KR102447219B1 - 기판 제조를 위한 웨이퍼 플레이트 및 마스크 배열 - Google Patents

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Abstract

진공 공정 챔버에서 웨이퍼를 처리하는 시스템이 개시된다. 캐리어는 복수의 개구를 갖는 프레임을 포함하며, 각각의 개구는 하나의 웨이퍼를 수용하도록 이루어진다. 수송 메커니즘은 시스템 전체에 걸쳐 다수의 캐리어를 이송하도록 이루어진다. 복수의 웨이퍼 플레이트는 웨이퍼를 지지하도록 이루어진다. 복수의 웨이퍼 플레이트를 각각의 캐리어에 부착하기 위한 부착 메커니즘으로서, 각각의 웨이퍼 플레이트는 대응하는 캐리어의 하측에 대응하는 위치에 부착되어, 웨이퍼 캐리어 중 하나 상에 배치된 각각의 웨이퍼가 캐리어의 복수의 개구 중 하나 내에 위치되도록 한다. 마스크가 캐리어의 복수의 개구 중 하나의 전방 측면 상에 부착된다. 정렬 스테이지가 캐리어의 개구 아래에서 웨이퍼 플레이트를 지지한다. 카메라가 마스크와 웨이퍼를 동시에 촬영하도록 배치된다.

Description

기판 제조를 위한 웨이퍼 플레이트 및 마스크 배열
본 출원은 태양 전지, 평판 디스플레이, 터치스크린 등의 제조에 사용되는 시스템과 같은, 진공 공정을 위한 시스템에 관한 것이다.
반도체 IC, 태양 전지, 터치스크린 등을 제조하기 위한 다양한 시스템이 해당 분야에 공지되어 있다. 이들 시스템의 공정은 진공에서 수행되며, 예를 들어 물리 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 이온 주입(ion implantation), 식각(etch) 등을 포함한다. 이러한 시스템들은 단일 기판 처리 또는 일괄 처리라는 2 가지 기본 방식이 있다. 단일 웨이퍼 처리에서는, 공정 동안 오로지 하나의 기판만 챔버 내부에 존재한다. 일괄 처리에서는 공정 동안 여러 개의 기판이 챔버 내부에 존재한다. 단일 기판 처리가 챔버 내의 공정 및 그 결과로 기판 상에 제조된 구조와 필름에 대한 고도의 제어를 가능하게 하지만, 상대적으로 낮은 스루풋이 얻어진다. 그와 반대로, 배치 처리는 공정 조건 및 그 결과로 얻어지는 필름이나 구조에 대한 제어가 덜하지만, 훨씬 더 높은 스루풋을 제공한다.
태양 전지, 터치 패널 등을 제조하기 위한 시스템에서 사용되는 것과 같은 일괄 처리는 일반적으로 n X m 기판의 2차원 어레이로 기판을 운반 및 제조함으로써 수행된다. 예를 들어, Roth & Rau가 개발한 태양광 제조용 PECVD 시스템은 5X5 웨이퍼 트레이를 사용하여 1,200 웨이퍼/시간 처리량을 기록했음을 보고하고 있다. 그러나 다른 시스템은 6X6, 7X7, 8X8의 2차원 배열, 그리고 더 많은 수의 웨이퍼 을 가지는 트레이를 사용한다. 2 차원 웨이퍼 어레이의 트레이를 이용하면 스루풋은 증가되지만, 이러한 대형 트레이의 취급과 로딩 및 언로딩 동작이 복잡해진다.
몇몇 공정에서는, 처리되는 기판에 바이어스, 예컨대 RF 또는 DC 전위를 인가해야 할 필요가 있다. 그러나, 일괄 시스템은 기판들이 있는 이동 트레이를 사용하기 때문에, 바이어스를 인가하기가 어렵다.
또한, 일부 공정들은 기판을 가로방향으로 유지하면서 공정을 수행할 수 있지만, 일부 공정은 기판을 세로방향으로 유지하는 것이 유리할 수 있다. 그러나, 기판을 세로방향으로 로딩 및 언로딩하는 것은 가로방향으로 로딩 및 언로딩하는 것에 비해 복잡하다.
몇몇 공정에서는 특정 제조 프로세스로부터 기판의 일부분을 보호하기 위해 마스크를 사용할 필요가 있다. 예를 들어, 마스크는 콘택트의 형성이나 셀의 션트(shunting)를 방지하기 위한 엣지 배제에 사용될 수 있다. 즉, 전면과 후면에 콘택트를 갖는 셀의 경우에, 콘택트를 만드는데 사용되는 재료가 웨이퍼의 에지 에 퇴적되어 전면과 후면 콘택트들을 단락시킬 수 있다. 따라서 마스크를 사용하여 최소한 전면 또는 후면 콘택트들을 제조하는 동안 셀의 가장자리를 차단하는 것이 좋다.
또 다른 예시로서, 실리콘 태양 전지의 제조에서는, 광 리플렉터 및 전기 전도체로서 동작하도록 후면에 블랭킷 금속을 증착하는 것이 바람직하다. 이 금속이 일반적으로는 알루미늄이지만, 블랭킷 금속은 비용, 전도성, 솔더링성(solderability) 등과 같은 여러 가지 이유를 위해 사용되는 어느 금속일 수 있다. 증착된 필름 두께는 매우 얇은, 예를 들어 약 10nm에서 매우 두꺼운, 예를 들어 2-3㎛일 수 있다. 그러나, 블랭킷 금속이 실리콘 웨이퍼의 에지 둘레를 감싸는 것을 방지할 필요가 있는데, 이는 솔라 셀의 전면과 후면 간에 저항 연결, 즉 션트를 형성할 것이기 때문이다. 이러한 연결을 방지하기 위해 웨이퍼의 뒷면 에지에 차단 영역을 만들 수 있다. 차단 영역의 일반적인 치수는 폭이 2mm 미만이지만 가능하면 얇게 하는 것이 바람직하다.
이 차단 영역을 형성하는 한 가지 방법은 마스크를 사용하는 것이다. 그러나 마스크의 사용에는 많은 어려움이 있다. 태양 광 산업은 경쟁이 치열하기 때문에, 마스크의 제조가 매우 저렴해야 한다. 또한 태양 광 장비의 높은 처리량(일반적으로 시간당 1500-2500 셀)으로 인해 대량 생산 시 마스크를 빠르고 쉽게 사용할 수 있어야 한다. 또한, 마스크는 웨이퍼의 특정 부분에 막이 침착되는 것을 방지하기 위해 사용되기 때문에, 증착 축적을 흡수하고 수용할 수 있어야 한다. 또한, 막 증착은 상승된 온도에서 행해지므로, 마스크는 열 응력으로 인한 기판의 뒤틀림을 수용하면서, 지속적으로 차단 영역 폭을 정확하게 유지하고, 예를 들어 350 ℃까지 상승된 온도에서 적합하게 기능할 수 있어야 한다.
본 발명은 태양 전지, 평판 디스플레이, 터치스크린 등의 제조에 사용되는 시스템과 같은, 진공 공정을 위한 시스템을 제공한다.
하기 요약은 본 발명의 일부 양태 및 특징에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 포함된다. 이 요약은 본 발명의 광범위한 개관이 아니며, 본 발명의 핵심 또는 중요한 요소를 특정하거나 본 발명의 범위를 기술하기 위한 것이 아니다. 그 유일한 목적은 아래에 제시된 보다 상세한 설명의 서두로서 단순화된 형태로 본 발명의 일부 개념을 제시하는 것이다.
본 발명의 실시예들은 모듈식 시스템 아키텍처를 제공하며, 이는 상이한 프로세스와 공정 단계들 그리고 다용도로 사용할 수 있게 하여, 예를 들어, 태양 전지, 평판 디스플레이(flat panel display)를 포함하는 다양한 디바이스의 제조에 적합하다. 또한, 이 시스템은 재구성없이 단순히 사용되는 서셉터를 교체함으로써 상이한 유형 및 크기의 기판을 핸들링할 수 있다.
이러한 시스템 아키텍처는, 진공 공정과 분리된, 대기 환경에서의 로딩 및 언로딩과 같은 기판 핸들링을 가능하게 한다. 또한, 다양한 실시예는 자동화가 중지된 상태 또는 자동화가 갖춰지지 않은 상태에서 수동으로 로딩 및 언로딩 하는 것을 가능하게 하며, 즉, 이 시스템은 로딩/언로딩 자동화 없이 구현될 수 있다. 진공 환경 내에서 이 시스템은 기판의 정지 상태 또는 통과 처리를 가능하게 한다. 어느 실시예에서, 작동된 밸브를 사용하여 각 공정 챔버들 간에 진공 격리가 제공된다. 다양한 실시예는 효율적인 냉각을 가능하게 하고 기판의 우발적인 움직임을 방지하기 위해 기판의 정전 척킹(chucking)을 제공한다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 릴리프(relief) 메커니즘을 갖는 스프링-장착 클립을 사용하여 기판의 로딩/언로딩을 위한 기계적 척킹이 가능하다. 다양한 실시예는 또한, 예를 들어, RF 또는 DC 바이어스 파워를 사용하여 기판을 바이어싱하거나 기판을 플로팅시키는 것을 가능하게 한다.
다양한 실시예는 여러 개의 라인-어레이 캐리어를 동시에 처리함으로써, 처리가 n × m의 2 차원 어레이의 기판에 수행되는 동안, 핸들링이 라인 어레이 캐리어들에 대해 수행되도록 함으로써 기판 핸들링의 단순화를 가능하게 한다. 다른 실시예는 기판이 세로 배향으로 처리되지만 기판이 가로방향으로 핸들링되면서 로딩 및 언로딩이 수행되는 이송 메커니즘을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 또한 마스크를 사용하는 기판 처리를 가능하게 하며, 이는 듀얼 마스크 구성을 사용함으로써 구현될 수 있다. 2개 마스킹 시스템은 기판을 마스킹하도록 배치되며, 처리될 웨이퍼의 부분을 노출시키는 구멍을 갖는 편평한 금속 시트로 이루어진 내부 마스크와, 상기 기판의 크기 및 형상과 유사한 크기 및 형상으로 절개된 개구를 갖고, 상기 내부 마스크의 두께보다 큰 두께를 가지면서, 상기 내부 마스크 상에 배치되어 내부 마스크를 마스킹하도록 구성된 외부 마스크를 포함한다. 마스크 프레임이 내부 및 외부 마스크를 지지하도록 구성되어, 외부 마스크가 마스크 프레임과 내부 마스크 사이에 끼워진다. 듀얼 마스크 구성이 에지부 격리을 위해 사용되는 일 예시에서, 내부 마스크의 절개된 개구가 솔라 웨이퍼보다 약간 작은 크기이므로, 내부 마스크가 웨이퍼 상에 배치될 때 웨이퍼의 주변 에지부를 커버하고, 외부 마스크의 절개된 개구는 내부 마스크의 절개된 개구 보다 약간 크다. 탑 프레임 캐리어가 내부 및 외부 마스크를 홀딩하고 내부 및 외부 마스크를 웨이퍼 서셉터에 고정시키기 위해 사용될 수 있다.
4 열의 기판들을 동시에 처리하는 로딩 및 언로딩 메커니즘이 제공된다. 로딩/언로딩 메커니즘은 하강 위치 및 상승 위치를 갖는 세로 방향 운동을 하도록 구성된다. 그 하강 위치에서, 메커니즘은; 하나의 캐리어로부터 처리된 하나의 기판 열을 제거하고, 빈 캐리어 상에 새로운 하나의 기판의 열을 두고, 기판 제거 메커니즘 상에 처리된 하나의 기판 열을 두며, 기판 전달 메커니즘으로부터의 새로운 하나의 기판 열을 받는 것을 동시에 하도록 구성된다. 기판 제거 메커니즘 및 기판 전달 메커니즘은 동일하거나 반대 방향으로 움직이는 컨베이어 벨트일 수 있다. 상승 위치에서, 상기 메커니즘은 180도 회전하도록 구성된다.
어느 실시예들에서는, 마스크 플레이트들이 상측으로부터 캐리어들에 부착되는 동안 웨이퍼 플레이트들이 하측으로부터 캐리어들에 부착되는 구성이 이용된다. 웨이퍼 플레이트 또는 마스크 장치 중 하나는 고정된 방향으로 캐리어에 부착되고, 다른 하나는 각각의 새로운 웨이퍼를 로딩할 때 재정렬될 수 있다. 예시적인 실시예들에서는, 마스크 구성이 캐리어 상에 고정 배향으로 배치된다. 일단 새로운 웨이퍼가 웨이퍼 플레이트 상에 로딩되면, 웨이퍼 플레이트는 캐리어 아래의 자기 위치로 이동된다. 카메라가 마스크 구성에 대한 웨이퍼의 정렬을 검증하는데 사용된다. 이어서, 웨이퍼 플레이트가 병진 이동 및/또는 회전되어 마스크 구성에 대한 적합한 정렬을 달성할 수 있다. 적합한 배향이 달성되면, 웨이퍼 플레이트는 예를 들어 일련의 자석을 사용하여 캐리어에 부착되도록 상승된다. 일 실시예에서, 웨이퍼 플레이트는 흡착홀을 포함하여, 정렬 프로세스 중에 웨이퍼 플레이트 상에 웨이퍼를 홀딩 및 가압하도록 흡착홀에 진공이 인가된다.
본 발명에 따르면, 태양 전지, 평판 디스플레이, 터치스크린 등의 제조에 사용되는 시스템과 같은, 진공 공정을 위한 시스템이 제공된다.
첨부된 도면은 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 실시예를 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하고 예시하는 역할을 한다. 도면은 예시적인 실시예의 주요 특징을 도식적으로 도시하기 위한 것이다. 도면은 실제 실시예의 모든 특징이나 설명된 요소의 상대적인 치수를 나타내기 위한 것이 아니며, 축척대로 도시되지는 않는다.
도 1은 다중 기판 프로세싱 시스템의 일 실시예를 도시하며, 여기서 운송 캐리어는 라인-어레이의 기판들을 지지하지만 프로세싱은 2 차원 어레이의 기판들에 대해 수행된다.
도 1a는 반송 및 처리 중에 캐리어가 가로 배향을 유지하는 시스템의 예를 도시하고, 도 1b는 운반 및 로딩/언로딩 중에 가로 배향이지만 프로세싱 중에는 세로 배향인 예를 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 다중 웨이퍼 캐리어를 나타내고, 도 2a는 부분 단면을 나타낸다.
도 2b는 실리콘 웨이퍼를 처리하기 위한 캐리어의 예를 나타내고, 도 2c는 글라스 기판을 처리하기 위한 캐리어의 예를 나타낸다.
도 3a는 평면도이고, 도 3b는 일 실시예에 따른 로딩/언로딩 메커니즘의 측면도이다. 도 3c는 기판 정렬 메커니즘을 위한 실시예를 나타낸다.
도 4는 개시된 시스템과 함께 사용될 수 있는 진공 공정 챔버(400)의 일 실시예를 나타낸다.
도 5는 마스크 및 캐리어 어셈블리에 대한 실시예를 나타낸다.
도 6a-6c는 진공 챔버가 다양한 크기 및 구성의 상이한 처리 소스와 어떻게 결합될 수 있는지를 보여주는 3 개의 실시예를 나타낸다.
도 7a-도 7e는 다양한 실시예에 따른 듀얼 마스크를 위한 구성을 갖는 다중 웨이퍼 캐리어를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 프레임, 외부 및 내부 마스크의 확대된 부분에 대한 단면도이고, 도 8A는 다른 실시예에 따른 프레임, 외부 및 내부 마스크의 확대된 부분에 대한 단면도이다.
도 9는 내부 마스크가 내부에 중첩된 외부 마스크의 실시예를 나타낸다.
도 10은 에지 격리에 사용하기 위한 내부 마스크의 실시예를 나타낸다.
도 11은 단일 웨이퍼 캐리어의 실시예를 나타낸다.
도 12는 아래쪽에서 바라본 외부 마스크의 실시예를 나타낸다.
도 13은 내부 및 외부 마스크를 지지하는 상부 프레임의 실시예를 나타낸다.
도 14는 웨이퍼에 다수의 홀을 생성하기 위한 내부 마스크의 실시예를 나타낸다.
도 15는 도 9의 마스크와 함께 사용하기 위한 서셉터의 일 실시예를 나타낸다.
도 16a-16d는 웨이퍼 플레이트가 하부측으로부터 캐리어에 부착되고, 듀얼 마스크가 상부측으로부터 부착되는 실시예를 나타낸다.
도 16e는 일 실시예에 따른 듀얼 마스크 구성을 나타낸다.
도 16f는 콜 아웃에 도시된 확대 단면을 갖는 일 실시예에 따른 시스템의 일부의 단면도이다.
도 16g는 진공 메사(mesa) 및 주변 쿠션을 갖는 다른 실시예에 따른 웨이퍼 플레이트를 나타낸다.
도 16h는 일 실시예에 따른 로딩 정렬 스테이지의 상부를 나타낸다.
도 16i는 일 실시예에 따른 언로딩 스테이지의 상부를 나타낸다.
다음의 상세한 설명은 본 명세서에서 청구된 혁신적인 처리 시스템의 특정 특징 및 양상을 강조하는 예를 제공한다. 개시된 다양한 실시예는 다수의 기판, 예컨대 반도체 또는 글라스 기판이, 예를 들어 플라즈마 공정 챔버와 같은 진공 공정 챔버 내부에서 동시에 처리되는 시스템을 제공한다. 터치스크린에 사용되는 것과 같은 글라스 기판은 일반적으로 웨이퍼로 간주되지 않지만, 본 개시에서 웨이퍼에 대한 참조 부호가 편의상 및 이해를 용이하게 하기 위해 행해지나, 글라스 기판이 그러한 모든 참조부호를 대신할 수 있다.
도 1은 다중 기판 처리 시스템의 일 실시예에 대한 평면도이며, 이송 캐리어가 라인-어레이의 기판을 지지하지만, 2 차원 어레이의 기판에 대해 처리가 수행된다. 도 1에 도시된 시스템(100)에서, 기판이 로딩/언로딩 스테이션(105)에서, 즉 시스템의 동일한 측면으로부터 로딩되고 언로딩된다. 그러나, 시스템은 또한 적재 스테이션이 시스템의 일 측면 상에 제공되는 반면 언로딩 스테이션은 시스템의 반대 측면 상에 제공되도록 설계될 수 있음을 이해하여야 한다. 몇몇 실시예에서, 캐리어에/로부터 기판을 로딩 및/또는 언로딩하는 것이 수동으로 수행될 수 있지만, 다른 실시예들에서는 이러한 작업 중 하나 또는 둘 모두를 수행하도록 자동화가 제공될 수 있다.
캐리어 반송 스테이션(110)으로부터 이송된 기판들이 로딩/언로딩 스테이션(105)에 위치된 캐리어에 로딩된다. 각각의 캐리어는 기판의 선형 어레이의 기판들, 즉 시스템 안쪽으로 이동하는 방향과 직교하는 방향으로 하나의 열로 배열된 2 이상의 기판들을 지지한다. 로딩/언로딩 스테이션(105)으로부터 캐리어들이 캐리어 반송 스테이션(110)을 통해 버퍼 스테이션(115)으로 이동된다. 캐리어들은 저진공 로드록(low vacuum loadlock; LVLL)(120)이 그들을 수용할 준비가 될 때까지 버퍼 스테이션(115)에 파킹된다. 후술될 일부 실시예에서, 버퍼 스테이션은 또한 틸팅 스테이션으로서의 역할을 하며, 여기서 가로 배향 캐리어가 세로 배향을 취하기 위해 90도 틸팅된다. 이러한 실시예들에서는, 세로 방향을 취하는 동안 기판을 제 위치에 고정시키기 위한 클립들이 사용된다.
적합한 시간에 밸브(112)가 개방되고 버퍼 스테이션(115)에 위치된 캐리어가 LVLL(120)로 이송된다. 그리고 나서 밸브(112)가 닫히고 LVLL(120)은 대략적인 진공 레벨로 진공된다. 그 후, 밸브(113)가 개방되고 LVLL(120)로부터의 캐리어들이 고진공 로드록(high vacuum loadlock; HVLL)(125)으로 이송된다. 일단 HVLL이 그의 진공 레벨로 펌핑되면, 밸브(114)가 개방되고 HVLL(125)로부터의 캐리어들이 공정 챔버로 이송된다. 이 시스템은 캐리어들이 각각의 2 개의 공정 챔버 사이에 위치된 밸브를 통해 하나의 챔버로부터 다음 챔버로 이송될 수 있도록 선형으로 정렬된 임의의 수의 공정 챔버(130)를 가질 수 있다. 마지막 공정 챔버의 끝에서는, 시스템의 입구에서와 같이 즉, 처음에는 HVLL과 그 다음에 LVLL의 역방향 로드록 구성에 이르도록 밸브가 배치된다. 그 후, 캐리어들이 밸브(116)를 통해 캐리어 반송 모듈(135)로 배출된다. 반송 모듈(135)로부터 캐리어들은 예컨대 공정 챔버(130)(도시 생략)의 위 또는 아래에 배치된 컨베이어를 사용하여 캐리어 반송 스테이션(110)으로 반송된다.
전술 한 바와 같이, 각각의 캐리어는 선형 어레이의 기판들을 지지하고, 이는 기판들의 로딩 및 언로딩을 용이하게 하고, 캐리어를 제조, 취급 및 운송하기가 훨씬 용이하게 만든다. 그러나, 시스템이 높은 스루풋을 갖기 위해서, 각각의 공정 챔버(130)가 차례로 위치된 몇개의, 즉 둘 이상의 캐리어에 위치된 2 차원 어레이의 기판들을 수용하고 동시에 처리하도록 구성된다. 보다 양호한 효율을 위해, 도 1의 특정 실시예에서, 버퍼 스테이션(115), LVLL(120) 및 HVLL(125)가 각각 공정 챔버(130) 내에 동시에 수용되는 것과 동일한 개수의 캐리어를 동시에 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 각 캐리어가 3개의 글라스 기판을 하나의 열에 지지하지만, 각 공정 챔버는 2 개의 캐리어를 동시에 처리함으로써 2 차원 어레이의 3 X 2 기판들을 처리하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 로드 락들 및 버퍼 챔버들이 다수의 캐리어, 예컨대 2 개의 캐리어를 핸들링할 수 있는 크기로 되어 있어서 증가된 펌핑/배기 및 압력 안정화 시간을 제공한다. 또한, 캐리어 동작을 스테이션에서 스테이션 동작 중의 하나로부터 공정 챔버 내에서 연속적인 통과 동작 중 하나로 전이시키는데 버퍼 챔버가 이용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 프로세스 챔버가 정지 모드에서 캐리어를 처리하고 다음 챔버가 통과(pass-by) 모드에서 처리하는 경우, 버퍼 챔버가 이 두 챔버 사이에 배치될 수 있다. 시스템 내의 캐리어들이 공정 챔버 또는 모듈에서 캐리어의 연속적인 스트림을 생성하며, 각 공정 챔버/모듈은 프로세스 소스(예 : 열원, PVD, 에칭 등)들을 처음부터 끝까지 연속적으로 지나는 5-10개의 캐리어를 자질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판의 이송, 로딩 및 언로딩을 위한 시스템 부분은 대기 환경에 위치된다. 한편, 모든 공정은 진공 환경에서 수행된다. 대기 환경에서의 운송, 적재 및 하역은 진공 상태에서 보다 훨씬 쉽다.
도 1a는 도 1에 도시된 것과 같은 시스템의 예를 도시하며, 캐리어(200)가 운송 및 공정 중에 가로 배향을 유지한다. 캐리어들은 공정 챔버 위에 위치된 선형 컨베이어(140)를 통해 시작점으로 복귀된다. 선형 컨베이어(140)는 컨베이어 벨트 또는 일련의 모터 구동 휠일 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 각각의 캐리어(200)는 일렬로 선형 배열된 4 개의 기판(220)을 지지한다. 또한, 설명을 위해, 챔버(120)의 상부 부위가 동시에 위치된 6 개의 캐리어의 배열을 노출시키도록 제거된다. 따라서, 이 실시예에 따르면, 각 캐리어가 4 개의 기판을 지지하고, 각 챔버는 동시에 24 개의 기판을 처리한다.
도 1b는 캐리어가 이송 및 로딩/언로딩 중에는 가로 방향이고 공정 중에는 세로인 예를 나타낸다. 도 1b의 배치는 로드록 챔버 및 공정 챔버가 세로 방향으로 기판을 처리하도록 세로로 뒤집힌 것을 제외하고는 도 1a의 배치와 매우 유사하다. 도 1a 및 도 1b의 양 실시예에서 로드록 및 공정 챔버의 구성은, 도 1a에서는 가로방향으로 장착되고, 도 1b에서는 그들의 측면에 세로로 장착되는 것을 제외하고, 동일할 수 있다. 결과적으로, 시스템의 버퍼 스테이션(115) 및 타 단부상의 버퍼 스테이션(145)은, 버퍼 스테이션(145)에 도시된 바와 같이, 캐리어(900)의 방향을 90도 변경시키는 리프팅 장치를 포함하도록 수정된다.
도 2는 일 실시예에 따른 라인-어레이 캐리어를 도시하며, 이는 실리콘 웨이퍼, 글라스 기판 등을 처리하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 라인-어레이 캐리어의 구성은 오히려 간단하고 저렴하다. 캐리어가 다른 척을 캐리어 위에 장착하는 것만으로 상이한 개수의 기판 및 기판 크기를 위한 것으로 구성될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 각 공정 챔버는 다수의 캐리어를 동시에 수용할 수 있도록 구성되어, 다수의 캐리어에 있는 다수의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 2의 캐리어(200)는 2 개의 이송 레일(215)과 2 개의 세라믹 바아(bar; 210)에 의해 형성되는 간단한 프레임(205)으로 구성된다. 세라믹 바아(210)는 그들에 부착된 서셉터(미도시)가 챔버의 나머지 부분으로부터 열적으로 격리되는 것을 강화한다. 콜 아웃에 도시된 바와 같이, 각각의 세라믹 바아(210)의 적어도 한 면은 이송 레일(215)과 함께 포크 구성(235)을 형성한다. 캐비티(245)는 포크 구성(235)에 형성되고, 그럼으로써 세라믹 바아(210)가 열 팽창으로 인해 자유롭게 이동(양두 화살표로 도시 됨)되고, 이송 레일(215)에 압력을 부여하지 않게 된다.
자기 구동 바아(240)가 캐리어 레일을 시스템 전체에 걸쳐 운반할 수 있도록 각각의 운반 레일(225)에 제공된다. 마그네틱 드라이브 바아들이 캐리어를 운반하기 위해 자화된 휠에 장착된다. 시스템의 청결을 향상시키기 위해, 구동 바아(240)가 니켈 도금될 수 있다. 이러한 자기 정렬은 높은 가속도로 인해 캐리어가 미끄러지지 않고 정확한 이송을 가능하게 한다. 또한, 이러한 자기 구성은 휠들의 큰 이격을 가능하게 하고, 그럼으로써 캐리어가 자기력에 의해 휠에 부착되고 큰 간격을 가로지르는 큰 범위로 캔틸레버(cantilever)할 수 있다. 또한, 이 자기 구성은 캐리어가 자기력에 의해 휠에 부착되기 때문에 세로 또는 가로 방향으로 캐리어를 운반할 수 있게 한다.
캐리어 접촉 어셈블리(250)가 이송 레일(225)에 부착되고 챔버에 부착된 챔버 접촉 어셈블리(252)(콜 아웃 참조)와 짝을 이룬다. 챔버 접촉 어셈블리는 내부에 삽입된 접촉 브러시(262)를 갖는 절연 바아(260)를 구비한다. 접촉 어셈블리(250)는 절연 스프링(264)과 절연 바아(260) 사이에 삽입되어서 짝을 이루는 접촉부로부터 바이어스 전위를 수신하도록 브러시 접촉부(264)에 대해 가압되는 도전성 연장부(251)(도 2a)를 갖는다. 바이어스가 예를 들어 기판 바이어스, 기판 척킹(정전 척용) 등에 사용될 수 있다. 바이어스는 RF 또는 DC(연속 또는 펄스)일 수 있다. 캐리어 접촉 어셈블리(250)는 캐리어의 일 측면 또는 양 측면에 제공될 수 있다.
도 2a는 캐리어가 어떻게 운반되는지 그리고 어떻게 바이어스 파워를 수신하는지를 보여주는 부분 단면도이다. 구체적으로, 도 2a는 샤프트(268)에 부착된 3 개의 자화된 휠(267)에 장착된 구동 바아(240)를 나타낸다. 샤프트(268)는 챔버 벽을 지나도록 연장되어 챔버의 내부 진공 환경의 외부에서 회전한다. 샤프트(268)는 샤프트 직경의 변화를 받아들이도록 예를 들어 O-링과 같은 가요성 벨트를 통해 모터에 연결된다.
도 2b는 예를 들어, 태양 전지를 제조하기 위한, 실리콘 웨이퍼를 처리하기 위한 캐리어의 예를 나타낸다. 도 2b에서, 웨이퍼(220)는 예를 들어 척킹 전위(chucking potential)를 사용하여 서셉터(223)에 척킹될 수 있다. 리프터(215)가 로딩 및 언로딩을 위해 웨이퍼들을 승강시키는데 사용될 수 있다. 도 2c는 예를 들어 터치스크린과 같은 글라스 기판들을 처리하는데 캐리어가 사용될 수 있는 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 기판들이 스프링-장착 기계적 클램프 또는 클립(227)을 사용하여 제자리에 유지될 수 있다. 서셉터(224)는 스프링-장착 클립을 위한 구성을 갖는 단순한 팔레트일 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 캐리어 반송과 더불어 기판 로딩 및 언로딩 메커니즘을 위한 실시예를 나타낸다. 도 3a는 로딩/언로딩 메커니즘의 평면도이고, 도 3b는 측면도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 컨베이어가 처리 완료 후에 캐리어들을 반송한다. 이어서, 캐리어들이 승강기(107)에 의해 하강되고 로딩/언로딩 스테이션(105)에 가로방향으로 운반된다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 듀얼 컨베이어, 즉 컨베이어(301 및 303)가 처리를 위한 새로운 기판의 운반 및 처리된 웨이퍼의 제거를 위해 이용된다. 시스템은 상관없이 똑같이 동작하기 때문에, 어느 것이 새로운 웨이퍼를 가져오고 어느 것이 처리된 웨이퍼를 제거하는지는 중요하지 않다. 또한, 이 실시예에서 컨베이어(301 및 303)가 기판들을 반대 방향으로 이송하지만, 두 컨베이어가 동일한 방향으로 이동할 때 동일한 결과가 달성될 수 있음을 알 수 있다.
도 3a 및 3b의 구성은 2 개의 캐리어를 동시에 핸들링하는 것을 지원한다. 구체적으로, 이 실시예에서는, 처리된 기판이 하나의 캐리어로부터 언로딩되고, 동시에 새로운 기판이 다른 캐리어에 로딩된다. 또한, 동시에, 처리된 기판은 처리 기판 컨베이어 상에 얹혀지고 새로운 기판은 새로운 기판 컨베이어로부터 픽업되어 다음 라운드에서 캐리어로 전달된다. 이 동작은 다음과 같이 수행된다.
기판 픽업 메커니즘은 두 가지 운동, 즉 회전 및 세로방향 운동을 갖도록 구성된다. 4열의 척(307)이 기판 픽업 메커니즘(305)에 부착된다. 척(307)은 예를 들어 진공 척, 정전 척 등일 수 있다. 이 특정 예에서, 4 열의 베르누이 척, 즉 베르누이 흡입을 사용하여 기판을 유지할 수 있는 척이 이용된다. 4 열의 척이 각 측면에 2 개씩 배치되어, 2 열의 척이 캐리어와 정렬 될 때 다른 2 열이 컨베이어와 정렬된다. 따라서, 픽업 메커니즘(305)가 하강 된 위치에 있을 때, 한 열의 척이 처리된 기판들을 캐리어로부터 픽업하고 다른 열이 다른 기판 상에 새로운 기판을 얹으며, 또한 다른 면에서는 한 열의 척이 처리된 기판을 하나의 컨베이어에 얹고, 다른 열의 척이 다른 컨베이어에서 새로운 기판을 픽업한다. 이어 픽업 메커니즘(305)이 상승 위치로 와서 180도 회전하고, 동시에 캐리어들 한 피치 이동하며, 즉 새로운 기판이 있는 캐리어가 한 단계 이동하고, 처리된 기판이 제거 된 캐리어는 새로운 기판 로딩 위치로 이동하며, 또 다른 처리된 기판을 가진 캐리어는 언로딩 위치로 이동한다. 픽업 메커니즘(305)는 그 아래쪽 위치로 오고, 이 과정이 반복된다.
구체적인 예를 제공하기 위해, 도 3a의 스냅 샷에서, 캐리어(311)가 픽업 장치(305)의 한 열의 척에 의해 픽업되는 기판을 처리한다. 캐리어(313)에는 픽업 장치(305)의 다른 열의 척들로부터 새로운 기판들이 로딩된다. 다른 측면의 픽업 장치(305)의 한 열의 척들은 처리된 기판들을 컨베이어(303)에 얹고 있고, 다른 열의 척들은 컨베이어(301)로부터 새로운 기판을 픽업하고 있다. 이들 동작이 완료 되면, 픽업 장치(305)는 그 상승 위치로 상승되고 곡선 화살표로 도시된 바와 같이 180도 회전된다. 동시에, 모든 캐리어가 한 스텝 이동한다. 즉, 캐리어(316)는 이전에 캐리어(317)에 의해 점유된 위치로 이동하고, 막 새로운 기판이 로딩된 캐리어(313)는 이전에 캐리어(316)에 의해 점유된 지점으로 이동하며, 이제 빈 캐리어(311)는 캐리어(313)에 의해 이전에 점유된 지점으로 이동하며, 처리된 기판들이 로딩된 캐리어(318)는 이전에 캐리어(311)에 의해 점유된 지점으로 이동한다. 이어 픽업 장치이 하강되어, 캐리어(311)에 새로운 기판들이 로딩되고, 처리된 기판들은 캐리어(318)로부터 제거되며, 캐리어(311)로부터 제거된 기판들이 컨베이어(303)에 얹혀지며, 새로운 기판들이 컨베이어(301)로부터 픽업된다. 이어 픽업 장치(305)가 상승되고, 이 과정이 반복된다.
도 3a 및 도 3b의 실시예는 또한 선택적인 마스크 리프터 장치(321)를 이용한다. 이 실시예에서, 마스크들이 기판의 표면에 요구되는 패턴을 생성하는데 사용된다. 즉, 처리를 위해 기판의 특정 영역을 노광하고, 처리를 방지하기 위해 다른 영역을 덮는다. 캐리어는 마스크 리프터(321)에 도달 할 때까지 기판의 상부에 배치된 마스크와 함께 시스템을 통해 이동한다. 처리된 기판을 갖는 캐리어가 마스크 리프터(도 3a 및 3b, 캐리어(318))에 도달하면, 마스크 리프터(321)는 승강된 위치에서 캐리어로부터 마스크를 들어 올린다. 그리고 나서 캐리어가 처리된 기판을 언로링하기 위해 언로딩 스테이션으로 진행할 수 있다. 동시에, 새로운 기판(도 3b 캐리어(319)에 있는)들을 갖는 캐리어는 마스크 리프터 장치로 이동하고, 마스크 리프터(321)는 처리를 위해 마스크를 새로운 기판 상에 위치 시키도록 그의 하강 위치로 간다.
알 수 있는 바와 같이, 도 3a 및 도 3b의 실시예에서, 마스크 리프터는 하나의 캐리어로부터 마스크들을 제거하여 상이한 캐리어 상에 놓는다. 즉, 마스크는 자신이 제거된 캐리어로 돌아가지 않고 다른 캐리어에 배치된다. 시스템에서의 캐리어들의 디자인과 캐리어 수에 따라 수개 라운드 후에 마스크가 동일한 캐리어로 반환될 수 있지만 이는 다른 캐리어에서 들어 올려질 경우에만 가능할 수 있다. 그 역 또한 가능하다. 즉, 캐리어와 서비스 중인 마스크의 디자인과 수에 따라, 각 마스크가 시스템의 모든 캐리어에 의해 사용되는 것이 가능하다. 즉, 시스템 내의 각 캐리어는 시스템 내의 각각의 마스크와 함께 사용되며, 여기서는 시스템을 통한 프로세싱의 각 사이클에서 캐리어가 상이한 마스크를 사용할 수 있다.
콜 아웃에 도시된 바와 같이, 캐리어 엘리베이터가 2 개의 세로방향 컨베이어 장치를 캐리어들의 각 측면에 하나씩 구비함으로써 구현될 수 있다. 각각의 컨베이어 장치는 롤러(336)에 의해 구동되는 하나 이상의 컨베이어 벨트(333)로 이루어진다. 벨트(333)가 이동할 때 핀(331)들이 캐리어와 결합하여 캐리어를 세로 방향(즉, 시스템의 어느 측면에 엘리베이터가 위치하는지 및 반송 컨베이어가 공정 챔버의 위 또는 아래에 위치하는지에 따라 위 또는 아래)으로 이동시킨다.
도 3c는 기판 정렬 메커니즘에 대한 실시예를 나타낸다. 이 실시예에 따르면, 척(345)은 일측에 스프링 장착 정렬핀(329)을, 그리고 반대측에 노치(312)를 구비한다. 회전 푸시핀(341)이 노치(312)에 진입하여, 점선 및 회전 화살표로 도시된 바와 같이, 기판(320)을 정렬핀(329)에 대해 가압한 다음 후퇴시킨다. 명백히, 회전 푸시핀(341)은 척(345) 또는 캐리어의 일부가 아니며 시스템 내에서 이동하지 않고 정지상태에 있다. 또한, 마스크가 사용되면 스프링 장착 정렬핀이 더 낮은 위치로 압축된다. 따라서, 하나의 정렬핀을 갖도록 구성된 제 1 측면, 제 1 측면에 직각이고 두 개의 정렬핀을 갖도록 구성된 제 2 측면, 제 1 측면에 대면하고 제1 노치를 갖도록 구성된 제 3 측면 및 제2 측면과 대면하고 제2 노치를 갖도록 구성된 제4측면을 포함하는 기판 정렬 장치가 제공되며, 상기 정렬 메커니즘은 상기 제 1 노치에 진입하여 상기 기판을 상기 제 1 정렬핀에 대해 가압하도록 구성된 제 1 푸쉬핀 및 상기 제 2 노치에 진입하여 상기 2 개의 정렬핀에 대해 상기 기판을 가압하도록 구성된 제 2 푸쉬핀을 더 포함한다.
도 4는 개시된 시스템과 함께 사용될 수 있는 진공 공정 챔버(400)의 실시예를 나타낸다. 도 4의 도시에서는 챔버의 뚜껑이 제거되어 내부 구조가 노출된다. 챔버(400)는 그 구성 요소 또는 구조에 대한 어떠한 변형없이 가로 또는 세로 배향으로 설치될 수 있다. 챔버는 진공 펌핑을 위한 개구(422)를 갖는 간단한 박스 프레임으로 구성된다. 입구 개구(412)가 하나의 측벽에서 절개되고, 출구 개구(413)는 대향 측벽에서 절개되어, 캐리어(424)가 챔버로 들어가고, 전체 챔버를 가로 지르며, 다른 측면으로부터 빠져 나갈 수 있도록 한다. 게이트 밸브들이 각 개구(412 및 413)에 제공되지만, 도 4의 설명에서 명료성을 위해 게이트 밸브(414)만이 도시되어 있다.
가로와 세로 방향으로 캐리어(424)를 효율적이고 정확하게 이송하기 위해, 자성휠(402)이 챔버의 대향 측벽에 제공된다. 캐리어는 자성휠(402)에 장착된 자기 바아를 갖는다. 휠(402)들이 장착되는 샤프트는 챔버 외부의 대기 환경으로 연장되어 모터(401)에 의해 구동된다. 구체적으로, 여러 개의 모터(401)가 구비되며, 각각의 모터는 예를 들어 O-링과 같은 벨트를 사용하여 여러 샤프트들을 구동한다. 또한, 아이들 휠(404)들이 캐리어를 측방향으로 구속하기 위해 제공된다.
도 4의 실시예의 특징은 자성휠의 직경이 챔버의 측벽 두께보다 작다는 것이다. 이는 휠(406 및 407)로 도시된 바와 같이, 입구 및 출구 개구(412 및 413) 내부에 자성휠을 배치할 수 있게 한다. 입구 및 출구 개구(412 및 413) 내부에 휠(406 및 407)을 배치하면 챔버 내외로 캐리어가 원활하게 이송될 수 있고, 이것이 캐리어가 휠로부터의 지지 없이 횡단해야 하는 간격을 최소화하기 때문이다.
도 5는 마스크 및 캐리어 어셈블리에 대한 실시예를 나타낸다. 곡선형 화살표를 따라 좌측에서 우측으로 진행하여, 단일 기판 마스크 어셈블리(501)가 여러 마스크 어셈블리를 지지하는 마스크 캐리어(503)에 장착되고; 마스크 캐리어(503)이 기판 캐리어(505) 상에 장착된다. 일 실시예에서, 부동 마스크 어셈블리들(501) 사이의 스프링들이 기판 캐리어(505)들에 제공된 가이드 핀들(507)과의 맞물림을 위해 제 위치에 유지되어, 그럼으로써 각각의 마스크가 그의 각각의 기판에 정렬된다. 각각의 단일 기판 마스크 어셈블리는 값 싸고 반복적인 사용이 가능한 내부 포일 마스크로 구성된다. 포일 마스크는 원하는 디자인에 따라 천공을 가지는 자성 재료의 평면 시트로 제조된다. 외부 마스크는 열 부하를 가함으로써 내부 마스크를 덮어서 보호하고, 그럼으로써 포일 마스크가 왜곡되지 않도록 한다. 외부 마스크의 구멍은 천공을 가지는 내부 마스크의 영역을 노출시킨다. 프레임이 내부 및 외부 마스크를 마스크 캐리어(503) 상에 유지시킨다. 기판 캐리어(505)에 내장된 자석은 내부 포일 마스크를 기판과 접촉하도록 당긴다.
각각의 기판 지지체, 예컨대 기계적 또는 정전척(517)은 단일 기판을 지지한다. 개별척(517)은 기판의 상이한 유형 및/또는 크기를 지지하도록 변경될 수 있고, 그럼으로써 동일한 시스템이 상이한 크기 및 유형의 기판을 처리하는 데 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 척(517)은 후퇴 가능한 기판 정렬핀(519)과 기판을 척의 상부에 정렬시키는 구성을 가진다. 이 실시예에서, 정렬을 가능하게 하는 구성은, 정렬핀(519)에 대해 기판을 밀어 넣은 후, 슬릿(512)으로부터 후퇴하는 후퇴식 핀을 수용하는 슬릿(512)으로 구성된다. 이는 기판과 마스크를 기판 캐리어에 정렬시키도록 하고, 그럼으로써 마스크가 기판에 정렬된다.
이해할 수 있는 바와 같이, 지금까지 설명한 시스템은 제조 비용이 저렴하고 예를 들어 태양 전지, 터치스크린 등과 같은 다양한 기판의 효율적인 진공 처리를 제공한다. 시스템은 한쪽면에서의 기판 로딩 및 언로딩 또는 한쪽면에서 로딩 및 반대쪽면에서 언로딩하는 것과 같은 더블 또는 단일의 단부 로딩 및 언로딩을 갖도록 구성될 수 있다. 기판 핸들링은 진공 상태에서 수행되지 않는다. 이 시스템은 필요에 따라 많은 진공 공정 챔버가 인풋 및 아웃풋 출력 로드록 사이에 설치될 수 있다는 점에서 모듈식이다. 진공 챔버는 진공 상태에 있는 부품이 거의 없는 단순한 설계이다. 진공 챔버는 가로 또는 세로 배향으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 태양 전지 처리의 경우, 시스템은 가로 배향으로 기판을 처리할 수 있고, 터치스크린의 경우에는 기판을 세로 배향으로 처리할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 대기 환경에서의 로딩, 언로딩 및 이송은 가로 방향의 기판들로 수행된다. 공정 소스, 예컨대 스퍼터링 소스는 기판의 상부 및/또는 하부에 설치될 수 있다. 시스템은 패스-바이(pass-by) 또는 정지 상태(static) 프로세스, 즉 진공 공정 중에 기판을 정지시키거나 이동시킬 수 있다. 챔버는 스퍼터링 소스, 히터, 주입 빔 소스, 이온 에칭 소스 등을 수용할 수 있다.
태양광에 대한 응용의 경우, 진공 챔버가 저에너지 주입기(예를 들어, 15KV 미만)를 포함할 수 있다. PERC, IBC 또는 SE와 같은 특정 태양 전지 설계의 경우 마스크 구성을 사용하여 마스킹된 임플란트를 수행할 수 있다. 또한, 텍스처 에칭이 이온 에칭 소스 또는 레이저 보조 에칭을 사용하여 마스크의 유무에 관계없이 수행될 수 있다. 점 접촉 셀의 경우 접점에 정렬된 많은 구멍이 있는 마스크를 사용할 수 있다. 또한, 두꺼운 금속층은 여러 개의 PVD 챔버를 직렬로 정렬하고 한 층을 다른 층 위에 연속적으로 형성함으로써 형성될 수 있다.
터치 패널 응용의 경우, 챔버가 PVD 소스를 사용하여 냉 및/또는 열 ITO 층을 증착하는데 이용될 수 있다. 보다 높은 처리량 그러나 보다 단순한 핸들링을 위해 프로세싱은 각각의 캐리어 상에 폭 방향으로 배치된 몇 개, 예컨대 3 개의 터치 패널 및 각 챔버 내부에 동시에 배치된 몇 개, 예컨대 2 개의 캐리어로 수행된다. 내부 재구성없이 동일한 시스템이 패드 또는 휴대폰 사이즈 유리의 터치스크린을 처리할 수 있다. 단순히, 적절한 캐리어가 구성되고 전체 시스템은 동일하게 유지된다. 다시 말해, 기판 핸들링은 진공 상태에서 수행되지 않는다.
핸들링 및 처리 동작이 모든 유형 및 사이즈를 가지는 기판에 대해 동일할 수 있다. 빈 캐리어가 캐리어 반송 엘리베이터에서 로드로 이동한다. 마스크가 사용될 경우, 그 마스크는 제거되어 엘리베이터에 남게 된다. 기판은 대기 환경에서 캐리어에 적재된다. 캐리어가 엘리베이터로 돌아가고 마스크들이 기판 위에 놓여 진다. 그 다음 캐리어가 로드락으로 이동한다. 진공 상태에서 캐리어 이송은 챔버 벽에 위치한 단순한 자성휠을 통해 이루어지며 대기 또는 진공 환경에서 챔버 외부에서 에너지가 공급된다. 챔버는 격리를 위한 밸브를 가질 수 있으며, 기판 하부의 처리를 위해 드로워(drawer) 위 또는 그 안에 소스들을 구비할 수 있다. 기판들이 시스템의 언로딩 단에서 제거되거나, 캐리어 상에 남겨져서 로딩 단, 즉 시스템의 입구 측으로 복귀될 수 있다. 캐리어들이 심플한 컨베이어 벨트로 시스템의 프로세스 단에서 시스템의 로딩 단으로 복귀한다. 심플한 핀 컨베이어가 캐리어들을 로딩 및 언로딩 스테이션으로 상승시기커나 하강시킨다.
도 6a-6c는 진공 챔버가 다양한 크기와 구성을 가지는 상이한 공정 소스와 어떻게 결합될 수 있는지를 보여주는 3 개의 실시예를 나타낸다. 도 6a-6c의 예에서, 기판들이 3 방향(wise)로 배열되는 것으로 가정되지만, 물론 더 많거나 적은 기판을 폭 방향으로 캐리어 상에 배치할 수 있다. 또한, 도 6a-6c에서, 공정 챔버는 동시 처리를 위해 몇몇 캐리어, 예를 들면 2 개 또는 3 개를 수용할 수 있는 것으로 가정된다. 도 6a-6c에 도시된 소스는 예를 들어, PVD, 에칭, 임플란트 등과 같은 임의의 공정 소스일 수 있다.
도 6a는 단일 소스(601)가 챔버(600)에 제공되는 실시예를 나타낸다. 이 단일 소스는 챔버(600) 내부에 위치된 모든 기판을 처리하는데 사용된다. 소스(601)는 모든 기판들을 동시에 커버하는 길이 및/또는 폭을 가질 수 있다. 몇몇 소스의 경우 너무 큰 사이즈의 단일 소스를 제작하기에는 너무 복잡하거나 비용이 많이들 수 있다. 예를 들어, 소스(601)가 스퍼터링 소스인 경우, 타겟이 매우 크게 제조되어야 하는데, 이는 비싸고, 복잡하며, 이용률이 낮게 된다. 따라서, 도 6B 및 도 6c의 실시예에 따르면, 몇가지 더 작은 소스가 사용된다. 도 6b의 실시예에서, 각각의 소스(603A-603C)들은 단일 기판만을 커버하는 넓이를 가지지만, 하나 이상의 기판을 길이 방향으로, 즉 기판 이동 방향으로 커버할 수 있다. 각 소스가 각 캐리어 내의 기판들 중 하나만을 커버하도록 소스를 엇갈리게 함으로써, 모든 기판이 처리될 수 있다. 이러한 구성은 통과(pass-by) 처리에 특히 적합하다. 역으로, 도 6c의 실시예에서, 소스(606A-606C)들 각각이 하나의 캐리어 내의 모든 기판들, 즉 기판 이동 방향에 직교하는 방향으로 충분히 넓지만 챔버 내에 위치하는 모든 기판들을 커버하기에는 너무 좁다. 실제로, 몇몇 실시예에서는, 소스(606A-606C) 각각이 하나의 기판보다 더 좁다. 이러한 구성은 통과 또는 정지 상태 처리에도 동일하게 적합한다.
전술한 실시예는 여러 개의 기판 캐리어를 동시에 수용하여 처리하기 위한 크기의 진공 하우징을 갖는 진공 공정 챔버를 제공한다. 또한 하우징은 여러 가지 공정 소스를 동시에 지지하도록 구성된다. 공정 소스는 예를 들어 기판 캐리어에 의해 홀딩된 모든 기판을 가로 지르기에 충분한 길이를 갖는 가느다란 소스일 수 있지만 캐리어 상에 배치된 기판의 폭보다 좁은 스퍼터링 소스일 수 있다. 몇몇의 이러한 소스들은 캐리어의 이동 방향으로 챔버의 길이의 전체 또는 일부에 걸쳐 연속하여 위치될 수 있다. 챔버는 2 개의 대향 측면에 배치되어 챔버 내부의 캐리어를 운반하는 몇 개의 샤프트를 갖는다. 각 샤프트는 모터에 의해 구동되는 유연한 벨트에 의해 회전된다. 각각의 샤프트는 교류 극 순서로 위치된 다수의 자성휠을 갖는다. 즉, 하나의 휠이 남극으로 자화된 외주와 북극의 자화된 내경을 가질 수 있고, 이웃하는 휠은 그 외주가 북극으로 자화되고 내경이 남극으로 자화될 수 있다. 챔버는 또한 입구 개구를 가지는 진입 측벽과 마주하고 출구 개구를 갖는 진출 측벽을 구비하고; 여기서 자화된 휠 구성은 진입 측벽 내부에 위치하여 입구 개구로 돌출하고, 진출 측벽 내에 위치하면서 출구 개구로 돌출하는 자화된 휠 구성을 가져서, 입구 개구 및 출구 개구를 통과하는 기판 캐리어들을 구동한다.
개시된 시스템은 챔버들이 선형으로 배열되고, 하나의 챔버가 다음 챔버에 결합된 선형 시스템이며, 그럼으로써 기판 캐리어들이 일측으로부터 시스템으로 들어가고 모든 챔버들 선형 방식으로 통과하여 시스템의 반대측으로 나오게 된다. 캐리어들은 챔버를 분리하는 밸브 게이트를 통해 하나의 챔버에서 다음 챔버로 직접 이동한다. 일단 캐리어가 시스템의 진공 환경을 벗어나면, 엘리베이터로 들어가서 반송 컨베이어로 수직으로 이동하고, 반송 컨베이어는 시스템의 진입 측으로 캐리어를 다시 가로방향으로 반송하며, 여기서 캐리어는 다른 엘리베이터로 들어가서 수직으로 이동되어 새로운 기판들을 적재하고 다시 시스템의 진공 환경으로 들어간다. 캐리어는 대기 환경에서 이송되는 동안 가로 방향으로 유지된다. 그러나, 일 실시예에서, 캐리어가 진공 환경에 진입할 때, 기판은 세로 배향으로 유지되면서 처리되도록 세로 방향으로 회전된다.
시스템은 시스템의 진입 측에 위치되는 로딩 및 언로딩 스테이션을 가질 수 있다. 로딩 및 언로딩 시스템은 4 열의 척이 위치되는 회전 구조체를 가지며, 회전축의 각 측면에 2 열씩 배치된다. 회전축의 각 측면 상에 한 열의 척이 처리된 기판을 언로딩하도록 구성되고, 한 열의 척이 새로운 기판을 로딩하도록 구성된다. 회전 구조체는 세로 방향 운동을 하도록 구성되며, 구조체가 하강 위치를 있을 때 기판을 픽업하고 상승 위치를 있을 때 180도 회전한다. 또한, 구조체가 하강 위치에 있을 때, 회전축의 각각의 측면상에서 한 열의 척이 기판을 픽업하고, 다른 한 열의 척은 기판을 놓는, 즉 방출한다. 일 실시예에서, 2 개의 컨베이어가 시스템 입구를 가로 질러 제공되고, 하나의 컨베이어는 새로운 기판을 전달하고, 다른 컨베이어는 처리된 기판을 제거한다. 회전 구조체는 하부 위치에서 한 열의 척이 새로운 기판을 전달하는 컨베이어와 정렬되고 다른 열의 열이 처리된 기판을 제거하는 컨베이어와 정렬되도록 구성된다. 동시에, 회전축의 다른 측에서는, 한 열의 척이 빈 캐리어와 정렬되고, 다른 열의 척은 처리된 기판을 보유하는 캐리어와 정렬된다.
몇몇의 실시예에서, 기판에 전위를 인가하기 위한 구성이 마련된다. 특히, 각각의 캐리어는 전도성 스트립을 포함하는데, 이는 캐리어가 공정 챔버에 들어갈 때, 연장된 접촉 브러시 및 연장된 접촉 브러시에 대해 도전성 스트립을 가압하도록 구성된 등각(conformal) 절연 스프링을 포함하는 슬라이딩 접촉부에 삽입된다. 전도성 스트립을 캐리어에 부착하는데 Kapton 스트립과 같은 절연 스트립을 사용할 수 있다.
기판의 처리가 마스크의 사용을 필요로 할 때, 마스크들이 각각의 기판의 상부에 개별적으로 배치되거나 하나의 마스크가 하나의 캐리어의 모든 기판을 동시에 커버하도록 형성될 수 있다. 마스크는 예를 들어 자석을 사용하여 제 위치에 유지될 수 있다. 그러나, 정밀한 공정을 위해서는 마스크가 매우 얇게 만들어져야 하고, 그 결과 공정 중에 열 응력으로 인해 변형될 수 있다. 또한, 얇은 마스크는 침착물을 빠르게 모을 수 있고, 침착물이 마스크의 정확한 배치 및 마스킹을 방해할 수 있다. 따라서, 아래에 개시된 실시예에 따른 듀얼-마스크 구성을 사용하는 것이 유리할 것이다.
도 7a-7e는 다양한 실시예에 따라 듀얼 마스크를 위한 구성을 갖는 다중 웨이퍼 캐리어에 대한 도면이다. 도 7a는 듀얼 마스크 구성을 갖는 다중 웨이퍼 캐리어를 도시하며, 마스크 구성은 내부 마스크가 웨이퍼와 밀접한 물리적 접촉을 이루도록 하부 위치에 있다. 도 7b는 듀얼 마스크 구성을 갖는 다중 웨이퍼 캐리어를 도시하며, 마스크 구성이 상승된 위치에 있고, 이에 의해 웨이퍼의 교체가 가능하게 한다. 도 7c는 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 웨이퍼 리프터가 포함된 듀얼 마스크 구성을 갖는 다중 웨이퍼 캐리어를 나타낸다. 도 7d는 듀얼 마스크 구성을 갖는 다중 웨이퍼 캐리어의 부분 단면을 나타내며, 여기서는 마스크 구성 및 웨이퍼 리프터가 상승 위치에 있다. 도 7e는 마스크 구성 및 웨이퍼 리프터가 하부 위치에 있는 듀얼 마스크 구성을 갖는 다중 웨이퍼 캐리어의 부분 단면을 나타낸다.
도 7a를 참조하면, 캐리어 지지체(700)로도 지칭되는 다중 웨이퍼 캐리어가 3 개의 개별 웨이퍼 캐리어 또는 서셉터(705)를 가지며, 이들은 예를 들어 세라믹으로 제조된 서셉터 프레임 또는 바아(710)에 의해 지지된다. 각각의 단일 웨이퍼 캐리어(705)는 듀얼 마스크 구성과 함께 단일 웨이퍼를 유지하도록 구성된다. 도 7a에서, 듀얼 마스크 구성이 낮아진 위치에 있지만 캐리어의 구성을 노출시키도록 웨이퍼가 어떠한 캐리어에도 위치하지 않는다. 도 7b에서, 듀얼 마스크 구성은 캐리어들 중 임의의 웨이퍼에서 다시 리프트된 위치에 보여진다. 도 7a-7e의 실시예에서, 리프터(715)가 듀얼 마스크 구성을 들어 올리고 내리기 위해 사용된다; 그러나, 비용과 복잡성을 낮추기 위해, 리프터(715)가 제거될 수 있고, 듀얼 마스크 구성은 수동으로 들어 올릴 수 있다. 운반 레일(725)은 프레임(710)의 각 측면 상에 제공되어 시스템 전체에 걸쳐 캐리어(700)를 운반할 수 있게 한다.
단일 웨이퍼 캐리어(705) 각각은 베이스(730)(도 7B에서 볼 수 있음)를 구비하며, 이는 그 주변부에 현수된 웨이퍼를 지지하기 위한 리세스(735)를 갖는 융기 프레임(732)을 구비한다. 프레임(732)을 가지는 베이스(730)는 현수된 웨이퍼 아래에 포켓(740)을 형성하며, 이는 파손된 웨이퍼 조각을 포획하는데 유리하다. 몇몇 실시예에서는, 프레임(732)가 베이스(730)로부터 분리 가능하다. 외부 마스크(745)는 프레임(732)을 커버하고 내부 마스크의 주변을 커버하지만, 웨이퍼에 대응하는 내부 마스크의 중앙 부위를 노출하도록 프레임(732) 상에 장착되도록 구성된다. 이는 도 8의 실시예에서 단면도로 예시된다.
도 8에서, 베이스 또는 서셉터(805)가 리세스(832)를 가지는 융기 프레임(830)을 구비하며, 이는 그 주변에서 웨이퍼(820)를 지지한다. 프레임(830)을 갖는 베이스(805)는 포켓(840)을 형성하고, 웨이퍼는 포켓 위에 현수되어 있다. 몇몇 실시예에서, 특히 고온 동작을 위해, 자석(834)이 사마륨 코발트(SmCo)로 제조될 수 있다. 내부 마스크(850)는 융기 프레임(830) 및 웨이퍼(820)의 상부에 위치되고, 웨이퍼와 물리적으로 접촉하도록 자석(834)에 의해 제 위치에 유지된다. 외부 마스크(845)는 내부 마스크(850)의 주변부를 커버하도록 내부 마스크(850) 위에 배치되고 내부 마스크(850)와 물리적으로 접촉하며, 웨이퍼에 공정을 부여하기 위해 설계된 내부 마스크의 영역을 제외한다. 외부 마스크(945)의 예시가 도 9에 도시되어 있는데, 이 예시에서는 알루미늄의 접힌 시트로 만들어지며, 여기서는 예시가 에지 션트 격리(edge shunt isolation) 공정을 위한 것이기 때문에, 내부 마스크가 작은 주변 에지(952)를 제외하고 외부 마스크에 의해 커버된다. 에지 션트 분리를 위한 내부 마스크(750)의 예시가 도 10에 도시되어 있는데, 이는 기본적으로 웨이퍼의 사이즈 및 형태의 구멍을 갖는 편평한 금속 시트이지만, 예를 들어 웨이퍼 사이즈보다 1 내지 2mm 정도 작다. 도 8의 실시예에서는, 마스크 프레임(836)이 캐리어의 내부 및 외부 마스크의 지지 및 리프팅을 가능하게 하도록 제공된다. 이러한 구성에서, 외부 마스크가 마스크 프레임(836)과 내부 마스크(850) 사이에 끼워진다.
도 8a는 또 다른 실시예를 나타내며, 이는 예를 들어 웨이퍼의 후면에 콘택 패턴을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이 실시예에서는, 서셉터가 전체 표면에서 웨이퍼를 지지하는 상부 플랫폼을 형성한다. 자석(834)이 서셉터의 상면 아래의 서셉터의 전체 영역에 걸쳐 매립된다. 내부 마스크(850)는 웨이퍼(820)의 전체 표면을 커버하고 접촉 디자인에 따라 다수의 홀을 갖는다.
도 7a-도 7e를 다시 참조하면, 리프터(715)가 내부 마스크와 함께 외부 마스크를 상승시키는데 사용될 수 있다. 또한, 웨이퍼 리프터(752)가 웨이퍼를 프레임(730)으로부터 떼어서 들어올리는데 이용될 수 있고, 그럼으로써 그것이 로봇 아암을 이용하여 처리를 위한 새로운 웨이퍼로 교체될 수 있다. 그러나, 리프터(715, 752)는 제거될 수 있고, 마스크를 리프팅하고 웨이퍼를 교체하는 동작은 수동으로 대신 수행될 수 있다.
도 8을 참조하여 설명된 실시예들에서, 캐리어가 웨이퍼의 주변부를 지지하고, 그럼으로써 웨이퍼가 현수된다. 웨이퍼 아래에 형성된 포켓은 깨진 웨이퍼 조각들을 잡고 증착된 물질들이 겹쳐지는 것을 방지한다. 다른 한편으로, 도 8a의 실시예에서는, 웨이퍼가 그 전체 표면에 걸쳐 지지된다. 마스크 어셈블리가 스퍼터 또는 다른 형태의 공정을 위해 제 위치에서 하강되고, 웨이퍼의 로딩 및 언로딩을 위해 수동 또는 기계적으로 상승된다. 캐리어의 일련의 자석은 내부 마스크를 제 위치에 고정시키고 웨이퍼와 밀착되게 한다. 반복 사용 후에는 외부 마스크와 내부 마스크를 교체할 수 있으며 나머지 캐리어 어셈블리를 재사용할 수 있다. 마스크 어셈블리 사이드 바아(bar)라고도 지칭되는 프레임(810)은 알루미나 또는 티타늄과 같은 저열 팽창 재료로 제조될 수 있다.
상기 실시예에 따르면, 내부 마스크가 기판과 틈이 없는 밀접한 접촉을 형성한다. 외부 마스크는 내부 마스크, 캐리어 및 프레임을 증착 재료로부터 보호한다. 도시된 실시예에서, 외부 및 내부 마스크 개구들은 에지 션트 격리 공정 동안 단결정 태양 전지에 적용하기에 적합한 의사 사각 형상이다. 다른 공정 동안, 내부 마스크가 어느 개구 구성을 가지지만, 외부 마스크는 의사 사각형 개구를 갖는다. 의사 사각형 형상은 웨이퍼가 절단된 원형 잉곳에 따라서 모서리가 절단된 사각형이다. 물론, 다결정의 사각형 웨이퍼가 사용된다면, 외부 및 내부 마스크 개구는 또한 사각형일 것이다.
도 11은 단일 웨이퍼 캐리어(1105)의 실시예를 나타낸다. 웨이퍼의 주변부가 리세스(1132) 상에 놓여있다. 파선으로 도시된 자석(1134)들이 웨이퍼의 모든 둘레에 대하여 캐리어 내부에 제공된다. 정렬핀(1160)은 외부 마스크를 캐리어(1105)에 정렬시키는데 사용된다. 외부 마스크의 실시예가 아래에서 바라본 도 12에 도시되어 있다. 외부 마스크(1245)는 캐리어(1205)의 정렬핀(1260)에 대응하는 정렬 홀 또는 리세스(1262)를 갖는다.
도 13은 외부 및 내부 마스크를 유지하고 마스크를 서셉터에 고정시키는 데 사용되는 상부 프레임(1336)의 실시예를 나타낸다. 상부 프레임(1336)은 2 개의 횡단 바(1364)에 의해 함께 고정된, 예를 들어 2 개의 세로 바아(1362)에 의해 형성될 수 있다. 외부 마스크는 포켓(1366) 내부에 유지된다. 정렬 프레임(1368)이 상부 프레임을 서셉터에 정렬시키기 위해 제공된다.
도 14는 예를 들어 웨이퍼에 다수의 콘택트를 제조하기 위해 설계된 홀 패턴을 갖는 내부 마스크의 예를 나타낸다. 이러한 내부 마스크는 도 15에 도시된 서셉터에 사용될 수 있으며, 여기서는 자석(1534)들이 웨이퍼의 표면 아래의 전체 영역에 걸쳐 분포된다. 자석은 교대로 극화되어 있다.
상부 또는 외부 마스크는 얇은, 예컨대 약 0.03"의 알루미늄, 스틸 또는 다른 유사한 재료로 제조될 수 있으며, 기판 캐리어와 짝을 이루도록 구성된다. 내부 마스크는 매우 얇은, 예를 들어, 약 0.001 내지 0.003"의 평판 강철 시트 또는 다른 자성 재료로 만들어지며, 외부 마스크 내에 중첩되도록 구성된다.
또 다른 실시예에 따르면, 공정 중에 웨이퍼를 지지하기 위한 구성이 제공되며, 이는 융기 프레임을 가지는 웨이퍼 캐리어 또는 서셉터, 상기 융기 프레임은 웨이퍼의 주변 둘레를 지지하고 웨이퍼를 소정 지점에 한정하는 리세스를 가지며; 융기 프레임의 상부에 놓여지도록 구성된 내부 마스크, 상기 내부 마스크는 웨이퍼의 일부분을 마스킹하고 웨이퍼의 잔여 부분을 노출하도록 이루어진 구멍 구성을 가지며; 그리고 내부 마스크의 상부에 있는 융기 프레임 위에 배치되도록 구성된 외부 마스크, 외부 마스크는 내부 마스크를 부분적으로 커버하도록 구성된 단일 개구를 가지며;를 포함한다. 상부 프레임 캐리어가 내부 및 외부 마스크를 홀딩하고 내부 및 외부 마스크를 웨이퍼 서셉터에 고정하는데 이용될 수 있다.
자석들이 서셉터에 교번적인 N-S-N-S-N으로 프레임 둘레에 전체에 또는 서셉터의 전체 표면 아래 웨이퍼의 직하 전체에 걸쳐서 위치한다. 외부 및 내부 마스크들은 자력에 의해서만 프레임에 홀딩되도록 설계되며, 그럼으로써 용이하고 신속하게 웨이퍼들을 로딩 및 언로딩하는 것을 가능하게 한다.
마스크 어셈블리는 기판을 캐리어에 적재하기 위해 웨이퍼 캐리어 및 지지 프레임으로부터 제거 가능하다. 외부 및 내부 마스크는 모두는 마스크 어셈블리의 일부로서 리프팅된다. 웨이퍼가 웨이퍼 포켓의 캐리어 상에 위치되면, 마스크 어셈블리는 캐리어 상으로 다시 하강된다. 내부 마스크는 웨이퍼의 상부 표면과 중첩된다. 캐리어 프레임의 자석들이 내부 마스크를 기판과 밀접한 접촉 상태로 끌어 당긴다. 이것은 웨이퍼의 가장자리에 단단히 부합하는 씰을 형성한다. 외부 마스크는 얇은 부합 내부 마스크에 증착되는 것을 방지하도록 설계된다. 상술한 바와 같이, 증착 프로세스는 내부 마스크가 가열되어 마스크가 휘거나 웨이퍼와의 느슨하게 접촉하는 것을 야기할 수 있다. 마스크가 웨이퍼와의 접촉을 잃으면 금속 막은 기판 웨이퍼의 표면의 배제 영역에 증착될 것이다. 자석에 의해 생성된 포켓 및 마찰력은 이송 및 증착 동안 기판 및 마스크가 서로에 대해 이동하는 것을 방지하고, 외부 마스크는 내부 마스크 상에 막 증착을 방지하며 내부 마스크가 뒤틀리는 것을 방지한다.
마스크 어셈블리는 진공 캐리어 교환기를 사용하여 캐리어와 함께 시스템으로부터 주기적으로 제거될 수 있다. 캐리어 교환기는 캐리어 이송 메커니즘이 있는 휴대용 진공 인클로저이다. 이를 통해 시스템의 계속적인 동작을 중단시키지 않고 "즉시" 교환할 수 있다.
도 16a-16d는 예를 들어, 로딩 스테이션(105)과 같이 로딩 스테이션 내부에서 구현될 수 있는 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는, 웨이퍼 플레이트가 웨이퍼를 지지하는데 사용되며, 여기서는 웨이퍼 플레이트가 캐리어에 하부측으로부터 착탈가능하게 부착되고, 듀얼 마스크는 상단측으로부터 부착된다. 도 16a-도 16d는 설명을 간단하게 하기 위해 시스템의 관련 부분만을 도시한다. 또한, 실시예의 특징을 가시화할 수 있도록 몇몇 요소가 제거되었다.
도 16a-16d에서, 캐리어(1600)가 처리될 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼의 형상을 갖는 복수의 개구(1602)를 갖는 간단한 프레임(1605)을 포함하지만, 기판의 통과를 가능하게 하기 위해 약간 더 클 수 있다 그를 통해. 복수의 웨이퍼 플레이트(1610)가 각각의 캐리어(1600)의 바닥에 부착된다. 웨이퍼 플레이트(1610)는 일반적으로 알루미늄 플레이트의 단순한 형태이고 캐리어 플레이트(1600)의 하부에 웨이퍼 플레이트를 부착하기 위한 부착 메커니즘을 포함할 수 있다. 웨이퍼 플레이트(1610)가 캐리어(1600)에 부착되면, 웨이퍼 플레이트(1610)의 전면 상에 위치된 기판(1620)이 개구(1602)와 정렬되어 개구를 통해 노출된다. 부착 메커니즘은 기계적 클립, 스프링, 자석 등을 포함할 수 있다. 도시된 예시에서는 다수의 자석(1612)(도 16c)이 부착 메커니즘으로서 사용된다.
마스크 구성(1649)은 개구(1602)를 통해 노출된 하나의 기판을 커버하도록 각 캐리어(1600)의 상부 측에 위치된다. 마스크 구성(1645)은 도 9 및 10에 도시된 것과 유사한 듀얼 마스크 구성일 수 있지만, 수행되는 공정에 따라서 다른 장치가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 16e는 더블 마스크 구성을 나타내며, 여기서는 내부 마스크(1650)가 단순하게 스탬핑된 평탄한 금속 시트이며, 이는 이 예시에서 상자성 재료로 제조된다. 외부 마스크(1645)는 내부 마스크의 개구와 유사한 그러나 약간 큰 형상의 개구를 갖는 단순한 알루미늄 판이다. 이 듀얼 마스크 구성에서는 내부 마스크의 개구의 내부 치수만 중요하며 다른 모든 치수는 높은 제조 공차를 필요로 하지 않으므로 마스크 제작의 복잡성과 비용이 감소한다. 또한, 이 구성에서, 마스크들이 고정된 배향으로 캐리어(1600)에 부착되어, 내부 마스크(1650)의 개구가 캐리어의 개구(1602)와 정렬된다.
명료함을 위해, 캐리어(1600)가 몇몇 도면들에서 현수된 것처럼 도시되지만, 물론 그것은 예를 들어 도 1a에 나타낸 것과 같은 이송 메커니즘에 의해 지지되고 이송된다. 다른 한편으로, 웨이퍼 플레이트들은, 스테이지(1664)에 전달되어 캐리어(1600)에 부착 될 때까지, 전용 컨베이어 벨트(1632) 상에서 독립적으로 이동한다. 이 메커니즘의 동작은 다음과 같다. 리프트 메커니즘(1662)이 컨베이어 벨트와 같은 웨이퍼 플레이트 선형 컨베이어(1663)에 웨이퍼 플레이트(1610)를 로딩하도록 제공된다. 스테이지 메커니즘(1664)이 각각의 웨이퍼 플레이트(1610)를 그 위에 배치된 웨이퍼가(카메라(1670)를 사용하여) 내부 마스크(1650)의 개구와 정렬되도록 정렬하고, 캐리어 플레이트(1600)에 부착되도록 웨이퍼 플레이트를 상승시킨다. 이 실시예에서, 웨이퍼 플레이트가 스테이지(1662) 상에 위치될 때, 웨이퍼를 유지하고 정렬 과정 동안 웨이퍼가 이동하는 것을 방지하도록 웨이퍼 플레이트(1610)의 홀(1614)들을 통해 진공이 인가된다. 일단 웨이퍼 플레이트가 캐리어(1600)에 부착되면, 캐리어에 대한 웨이퍼 플레이트의 클램핑이 웨이퍼가 이동하는 것을 방지하기 때문에 진공이 종결될 수 있다.
또한, 웨이퍼 플레이트(1610) 상으로 기판들을 로딩하기 위해 로딩 매커니즘(1605)(도 16d)가 채용될 수 있다. 명백하게, 웨이퍼 플레이트들을 캐리어들에 로딩하기 전에, 웨이퍼 플레이트(1610)들에 기판들이 로딩될 수 있다. 예를 들어, 도 16a에 예시된 시간의 예에서 시퀀스가 도시되며, 여기서는 2 개의 웨이퍼 플레이트(A 및 B로 식별 됨)는 웨이퍼를 갖지 않으며, 하나의 웨이퍼 플레이트(C로 식별 됨)는 그 위에 배치된 웨이퍼를 갖지만 아직 캐리어(1600)에 부착되지 않았으며, 하나의 웨이퍼 플레이트(D로 나타냄)는 그 위에 배치된 웨이퍼를 가지고 상승되어 캐리어(1600)에 부착된다.
도 16a-d에 도시된 실시예는 웨이퍼의 로딩 및 언로딩을 위한 웨이퍼 플레이트의 이송이 캐리어 및 마스크의 이송과는 별도로 수행된다는 점에서 유리하다. 이러한 방식으로, 웨이퍼 플레이트가 세정을 위해 시스템으로부터 제거될 수 있다. 또한, 웨이퍼 플레이트는 다소 저렴한 알루미늄 슬래브로 제조되기 때문에, 시스템의 동작에 영향을 주지 않으면서 새로운 것으로 쉽게 교환할 수 있다.
도 16b 및 16d에서보다 명확하게 도시된 바와 같이, 빈 캐리어(1600)는 엘리베이터(1635)에 의해 작업 스테이션으로 전달 된 다음, 컨베이어 벨트(1633)와 같은 컨베이어 상에 위치된다. 이 예에서는, 각각의 캐리어가 동시에 2 개의 웨이퍼를 처리하기 위한 웨이퍼 플레이트를 수용하도록 구성되지만, 그러나 캐리어는 다른 수의 웨이퍼 플레이트를 수용하도록 제조될 수 있다. 예를 들어 컨베이어 벨트(1632)와 같은 또 다른 컨베이어가 웨이퍼 플레이트(1610)을 컨베이어(1633) 아래로 이송한다. 웨이퍼 로딩 메커니즘, 예를 들어, 로봇(1605)이 웨이퍼를 웨이퍼 플레이트(1610)에 배치한다. 웨이퍼가 웨이퍼 플레이트(1610)에 배치되면, 컨베이어(1632)가 플레이트(1610)를 정렬 스테이지(1664) 위의 정렬 스테이션으로 이동시킨다. 그 다음, 진공 펌프(1647)가 웨이퍼 플레이트 상에 웨이퍼 및 정렬 스테이지 상에 웨이퍼 플레이트를 유지하도록 흡입력을 웨이퍼 플레이트에 전달하는데 사용된다. 구체적으로, 웨이퍼 플레이트가 웨이퍼 아래에 진공홀(1614)들을 갖는다. 이들 홀(1614)을 통해 흡입이 가해지면, 웨이퍼들이 웨이퍼 플레이트 상에 유지되고 이들 구멍을 밀봉한다. 결과적으로, 웨이퍼에 의해 차단된 동일한 흡입은 진공을 통해 웨이퍼 플레이트를 정렬 스테이지에 대해 유지하게 한다. 한편, 컨베이어(1633)은 빈 캐리어(1600)을 스테이지(1644) 바로 위에 있는 정렬 스테이션으로 전달한다. 정렬 스테이션의 캐리어는 개구(1602) 위에 부착된 마스크 구성(1649)를 가진다. 정렬을 수행하기 위해, 엑츄에이터(1667)가 캐리어(1600)를 컨베이어로부터 상승시키고, 그럼으로써 컨베이어는 고정된 위치에 기계적으로 고정된다. 이어서, 스테이지(1664)는 웨이퍼 플레이트를 들어 올리고, 카메라(1670)에 의해 얻어진 이미지를 사용하여 제어기(1671)로부터 결정된 바와 같은, 웨이퍼를 마스크(1645)의 개구에 정렬 시키는데 필요한만큼 회전 또는 병진 이동을 수행한다. 적절한 정렬이 달성되면, 스테이지는 웨이퍼 플레이트가 캐리어의 하부 측과 접촉할 때까지 웨이퍼 플레이트를 상승시킨다. 이 시점에서 진공은 종료되고, 그럼으로써 기계적 또는 자기적 수단을 통해 웨이퍼 플레이트가 캐리어에 부착된다. 이어서, 스테이지(1664)는 다른 웨이퍼 플레이트를 수용하기 위해 하강하고, 컨베이어(1633)는 적재된 캐리어를 정렬 스테이션으로부터 이동시키고 언로딩된 캐리어를 가져오며 과정을 반복한다.
일 실시예에서는, 기판을 로딩하고 처리하는 방법이 다음과 같이 진행된다: 웨이퍼가 없는 캐리어는 언로딩 스테이션으로부터 복귀한다. 웨이퍼 플레이트가 캐리어에 부착됨으로써 전달되는 실시예들에서는, 웨이퍼 플레이트는 예를 들어 리프트기구(1662)에 의해 캐리어로부터 제거되어 컨베이어로 내려진다. 대안적으로, 웨이퍼 플레이트(1610)가 캐리어와는 독립적으로 전달될 수 있다. 로딩 메커니즘이 다수의 웨이퍼를, 각각의 웨이퍼 플레이트 당 하나의 웨이퍼씩, 대응하는 웨이퍼 플레이트 상에 위치시킨다. 그 다음, 웨이퍼 플레이트 및 캐리어가 정렬 스테이션으로 독립적으로 이동되고, 카메라(1670)가 웨이퍼 및 마스크를 이미지화한다. 이미지들이 웨이퍼에 대한 마스크 개구의 정렬을 검사하는 제어기(1671)에 제공된다. 즉, 이 특정 예에서는, 마스크(1645)가 고정 배향으로 캐리어에 부착된다. 웨이퍼 캐리어는 카메라 아래에 위치된 x-y-z-θ 스테이지(1664) 상에 위치한다. 마스크 개구에 대한 웨이퍼의 위치/방향이 카메라(1670)에 의해 제공된 이미지를 사용하여 제어기에 의해 계산되고, 제어기(1671)는 신호를 스테이지(1664)에 전송하여 필요한 경우 x-y-z-θ 스테이지를 병진 또는 회전시킴으로써 방향을 보정한다. 다음으로, 웨이퍼 플레이트가 스테이지에 의해 들어 올려져서 캐리어에 부착되며, 여기서는 웨이퍼가 내부 마스크와 접촉하도록 위치된다. 이 위치에서 자력이 웨이퍼가 이동하지 못하도록 캐리어에 웨이퍼 플레이트를 고정시키고 그런 다음 진공이 해제될 수 있다. 또한, 동일한 자기력이 웨이퍼에 대해 가압된 듀얼 마스크 구성을 유지한다. 결과적으로, 웨이퍼가 그 정렬된 위치로부터 움직이는 것이 방지된다. 즉, 일 실시예에서는, 웨이퍼 플레이트가 정렬 스테이션에 있고 웨이퍼가 정렬 위치에 위치 될 때, 웨이퍼가 이동하지 못하도록 웨이퍼 플레이트를 통해 웨이퍼에 진공이 가해진다. 그러나, 일단 웨이퍼 플레이트가 캐리어에 부착되고 마스크가 웨이퍼와 접촉하면, 진공 펌핑이 종료될 수 있다. 다음에 캐리어들이 처리를 위해 시스템 전체로 이동하고 처리가 완료되면 순서가 반복된다.
일 실시예에서, 처리가 완료된 후, 언로딩 스테이션에서 웨이퍼가 웨이퍼 플레이트로부터 제거된 후 웨이퍼 플레이트가 세로 배향으로 틸팅된다. 이는 공정 중에 임의의 웨이퍼가 파손되면 추가 처리를 위해 웨이퍼 플레이트를 반송하기 전에 조각들이 버려지도록 한다.
도 16f는 콜 아웃에 도시된 확대 단면을 갖는 시스템의 일부분에 대한 단면도이다. 이 실시예에서는, 내부 마스크(1650)가 외부 마스크(1645)에 의해 커버된 듀얼 마스크 구성이 사용되는 것을 볼 수 있다. 자석(1612)들이 웨이퍼 플레이트(1610)의 외주에 제공되어 웨이퍼 플레이트(1610)를 캐리어(1605)의 하측에 유지한다.
특정 실시예에서, 다음 시퀀스가 실행되며, 여기서는 캐리어 각각이 5 개의 웨이퍼 플레이트를 지지할 수 있다. 5 개의 웨이퍼가 5 개의 개별 웨이퍼 플레이트에 로딩된다. 그리고 나서 5 개의 적재된 웨이퍼 플레이트가 정렬 스테이션으로 이동한다. 이러한 특정 실시예에서는, 각각의 웨이퍼 플레이트가 에지 둘레에 자석들을 갖는 개스킷을 구비한다. 개스킷은 FKM의 ASTM D1418 및 ISO 1629 지정에 따라 분류된 플루오르 탄성체로 만들 수 있다. 정렬 스테이션에서, 5 개의 웨이퍼 플레이트가 정렬 스테이지에 의해 컨베이어로부터 들어 올려진다(여기서, 5 개의 개별 정렬 스테이지가 5 개의 웨이퍼 플레이트를 동시에 정렬시키기 위해 제공된다). 웨이퍼 플레이트가 컨베이어에서 들어 올려지면 리프트에 웨이퍼 플레이트가 단단히 고정되고 웨이퍼 플레이트에는 웨이퍼가 단단히 고정된다. 이 시점에서, 5 개의 웨이퍼는 5 개의 카메라에 의해 개별적으로 이미지화된다. 그런 다음 컨베이어가 캐리어를 웨이퍼 플레이트 바로 위의 정렬 스테이션으로 이동시키고, 그럼으로써 캐리어의 각 개구가 웨이퍼 플레이트 중 하나 위에 있게 한다. 그런 다음 캐리어를 컨베이어 벨트에서 들어 올려 캐리어를 기계적으로 고정된 위치에 위치시킨다. 그런 다음 카메라가 동작되어 캐리어의 5 개 구멍을 이미지화한다. 그런 다음 시스템이 각 마스크 개구의 x 축 및 y 축과 5 개의 웨이퍼 각각의 x 축 및 y 축을 계산한다. 그런 다음 5 개의 X/Y/Theta 스테이지가 각 웨이퍼를 이동시켜 각 웨이퍼의 x 축과 y 축을 각 해당 마스크의 x 축과 y 축과 일치하도록 정렬한다. 그 다음, 5 개의 웨이퍼 플레이트는 웨이퍼 플레이트가 접촉하여 캐리어에 부착될 때까지 들어 올려져서, 각각의 웨이퍼 플레이트상의 웨이퍼가 캐리어 내의 대응하는 개구 내에 위치되고 대응하는 내부 마스크와 접촉하게 된다. 이후 진공이 해제되어 웨이퍼 플레이트가 기계적으로 또는 자기적으로 캐리어에 부착된다. 그런 다음 캐리어와 스테이지가 하강되고 두 번째 열에 대한 시퀀스가 반복된다.
도 16g는 웨이퍼 플레이트(1610)의 대안적인 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는, 웨이퍼 플레이트(1610)가 여전히 알루미늄 슬래브로 제조된다. 3개의 진공 메사(1613)이 웨이퍼 플레이트(1610)의 전면에 제공되며, 각 메사는 진공홀(1614)를 가진다. 일 실시예에서, 메사들이 연질 재료로 만들어지며, 각 메사는 각 홀(1614) 주위에 있는 시일(1611)을 포함한다. 따라서, 웨이퍼가 웨이퍼 플레이트(1610)의 상면에 놓이고 진공이 메사들에 인가되면, 웨이퍼가 3개의 메사의 상부에서의 진공에 의해 홀딩되고, 그럼으로써 웨이퍼가 웨이퍼 플레이트(1610)의 표면에 접촉되지 않는다. 단지 3개의 메사가 제공되기 때문에, 웨이퍼가 구부러지거나 부서지도록 하는 힘이 웨이퍼에 가해지지 않는다. 또한, 쿠션링(1618)이 웨이퍼 플레이트(1610)의 주변부에 제공된다. 자석(1612)들이 쿠션링(1618)에 내장된다. 이 실시예에서는, 웨이퍼를 웨이퍼 플레이트(1610)의 표면쪽으로 흡입하지 않도록, 쿠션링이 웨이퍼에 용접 밀봉을 제공하지 않는다. 이것은 예를 들어 쿠션링(1618)을 다공성 재료로 제조하거나 또는 대기와 웨이퍼와 웨이퍼 플레이트(1610)의 상부 표면 사이의 공간으로의 유체 연통을 제공하는 공기 채널(1619)을 제공함으로써 구현된다.
도 16h는 시트 플레이트(1672)의 상부 표면을 나타내며, 이는 하나의 실시예에 따라 로딩 스테이지(1669) 또는 정렬 스테이지(1664) 중 하나 또는 둘 모두에 장착될 수 있다. 시트 플레이트(1672)는 로딩 스테이지(1669) 및 정렬 스테이지(1664)의 상부에 부착되고, 웨이퍼 플레이트(1610)는 시트 플레이트(1672) 상에 안착된다. 도 16h에 도시된 바와 같이, 2 세트의 진공홀이 시트 플레이트(1672)의 상부 표면을 통해 제공되고; 제1세트의 홀(1668)들은 웨이퍼 플레이트(1610)의 대응하는 진공홀(1614)에 정렬하고 진공 통로를 전달하며, 그럼으로써 웨이퍼 플레이트(1610)에 웨이퍼를 유지하도록 웨이퍼에 흡입을 전달한다. 제2세트의 홀(1667)은 정렬 스테이지(1664)의 시트에 웨이퍼 플레이트(1610)를 유지하기 위한 흡입력을 제공한다. 따라서, 일 실시예에서, 캐리어가 로딩 스테이션으로 전달될 때, 로딩 스테이지가 상승되고 적어도 제2세트의 홀(1667)들에 흡입이 활성화되며, 그럼으로써 로딩 스테이지 각각이 진공력에 의해 대응하는 웨이퍼 플레이트에 부착한다. 로딩 스테이지가 하강되면, 웨이퍼 플레이트(1610)가 웨이퍼 플레이트를 시트 플레이트(1672)에 유지하는 진공력에 의해 캐리어로부터 분리된다. 일 실시예에서 캐리어들이 웨이퍼 없이 복귀하기 때문에(웨이퍼는 언로딩 스테이션에서 언로딩된다), 이 과정 동안 홀(1668)들에 전달될 필요가 없다. 실제로, 이들 홀들이 막히거나, 또는 로딩 스테이지에 진공홀(1667)만을 갖는 시트 플레이트(1672)가 제공될 수 있다.
도 16i는 시트 플레이트(1674)의 상부 표면을 나타내며, 이는 언로딩 스테이지, 예를 들어 도 1, 도 1a 및 도 1b에 도시된 캐리어 반송 챔버(135)에 장착될 수 있다. 시트 플레이트(1674)는 언로딩 스테이지의 상부에 부착되고, 웨이퍼 플레이트(1610)는 시트 플레이트(1674)에 안착된다. 도 16i에 도시된 바와 같이, 제 1 세트(1668)의 홀들이 차단되거나 제공되지 않으며, 그럼으로써 웨이퍼 플랫폼(1610)의 대응하는 진공홀(1614)으로의 진공 통로가 없다. 즉, 언로딩 스테이지에서는 웨이퍼를 웨이퍼 플레이트(1610)에 유지하기 위한 흡입이 인가되지 않는다. 제 2 세트의 홀(1667)들은 웨이퍼 플레이트(1610)를 정렬 스테이지(1664)의 시트에 유지하기 위한 흡입력을 제공한다. 따라서, 일 실시예에서는, 캐리어가 언로딩 스테이션으로 전달될 때, 흡입이 홀(1667)들에 활성화되어 대응하는 웨이퍼 플레이트를 진공력에 의해 유지시킨다. 그리고 나서, 곡선 화살표로 나타낸 바와 같이, 언로딩 스테이지가 시트 플레이트(1674)를 틸팅시키고, 그럼으로써 웨이퍼 스테이지(1610)에 깨진 웨이퍼 조각들이 있을 경우 웨이퍼 플레이트(1610)로부터 미끄러져서 수집 홈(1682)으로 들어간다.
전술 한 개시로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 웨이퍼를 처리하기 위한 시스템이 제공되며, 이는: 세로 방향으로 이동 가능하고 로딩 시트 플레이트를 구비하는 로딩 스테이지를 가지는 로딩 스테이션, 상기 로딩 시트 플레이트는 제1 세트의 흡입 홀을 구비하며; x-y-z로 이동 가능한 정렬 스테이지와 정렬 시트 플레이트를 구비하는 정렬 스테이션, 상기 정렬 시트 플레이트는 제2 세트의 흡입홀과 제3세트의 흡입홀을 구비하며; 세로 방향과 틸팅 방향으로 이동 가능한 언로딩 스테이지를 구비하고 언로딩 시트 플레이트를 구비하는 언로딩 스테이션, 상기 언로딩 시트 플레이트는 언로딩 스테이지가 틸팅 방향으로 이동할 때 세로 방향을 취하며; 정렬 스테이션과 언로딩 스테이션 사이에 배치된 적어도 하나의 진공 공정 챔버; 다수의 웨이퍼 플레이트, 각 웨이퍼 플레이트는 하나의 웨이퍼를 지지하고 웨이퍼 플레이트에 위치하는 웨이퍼에 진공을 인가하도록 구성된 흡입홀들을 구비하며; 다수의 웨이퍼들을 로딩 스테이션으로부터 정렬 스테이션으로, 진공 공정 챔버로, 언로딩 스테이션으로, 그리고 로딩 스테이션에 복귀로 연속적으로 이송하도록 구성된 이송 메커니즘;을 포함하고, 여기서, 제1 세트, 제2 세트, 및 제4 세트의 흡입홀들은 웨이퍼 플레이트에 진공을 인가하도록 구성되고, 제4 세트의 진공홀들은 제5 세트의 진공홀들과 정렬하여 유체 연통을 제공하도록 구성된다. 이 시스템은 다수의 캐리어와 다수의 마스크를 더 포함할 수 있고, 여기서 각 캐리어는 캐리어의 하부측으로부터 다수의 웨이퍼 플레이트와 다수의 마스크를 지지하도록 구성되며, 각각의 마스크는 캐리어들 중 하나의 상부 표면 위에 부착된다.
각각의 웨이퍼 플레이트는 3 개의 메사를 포함할 수 있으며, 각각의 메사는 흡입홀들 중 하나를 수용한다. 각각의 메사는 흡입홀 둘레에 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 각각의 웨이퍼 플레이트는 쿠션링 및 쿠션링에 부착된 복수의 자석을 더 포함할 수 있다. 상기 시스템은 상기 언로딩 스테이션이 상기 틸팅 방향으로 이동할 때 웨이퍼 플레이트로부터 웨이퍼 세그먼트들을 받도록 구성된 빈(bin)을 포함할 수 있다. 정렬 스테이션은 정렬 스테이지에 안착된 웨이퍼 플레이트에 위치된 웨이퍼를 이미지화하고 캐리어에 부착된 마스크를 이미지화하도록 정렬된 카메라를 더 포함할 수 있다. 또한, 제어기는 카메라로부터 이미지들을 수신하고 정렬 스테이지로 정렬 신호를 보내서 웨이퍼를 마스크에 정렬시킨다. 이송 메커니즘은 캐리어들을 이송하도록 이루어진 제 1 컨베이어 벨트와 웨이퍼 플레이트를 이송하도록 이루어진 제 2 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다.
본 발명은 특정 물질의 예시적인 실시 양태 및 특정 단계와 관련하여 논의되었지만, 당해 기술 분야의 당업자는 이들 특정 실시예의 변형이 이루어질 수 있고/ 있거나 사용될 수 있으며, 이러한 구조 및 방법은 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 행해질 수 있는 변형을 용이하게 하는 동작의 설명뿐만 아니라 기술되고 예시된 실시에 의해 부여된 이해로부터 따를 것이다.

Claims (46)

  1. 각기 하나의 웨이퍼를 수용하도록 이루어진 복수의 개구를 가지는 프레임을 각각 포함하는 복수의 캐리어들;
    상기 복수의 캐리어들을 이송하도록 이루어진 이송 메커니즘;
    각기 하나의 웨이퍼를 지지도록 이루어진 복수의 웨이퍼 플레이트들;
    상기 복수의 웨이퍼 플레이트들 중 적어도 2개의 웨이퍼 플레이트들을 상기 캐리어들 각각에 부착시키고, 상기 웨이퍼 플레이트들 각각은 해당 캐리어의 하부의 해당 위치에 부착되어 상기 웨이퍼 플레이트들 각각이 상기 복수의 개구들 중 대응하는 개구의 하부에 배치되도록 하는 부착 메커니즘;
    상기 복수의 개구들 중 하나의 개구의 전면 상의 상기 복수의 캐리어들 중 대응하는 캐리어에 각각이 부착된 복수의 마스크들;
    상기 캐리어의 상기 복수의 개구들 중 하나의 개구 아래에서 상기 웨이퍼 플레이트들 중 하나를 지지하도록 배치되고, 병진 운동 및 회전 운동을 하도록 이루어진 정렬 스테이지;
    상기 복수의 마스크들 중 하나를 이미지화하고 상기 웨이퍼 플레이트가 상기 정렬 스테이지 상에 위치되는 동안 상기 웨이퍼 플레이트들 중 하나 상에 지지되는 웨이퍼를 이미지화하도록 배치된 카메라;
    상기 카메라로부터의 이미지들을 수신하고 보정 신호를 상기 정렬 스테이지로 보내는 제어기를 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 마스크는
    상기 복수의 캐리어들 중의 하나의 상부에 배치되고, 각각이 개구 패턴을 갖는 복수의 내부 마스크들; 및
    상기 복수의 내부 마스크들 중 각기 대응하는 내부 마스크의 상부에 배치되고 상기 대응하는 내부 마스크를 부분적으로 커버하도록 형성된 개구를 구비하는 복수의 외부 마스크들을 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 웨이퍼 플레이트들 각각은 알루미늄으로 제조된 평판을 포함하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 부착 메커니즘은 상기 복수의 웨이퍼 플레이트들 각각에 부착된 복수의 자석들을 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 복수의 웨이퍼 플레이트의 각각은 진공홀을 더 포함하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 웨이퍼 플레이트들을 상기 카메라의 시야 내의 위치로 이송하도록 이루어진 컨베이어 벨트를 더 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 이송 메커니즘은 상기 캐리어들을 이송하도록 이루어진 제 1 선형 컨베이어와 상기 웨이퍼 플레이트들이 상기 캐리어들로부터 분리 될 때 상기 웨이퍼 플레이트들을 이송하도록 이루어진 제 2 선형 컨베이어를 포함하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 정렬 스테이지는 시트 플레이트를 포함하며, 상기 시트 플레이트는 상기 웨이퍼 플레이트들의 각각의 상기 진공홀들에 정렬된 제 1 진공홀 세트 및 상기 웨이퍼 플레이트들의 하나를 상기 시트 플레이트에 유지하기 위해 흡입력을 전달하도록 이루어진 제 2 진공홀 세트를 구비하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  9. 청구항 5에 있어서, 언로딩 시트 플레이트를 포함하는 언로딩 스테이지를 더 포함하고, 상기 언로딩 시트 플레이트는 상기 언로딩 스테이지에 위치하는 상기 웨이퍼 플레이트들 중 하나의 웨이퍼 플레이트의 진공홀들을 차단하여 상기 진공홀으로의 유체 연통을 방지하도록 이루어지고, 상기 언로딩 시트 플레이트는 상기 웨이퍼 플레이트들 중 적어도 하나를 언로딩 시트 플레이트에 유지하기 위해 흡입력을 전달하도록 이루어진 진공홀 세트를 포함하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서, 웨이퍼 조각들을 수집하는 수집 빈(bin) 위로 상기 웨이퍼 플레이트들 중의 하나를 상기 웨이퍼 플레이트가 이루는 평면을 기준으로 수직 방향으로 틸팅하는 메커니즘을 갖는 기판 언로딩 스테이션을 더 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
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  29. 청구항 1에 있어서, 상기 시스템은
    상기 웨이퍼 플레이트가 이루는 평면을 기준으로 수직 방향으로 이동 가능한 로딩 스테이지를 구비하고, 제1 흡입홀 세트를 가지는 로딩 시트 플레이트를 구비하는 로딩 스테이션;
    정렬 시트 플레이트를 가지고, 상기 정렬 시트 플레이트는 제 2흡입홀 세트와 제 3 흡입홀 세트를 가지는 정렬 스테이션; 및
    상기 웨이퍼 플레이트가 이루는 평면을 기준으로 수직 방향으로 이동가능한 언로딩 스테이지를 가지고, 제 4 흡입홀 세트를 구비하는 언로딩 시트 플레이트를 가지는 언로딩 스테이션을 더 포함하고,
    상기 이송 메커니즘은 상기 복수의 웨이퍼 플레이트들의 각각을 상기 로딩 스테이션으로부터 상기 정렬 스테이션으로, 상기 진공 공정 챔버로, 상기 언로딩 스테이션으로 그리고 상기 로딩 스테이션으로 연속적으로 이송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  30. 청구항 1에 있어서, 상기 부착 메커니즘은 복수개의 자석들을 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  31. 청구항 29에 있어서, 상기 언로딩 스테이지는 틸트(tilt)되는 방향으로 이동가능하고, 상기 언로딩 스테이지가 상기 틸트되는 방향으로 이동할 때, 상기 언로딩 시트 플레이트는 상기 웨이퍼 플레이트가 이루는 평면을 기준으로 수직 방향을 취하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  32. 청구항 5에 있어서, 상기 웨이퍼 플레이트들 각각은 3개의 메사들을 포함하고, 각각의 메사는 상기 진공홀들 중 하나를 수용하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 각각의 메사는 상기 진공홀 둘레에 씰(seal)을 더 포함하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  34. 청구항 33에 있어서, 상기 웨이퍼 플레이트들 각각은 쿠션링 및 상기 쿠션링에 부착된 복수의 자석들을 더 포함하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  35. 청구항 29에 있어서, 상기 시스템은
    상기 언로딩 스테이션이 틸트되는 방향으로 이동할 때 웨이퍼 플레이트로부터 웨이퍼 조각들을 받도록 이루어진 빈(bin)을 더 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  36. 청구항 1에 있어서, 상기 이송 메커니즘은 상기 캐리어들을 이송하도록 이루어진 제 1 컨베이어 벨트와 상기 웨이퍼 플레이트들을 이송하도록 이루어진 제 2 컨베이어 벨트를 포함하는 것인, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  37. 각기 하나의 웨이퍼를 수용하도록 이루어진 복수의 개구들을 가지되, 상기 하나의 개구는 상기 하나의 웨이퍼를 수용하는 크기를 가지는 복수의 캐리어들;
    하나의 공정 챔버에서 다음 공정 챔버로 상기 복수의 캐리어를 이송하도록 이루어진 이송 메커니즘;
    각각이 하나의 웨이퍼를 지지하기 위한 크기를 가지는 복수의 웨이퍼 플레이트들;
    상기 웨이퍼 플레이트들 중 적어도 2개를 각각의 해당 캐리어에 부착시키고, 상기 웨이퍼 플레이트들 각각은 상기 캐리어들 중 해당하는 캐리어의 하부의 위치에 부착되어, 상기 웨이퍼 플레이트들의 적어도 하나의 상부에 배치된 웨이퍼는 상기 캐리어들 중의 하나 내의 상기 복수의 개구들 중의 하나 내에 배치되도록 하는 부착 메커니즘;
    각각이 상기 복수의 개구 중 하나의 전면에 부착된 복수의 마스크들;
    복수의 개구들 중 하나의 개구 아래에서 상기 웨이퍼 플레이트들 중 하나를 지지하도록 배치되고, 병진 운동 및 회전 운동을 하도록 이루어진 정렬 스테이지;
    상기 복수의 마스크들 중 하나를 이미지화하고 상기 정렬 스테이지 상에 위치되는 동안 상기 웨이퍼 플레이트들 중 하나 상에 위치하는 웨이퍼를 이미지화하도록 배치된 카메라; 및
    상기 카메라로부터의 이미지들을 수신하고 보정 신호를 상기 정렬 스테이지로 보내는 제어기를 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  38. 청구항 37에 있어서, 상기 정렬 스테이지는 정렬 시트 플레이트를 가지고, 상기 정렬 시트 플레이트는 흡입홀 세트를 가지는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  39. 청구항 38에 있어서, 상기 마스크들 각각은 내부 마스크 및 외부 마스크를 포함하는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  40. 청구항 37에 있어서, 상기 부착 메커니즘은 복수개의 자석들을 포함하는, 진공 공정 챔버에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  41. 청구항 37에 있어서, 상기 캐리어들 각각은 복수개의 자석들을 더 포함하고, 상기 자석들은 상기 마스크들 중 대응하는 마스크를 상기 캐리어들 중 대응하는 캐리어에 부착하도록 배치되는, 진공 공정 챔버들에서 웨이퍼들을 처리하는 시스템.
  42. 로딩 스테이션;
    언로딩 스테이션;
    복수개의 진공 공정 챔버들;
    각기 하나의 웨이퍼를 수용하도록 이루어진 복수의 개구들을 가지되, 상기 하나의 개구는 상기 하나의 웨이퍼를 수용하는 크기를 가지는 복수의 캐리어들;
    상기 복수개의 진공 챔버들에 걸쳐서 상기 캐리어들을 이송하도록 이루어진 이송 메커니즘;
    각각이 하나의 웨이퍼를 지지하기 위한 크기를 가지는 복수의 웨이퍼 플레이트들;
    상기 웨이퍼 플레이트들을 각각의 해당 캐리어에 부착시키고, 상기 웨이퍼 플레이트들 각각은 상기 캐리어들 중 해당하는 캐리어의 하부의 위치에 부착되어, 상기 웨이퍼 플레이트들의 각각은 상기 복수의 개구들 중의 하나 내에 배치되는 부착 메커니즘;
    각각이 상기 복수의 개구들 중 하나의 전면에 부착된 복수의 마스크들;
    상기 복수의 개구들 중 하나의 개구 아래에서 상기 웨이퍼 플레이트들 중 하나를 지지하도록 배치되고, 병진 운동 및 회전 운동을 하도록 이루어진 정렬 스테이지;
    상기 복수의 마스크들 중 하나를 이미지화하고 상기 정렬 스테이지 상에 위치되는 동안 상기 웨이퍼 플레이트들 중 하나 상에 위치하는 웨이퍼를 이미지화하도록 배치된 카메라; 및
    상기 카메라로부터의 이미지들을 수신하고 보정 신호를 상기 정렬 스테이지로 보내는 제어기를 포함하는, 웨이퍼들을 처리하기 위한 시스템.
  43. 청구항 42에 있어서, 상기 로딩 스테이션은 상기 웨이퍼 플레이트가 이루는 평면을 기준으로 수직 방향으로 이동가능하고, 로딩 시트 플레이트를 가지는 로딩 스테이지를 가지고,
    상기 정렬 스테이지는 정렬 시트 플레이트를 가지고,
    상기 언로딩 스테이션은 상기 웨이퍼 플레이트가 이루는 평면을 기준으로 수직 방향으로 이동가능한 언로딩 스테이지를 가지는, 웨이퍼들을 처리하기 위한 시스템.
  44. 청구항 43에 있어서, 상기 로딩 시트 플레이트는 흡입홀 세트를 가지는, 웨이퍼들을 처리하기 위한 시스템.
  45. 청구항 43에 있어서, 상기 정렬 시트 플레이트는 흡입홀 세트를 가지는, 웨이퍼들을 처리하기 위한 시스템.
  46. 청구항 43에 있어서, 상기 언로딩 스테이지는 틸트되는 방향으로 이동가능하며, 상기 언로딩 스테이지가 상기 틸트되는 방향으로 이동할 때, 상기 웨이퍼 플레이트가 이루는 평면을 기준으로 수직 방향을 취하는 언로딩 시트 플레이트를 포함하는, 웨이퍼들을 처리하기 위한 시스템.
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