KR20100086490A - 작업편 제조방법 및 장치 - Google Patents

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KR20100086490A
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베른트 헤인즈
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오씨 외를리콘 발처스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

다중의 구별된 공정 스테이션들(P11 - P1n, P21 - P2m)에 의한 작업편들의 진공 처리에 대하여 공정 스테이션들은 두 개의 그룹들(I 및 II)로 그룹화된다. 작업편들은 제 1의 그룹(I)의 공정 스테이션들을 향하여 및 이들로부터 동시에 취급되는데, 작업편들은 선택가능한 개별적인 서열로 제 2의 그룹(II)의 공정 스테이션들에 의해 처리된다.

Description

작업편 제조방법 및 장치{METHOD FOR MANUFACTURING WORKPIECES AND APPARATUS}
본 발명은 다중 진공 처리 공정에 의해 처리된 작업편의 제조에 대한 것으로, 특히 웨이퍼, 데이터 저장 디스크 또는 예를 들어, 코팅된 유리 기판들과 같은 태양광 패널들의 제조를 위한 광기전(photovoltaic) 적용용 기판들의 제조에 대한 것이다.
진공 내에서 기판을 처리하기 위해, 예를 들어, 다중 층들로 코팅, 가열, 냉각, 세정 및 에칭하기 위해, 진공을 파괴하지 않고 진공된 공정 스테이션들의 조립을 통해 기판들을 수송하는 것에 대한 다수의 이론들이 존재한다.
US 2006/0054495 및 US 5 658 114는 진공 공정 스테이션의 선형 조립들을 보여준다. US 5 655 277에서 진공 공정 스테이션은 원형 구조에서 조립된다.
양자의 경우에, 즉, 선형 및 원형 배열에서 전체의 공정 중 하나의 주기는 두 개의 형태의 단계로 세분될 수 있는데, 수송 단계와 공정 단계로 불리운다. 전형적으로, 공정 장치들 내의 기판들은 하나의 공정 스테이션에서 다음으로 동시에, 즉 시간에 평행하여 수송된다. 기판들은 이에 의해 잘-정의된 시퀀스(well- defined sequence)로 모든 스테이션들을 거치는데, 모든 기판들이 제조되는 것에 대하여 동일하다. 수송 단계들 이후에 각각의 공정 단계들이 뒤따르는데, 기판들은 각각의 진공 공정 스테이션에서 진공 공정들에 의해 동시에 처리된다.
기판들의 수송 단계는 각각의 진공 공정 스테이션에서 모든 공정들이 완결된 이후에만 시작될 수 있다. 따라서, 전체 장치의 택 타임(tact time)은 각각의 진공 공정 스테이션에서 가장 긴 공정 시간 스팬들(spans)에 의해 좌우된다.
평행 방식에서, 즉, 관련된 기판에 대하여 동시인 이러한 수송 및 공정은 각각의 진공 처리 스테이션에서 공정 시간 스팬들이 서로에 대하여 크게 다르지 않다면, 높은 쓰루풋(throughput)(단위시간당 처리된 기판의 수)를 얻는데 바람직하다. 진공 공정 스테이션을 사용하기 위한 수송 배열 뿐 아니라 이러한 수송 배열의 제어 시간은 간단하게 유지될 수 있고 따라서 언급된 공정 원리는 언급된 작업편을 제조하는데 고비용 효율을 갖는다.
반면에 가장 긴 공정 시간 스팬들이 장치의 전체적인 주기 시간을 결정한다는 이러한 개념은 본질적인 단점이다. 특히, 개별적인 공정 중 하나가 다른 공정보다 실질적으로 더 긴 경우에, 언급된 개념은 더 짧은 공정 시간 스팬들에 대한 공정 스테이션들이 전체 주기 시간 중 분리 시간(fraction of time) 동안만 사용된다는, 즉 데드 타임(dead times)이 발생된다는 사실로 인해 비능률적이다. 더 짧은 공정 시간 스팬들은 더 긴 공정 시간 스팬들에 의한 장치들의 전체적인 싸이클 타임( cycle time)의 차단(blocking) 때문에 사용될 수 없다.
임의의 경우에 이러한 문제는 두 개 이상의 동일한 진공 공정 스테이션을 연속적으로 이용하여 이러한 공정들의 공정 시간 스팬들을 더 긴 공정 시간 스팬들으로 세분하여 극복할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 단계보다 두 개 이상으로 진공 공정 스테이션의 각각의 회수를 사용하여 임의의 층들을 증착함으로써 다른 공정 스테이션에서 더 짧은 공정 시간 스팬들으로 증착 시간을 적용하는 것이 가능하다. 하나의 공정에 대한 더 긴 공정 시간 스팬들은 일련의 공정 스테이션에서 실현된 각각의 공정에 대하여 다중 공정 시간 스팬들로 세분된다. 이에 의해, 전체적인 장치의 데드 타임이 최소화된다.
그러나, 각각의 공정을 분리하는 것은 모든 경우에 가능하지 않다. 예를 들어, 매우 민감한 층들의 증착은 하나의 동일한 공정 스테이션에서 중단되지 않고 수행되어야한다.
상술된 문제에 대한 다른 기본적인 접근은, 제 2의 원리에 의하면, 수송 배열 공정 스테이션(transport arrangement processing stations)에 의해 개별적으로 사용하는 것이다. 공정 스테이션 내로의 기판에 대하여 작업편들을 로딩하고 그곳에서 그것들을 제거하는 것은 순차적인 방식으로 수립되고 각각의 공정 스테이션에서 작업편을 제조하는 것은 적어도 시간에서(in time) 오버랩되어 따라서 실질적으로 동시에, 즉 평행으로 수행된다. 하나의 개별적인 공정이 완료되면, 다음 공정으로의 수송이 수행된다. 이러한 원리에 의해, 상술된 데드 타임은 최소화될 수 있다. US 4 715 921는 언급된 원리에 의한 장치 및 공정을 개시한다. 그것은 중앙 수송 또는 핸들링 챔버(handling chamber) 주변에 그룹화된 개별적인 공정 스테이션의 원형 배열을 갖는 "클러스터(cluster)" 배열로 알려졌다. 로드/언로드(load/unload) 잠금 스테이션에 의해 진공 환경은 중앙 수송 챔버 내에서 유지될 수 있다.
US 5 090 900에 의하면, 중앙의 진공화가능한 수송 챔버는 다수의 공정 스테이션에 연결된다. 이러한 경우에 기판들은 순차로 수송되고 전체 시스템은 개별적인 공정 스테이션의 로딩/언로딩 시간에 대하여 높은 유연성을 제공한다. 그러나, 하나의 중심 수송 배열이 모든 이동들을 수행해야한다는 것 및 하나의 작업편만이 다뤄질 수 있다는 사실들은 이와 같은 시스템은 높은 쓰루풋 적용들에 대하여 최적화되지 않는다는 결과를 가져온다. 특히 서로 다른 공정 스테이션의 높은 개수에 대하여 핸들링, 즉 수송 활동은 시스템 쓰루풋에 대한 병목부가 된다.
따라서, "동시 수송" 및 "개별 수송"으로 축약될 수 있는 양자의 기초 원리는 언급된 바와 같은 이점들 및 단점들을 갖는다. 두 원리들은 특히 쓰루풋에서 최적화된 전체의 시스템 또는 장치 수행에 관한 유연성이 결여되었다.
본 발명의 목적은 언급된 단점에 대하여 작업편들 및 각각의 장치를 제조하는 방법들을 향상시켜 각각의 이점들을 유지하는 것이다.
이와 같이 하기 위해 본 발명에 의한 다중 진공 처리 공정에 의해 각각 처리된 작업편들을 제조하는 방법은
각각의 진공 공정에 대하여 진공 공정 스테이션을 제공하는 단계;
각각 제 1의 진공 처리 공정을 수행하는 스테이션들 중 적어도 제 1의 그룹에서 및 각각 제 2 진공 처리 공정을 수행하는 공정 스테이션들 중 제 2의 그룹에서 진공 공정 스테이션들을 그룹핑(grouping)하는 단계.
명백하게, 제 1 및 제 2의 진공 처리 공정들은 각각 서로 다르거나 동일한 공정들을 포함한다.
진공 공정의 제 1의 그룹은 각각 일반적으로 동일하지 않지만, 동일할 수 있는 제 1의 공정 시간 스팬들을 갖고, 이러한 시간 스팬들의 적어도 일부는 동일할 수 있다.
진공 처리 공정의 제 2의 그룹은 일반적으로 동일하지 않은 각각의 제 2의 공정 시간 스팬들을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 이러한 제 2의 공정 시간 스팬들의 적어도 일부는 동일하지 않을 수 있다.
제 1의 공정 시간 스팬들은 제 2의 공정 시간 스팬들보다 더 짧게 선택된다.
각각의 작업편은 언급된 제 1의 진공 처리 각각에 의해 연속적으로 진공 처리되고 작업편을 수송하는 것은 따라서 제 1의 공정 스테이션의 각각의 하나에서 제 1의 공정 스테이션의 다음의 하나로 동시에 수행된다.
작업편들은 제 2의 진공 공정들에 의해 더 처리되는데, 이에 의해 작업편들을 수송하는 것이 선택된 제 2의 공정 스테이션들로부터 개별적으로 수행된다.
따라서, 본 발명에 의하면 공정 스텝들은 더 짧은 공정 시간 스팬들을 갖는 제 1의 그룹 및 더 긴 공정 시간 스팬들을 갖는 제 2의 그룹으로 세분화된다. 전자의 그룹은 상술된 바와 같은 평행 수송 원리에 따라 작동되고, 제 2의 그룹은 개별 수송 원리에 의해 작동된다.
본 발명의 일 구현예에 의한 제 2의 진공 공정에 의해 작업편들을 처리하는 방법은 제 1의 진공 처리 공정들 중의 동일한 하나들에 의해 이러한 작업편들을 동시게 처리하는 것을 포함한다. 이에 의해 둘 또는 그 이상의 작업편들은 이러한 작업편들의 평행 공정에 따른 동일한 공정들에 의해 진공 처리된다. 본 발명의 다른 구현예에서 작업편들은 진공내에서 공정 스테이션들의 제1의 그룹에서 공정 스테이션들의 제 2의 그룹으로 이동하거나 그 반대이다.
다른 구현예에서 제 1의 공정 시간 스팬들의 총합은 제 2의 공정 시간 스팬들의 적어도 하나에 실질적으로 동일하게 선택된다. 이에 의해, 데드 공정 타임은 최소화된다.
다른 구현예에서 제조된 작업편들은 기판이다.
다른 구현예에서 제조된 작업편들은 반도체 또는 저장 소자 웨이퍼들이다. 다른 구현예에서 제조된 작업편들은 특히 태양광 패널들 제조를 위한 광기전 적용들용 기판이다.
본 발명에 의한 진공 처리 장치는 최대 공정 유연성을 위해 제공되고, 이에 의해 공정 싸이클 타임을 최적화 하는데, 하기를 포함한다.
제 1의 진공 공정 스테이션들의 제 1의 그룹;
제 2의 진공 공정 스테이션들의 제 2의 그룹;
제 1의 공정 스테이션들은 제 1의 작업편 수송 배열에 의해 제공되는데 제 1의 공정 스테이션들의 각각의 하나에서 제 1의 공정 스테이션들의 다음의 하나로 동시에 작업편들을 수송한다.
제 2의 공정 스테이션들은 제 2의 작업편 수송 배열에 의해 제공되는데 제 2의 공정 스테이션들 중 선택된 하나로부터 이에 개별적으로 작업편들을 수송한다.
이에 의해, 언급된 제 1의 작업편 수송 배열은 언급된 제 1의 진공 공정 스테이션 내에서 작업편들이 각각의 처리 위치들로 수송될 때 진공 공정 스테이션들의 특히 밀봉적으로 폐쇄된(sealingly closing) 제 1의 그룹을 수립한다.
또한, 언급된 제 1의 작업편 수송 배열은 교환가능한 작업편들을 수용하기 위한 리셉터클을 포함할 수 있어서, 이에 의해 진공 처리 장치가 작동되는 동안 자동적으로 교환될 수 있다. 이러한 리셉터클에 의해 수송 배열의 부분들은 제 1의 진공 공정 스테이션들에 의한 처리로 노출될 수 있고 이에 의해 오염된 것이 세정 동안 용이하게 교환될 수 있다.
본 발명에 의한 장치의 일 구현예에서 제 1의 공정 스테이션들은 제 1의 중앙 진공 수송 스테이션에 대하여 원형으로 그룹화되는데, 여기에서 제 1의 작업편 수송 배열이 작동된다. 본 발명의 다른 구현예에서, 상술된 구현예들이 조합될 수 있는데, 제 2의 공정 스테이션들은 제 2의 진공 수송 챔버에 대하여 원형으로 그룹화되어 제 2의 작업편 수송 배열이 작동된다.
본 발명에 의한 다른 장치의 일 구현예에서, 언급된 구현예들 중 임의의 구현예가 조합될 수 있는데, 다른 수송 배열이 제공되고, 이는 공정 스테이션들의 제 1의 그룹으로부터 진공 공정 스테이션들의 제 2의 그룹으로 작업편을 수송한다. 이러한 다른 수송 배열이 주변 대기 조건하에서 수행될 수 있지만, 언급된 또다른 수송 배열들의 다른 구현예는 진공 내에서 작동된다.
본 발명에 의한 장치의 다른 구현예에서, 언급된 다른 수송 배열은 적어도 하나의 제 1 및 제 2 작업편 수송 배열들에 의해 실현된다. 따라서, 한 그룹의 공정 수송들에서 다른 그룹으로 작업편들을 핸들링(handling)하는 것 또는 이와 반대는 제 1의 수송 배열에 의해 또는 제 2의 수송 배열에 의해 수행될 수 있거나 두 개의 수송 배열이 이러한 핸들링을 위해 협력할 수 있다.
본 발명에 의한 장치의 다른 구현예에서, 언급된 구현예들 중 임의의 구현예들이 조합될 수 있는데, 제 2의 진공 공정 스테이션들 중 적어도 두 개가 동일하다.
본 발명에 의한 장치의 다른 구현예에서, 다시 언급된 구현예들 중 임의의 구현예가 조합될 수 있는데, 제 1의 공정 스테이션들은 제 1의 공정 시간 스팬들에 대해 제 1의 진공 공정들을 수행한다. 이에 의해, 제 1의 공정 시간 스팬들은 일반적으로 모두 다르지만, 이 시간 스팬들의 적어도 일부는 또한 동일할 수 있다. 이 구현예의 제 2의 공정 스테이션들은 제 2의 공정 시간 스팬들에 대하여 제 2의 진공 공정들을 수행한다.
또한, 일반적으로 이러한 제 2의 공정 시간 스팬들은 다르지만, 제 2의 공정 시간 스팬들의 적어도 일부는 동일할 수 있다. 이러한 구현예에 의하면, 제 1의 공정 시간 스팬들은 제 2의 공정 시간 스팬들보다 더 짧다.
언급된 구현예들 중 하나의 변형에서, 제 1의 공정 시간 스팬들의 총합은 제 2의 공정 시간 스팬들의 적어도 하나와 실질적으로 동일하게 선택된다. 본 발명의 다른 구현예에 의한 장치에서, 언급된 모든 구현예들이 조합될 수 있는데, 작업편들은 웨이퍼들이고, 특히 반도체 장치들, 저장 소자들 또는 광기전 소자들 제조용 웨이퍼들이다. 다른 구현예에서 언급된 작업편들은 태양광 패널용 기판들이다.
본 발명은 실시예들 및 도면들에 의해 보다 상세하게 기술된다.
도 1은 본 발명에 의한 진공 처리 장치의 개략 상부도로서, 작업편들의 회전 수송이 장착되어, 이에 의해 본 발명에 의한 제조 방법이 수행된다.
도 2는 본 발명에 의한 진공 처리 장치의 개략 측수차(side aberration)도로서, 선형 또는 "인라인(inline)" 작업편들의 수송이 장착되어, 이에 의해 본 발명에 의한 제조 방법이 수행된다.
도 3은 도 1에 의한 장치 및 방법의 구현예에 제공될 수 있는 그룹 I 공정 배열의 다른 구현예에 대한 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 1 내지 3에 의한 각각의 구현예들에 제공될 수 있는 다른 구현예에 의한 수송 테이블의 일부에 대한 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 3과 유사하게 표현된 도 3의 배열에 대한 다른 구현예이다.
도 6은 도 4와 유사하게 표현된 도 5의 구현예에서 적용되고 작동되도록 적응된 도 4의 구현예이다.
도 7은 본 발명에 의한 장치에 대한 다른 구현예의 단순화된 개략 상부도로서, 본 발명에 의한 방법이 작동된다. 및
도 8은 도 7과 유사하게 표현된, 본 발명에 의한 장치에 대한 다른 구현예의 단순화된 개략 상부도로서, 본 발명에 의한 방법이 작동된다.
도 1은 본 발명에 의한 방법으로 작동되는 본 발명에 의한 진공 공정 장치들의 개략도이다.
본 발명에 의한 장치(1)는 P11 스테이션에서 P1n로, P21 스테이션에서 P2m로의 다중 공정 스테이션들을 포함한다.- P11 에서 P1n의 제 1의 공정 스테이션은 제 1의 진공 수송 챔버(31)에 대하여 원형으로 그룹화되어, 이에 의해 제 1의 그룹(I)을 형성한다.
제 1의 진공 수송 챔버(31) 내에서 제 1의 수송 배열(51)이 작동된다. 수송 배열(51)은 진공 수송 챔버(31) 내에서 중심축 A1 둘레로 -ψ- 구동적으로 회전가능하다.
예시적인 실현 형태에서 수송 배열(51)은 다수의 방사적으로 연장되는 수송 암들(71)을 포함하는데, 수송 암들은 일반적인 방사 구동(radial drive)(r)에 의해 도식화된 바와 같이 방사 방향으로 동시에 구동적으로 및 제어 가능하게 연장가능하고 신축가능(retractable)하다. 각 수송암들(71)은 작업편 지지대(9)를 축 A1에서 떨어진 그것의 단부에 운반한다. 언급한 바와 같이 모든 수송암들(71)은 동기식(synchronism)으로 구동(r)에 의해 그것들의 연장 및 수축에 대하여 제어된다. 전체적인 이동배열(A1)은 제어 방식 및 ψ 방향으로 축 A1 축 둘레로 회전가능하다. 따라서 점선 11에 의해 도식적으로 보여진 작업편들은 수송 암들(71)의 각각의 작업편 지지대들(9)에 의해 동시에 조여지고(gripped), 각각의 제 1의 공정 스테이션 P11 에서 P1n로부터 동시에 수축된다. 이후, 수송 배열(51)은 ψ방향으로 회전되어 작업편들(11)을 ψ방향으로 고려된 다음 단계 공정 스테이션과 일직선이 되게 한다. 거기에서, 작업편들은 동시에 연장된 수송암들(71)에 의해 제 1 공정 스테이션 P11 에서 P1n 에 대하여 동시에 적용된다. 따라서, 제 1 공정 스테이션 P11 에서 P1n 의 제 1 그룹(I)는 제 1의 수송 배열(51)에 의해 동시에, 그리고 선결된 서열(predetermined seguence)로 제공된다. 축 A1 둘레로의 제 1의 수송 배열(51)의 회전 뿐 아니라 수송암들(71) 의 동시적인 연장 및 수축은 도 1에 도시된 바와 같이 시간 제어 유닛(13)에 의해 CONTR.(ψ, r)에서 시간-제어된다.
공정 스테이션 P21 에서 P2m 의 제 2그룹 II는 제 2 진공 수송 챔버(32)에 따라 원형으로 그룹화된다. 이러한 제 2그룹 II의 공정 스테이션 P21 에서 P2m 은 제 2의 수송 배열(52)에 의해 제공되고 이는 양방향 화살표시 β로 지시된 바와 같이, 진공 수송 챔버(32)의 중심축 A2 둘레로 전 후 양 방향에서 구동적이고 제어가능하게 회전될 수 있다. 제 2의 수송 배열(52)은 하나 또는 하나 이상의 수송암들(72)을 포함하는데, 구동(R)에 의해 도시된 바와 같이 개별적으로 방사상으로 연장되고 수축될 수 있다. 만일 하나 이상의 수송암들(72)이 제공되면, 그것들은 상호 독립적으로 제어가능하게 연장가능하고 수축가능하다. 수송암들(72)은 축 A2 에 대향하는 그것의 단부에 작업편 지지대(92)를 포함한다. 따라서, 제 2 그룹(II)의 공정 스테이션 P21 에서 P2m 은 제 1의 수송배열(51)에 의한 제 1의 그룹 I의 공정 스테이션 P11 에서 P1n 의 제공에 반하여 개별적으로 제 2 수송배열(72)에 의해 제공되는데 이는 동시에 선결된 서열로 수행된다. 제 2차 수송배열(72)의 회전적 제어 뿐 아니라 적어도 하나의 수송암들(72)에서의 그것의 연장 및 수축은 contr. β, R.로 도시된 바와 같이, 예를 들어 시간 제어 유닛(13)과 같은 시간 제어 유닛에 의해 제어된다.
명백히, 공정 스테이션들의 제 1의 그룹 I 또는 공정 스테이션들의 제 2의 그룹 II로의 작업편들에 대한 적어도 하나의 입력 로드락(loadlock) 및 제 1의 그룹 I 또는 제 2의 그룹 II로부터의 작업편들에 대한 적어도 하나의 출력 로드락이 제공된다. 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 전체 장치는 공정스테이션들의 그룹 I과 그룹 II 양자를 포함한다. 공정 스테이션들의 제 1 그룹(I)으로부터 공정 스테이션 제 2그룹(II)까지 작업편에 대한 추가적인 수송은 도 1에 양쪽방향 화살표 T 로 개략적으로 도시된다. 대부분, 이러한 추가적인 수송배열 T 는 주변 공기를 거쳐 진공 수송 챔버(31 및 32) 내에서 각각의 로드락들을 거쳐 작동되거나 또는 점선 15로 도시된 바와 같이 진공에서 수행된다. 각각의 진공 수송 챔버(31 및 32)에서 각각의 입력, 출력 또는 입출력 로드락들의 조건(provision)은 도 1에 미도시되었다.
본 발명에 의한 장치는 도 1에 지시된 바와 같이 그룹 I로 명명된 두 개의 핸들링 또는 수송 원리들을 조합하는데, 작업편들은 하나에서 다음 공정 스테이션으로 동시에 이동되고, 도 1의 그룹 II에 의하면, 작업편들이 공정 스테이션들을 향하여 이들로부터 개별적으로 수송된다는 것이 도 1로부터 명백하다.
도 2 에 이러한 원리가 본 발명에 의한 장치로 도시되었는데, 선형 작업편 수송이 장착되었다. 제 1 진공 수송 챔버(191)를 따라 정렬된 공정스테이션의 제 1 그룹 I의 공정스테이션들 Qn 내지 Q1n은 제 1 수송 배열(171)에 의해 제공되는데, 이 배열은 공정 스테이션들 Qn 내지 Q1n을 따라 화살표 L로 도시된 바와 같이 한 방향으로 제어가능하고 구동적이며 선형적으로 이동가능하다. 드라이브 S 에 의해 도 2에 대부분 도시된 바와 같이, 선형 콘베이어(171)는 공정 스테이션들 Qn 에서 Q1n를 향해 이로부터 제어가능하게 이동할 수 있어서 모든 공정 스테이션들은 작업편(21)과 동시에 제공된다. 따라서, 도 1의 공정 스테이션들과 완전히 유사하게, 도 2의 그룹 I의 공정 스테이션들 Qn 내지 Q1n은 컨베이어 배열(171)에 의해 이송 방향 L로 수행된 선결된 서열로 작업편과 동시에 제공된다.
제 2 진공 수송 챔버(192)를 따라 선형으로 배열된 제2 공정스테이션 Q21, Q22 에서 Q2m는 제 2 수송배열(172)에 의해 제공되고 이는 양방향 화살표 t로 도시된 바와 같이 제어된 구동 방식으로 전 후로 선형적으로 이동가능하고 적어도 하나의 작업편 지지대(23)를 포함하고 양방향 화살표 h로 도시된 바와 같이 제 2의 그룹 II의 공정 스테이션들 Q21 에서 Q2n를 향하여 및 이들로부터 개별적으로 승강가능(liftable)하고 수축가능(retractable)하다. 따라서, 도 2의 제 2 그룹(II)은 도 1 의 그룹 (II)와 완전히 유사하게 제공된다. 도 2에 또한 개략적으로 도시된 바와 같이 선형 컨베이어 이동들 L 및 1의 시간 제어 뿐 아니라 각각의 공정 스테이션을 향하여 및 이들로부터의 작업편 홀더들의 위 아래 이동들의 시간 제어는 시간 제어 유닛(27)에 의해 제어된다. 추가적인 수송 배열 T에 대한 설명 및 전체적인 장치에의 작업편들에 대한 입력, 출력 및 입/출력 로드락에 대한 설명이 도 1의 구현예에 의한 내용 및 또한 도 2에서의 선형 개념으로 각각 설명된다.
도 1 및 도 2에 대부분 도시된 본 발명에 따른 장치들의 양 구현예들에서, 선결된 서열로 공정 스테이션들 Pn 에서 P1n을 향하여 및 이들로부터 동시에 각각의 작업편들의 수송을 구비한 그룹 I은 공정 스테이션들에 사용되는데, 작업편 공정은 각각의 제 1의 공정 시간 스팬들 동안 수행되고, 이는 그룹 II의 공정 스테이션들에서 공정에 의해 필요한 각각의 공정 시간 스팬들보다 더 짧다. 동일하게 도 2의 직선 개념이 그룹 I 및 II에 적용된다. 이에 의해 및 작업편들의 특정한 전체적인 공정에 대하여 모든 것이 가능하다면 그룹 I 을 따른 공정 타임 스팬들의 총합은 그룹 II 의 공정 스테이션 중 적어도 하나의 공정 시간 스팬들에 대하여 적어도 실질적으로 동일하게 선택된다. 공정 시간 스팬들은 적어도 하나 이상인 것에서 실질적으로 동일하게 선택되었다. 또한, 그룹(II)의 공정 스테이션의 두 가지 또는 그 이상이 동일하게 선택되면, 그룹 II 에서 동일 과정을 갖는 실 평행 공정(real parallel processing)이 수행된다.
도 3에 그룹 I 배열의 다른 구현예가 도시되었다. 이 구현예에서 제 1의 수송배열(1051)은 수송 테이블(106)을 포함하는데 이는 제어가능한 회전 구동(107)에 의해 축 A3 둘레로 회전가능하게 구동가능하다. 예를 들어, 웨이퍼(109)와 같은 작업편들은 원형 중심을 따라 수송 테이블(106)의 주변을 따라 증착되고 테이블(106)상에서 각각의 홀더들(111)에 의해 위치를 유지한다. 다중의 제 1 공정스테이션들 U11 - U1n은 제 1 진공 수송 챔버(1031)에서 축 A3둘레로 원형 배열되는데, 언급된 축 A3로부터의 방사 거리(radial distance)에 부합하는 축 A3로부터의 방사 거리를 갖고, 작업편들(109)은 테이블(106) 상에서 축 A3둘레로 원형 방식으로 증착된다. 선형 업/다운 구동(up/down drive)(113)에 의해 수송 테이블(106)은 제1의 공정 스테이션들 U11 - U1n을 향해 제어가능하게 승강될 수 있고 그것들로부터 각각 수축될 수 있다. 작동에서, 작업편들(109)은 수송 테이블(106) 상의 수송 로봇들에 대하여 각각의 로드잠금 배열(loadlocking arrangement)(115)을 거쳐 로드된다. 언급된 축 A3둘레로 원형 그룹화된, 제 1의 공정 챔버들 U11 - U1n 및 또한 축 A3둘레로 원형 그룹화된 작업편들(109)은 축 A3둘레로 각을 이루어 위치되어 모든 작업편들(109)은 각각의 회전 단계들에 의해 제 1의 공정 스테이션들 U11 - U1n의 하나와 일직선으로 동시에 이동되고 회전 구동(107)에 의해 구동된다.
작동에 있어서, 수송 테이블(106)에 증착된 모든 작업편들(109)은 제어된 회전 구동(107)에 의해 공정 스테이션들 U11 - U1n의 하나와 각각 일직선으로 동시에 이동된다. 이후에 수송 테이블(106)은 제어 방식으로 선형 리프팅 구동(lifting drive)(113)에 의해 모든 작업편들(109)이 처리 위치에서 각각의 제 1의 공정 스테이션들 내에 또는 인접하게 위치될 때까지 승강된다. 밀봉 부재들(117)에 의해 개략적으로 도시된 바와 같이, 수송 테이블(106)의 언급된 승강 작동에 의해, 작업편들(109)이 처리 위치들로 위치될 때, 진공 수송 챔버(1031)를 향하는 제 1의 공정 스테이션들 U11 - U1n의 적어도 일부의 폐쇄가 수행된다. 이러한 폐쇄는 진공 밀봉을 수행하기까지 바람직한 범위(degree)가 될 수 있다. 이러한 폐쇄는 작업편들(109)을 따라서 및 이에 인접하여 수송 테이블(106)의 영역을 갖는 밀봉 부재들(107)에 의해 공정 스테이션들 U11 - U1n의 보더(border)의 협력(cooperation) 또는 작업편들(109) 자체를 갖는 공정 스테이션들의 언급된 보더 영역의 협력 또는 각각의 홀더들(111)을 갖는 공정 스테이션들의 보더 영역의 각각의 협력에 의해 수송 테이블(106)에서 추가적으로 수행된다. 작업편들(109)이 선형 구동(113)에 의해 그것들의 순간 기여 공정 스테이션들(momentarily attributed processing stations) U11 - U1n로 모두 처리된 이후에, 아직 처리되지 않은 작업편들(109)을 갖는 수송 테이블(106)은 수축되고 선결된 각도로 회전구동(107)에 의해 회전되어 모든 작업편들(109)을 각각 다음 공정 스테이션들 U11 - U1n과 일직선으로 이동시킨다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 그룹 I 배열에 의해 모든 작업편들은 도 1 및 도 2의 구현예에 의한 내용으로 이미 상술한 바와 같이 제 1의 공정 스테이션들의 각각의 하나에서 각각의 처리 위치들로 동시에 수송되고 이동된다. 도 3의 구현예에 의한 하나의 변형 및 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 도 3의 홀더들(111)은 수송 테이블(106') 내에서 각각의 개구들(121)로 착탈가능하고 교체가능하게 도입된 리셉터클들(119)에 의해 실현된다. 리셉터클들(119)은 수송 테이블(106')로 용이하게 착탈가능하고 재-적용가능(re-applicable)하고, 예를 들어, 작업편들(109)을 위치시키고 유지하기 위해 언급된 개구들(121) 내에 증착된다. 이러한 구현예에서 도 3의 진공 수송 챔버(1031)을 향하는 제 1의 공정 스테이션들U11 - U1n의 언급된 폐쇄는, 특히 진공 밀봉으로 실현된다면, 예를 들어 리셉터클들(119)의 보더 또는 림(rim) 영역을 갖는 밀봉 부재들(117)에 의해 제 1의 공정 스테이션들 U11 - U1n의 보더 또는 림(rim) 영역의 협력에 의해 수행된다. 전체적인 수송 테이블(106')의 적어도 일부분들이 제 1의 공정 스테이션들 U11 - U1n에서 각각의 처리들(treatments)로 노출된다. 따라서, 도 4의 변형과 같이 리셉터클들(119)을 제공하는 것은 수송 테이블(106')에서 이러한 부분들을 용이하게 교환하도록 허용하는데 언급된 공정 스테이션들에 의해 처리 효과(treatment effect)로 대부분 노출된다. 이에 의해, 이러한 부분들, 즉 리셉터클들(119)은 용이하게 처리 장치 외부로 대체되고 세정될 수 있고 적어도 언급된 영역들 또는 수송 테이블의 일부분에서 세정 대신 재적용될 수 있다. 이에 의해, 전체적인 장치가 수행된 세정 작동으로 인해 미작동되는 동안 시간 스팬들에 대하여 고려할만한 절약이 달성된다.
특히, 진공 수송 챔버(1031) 내에서 진공 대기에 대하여 제 1의 공정 스테이션들 U11 - U1n의 공정 대기의 폐쇄 또는 분리가 언급된 바와 같이 공정 스테이션들의 보더를 따른 하나의 핸드(hand) 및 리셉터클들(119)의 보더 또는 림을 따른 하나의 핸드(hand) 상의 협력 표면들에 의해 수행되면, 장치의 실질적인 정지 시간 스팬들이 없거나 또는 적어도 없이 이러한 폐쇄가 리셉터클들(119)의 빈번한 세정에 의해 지속적으로 보장되는 것이 가능하다. 리셉터클들(119)이 자동으로 수송 테이블(106')로부터 제거되고 배열의 계속된 작동 동안 자동으로 재작동되면, 이는 해당 기술분야에서 당업자에게 자명한 바와 같이 각각의 핸들링 로봇(handling robot)을 구비한 각각의 로드락 배열(loadlock arrangement)을 통해 작업편들(109)에 유사하게 언급된 리셉터클들(119)을 제거하고 재-도입(re-introducing)함으로써 및 진공 수송 챔버(1311)의 외부로 세정되고 아직 세정되지 않은 리셉터클들(109)에 대하여 각각의 매거진들(magazines)을 제공함으로써 수행될 수 있는데, 언급된 영역들의 이러한 세정 작동들에 대한 정지 시간 스팬들은 실제로 완전히 방지된다.
도 5에 도 3과 유사하게 표현된 그룹 I 배열의 다른 구현예가 개략적으로 도시되었다. 도 3 및 4의 구현예에 대하여 당업자들에게 명백하게, 도 5에 의한 구현예가 도 3에 대하여 다른 점은 도 5의 구현예에서 수송 테이블(106)은 제어 구동(107)에 의해 회전가능하지만 도 3의 구현예에서와 같이 선형 리프팅 구동(113)에 의해 승강가능하지 않다. 대신에, 수송 테이블(106'')은 개구부(121)에 유사한 개구부들(123)을 포함하는데 도 4의 내용으로 설명되었다. 개구부들(123)은 그러나 작업편들(109)의 치수보다 더 작아서 후자는 개략적으로 도시된 바와 같이 언급된 개구부들 상에 증착될 수 있다. 제 1의 공정 스테이션들 U11 - U1n을 향하여 및 이로부터 작업편들(109)을 뒤로 승강시키는 것은 각각의 리프팅 배열들(125)에 의해 수행되는데, 이들은 진공 수송 챔버(1031)에 장착된다. 각각의 리프팅 배열(125)은 제어된 리프팅 구동(126) 및 엘리베이터 부재(127)를 포함하는데 제어된 리프팅 구동(126)에 의해 제어가능하게 상승되고 하강된다. 엘리베이터 부재들(127)은 각각 수송 테이블(106'') 내에서 개구(123)를 통해 작업편들(109)을 향하여 상승되고 제 1의 공정 스테이션 U11 - U1n내에서 처리 위치로 작업편들(109)을 상승시킨다.
리프팅 구동들(126)은 실질적으로 동기식으로 작동되어 작업편들(109)을 실질적으로 동시에 상승시키거나 재처리한다. 수송 테이블(106'')의 각각의 회전에 의해 작업편들(109)은 하나의 핸드 상에서 리프팅 배열들(125) 및 다른 핸드상에서 각각의 제 1의 공정 스테이션들과 일직선으로 이동된다. 특히 도 5의 구현예에 대하여 도 4의 내용으로 언급된 바와 같이 리셉터클들에 의해 작업편들을 지지하고 수송하는 개념은 부가적인 이점을 가져온다. 이것은 도 6을 참조하여 설명될 것이다. 도 6에 의하면 도 5의 구현예와 비교하여 수송 테이블(106''') 내의 개구부들(123')은 각각의 작업편들의 치수보다 약간 더 크다. 개구부들(123') 내에, 리셉터클들(119)에 대한 도 4의 내용으로 설명된 바와 같이 각각 적용된 리셉터클들(129)이 있다. 도 6에 의하면, 리셉터클들(129)은 엘리베이터들(127)을 구비한 리프팅 배열들(125)의 페이싱(facing), 엘리베이터들(127)의 상단에서 부재들(133)에 대해 매칭되는 가이드 부재들(guiding members)(131)을 포함한다. 따라서, 상호 선형 이동에 의해 리셉터클들(129)과 엘리베이터들(127) 사이에 정확한 상호 위치 및 고정이 도 5에 의한 제 1의 공정 스테이션들 U11 - U1n 내에서 작업편들(109)의 그것들의 처리 위치들을 향하여 및 이들로부터의 상승 및 수축 동안 수행된다.
명백히, 그리고 세정 뿐 아니라 폐쇄, 즉 수송 챔버 내에서 진공 대기로부터의 제 1의 공정 스테이션들의 공정 대기를 분리하는 것에 대하여, 도 6의 구현예에 의한 리셉터클들(129)은 이미 도 4의 구현예에 의한 리셉터클(119)의 내용으로 언급된 바와 동일한 이점을 부가적으로 갖는다.
당업자들은 두 개의 언급된 원리들에 의해 조립된 각각의 수송 배열들을 갖는 적어도 두 개의 공정 그룹들 I 및 II를 포함하는 전체적인 장치의 공정 그룹핑 및 각각의 시간 제어에 대한 다중의 최적화된 옵션들에 대하여 알 수 있다.
도 7에 본 발명에 의한 방법에 의해 작동된 본 발명에 의한 장치의 다른 구현예가 도시되었다. 전체적인 장치들 또는 시스템(30)은 또한 도 1 내지 6의 내용으로 원리적으로 설명된 바와 같이 그룹 I 조립 및 그룹 II 조립을 포함한다. 그룹 I 조립은 제 1의 공정 스테이션들 C1 에서 C5 및 입력/출력 로드락 스테이션 C0 을 포함한다. 제 1의 수송 배열(32)은 진공 수송 챔버(3)에서 작동되고 이미 언급된 바와 같이 공정 스테이션들 C1 에서 C5 뿐 아니라 로드락 스테이션 C0 을 동시에 제공한다. 그룹 II는 제 2의 공정 스테이션들 C4 (a) 에서 C4 (d)를 포함한다. 이 구체적인 예에서, 제 2의 공정 스테이션들 C4 (a) 에서 C4 (d)은 동일하다. 제 2의 그룹 II 조립은 진공 수송 챔버(35) 내에 제 2의 수송 배열(37)을 포함하고 이는 개별적으로 제 2의 공정 스테이션들 C4를 제공한다. 이 예에서, 제 2의 수송 배열(37)은 또한 제 1의 수송 배열(32)로부터 작업편들을 조이고 따라서 진공에서 작동된 도 1에 도시된 바와 같이 추가적인 수송 T를 실현한다. 명백히 그룹 I 로부터 그룹 II로 또는 그 반대로 언급된 전이 함수를 수행하는 대신 제 2의 수송 배열(37)에 의해, 제 1의 수송 배열(32)의 각각의 개념에 의해 이러한 함수를 수행하는 것 또한 가능하다. 그룹 I과 II 사이에서 언급된 추가적인 수송을 실현하는 다른 방식에서, 수송 배열들(32 및 37) 모두는 수송 이동에 대하여 협력될 수 있다.
또한, 하나의 그룹에서 다른 그룹으로 작업편들을 수송하도록 로드락 배열 사이에 적용함으로써 진공 수송 챔버(35) 내에서 진공 대기로부터 진공 수송 챔버(33)의 진공 대기를 분리하는 것이 절대적으로 가능하다. 또한, 도 1 및 2의 내용으로 이미 언급된 바와 같이 분리된 수송 배열을 제공하여 그룹 I 조립으로부터 그룹 II 조립으로의 수송을 수행하는 것이 가능하여, 이에 의해 작업편용 버퍼링 스테이션(buffering station)에 대하여 부가적으로 제공된다. 또한, 하나 이상의 그룹 I 조립 및/또는 그룹 II 조립이 조합되어 공정 스테이션들의 망상 배열을 수립하여 전체적인 공정 사이클을 최적화한다.
도 7에 도시된 구체적인 구현예들에서 스테이션들 C1 에서 C5 내의 다수의 빠른 공정들은 스테이션들 C4에서 명백히 더 오래 지속되는 공정으로부터 분리된다고 말할 수 있는데, 여기에 다수의 동일한 공정 스테이션들 C4가 적용된다. 주로, 다수의 완속(slow) 공정 스테이션들 C4는 그룹 I 조립에서의 전체적인 사이클 시간의 비율 및 C4 스테이션에서 공정의 공정 시간 스팬들에 의해 최적으로 결정된다.
도 8에 본 발명의 방법에 의해 작동된 본 발명에 의한 장치의 다른 구현예가 개략적으로 도시되었다. 이 구현예는 이종접합 태양 전지 패널들(heterojunction solar cell panels)의 제조에 특히 적합하다. 그룹 I 조립의 제 1의 공정 스테이션(41)에서, 기판의 가열이 수행된다. 가열된 후 기판은 그룹 II 공정으로 이동된다. 평행 공정은 비정질 수소화된 실리콘(amorphous hydrogenised silicon) 층의 증착에 의해 세 개의 제 2의 공정 스테이션들 43a 에서 43C 에서 수행된다. 이후에 기판들은 그룹 I 조립으로 되돌아오는데, 제 1의 공정 스테이션 45에 인듐 산화주석(indium tin oxide)층이 증착된다. 기판들은 로드락 스테이션 47을 거쳐 주변으로 디스패치(dispatched)된다. 스테이션 41에서의 가열 뿐 아니라 스테이션 45에서의 ITO 층 증착은 전형적으로 20초 내에 수행될 수 있다. 비정질 수소화 실리콘의 증착은 대략 60초가 필요하다. 따라서, 로드락 스테이션 47을 통한 통과를 포함하는 그룹 1 조립에서의 웨이퍼 공정은 각각의 제 1의 공정 스테이션들 43a 에서 43C 에서 공정 시간 스팬들과 실질적으로 동일한 사이클 타임을 갖는다. 이에 의해 그룹 I 공정은 제 2의 그룹 II 조립에서 각각의 공정들에 대한 공정 시간 스팬들과 동일한 하나의 전체적인 공정으로 고려될 수 있다. 따라서, 작업편 공정이 동일한 공정 시간 스팬들의 공정 단계들에서 수행되는 것으로 전체적인 장치가 실현되는데, 그룹 I 조립에서 공정은 하나의 공정 단계로 고려된다.

Claims (19)

  1. 다중 진공 처리 공정에 의해 각각 처리된 작업편들(workpieces)을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    상기 진공 공정들 각각에 대한 진공 공정 스테이션(vacuum processing station)을 제공하는 단계;
    각각의 제 1의 진공 처리 공정들을 수행하는 진공 공정 스테이션들의 적어도 제 1의 그룹 및 각각의 제 2의 진공 처리 공정들을 수행하는 제 2의 진공 공정 스테이션들의 제 2의 그룹에서 상기 진공 공정 스테이션들을 그룹핑(grouping)하는 단계로서;
    상기 진공 공정들의 제 1의 그룹은 각각 제 1의 공정 시간 스팬들(spans)을 구비하고;
    상기 진공 처리 공정들의 제 2의 그룹은 각각 제 2의 공정 시간 스팬들을 구비하고;
    상기 제 1의 공정시간 스팬들은 상기 제 2의 공정 시간 스팬들보다 더 짧고;
    상기 제 1의 진공 공정들 각각에 의해 각각의 작업편을 연속식으로(consecutively) 처리하여 작업편들을 상기 제 1의 공정 스테이션들의 하나로부터 상기 제 1의 공정 스테이션들의 다음으로 동시에 수송하는 단계;
    상기 제 2의 진공 공정들에 의해 작업편들을 처리하여 작업편들을 선택된 제 2의 공정 스테이션들로 및 이들로부터 개별적으로 수송하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2의 진공 공정들에 의해 작업편들을 처리하는 단계는 상기 제 2의 진공 처리 공정들 중 동일한 하나에 의해 작업편들을 동시에 처리하는 것을 포함하는 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 방법은 진공 내에서 상기 공정 스테이션들의 제 1의 그룹으로부터 상기 공정 스테이션들의 제 2의 그룹으로 또는 이와 반대로 상기 작업편들을 수송하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1의 공정 시간 스팬들의 총합이 상기 제 2의 공정 시간 스팬들의 적어도 하나에 실질적으로 동일하게 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업편들은 기판들인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업편들은 반도체 또는 저장 장치 웨이퍼들(storage device wafers)인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업편들은 특히 태양광 패널 제조를 위한 광기전 적용용 기판들인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1의 진공 공정 스테이션들(first processing stations)의 제 1의 그룹;
    제 2의 진공 공정 스테이션들(second processing stations)의 제 2의 그룹;을 포함하는 진공 처리 장치(vacuum treatment apparatus)로서,
    상기 제 1의 공정 스테이션들은 작업편들을 상기 제 1의 공정 스테이션들의 각각의 하나에서 상기 제 1의 공정 스테이션들의 다음의 하나로 동시에 수송하기 위한 제 1의 작업편 수송 배열(first workpiece transport arrangement)에 의해 제공되고;
    상기 제 2의 공정 스테이션들은 작업편들을 상기 제 2의 공정 스테이션들 중의 선택된 하나로 및 이들로부터 개별적으로 수송하기 위한 제 2의 작업편 수송 배열(second workpiece transport arrangement)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1의 공정 스테이션들은 상기 제 1의 작업편 수송 배열을 포함하는 제 1의 중심 진공 수송 스테이션(first central vacuum transport station) 둘레로 원형으로 그룹화(circularly grouped)되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 제 2의 공정 스테이션들은 상기 제 2의 작업편 수송 배열을 포함하는 제 2의 중심 진공 수송 챔버(second central vacuum transport chamber) 둘레로 원형으로 그룹화되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 작업편들을 상기 공정 스테이션들의 제 1의 그룹으로부터 상기 진공 공정 스테이션들의 제 2의 그룹으로 수송하기 위한 추가적인 수송 배열을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 추가적인 수송 배열은 진공 내에서 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 추가적인 수송 배열은 상기 제 1 및 상기 제 2의 작업편 수송 배열들 중 적어도 하나에 의해 실현되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2의 진공 공정 스테이션들 중 적어도 두 개는 동일한 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 8항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1의 공정 스테이션들은 각각 제 1의 공정 시간 스팬들을 갖는 제 1의 진공 공정들을 수행하고, 상기 제 2의 공정 스테이션들은 각각 제 2의 공정 시간 스팬들을 갖는 제 2의 진공 공정들을 수행하고, 상기 제 1의 공정 시간 스팬들은 상기 제 2의 공정 시간 스팬들보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 제 1의 공정 시간 스팬들의 총합은 상기 제 2의 공정 시간 스팬들 중 적어도 하나와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 장치.

  17. 제 8항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업편들은 웨이퍼들인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 웨이퍼들은 반도체 기판들, 저장 장치들 또는 광기전 소자들을 제조하기 위한 웨이퍼들인 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 8항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업편들은 태양 전지 패널용 기판들인 것을 특징으로 하는 장치.
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