TWI248980B - Assembly for processing substrates - Google Patents

Description

1248980 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於根據申請專利範圍第1項的前言部份的 總成。 【先前技術】 此種總成可例如從申請人的國際專利申請案 W002/04697得知。 該案中的運送裝置是由可供多個基板放置在上面的一 盤件形成。在經由真空栓將基板引入真空室或將基板從真 空室移去的期間，盤件必須停頓。此造成的結果爲在裝載 及卸載期間，位置相鄰於處理室的基板同樣地停頓。但是 ，在真空沈積中，通常較佳的是在真空沈積過程期間推進 基板。基板的推進通過處理室導致施加的層有較佳的均勻 性。已知的設備不適合將基板移動通過處理室或沿著處理 室移動基板，因爲運送系統造成基板的停頓。 【發明內容】 本發明的目的爲增進前言部份所述類型的總成，使得 上述問題可因而被解決，並且爲此目的，本發明提供特徵 在於申請專利範圍第1項的特徵部份的總成。 此種總成所具有的有利點爲基板可沿著內部進行真空 沈積的處理室移動，而同時在總成中的別處，基板可被引 入真空空間內或可從其被移去。此導致真空沈積處理中所 -5- 1248980 (2) 形成的層厚度有較佳的均勻性。 從以下的敘述會很淸楚術語「真空」不應被解讀成爲 絕對真空。的確，真空沈積也不在絕對真空發生。在 PECVD或CVD處理中，例如氣體的流體被弓1入處理室內 。熟習此項技術者已知真空所代表的含意，亦即經調節的 情況，亦即處理及/或基板運輸期間所想要的且可藉著內 部有運送裝置延伸的空間與環境關斷的事實而產生的情況 。這些經調節的情況也包含以惰性氣體充塡的真空空間。 根據本發明的另外方面，總成的特徵在於申請專利範 圍第2項的特徵。 由於載具可互相獨立地被驅動，總成中的一些載具可 被連續地推進，而同時總成中的其他載具被間歇地推進。 在載具被連續地推進的路徑中，載具可被互相耦接，使得 一封閉系列的載具可在一處理室或被配置在彼此後方的多 個處理室下方被推進。此防止設置在處理室下方的軌條被 真空沈積處理污染。另外，此導致較佳的真空沈積效率， 因爲沈積期間釋放的幾乎所有的粒子最後都落在基板表面 上，因而有助於基板表面上想要的層的形成。 根據本發明的另外方面，總成的特徵在於申請專利範 圍第18項的特徵。 此一實施例相當簡單，因而在經濟上有利。特別是對 於大量生產，此變化提供有利點，因爲主運送器的運送速 率可被準確地調諧於真空沈積處理，且供應及排放運送器 可據以被準確地調整，導致最高可能的生產。但是，此種 -6- 1248980 (3) 總成的彈性顯著地低於載具可被互相獨立地驅動的實施例 的彈性。 具有可被獨立地驅動的載具的實施例的有利點爲載具 可被個別地預熱至各別基板所想要的溫、度。因此，改變每 一基板的預熱爲可能性之一。另外，基板冷卻的方式可在 載具實施例中被個別地改變。這是因爲載具的行進速率以 及因此的各別載具存留在加熱路徑及冷卻路徑中的時間可 被改變。另外，要在真空沈積處理期間被施加的層可藉著 改變各別載具在該路徑中的行進時間而改變厚度。 本發明的另外方面在附屬項中描述，並且會在以下參 考圖式根據二例示性的實施例被進一步地闡明。 【實施方式】 圖1所示的總成的例示性實施例設置有真空空間1，而 運送裝置2在真空空間1中延伸。在圖2中更詳細地顯示的 運送裝置2包含第一路徑3，而載具4於第一路徑3間歇地推 進。運送裝置2另外設置有第二路徑5，而載具4於第二路 徑5連續地推進。第一路徑3的排放端部3·1經由第三路徑6 與第二路徑5的供應端部5· 1連接。第二路徑5的排放端部 5.2經由第四路徑7與第一路徑3的供應端部3.2連接。載具 4分別於第二路徑5，第三路徑6，及第四路徑7連續地推進 。於第一路徑3，載具4間歇地推進。軌條8及9分別於第一 路徑3及第二路徑5延伸。在圖8中淸楚地顯示的載具4設置 有軸承1 0，11，而載具4可經由軸承1 0，11在軌條8，9上 1248980 (4) 移動。 如圖8中淸楚地顯示的，載具4設置有底座部份12，其 經由成平行面的彈簧（plane-parallel spring) 13與中間部 份14連接。常態下，中間部份14停置在與底座部份12連接 的支座15上。但是，成平行面的彈簧13容許中間部份14相 對於底座部份12直立移位。內部包含加熱元件的基板載具 部份17經由熱絕緣連接部份16而配置在中間部份14上。加 熱元件可將設置在基板載具部份1 7上的基板加熱至大約 45 0°C的溫度。藉由例如可由具有非常小接觸表面的三點 支座形成的熱絕緣連接部份16，中間部份14最多獲得大約 120°C的溫度。因爲中間部份I4與底座部份12之間的連接 是經由成平行面的彈簧13來實施，所以也可達成顯著的熱 絕緣，使得底座部份最多達到大約60°C的溫度。相鄰於真 空栓1 8，1 9，並且就此而論也相鄰於可使殘餘材料從基板 載具部份17被抽吸的站20以及可供真空空間中的基板載具 部份17選擇性地進行淸潔蝕刻操作的站21，22，設置有壓 上元件23，而載具4的中間部份14可藉著壓上元件23而被 向上壓。如此，中間部份14可被壓抵於真空栓開口的限制 部份24的下方邊緣’使得基板載具部份17位在真空栓18， 19的開口中，且與真空空間i絕緣。然後，蓋件46，47 ( 見圖4)可從真空栓18，19的限制部份24被取去，使得基 板可從基板載具部份17移去。很淸楚當蓋件46，47已經從 真空栓18，19的限制部份24被移去時，必須有相當大的力 來將中間部份14保持壓抵於限制部份24的下方邊緣，因爲 -8 - 1248980 (5) 在這些情況下，大氣壓力會傾向於將中間部份14強力地向 下推。爲抵抗此力，在此例示性實施例中，壓上元件23藉 著肘節桿系統26而上下移動。肘節桿系統26可在圖9中被 淸楚地看見，並且景由活塞/缸筒總成27賦能。 圖8另外顯示成爲真空空間1的邊界的底壁28及頂壁29 。載具4的底座部份12包含一系列的磁鐵30。此系列的磁 鐵30也可在圖10中被淸楚地看見。磁鐵30爲載具4的驅動 器的一部份。在真空空間1的外部，一系列的線圏3 1配置 在底壁28的下方。線圈31可被勵磁以使得載具4可以用任 何想要的速率分別在軌條8，9上推進。爲使載具4可分別 於第三路徑6及第四路徑7被運送，這些路徑分別設置有橫 越軌條33，34。橫越運送載具35，36可分別在這些橫越軌 條33，34上移動。 第四路徑7的橫越運送載具36更詳細地顯示在圖11中 。圖中可淸楚地看見橫越運送載具36設置有軌條部份37， 其垂直於橫越軌條34延伸，且其可分別與第一路徑3及第 二路徑5的軌條8，9對準。橫越運送載具36也設置有與線 圈39合作的磁鐵38。線圈39被配置在真空空間1的殼體的 外部。 參考圖1，另外可觀察到在用來將基板引入真空空間 內的真空栓19之後，載具4移動至第三路徑6。於第三路徑 ，載具4是在橫越運送載具35的幫助下於第二路徑5的方向 移動。於第三路徑6,配置有預熱燈，而基板可藉著預熱 燈被預熱至大約300°C的溫度。其次，載具4移入第二路徑 1248980 ⑹ 5，且於該處發生基板的進一步加熱至大約400°C。此進一 步加熱是在基板載具部份17中所含有的加熱元件的幫助下 發生。基板前進通過多個處理室40，41，42，其中發生多 個真空沈積處理。此處可想見的爲例如濺射或PECVD處 理。如在圖2及圖7中可淸楚看見的，載具互相連結，使得 連續的載具4的基板載具部份17形成一連續表面。此防止 真空沈積污染運送裝置，例如污染軌條9。爲更進一步減 少此種污染，每一中間部份14在上游端部處設置有鼻部43 ，而在下游端部處設置有可接收鼻部43的凹部44。如此， 形成類似迷宮，其防止來自真空沈積處理的粒子污染運輸 軌條8，9，或污染內部含有軸承1〇，11的底座部份12。在 分別於第二路徑5及第四路徑7的處理室40，41，42的下游 ，發生基板的進一步冷卻至大約15 0°C。相鄰於第一路徑3 的供應端部，設置有另外冷卻機構，用來將基板進一步冷 卻至60 °C。此另外冷卻機構可包含淸洗機構44，用來藉著 氣體例如氮造成基板周圍被澆灌（circumfused )。在這些 另外冷卻機構44的下游，真空栓18被設置用來將基板從總 成取出。在用來取出基板的真空栓18的下游，配置有淸潔 站20。此淸潔站可包含例如真空淸潔器，以藉著抽吸來淸 潔基板載具部份17。 另外，在此例示性實施例中，在淸潔站20的下游，設 置有二蝕刻站20，2 1，用來藉著蝕刻而淸潔載具4，至少 其基板載具部份17。 圖1另外顯示載具供應及/或排放站45，用來分別將載 -10- 1248980 (7) 具4供應至總成的真空空間1內及將載具4排放至總成的真 空空間1之外。此載具供應及/或排放站45自然也設置有空 氣栓，以防止真空空間1中的真空在載具4被引入真空空間 1內的期間被擾動。， 圖1 2以剖面顯示根據本發明的總成的第二例示性實施 例。此總成同樣地設置有真空空間101，其中設置有用來 運送基板的運送裝置。運送裝置包含具有連續運送速率的 無端主運送器102。主運送器102的上游配置有供應運送器 103，其具有與主運送器102的上游端部連結的下游端部。 主運送器102的下游配置有排放運送器104，其具有與主運 送器102的下游端部連結的上游端部。供應運送器103及排 放運送器104也被配置在真空空間101中。在此例示性實施 例中，供應運送器103及排放運送器104爲可被間歇地驅動 的無端運送器。主運送器102的上方配置有真空沈積室105 。供應運送器103的上方配置有用來引入基板的真空栓106 ，且排放運送器104的上方配置有用來取出基板的真空栓 107。無端供應及排放運送器的有利點爲其運送器皮帶可 只是在一可移動板件的幫助下被稍微地向上推，即可抵靠 真空栓106，107的負載開口邊緣。在此情況中，真空空間 與各別真空栓106，107的開口關斷，並且蓋件可從此開口 被移去，以用來放置或移去基板。在此例示性實施例中， 真空沈積在PECVD源108的幫助下發生。當然，在此例示 性實施例中，也可設置用來預熱基板的機構及用來冷卻基 板的機構。預熱機構可例如被整合至無端主運送器102內 1248980 (8) 很淸楚本發明不受限於所述的例示性實施例，並且在 由附隨的申請專利範圍所界定的本發明的範圍內可有各種 不同的修正。雖然例示性實施例中的載具被顯示成爲具有 大致水平的支撐表面，但是很淸楚基板由載具以非水平位 置例如直立或有角度位置承載或被懸吊在載具下方的實施 例也落在由申請專利範圍所界定的本發明的範圍內。基板 的此種另外位置有助於防止或減少基板被污染。 應注意連續運送應被瞭解爲並非只是表示以固定速率 運送，而是表示不中斷的運送。連續運送可同樣地涉及有 變化的載具速率。當然，連續運送也可正是以固定速率來 進行。 【圖式簡單說明】 圖1顯示根據本發明的總成的第一例示性實施例的立 體圖。 圖2顯示類似於圖1的立體圖，其中省略真空空間及處 理室以及真空栓的板件，使得運送裝置可被看見。 圖3顯示圖1所示的總成的頂部平面圖。 圖4顯示沿圖3中的線IV-IV的剖面圖。 圖5顯示沿圖3中的線V-V的剖面圖。 圖6顯示沿圖3中的線VI-VI的剖面圖。 圖7顯示沿圖3中的線VII·VII的剖面圖。 圖8以剖面顯示相鄰於真空栓的載具。 1248980 Ο) 圖9顯示相鄰於真空栓的載具的立體圖。 圖10顯示載具的底部立體圖。 圖11顯示相鄰於第四路徑與第五路徑之間的過渡部份 的載具的立體圖。 圖12顯示本發明的第二例示性實施例的剖面圖。 [圖號說明] 1 真空空間 2 運送裝置 3 第一路徑 3.1 排放端部 3.2 供應端部 4 載具 5 第二路徑 5.1 供應端部 5.2 排放端部 6 第三路徑 7 第四路徑 8 軌條 9 軌條 10 軸承 11 軸承 12 底座部份 13 成平行面的彈簧

-13- (10)1248980 14 中 間 部 份 15 支 座 16 熱 絕 緣 連 接 部份 17 基 板 載 具 部 份 18 真 空 栓 19 真 空 栓 20 站 淸 潔 站 ，蝕刻站 21 站 > 蝕 刻 站 22 站 23 壓 上 元 件 24 限 制 部 份 26 肘 節 桿 系 統 27 活 塞 /缸筒總成 28 底 壁 29 頂 壁 30 磁 鐵 31 線 圈 33 橫 越 軌 條 34 橫 越 軌 條 35 橫 越 運 送 載 具 36 橫 越 運 送 載 具 37 軌 條 部 份 38 磁 鐵 39 線 圈

-14- (11) (11)1248980 40 處理室 41 處理室 42 處理室 43 鼻部 44 凹部 44 淸洗機構 44 另外冷卻機構 45 載具供應及/或排放站 46 蓋件 47 蓋件 101 真空空間 102 無端主運送器 103 供應運送器 104 排放運送器 105 真空沈積室 106 真空栓 107 真空栓 108 PECVD 源

Claims (1)

1. (1) 1248980 拾、申請專利範圍 i一種基板處理總成，其處理包含真空沈積處理，包 括濺射，CVD，或PECVD，該真空沈積處理是在至少一 處理室中執行，該基板處理總成設置有用來將基板從真空 栓移動至處理室的運送裝置，而在真空空間中延伸的該運 送裝置的特徵在於其容許基板可相鄰於該至少一處理室被 連續運送’且容許可至少相鄰於至少一真空栓被間歇運送 〇 2·如申請專利範圍第丨項所述的基板處理總成，其中 該運送裝置包含一軌條系統，其包含在真空空間中延伸的 軌條’該軌條系統另外包含多個載具，該載具可在該軌條 上移動，而同時每一載具的驅動可與其他載具的驅動互相 獨立地被控制。 3 ·如申請專利範圍第2項所述的基板處理總成，其中 每一載具設置有多個磁鐵，而在相鄰於該載具的磁鐵沿著 移動的位置的真空空間的外部配置有線圈，該線圈可被勵 磁以使得其使載具在軌條上推進。 4·如申請專利範圍第2項或第3項所述的基板處理總成 ，其中該載具包含內部包含軸承的一底座部份，使得載具 可藉著該軸承而在該軌條上移動，該載具包含連接於該該 底座部份的一中間部份，而一基板載具部份附著在該中間 部份上，此附著形成該中間部份與該基板載具部份之間的 熱絕緣。 5 ·如申請專利範圍第4項所述的基板處理總成，其中 -16- 1248980 (2) 該基板載具部份設置有一加熱元件。 6·如申請專利範圍第1項所述的基板處理總成，其中 一中間部份的上游部份設置有一鼻部，且該中間部份的下 游部份設置有一凹部，而一下游載具的鼻部可被接收在該 凹部中’反之亦然，使得位在該中間部份下方的組件可被 屏蔽。 7.如申請專利範圍第5項所述的基板處理總成，其中 相鄰於該載具在真空栓下方可佔用的分立位置，有壓上元 件存在於真空空間中，該壓上元件嚙合各別載具的中間部 份’並且可藉著一賦能機構而上下移動。 8·如申請專利範圍第7項所述的基板處理總成，其中 該賦能機構包含被配置在真空空間的外部的一肘節桿系統 ’而該壓上元件經由一伸縮囊而與真空空間的底壁連接。 9·如申請專利範圍第2項所述的基板處理總成，其中 該運送裝置的一第一路徑包含多個分立位置，該載具於該 第一路徑的運送間歇地發生，而該運送裝置的一第二路徑 被配置用於該載具的連續運送。 10·如申請專利範圍第9項所述的基板處理總成，其中 該第一路徑的一排放端部經由一第三路徑而與該第二路徑 的一供應端部連接。 11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的基板處理總 成，其中該第二路徑的一排放端部經由一第四路徑而與該 第一路徑的一供應端部連接。 12. 如申請專利範圍第10項所述的基板處理總成，其 -17- 1248980 (3) 中該第三路徑垂直於該第一及第二路徑延伸，該第三路徑 設置有橫越軌條及橫越運送載具，該橫越運送載具被配置 用來供載具放置在上面，該橫越運送載具設置有軌條部份 ，其垂直於該橫越軌條延伸且其可與該第一及第二路徑的 軌條對準。 13·如申請專利範圍第11項所述的基板處理總成，其 中該第四路徑垂直於該第一及第二路徑延伸，該第四路徑 設置有橫越軌條及橫越運送載具，該橫越運送載具被配置 用來供載具放置在上面，該橫越運送載具設置有軌條部份 ，其垂直於該橫越軌條延伸且其可與該第一及第二路徑的 軌條對準。 14.如申請專利範圍第13項所述的基板處理總成，其 中該第三路徑垂直於該第一及第二路徑延伸，該第三路徑 設置有橫越軌條及橫越運送載具，該橫越運送載具被配置 用來供載具放置在上面，該橫越運送載具設置有軌條部份 ’其垂直於該橫越軌條延伸且其可與該第一及第二路徑的 軌條對準。 15·如申請專利範圍第13項所述的基板處理總成，其 中該第一路徑包含用於基板的供應的真空栓，該第三路徑 包含用來實施基板的從周圍溫度至大約300°C的溫度的預 熱的加熱機構，而該第二路徑包含用來實施基板至大約 400°C的預熱的加熱機構，該第二路徑在該加熱機構之後 包含多個真空沈積室，而各別基板可沿著該真空沈積室連 續地移動，該第二及第四路徑在該真空沈積室之後包含用 -18- (4) 1248980 來實施至大約15 0 °C的冷卻的冷卻機構’並且相鄰於該第 一路徑的供應端部，設置有用來將基板進一步冷卻至60°C 的另外冷卻機構，而在該另外冷卻機構的下游’設置有用 來將基板取出真空空間的真空栓。 16. 如申請專利範圍第14項所述的基板處理總成，其 中該第一路徑包含用於基板的供應的真空栓，該第三路徑 包含用來實施基板的從周圍溫度至大約300°C的溫度的預 熱的加熱機構，而該第二路徑包含用來實施基板至大約 400 °C的預熱的加熱機構，該第二路徑在該加熱機構之後 包含多個真空沈積室，而各別基板可沿著該真空沈積室連 續地移動，該第二及第四路徑在該真空沈積室之後包含用 來實施至大約15 0°C的冷卻的冷卻機構，並且相鄰於該第 一路徑的供應端部，設置有用來將基板進一步冷卻至60°C 的另外冷卻機構，而在該另外冷卻機構的下游，設置有用 來將基板取出真空空間的真空栓。 17. 如申請專利範圍第15項所述的基板處理總成，其 中該另外冷卻機構包含淸洗機構，用來在氣體的幫助下造 成基板周圍被澆灌，該氣體包括氮。 18. 如申請專利範圍第16項所述的基板處理總成，其 中該另外冷卻機構包含淸洗機構，用來在氣體的幫助下造 成基板周圍被澆灌，該氣體包括氮。 19. 如申請專利範圍第15項所述的基板處理總成，其 中用來取出基板的該真空栓的下游配置有一淸潔站。 2〇·如申請專利範圍第16項所述的基板處理總成，其 -19· 1248980 (5) 中用來取出基板的該真空栓的下游配置有一淸潔站。 21·如申請專利範圍第19項所述的基板處理總成，其 中該淸潔站的下游設置有至少一蝕刻站，用來將該載具的 至少該基板載具部份蝕刻淸潔。 22·如申請專利範圍第20項所述的基板處理總成，其 中該淸潔站的下游設置有至少一鈾刻站，用來將該載具的 至少該基板載具部份蝕刻淸潔。 23 ·如申請專利範圍第2項所述的基板處理總成，其中 該真空空間設置有載具供應及/或排放站，用來分別將載 具供應至總成的真空空間內及將載具排放至總成的真空空 間之外。 24. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理總成，其中 該運送裝置包含具有連續運送速率的一無端主運送器，該 主運送器的上游配置有具有與該主運送器的上游端部連結 的下游端部的一供應運送器，而該主運送器的下游配置有 具有與該主運送器的下游端部連結的上游端部的一排放運 送器，並且該主運送器，該供應運送器，及該排放運送器 被配置在真空空間中。 25. 如申請專利範圍第24項所述的基板處理總成，其 中該供應運送器爲可被間歇地驅動的無端運送器。 26. 如申請專利範圍第24項所述的基板處理總成，其 中該排放運送器爲可被間歇地驅動的無端運送器。 27. 如申請專利範圍第24項所述的基板處理總成，其 中在該主運送器的上方配置有真空沈積室’在該供應運送 -20- 1248980 (6) 器的上方配置有用來引入基板的真空栓，且在該排放運送 器的上方配置有用來取出基板的真空栓。

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