KR20220113672A - 듀얼 모션 기판 캐리어를 갖는 시스템 - Google Patents

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Abstract

복수의 처리 윈도우 및 그 내부에 위치한 연속 트랙을 갖는 진공 인클로저; 상기 진공 인클로저의 측벽들에 부착된 복수의 처리 챔버- 각각의 처리 챔버는 상기 처리 윈도우들 중 하나의 주위에 있음 -; 상기 진공 인클로저의 일 단부에 부착되고 그 내부에 위치한 로딩 트랙을 갖는 로드 록; 상기 로드 록을 상기 진공 인클로저로부터 분리하는 적어도 하나의 게이트 밸브; 상기 연속 트랙 및 상기 로딩 트랙 상에서 이동하도록 구성된 복수의 기판 캐리어; 및 상기 진공 인클로저 내에 위치한 적어도 하나의 트랙 교환기- 상기 트랙 교환기는 연속 트랙 상에서 연속적으로 이동하도록 형성된 제1 위치와, 상기 기판 캐리어가 상기 연속 트랙과 상기 로딩 트랙 사이에서 이동하도록 형성된 제2 위치 사이에서 이동 가능함 -를 포함하는 처리 시스템이 제공된다.

Description

듀얼 모션 기판 캐리어를 갖는 시스템
본 개시는 일반적으로 기판의 박막 코팅과 같은 기판 처리 분야에 관한 것이다.
기판의 진공 처리는 당업계에 잘 알려져 있으며, 때로는 박막 처리라고도 한다. 일반적으로 박막 처리 시스템은 일괄 처리, 클러스터 시스템, 및 인라인 시스템의 세 가지 아키텍처 중 하나로 분류될 수 있다. 이들 아키텍처 각각의 장점 및 단점은 당업계에 잘 알려져 있다.
일부 시스템 아키텍처, 특히 마이크로칩 제조에 사용되는 아키텍처에서, 기판들은 개별적으로 처리 챔버들로 이송되고 척 또는 서셉터에 배치된다. 반대로, 다른 시스템, 예를 들어 하드 디스크 드라이브 또는 태양 전지 제조에 사용되는 시스템에서는, 기판들이 기판 캐리어들에 배치된 상태로 이송 및 처리된다.
상이한 유형의 기판 상에 박막을 형성하기 위해 사용될 수 있는 개선된 시스템 아키텍처에 대한 요구가 당업계에 존재한다. 더욱이, 높은 처리량 및 상업적으로 허용되는 비용으로 박막 코팅을 형성할 수 있는 기계 장치가 당업계에 필요하다.
본 발명의 일부 양태 및 특징에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 개시의 하기 요약이 포함된다. 이 요약은 본 발명의 광범위한 개요가 아니며, 따라서 본 발명의 핵심 또는 중요한 요소를 특별히 식별하거나 본 발명의 범위를 기술하려는 의도가 아니다. 그 유일한 목적은 아래에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서문으로서 단순화된 형태로 본 발명의 일부 개념을 제시하는 것이다.
개시된 실시예는 대량 제조 및 허용 가능한 상업적 비용으로 개선된 박막 코팅을 형성하도록 특별히 설계된 시스템을 제공한다.
개시된 실시예에서, 진공 인클로저는 그에 부착된 복수의 처리 챔버를 갖는다. 처리 중에 캐리어들은 상기 처리 챔버들에 의해 처리될 진공 인클로저 내부에서 일제히 계속 움직인다. 로드 록 섹션은 상기 진공 인클로저에 부착되며 로딩 측과 언로딩 측을 가질 수 있으며, 이는 독립적인 진공 환경을 공유하거나 가질 수 있다. 게이트 밸브들은 로드 록 섹션을 상기 진공 인클로저로부터 분리한다. 트랙 교환기들은 상기 진공 인클로저 내에 위치한다. 상기 트랙 교환기들은 상기 캐리어들이 상기 진공 인클로저 내에서 연속적으로 이동하는 제1 위치와, 상기 캐리어들이 상기 진공 인클로저와 상기 로드 록 섹션 사이에서 이동하도록 형성된 제2 위치 사이에서 이동 가능하다.
일반적인 양태에 따르면, 처리 시스템이 제공되며, 상기 처리 시스템은, 복수의 처리 윈도우 및 그 내부에 위치한 연속 트랙을 갖는 진공 인클로저; 상기 진공 인클로저들의 측벽들에 부착된 복수의 처리 챔버- 각각의 처리 챔버는 상기 처리 윈도우들 중 하나의 주위에 있음 -; 상기 진공 인클로저의 일 단부에 부착되고 내부에 위치한 로딩 트랙을 갖는 로드 록; 상기 로드 록을 상기 진공 인클로저로부터 분리하는 적어도 하나의 게이트 밸브; 상기 연속 트랙 및 상기 로딩 트랙 상에서 이동하도록 구성된 복수의 기판 캐리어; 상기 진공 인클로저 내에 위치한 적어도 하나의 트랙 교환기- 상기 트랙 교환기는 상기 연속 트랙 상에서 상기 기판 캐리어가 연속적으로 이동하도록 형성된 제1 위치와, 상기 기판 캐리어가 상기 연속 트랙과 상기 로딩 트랙 사이에서 이동하도록 형성된 제2 위치 사이에서 이동 가능함 -를 포함한다.
추가적인 양태에서, 기판 처리 시스템이 제공되고, 상기 기판 처리 시스템은,
제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면을 갖는 로드 록 섹션;
상기 로드 록 섹션의 제1 측면에 결합된 대기 섹션;
상기 로드 록 섹션의 제2 측면에 부착되고 그에 부착된 복수의 처리 챔버를 갖는 진공 섹션;
다음을 구비한 캐리어 이송 장치; 및
ⅰ. 레이스트랙으로 형성되고 상기 진공 섹션 내에 위치한 제1 모노레일 섹션, 상기 로드 록 섹션 내에 위치하고 상기 대기 섹션 및 상기 진공 섹션으로 확장되는 2개의 선형 모노레일을 갖는 제2 모노레일 섹션, 및 상기 대기 섹션 내에 위치하고 일단이 상기 선형 모노레일들 중 하나의 연장선과 만나고 타단이 상기 선형 모노레일들 중 다른 하나의 연장선과 만나는 곡선 형태의 제3 모노레일 섹션으로 형성된 모노레일,
ⅱ. 상기 레이스트랙에 위치한 구동 요소,
ⅲ. 상기 제2 모노레일 섹션을 따라 위치한 복수의 전동 휠,
ⅳ. 상기 제1 모노레일 섹션의 일단에 위치한 2개의 트랙 교환기- 각각의 트랙 교환기는, 이동식 테이블, 상기 테이블 상에 위치한 직선형 모노레일 섹션, 및 상기 테이블 상에 위치한 곡선형 모노레일 섹션을 구비함 -,
복수의 바퀴를 갖는 캐리어로서, 상기 모노레일과 맞물려 상기 캐리어가 상기 모노레일에 탑승하도록 구성된 복수의 캐리어를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 시스템은, 제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면을 갖는 로드 록 섹션; 상기 로드 록 섹션의 제1 측면에 부착된 대기 섹션; 상기 로드 록 섹션의 제2 측면에 부착되고 그에 부착된 복수의 처리 챔버를 갖는 진공 섹션; 다음을 포함하는 캐리어 이송 장치
ⅰ. 레이스트랙으로 형성되고 상기 진공 섹션 내에 위치한 제1 모노레일 섹션, 상기 로드 록 섹션 내에 위치하고 상기 대기 섹션 및 상기 진공 섹션으로 확장되는 2개의 평행하는 선형 모노레일을 갖는 제2 모노레일 섹션, 및 상기 대기 섹션 내에 위치하고 일단이 상기 모노레일들 중 하나의 연장선과 만나고 타단이 상기 선형 모노레일들 중 다른 하나의 연장선과 만나는 곡선 형태의 제3 모노레일 섹션으로 형성된 모노레일,
ⅱ. 상기 레이스트랙에 위치하고 복수의 구동 포크(drive fork)가 부착된 무단 벨트(endless belt),
ⅲ. 상기 대기 섹션에 위치하고 복수의 구동 포크가 부착된 구동 휠,
ⅳ. 상기 제2 모노레일 섹션을 따라 위치한 복수의 전동 휠,
ⅴ. 상기 제1 모노레일 섹션의 일단에 위치한 2개의 트랙 교환기- 각각의 트랙 교환기는, 이동식 테이블, 상기 테이블 상에 위치한 선형 모노레일 섹션, 및 상기 테이블 상에 위치한 곡선형 모노레일 섹션을 포함함 -; 및
복수의 캐리어- 각각의 캐리어는 베이스, 상기 베이스에 부착되고 상기 모노레일과 맞물려 상기 캐리어가 상기 모노레일을 자유롭게 탈 수 있도록 구성된 복수의 바퀴, 상기 베이스에 부착되며 상기 제2 모노레일 섹션에 탑승하면서 상기 캐리어를 이동시키도록 상기 복수의 전동 휠과 맞물리도록 구성된 구동 바, 및 상기 베이스에 부착되고 상기 캐리어가 상기 제1 또는 제3 모노레일 섹션에 있는 동안 상기 캐리어를 이동시키도록 상기 구동 포크들과 맞물리게 구성된 구동 핀을 구비함 -를 포함하며,
상기 트랙 교환기들이 제1 위치에 있을 때 상기 곡선형 모노레일 섹션은 상기 제1 모노레일 섹션과 정렬되어 상기 캐리어들이 상기 제1 모노레일 섹션을 따라 상기 구동 포크들에 의해 연속적으로 이동하도록 하고, 상기 트랙 교환기가 제2 위치에 있을 때 상기 선형 모노레일 섹션은 상기 제1 모노레일 섹션을 상기 제2 모노레일 섹션에 연결하여 상기 캐리어들이 상기 로드 록 섹션과 상기 진공 섹션 사이에서 교환되도록 한다.
본 발명의 다른 양태 및 특징은 하기 도면들을 참조하여 이루어진 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 상세한 설명 및 도면들은 첨부된 청구범위들에 의해 정의되는 본 발명의 다양한 실시예의 여러 비제한적인 예들을 제공하는 것으로 이해된다.
본 명세서에 포함되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하고 예시하는 역할을 한다. 도면들은 예시적인 실시예들의 주요 특징들을 도식적으로 나타내기 위한 것이다. 도면들은 실제 실시예들의 모든 특징이나 도시된 요소들의 상대적 치수들을 묘사하도록 의도되지 않았으며 축적대로 그려진 것은 아니다.
도 1, 도 1a, 및 도 1b는 듀얼 모션 캐리어를 사용하여 박막 코팅들을 형성하기 위한 모듈식 시스템의 실시예들을 도시한다.
도 2a는 듀얼 모션 캐리어의 일 실시예를 도시하는 한편, 도 2b는 원형 기판용 기판 홀더를 도시한다.
박막 코팅 및 듀얼 모션 캐리어를 제조하기 위한 본 발명의 시스템의 실시예들이 이제 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 상이한 실시예들 또는 이들의 조합은 서로 다른 적용에 대해 또는 서로 다른 이점을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 달성하고자 하는 결과에 따라, 본 명세서에 개시된 상이한 특징들은 단독으로 또는 다른 특징들과 조합하여 부분적으로 또는 최대로 활용되어, 이점들과 요건들 및 제약 조건들의 균형을 유지한다. 따라서, 특정 이점들은 서로 다른 실시예들을 참조하여 강조될 것이지만, 개시된 실시예들로 제한되지는 않는다. 즉, 여기에 개시된 특징들은 그것들이 설명되는 실시예에 한정되지 않고, 다른 특징들과 “혼합 및 매칭”되어 다른 실시예들에 포함될 수 있다.
개시된 실시예들은, 캐리어 모션의 제1 모드를 사용하여 진공 챔버 내의 기판들의 연속적인 처리를 가증하게 하는 시스템 아키텍처, 및 캐리어 모션의 제2 모드를 사용하여 진공 챔버 밖으로 캐리어들을 이송하는 장치를 제공한다. 캐리어 모션의 두 가지 모드에서, 캐리어는 트랙들 위를 자유롭게 주행하지만, 트랙들을 주행하기 위해 캐리어에 가해지는 동력은 캐리어 모션 모드들의 각 모드마다 다르다. 진공 챔버 내부에서는 모든 캐리어들이 일제히 이동하지만, 상기 진공 챔버를 나갈 때는 캐리어들이 독립적으로 이동할 수 있다.
이제 제1 실시예가 도 2a 및 도 2b와 함께 도 1을 참조하여 설명될 것이다. 도 1은 시스템의 개략적인 평면도를 도시하는 한편, 도 2a는 캐리어를 도시하고 도 2b는 캐리어를 위한 교체 기판 홀더를 도시한다.
도 1에서 시스템(100)은, 대기 섹션(105), 로드 록 섹션(110), 및 진공 섹션(115)으로 구성된다. 캐리어들은 대기 섹션(105)에서 로딩 및 언로딩되며, 로드 록 섹션(110)을 통해 대기 섹션(105)과 진공 섹션(115) 사이에서 이송된다. 기판들은 진공 섹션(115) 내부에서 처리된다. 이 예에서 4개의 처리 챔버(120A ~ 120D)가 도시되어 있지만, 아래에 추가로 도시된 바와 같이 임의의 수의 프로세싱 챔버가 제공될 수 있다. 처리 챔버들(120A ~ 120D) 각각은 에칭 챔버, 스퍼터링 챔버, 및 이온 주입 챔버 등일 수 있다. 도시된 바와 같이, 이 실시예에서 처리 챔버들은 그들 사이에 밸브 게이트가 없는 공통 진공 분위기에 연결된다.
모노레일 세그먼트들(125)은 3개의 섹션(105, 110, 115)에 제공되어 기판 캐리어가 3개의 섹션 모두를 횡단할 수 있게 한다. 상기 모노레일 세그먼트들은 상기 진공 섹션 내부에서 레이스트랙 모노레일(127)을 형성하고, 상기 로드 록 섹션을 가로질러 부분적으로 상기 대기 섹션으로 그리고 부분적으로 상기 진공 섹션으로 연장되는 선형 트랙들(128A, 128B)을 형성하고, 상기 대기 섹션에서 곡선형의 초승달 모양의 회전 트랙(129)을 형성한다. 진공 섹션(115) 내부의 회전 드럼들(131A, 131B) 위에는 복수의 동력 포크(132)가 부착된 무단 벨트(130)가 설치되어 있다. 복수의 동력화된 휠(135)이 상기 선형 트랙들 옆에 제공되고, 상기 대기 섹션 내에 동력 포크(132)를 갖는 회전 휠(137)이 제공된다.
2개의 트랙 교환기(140)가 상기 진공 섹션 내부에 제공되며, 그 확대도는 지시선으로 제공된다. 상기 트랙 교환기는 2개의 트랙 세그먼트들, 즉, 곡선형 트랙 세그먼트(142)와 직선형 트랙 세그먼트(144)가 제공되는 테이블(141)을 포함한다. 도 1에서 양방향 화살표로 표시된 것처럼, 상기 트랙 교환기는 두 위치 중 하나로 이동할 수 있다. 한 위치에서 곡선형의 트랙 세그먼트는 레이스트랙(127)을 완성하며, 이는 상기 진공 섹션 내의 캐리어들이 레이스트랙을 따라 연속적으로 이동하여 챔버들(120A ~ 120D)에 의해 기판들을 연속적으로 처리하도록 한다. 상기 진공 챔버 내의 기판들의 처리가 완료되면 상기 트랙 교환기들은 제2 위치로 이동하며, 상기 선형 트랙은 상기 선형 트랙들(128A, 128B)과 레이스트랙(127)의 직선형 섹션 사이에 연결을 형성하여, 상기 진공 챔버 내부의 캐리어들은 상기 로드 록으로 나가는 한편 상기 로드 록 내부의 캐리어들은 상기 진공 섹션으로 진입한다.
기판 캐리어(150)의 실시에가 도 2a에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 캐리어(150)는 베이스(152) 및 기판 홀더(154)를 갖는다. 기판 홀더(154)는 서로 다른 형상 및 기판의 수를 처리할 수 있도록 상기 베이스로부터 탈착 가능하다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 홀더(154)는 3개의 레벨에서 정사각형 또는 직사각형 기판을 보유하는 한편, 도 2b에 도시된 홀더(154')는 원형 기판을 보유한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 베이스(152)는 모노레일(125)에 맞물리고 탑승하는 롤러 장치(153)를 포함한다. 이 롤러 장치는 전동화되지 않으며 상기 베이스가 상기 모노레일을 자유롭게 탈 수 있도록 자유롭게 회전하는 복수의 바퀴를 포함할 수 있다. 동력은 구동 바(156)와 맞물리는 휠들(135), 또는 구동 핀(158)과 맞물리는 포크들(132) 중 하나로부터 제공된다.
시스템(100)에서 수행되는 프로세스의 예가 이제 설명될 것이다. 빈 캐리어는 로딩 스테이션(160)으로 구동되고 롤러 장치(153)가 선형 트랙(1A)과 맞물리고 전동 휠들(135)이 구동 바(156)와 맞물리는 곳에서 기판들이 캐리어 위로 로딩된다. 새로운 기판들은 기판 홀더(154)에 로딩된다. 한편, 처리된 기판들은 언로딩 스테이션(161)에 위치한 다른 캐리어로부터 제거될 수 있다. 로딩 및 언로딩이 완료되면, 로딩 섹션(160)에 있는 상기 로드 록의 입구 게이트 밸브(EN)가 개방된다. 선택적으로, 언로딩 섹션(161)의 상기 로드 록의 출구 게이트 밸브들(EX)이 열린다. 상기 로딩 로드 록의 출구 게이트 밸브(EX)는 닫힌 상태로 유지된다. 또한, 상기 언로드 섹션의 출구 게이트 밸브가 열리면, 그 입구 게이트 밸브가 닫힌다. 일부 일시예에서 2개의 로드 록은 파선 파티션(170)에 의해 예시된 바와 같이 독립적이어서, 각각은 서로 독립적으로 진공을 유지할 수 있다. 이러한 경우에, 새로운 캐리어가 상기 로딩 로드락에 로딩되는 동안, 처리된 캐리어는 상기 진공 섹션으로부터 언로딩 로드락(161)으로 로딩될 수 있다. 입구 및 출구 게이트 밸브들의 구조는 동일하지만, 입구 및 출구 게이트 밸브들은 캐리어 이동 방향과 관련하여 식별된다. 즉, 상기 이동 방향이 반전되면, 입구 및 출구 밸브들의 지정도 반전된다.
이 조건에서 전동 휠(135)에 전원이 공급되어 상기 로딩 스테이션의 캐리어가 상기 각각의 로드 록으로 이동하는 한편, 다른 로드 록 내부의 캐리어는 대기 섹션(105)으로 이동할 수 있고/또는 처리된 캐리어는 상기 언로딩 로드 록으로 이동할 수 있다. 그러나, 이러한 작업을 반드시 동시에 수행해야 하는 것은 아니다. 대안적으로, 로딩은 시간에 따라 별도로 이루어질 수 있어, 새로운 기판들이 있는 캐리어의 입구 밸브만 열리고 이것이 상기 로드 록으로 이동하는 한편, 상기 언로드 섹션의 전동 휠에는 전원이 공급되지 않을 수 있다. 즉, 상기 선형 트랙 섹션의 전동 휠들은 독립적으로 또는 그룹으로 활성화될 수 있으므로, 상기 전동 휠의 하위 그룹만 활성화된다. 또한, 상기 로드 록이 독립적인 경우, 즉, 독립적으로 전용 펌핑 장치를 갖는 경우, 다양한 게이트 밸브들도 독립적으로 활성화될 수 있으므로, 상기 로딩 및 언로딩이 동기화될 필요가 없다. 물론, 작업의 효율성을 위해서는 작업들을 동기화하는 것이 바람직하다.
상기 로드 록들이 공통 진공 분위기를 유지하고 일반적으로 펌핑되는 실시에들에서, 예를 들어 파티션(170)이 없을 때, 상기 게이트 밸브들은 동기적으로 작동한다. 예를 들어, 상기 로딩 로드 록의 게이트 밸브(EN)은 상기 언로딩 로드 록의 게이트 밸브(EX)와 함께 작동하고, 상기 로딩 로드 록의 게이트 밸브(EX)는 상기 언로딩 로드 록의 게이트 밸브(EN)와 함께 작동한다.
캐리어가 상기 로드 록에 들어가면, 상기 입구 게이트 밸브가 닫히고 진공이 조성된다. 처리된 캐리어가 상기 출구 로드 록으로부터 추출된 경우, 이것은 또한 진공 상태로 펌핑된다. 적절한 진공 수준에 도달하면, 상기 로딩 로드 록의 출구 게이트 밸브(EX)가 열리고 적절한 전동 휠들에 전원이 공급되어 캐리어가 진공 섹션(115)으로 이동한다. 이때, 트랙 교환기(140)는 선형 트랙 섹션(144)이 레이스트랙 모노레일(127)의 직선형 섹션과 정렬되는 위치를 취하도록 이동한다. 결과적으로, 바퀴들에 전원이 공급되어 캐리어를 상기 진공 섹션으로 이동하면, 캐리어가 레이스트랙 서킷에 들어가고, 상기 동기 포크들 중 하나가 구동 핀(158)과 맞물린다. 그 다음, 트랙 교환기(140)는 곡선 트랙 섹션(142)이 레이스트랙 모노레일(127)의 직선형 섹션과 정렬되는 위치를 취하도록 이동한다. 이 위치에서, 캐리어는 전동 휠들(135)이 아닌 무단 벨트(130)에 의해 이동한다. 또한, 이 조건에서, 상기 무단 벨트가 회전함에 따라, 캐리어는 상기 처리 섹션을 나갈 준비가 될 때까지, 필요한 만큼 많은 서킷으로서 레이스트랙을 따라 이동할 수 있다. 결과적으로, 캐리어 상의 기판들은 필요에 따라 여러 번 각각의 챔버(120A ~ 120D)에 의해 반복적으로 처리될 수 있다.
처리가 완료되면, 상기 언로드 섹션의 트랙 교환기(140)는 선형 트랙 섹션(144)이 레이스트랙 모노레일(127)의 직선형 섹션과 정렬되는 위치를 취하도록 이동한다. 상기 무단 벨트가 계속 회전함에 따라, 캐리어는 상기 트랙 교환기로 이동하여 상기 동력 포크로부터 분리되는 동시에, 구동 바(156)가 전동 휠들(135)과 맞물린다. 그런 다음, 상기 전동 휠들에 전원을 공급하여 캐리어를 상기 레이스트랙 서킷으로부터 이탈시킬 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 설명된 실시예에서, 캐리어는 두 가지 동력 모드를 가지며, 상기 선형 트랙 위의 전동 휠과 맞물리는 한편, 레이스트랙 및 대기 복귀 서킷(ARC)의 동기 포크들과 맞물린다. 레이스트랙에서 포크들은 무단 벨트에 부착되어 있는 한편, 상기 대기 복귀 서킷에서는 포크가 구동 휠에 부착되어 있다. 또한, 트랙 교환기들은 상기 레이스트랙 안팎으로 캐리어들을 도입하거나 제거하는 데 사용된다. 한 위치에서 상기 트랙 교환기는 캐리어가 상기 레이스트랙 주위에서 끝없이 구동할 수 있게 하는 반면, 두 번째 위치에서는 캐리어를 상기 레이스트랙으로/으로부터 도입하거나 또는 제거할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 시스템은 필요한 만큼 많은 처리 챔버를 포함하도록 적응할 수 있다. 예는 도 1a에 도시되어 있다. 도 1a에 도시된 예는 도 1에 도시된 것과 유사하며, 유사한 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다. 주된 차이점은 이 예의 시스템이 6개의 처리 챔버(120A ~ 120F)를 포함한다는 점이다. 그렇지 않으면, 모든 요소들이 이 아키텍처의 다양성을 보여주는 도 1의 요소와 동일할 수 있다.
도 1b는 6개의 처리 챔버를 갖는 실시예의 외부도를 제공하며, 이 사시도에서는 120A ~ 120C가 보여진다. 다시 말하지만, 시스템은 세 섹션으로 구성되며, 이는 대기 섹션(105), 로드 록(110), 및 처리 챔버가 부착되는 진공 인클로저(163)를 포함하는 진공 섹션(115)이다. 도면에서 서비스 액세스 창(166, 167, 168)은 상기 진공 인클로저의 내부를 시각화할 수 있도록 오픈된 상태로 표시된다. 예를 들어, 회전 드럼들(131A, 131B)은 서비스 액세스 창(166, 168)으로부터 각각 볼 수 있다. 레이스트랙 모노레일(127) 및 무단 벨트(130)의 일부는 서비스 액세스 창(167)을 통해 볼 수 있다.
이 예에서, 챔버(120B)는 오픈된 위치에 나타나 있어, 처리 창(172)을 통해 처리 챔버 및 진공 인클로저 내부의 서비스를 위해 쉽게 접근할 수 있다. 구체적으로, 이 예에서, 처리 챔버들(120A ~ 120C)은 회전 가능한 힌지(170)(도 1a에서 보이지 않지만 도 1b에 도시됨)를 통해 진공 인클로저(163)에 부착된다. 챔버(120B)가 그의 힌지 상에서 회전함에 따라, 이는 4개의 기판을 갖는 캐리어(150)가 도시된 진공 인클로저(163)의 내부를 노출시킨다.
지금까지 개시된 아키텍처는 대기 섹션(105); 로드 록 섹션(110); 및 복수의 처리 챔버(120)가 부착된 진공 섹션(115)을 갖는 기판 처리 시스템을 제공한다. 캐리어 이송 장치는, 레이스트랙으로 형성되고 상기 진공 섹션 내에 위치한 제1 모노레일 섹션(127), 상기 로드 록 섹션 내에 위치하고 상기 대기 섹션 및 상기 진공 섹션으로 확장되는 2개의 평행하는 선형 모노레일(128A, 128B)을 갖는 제2 모노레일 섹션, 및 상기 대기 섹션 내에 위치하고 일단이 상기 선형 모노레일 중 하나의 연장선과 만나고 타단이 상기 선형 모노레일 중 다른 하나의 연장선과 만나는 초승달 회전 트랙(129) 형태의 제3 곡선형 모노레일 섹션으로 형성된 모노레일, 상기 레이스트랙에 위치하고 복수의 구동 포크(132)가 부착된 무단 벨트(130), 상기 대기 섹션에 위치하고 복수의 구동 포크(132)가 부착된 구동 휠(137), 상기 제2 모노레일 섹션을 따라 위치한 복수의 전동 휠(135), 상기 제1 모노레일 섹션의 일단에 위치한 2개의 트랙 교환기(140)- 각각의 트랙 교환기(140)는, 이동식 테이블(141), 상기 테이블 상에 위치한 선형 모노레일 섹션(144), 및 상기 테이블 상에 위치한 곡선형 모노레일 섹션(142)을 포함함 -를 포함한다.
복수의 캐리어는 처리될 기판들을 지지하고, 각각의 캐리어는, 베이스(152), 상기 베이스에 부착되고 상기 모노레일과 맞물려 캐리어가 상기 모노레일을 자유롭게 탈 수 있도록 하는 복수의 자유회전 바퀴(153), 상기 베이스에 부착되고 상기 제2 모노레일 섹션에 탑승하면서 캐리어를 이동시키도록 복수의 전동 휠(135)과 맞물리도록 구성된 구동 바(156), 및 상기 베이스에 부착되고 상기 캐리어가 상기 제1 또는 제3 모노레일 섹션에 있는 동안 캐리어를 이동시키도록 구동 포크(132)와 맞물리게 구성된 구동 핀(158)을 구비한다.
상기 트랙 교환기들이 제1 위치에 있을 때 상기 곡선형 모노레일 섹션은 상기 제1 모노레일 섹션과 정렬되어 캐리어들이 상기 제1 모노레일 섹션을 따라 상기 구동 포크들에 의해 연속적으로 이동하도록 하고, 상기 트랙 교환기가 제2 위치에 있을 때 상기 선형 모노레일 섹션은 상기 제1 모노레일 섹션을 상기 제2 모노레일 섹션에 연결하여 캐리어들이 상기 로드 록 섹션과 상기 진공 섹션 사이에서 교환되도록 한다.
상기 개시된 처리 시스템에서 기판들을 처리하기 위한 방법은, 캐리어 상에 기판들을 로딩하는 단계; 이송 트랙을 통해 캐리어들을 로드 록으로 이송하는 단계; 상기 로드 록 내부를 진공 펌핑하는 단계; 상기 이송 트랙 상의 캐리어를 복수의 처리 챔버가 부착된 처리 인클로저 내로 이송하는 단계; 제1 위치를 취하도록 트랙 교환기를 작동시켜 상기 이송 트랙과 처리 트랙 사이의 연결을 형성하고, 상기 트랙 교환기 상의 캐리어를 이동시켜 상기 처리 인클로저 내의 처리 트랙으로 이동시키는 단계; 제2 위치를 취하도록 상기 트랙 교환기를 작동시켜 상기 처리 트랙을 상기 처리 트랙으로부터 분리하는 단계; 상기 처리 챔버들에 전원을 공급하면서 상기 처리 트랙 상에서 캐리어를 연속적으로 이동시키는 단계; 및 처리가 완료되면 트랙 교환기를 작동하여 제1 위치를 취하고 캐리어를 상기 처리 트랙으로부터 상기 이송 트랙으로 이송하는 단계를 포함한다. 캐리어를 연속적으로 이동시키는 단계는 예를 들어, 복수의 캐리어를 무단 벨트에 맞물리게 함으로써 복수의 캐리어를 일제히 연속적으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
여기에 설명된 프로세스 및 기술들은 본질적으로 임의의 특정 장치와 관련된 것은 아니며, 구성요소들의 임의의 적절한 조합에 의해 구현될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 여기에 설명된 교시들에 따라 다양한 유형의 범용 장치들이 사용될 수 있다. 당업자는 많은 상이한 조합이 본 발명을 실시하는데 적합할 것임을 이해할 것이다.
더욱이, 본 발명의 다른 구현들은 본 명세서에 개시된 본 발명의 요건= 및 실시를 고려함으로써 당업자에게 명백할 것이다. 설명된 실시예들의 다양한 양태들 및/또는 구성요소들은 단독으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 요건 및 예시들은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명의 진정한 범위 및 요지는 다음의 청구범위에 의해 표시된다.

Claims (23)

  1. 복수의 처리 윈도우 및 그 내부에 위치한 연속 트랙을 갖는 진공 인클로저;
    상기 진공 인클로저의 측벽들에 부착된 복수의 처리 챔버- 각각의 처리 챔버는 상기 처리 윈도우들 중 하나의 주위에 있음 -;
    상기 진공 인클로저의 일 단부에 부착되고 그 내부에 위치한 로딩 트랙을 갖는 로드 록;
    상기 로드 록을 상기 진공 인클로저로부터 분리하는 적어도 하나의 게이트 밸브;
    상기 연속 트랙 및 상기 로딩 트랙 상에서 이동하도록 구성된 복수의 기판 캐리어; 및
    상기 진공 인클로저 내에 위치한 적어도 하나의 트랙 교환기- 상기 트랙 교환기는 상기 연속 트랙 상에서 상기 기판 캐리어가 연속적으로 이동하도록 형성된 제1 위치와, 상기 기판 캐리어가 상기 연속 트랙과 상기 로딩 트랙 사이에서 이동하도록 형성된 제2 위치 사이에서 이동 가능함 -를 포함하는, 기판 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진공 인클로저 내부에 위치한 무단 벨트(endless belt); 및
    상기 로드 록 내부에 위치한 복수의 전동 휠을 더 포함하며,
    상기 기판 캐리어는 상기 연속 트랙 상에서 이동할 때 상기 무단 벨트와 맞물리고 상기 로딩 트랙 상에서 이동할 때 상기 전동 휠들과 맞물리는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무단 벨트는 복수의 구동 포크를 포함하며 상기 각각의 기판 캐리어는,
    상기 연속 트랙과 상기 로딩 트랙에 맞물리도록 구성된 복수의 자유롭게 회전하는 휠;
    상기 전동 휠들과 맞물리도록 구성된 구동 바; 및
    상기 구동 포크들과 맞물리도록 구성된 구동 핀을 포함하는, 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진공 인클로저의 반대편에 있는 상기 로드 록에 부착된 대기 섹션을 더 포함하며, 상기 대기 섹션은,
    리턴 트랙; 및
    복수의 구동 포크가 부착된 구동 휠을 포함하는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연속 트랙은 레이스트랙 모노레일을 포함하고, 상기 로딩 트랙은 직선형 모노레일을 포함하는, 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 트랙 교환기는, 베이스, 상기 베이스 상에 위치한 곡선형 모노레일 섹션, 및 상기 베이스 상에 위치한 직선형 모노레일 섹션을 포함하는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 처리 챔버는 회전 힌지를 통해 상기 진공 인클로저에 부착되는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리 챔버 중 적어도 하나는 셔터를 갖는 스퍼터링 소스를 포함하는, 시스템.
  9. 제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면을 갖는 로드 록 섹션;
    상기 로드 록 섹션의 제1 측면에 결합된 대기 섹션;
    상기 로드 록 섹션의 제2 측면에 부착되고 그에 부착된 복수의 처리 챔버를 갖는 진공 섹션;
    캐리어 이송 장치로서,
    레이스트랙으로 형성되고 상기 진공 섹션 내에 위치한 제1 모노레일 섹션, 상기 로드 록 섹션 내에 위치하고 상기 대기 섹션 및 상기 진공 섹션으로 확장되는 2개의 평행하는 선형 모노레일을 갖는 제2 모노레일 섹션, 및 상기 대기 섹션 내에 위치하고 일단이 상기 선형 모노레일 중 하나의 연장선과 만나고 타단이 상기 선형 모노레일 중 다른 하나의 연장선과 만나는 곡선 형태의 제3 모노레일 섹션으로 형성된 모노레일,
    상기 레이스트랙에 위치한 구동 요소,
    상기 제2 모노레일 섹션을 따라 위치한 복수의 전동 휠,
    상기 제1 모노레일 섹션의 일단에 위치한 2개의 트랙 교환기- 각각의 트랙 교환기는, 이동식 테이블, 상기 테이블 상에 위치한 직선형 모노레일 섹션, 및 상기 테이블 상에 위치한 곡선형 모노레일 섹션을 구비함 -을 포함하는 캐리어 이송 장치; 및
    복수의 바퀴를 갖는 캐리어로서, 상기 모노레일과 맞물려 상기 캐리어가 상기 모노레일에 탑승하도록 구성된 복수의 캐리어를 포함하는, 기판 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 캐리어 각각은 베이스에 부착된 구동 바를 포함하며, 상기 구동 바는 상기 제2 모노레일 섹션에 탑승하는 동안 상기 캐리어를 이동시키도록 복수의 전동 휠과 맞물리도록 구성된, 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 캐리어 각각은, 상기 베이스에 부착되며 상기 캐리어가 상기 제1 모노레일 섹션에 있는 동안 상기 캐리어를 이동시키도록 상기 구동 요소와 맞물리게 구성된 맞물림 장치를 더 포함하는, 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 트랙 교환기들이 제1 위치에 있을 때 상기 곡선형 모노레일 섹션이 상기 제1 모노레일 섹션과 정렬되어 상기 캐리어들이 상기 제1 모노레일 섹션을 따라 연속적으로 이동하도록 하고, 상기 트랙 교환기들이 제2 위치에 있을 때 상기 직선형 모노레일 섹션은 상기 제1 모노레일 섹션을 상기 제2 모노레일 섹션에 연결하여 상기 캐리어들이 상기 로드 록 섹션과 상기 진공 섹션 사이에서 교환되도록 하는, 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 대기 섹션은, 언로딩 섹션과 로딩 섹션을 포함하고, 상기 언로딩 섹션으로부터 상기 로딩 섹션으로 상기 캐리어들을 이송하기 위한 교환기를 추가로 포함하는, 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 교환기는 구동 휠을 포함하는, 시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 구동 요소는, 상기 레이스트랙에 위치하고 그에 부착된 복수의 구동 포크를 갖는 무단 벨트를 포함하는, 시스템.
  16. 제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면을 갖는 로드 록 섹션;
    상기 로드 록 섹션의 제1 측면에 부착된 대기 섹션;
    상기 로드 록 섹션의 제2 측면에 부착되고 그에 부착된 복수의 처리 챔버를 갖는 진공 섹션;
    캐리어 이송 장치로서,
    레이스트랙으로 형성되고 상기 진공 섹션 내에 위치한 제1 모노레일 섹션, 상기 로드 록 섹션 내에 위치하고 상기 대기 섹션 및 상기 진공 섹션으로 확장되는 2개의 평행하는 선형 모노레일을 갖는 제2 모노레일 섹션, 및 상기 대기 섹션 내에 위치하고 일단이 상기 모노레일 중 하나의 연장선과 만나고 타단이 상기 선형 모노레일 중 다른 하나의 연장선과 만나는 곡선 형태의 제3 모노레일 섹션으로 형성된 모노레일,
    상기 레이스트랙에 위치하고 복수의 구동 포크가 부착된 무단 벨트(endless belt),
    상기 대기 섹션에 위치하고 복수의 구동 포크가 부착된 구동 휠,
    상기 제2 모노레일 섹션을 따라 위치한 복수의 전동 휠, 및
    상기 제1 모노레일 섹션의 일단에 위치한 2개의 트랙 교환기- 각각의 트랙 교환기는, 이동식 테이블, 상기 테이블 상에 위치한 선형 모노레일 섹션, 및 상기 테이블 상에 위치한 곡선형 모노레일 섹션을 포함함 -를 포함하는 캐리어 이송 장치; 및
    복수의 캐리어- 각각의 케리어는 베이스, 상기 베이스에 부착되고 상기 모노레일과 맞물려 상기 캐리어가 상기 모노레일을 자유롭게 탈 수 있도록 구성된 복수의 바퀴, 상기 베이스에 부착되며 상기 제2 모노레일 섹션에 탑승하면서 상기 캐리어를 이동시키도록 상기 복수의 전동 휠과 맞물리도록 구성된 구동 바, 및 상기 베이스에 부착되고 상기 캐리어가 상기 제1 또는 제3 모노레일 섹션에 있는 동안 상기 캐리어를 이동시키도록 상기 구동 포크들과 맞물리게 구성된 구동 핀을 구비함 -를 포함하며,
    상기 트랙 교환기들이 제1 위치에 있을 때 상기 곡선형 모노레일 섹션은 상기 제1 모노레일 섹션과 정렬되어 상기 캐리어들이 상기 제1 모노레일 섹션을 따라 상기 구동 포크들에 의해 연속적으로 이동하도록 하고, 상기 트랙 교환기가 제2 위치에 있을 때 상기 선형 모노레일 섹션은 상기 제1 모노레일 섹션을 상기 제2 모노레일 섹션에 연결하여 상기 캐리어들이 상기 로드 록 섹션과 상기 진공 섹션 사이에서 교환되도록 하는, 기판 처리 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    각각의 기판 캐리어는 상기 베이스에 탈착 가능하게 부착된 기판 홀더를 더 포함하는, 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 처리 챔버 각각은 셔터를 포함하는, 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 로드 록 섹션은 서로 독립적인 진공 환경을 갖는 로딩 로드 록 및 언로딩 로드 록을 포함하는, 시스템.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 처리 챔버들 중 적어도 하나는 셔터를 갖는 스퍼터링 소스를 포함하는, 시스템.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 처리 챔버는 그들 사이에 밸브 게이트가 없는 공통 진공 분위기에 연결된, 시스템.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 대기 섹션은 로딩 섹션 및 언로딩 섹션을 포함하는, 시스템.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 로드 록 섹션은, 공통 진공 분위기를 유지하고 동기적으로 작동하는 게이트 밸브들을 갖는 로딩 로드 록과 언로딩 로드 록을 포함하는, 시스템.
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