝統的な方法として、バッチを真空チャ
ンバに入れ、真空チャンバを排気してその真空チャンバ
内でバッチの処理を行なう方法がある。処理のプロセス
が終了すると、真空チャンバは通気され、開けられて、
処理が済んだバッチが取除かれた。

【０００４】この方法が利用できるのは、バッチの処理
を連続して行なうことができるプロセスに限られ、その
プロセスは通常、標準的な雰囲気内で行なわれる中間段
階を含む。このことは、一連の真空処理ステップを要
し、そのすべてまたはほとんどにおいて要求される清浄
さの要件を満たさねばならないようなワークピースに対
してはこのようなバッチ処理は利用できないことを意味
する。この種の重要なプロセスシーケンスには、異なる
処理技術が開発されてきている。これは、ワークピース
を真空ロックを通じて装填し、真空ロックから出すこと
なく、ＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＰＶＤ等のす
べての公知の真空工学の例におけるコーティングプロセ
ス、ならびに、エッチングプロセス、洗浄プロセス、加
熱または冷却プロセスのような、一連の処理プロセスス
テップにかけるものである。

【０００５】たとえばＵＳ ５ ３４４ ５４２号から
公知の解決方法は、ワークピースをロードロックホッパ
ステーションから中央に配された真空搬送チャンバを介
して複数の接続された処理ステーションに提供するもの
であり、この目的のために、搬送チャンバ内では、搬送
ロボットが使用される。搬送チャンバを通じた処理ステ
ーション内の個々の処理ステップ間で生じる交互汚染を
最小限に抑えるために、処理ステーションを搬送チャン
バからバルブによって真空隔離することが可能である。
ワークピースは、搬送チャンバを介して所望のプロセス
ステーションへと、個別に搬送される。

【０００６】特定の要件を満たす異なる種類の処理ステ
ーションが上記のような搬送チャンバに配される場合に
は、また異なる要件が生じる結果となる。具体的には、
個々のワークピースが個々の処理ステーションを通じて
移動する際に基準となるタイムシーケンスに関する要
件、および、個々のワークピースが対応する処理ステー
ションにおいて処理される際の処理時間に関する要件で
ある。個々のワークピースに対して目的の処理を柔軟に
行なうことができるように、ＵＳ ５ ３４４５４２号
はまた、ロボット装置をプロセスコントローラと相互作
用させることを提案している。ロボット装置が処理ステ
ーション内で機能する際の基準として必要なタイムシー
ケンスは、このプロセスコントローラにおいて自由に規
定することが可能である。

【０００７】ＵＳ ５ ０１９ ２３３号からはまた、
単一のワークピースに関する処理原理を真空条件の下で
非常に複雑な重要なワークピース処理に、特に、ＵＳ
５３４４ ５４２号に関連して上述したように汚染に対
して非常に弱い処理ステップに、応用することもまた公
知である。しかしながら、ワークピースを入力ロック内
に装填した後にワークピースをまず調整しなくてはなら
ないこと、すなわち、ワークピースが吸収している外部
ガスを後で非常に重要なプロセス内に汚染物質としても
たらすことのないように、ガスを抜かなければならない
ことは認識されている。ＵＳ ５ ０１９ ２３３号に
従ってこの必要なワークピースの調整を、それらを真空
ロックを通じて装填する際に行なう場合には、比較的長
い調整時間が必要となる。このため、真空ロックはプロ
セスシーケンスの中で最も時間のかかる部材となり、こ
れは、対応する処理プラントのスループットを大きく制
限することになる。

【０００８】上記の問題は、２つのロードロックを並行
に動作することによって解決される。ワークピースのバ
ッチは第１のロードロック内に搬送され、そこで調整さ
れて、その後、第２の真空ロックに転送される。第２の
真空ロックから一度に１つずつ、ワークピースが中央の
搬送チャンバを介して適切な処理ステーションへと配送
されるが、その順序もまたユーザによって選択が可能で
ある。このとき既に、次のバッチが第１の真空ロック内
に装填され、調整される。処理ステーション内でのこの
ような非常に繊細なプロセスステップを配列するのに、
上述の単一のワークピースのための処理プロセスがやは
り利用される。真空ロックを通じて装填し、調整付け、
取出す際にのみ、ワークピースはバッチにまとめられ
る。

【０００９】ＥＰ ０ ６０８ ６２０号に従って、同
様の手順が用いられる。ここでもやはり基本的には、ワ
ークピースは個々の、重要な真空処理ステップの複雑な
シーケンスにかけられる。この場合にもまた、ワークピ
ースをバッチモードで真空ロックを通じて出し入れし、
かつ、ワークピースを個別に種々の処理ステップにかけ
るという上述の概念がやはり維持されている。

【００１０】その特許出願に従って、薄いガラス基板の
処理が行なわれる。もしそのような基板が急激な温度変
化にさらされた場合には、ガラスが割れてしまうという
深刻な問題が存在すると考えられる。しかし、もしガラ
ス基板を単一のワークピースを処理する方法で個別に徐
々に加熱および冷却するとすれば、ＵＳ ５ ０１９２
３３号において既に述べたように、全体的なシステムの
スループットは大いに損なわれることになる。ＵＳ ５
０１９ ２３３号の場合と同様にここでもやはり、プ
ロセスシーケンスにおいて最も時間のかかるステップ、
すなわち、徐々に加熱および冷却するステップは、やは
りバッチモードで行なわれる。また、これらは比較的重
要ではないプロセスステップである。さらにこの出願に
従って、ワークピースのバッチは真空ロックを通じて装
填され、装填されたバッチはその後、バッチとして加熱
ステーション内でゆっくりと加熱される。しかしなが
ら、ワークピースはその後、個別に種々の処理ステーシ
ョンへと搬送され、その後、出口チャンバにおいてバッ
チとして集められて、出口チャンバにおいて徐々に冷却
された後に大気中に取出される。

【００１１】理解されるように、プロセスステップの複
雑なシーケンスを必要とする各ワークピースを個別に、
すなわち、一度に１つずつ処理するという概念が、体系
的に採用された。その主要な理由の１つは、やはり、複
雑なプロセスステップのシーケンスには、また、処理さ
れるワークピースが比較的コストの高いものである場合
には、プロセスを通じて制御を十分に行なうために、か
つ、プロセスシーケンスを制御し、監視しおよび再生す
るために、ならびに、プロセスに欠陥があった場合にワ
ークピースへのダメージを制限するためには、ワークピ
ースを個別に処理する方法のみが好適である、という考
えが優勢であったためである。

【００１２】知る限りにおいて、そのように非常に繊細
なワークピースの処理プロセスにおいても、ワークピー
スがバッチモードで真空ロックを通じて出し入れされる
のみではなく、バッチとして中央の搬送チャンバにも配
されて、そこからバッチとして種々の処理ステーション
へと配されかつそこで処理されるべきであることを提案
した最初の出願は、ＤＥ−ＯＳ ４４ １２ ９０２号
であった。スループットをさらに増すためには、複数の
同一のまたは同一に動作する処理ステーションが、並行
に動作される。

【００１３】

【発明の概要】本発明は、第１の局面においては最後に
説明した種類のシステムまたはプロセスと相似である。
上述のように、ワークピースはバッチモードで真空ロッ
クを通じて出し入れされ、搬送され、かつ、複数の同一
の処理ステーションへと並行に配される。本発明の目的
は、この方法を異なるプロセスシーケンスに対して高い
レベルで柔軟に適用できるようにすることであり、その
際、上述のワークピース処理における高い生産レートを
維持することである。これは、所望の柔軟性の枠組の中
で非常に重要かつ多様なプロセスステップを複雑なシー
ケンスで行なわなければならないような状況にも当ては
まるものである。

【００１４】ワークピースをバッチモードで表面処理、
すなわちコーティングまたは腐食する場合に少なくとも
１つの真空ステーションが利用可能である場合、これは
プロセスコントローラによって達成され、その際、ワー
クピースを対応の真空ステーションから出し入れするタ
イミングは、プロセスコントローラによって自由に規定
することが可能である。

【００１５】このことは、ワークピースのバッチ処理
は、柔軟に選択可能な、難しいプロセスステップをもっ
てしても、効率的に実行することができない、という優
勢な意見を打ち破るものである。この発明によっては、
ワークピースのバッチ処理は、非常に複雑な処理プロセ
スシーケンスのために処理ステップのシーケンスを規定
できるようにすることによって追求される。

【００１６】請求項１および請求項１５に記載の本発明
に従ったプロセスおよび対応するプロセス機器は、それ
ぞれ、ユーザの仕様に従って、または、個々の生産シリ
ーズの要件にさえも従って、多種多様なバッチ処理プロ
セスまたは処理シーケンスを同じ基本的な機器によって
選択的に構成することを可能にする。同じ基本的バッチ
構成を使用し、結果として高いスループットが得ながら
も、単一のワークピース処理システムにおいてのみ知ら
れていた構成の柔軟性の利点を達成することが可能であ
り、かつしたがって、過去においては単一のワークピー
ス処理のみに当てはまる領域であったプロセスステップ
を、特に、バッチモードによるプロセスステップシーケ
ンスを、実現することが可能となる。

【００１７】全く同じシステムで上述の応用の柔軟性が
与えられたとして、この発明の第２の局面は、以下の洞
察に基づくものである。すなわち：１つの処理システム
に２つ以上の真空ステーションが設置され、それらのス
テーション内にワークピースが前述の概念に従ってバッ
チとして装填される場合、１または他の設置された真空
ステーション上のバッチサイズは、その種類および実現
の努力に応じて、別の真空ステーション上のバッチサイ
ズよりも小さくなくてはならないという状況が起こり得
る。

【００１８】このことに関して、ＵＳ ５ ５９０ ９
９４号を参照することができる。この特許出願から公知
のシステムにおいては、この意味での第１の真空ステー
ションはワークピースのバッチを保持する搬送用円形コ
ンベヤを備える搬送ステーションである。ワークピース
は搬送用円形コンベヤバッチから後続の搬送ロボット
に、それから単一のワークピースモードで個々の処理ス
テーションへと供給されるが、それらが搬送用円形コン
ベヤから搬送ロボットに転送されるまでは、それらは前
者によって大きい調整用チャンバ内に保持される。そこ
では、上述の搬送チャンバよりもはるかに大きいワーク
ピースバッチが収容される。調整用チャンバは循環式に
動作する。すなわち、上記搬送チャンバからワークピー
スが調整用チャンバ内に挿入され、同時に、先に調整さ
れたワークピースが取出される。これは、上述の特許出
願においても既に、異なるサイズのバッチを収容するバ
ッチモード真空ステーションを使用することが非常に有
利であり得るということが認識されていたことを示す。
しかし前述のように、その処理および異なるバッチサイ
ズの２つの真空ステーション間の搬送は、単一のワーク
ピースモードで行なわれる。

【００１９】本発明のシステムの目的は、この第２の局
面に従って、異なるバッチサイズのために常に少なくも
２つの真空ステーションが設けられる上述の種類のプロ
セスを修正することにより、公知のシステムにおいて実
現されている単一のワークピース転送および処理プロセ
スで得られたよりもより高い全体のシステムのスループ
ットを達成することである。これは、請求項２に記載の
プロセスおよび請求項１６に記載の機器を使用して、異
なるバッチサイズを収容するステーションへのおよび／
またはそれからの搬送をバッチモードで実現することに
よって、すなわち、一度に１つのワークピースを上記ス
テーションから出し入れするのではなく、複数のワーク
ピース、すなわち搬送バッチを同時に搬送することによ
って、達成される。

【００２０】このことは、バッチ処理の原理に未だ体系
的に従いながらも、設置された真空ステーションの種類
に応じて、異なるバッチサイズを処理することのできる
可能性を維持するものである。この方法により、たとえ
ば、真空ロックとして設計される真空ステーションを、
非常に大きいバッチのために設計することが可能とな
り、搬送ロボットは、その真空ロックバッチから小さめ
のバッチをいわば一部分として取除きかつそれを対応の
処理ステーションに搬送する。この処理ステーション
は、真空ロックバッチのすべてのワークピースを同時に
処理することができないように設計されなければならな
い。

【００２１】後に説明するように、この発明のさらなる
ステップは、搬送されたバッチの各々のサイズもまたプ
ロセス制御の下、変化させることである。これは、異な
るバッチサイズを収容する複数の真空ステーションを有
するシステムにおいて、全体のプロセスシーケンスを最
適化する可能性を与えるものであり、すなわち、特定の
宛先バッチへの搬送がそれから行なわれなければならな
いバッチソースの関数として最適化することを可能にす
るものである。この発明のこの局面においては、選択的
に、「バッチサイズ１」および結果としての単一のワー
クピースモードもまた制御可能であるが、これは、請求
項３および請求項１７にそれぞれ記載されている。

【００２２】この第３の局面に従って、最適なスループ
ットと合わせて最大限の応用の柔軟性を達成することを
目的とする本発明は、たとえば、ＵＳ ５ ５９０ ９
９４号に基づいて、以下のことを承知している。すなわ
ち、異なるバッチサイズの真空ステーションにおいて、
そのような異なるバッチサイズを有する少なくとも２つ
の真空ステーションを設けることが可能であるが、それ
らの真空ステーションに全く同じ搬送バッチサイズでバ
ッチを出し入れすることは最適ではない。たとえば、装
填されるべき１つの真空ステーションが９のバッチサイ
ズのために設計され、かつ、第２のステーションがバッ
チサイズ１０のために設計されている場合、３であれ５
であれ全く同じ搬送バッチサイズがそれら両方のステー
ションに固定して使用されることが好適ではないことは
明らかである。この局面に従って、この発明は請求項３
の文面に従って、ワークピースがバッチとして収容され
る少なくとも２つの真空ステーションを含むワークピー
ス処理プロセスにおいて、それらの真空ステーションか
らワークピースをバッチで出し入れすること、そのサイ
ズを制御することが可能であることを提案する。もしこ
れら２つのステーションがたとえば同じ搬送ロボットに
よって供給される場合、たとえば、その後者のために、
ロボットによって取上げられるワークピースの数を各動
作サイクルにおいて制御できるようにする手段を設ける
ことが提案される。

【００２３】この局面に従って設計されたシステムを請
求項１７に記載する。ここで好ましくはまた、搬送バッ
チサイズシーケンスはプロセスコントローラによって自
由に規定することが可能であり、または、そのようなコ
ントローラによって、ステーションバッチサイズおよび
プロセスステップシーケンス等のパラメータに基づいて
最適化される。

【００２４】上述のように、必要とあらば、搬送バッチ
サイズを単一のワークピースに減じることも可能であ
る。

【００２５】この発明の第４の局面に従って、全く同じ
基本的装置構成が種々の全体構成を構築するのに使用さ
れる場合、第３の局面において述べたように、真空ステ
ーションもまた異なるバッチサイズのために設計するこ
とが可能であることにも着目せねばならないことは理解
されるであろう。請求項４および請求項１８の文面に従
って、ステーションバッチのワークピースの数は、プロ
セスコントローラによって自由に規定することが可能で
あることが提案される。たとえば、もし１０のバッチサ
イズを有する真空ステーションが搬送チャンバの作業開
口部のうちの１つに設置され、かつ、別の作業開口部に
５のステーションバッチサイズを有する真空ステーショ
ンが設置される場合、これは、本発明に従って容易に適
応させることが可能である。ここで、プロセスコントロ
ーラに対応の作業開口部において期待されるステーショ
ンバッチサイズに関する情報が事例ごとに与えられ、そ
れにより、コントローラは最適な搬送バッチサイズを固
定数または変数のいずれかで計算することができる。

【００２６】このプロセスに関するすべての局面に従っ
た本発明の別の好ましい設計例を、請求項５から請求項
１４に記載する。また、本発明に従った装置の好ましい
設計例を、請求項１９から請求項２５に記載する。

【００２７】好ましくは、設置される真空ステーション
のうち少なくともいくつかは互いに真空隔離され、必要
であれば、個々のプロセスステップが他のステップによ
って汚染される可能性を排除するようにされる。

【００２８】本発明に従ったプロセスおよび対応の装置
は、特に、平らなワークピースディスク、具体的には半
導体ウェハ、メモリディスク、動きのあるディスプレイ
のための基板、基本的に２次元の平らなおよび３次元の
ワークピース、等を処理するのに特に好適である。３次
元のワークピースには、たとえば、機械の構成部品、ツ
ール、特に金属切断および整形のための、たとえば、摩
耗保護コーティングを配するためのツールを含む。

【００２９】以下に、この発明をそのすべての局面に従
って、例示の目的のための添付の図面を参照して説明す
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】概略的シーケンス図である図１
に、本発明の第１の局面に従った第１の手順の原理を示
す。

【００３１】ワークピースのための複雑な真空処理プロ
セスを図１にサブプロセスブロック１内にまとめる。こ
のプロセスにおいて既に、搬送および真空ロックを通じ
た出し入れ等の処理ステップ、ならびに、ＣＶＤ、ＰＥ
ＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＰＶＤ等の処理を、ここでは問題
にしないある順序で行なうことが可能である。全体のプ
ロセスに付加される少なくとも一部分が、少なくとも２
つの概略的に示された真空処理ステーション３ａおよび
３ｂにおいて行なわれる。この真空処理ステーションは
たとえばＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＰＶＤのコ
ーティングステーション、エッチングステーション、洗
浄ステーション等であり得るが、処理ステーション３ａ
および３ｂは双方とも、１つのステーションワークピー
スバッチ５ａまたは５ｂを受入れるよう設計されてい
る。サブプロセス１と真空ステーション３ａとの間には
搬送Ｔ_13a が行なわれ、逆に、ステーション３ａから残
りのプロセス１への搬送Ｔ_3a1 が行なわれる。残りのプ
ロセス１と処理ステーション３ｂとの間の搬送も同様で
ある。処理ステーション３ａと３ｂとの間の搬送はいず
れも、図１に示すように、サブプロセス１内で行なわれ
る。

【００３２】この発明に従えば、プロセス制御７が設け
られ、それによって搬送動作のタイムシーケンスが少な
くとも、サブプロセス１と好ましくは少なくとも２つの
バッチ処理ステーション３ａ、３ｂとの間で制御され
る。これを概略的にプロセスコントローラを表わすブロ
ック７によってＴ_xy（ｔ）で示す。上述のタイミングシ
ーケンスＴ_xy（ｔ）は自由に規定することが可能である
ため、全体のプロセス内で処理ステーション３ａおよび
３ｂからワークピースを出し入れする時間を、用途によ
って適宜、選択することが可能である。

【００３３】後に説明するように、出し入れのプロセス
自体は、好ましくはステーション３ａ、３ｂにおいて
も、バッチ、すなわちステーションバッチサイズと同じ
サイズであるかまたは異なるサイズを有する搬送バッチ
として行なうことが可能であり、または、単一のワーク
ピース搬送モードで、たとえば、単一のワークピースを
対応するステーション３内に高速シーケンスで装填し、
かつ好ましくは連続してバッチ５ａ、５ｂの１つを組立
てることによって、行なうことが可能である。ワークピ
ースは、ホルダまたはマガジンのいずれかによってまと
めて搬送することが可能である。これは特に、搬送ワー
クピースバッチを規定するキャリアマガジンによるバッ
チ搬送の場合に当てはまる。このときマガジンは、処理
されるべきワークピースの幾何学的配列に従って設計さ
れる。

【００３４】上述のように、シーケンスの制御は、処理
ステーション３ａ、３ｂまたはその他に対するシーケン
スの仕様に加えて、サブプロセス１および特に示さない
他の真空ステーションにおいて、適宜、自由に規定する
ことができる。

【００３５】もちろん、好ましくは３個以上の真空ステ
ーションが設けられ、それらのステーションのバッチサ
イズは自由に規定することが可能であり、および／また
はそれらの搬送バッチサイズは変数または固定値として
特定することができる。完全なプロセス内には、単一の
ワークピースモードでのみ動作可能なものおよび／また
は真空ステーションの上流または下流に配された通常の
雰囲気で動作するステーションもまた存在し得る。単一
のワークピースを扱うステーションが存在する場合に
は、そのような単一のワークピース用ステーションを並
行に動作させることによって、所望の高いスループット
を実現することが可能となる。

【００３６】図１に「ＩＮ」および「ＯＵＴ」と示した
ような、全体の真空処理設備へのワークピースの出し入
れは、好ましくは、ワークピースのバッチを出し入れす
ることによって行なわれる。これにより、それぞれのバ
ッチを周囲大気から、たとえば入力搬送マガジンから入
力ロードロックを介して真空設備に搬送するか、また
は、真空設備から出力ロードロックを介して最終的に周
囲大気内の受取マガジンへと搬送する入出力ハンドラ
は、たとえばマガジン内の入出力バッチのワークピース
の数を、真空設備内で取扱われるバッチのワークピース
の数と、柔軟に調和させることが可能となる。さらに、
このようなハンドラは、たとえば入出力マガジンのワー
クピースのパイルのピッチ等のワークピースの幾何学的
配列を、たとえば真空設備内で取扱われるバッチのピッ
チ等のワークピース配列と、調和させることができる。
したがって、たとえば、入出力ハンドラは、マガジンス
テープル内のワークピースの互いの距離、すなわち、周
囲環境内のマガジンのピッチを、真空設備内で処理され
るバッチステープルのピッチに適合させることができ
る。これにより、本発明に従った全く同一の真空設備を
使用して、異なる数のワークピースおよび／または配列
の異なるワークピースを有するバッチマガジン内でその
ような設備から出し入れされるワークピースを、処理す
ることが可能となる。

【００３７】図１と同様に、図２はこの発明に従った、
第２の局面による手順を示す。ブロック１はやはり、全
体のプロセスのうち一部を示すが、これは現時点におい
てはすぐに問題となる部分ではない。また、周囲環境内
で動作され、かつたとえば入出力ワークピースマガジン
を含む、入力ステーションおよび出力ステーション、な
らびに、そのような周囲環境で動作する入出力チャンバ
と真空設備との間のそれぞれのロードロックチャンバに
加えて、洗浄ステーション、エッチングステーション、
コーティングステーション、および特に、ＣＶＤ、ＰＥ
ＣＶＤ、ＬＰＣＶＤおよびＰＶＤステーション等の真空
ステーションが、このブロック１に設けられる。これら
は、搬送ステーション内の対応する搬送装置によって供
給される。図２のステーション３０ａ、３０ｂは、すべ
て、これらの種類のステーションであってよい。すなわ
ち、周囲大気中で動作して入力および／または出力ワー
クピースマガジンを受取る出し入れステーションであっ
てもよく、周囲大気中の入出力ステーションを全体の真
空処理設備の真空ステーションと相互接続するロードロ
ックステーションであってもよい。さらに、洗浄ステー
ション、エッチングステーション、コーティングステー
ションまたは搬送ステーション等の、真空ステーション
であってもよい。真空ステーション３０ａおよび３０ｂ
は双方とも、それぞれ異なるサイズｎ_a またはｎ_b を有
する、ステーションバッチ５０ａ、５０ｂをそれぞれ収
容するように設計されている。ワークピースはステーシ
ョン３０と真空サブプロセス１との間で、それぞれ、搬
送バッチＢ_a1、Ｂ_a2、またはＢ _b1、Ｂ_b2によって、搬送
される。ステーション３０ａ、３０ｂ内のバッチサイズ
がたとえばステーションの種類に従って異なったとして
も、少なくとも対象となるステーションおよびサブプロ
セス１に関しては、真のバッチ動作および結果として高
いスループットを達成することができるという効果が得
られる。図２に示した一般的な状況においては、ステー
ションバッチサイズｎ_a およびｎ_b は適宜変化させるこ
とができ、また、搬送バッチＢ_a1、Ｂ_a2およびＢ_b1、Ｂ
_b2もまた適宜変化させることが可能であるが、この状況
においては、ステーションバッチサイズに従って、サブ
プロセス１内には１または２のバッファステーションを
設ける必要がある。これを図２のステーション３０ａか
らバッチ５０ａを搬送するという例によって説明する
と、以下のとおりとなる： ａ） ｎ_a ＝３．５・ｎ_b ｂ） ｎ_a ＝３・ｎ_b ｃ） ｎ_a ＝２・ｎ_b 。

【００３８】ここで「測定の単位」Ｂ_a2を使用して、以
下の式が得られる： ａ₁ ） Ｂ_b1＝３／７・Ｂ_a2 ｂ₁ ） ｎ_b ＝６／７・Ｂ_a2 ｃ₁ ） ｎ_a ＝３・Ｂ_a2。

【００３９】図３は、サブプロセス１上のバッファステ
ーション３２に、図１に従ってステーション３０ａによ
ってバッチサイズＢ_a2でバッチが装填され、そこから、
複数のステーション３０ｂに搬送バッチサイズＢ_b1でバ
ッチが装填される様子を示す。以下の表は一例として、
測定の単位Ｂ_a2を基準として、どのようなバッチサイズ
でバッチが蓄えられるかを、ステップごとに示したもの
である。

【００４０】

【表１】

【００４１】上の表から、１７個の搬送ステップの後に
３つのステーション３０ｂが満杯となり、搬送バッチサ
イズＢ_a2である３／７がバッファステーション内に残る
ことがわかる。ステーション３０ａからステーション３
０ｂへの搬送をもう一度行なったときのみ、バッファス
テーション３２は図３に示すように再び空になる。すな
わち、ステーション３０ａから２つのステーションバッ
チ５０ａがステーション３０ｂのための７つのバッチ５
０ｂに搬送されてしまって初めて空になる。ここでは宛
先ステーションであるとみなされるステーション３０ｂ
内のワークピースが、その間にも処理時間に応じて、前
方へ搬送される可能性があることは明らかである。この
ことは、上の表に従ってプロセスを制御するには、プロ
セスを全体として考慮せねばならず、また、必要な搬送
ステップおよびそれらのタイムシーケンスを最適化する
必要があることを意味する。

【００４２】もちろん、搬送バッチサイズを均一にした
場合、すなわち、図２に従えば Ｂ_a1＝Ｂ_a2＝Ｂ_b2＝Ｂ_b1 と選択した場合には、状況は遙に簡単となるが、スルー
プットは必ずしも最適化されない。この場合、ステーシ
ョンバッチサイズは、搬送バッチサイズの整数の倍数に
することが好ましい。

【００４３】この発明において目的とされる、機器の構
成に関する柔軟性のフレームワーク内で、また特に、ワ
ークピースがバッチモードで蓄えられる処理ステーショ
ン間のワークピースの搬送を搬送バッチによって行なう
という本発明の概念に従った場合、異なるバッチサイズ
のステーションを有するより複雑なシステム構成におい
ては、すべてのステーションに好適である最適かつ一般
的に適用可能な搬送バッチサイズを見つけることは不可
能であると考えられる。このことは、構成されたすべて
の真空ステーションまたはそれらのステーションのうち
いくつかが、バッチを複数のステーションから異なるス
テーションバッチサイズで出し入れするロボットを有す
る中央の搬送ステーションのまわりに集められている場
合に、特に問題である。この局面を包含しかつ高い柔軟
性を達成するために、またさらに、搬送バッチによって
搬送が行なわれる際のプロセスシーケンスの最適化のた
めには、搬送バッチサイズを制御可能にするという本発
明の一局面が提案される。これを、概略的に、図４を参
照して説明する。

【００４４】図４に従って、示されている真空処理シス
テムが概略的に示された搬送ロボット４２を有する搬送
チャンバ４０を含むものと仮定する。図に示すように、
搬送チャンバ４０には複数のステーション４３ａ〜４３
ｃが接続されている。これらのステーション４３ａ〜４
３ｃは、それぞれの入出力マガジン内のワークピースバ
ッチのための入出力ステーション等の周囲大気中で動作
するステーションであってもよく、また特に、ロードロ
ックステーションまたは真空処理もしくは搬送ステーシ
ョンのいずれかの種類の真空ステーションであってもよ
い。図示したステーション４３_x は特に真空ステーショ
ンであるが、これらはそれぞれ異なるバッチサイズ
ｎ_a 、ｎ_b およびｎ_c のステーションバッチを収容する
よう設計されている。ワークピースは真空ステーション
４３間でバッチモードで搬送される。すなわち、ロボッ
ト４２は真空ステーションの１つにおいて１個のワーク
ピースバッチＢ_T を取上げて、それを他のステーション
のうちの１つに供給することができる。受入側のステー
ション４３における容量の変化に最適に対応できるよう
に、搬送バッチサイズは図４に概略的に示したプロセス
コントローラによって変更される。これにより、たとえ
ば、ステーション４３ｃ内の大きいバッチｎ_c から、ｎ
_b のサイズのバッチをステーション４３ｂに、および、
バッチサイズｎ_aに対応するバッチをステーション４３
ａに、破線で示すように供給することができるようにな
る。提案されたシステムはその基本的な構成において、
数に関する適用要件に柔軟に対応することが可能である
ため、設置されるステーション、特に真空ステーション
の種類および設計、ならびに、対応のステーションを構
成するステーションバッチサイズを、全体のプロセスに
割当てられるプロセス制御４７によって自由に規定する
ことが可能である。ここで、ステーションバッチサイズ
とは、図２または図４に従った変数ｎ_a 、ｎ_b 、および
／または搬送バッチサイズＢ_T 、すなわち図２に従え
ば、Ｂ_a1、Ｂ_a2であって、システムの動作中、固定され
ているかまたは制御可能な値である。この目的のため
に、図２はプロセス制御２７を含み、これにより、ステ
ーション３０が従うタイムシーケンスＴ、および／また
は提供されるべきステーションのステーションバッチサ
イズｎ、および／または提供されるべきステーション間
の搬送バッチサイズＢが、自由にプログラム可能であ
る。図４に示したプロセス制御４７によって、ステーシ
ョン４３の処理シーケンスＴ、および／またはそれらの
ステーションバッチサイズｎ、および／または制御され
るべき搬送バッチサイズＢ_T が、構成される全体のシス
テムに従って、自由に規定することができる。

【００４５】以上に、図１から図４によって、この発明
に従ったプロセスに関してこの発明に従った基本的な原
理を説明した。これにより、当業者は当該技術の枠組内
でこの概念を、特にプロセス制御に関して、容易に理解
することが可能であろう。付加的な図面においては、簡
素化されかつ部分的に図解した形で、システムの数例を
示す。その中で、上述のプロセスの原理が、個別にまた
は何らかの組合せで実現される。

【００４６】図５は、この発明に従った以下の基本的な
原理が実現される線形システムを概略的に示す： −ワークピースをバッチ処理ステーションに供給するタ
イムシーケンスＴは、プロセスコントローラによって自
由に規定することができる； −ステーションには異なるサイズのステーションバッチ
が提供され、これらのステーション間の搬送は搬送バッ
チＢ_T で行なわれる。このようなステーションは、たと
えばバッチを真空設備からそれぞれのロードロックチャ
ンバで出し入れするための入出力ステーション等の、周
囲大気で動作するステーションであるかまたは、特に真
空で動作するステーションであってもよい； −搬送バッチのサイズは制御可能である； −提供されるべきステーションのステーションバッチサ
イズに対応するワークピースの数は、プロセスコントロ
ーラによって自由に規定することが可能である； −１または複数の搬送バッチサイズまたはそれらのタイ
ムシーケンスもまた、プロセスコントローラによって自
由に規定することが可能である。

【００４７】さらに、この発明に従った個々の原理のみ
がまたはそれらの原理の組合せが、上述の線形システム
においてはもちろん実現することが可能である。これ
を、図５を参照して以下に説明する。

【００４８】図５に概略的に示したシステムの基本構成
は、駆動ユニット５３および対応する制御入力Ｓ₅₃で駆
動される往復リニアコンベヤ５１を含む。ＧＦとして破
線で提案される基本的なシステム構成はまた、搬送チャ
ンバ５５を含み、その一方の境界壁部５７が示される。
その壁部５７には、ステーション、特に真空ステーショ
ンを配するための適切な作業開口部５９が設けられる。
作業開口部５９は搬送チャンバ５５における搬送装置の
一部であるが、その少なくともいくつかはプッシュロッ
ド装置６１ａおよび６１ｂにそれぞれ割当てられる。

【００４９】搬送プッシュロッドユニット６１は、互い
に独立して伸び縮みすることが可能な横搬送プッシュロ
ッド６３を含む。プッシュロッド装置６１上で伸び縮み
させるプッシュロッド６３を制御するために、かつ、そ
のような動きを生じさせるタイムシーケンスを制御する
ために、装置６１はそれぞれの制御入力Ｓ_61a およびＳ
_61b で概略的に示すように、制御が可能である。

【００５０】用途に応じてまたワークピースの処理ステ
ップの所定のシーケンスに応じて、必要とされるステー
ション６５ａ、６５ｂが適宜、システムＧＦの基本構成
の開口部５９に配される。必要でない開口部はカバーで
封印される（図示せず）。たとえば、ステーション６５
ａはＣＶＤコーティングステーション、または、それぞ
れの周囲大気で動作する入出力ステーションに対応づけ
られた入出力ロードロックステーションであり得る。こ
れに対し、ステーション６５ｂはたとえば、スパッタエ
ッチングステーションであり得る。ステーション６５ａ
は、たとえばＣＶＤコーティングステーションとして設
計されている場合には、図に例示したようにまた１次元
でのみ示されるように、サイズｎ_a のステーションバッ
チのバッチ処理が可能である。ここで、ｎ_a はたとえば
４個のワークピース６７であり得る。ステーション６５
ｂは、たとえばスパッタエッチングステーションとして
設計されている場合には、たとえばスパッタエッチング
プロセスの有効な分布領域が限られているため、ステー
ション６５ｂはたとえばより小さく、１次元で示されて
いるように、たとえば２個のワークピースを含む、ｎ_b
個のワークピースを有する１つのステーションバッチを
処理するよう設計される。リニアコンベヤ５１は、プッ
シュロッド６３がそれを通じて横切るように延びること
を可能にし、それにより、そのコンベヤが搬送するワー
クピース６７を、作業開口部５９またはそれに配された
ステーションへと持ち上げるかまたはそれから引抜くこ
とができるようになり、また、それらを処理の期間中、
処理位置に保持して、リニアコンベヤ５１の往復運動を
妨げることがないようにすることができる。

【００５１】基本構成ＧＦは、プロセス制御ユニット６
９を備え、そのユニット６９において、所望の搬送バッ
チサイズＢ_T を自由に規定することができ、加えて、ス
テーションバッチサイズｎに基づいてリニアコンベヤ５
１の所望の動作シーケンスＴを自由に規定することがで
きる。もちろん、全体のプロセス制御が非常に限定され
たものとなることのないように、必要な数の変数のみが
入力される。

【００５２】容易に理解され得るように、このようなシ
ステム構成は、非常に柔軟にかつ多岐にわたる要件を満
たすように設計されることが可能であり、搬送シーケン
スおよび／または搬送バッチサイズを適合させることに
よって、提供されるステーションにはそれぞれ異なるバ
ッチサイズｎを適用することが可能である。

【００５３】以上の説明から、当業者には多数の変形が
可能であることは明らかである。たとえば、図示した搬
送プッシュロッド装置６１のうち１つのみを実現し、し
かも、プッシュロッドにスイッチ制御される電源段およ
びリニアコンベヤ５１とは独立して動くようにするドラ
イブを設けることが可能である。ワークピースまたはワ
ークピースのバッチが対応するステーションにおいて処
理位置に到達した時点で、それらワークピースまたはワ
ークピースのバッチがプッシュロッド装置６１の動作と
は無関係に、実際に後の時点において動作するプッシュ
ロッド装置６１によって完全なバッチとしてまたはより
小さい搬送バッチの形で「部分」として再び持ち上げら
れるまで、その処理位置に保たれることが重要である。
図５に示した線形システムの別の実現例においては、プ
ッシュロッド装置６１はリニアコンベヤ５１ではなく開
口部５９に沿って直線的に移動し、必要とされるステー
ションバッチサイズに従って、規定可能なバッチサイズ
でそれらの開口部を操作する。

【００５４】図６および図７に、この発明に従った別の
システムを示す。そのシステムとはこの場合、循環シス
テムである。後に説明するように、上述の基本原理のす
べてをここでもまた個別にまたは所望の組合せで実現す
ることが可能である。このシステムの基本構成は特に図
６に示すが、これは搬送ロボット７２が中に設けられる
搬送チャンバ７０を含む。搬送チャンバ７０は、その軸
Ａ₇₂のまわりで、制御可能な角度でモータによって回転
させることが可能であり、その目的のために、制御入力
Ｓ₇₄が図７に示すように、回転ドライブ７４上に提供さ
れる。

【００５５】ワークピースホルダ８０から作られた２つ
以上のバッチキャリア７６が、回転の軸Ａ₇₂またはキャ
リア７５のまわりに放射状に配置される。図７に示すよ
うに、第１のバッチキャリア７６ａは３個のワークピー
ス７７のバッチを収納する容量を有する。キャリア７５
に対して、バッチキャリア７６ａはたとえば、図７に両
方向を指す矢印Ｒで示すように、封止されたリニアドラ
イブ７８ａＲによって、放射状に伸び縮みさせることが
可能である。第２のバッチキャリア７６ｂは、４つのワ
ークピースからなる１つのバッチを収容し、やはり、封
止されたドライブ７８ｂによって放射状に伸び縮みさせ
ることが可能である。これは、支持部７４上に角度をな
してジグザグに装着することができるが、封止されたド
ライブ７８のストロークによってはこれは必須ではな
い。図示した例においては、第３のバッチキャリア７６
ｃが支持部７４上に装着されているが、これはやはり選
択的に、角度をなしてジグザグ状に装着される。

【００５６】図７に概略的に示すように、制御入力Ｓ₇₈
がドライブ７８の伸び縮み運動を制御するために設けら
れている。基本的なシステム構成においては、いくつか
の作業開口部８２がやはり設けられる。それら開口部８
２には、真空ステーションまたは必要であれば通常の圧
力で動作するステーションのいずれかを配することが可
能であり、ここで、８４で示すような使用されない作業
開口部は、カバーによって真空で密に封止することがで
きる。

【００５７】既に説明したように、図７は搬送ロボット
７２を示し、ここで、バッチキャリア７６は放射状のド
ライブ７８を介して伸び縮みすることが可能である。ワ
ークピース７７を対応の真空ステーション８６に、その
ワークピースキャリア８８に配置するために、ロボット
装置７２とステーション８６との間で、図７の取除くま
たは取上げるストロークＨに対応する相対運動が開始さ
れる。もしたとえばバッチキャリア７６ａがステーショ
ン８６ａのうち１つにおいてさらに下方に位置する別の
ステーション８６ｂに配置される必要のあるバッチを取
上げる場合、この方向にはまた図７のＫに対応して、比
較的長いストロークの動きを発生させる必要がある。概
略的に示すように、これらの動きは制御された相対的ド
ライブ９０によって行なわれる。ここではもちろんロボ
ット７２および設けられるステーション８６は、要求に
応じてそれらが互いにこの方向に動くことが可能である
ように設計される。もし、放射状のドライブ７８ととも
に示すように、対応の搬送バッチキャリア７６が方向Ｒ
に十分に延びることが可能であれば、ロボット装置７２
が図７に従ってｘ／ｙの方向に付加的な動作性を有する
必要はおそらくはないであろう。

【００５８】図６にさらに示すように、さらに別の搬送
ロボット装置７２ａが設けられてもよく、これは、ロー
ドロックステーション８６_o と入出力ステーション７３
との間で協働して動作し、周囲の雰囲気からワークピー
スをロードロックステーション８６_o に出し入れする。
ワークピースは、たとえば搬送マガジンでステーション
７３から出し入れされる。ロボット７２ａはそれぞれ、
ワークピースを入力マガジンから取除いてそれらをロー
ドロックステーション８６_o を介して真空設備へと供給
する働きと、処理されたワークピースを真空設備から取
除いてロードロックステーション８６_o を介してそれら
を周囲雰囲気内の搬送マガジンへと戻す働きとを行な
う。図７から図１１に示したロボットはすべて、図６に
示したロボット７２ａとしてもまた使用することが可能
であり、ワークピースをそれぞれのバッチとして周囲雰
囲気から真空設備へ、または逆に、１または複数のロー
ドロックステーションを介して出し入れすることができ
る。

【００５９】図８は、ロボット装置７２の一設計例を示
す。ここで、搬送バッチキャリア７６ｃ〜７６ｆは角度
をなしてジグザグの態様で支持部７５に固着されてい
る。ストロークＫで、搬送バッチキャリアは必要な動作
高さに動かされ、短いストロークＨで、ワークピースは
その後、対応のステーションから取除かれるかまたはそ
の中に配置される。このロボット装置７２は放射線方向
の拡張性を欠くために、ｘ／ｙによって示すように、ま
た、ステーション８６の空間配置の関数として制御され
るように、ｘ／ｙ平面で移動する。

【００６０】もし図８に示したロボットが図６のロボッ
ト７２ａとして使用される場合には、搬送バッチキャリ
アは１つのみ、たとえばバッチキャリア７６_o のみが設
けられ得る。

【００６１】図９に従ったロボット装置７２の設計例に
おいては、支持部７５上に設けられたワークピースホル
ダ８０の各々は、割当てられた放射状のドライブ７８_o
の制御の下、個別に伸び縮みさせることができる。これ
により、図７に示した設計例と同様に非常に柔軟性のあ
るバッチキャリア７６の構成が可能となり、また、合同
搬送バッチ転送装置から所望の数の単一のワークピース
ホルダ８０を伸び縮みさせることによって、動作中にそ
の構成を変化させることもまた可能となる。

【００６２】ここではまた、種々の高さに沿って配され
たステーションを操作するための、制御された大きいス
トロークＫが必要とされ、個別のワークピースを取上げ
るかまたは配置するためには、制御された小さいストロ
ークＨが提供される。この配列においては、ロボット装
置７２には、軸Ａ７２に対して垂直な、すなわち、ｘ／
ｙの方向の平面における動作性は、おそらくは不要であ
ろう。図９に従ったロボットもまた、図６のロボット７
２ａとして使用することが可能であり、周囲雰囲気の入
出力ステーション７３とロードロックステーション８６
_o との間でワークピースバッチを搬送するのに用いられ
る。

【００６３】図１０は、別のロボット装置７２を示す
が、これは、バッチキャリアとワークピースホルダ８０
との間の距離ａを柔軟に設定でき、かつさらに、プロセ
ス中、固定されるかまたは変化され得るものとして、シ
ステムの構成とともに規定することができる。これによ
り、ステーションはたとえば図７によって示唆されるよ
うに、対応の単一のワークピースホルダの距離ａ′が異
なることができるように作用することが可能である。も
ちろん、図１０に従った変更可能でありかつ制御可能で
ある単一のワークピースホルダの距離を実現すること
は、図７、図８および図９に示した実施例のすべてに組
合せることができる。たとえば図１１において、図９お
よび図１０に従った非常に柔軟な設計例の組合せを示
す。示された６個のワークピースホルダ８０のうち３つ
は、一緒に搬送バッチキャリア７６ｇに延ばされ、それ
により、単一のワークピースホルダの距離が減じられ
る。これに対し、他の３つのワークピースホルダ８０′
は動作せず、それらの割当てを待っている。

【００６４】図１０および図１１に従ったロボット装置
もまた、図６の大気から真空への搬送ロボット装置７２
ａとして使用することができる。これにより、特に図１
１に示したロボットによって、ステーション７３におけ
る入出力マガジンの異なるピッチが作用し、また、その
ようなロボット装置７２ａによってロードロックステー
ション８６および後続の真空設備内のワークピースバッ
チステープルの標準ピッチに調和させることが可能であ
る。

【００６５】もちろんこのことは、専門家に対して、い
かにして異なる搬送バッチキャリアを１ロボット装置上
で柔軟に組合せることができるか、および、所望のステ
ーションからのバッチの取出しおよび所望のステーショ
ンへのバッチの搬送のための動きに加えていかにして必
要な動きを実現することができるか、等に関して、多岐
にわたる可能な実現例を提供するものである。この発明
に従った基本的な提案は、搬送バッチのサイズをシステ
ムの動作中固定するかまたは変化するように規定するこ
とができるようにすること、および、ロボット上のいわ
ゆるピッチ幅および／または必要であればステーション
バッチ上のピッチ幅、たとえば、図１１に示したワーク
ピースホルダの距離ａもまた必要に応じて変更すること
である。

【００６６】ここで図６に戻って、基本的なシステム構
成が出口真空ロック８６_o ならびに、やはり一例を示す
目的のみのために、加熱または冷却チャンバ８６ｃに加
えて２つのＰＥＣＶＤチャンバ８６ａおよび８６ｂ等の
２つのワークピース処理チャンバを含む、構成を仮定す
る。

【００６７】図７に従って、上述のステーションまたは
チャンバ８６のうち１つ、たとえばステーション８６ａ
は、たとえば、１２のバッチ容量ｎ_a を有し、チャンバ
８６ｂのバッチ容量であるｎ_b はたとえば３であり、付
加的なチャンバのうち１つのバッチサイズはたとえば５
等である。チャンバ８６内の対応するバッチのワークピ
ースは、図示したように、個別のワークピースホルダ８
８上に配置される。ここで、隣接するステーション８６
からのバッチの出し入れは、ワークピースホルダ８０を
ロボット装置７２上の割当てられたドライブ７８によっ
て、観測されるチャンバ８６内へと引込め、かつ、チャ
ンバ８６のバッチキャリア８９上に、たとえば、ロボッ
ト装置７２を基準とした観測されたチャンバ８６の相対
的な持ち上げ動作Ｈによって、配置することによって行
なわれる。この転送は、チャンバ８６を基準としてロボ
ット装置の持ち上げ動作によって行なわれる。この転送
運動Ｈは、チャンバ８６および／またはロボット装置７
２の動きによって実現される。

【００６８】図７に示すように、搬送バッチサイズであ
る３つのワークピースは、たとえば、バッチサイズｎ_a
を有するチャンバ８６ａから、ロボット装置７２を使用
して搬送バッチキャリア７６ａを延ばすことによって、
図示された１２個のワークピースから取上げることが可
能である。ロボット７２を制御された態様で下降させる
−Ｋストローク−（ドライブは図示せず）ことにより、
搬送バッチキャリア７６ａは宛先ステーション８６ｂと
位置合わせされて、ロボット装置７２の回転運動によっ
て、そのピックアップ用開口部の反対側に位置付けられ
る。ドライブ７８ａによって、３つのバッチはステーシ
ョン８６ｂに転送される。もちろん、いくつかの搬送バ
ッチを実質的に同時にロボット装置７２によって搬送す
ることは容易に可能である。

【００６９】図６からわかるように、このシステムに
は、設置された放射状のドライブ７８のための先に述べ
た制御入力Ｓ₇₈と、図７のω₇₂に対応する回転角度の増
分のための制御入力Ｓ₇₄と、ロボット装置７２および対
応のチャンバ８６間の相対的なストロークＨまたはＫの
ための制御入力Ｚが設けられる。

【００７０】プロセスコントローラ９４が設けられ、そ
こで、システム構成手順の一部として、対応のステーシ
ョンに割当てられるステーションバッチサイズと、対応
のステーションが作動するシーケンスＴと、おそらく
は、対応の搬送バッチサイズＢ _T が入力される。ここ
で、最適な搬送バッチサイズＢ_T は好ましくは、特定さ
れたステーションバッチサイズおよび最適であると認め
られたステーション動作シーケンスに基づいて、プロセ
ス制御ユニット９４によって自動的に計算される。

【００７１】ここで用いられる原理は、１ロボット構成
上に、比較的多数のワークピースホルダが設けられ、そ
れらを、割当てられた放射状ドライブ７８を選択的に活
性化することによって選択的に制御できかつ搬送バッチ
キャリアに組合せることができるという原理である。こ
の目的のために、ピッチのサイズまたはその変化パター
ンａ（ｔ）すらも、自由に規定することが可能である。

【００７２】この発明に従った別のシステムは、この発
明の基本を形成するすべての原理を個別にまたは所望の
組合せで実現するものであるが、これを図１２に概略的
に示す。このシステムもまた、この発明の上述のすべて
の基本的な原理に従って実現することが可能であるが、
これまでに記載した設計例においてバッチを形成するワ
ークピースが個別に搬送されるものとして説明されたの
に対し、図１２に従ったシステムは個々のワークピース
を含むバッチマガジンを収容してそれを搬送するよう設
計されている。これはもちろん、上に記載したシステム
でもまた可能である。図１２に示したシステムは、上に
述べた説明に鑑みて、それほど詳細な説明は必要としな
い。その基本構成はやはり、搬送ロボット１０２を有す
る搬送チャンバ１００を含み、搬送チャンバ１００の壁
部には多数の作業開口部が設けられる。ロボット１０２
は、概略的に示された制御入力Ｓ₁₀₂ の制御の下、１つ
の軸Ａ₁₀₂ のまわりをドライブによって回転させること
ができるように、搬送チャンバに装着されている。放射
状ドライブ１０４は好ましくは入力Ｓ₁₀₄ によって制御
される線形かつ封止されたドライブであるが、これは、
基本システム構成において設けられた真空ステーション
１０８から放射線状にピックアップ要素１０６を出し入
れすることを可能にして、上述のステーションを動作さ
せるようにする。個々のワークピースから組立てられた
バッチとは異なり、ここではバッチマガジンが処理され
る。

【００７３】図中に示したステーション１０８に設けら
れるようなバッチマガジンは、たとえば、ワークピース
１１２がその周辺に適所に保持されるキャリアドラム１
１０を含む。バッチマガジン１１０は積み重ねが可能で
あり、また、制御入力Ｓ₁₁₄で制御可能な軸ドライブ１
１４と、入力Ｓ₁₀₂ で制御可能な回転ドライブ１０５
と、入力Ｓ₁₀₄ で制御可能な放射状ドライブ１０４とを
有する。１、２または他のいかなる数のバッチマガジン
ユニット１１０も（受取要素１０６上に破線で示したよ
うに）取入れられることが可能であり、かつ、図中に示
したステーション１１６等の、提供されるさらなるステ
ーション内に搬送されかつ配置されることが可能であ
る。

【００７４】ここでもまた、プロセス制御ユニット１１
８が使用されて、システムの基本構成に備えられた真空
ステーション上で処理されるべきマガジンバッチサイズ
が、個々の真空ステーションのための動作シーケンスＴ
とともに、自由に規定することが可能である。これに従
って、プロセスユニット１１８はロボット１０２の回転
ドライブ、放射状ドライブ１０４および軸ドライブ１１
４のそれぞれのための正しいシーケンスにおいて必要な
制御信号を判定しかつ出力する。設けられた真空ステー
ションのうち１および／または他のステーションにおい
て、ワークピース処理プロセス中にマガジンバッチユニ
ット１１０をその軸Ａ１１０のまわりに回転できるよう
にすることはおそらくは有効であろう。これは、積み重
ねられたバッチマガジン１１０をそれらが互いに回転で
きないように、しかし軸方向に着脱可能なように、ま
た、対応の真空ステーション上に設けられたドライブモ
ータ１２０によって回転させることができるように、そ
れら積み重ねられたバッチマガジン１１０をロックする
ことによって、容易に達成することが可能である。

【００７５】これにより、ツール、および特にたとえ
ば、フライス、両面使用可能なチップ、ドリル等の小さ
なワークピース、金属切断または整形、表面処理、特に
摩耗保護コーティングのための一般的なツール等の小さ
なワークピース、または、眼鏡、レンズ等の光学的ワー
クピース、その他の処理が可能になる。

【００７６】図１３に、バッチマガジンを一例として図
示する。これは図１２のバッチマガジン１１０に類似し
ているが、たとえば、フライスまたはドリル等の、すな
わち通常、３次元の処理を必要とするワークピースを収
容するためのバッチマガジンである。このようなユニッ
ト１１０ａは、下方および上方の、好ましくは環状のプ
レート１３０または１３４をそれぞれ含むケージを含
み、これが、接続用アンカ１３８に捩じれるような態様
で硬く接続されている。プレート１３４および１３０
は、カムまたは凹み状リンク１３６、１３７を有し、そ
れらを通じて、図１３に示すように回転式ドライブ１３
９に結合され得るか、または、積み重ねられたすべての
ユニットにその回転運動のためのトルクを伝える。プレ
ート１３０、１３４に対して何ら回転運動を行なわない
中央のアンカ１３２が設けられ、これは、動作中、１４
１において示されるその位置にロックされる。バッチマ
ガジン１１０ａのアンカ１３２上にはギヤ１４０等の回
転伝達器が設けられ、また、下方および／または上方の
ケージプレート１３０または１３４の周辺には、ギヤホ
イール１４６上で回転可能なキャリアツリー１４４が設
けられる。これらのツリー上には、ドリル、グライン
ダ、フライス等の多数のワークピース１４７が適所に保
持される。これにより、処理中にすべてのツリーが一緒
に、ケージ１３０、１３４、１３８とともに軸Ａ１１０
のまわりを回転するようになり、加えて、個々のツリー
１４４の各々がそれ自身の軸Ａ１４４のまわりを回転す
るようになる。

【００７７】この発明に従った別のシステムを図１４に
示す。このシステムは少なくとも１つの搬送チャンバ２
００を含み、これは、好ましくは搬送チャンバポンプ装
置２０１によって排気させることが可能である。搬送ロ
ボットは搬送チャンバ２００の内部に設置される。この
図に示した概念においては、搬送ロボット２０３はドラ
イブモータ２０５によって軸Ｄのまわりで回転させるこ
とができるように装着され、また、このロボットは、回
転軸Ｄに対して斜角に放射状に支えられたアーム２０
７、または、図示されるように、垂直に支えられたアー
ム２０７を備える。蛇腹装置２０９によって真空隔離さ
れたリニアドライブ（図示せず）によって、アーム２０
７は、ストロークＲに従って放射線状に伸び縮みするこ
とが可能である。受取用プレート２１１がこのアームの
最先端に装着されている。アーム２０７を有するロボッ
ト２０３は、図６、図７、および図９のロボット７２と
実質的に同じ設計を有する。

【００７８】搬送チャンバ２００の壁部に沿って、複数
の（図中、７つの）貫通用開口部２１３が分布する。こ
れらは必要に応じて、バルブ２１５によって閉じること
が可能である。実行される処理ステップのシーケンスに
応じて、真空ステーション２１７がこれらの開口部２１
３に配される。図１４は、たとえば、バルブ２１５ａが
割当てられた開口部２１３ａを示すが、この例の場合、
この開口部は使用されることはない。なぜなら、バルブ
２１５ａは不活性であって、永久に閉じられたままであ
るか、または、（図示しないが）開口部２１３ａはカバ
ーで封印されている。

【００７９】ステーション２１７はまた、ワークピース
バッチのためにさらなる搬送システムを構築するため
の、付加的な搬送チャンバを含み得る。図示した構成に
おいて示されるように、たとえば、ステーションはロー
ドロックおよび出口真空ロック２１９を含む。他のステ
ーションは、所望のプロセスに従って、ＣＶＤ、ＰＥＣ
ＶＤ、ＰＶＤ、加熱または冷却ステーションを含んでも
よく、または、上述のように、付加的な搬送ステーショ
ンまたは真空ロックステーションを含んでもよい。図示
した設計においては、ワークピース２２１は真空ロック
ステーション２１９内に、球形ドームのバッチマガジン
２２３上に装填される。対応のバルブ２１５が開いた後
に、一例として示したような６個のワークピースディス
クを有するバッチマガジン２２３が、真空ロックステー
ション２１９によって搬送アーム２０７上のプレート２
１１に転送され、そこで固定される。選択したプロセス
またはプロセスステップのシーケンスに応じて、このバ
ッチは、もし存在すれば割当てられたバルブ２１５が開
いた後に、ステーション２１７に逐次導入される。バッ
チマガジン２２３が対応のステーション２１７内に配置
されると、プレート２１１を有するアーム２０７が引込
められて、割当てられた真空ロックバルブ２１５が再び
閉じる。ステーションのうち１つ２１７において示され
るように、複数の処理ソース、たとえば、ワークピース
２２１を同時に処理するために１つにつき１つ、たとえ
ば球形ドーム上にやはり分布されたスパッタソース２２
５が、その処理ステーションに提供される。

【００８０】この場合にも、破線で２２７として示すよ
うに、ステーション２１５の回転ドライブ２２７上にマ
ガジン２２３を配置することは容易に可能であり、その
ステーションにおける処理中に、ワークピース２２１を
有するマガジン２２３を両方向を指す矢印ωで概略的に
示すように回転させることもまた容易に可能である。

【００８１】図１４を観察することによって、ステーシ
ョン２１５を複数の大きい円の表面に沿って、ロボット
装置の回転の軸Ｄに垂直に配することもまた可能である
こと、かつ、そのようにすることで、Ｋに対応するリフ
ティングドライブをたとえば図７に関する説明に従って
設け、さらに、バッチマガジン２２３の出し入れのため
のＨに対応する短いストロークのドライブを設けること
もまた可能であることが、専門家には容易に明らかであ
ろう。加えて、ロボットは複数のアーム２０７を、おそ
らくは図１０または図１１に類似の変更可能なピッチを
有するアームを備えることにより、複数のバッチマガジ
ンを並行に処理することが可能となる。たとえば図７に
従ったシステムにおける個々のワークピースに代わっ
て、バッチマガジンが、図１２に従ったシステムに関連
して既に述べたように使用され、複数のバッチマガジン
を含む「スーパーバッチ」もまた取扱うことが可能であ
る。

【００８２】さらに、コントローラ２３０が設けられ
て、そこで、少なくとも１つのアーム２０７の回転の角
度±φ（ｔ）のタイムシーケンス、そのストロークＲ
（ｔ）のタイムシーケンス、および、もし適用可能であ
れば、ストロークＫ（ｔ）、Ｈ（ｔ）のタイムシーケン
スが入力される。プロセスコントローラ２３０はまた、
割当てられたバルブ２１５の開閉運動を、入力された回
転角度のシーケンス、ストロークのシーケンス、ピック
アップおよび配置の運動の関数として、制御する。バル
ブ２１５は、ステーションと搬送チャンバ２０１との間
に、ひいてはステーション２１７間でも、真空隔離また
は仕切りが必要であるかどうかに応じて、制御される。
搬送チャンバ上の作業開口部のうち必要とされないもの
は、気密状態に保たれる（２１５ａ）。

【００８３】真空ステーションは、いかなる公知のステ
ーション、または、部分的には、真空条件下で動作する
ステーションすらも含んでもよい。これらはたとえば、
大気圧下でのＣＶＤのためのステーション、または、コ
ーティングステーション、エッチングステーション、洗
浄ステーション、調整ステーション等を含むＬＰＣＶ
Ｄ、ＰＥＣＶＤ、ＰＶＤのためのステーション、ならび
に、搬送ステーションおよび真空ロックステーション等
を含む。これらのステーションは、必要条件に応じて、
互いに真空隔離され、特に、このようなステーションを
いくつか受持つ搬送チャンバに対して、実際のプロセス
によって要求される程度まで、すなわち、たとえば、真
空で密に、または、ラビリンスシール等の圧力段シール
によって、隔離される。要求に応じてとられるべきステ
ップ、たとえば適切な真空弁等は、公知である。

【００８４】この発明に従った処理プロセスまたはこの
発明に従って動作される装置によって、半導体ウェハ、
メモリディスク、たとえば活性マトリックスディスプレ
イを製造するのに使用されるガラス基板等のワークピー
ス、および、基本的に２次元の平面のまたは３次元のワ
ークピース等が処理される。３次元で処理されるのは、
特に、機械の構成部品、または、金属除去および整形の
ためのツールであって、それらには特に、摩耗保護コー
ティングがなされる。

【００８５】以上に、多数の可能なシステムの種類を概
略的に紹介した。これらは、この発明に従った基本的原
理をいかに実現するかを示すためのものである。このよ
うな詳細な設計に対して、特にロボット装置について、
線形または循環式システムのいずれを作製するかによっ
ても、多くの可能性が専門家には明らかであろう。加え
て、大規模な生産システムの枠組の中で、この発明に従
って、そのようなシステムのほんの一部のみを実際に設
計しかつ「システムサテライト」として動作させること
もまた可能であることが強調されるべきであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】バッチ真空ステーションが作動するシーケンス
はプロセスコントローラによって自由に規定することが
可能である、この発明に従ったプロセスまたはこの発明
に従ったシステムを、概略的なシーケンスチャートの形
で示す図である。

【図２】少なくとも２つの異なるステーションバッチサ
イズを有するステーションが異なる搬送バッチサイズに
よって作動する、この発明の従ったプロセスを用いるシ
ステムを示す、図１に類似した図である。

【図３】図２に示したプロセスに基づいて、バッファス
テーションとしての役割を果たす付加的なサブプロセス
ステーションを介した１ステーションから他のステーシ
ョンへの搬送の様子を概略的に示す図である。

【図４】異なるステーションバッチサイズを有するステ
ーションが搬送バッチによって作動し、そのサイズはプ
ロセス中に制御可能である、この発明によって示された
プロセスに従って作動するシステムを、図１に類似の概
略的な図で示した図である。

【図５】この発明の主題であるプロセスに従って作動す
る線形システムとして設計された、この発明の従った第
１のシステムの断面を概略的に示す図である。

【図６】この発明の主題であるプロセスに従って作動す
るシステムの別の設計例を概略的に示す図である。

【図７】図６に従ったシステムの長手方向の部分図を概
略的に示す図である。

【図８】図６および図７において示した種類のシステム
において使用可能である、搬送ロボット装置の別の設計
例を示す図である。

【図９】搬送バッチサイズを自由に変更可能である、同
じタイプのロボット装置のさらなる設計例を示す図であ
る。

【図１０】ピッチの幅を自由に変更可能であるロボット
装置のさらなる設計例を示す図である。

【図１１】自由に変更可能なピッチ幅の選択および自由
に変更可能な搬送バッチサイズの選択を組合せて実現す
るための、ロボット装置のさらなる設計例を示す図であ
る。

【図１２】バッチがバッチマガジン内で取扱われる、こ
の発明の主題であるプロセスに従って作動するシステム
の別の設計例を概略的に示す図である。

【図１３】ツール等の３次元のワークピースに特に好適
である、バッチマガジンの設計例を概略的に示す図であ
る。

【図１４】この発明の主題であるプロセスに従って作動
するシステムの別の設計例を概略的に示す上面図であ
る。

【符号の説明】

１ サブプロセスブロック ３ａ、３ｂ 真空処理ステーション ５ａ、５ｂ ステーションワークピースバッチ ７ プロセス制御 ４０ 搬送チャンバ ４２ 搬送ロボット ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ ステーション ４７ プロセス制御

フロントページの続き (72)発明者 ジャック・シュミット フランス国、エフ・エール−91620 ラ・ ビル・ドゥ・ボワ、グラン・リュ、51 (72)発明者 ジェローム・ペリン フランス国、エフ・エール−75013 パリ、 リュ・ドゥ・ラ・ビット・オ・カイユ、43

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークピースを真空処理するためのプロ
   セスであって、 −前記ワークピースを処理設備内に装填するステップ
   と、 −前記ワークピースを前記設備の少なくとも１つの真空
   ステーション内でステーションバッチとしてまとめて表
   面処理するステップと、 −前記プロセスの少なくともタイミングを、自由にプロ
   グラム可能なプロセスコントローラユニットによって制
   御するステップとを含む、プロセス。
2. 【請求項２】 ワークピースを真空処理するためのプロ
   セスであって、 −前記ワークピースをワークピースのバッチに対して各
   々動作する少なくとも２つのステーションを含む処理設
   備内に、ワークピースの数が異なるそれぞれのステーシ
   ョンバッチとしてまとめて装填するステップと、 −前記ワークピースを搬送バッチとしてまとめて前記少
   なくとも２つのステーションにおよびそれから搬送する
   ステップとを含む、プロセス。
3. 【請求項３】 ワークピースを真空処理するためのプロ
   セスであって、 −前記ワークピースを少なくとも２つのステーションを
   含む処理設備内に装填するステップと、 −前記少なくとも２つのステーションにおよびそれから
   搬送バッチとしてまとめられたワークピースを出し入れ
   するステップと、 −前記搬送バッチの前記少なくとも２つの真空ステーシ
   ョンへの出し入れを制御するステップとを含む、プロセ
   ス。
4. 【請求項４】 ワークピースを真空処理するためのプロ
   セスであって、 −それぞれのステーションバッチとしてまとめられた前
   記ワークピースを処理設備の少なくとも２つのステーシ
   ョン内で処理するステップと、 −前記ステーションバッチを制御するステップとを含
   む、プロセス。
5. 【請求項５】 前記真空ステーション内のステーション
   バッチのサイズ、および、前記設備のさらなるステーシ
   ョンにおける異なるサイズを選択するステップをさらに
   含む、請求項１に記載のプロセス。
6. 【請求項６】 ワークピースを前記真空ステーションと
   前記設備のさらに別のステーションとの間で搬送バッチ
   としてまとめて搬送するステップをさらに含む、請求項
   １に記載のプロセス。
7. 【請求項７】 前記搬送バッチを制御するステップをさ
   らに含む、請求項６に記載のプロセス。
8. 【請求項８】 前記搬送バッチを制御するステップをさ
   らに含む、請求項２に記載のプロセス。
9. 【請求項９】 前記搬送バッチを自由にプログラム可能
   なプロセスコントローラユニットによって制御するステ
   ップをさらに含む、請求項８に記載のプロセス。
10. 【請求項１０】 前記ステーションバッチを制御するス
    テップをさらに含む、請求項２に記載のプロセス。
11. 【請求項１１】 前記ステーションバッチおよび前記搬
    送バッチのうち少なくとも１つをバッチサイズおよび幾
    何学的配列に関して制御するステップを含む、請求項２
    に記載のプロセス。
12. 【請求項１２】 前記制御するステップは自由にプログ
    ラム可能なプロセスコントローラによって行なわれる、
    請求項１１に記載のプロセス。
13. 【請求項１３】 ワークピースを搬送バッチとしてグル
    ープで前記設備のステーションにおよびそれから搬送
    し、かつ、前記搬送バッチのワークピースの数を搬送先
    のステーションのステーションバッチのワークピースの
    数を超えないように選択するステップをさらに含む、請
    求項１から請求項４のいずれかに記載のプロセス。
14. 【請求項１４】 前記搬送バッチのワークピースの数
    を、搬送先のステーションのステーションバッチのワー
    クピースの数の整数の分数となるように選択するステッ
    プをさらに含む、請求項１３に記載のプロセス。
15. 【請求項１５】 前記搬送バッチのワークピースの数
    を、搬送の際の出発ステーションのステーションバッチ
    のワークピースの数の整数の分数となるように選択する
    ステップをさらに含む、請求項１３に記載のプロセス。
16. 【請求項１６】 前記ワークピースを前記ステーション
    に、可動マガジン内で提供するステップをさらに含む、
    請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロセス。
17. 【請求項１７】 前記ワークピースを前記可動マガジン
    内で前記ステーションにおよびそれから搬送するステッ
    プをさらに含む、請求項１６に記載のプロセス。
18. 【請求項１８】 前記設備に設けられたステーションの
    少なくとも一部を互いにかつ制御可能に隔離するステッ
    プをさらに含む、請求項１から請求項４のいずれかに記
    載のプロセス。
19. 【請求項１９】 ステーションバッチとしてまとめられ
    たワークピースのための少なくとも１つの真空処理ステ
    ーションと、前記真空ステーションにワークピースを供
    給するための搬送システムと、プロセスコントローラユ
    ニットとを含む真空処理システムであって、前記プロセ
    スコントローラユニットの出力は前記搬送システムのた
    めの駆動装置に動作的に接続され、前記ユニットは前記
    処理システムの動作タイミングを制御しかつ自由にプロ
    グラム可能である、真空処理システム。
20. 【請求項２０】 ワークピースを受取るためのステーシ
    ョンを含む真空処理システムであって、前記ステーショ
    ンの少なくとも２つは異なるサイズのワークピースのス
    テーションバッチを受取るように設計され、搬送システ
    ムは前記少なくとも２つのステーションにワークピース
    の搬送バッチを提供する、真空処理システム。
21. 【請求項２１】 ワークピースを受取るためのステーシ
    ョンを含む真空処理システムであって、前記ステーショ
    ンの少なくとも２つはワークピースのステーションバッ
    チを受取るよう設計され、搬送システムは前記少なくと
    も２つのステーションにワークピースの搬送バッチを提
    供し、かつ、制御ユニットは前記搬送バッチを制御す
    る、真空処理システム。
22. 【請求項２２】 ワークピースを受取るためのステーシ
    ョンを含む真空処理システムであって、前記ステーショ
    ンの少なくとも２つはワークピースのステーションバッ
    チを受取るよう設計され、制御ユニットは前記ステーシ
    ョンバッチを制御する、真空処理システム。
23. 【請求項２３】 異なるサイズのステーションバッチを
    それぞれ受取るよう設計された少なくとも２つの真空ス
    テーションを含む、請求項１９から請求項２２のいずれ
    かに記載の真空システム。
24. 【請求項２４】 搬送バッチとしてまとめられたワーク
    ピースを搬送するための搬送システムを含む、請求項２
    ３に記載のシステム。
25. 【請求項２５】 前記搬送バッチおよび前記ステーショ
    ンバッチのうち少なくとも１つの、サイズおよび幾何学
    的配列の少なくとも１つは制御可能である、請求項２４
    に記載のシステム。
26. 【請求項２６】 チャンバ壁部を有するチャンバを含む
    真空処理モジュールであって、前記チャンバ壁部は、フ
    ィードスルーのためのまたはワークピースの処理のため
    の開口部を含み、前記真空処理モジュールはさらに、前
    記チャンバ内に前記開口部のために役割を果たす搬送シ
    ステムと、プロセス制御ユニットとを含み、前記プロセ
    ス制御ユニットの出力は前記搬送システムの少なくとも
    １つのアクチュエータに動作的に接続され、前記開口部
    のうち少なくとも２つの開口部に装着された真空ステー
    ションによって受取られるワークピースのバッチのサイ
    ズは前記プロセス制御ユニットにおいて自由に選択可能
    である、真空処理モジュール。