TWI438858B - 基底傳送設備、基底處理設備和使用所述設備的基底處理方法 - Google Patents
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Description
本發明關於基底傳送設備(substrate transferring apparatus)、基底處理設備(substrate processing apparatus)以及使用基底傳送設備的基底處理方法,且更特定來說,關於在腔室(chamber)內沿著兩個方向水平地傳送基底的基底傳送設備、具有基底傳送設備的基底處理設備,以及使用基底傳送設備的基底處理方法。
近來,對具有例如細長輪廓(slim profile)、輕重量(lightweight)、低功率消耗(low power consumption)等優良特性的平板顯示器(flat panel display,FPD)的需求日益增加。除此之外,正在積極開發具有優良的色彩再現(color reproduction)的液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)。
在用於製造此FPD的基底處理設備中,可在基底上形成圖案(pattern)或可在基底上沉積其他薄膜。為此,可應用物理氣相沉積(physical vapor deposition)PVD方法或化學氣相沉積(chemical vapor deposition)CVD方法。
在現有技術基底處理設備中,由於基底尺寸較大,因此在基底垂直豎立的狀態下將基底載入到腔室中以處理基底。此處,在基底安裝在用於傳送基底的載體(carrier)上的狀態下將基底載入到腔室中和從腔室中卸載。而且,通過安置於腔室內的基底傳送設備將基底水平地傳送到基底處理位置。
當將基底載入到腔室中時,載體的上端(upper end)由使用磁性(magnetism)的導引單元(guide unit)支撐以防止載體傾斜。載體的下端(lower end)安放於多個輥(rollers)上以沿著載入方向(loading direction)水平地傳送載體。而且,為了改善基底的處理效率,在與載入或卸載方向交叉的方向(下文中稱為“處理方向”)上水平地傳送基底,以允許基底接近基底處理單元(例如,目標)。
然而,在現有技術基底傳送設備中,由於當在處理方向上水平地傳送基底時導引單元或多個輥會中斷基底的傳送,因此應垂直操作導引單元或輥。
在現有技術基底傳送設備中,垂直操作導引單元,之後在處理方向上傳送完全在載入方向上傳送的基底,這樣的局限是在腔室內的操作因素可能增加,從而增加微粒(particles)產生的可能性。因此,這樣的局限是基底可能被微粒污染或損壞,從而增加基底缺陷率(substrate defect rate)。另外,這樣的局限是用於傳送基底的過程的數目增加了,從而增加了處理基底的處理時間,進而降低生產率。
而且,垂直操作輥的現有技術基底傳送設備具有一種結構,其中安置於腔室內的輥的驅動軸(driving shafts)和安置於腔室外的輥驅動單元的驅動軸通過輥的垂直操作而彼此重複地耦合和分離。因此,基底傳送設備具有複雜結構。因此,這樣的局限在於需要許多成本來製造基底傳送設備和包含基底傳送設備的基底處理設備。而且,難以使彼此重複地耦合和分離的驅動軸對準。因此,難以將從輥驅動單元供應的旋轉力平穩地傳輸到輥。
本發明提供一種用於將基底傳送到腔室中的設備、一種具有基底傳送設備的基底處理設備,以及一種使用基底傳送設備的基底處理方法。
本發明還提供一種在腔室內在彼此交叉的兩個方向(即,載入方向和處理方向)中的水平方向上容易地傳送垂直豎立基底(vertically standing substrate)的基底傳送設備、一種具有所述基底傳送設備的基底處理設備,以及一種使用所述基底傳送設備的基底處理方法。
本發明關於一種基底傳送設備、一種基底處理設備以及一種基底處理方法。具體來說,本發明關於一種在腔室內在兩個方向中的水平方向上傳送基底的基底傳送設備、一種具有所述基底傳送設備的基底處理設備,以及一種使用所述基底傳送設備的基底處理方法。
本發明還提供一種基底傳送設備,其中提供多個輥以用於通過其旋轉而支撐並水平地傳送基底,且提供將向所述多個輥提供旋轉力的多個輥驅動單元連接起來的軸連接部件(shaft connection members),以容易地對準驅動軸且平穩地傳輸旋轉力,本發明還提供一種具有所述基底傳送設備的基底處理設備,以及使用所述基底傳送設備的基底處理方法。
根據示範性實施例,一種基底傳送設備包含:多個輥,經配置以支撐並水平地傳送基底;多個輥驅動單元,經配置以向所述多個輥提供旋轉力;輥升降單元(roller elevation unit),經配置以垂直操作所述多個輥;以及多個軸連接部件,連接於所述多個輥的驅動軸與所述多個輥驅動單元的驅動軸之間以傳輸旋轉力,所述多個軸連接部件連接所述多個輥的驅動軸與所述多個輥驅動單元的驅動軸,所述多個輥的驅動軸與所述多個輥驅動單元的驅動軸通過輥升降單元而安置於彼此不同的高度處。
根據另一示範性實施例,一種基底處理設備包含:腔室(chamber),經配置以提供處理基底的空間;基底傳送設備,包含:多個輥,經配置以支撐並水平地傳送基底;多個輥驅動單元,經配置以向所述多個輥提供旋轉力;輥升降單元,經配置以垂直操作所述多個輥;以及多個軸連接部件,連接於所述多個輥的驅動軸與所述多個輥驅動單元的驅動軸之間以傳輸旋轉力,所述多個軸連接部件連接所述多個輥的驅動軸與所述多個輥驅動單元的驅動軸,所述多個輥的驅動軸與所述多個輥驅動單元的驅動軸通過輥升降單元而安置於彼此不同的高度處;以及基底處理單元,經配置以處理在腔室內水平地傳送的基底。
根據又一示範性實施例,一種基底處理方法包含:準備基底;將所述基底載入於安置在腔室內的多個輥上,以沿著載入方向水平地傳送所述基底;在所述基底的兩側被固定時,降下所述多個輥以使連接於所述多個輥的驅動軸與多個輥驅動單元的驅動軸之間的多個軸連接部件彎曲;在與所述載入方向交叉的水平方向上傳送基底以將基底安置於處理位置處;升上所述多個輥以支撐基底,使得所述多個輥的驅動軸和所述多個輥驅動單元的驅動軸與所述多個軸連接部件安置在一條直線上,且釋放基底的兩側的固定狀態;以及處理基底。
下文中,將參考附圖詳細描述具體實施例。然而,本發明可以不同的形式體現,且不應解釋為限於本文陳述的實施例。而是,提供這些實施例以使得本發明將為詳盡且完整的,且將本發明的範圍完全傳達給所屬領域的技術人員。相同參考標號始終指代相同元件。
圖1到圖3是說明根據示範性實施例的基底傳送設備和包含基底傳送設備的基底處理設備的內部配置的視圖,且圖4是說明根據示範性實施例的基底處理設備的內部配置的經修改的實例的視圖。圖5(a)及圖5(b)是說明根據示範性實施例的多個軸連接部件的連接狀態的視圖,且圖6(a)、圖6(b)及圖6(c)是根據示範性實施例的導引單元的視圖。(此處,圖1到圖3說明當分別從上側、前側和橫向側觀看時根據示範性實施例的包含基底傳送設備的基底處理設備的內部配置。)
參考圖1到圖6(a)、圖6(b)及圖6(c),根據示範性實施例的基底傳送設備200包含:多個輥212,其在腔室100內支撐基底10的下部部分,腔室100界定處理基底10的空間;載入傳送單元(loading transfer unit)210,其旋轉(R,參看圖2)輥212以在載入方向(x方向)上水平地傳送基底10;多個輥驅動單元220,其向所述多個輥212提供旋轉力;輥升降單元230,其垂直操作所述多個輥212;軸連接部件240,其用於維持輥212中的每一者的驅動軸214與輥驅動單元220中的每一者的驅動軸224之間的恒定連接狀態。
(下文中,稍後將描述的“x方向”表示基底10的“載入方向”(平行於卸載方向),且在水平平面上與“x方向”交叉的“y方向”表示越過多個傳送線L1
和L2
(參看圖1)朝向安置於腔室100的內部空間中的目標124傳送基底10的方向,即“處理方向”。而且,“z方向”表示垂直於地面的方向。)
可以與腔室100外的所述多個輥212的數目相同的數目來安置發電機(power generator)類型的輥驅動單元220。也就是說,在示範性實施例中,一個輥212個別地連接(串聯)到一個輥驅動單元220。雖然未圖示,但在經修改的實例中,所述多個輥212的驅動軸214通過帶(belt)或鏈(chain)而彼此連接(並聯),且輥驅動單元220操作所述帶或鏈以旋轉(R)所述多個輥212,使得所述多個輥212彼此聯動。
用於傳輸旋轉力的軸連接部件240安置於輥212的驅動軸214與輥驅動單元220的驅動軸224之間。在輥212的驅動軸與輥驅動單元220的驅動軸224在一條直線上對準的情況下,軸連接部件240將從輥驅動單元220供應的旋轉力傳輸到輥212。
在基底10的尺寸增加時,用於處理基底10的設備或裝備的規模增加。因此,為了解決安裝空間的局限性,在大型(large-scaled)基底10垂直豎立的狀態下將其載入於基底處理設備1000和1000’中,且通過基底傳送設備200水平地傳送到腔室100中。
由於大型基底10與在上面執行例如薄膜沉積(thin film deposition)等表面處理的區域(下文中稱為“處理表面”A(參看圖2))相比具有相對薄的厚度t(參看圖1),因此當將基底10單獨載入到腔室100中時,基底10可能容易損壞(damaged)或破裂(broken)。因此,基底10的處理表面A可朝向目標124打開,而且可在將基底10固定到支撐基底10的邊緣的載體20(其為用於傳送基底10的單元)的狀態下將基底10傳送到腔室100中以處理基底10。
載體20的大小和形狀是根據待傳送的基底10的大小和形狀來決定。在當前實施例中,載體20具有矩形框架形狀(rectangular frame shape),其中心部分打開以對應於具有正方形板形狀(square plate shape)的基底。
載體20的下端24(參看圖3)接觸輥212中的每一者的凹入輥表面(recessed roller surface)。因此,載體20的下端24可具有彎曲邊緣表面(例如,U形狀)以使輥212平穩旋轉R。
而且,輥212的上端22可具有磁性以相對於導引單元250產生吸引力(attractive force)或排斥力(repulsive force),導引單元250具有條形狀且由於磁性而沿著載入方向(x方向)安置於腔室100的內部頂面上。
將基底10的邊緣固定到多個位置的例如夾子(clips)等多個可拆卸單元(未圖示)安置於載體20的矩形框架上。而且,夾持到夾持傳送單元(chucking transfer unit)260的夾持銷(chucking pin)268中的鉤突出部(hook protrusion)26安置於載體20的矩形框架的兩側上。(下文中,基底10可在腔室100內單獨傳送,或可在將基底10固定到載體20的狀態下傳送載體20。)
載入傳送單元210包含所述多個輥212作為用於在腔室100內在載入方向(x方向)上傳送基底10的單元。在示範性實施例中,載入傳送單元210包含支撐所載入基底10的下部部分的所述多個輥212,以及同時沿著傳送線L1
和L2
垂直操作所述多個輥212的輥支撐板(roller support plate)216。此處,沿著輥支撐板216的延伸方向(x方向)在輥支撐板216中界定多個驅動軸通孔(driving shaft through holes)216a,輥的驅動軸214穿過所述驅動軸通孔216a。而且,界定多個插入孔(insertion hole)216b,使得稍後將描述的底座突出部(seat protrusion)261a(參看圖3)安置于輥212下方。
所述多個輥212在腔室100內沿著所述多個傳送線L1
和L2
彼此對準。此處,輥支撐板216安置於傳送線L1
和L2
中的每一者上,使得所述多個輥212的驅動軸214具有彼此相同的距腔室100的內部底面的高度h(參看圖5(a)及圖5(b))。此處,所述多個輥212的驅動軸214可以Z字形狀佈置,使得當驅動軸在其突出方向上延伸時彼此不重疊。
雖然在當前實施例中所述多個輥驅動單元220安置於腔室100的外部側表面上且所述多個輥212以Z字形狀安置(所述多個輥212的驅動軸安置在同一方向上),但當所述多個輥驅動單元220安置在兩個側表面中的每一者上而在腔室100的外部上彼此面對時,可以除了Z字形狀之外的各種形狀以及其間的不同距離來安置所述多個輥212。可將可準確地控制輥的旋轉R的電動機用作輥驅動單元220。特定來說,電動機可用作輥驅動單元220以使外來物質(foreign substances)、振動、雜訊等的發生最少。
由於所述多個輥驅動單元220安置於腔室100外,因此輥驅動單元220的驅動軸224水平穿過腔室100的側壁且連接到輥212的驅動軸214。對輥驅動單元220的驅動軸224穿過的腔室100的側壁執行密封工藝(sealing process)以防止腔室100的內部壓力改變,或防止注射到腔室100中的過程氣體洩漏。
如上所述,在示範性實施例中,輥驅動單元220可安置於腔室100外以使輥212旋轉時外來物質、振動和雜訊的發生最少,進而降低污染或損壞基底10而引起的基底的缺陷率。
導引單元250(參看圖6(a)、圖6(b)及圖6(c))在腔室100內向上面對所述多個輥212,且在載入基底10所固定到的載體20期間支撐載體20的上端22以防止載體20傾斜。
具體來說,在當前實施例中,導引單元250使用非接觸方式(non-contact manner),其使用磁性來防止當其支撐載體20時由於其間的摩擦而產生外來物質。也就是說,在導引單元250與載體20的上端22之間的空白空間(empty space)中產生例如吸引力或排斥力等磁力。因此,載體20的上端22的位置由磁力決定。
為此,將具有根據載入方向(x方向)的極性(N極或S極)的材料塗覆或附接到載體20的上端22。而且,具有磁性的導引單元250的導引條252安置於載體20的上端22上方。導引條252通過多個固定條254固定到腔室100的內部頂面。類似於載體20的上端22,將具有極性(N極或S極)的材料塗覆或附接到導引條252。當在導引條252下方傳送載體20時,在導引條252與載體20的上端22之間產生吸引力,導引條252與載體20的上端22具有彼此不同的極性,且彼此面對以支撐載體20,使得載體20不會在處理方向(y方向)上傾斜(參看圖6(a)、圖6(b)及圖6(c))。
在經修改的實例中,導引單元250’和250”中的每一者的導引條252的磁性部分在導引條252延伸的長度方向(x方向)上安置於兩個位置處。而且,導引條252的磁性部分面對與導引條252的磁性部分具有相同極性的載體20的上端22,以在導引條252與載體20的上端22之間產生吸引力或排斥力。因此,載體20受到支撐以使得其不傾斜(參看圖6(b)和圖6(c))。此處,當導引條252由吸引力或排斥力支撐時,在載體20的上端22的兩個側表面(處理方向(y方向))上產生具有相同強度的排斥力以推動載體20。(雖然在圖6(b)和圖6(c)中具有彼此相同的極性的導引條252和載體20的上端22彼此面對以產生排斥力,但具有彼此不同的極性的導引條252和載體20的上端22可彼此面對以產生吸引力)。
由於在導引條252與載體20的上端22之間產生的磁力是在垂直於載體20的傳送方向(x方向)的平面上產生,因此磁力對載體20的水平傳送沒有影響。
可使用載入傳送單元210、輥驅動單元220和導引單元250在腔室100內在載入方向(x方向)上水平地傳送基底10。根據示範性實施例的基底傳送設備200可在載入方向(x方向)以及處理方向(y方向)上水平地傳送基底10。也就是說,在載入方向(x方向)上傳送的基底10可接近目標124以改善基底10的處理效率。
基底傳送設備200包含輥升降單元230、軸連接部件240以及夾持傳送單元260以在處理方向(y方向)上傳送基底10。
輥升降單元230(參看圖5(a)及圖5(b))是用於在處理方向(y方向)上水平地傳送輥212之前降下所述多個輥212的單元。根據示範性實施例的輥升降單元230包含:多個升降銷(elevation pins)232,其使所述多個輥212與腔室100的內部底面間隔開,以支撐所述多個輥212以及調整輥212中的每一者的高度h;以及升降驅動單元234,其用於垂直操作所述多個升降銷232。與輥驅動單元220一樣,升降驅動單元234安置於腔室100的底面上。而且,所述多個升降銷232穿過腔室100的底面且連接到所述多個輥212。
安置於腔室100內的所述多個傳送線L1
和L2
上的所述多個輥212連接到輥支撐板216,使得傳送線L1
和L2
上的輥212在其間不具有高度差,而是一體且垂直地操作。
根據示範性實施例的所述多個升降銷232連接到輥支撐板216以垂直操作輥支撐板216。因此,所述多個輥212可在同時在同一高度垂直操作。在經修改的實例中,可移除輥支撐板216,且升降銷232可分別連接到所述多個輥212以個別地操作所述多個輥212。
當沿著載入方向(x方向)傳送基底10時,輥驅動單元220的驅動軸224和所述多個輥212的驅動軸214在一條直線上對準(參看圖5(a)及圖5(b))。由於輥驅動單元220的驅動軸224和所述多個輥212的驅動軸214平行於地面,因此用於傳輸旋轉力的所述多個軸連接部件240平行地連接於輥驅動單元220的驅動軸224與所述多個輥212的驅動軸214之間。
當輥升降單元230垂直操作所述多個輥212時,輥驅動單元220的驅動軸224和所述多個輥212的驅動軸214具有不同的距腔室100的底面的高度h和h1
,且因此彼此垂直錯過(missed)(參看圖5(a)及圖5(b))。在示範性實施例中,可固化或可彎曲的軸連接部件240可連接於輥驅動單元220的驅動軸224與所述多個輥212的驅動軸214之間,輥驅動單元220的驅動軸224和所述多個輥212的驅動軸214彼此錯過以維持驅動軸214與224之間的恒定連接狀態。
萬向接頭(universal joint)可用作根據示範性實施例的軸連接部件240。因此,安置於軸連接部件240的兩端上的連接部分242a和242b可根據輥212的垂直操作而容易彎曲。
當萬向接頭用作軸連接部件240時,可通過簡單的結構來維持輥212的驅動軸214與輥驅動單元220的驅動軸224之間的恒定連接狀態。而且,驅動軸214和224以及軸連接部件240可根據輥212的垂直操作而容易彼此對準,以將從輥驅動單元220供應的旋轉力平穩地傳輸到輥212。
雖然在當前實施例中萬向接頭用作軸連接部件240,但本發明不限於此。舉例來說,當安置於輥212的驅動軸214與輥驅動單元220的驅動軸224之間的部件可彎曲時,所述部件可用作軸連接部件240。然而,即使所述部件可彎曲,當輥212的驅動軸214和輥驅動單元220的驅動軸224安置於同一高度處時,即,當輥212的驅動軸214和輥驅動單元220的驅動軸224在一條直線上對準時,輥驅動單元220的旋轉力也會平穩地傳輸到輥212。
如上所述,所述多個輥212安置於腔室100內的所述多個傳送線L1
和L2
上。
在示範性實施例中,將所述多個輥212分類為兩個群組以將其分別安置於所述兩個傳送線L1
和L2
上。而且,將所述兩個傳送線L1
和L2
分類為用於載入載體20的載入線(loading line)L1
和用於卸載載體20的卸載線(unloading line)L2
。而且,在經修改的實例中,可將所述兩個傳送線L1
和L2
分類為用於載入和卸載基底10的線L1
和在處理基底10時移動的線L2
。或者,三個或三個以上傳送線安置於腔室100內,且所述多個輥212可經安置以在彼此不同的位置處執行載入、卸載和基底處理過程。
用於在處理方向(y方向)上水平地傳送基底10的夾持傳送單元260在腔室100內安置於所述多個載入/卸載線上,即所述多個傳送線L1
和L2
上。
夾持傳送單元260防止基底10(即,傳送基底10的載體20)向腔室100中傾斜。而且,夾持傳送單元260支撐載體20的兩側以在處理方向(y方向)上傳送基底10。也就是說,夾持傳送單元260成對地提供在載體20的兩側上。彼此聯動的一對夾持傳送單元260在其固定到載體20的兩側的狀態下移動,以在處理方向(y方向)上傳送基底10。
根據示範性實施例的一對夾持傳送單元260形成一個群組。而且,夾持傳送單元20中的每一者包含:基座體(base body)262,其在腔室100的內部底面上沿著處理方向(y方向)水平操作;夾持驅動單元(chucking driving unit)264,其向基座體262提供驅動力;以及夾持條266,其垂直豎立於基座體262上。
另外,夾持傳送單元260包含:載體支撐框架261,其連接於沿著載入方向(x方向)安置的一對基座體262之間;以及多個底座突出部261a,其耦合到載體支撐框架261,當在處理方向(y方向)上傳送載體20時穿過界定於輥支撐板216中的插入孔216a,且被水平地傳送,使得所述多個底座突出部261a插入所述多個輥212之間的空白空間中。
此處,與從載體20的兩個側邊緣突出的鉤突出部26嚙合的可旋轉(R1
,參看圖2)夾持銷268安置於夾持條266的上部部分上。夾持銷268可旋轉地耦合到夾持條266的上端。通過在基座體262上垂直移動的夾持銷驅動條269來旋轉(R1
)夾持銷268。夾持銷驅動條269上升的狀態是夾持銷268經安裝且未固定到載體20的狀態。而且,夾持銷驅動條269下降的狀態是夾持銷268下降以使得其與鉤突出部26嚙合且固定到載體20的狀態。根據當前實施例,鉤突出部26沿著載體20的兩個側邊緣垂直延伸。旋轉輥(未圖示)耦合到與鉤突出部26嚙合的夾持銷268。因此,當通過一對夾持銷268的旋轉R1
而將載體20固定在適當位置時,其防止載體20在腔室100內在處理方向(y方向)上傾斜。而且,當垂直操作支撐載體20的下端24的輥212時,鉤突出部26可導引載體20的垂直操作。在示範性實施例中,雖然鉤突出部26安置於載體20上以防止載體20傾斜,但一對夾持銷268可在無需提供鉤突出部26的情況下直接固定到載體20的兩個側邊緣,以防止載體20傾斜並導引載體20的垂直操作。
而且,在示範性實施例中,雖然載體20的下端24由耦合到載體支撐框架261的所述多個底座突出部261a支撐,但載體20的下端24接觸載體支撐框架261所在的臺階部分(stepped portion)(未圖示)可經安置以支撐載體20,而不是在載體支撐框架261上提供所述多個底座突出部261a。
在處理方向(y方向)上推動基座體262的夾持驅動單元264可安置於腔室100外部,以使在腔室100內發生外來物質和振動的情況減到最少。夾持驅動單元264的連接軸263穿過腔室100的側壁且連接到基座體262。此處,使用活塞(piston)作為連接軸263的氣缸類型(cylinder type)可適用於夾持驅動單元264。
一對夾持傳送單元260在載入方向(x方向)的延長線上彼此面對以固定在腔室100內在載入方向(x方向)上傳送的載體20的兩側。一對夾持傳送單元260之間的間隔距離T2
(參看圖2)稍微大於載體20的水平寬度Wc
(參看圖1)的長度。因此,當一對夾持傳送單元260在處理方向(y方向)上移動時,一對夾持傳送單元260不會被載體20中斷。
如上所述,由於載體20的兩端由夾持銷268固定且載體20的下端24由安置於載體支撐框架261上的底座突出部261a支撐,因此可在處理方向(y方向)上穩定且水平地傳送載體20。
根據示範性實施例的基底傳送設備200可在腔室10內在兩個方向(即,載入方向(x方向)和處理方向(y方向))的水平方向上自由且水平地傳送基底10。
下文中,將描述根據上述實施例的包含基底傳送設備200的基底處理設備1000。(此處,將省略與基底傳送設備200重複的描述。)
再次參考圖1到圖6(a)、圖6(b)及圖6(c),根據示範性實施例的基底處理設備1000包含基底傳送設備200,基底傳送設備200包含:至少一個或一個以上腔室100,其提供用於處理基底10的空間;多個輥212,待載入到腔室100中的每一者中的基底10安放在上面;多個輥驅動單元220,其向所述多個輥212提供旋轉力;以及多個軸連接部件240,其用於維持輥212的驅動軸214與輥驅動單元220的驅動軸224之間的恒定連接狀態,以在彼此交叉的兩個方向(x方向和y方向)上水平地傳送基底10;以及基底處理單元110(120和130),其安置於腔室的側表面上以處理基底10。此處,在輥212的驅動軸214和輥驅動單元220的驅動軸224安置於一條直線上的狀態下,軸連接部件240將從輥驅動單元220供應的旋轉力傳輸到輥212的驅動軸214。
在基底10通過固定其一個邊緣的載體20而垂直豎立的狀態下將基底10載入到腔室100中和從腔室100中卸載。用於儲存和供應所述多個載體20的盒子(cassette)(未圖示)安置於腔室100的外部。而且,可在腔室100的外部提供機械臂(robot arm),以用於將基底10真空吸附到從所述盒子供應的載體上以安裝基底。
雖然將一個腔室100(參看圖1)應用於示範性實施例,但作為經修改的實例,可應用界定處理基底10的空間的多個腔室100和100’。也就是說,當在例如在基底10上形成薄膜的處理期間,在腔室100和100’中的每一者中具有彼此不同的條件下,將用於形成薄膜的不同材料分別提供到腔室100和100’中或將相同材料提供到腔室100和100’中的每一者中以處理材料時,可使用以直列樣式(in-line type)安置所述多個腔室100和100’的基底處理設備1000’來改善生產率。
可打開或可關閉以載入或卸載在上面安裝基底10的載體20的閘門(gate)102安置於腔室100中。此處,閘門102可安置於腔室100的僅一個側表面中以通過同一閘門102來載入和卸載載體。或者,可在腔室100的兩個側表面中安置兩個閘門以通過彼此不同的閘門來載入和卸載載體20。在當前實施例中,在腔室100中提供一個閘門102。而且,可將所述一個閘門102分類為載入線L1
和卸載線L2
以部分地打開或關閉閘門102。
而且,可分別在腔室100的底面的邊緣部分上提供液壓(hydraulic)和氣壓(pneumatic)型推動單元(push units)104。推動單元104和鄰近的推動單元104通過平行條105彼此連接,且平行條105連接到一體地聯結所述多個輥212的輥支撐板216。可通過推動單元104來調整沿著傳送線L1
和L2
安置的輥支撐板216,使得輥支撐板216平行於地面或腔室100的底面。
用於處理基底10的基底處理單元110(120和130)安置於腔室100上。在示範性實施例中,基底處理單元110包含:目標腔室(target chamber)120,其包含面對基底10的處理表面A的目標124;以及加熱腔室(heating chamber)130,其安置於腔室100的面對目標124的側表面上。此處,目標腔室120包含防護框架(shield frame)126,其在基底10受到處理之前朝向載體20水平操作,以保護載體20不受從目標124排出的材料的影響。(此處,防護框架126具有帶有空白中央部分的矩形框架形狀。而且,在處理基底10時,防護框架126防止載體暴露於目標124。)
當在載入方向(x方向)上完全傳送基底10且接著在處理方向(y方向)上完全傳送基底10時,基底處理單元110的加熱腔室130經加熱以在腔室100內產生等離子體。因此,處理材料從目標124排出以在基底10上形成膜。
雖然未圖示,但用於調整腔室100內的真空狀態的泵單元(pump unit)、用於向腔室100中供應/從腔室100回收各種處理氣體的氣體供應單元(gas supply unit)以及用於向安置於腔室100內的各種驅動單元供應電力的電力供應單元(power supply unit)安置於腔室100的一側上。
下文中,將描述使用根據上述實施例的基底傳送設備和包含基底傳送設備的基底處理設備來處理基底的方法。
圖7是說明根據示範性實施例的基底處理方法的流程圖,且圖8(a)至圖8(d)和圖9(a)至圖9(d)是說明根據示範性實施例的基底處理設備的操作狀態的視圖。
參考圖7和圖8(a)至圖8(d),根據示範性實施例的基底處理方法包含:準備基底(S100);將基底載入到腔室中且在載入方向上水平地傳送基底(S120;參看圖8(a));在基底的兩側被固定的狀態下降下多個輥(S130;參看圖8(b)到8(d));在與載入方向交叉的方向(處理方向)上傳送基底以將基底水平地傳送到處理位置(S140;參看圖9(a));升上所述多個輥以釋放基底的固定狀態(S150;參看圖9(b)和圖9(c));以及處理基底(S160;參看圖9(d))。
具體來說,在根據示範性實施例的基底處理方法中降下或升上所述多個輥(S130和S150)時,可彎曲的軸連接部件可連接於支撐基底的下端的多個輥的驅動軸與向多個輥提供旋轉力以維持恒定連接狀態的輥驅動單元的驅動軸之間。因此,在腔室內垂直操作的輥的驅動軸和安置於腔室外部且固定在適當位置的輥驅動單元的驅動軸可容易對準,以將從輥驅動單元供應的旋轉力平穩地傳輸到輥。
在基底垂直豎立且朝向腔室的閘門傳送的狀態下將基底安裝在載體上(S110),在腔室外部水平地傳送基底以處理基底。由於基底安裝在載體上,因此其可防止在傳送和處理基底的過程中基底損壞或破裂。
隨後,當打開腔室的閘門以將基底載入到腔室中時,關閉閘門以在載入方向上水平地傳送基底(S120)。此處,在上面安裝基底的載體的下端由多個輥支撐且導引。而且,載體的上端由安置於腔室的內部頂面上的導引單元支撐,以防止載體在與載入方向交叉的處理方向上傾斜。(此處,導引單元在與載入方向或卸載方向相同的方向上安置於腔室內。)
當通過輥的旋轉而沿著載入方向水平地傳送的基底到達預設位置時,水平傳送停止。隨後,在處理方向上水平地傳送基底以接近安置於腔室內的目標。(此處,在輥的驅動軸和輥驅動單元的驅動軸安置於一條直線上的狀態下,通過從輥驅動單元供應的旋轉力來旋轉輥。)
當精密地檢查在基底的兩側被固定的狀態下降下所述多個輥以在處理方向上水平地傳送基底時(S130),用於固定基底的兩側的一對夾持傳送單元在腔室內沿著處理方向移動且安置於基底的兩側上(S132;參看圖8(b))。此處,當與一對夾持傳送單元交叉的載體支撐框架接近基底的下端且多個底座突出部安置於載體支撐框架上時,所述多個底座突出部穿過界定於輥支撐板中的插入孔且安置于輥下方。
隨後,使安置於夾持傳送單元上的夾持銷旋轉以將基底的兩側固定於一對夾持傳送單元之間(S134;參看圖8(c))。當基底的兩側完全固定(夾持)于適當位置時,支撐基底的下部部分的多個輥通過輥升降單元的操作而下降。此處,夾持銷在安置於載體的兩個側邊緣上的鉤突出部上沿著垂直方向(z方向)導引載體的垂直操作,直到載體的下端安放於所述多個底座突出部上為止,以防止載體傾斜。在載體的下端安放於所述多個底座突出部上之後,所述多個輥持續下降到預設位置(S136;參看圖8(d))。如上文描述,由於所述多個輥在基底被穩定固定且安放於夾持傳送單元上的狀態下完全下降,因此當在處理方向上傳送基底時,基底的傳送不會被輥中斷。所述多個軸連接部件安置於所述多個輥的驅動軸與輥驅動單元的驅動軸之間。而且,軸連接部件具有可彎曲結構,即使垂直操作輥,所述可彎曲結構也可維持驅動軸之間的恒定連接狀態。
隨著約束基底的上端(即,使用磁性的載體上端)的導引單元與載體的上端之間間隔的距離變大,約束載體的吸引力或排斥力的強度減小。因此,當在處理方向上傳送基底時,基底的傳送不會被中斷。
隨後,在處理方向上移動支撐基底的兩側的夾持傳送單元以將基底傳送到腔室內的不同傳送線(基底處理位置)(S140;參看圖9(a))。接著,當基底被完全傳送到基底處理位置時,多個輥上升以支撐基底的下部部分(參看圖9(b))。所述多個輥以與多個輥的下降相反的次序上升(S136)以允許輥的頂面接觸基底的下端。隨後,輥持續上升以使基底的下端與多個底座突出部分離。也就是說,基底的下端穩定地安放於多個輥上。(此處,在基底穩定地安放於多個輥上的狀態下,輥的驅動軸和輥驅動單元的驅動軸安置在一條直線上。)
當輥完全上升以使基底的下端安放於多個輥上時,在與基底的兩側被固定以釋放基底的固定狀態的情況下的方向相反的方向上旋轉夾持銷(S150;參看圖9(c))。
如上所述,當基底安置於處理位置處時,夾持傳送單元返回到其原始位置且處理基底(例如,使用濺鍍(sputtering)來沉積薄膜)(S160;參看圖9(d))。當基底被完全處理時,將基底卸載到腔室的外部以完成基底處理過程。當基底的載入線和卸載線界定於彼此不同的傳送線上時,由於在卸載基底期間在卸載線上處理基底,因此基底被直接卸載到腔室的外部。此處,當從腔室卸載經完全處理的基底時,可將新基底載入到腔室中。
而且,當將兩個傳送線分類為載入/卸載線和腔室內的處理線時,從處理線將經處理的基底水平地傳送到載入/卸載線,且在載入/卸載線上將經處理的基底卸載到腔室的外部。(此處,沿著處理方向從處理線將基底傳送到載入/卸載線的過程的次序與沿著處理方向從載入/卸載線將基底水平地傳送到處理線的過程的次序相反地執行。)
如上所述,在基底傳送設備、基底處理設備以及使用基底傳送設備的基底處理方法中,可在腔室內在彼此交叉的兩個方向中的水平方向上容易地傳送垂直豎立的基底以改善基底處理效率。
而且,由於用於水平地傳送基底的設備具有簡單的結構,因此在傳送基底時可容易地控制設備的操作,且可減少處理時間。也就是說,可改善基底處理過程的生產率。
而且,由於使用固定的導引單元,因此腔室內不需要用於操作導引單元的額外驅動單元。因此,由於這樣可防止在腔室內產生外來物質(例如,微粒),因此可使由於基底被污染而引起的基底的缺陷率最小。
而且,由於可彎曲的軸連接部件安置於輥驅動單元的驅動軸與輥的驅動軸之間(由於輥的垂直操作而在其間具有高度差)以維持驅動軸之間的恒定連接狀態,因此驅動軸可容易彼此對準且旋轉力可較平穩地傳輸到輥。
因此,由於基底傳送設備具有簡單的結構,因此在製造基底傳送設備和包含基底傳送設備的基底處理設備的過程中可減少製造成本。
雖然在示範性實施例中將濺鍍設備描述為實例,但各種基底處理設備可適用於上述實施例。
雖然已參考具體實施例描述了基底傳送設備、具有基底傳送設備的基底處理設備以及使用所述設備的基底處理方法,但其不限於此。因此,所屬領域的技術人員將容易瞭解,在不脫離由所附權利要求書界定的本發明的精神和範圍的情況下可對其做出各種修改和改變。
10...基底
20...載體
22...上端
24...下端
26...鉤突出部
100、100’...腔室
102...閘門
104...推動單元
105...平行條
110...基底處理單元
120...目標腔室
124...目標
126...防護框架
130...加熱腔室
212...輥
200...基底傳送設備
210...載入傳送單元
212...輥
214、224...驅動軸
216...支撐板
216a...驅動軸通孔
216b...插入孔
220...輥驅動單元
230...輥升降單元
232...升降銷
234...升降驅動單元
240...軸連接部件
242a、242b...連接部分
250、250’、250”...導引單元
252...導引條
254...固定條
260...夾持傳送單元
261...載體支撐框架
261a...底座突出部
262...基座體
263‧‧‧連接軸
264‧‧‧夾持驅動單元
266‧‧‧夾持條
268‧‧‧夾持銷
1000、1000’‧‧‧基底處理設備
S110~S160‧‧‧步驟
從以下結合附圖進行的描述中可更詳細地理解示範性實施例,其中:
圖1到圖3是說明根據示範性實施例的基底傳送設備和包含基底傳送設備的基底處理設備的內部配置的視圖。
圖4是說明根據示範性實施例的基底處理設備的內部配置的經修改的實例的視圖。
圖5(a)及圖5(b)是說明根據示範性實施例的多個軸連接部件的連接狀態的視圖。
圖6(a)、圖6(b)及圖6(c)是根據示範性實施例的導引單元的視圖。
圖7是說明根據示範性實施例的基底處理方法的流程圖。
圖8(a)至圖8(d)和圖9(a)至圖9(d)是說明根據示範性實施例的基底處理設備的操作狀態的視圖。
10...基底
20...載體
22...上端
24...下端
26...鉤突出部
100...腔室
104...推動單元
105...平行條
110...基底處理單元
120...目標腔室
124...目標
126...防護框架
130...加熱腔室
212...輥
200...基底傳送設備
210...載入傳送單元
212...輥
214、224...驅動軸
216...支撐板
220...輥驅動單元
230...輥升降單元
232...升降銷
234...升降驅動單元
240...軸連接部件
250...導引單元
252...導引條
254...固定條
260...夾持傳送單元
261...載體支撐框架
261a...底座突出部
262...基座體
263...連接軸
264...夾持驅動單元
266...夾持條
268...夾持銷
Claims (12)
- 一種基底傳送設備,包括:多個輥,經配置以支撐並水平地傳送基底;多個輥驅動單元,經配置以向所述多個輥提供旋轉力;輥升降單元,經配置以垂直操作所述多個輥;多個軸連接部件,連接於所述多個輥的驅動軸與所述輥驅動單元的驅動軸之間以傳輸所述旋轉力,所述多個軸連接部件維持所述多個輥的所述驅動軸與所述輥驅動單元的所述驅動軸之間的連接狀態,所述多個輥的所述驅動軸與所述輥驅動單元的所述驅動軸通過所述輥升降單元而安置於彼此不同的高度處;以及夾持傳送單元,經配置以提升所述基底,且在與通過所述多個輥的旋轉而水平地傳送所述基底的方向交叉的方向上水平地傳送所述基底。
- 如申請專利範圍第1項所述之基底傳送設備,其中所述多個輥耦合到沿著所述基底的水平傳送方向延伸的輥支撐板,且在所述輥支撐板中界定多個驅動軸通孔,所述多個輥的所述驅動軸在與所述基底的所述水平傳送方向交叉的方向上穿過所述多個驅動軸通孔。
- 如申請專利範圍第1項所述之基底傳送設備,其中所述輥升降單元包括:多個垂直操作的升降銷,經配置以支撐輥支撐板的下部部分,以在相同高度處垂直操作所述多個輥;以及 升降驅動單元,經配置以垂直操作所述多個升降銷。
- 如申請專利範圍第1項到第3項中任一項所述之基底傳送設備,更包括導引單元,所述導引單元向上面對所述多個輥而安置,以防止所述基底傾斜。
- 如申請專利範圍第4項所述之基底傳送設備,其中所述導引單元使用磁性以非接觸方式來支撐和導引所述基底的上部部分。
- 如申請專利範圍第1項所述之基底傳送設備,其中所述多個軸連接部件包括萬向接頭。
- 一種基底處理設備,包括:腔室,經配置以提供處理基底的空間;基底傳送設備,包括:多個輥,經配置以在所述腔室內支撐並水平地傳送基底;多個輥驅動單元,經配置以向所述多個輥提供旋轉力;輥升降單元,經配置以垂直操作所述多個輥;以及多個軸連接部件,連接所述多個輥的驅動軸與所述輥驅動單元的驅動軸,所述多個輥通過所述輥升降單元而安置於彼此不同的高度處;以及基底處理單元,經配置以處理在所述腔室內水平地傳送的所述基底,其中上面安置所述多個輥的多個傳送線界定於所述腔室內,且所述基底處理設備更包括夾持傳送單元,所述夾持傳送單元經配置以提升所述基底且越過所述多個傳送線而傳送所述基底。
- 如申請專利範圍第7項所述之基底處理設備,其中 所述腔室以直列樣式安置。
- 如申請專利範圍第7項所述之基底處理設備,更包括導引單元,所述導引單元經配置以使用磁性以非接觸方式來支撐和導引由所述多個輥水平地傳送的所述基底的上部部分。
- 一種基底處理方法,包括:準備基底;將所述基底載入於安置在腔室內的多個輥上,以沿著載入方向水平地傳送所述基底;在所述基底的兩側被固定的狀態下,降下所述多個輥,以使連接於所述多個輥的驅動軸與輥驅動單元的驅動軸之間的多個軸連接部件彎曲;在與所述載入方向交叉的水平方向上傳送所述基底以將所述基底安置於處理位置處;升上所述多個輥以支撐所述基底,使得所述多個輥的所述驅動軸和所述輥驅動單元的所述驅動軸與所述多個軸連接部件安置在一條直線上,且釋放所述基底的兩側的所述固定狀態;以及處理所述基底。
- 如申請專利範圍第10項所述之基底處理方法,其中,在所述將所述基底載入到所述腔室中時,在所述基底通過載體而垂直豎立的狀態下,所述載體的下端由所述多個輥支撐,且由導引單元使用磁性來支撐和導引所述載體的上端。
- 如申請專利範圍第10項所述之基底處理方法,其中在所述基底的兩側被固定的狀態下降下所述多個輥包括:沿著與所述基底的所述載入方向交叉的水平方向將夾持傳送單元移動到所述基底的兩側中,以將附接到載體支撐框架的多個底座突出部插入到所述多個輥之間的空間中;使安置於所述夾持傳送單元上的夾持銷旋轉,以將支撐所述基底的載體的兩側在適當位置固定到所述夾持傳送單元;降下所述多個輥以將所述載體的下端安放到所述多個底座突出部上;以及降下所述多個輥以將所述載體的所述下端與所述多個輥間隔開。
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