TWI531020B - 處理系統及其操作方法 - Google Patents

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Description

處理系統及其操作方法
本發明是有關用於處理基板的處理系統，包含腔室配置，包括至少一用於處理基板的第一處理腔室、用於處理基板的第二處理腔室及/或移送室；至少一把基板鎖在腔室配置裡面及/或把基板鎖在腔室配置外面的鎖定室；第一實質線性運輸路徑，用以將基板從鎖定室運送到第一處理腔室、以及第二運輸路徑，用以將基板運送通過腔室配置。第二運輸路徑可側向偏離第一運輸路徑並鄰接第一運輸路徑。
許多技術應用利用一連串的塗佈步驟沉積多層堆疊結構至基板。例如，薄膜電晶體(TFT)金屬化製程利用濺射製程沉積二或三種不同金屬。由於各製程步驟的塗佈速度不同且各層厚度不同，因此用於沉積不同層之塗佈站的製程時間大不相同。
為沉積多層堆疊結構，已提出一些塗佈和處理腔室構造。例如，使用沿線配置之塗佈室和叢集配置之塗佈室。典型的叢集配置包含中央搬運室和一些與其相連的塗佈室。塗佈室可配設進行相同或不同的塗佈製程。然在沿線系統中，搬運過程相當簡單，製程時間端視最久的製程時間而定。故製程效率將受影響。另一方面，叢集工具容許不同的循環時間。但搬運會變得很複雜，因中央搬運室需設置複雜的傳送系統。
文件EP 1 801 843 A1已描述另一結合沿線和叢集概念的想法，其一併附上供作參考。此文件描述用於沉積TFT層堆疊結構的塗佈系統，具有鎖定室、用於第一金屬化製程的金屬化站、中央搬運室、用於第二金屬化製程的二金屬化站、和用於第一製程的第二金屬化站。用於第二製程的金屬化腔室彼此平行配置且交替使用。用於第一金屬化製程的處理腔室沿線配置，以於二腔室中處理每一基板。因結合沿線和叢集概念減少搬運的複雜度，同時又提高產量，故可縮短系統循環時間。
一併附上供作參考之歐洲專利申請案EP 07 002 828.7(未公開)提及設在塗佈站的運輸裝置，具有裝配成組合區段的運送區段，其交替位於運送位置。一區段可於處理位置移動，另一區段則於運送位置移動。
另已提出沿線系統，其中基板後續在不同的塗佈站中處理。為增進產量，至少一些塗佈室包括用於第一基板的處理位置和側向偏離處理位置的運輸路徑，而於腔室內留下一些空間供另一基板經過或越過第一基板。一併附上供作參考之歐洲專利申請案EP 1 956 111 A1提及設在塗佈站的運輸裝置，具有裝配成組合區段的運送區段。
美國專利申請案US 12/163,498(未公開)(其亦一併附上供作參考)揭露塗佈系統具有第一實質線性運輸路徑和第二實質線性運輸路徑，其中第二運輸路徑側向偏離第一運輸路徑。如此，第一基板可經過或越過第一與第二運輸路徑上的第二基板。
然所述所有系統具有一些缺點。第一，系統需要複雜、昂貴的模組，例如旋轉模組。第二，系統產量和效率受限於其設計。
本發明之一目的為提高塗佈系統的整體產量和效率，以及提出處理基板的方法，其有效使用部件，同時避免使用昂貴又複雜的部件。
達成目的的方法為提供如申請專利範圍第1項所述之處理系統和如申請專利範圍第15項所述之操作處理系統的方法。附屬項提及本發明之較佳特徵結構。
根據本發明，用於處理基板的處理系統包含：腔室配置，包括至少一用於處理基板的第一處理腔室、用於處理基板的第二處理腔室及/或移送室；至少一把基板鎖在腔室配置裡面及/或把基板鎖在腔室配置外面的鎖定室；第一實質線性運輸路徑，用以將基板從鎖定室運送到第一處理腔室、以及第二運輸路徑，用以將基板運送通過腔室配置。第二運輸路徑可側向偏離第一運輸路徑並鄰接第一運輸路徑。第一處理腔室、第二處理腔室和移送室的至少其一包含用以將基板從第一運輸路徑傳送到第二運輸路徑及/或從第二運輸路徑傳送到第一運輸路徑的裝置。用以傳送基板的裝置包括至少一第一引導區段和第二引導區段的組合物，其中第一引導區段配置平行第二引導區段。
處理系統例如為塗佈系統，用以沉積一或多層至基板。可利用或不利用承載台運送基板通過系統以進行處理。本發明之塗佈系統具有二實質線性運輸路徑。線性運輸路徑是指沿線路徑，其上可運送基板、基板承載台(特別是裝上基板的基板承載台)，且不需旋轉基板/承載台來改變基板/承載台的側向位置、或側向移開基板/承載台。另一方面，線性路徑可包括偏離直線的運輸路徑方向。鎖定室、第一處理腔室和第二處理腔室彼此可沿線配置。
第一運輸路徑和第二運輸路徑可平行配置。第一運輸路徑和第二運輸路徑從鎖定室內延伸至第一處理腔室。其為實質線性路徑。本發明之一特徵在於第一運輸路徑和第二運輸路徑為側向偏移。其不相交、亦不由如旋轉模組連接。基板只得利用平移在運輸路徑間運送。換言之，待塗佈之基板表面一直調整在沿線系統的同一側。故處理工具相對第一運輸路徑和第二運輸路徑配置在同一側。
第一運輸路徑和第二運輸路徑構成雙路徑或雙軌。雙軌從組合式鎖進/閉鎖室延伸至處理腔室，其例如為塗佈室，用以沉積TFT裝置的鍩(No)層。
鎖定室為組合式鎖進/閉鎖室。鎖定室為雙軌裝載/卸載鎖定模組。基板可從塗佈/處理腔室配置和用於裝載塗佈基板的裝載站(如迴轉站)送入裝載鎖定室。裝載鎖定室可經抽空及排氣。例如，基板從塗佈/處理腔室配置送入裝載鎖定室前，抽空鎖進/閉鎖室。基板從用於裝載基板的裝載站送入裝載鎖定室前，使鎖進/閉鎖室排氣。當基板從裝載鎖定室送入塗佈/處理腔室配置和用於裝載基板的裝載站時亦然。
鎖進/閉鎖室/模組可為雙軌模組、三軌模組或多軌模組，其提供放入腔室內的基板二、三或多個位置。其可為緩衝室及/或鎖定室，且可利用真空系統抽空。
第一處理腔室、第二處理腔室和移送室的至少其一包含用以將基板從第一運輸路徑傳送到第二運輸路徑及/或從第二運輸路徑傳送到第一運輸路徑的裝置。裝置包含滾子驅動、齒輪驅動、水力或氣力驅動等。傳送動作可為垂直或水平移動。其為平移，且基板/承載台不需任何旋轉。
用以傳送基板的裝置包括用以將基板從第一運輸路徑側向移到第二運輸路徑及/或從第二運輸路徑側向移到第一運輸路徑的傳送裝置。傳送裝置例如包括吊具。處理腔室及/或鎖定室及/或移送室可包含傳送裝置。如此可免除使用複雜又昂貴的旋轉模組。從組合式鎖進/閉鎖室運送基板/承載台通過系統及回到組合式鎖進/閉鎖室的整個過程期間，基板/承載台的對準保持不變。
用以傳送基板的裝置包括將引導區段從第一運輸路徑側向移到第二運輸路徑及/或從第二運輸路徑側向移到第一運輸路徑的傳送裝置。意即引導區段配置在第一運輸路徑或第二運輸路徑，以完成第一運輸路徑與第二運輸路徑之一。引導區段為可側向移開的軌條區段。區段配置在腔室之一。用以傳送基板的裝置用來將基板、基板承載台及/或軌條區段從第一運輸路徑移動到第二運輸路徑。
較佳地，用以傳送基板的裝置包括至少一第一引導區段和第二引導區段的組合物，其中第一引導區段配置平行第二引導區段且相隔相當於第一運輸路徑與第二運輸路徑的間距、以及傳送裝置，用以側向移開組合物而將基板從第一運輸路徑移動到第二運輸路徑，或反向移動。組合物配置成至少二平行運輸區段，其一位於第一運輸路徑或第二運輸路徑，另一位於第二運輸路徑、第一運輸路徑或第三位置。軌條區段之一可沿著第一運輸路徑移動，另一節可沿著第二運輸路徑移動。組合物可為具二平行配置之軌節的雙軌節。在本發明之實施例中，雙軌節可側向移動，尤其可橫切及/或朝垂直運輸路徑的方向移動。
在本發明之一較佳實施例中，腔室配置包含沿線耦接第一處理腔室的第二處理腔室，其中第一實質線性運輸路徑從第一處理腔室延伸至第二處理腔室，用以將基板從第一處理腔室運送到第二處理腔室、或從第二處理腔室運送到第一處理腔室，第二實質線性運輸路徑從第一處理腔室延伸至第二處理腔室，用以將基板從第二處理腔室運送到第一處理腔室、或從第一處理腔室運送到第二處理腔室。
第一處理腔室例如為鉬(Mo)塗佈站，第二處理腔室例如為鋁(Al)塗佈站。第一處理腔室與第二處理腔室間有一或多個其他處理腔室、緩衝室、移送室等。但第一運輸路徑和第二運輸路徑均線性延伸通過這些中間腔室。
在本發明之一較佳實施例中，第一實質線性運輸路徑從第二處理腔室延伸至移送室，用以將基板從第二處理腔室運送到移送室、或從移送室運送到第二處理腔室，第二實質線性運輸路徑從移送室延伸至第二處理腔室，用以將基板從移送室運送到第二處理腔室、或從第二處理腔室運送到移送室。在此構造中，移送室可配置在第一處理腔室與第二處理腔室之間、或耦接避開第一處理腔室側邊的第二處理腔室。
較佳地，第一實質線性運輸路徑從第一處理腔室延伸至移送室，用以將基板從第一處理腔室運送到移送室、或從移送室運送到第一處理腔室，第二實質線性運輸路徑從移送室延伸至第一處理腔室，用以將基板從移送室運送到第一處理腔室、或從第一處理腔室運送到移送室。在此構造中，移送室可耦接避開鎖定室側邊的第一處理腔室，且若有第二處理腔室，則可配置在第一處理腔室與第二處理腔室之間。
較佳地，用以傳送基板的裝置包括第三引導區段，其配置平行第一引導區段和第二引導區段。
至少鎖定室及/或第一處理腔室包含第一三軌模組，具有至少三個互相鄰接的軌節，其中三軌模組可相對第一運輸路徑和第二運輸路徑側向移動，以至少移動位於至少對齊第一運輸路徑與對齊第二運輸路徑間之三軌模組的第二軌節。
換言之，三軌模組的第一軌節和第二軌節對齊第一運輸路徑，三軌模組的第一軌節和第二軌節對齊第二運輸路徑，三軌模組的第三軌節對齊第一運輸路徑和第二運輸路徑的至少其一。
提供可與第一軌節和第二軌節一起側向移動的第三軌節有助於同時及同步交換二腔室間的二基板。此乃因不同於具二軌節之雙軌模組將基板從第一運輸路徑側向傳送到第二運輸路(或反向)，根據本發明之三軌模組能確保控制三軌模組的側向移動，以於處理系統之腔室配置的沿線部分間同時交換基板，進而提高系統效率。
同時，根據本發明設在處理系統之腔室的之三軌模組為具運輸系統的運輸模組，用以沿著第一和第二運輸路徑運送基板而至腔室、通過腔室及離開腔室。第一基板(其通常放在運送通過腔室配置的基板承載台)可在第一、第二或第三軌節上沿著第一運輸路徑或第二運輸路徑移動，而第二基板(其通常亦放在運送通過腔室配置的基板承載台)可在另一第一、第二或第三軌節上沿著另一第一運輸路徑或第二運輸路徑並獨立於第一基板移動。
較佳地，第一軌節可相對第一運輸路徑和第二運輸路徑側向移動，以至少移動位於至少對齊第一運輸路徑之三軌模組的第一軌節，及/或三軌模組的第三軌節可相對第一運輸路徑和第二運輸路徑側向移動，以移動位於至少對齊第一運輸路徑或第二運輸路徑之三軌模組的第三軌節。
特別地，鎖定室和第一處理腔室為沿線配置。鎖定室及/或第一處理腔室包含具三軌節的三軌模組。
根據本發明之第一運輸路徑和第二運輸路徑彼此為鄰接配置，特別是互相平行，且延伸通過腔室配置。換言之，特殊基板可從腔室配置外運送通過第一運輸路徑、第二運輸路徑或順著部分第一運輸路徑與第二運輸路徑之途徑上的腔室配置。
三軌模組的至少三軌節包含三個個別驅動的軌節。因此，第一基板和第二基板可同時在特殊腔室內各自沿著第一運輸路徑和第二運輸路徑移動。三軌模組的移動方式可使第一軌節和第二軌節分別位於第一運輸路徑和第二運輸路徑。第三軌節至少在第一運輸路徑或第二運輸路徑上移動。
根據僅設二運輸軌節之雙軌模組之傳統系統的系統分析，每隔一次循環才能同時交換第一處理腔室和第二處理腔室。系統分析顯示，只提供雙路徑系統雙軌佈局時，無法在每次完成處理循環後同時交換二腔室的基板。
較佳地，第一三軌模組的軌節裝設成個別驅動，以沿著第一運輸路徑或第二運輸路徑個別移動二個不同的基板。如此可同時交換二相鄰設置之腔室的基板。每次驅動能沿著第一運輸路徑及/或第二運輸路徑往前或往後運送基板。
在本發明之一較佳實施例中，鎖定室和第一處理腔室各自包含三軌模組，即分別為第一三軌模組和第二三軌模組。
較佳地，腔室配置包含至少一第二處理腔室，其與鎖定室及/或第一處理腔室呈沿線配置。特別地，第二處理腔室連接第一處理腔室，且第一處理腔室連接鎖定室而構成沿線配置，包括鎖定室、第一處理腔室和第二處理腔室。腔室配置可包括至少一第三處理腔室，其沿線耦接第一處理腔室及/或第二處理腔室。
在本發明之一較佳實施例中，第二處理腔室包含雙軌模組，具有至少二個別驅動且平行配置的軌節，其中雙軌模組可相對第一運輸路徑和第二運輸路徑側向移動，使雙軌模組的至少第二軌節對齊第一運輸路徑和第二運輸路徑。
另外，塗佈系統可連接供給模組，用以將基板送入腔室配置及接收來自腔室配置的基板。供給模組連接腔室配置的鎖定室。供給模組包含單軌節，其可在第一運輸路徑與第二運輸路徑間側向移動，或者其包含沿著第一運輸路徑固定設置的第一軌節和沿著第二運輸路徑固定設置的第二軌節。供給模組可包含迴轉模組。
較佳地，雙軌模組及/或三軌模組分別包含彼此固定設置的二軌節和三軌節。固定設置代表各軌節總是相隔一定距離。達成方式為適當控制軌節的移動、軌節間的連接等。
在本發明之另一較佳實施例中，雙軌模組之二軌節間的側向距離及/或三軌模組之相鄰軌節間的側向距離相當於第一運輸路徑與第二運輸路徑間的側向距離。
較佳地，第一運輸路徑和第二運輸路徑乃配置互相平行及/或實質線性延伸通過腔室配置。線性配置是指第一運輸路徑和第二運輸路徑不相交。藉由側向移動雙軌模組或三軌模組，可在第一運輸路徑與第二運輸路徑間傳送基板(承載台)。
在本發明之又一較佳實施例中，第一處理腔室及/或第二處理腔室包含處理工具，用以處理放在處理位置的基板。處理基板實質上包括沉積塗層至基板表面。在不同處理腔室中處理通常表示沉積不同塗層至基板頂部，以於基板表面形成層堆疊結構。故處理腔室可包含塗佈工具，設在處理腔室的至少一側。塗佈方法可為任何化學氣相沉積(CVD)法、物理氣相沈積(PVD)法(如濺射)、蒸鍍法等。塗佈工具通常配置在腔室沿線配置的特殊側邊，以提供塗層於基板一側，又不需在腔室配置中旋轉基板。基板沿著第一運輸路徑和第二運輸路徑移動，且相對於第一運輸路徑及/或第二運輸路徑，基板的第一表面面對第一側邊，基板的第二表面面對第二側邊。
較佳地，第一處理腔室及/或第二處理腔室的基板處理位置鄰接第一運輸路徑。
特別地，用以傳送基板的裝置包括傳送裝置，用以側向移開組合物而將基板從第一運輸路徑移動到第二運輸路徑，或反向移動。
較佳地，第一引導區段、第二引導區段及/或第三引導區段的配置間距相當於第一運輸路徑與第二運輸路徑間的距離。
第一處理腔室、第二處理腔室及/或移送室為沿線耦接。
處理系統包含運輸系統，用以沿著第一運輸路徑和第二運輸路徑運送基板。沿著運輸路徑運送時，基板由基板承載台支撐。基板可裝在基板承載台。在另一實施例中，基板不使用承載台通過塗佈系統，例如利用氣墊運輸系統。運輸系統用來沿著運輸路徑而至少於鎖定室、第一塗佈室、第二塗佈室及/或移送室間運送基板及/或基板承載台。運輸系統可整合雙軌模組和三軌模組。例如，運輸系統包含分別沿著雙軌模組和三軌模組之軌節設置的驅動滾子。驅動滾子(如承載台驅動滾子)可相對第一運輸路徑和第二運輸路徑側向移動。承載基板的基板/基板承載台依序運送通過塗佈系統。
運輸系統包含至少一導件，用以沿著第一運輸路徑及/或第二運輸路徑引導基板。「基板」在此代表基板及/或基板承載台。導件包含軌條(通常設在腔室底部及/或頂部；倘若運送基板通過處理系統期間乃垂直對準或至少傾斜)。導件包含磁性引導系統，其通常設在垂直對準基板的頂部。然任何其他運輸系統當可用於本發明。另外，基板可以任何對準方式運送。
在本發明之一較佳實施例中，運輸系統包含沿著第一運輸路徑引導基板的第一導件和沿著第二運輸路徑引導基板的第二導件。
在本發明之一較佳實施例中，第一處理腔室及/或第二處理腔室包括處理工具，其配置在第一運輸路徑旁的各處理腔室。如此配置可使沿著第一運輸路徑和第二運輸路徑移動之基板的第一表面總是對準朝向處理工具，不論其是沿著第一運輸路徑或第二運輸路徑移動。在此配置下，處理/塗佈工具設在沿線配置一側且僅只一側。基板/承載台在腔室配置內移動時從不旋轉。因此不需在沿線配置的另一側提供處理/塗佈工具。
較佳地，雙軌模組和三軌模組的軌節裝設成個別驅動，以沿著第一運輸路徑或第二運輸路徑個別移動二個不同的基板。
在本發明之一較佳實施例中，鎖定室包含第一三軌模組，第一處理腔室包含第二三軌模組，第二處理腔室包含雙軌模組。
較佳地，第一引導區段和第二引導區段的組合物構成雙軌模組，第一引導區段、第二引導區段和第三引導區段的組合物構成三軌模組。
雙軌模組及/或三軌模組分別包含彼此固定設置的二軌節和三軌節。
雙軌模組及/或三軌模組的軌節經個別驅動，以沿著第一運輸路徑往第一方向移動第一基板及沿著第二運輸路徑往第二方向移動第二基板。第一方向和第二方向可相同或不同。
根據本發明，操作上述處理系統的方法包含下列步驟：(a)沿著第一運輸路徑將第一基板從鎖定室運送到第一處理腔室，及沉積第一層至第一基板上；(b)將第一基板從第一運輸路徑側向傳送到第二運輸路徑；以及(c)沿著第二運輸路徑將第一基板運送到鎖定室，其中方法包含在方法步驟(c)期間，沿著第一運輸路徑將第二基板從鎖定室運送到第一處理腔室。
根據本發明之處理基板的方法包含下列步驟：(a)提供上述塗佈系統；(b)在第一處理腔室中，沉積第一層至第一基板上；以及(c)在第二處理腔室中，沉積第二層至基板上。
在本發明之一較佳實施例中，方法更包含步驟(d)在第一處理腔室中，沉積第三層至基板上。
較佳地，基板/承載台依序送入鎖定室、第一處理腔室、第二處理腔室、第一處理腔室和鎖定室。
特別地，處理期間，一直有至少三基板放在腔室配置內。
在全製程中，基板的第一表面指向沿線配置的同一側。
方法包括將處理之第一基板從第一運輸路徑傳送到第二運輸路徑至少一次，使第二基板得以沿著第一運輸路徑經過第一基板。腔室配置包括至少一移送室，用以將基板從第一運輸路徑傳送到第二運輸路徑，或反向傳送。
在上述構造中，另一製程概述如下。第一基板經由鎖進/閉鎖模組鎖在塗佈系統內。隨後在第一處理腔室中處理基板以得到第一層，例如Mo1層。接著在將基板送入第二處理腔室以獲得第二層(例如Al層)，再將基板送回第一處理腔室而於第二層頂部形成第三層，如Mo2層。第二層遠比第一層和第三層厚。故在處理基板時，第一處理腔室使用兩次，第二處理腔室使用一次。Al塗佈製程後，來自第一腔室的第二基板經過第一基板並獲得Al層(第二層)，第一基板則在第一腔室中獲得Mo2層。
連續反覆進行上述方法。基板相繼通過處理站。
上述腔室配置和方法特別適合第一層製程時間需較短且第二層製程時間需較長的製程。在第一處理腔室中，在第二層上沉積如相同材料的第一塗層般短製程時間的第三層。
系統分析顯示，上述構造和方法提供了最佳化製程、極佳的產量和腔室利用率。另外，在此構造中，可同時運送許多基板通過腔室配置。利用上述三軌模組可減少處理腔室數量。
利用本發明，塗佈系統可達高產量，且不需使用複雜的結構及設置複雜的旋轉模組。另外，可縮減塗佈系統配置所需的安裝空間。
上述具雙軌模組和三軌模組的構造可應用到多種不同的處理/搬運模組配置佈局。上述特徵結構可以任何方式組合。
第1圖繪示根據本發明之塗佈系統1的第一實施例。系統1包含包括迴轉模組的基板送進與接收站(如迴轉站)2，其在大氣壓下操作以將基板送入腔室配置及/或以接收來自腔室配置且於塗佈系統1處理的基板。
本發明之第一實施例對應之腔室配置包含鎖定室3和第一塗佈室4。鎖定室3裝配成組合式鎖進/閉鎖室。第一塗佈室4配設塗佈工具4a，用以沉積膜層至基板上。
由鎖定室3和第一塗佈室4組成的腔室配置具有第一實質線性運輸路徑T1(以虛線表示)和第二實質線性運輸路徑T2(以虛線表示)。第一運輸路徑T1和第二運輸路徑T2乃平行設置且不相交。路徑T1、T2配置構成雙軌。
系統1包括運輸系統，其依箭頭指示，沿著第一運輸路徑T1及/或第二運輸路徑T2將基板移動通過腔室3、4之配置。特別地，基板沿著第一路徑T1從迴轉站2送入鎖定室3、然後沿著第一路徑T1進入第一塗佈室4。處於此第一位置時，塗佈工具4a啟動來沉積材料層至基板。隨後，利用第一位移裝置(以雙箭頭表示)，將基板送入第一塗佈室4的第二位置。第二位置位於第二運輸路徑T2。接著，將基板送回鎖定室3並利用第二位移裝置(以雙箭頭表示)送進鎖定室3的第三位置、然後送入迴轉站2。第三位置位於第一運輸路徑T1。
一旦將基板送入第二運輸路徑T2上的位置，第二基板即進入腔室3、4之配置，特別是進入塗佈室4處理。此程序可持續反覆進行，以連續送進基板通過系統1。
腔室3及/或4包含傳送裝置，以藉由側向移動而將基板/承載台從第一運輸路徑T1傳送到第二運輸路徑T2、及/或從第二路徑T2傳送到第一路徑T1。
傳送裝置包含致動器，其於第一路徑T1與第二路徑T2間移動設在腔室3或4的單軌節(如軌條區段)。或者，傳送裝置包含雙軌節(雙軌條區段)，其裝配成二分離軌節之組合物而分別構成一部分的第一路徑T1和第二路徑T2。組合物可側向移動，使對應第一運輸路徑T1的軌節沿著第二運輸路徑T2移動。在本發明之另一實施例中，傳送裝置包含吊具，用以抬起第一運輸路徑T1上的基板並側向移到第二運輸路徑T2上的位置。本發明不侷限於特殊傳送裝置。
第2圖揭露本發明之第二實施例，其中相同的元件符號代表與第一實施例相仿的元件。
根據第二實施例之系統1包含緩衝室5，其設在鎖定室3與第一塗佈室4之間。另外，其包含移送室6和第二塗佈室7，塗佈室7具有第二塗佈工具7a，用以沉積第二層至基板上。移送室6和第二塗佈室7與鎖定室3、緩衝室5和第一塗佈室4一起構成線性腔室配置。由圖可看出，第一塗佈工具4a和第二塗佈工具7a均設在系統1沿著第一運輸路徑T1沿線配置的同一側。
操作系統1的方法包括沿著第一運輸路徑T1將第一基板從鎖定室3送入緩衝室5和第一塗佈室4，其中第一材料層沉積在第一基板的第一表面。接著將第一基板送入移送室6和第二塗佈室7。在第二塗佈室7中，第二材料層沉積在第一材料層頂部。隨後，將基板送回移送室6。在移送室6中，利用上述傳送裝置，將第一基板從第一運輸路徑T1上的位置傳送到第二運輸路徑T2上的位置。此以移送室6內的雙箭頭表示。然後，移送室6接收來自第一塗佈室4的第二基板並沿著第一運輸路徑T1送入第二塗佈室7。接著，將第一基板從第二運輸路徑T2上的位置送回第一運輸路徑T1上的位置並進入第一塗佈室4。在第一塗佈室4中，第一基板得到第三材料層形成於第一材料層和第二材料層頂部。隨後，將基板送入緩衝室5，其中基板傳送到第二運輸路徑T2上的位置，以讓第三基板沿著第一運輸路徑T1進入第一塗佈室4。第一基板經由鎖定室3且沿著第二運輸路徑T2離開處理系統1。持續反覆進行第一、第二和第三基板的程序以提供連續製程。
第3圖繪示根據本發明之塗佈系統1的第三實施例。在用於沉積二膜層至基板的操作模式下，第一基板經由鎖定室3且沿著第一運輸路徑T1送入第一塗佈室4。在第一塗佈室4中，第一層沉積在第一基板的表面。接著將第一基板送入第二塗佈室7，以沉積第二層至第一層頂部。隨後將第一基板送入第二運輸路徑T2上的位置，以建立空間供第二基板沿著第一運輸路徑T1進入第二塗佈室7。經由第一處理腔室4和鎖定室3且沿著第二運輸路徑T2送回第一基板。在鎖定室3中，將第一基板從第二運輸路徑T2上的位置運送到第一運輸路徑T1上的位置，以離開腔室配置而抵迴轉站2。
第4圖繪示同樣的腔室配置。但於另一操作模式，三膜層沉積至基板表面。第一基板經由鎖定室3送入第一塗佈室4，以沉積第一塗層至第一基板的第一表面。接著將第一基板送入第二塗佈室7，以沉積第二層至第一層頂部。隨後將基板送入第二運輸路徑T2上的位置，以建立空間供第二基板沿著第一運輸路徑T1進入第二塗佈室7。然後將第一基板從第二運輸路徑T2上的位置送回第一運輸路徑T1上的位置並送回第一處理腔室4。第一基板處於此位置時，第三層沉積在第二層頂部。接著將第一基板從第一運輸路徑T1上的位置送回第二運輸路徑T2上的位置，以建立空間供第三基板沿著第一運輸路徑T1進入第一塗佈室4。將第一基板送回鎖定室3且側向移到第一運輸路徑T1，以離開腔室配置而抵迴轉站2。第二基板、第三基板等接在第一基板後送入，以讓基板相繼通過系統1。
比較本發明第3及4圖之第三實施例和第5圖之第四實施例。系統1包含耦接第二處理腔室7的附加移送室6而構成沿線配置的鎖定室3、第一處理腔室4、第二處理腔室7和移送室6。
在用於沉積二膜層至基板表面的操作模式下，沿著第一運輸路徑T1運送第一基板，以分別於第一處理腔室4和第二處理腔室7中獲得第一材料層和第二材料層。隨後在移送室6中，第一基板從第一運輸路徑T1上的位置運送到第二運輸路徑T2上的位置。第二基板接在第一基板後沿著第一運輸路徑T1進入移送室6。沿著第二運輸路徑T2將第一基板送回鎖定室3，然後傳送到第一運輸路徑T1上的位置，以經由迴轉站2離開系統。
第6圖繪示根據本發明第五實施例之塗佈系統1的腔室配置。除了第四實施例外，系統1還包括具第三處理工具8a的第三處理腔室8。第三處理腔室8設在第二處理腔室7與移送室6之間。故基板可沿著第一運輸路徑T1通過系統1，進而獲得三材料層。在移送室6中，基板從第一運輸路徑T1傳送到第二運輸路徑T2而沿著第二運輸路徑行進回到鎖定室3，其中基板在離開系統1前，先傳送回第一運輸路徑T1。
根據第7圖之系統1是由二獨立分部1a、1b組成，其分別具有第一運輸路徑T1a、T1b和第二運輸路徑T2a、T2b。
每一分部包含沿線配置的迴轉站2、鎖定室3、第一處理腔室4、移送室6和第二處理腔室7。分部1a、1b是以提供二膜層或三膜層至基板的方法操作。
在二膜層操作模式下，形成第一材料層和第二材料層後，第一基板從第一運輸路徑T1a、T1b上的位置運送到第二運輸路徑T2a、T2b上的位置。接著分別沿著第二運輸路徑T2a、T2b送回第一基板，並接在第一基板後沿著第一運輸路徑T1傳送第二基板。
在三膜層操作模式下，第二基板於移送室6內經過第一基板。隨後將第一基板送回第一運輸路徑T1a、T1b及送入第一塗佈室4，以沉積第三材料層至第二材料層頂部。接著將基板傳送到第一塗佈室4內的第二運輸路徑T2a、T2b，以經由鎖定室3和迴轉站2離開系統1。同時，第三基板沿著第一運輸路徑T1進入第一處理腔室4。
沉積層堆疊結構至基板的典型應用(僅舉例說明)包括沉積厚度400埃之第一Mo層至基板上、沉積厚度3500埃之Al層至第一層頂部、以及沉積厚度700埃之第三Mo層至第二層頂部。第三層可由第一塗佈室4或第三塗佈室8沉積而得。
其他腔室構造亦不脫離本發明之概念，其包括設置至少二運輸路徑T1、T2延伸穿過至少貫穿鎖定室3和第一處理腔室4的完整沿線配置。利用此系統構造可提供不同的操作模式，進而提高塗佈系統1的效率。使用雙軌系統1的另一優點在於減少排氣/抽空步驟的數量，因而增加抽空製程可用的時間。此乃因裝載第一基板及卸載第二基板時，只需排氣及抽空裝載/卸載鎖定室3一次。
第8圖繪示根據本發明一實施例之塗佈系統1。塗佈系統1包含鎖定室20、第一處理腔室30和第二處理腔室40。迴轉模組50連接鎖定室20，用以將通常放在基板承載台的基板60a、60b、60c送入塗佈系統1，及在塗佈循環後，接收來自塗佈系統1的處理基板60a、60b、60c。
迴轉模組50、鎖定室20、第一處理腔室30和第二處理腔室40裝設成沿線模組配置。配置包含第一運輸路徑T1和第二運輸路徑T2，其延伸穿過系統並讓基板運送通過第一運輸路徑T1、第二運輸路徑T2或順著部分第一運輸路徑T1與第二運輸路徑T2之途徑上的系統。
鎖定室20包含三軌模組21，其包含第一軌節22a、第二軌節22b和第三軌節22c。軌節22a、22b、22c連接傳送系統23，用以側向移動軌節22a、22b、22c。側向移動軌節22a、22b、22c能將任一軌節22a、22b、22c上的基板承載台定位沿著第一運輸路徑T1或第二運輸路徑T2的位置。換言之，第一軌節22a、第二軌節22b和第三軌節22c的至少其一可對齊第一運輸路徑T1或第二運輸路徑T2。特別地，至少第二軌節22b對齊第一運輸路徑T1或第二運輸路徑T2。
第一處理腔室30包含具塗佈工具32的塗佈裝置31，例如旋轉濺射陰極。處理腔室30的塗佈裝置31設在第一運輸路徑T1側邊。
另外，第一處理腔室30包含具第一軌節34a、第二軌節34b和第三軌節34c的第一三軌模組33。傳送系統35側向傳送軌節34a、34b、34c。至少第二軌節34b對齊第一運輸路徑T1或第二運輸路徑T2，且第三軌節34c對齊第一運輸路徑T1或第二運輸路徑T2。軌節34a、34b、34c也可位於塗佈位置36，其中基板60a面對塗佈裝置31和塗佈工具32，以沉積塗層至基板60a。
第二處理腔室40包含具塗佈工具42的塗佈裝置41，例如旋轉濺射陰極。第二處理腔室40沉積的塗層不同於第一處理腔室30沉積的塗層。特別地，在塗佈系統1中，第一處理腔室30沉積膜層的製程時間遠比第二處理腔室40沉積沉積膜層的製程時間短。因此，第二處理腔室40的塗佈工具42通常不同於第一處理腔室30的塗佈工具32，以於基板60上形成不同材料層。第二處理腔室40的塗佈裝置41設在第一運輸路徑T1側邊。
第二處理腔室40包含具第一軌節44a和第二軌節44b的雙軌模組43。至少第二軌節44b對齊第一運輸路徑T1、第二運輸路徑T2或位於塗佈位置46，其中基板60b面對塗佈裝置41。至少第一軌節44a位於第一運輸路徑T1上或位於塗佈位置46。
迴轉模組50包含單軌節51，其可在第一運輸路徑T1與第二運輸路徑T2間移動，以將基板60d送入塗佈系統1或接收來自塗佈系統1的基板。
需強調本發明不限於此特殊的鎖定室和處理腔室構造，其當可採用沿線配置之鎖定室、緩衝室、移送室和一定數量的處理腔室。
第9A-9J圖繪示第8圖塗佈系統1於完整的塗佈循環期間處理基板60a-60e的方法步驟。
在第一處理步驟01中(第9A圖)，第一基板60a放在第一處理腔室30內且位於第一運輸路徑T1上之第一處理腔室30之三軌模組33的第一軌節34a。第二基板60b位於第二運輸路徑T2上之第二處理腔室40之雙軌模組43的第二軌節44b。第三基板60c放在第二運輸路徑T2上之鎖定室20之三軌模組21的第二軌節22b。
在處理步驟02中(第9B圖)，將第一基板60a傳送到塗佈位置36，以沉積塗層至第一基板60a。此塗層為第三塗層，因第一基板60a已先塗覆第一塗層和第二塗層。第二基板60b亦位於第二塗佈室40的塗佈位置46，以沉積膜層至第二基板60b。第二基板60b上的沉積層為第二層，因第二基板60b已先塗覆第一層。第三基板60c仍留在處理步驟01時的位置。
在處理步驟03中(第9C圖)，完成塗佈製程後，第一基板60a已送回第一運輸路徑T1上的位置。接著其運送到鎖定室之三軌模組21的第一軌節22a，同時將第三基板60c運送到第一處理腔室30之三軌模組33的第二軌節34b。換言之，基板60a、60c同時更換了腔室。第二基板60b仍留在第二處理腔室40中處理。
在處理步驟04中(第9D圖)，放滿鎖定室20後，沿著第二運輸路徑T2將處理步驟03中置於迴轉模組50的第四基板60d運送到鎖定室20之三軌模組的第二軌節22b。將第三基板60c運送到第一處理腔室30的塗佈位置36，以沉積第一塗層至第三基板60c。故第一處理腔室30之三軌模組33的軌節朝塗佈裝置31移動，直到第二軌節34b進入塗佈位置36。第二基板60b仍留在第二處理腔室40中處理。
在處理步驟05中(第9E圖)，第一基板60a從塗佈系統1移到迴轉模組50，第四基板60d仍留在第二運輸路徑T2上之鎖定室20之三軌模組21的第二軌節22b。第二處理腔室40終止塗佈製程後，第二基板60b沿著第二運輸路徑T2移動並運送到第一處理腔室30之三軌模組33的第三軌節34c。同時，第三基板60c已沿著第一運輸路徑T1從軌模組33的第二軌節34b運送到雙軌模組43的第一軌節44a。基板60b、60c同時更換了腔室。
在處理步驟06中(第9F圖)，將放在第一處理腔室30之三軌模組33之第三軌節34c上的第二基板60b傳送到塗佈位置36，以沉積第三層至基板60b。如此，第一處理腔室30之三軌模組33的軌節34a、34b、34c可朝塗佈裝置31側向移動。另外，藉由側向移動第二處理腔室40之雙軌模組43的軌節44a、44b，而將放在第二處理腔室40之雙軌模組43之第一軌節44a上的第三基板60c傳送到塗佈位置46，以沉積第二塗層至第三基板60c。鎖定室20內第四基板60d的位置仍保持不變，同時抽空鎖定室20。
在處理步驟07中(第9G圖)，第二基板60b沿著第二運輸路徑T2離開第三軌節34c之塗佈位置36，並從第一處理腔室30運送到鎖定室20。同時，第四基板60d從鎖定室之三軌模組21的第二軌節22b運送到第一處理腔室30之三軌模組33的第二軌節34b。處理步驟07期間，第三基板60c仍留在第二處理腔室40的塗佈位置46，以沉積第二塗層至基板60c。
在處理步驟08中(第9H圖)，第二基板60b仍留在其位置時，沿著第一運輸路徑T1將處理步驟07中置於迴轉模組的第五基板60e運送到鎖定室20之三軌模組21的第二軌節22b。將置於第一處理腔室30之三軌模組33之第二軌節34b上的第四基板60d送入塗佈位置36，以沉積第一塗層至第四基板60d。在第二處理腔室40中，繼續進行塗佈製程處理第二處理腔室40內的第三基板60c。
在處理步驟09中(第9I圖)，第二基板60b從塗佈系統1移到迴轉模組50，第五基板60e仍留在第一運輸路徑T1上的鎖定室20內。另外，第四基板60d沿著第二運輸路徑T2傳送到第一處理腔室30，第三基板60c沿著第一運輸路徑T1傳送到第二處理腔室40。隨後將第三基板60c運送到第一處理腔室30之三軌模組33的第一軌節34a，同時將第四基板60d運送到第二處理腔室40之雙軌模組43的第二軌節44b。換言之，基板60c、60d同時在第一處理腔室30與第二處理腔室40間交換。
在處理步驟10中(第9J圖)，藉由側向移動鎖定室20的三軌模組21，而將第五基板60e從第一運輸路徑T1上的位置移到第二運輸路徑T2上的位置。另外，將放在第一處理腔室30之三軌模組33之第一軌節34a上的第三基板60c移到塗佈位置36，以沉積第三塗層至第三基板60c。將放在第二處理腔室40之雙軌模組43之第二軌節44b上的第四基板60d側向移到塗佈位置46，以沉積第二層至第四基板60d。
處理步驟10對應處理步驟02的情況。因此，處理步驟11對應處理步驟03，除了基板數量為n+2、而非n(如基板3取代基板1)。由於塗佈循環的任何時候，一直有至少三基板放在系統內，且可同時交換鎖定室20、第一處理腔室30與第二處理腔室40間的基板，因而提高系統產量。
系統分析顯示，以雙軌模組代替三軌模組設於鎖定室20和第一處理腔室30，會面臨塗佈循環喪失搬運時間的情況，此乃因如此將沒有軌節可供基板進入特殊腔室。
處理複數個基板的處理循環期間，設置三軌模組有助於同時交換相鄰腔室間的基板，並能縮短搬運時間及提高產量。第10圖繪示設在處理腔室30之三軌模組33的截面。
處理腔室30包含真空室38和具塗佈工具32的塗佈裝置31，例如旋轉濺射陰極。
待塗佈之基板60放在基板承載台61。基板承載台61包含底部引導軌條62，其與三軌模組33的承載台驅動滾子34a、34b、34c互相作用。在頂部區域，承載台61與磁性導件37a、37b、37c互相作用，以保持基板60呈直立位置。
三軌模組33包含三軌節34a/37a、34b/37b、34c/37c，用以沿著第一運輸路徑T1或第二運輸路徑T2將基板運送通過塗佈室30。利用驅動器來旋轉承載台驅動滾子34a、34b、34c，可協助運送。
另外，透過傳送系統35之驅動，三軌模組33可相對運輸方向側向移動(以箭頭T表示)。故軌節34a/37a、34b/37b、34c/37c可對齊延伸穿過塗佈系統的第一運輸路徑T1及/或延伸穿過運輸系統的第二運輸路徑T2(T1和T2垂直方向T)。再者，各軌節34a/37a、34b/37b、34c/37c可移到塗佈位置36，以利用塗佈裝置31塗佈放在各軌節34a/37a、34b/37b、34c/37c上的基板60。
所示三軌模組33可設於雙軌塗佈系統的一或多個塗佈室，此有助於在處理循環的任何時候同時交換相鄰腔室間的基板。
01-09、10-11．．．步驟
1．．．系統
1a、1b．．．分部
2．．．站
3．．．鎖定(腔)室
4．．．塗佈室/處理腔室
4a、7a、8a．．．塗佈工具
5．．．緩衝室
6．．．移送室
7、8．．．塗佈室/處理腔室
20．．．鎖定室
21、23．．．三軌模組
22a-c、44a-b、51．．．軌節
23、35．．．傳送系統
30、40．．．塗佈室/處理腔室
31、41．．．塗佈裝置
32、42．．．塗佈工具
34a-c．．．軌節/滾子
36、46．．．塗佈位置
37a-c．．．導件/軌節
38．．．真空室
43．．．雙軌模組
50．．．迴轉模組
60、60a-e．．．基板
61．．．承載台
62．．．軌條
T．．．箭頭/方向
T1、T1a-b、T2、T2a-b．．．路徑
本發明之其他特徵和優點在參閱較佳實施例說明和所附圖式後，將變得更清楚易懂，其中：第1圖繪示根據本發明之處理系統的第一實施例；第2圖繪示根據本發明之處理系統的第二實施例；第3圖繪示根據本發明之處理系統的第三實施例，其處於第一操作模式；第4圖繪示第3圖的第三實施例處於第二操作模式；第5圖繪示根據本發明之處理系統的第四實施例；第6圖繪示根據本發明之處理系統的第五實施例；第7圖繪示根據本發明之處理系統的第六實施例；第8圖繪示根據本發明之塗佈系統的第一實施例；第9A-9J圖繪示第1圖系統處理基板的方法步驟；以及第10圖繪示根據本發明之三軌模組的截面。
1．．．系統
2．．．站
3．．．鎖定(腔)室
4．．．塗佈室/處理腔室
4a．．．塗佈工具
T1、T2．．．路徑

Claims (18)

  1. 一種用於處理一基板的處理系統(1)，該處理系統(1)包含：一腔室配置，包括：用於處理該基板的至少一第一處理腔室(4、30)、用於處理該基板的一第二處理腔室(7、40)及/或一移送室(6)；至少一把該基板鎖在該腔室配置裡面及/或把該基板鎖在該腔室配置外面的一鎖定室(3、20)；一第一運輸路徑(T1)，用以將該基板運送通過該腔室配置；以及一第二運輸路徑(T2)，用以將該基板運送通過該腔室配置，其中：該第二運輸路徑(T2)側向偏離該第一運輸路徑(T1)，其特徵在於，該第一處理腔室(4、30)包含用以將該基板從該第一運輸路徑(T1)傳送到該第二運輸路徑(T2)及/或從該第二運輸路徑(T2)傳送到該第一運輸路徑(T1)的一裝置，且用以傳送該基板的該裝置包括至少一第一引導區段和一第二引導區段的一組合物，其中該第一引導區段配置平行該第二引導區段，及其中該基板係利用平移(translational movement)而在該等運輸路徑間被運送。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之處理系統(1)，其特徵在 於，用以傳送該基板的該裝置包括一第三引導區段，配置平行該第一引導區段和該第二引導區段。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之處理系統(1)，其特徵在於，用以傳送該基板的該裝置包括一傳送裝置，用以側向移開該組合物而將一基板從該第一運輸路徑(T1)移動到該第二運輸路徑(T2)，或反向移動。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該第一引導區段、該第二引導區段及/或該第三引導區段的一配置間距相當於該第一運輸路徑(T1)與該第二運輸路徑(T2)間的一距離。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該第一處理腔室(4、30)、該第二處理腔室(7、40)及/或該移送室(6)為沿線耦接。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該處理系統(1)包含一運輸系統，用以沿著該第一運輸路 徑(T1)和該第二運輸路徑(T2)運送一基板。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該運輸系統包含至少一導件，用以沿著該第一運輸路徑(T1)及/或該第二運輸路徑(T2)引導一基板。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該運輸系統包含沿著該第一運輸路徑(T1)引導該基板的一第一導件和沿著該第二運輸路徑(T2)引導該基板的一第二導件。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該第一處理腔室(4、30)及/或該第二處理腔室(7、40)包括多個處理工具，分別配置在該第一運輸路徑(T1)旁的該些處理腔室。
  10. 如前述申請專利範圍任一項所述之處理系統(1)，其特徵在於，一第一引導區段和一第二引導區段的一組合物構成一雙軌模組(43)，一第一引導區段、一第二引導區段和一第三引導區段的一組合物構成一三軌模組(21、33)。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該雙軌模組和該三軌模組(21、33)的多個軌節(22a、22b、22c)裝設成個別驅動，以沿著該第一運輸路徑(T1)或該第二運輸路徑(T2)個別移動二個不同的基板。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該雙軌模組(43)及/或該三軌模組(21、33)分別包含彼此固定設置的二軌節(44a、44b)和三軌節(22a、22b、22c；34a、34b、34c)。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該鎖定室(20)包含一第一三軌模組(21)，該第一處理腔室(30)包含一第二三軌模組(33)，該第二處理腔室(40)包含一雙軌模組(43)。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之處理系統(1)，其特徵在於，該雙軌模組(43)及/或該三軌模組(21、33)的該些軌節經個別驅動，以沿著該第一運輸路徑(T1)往一第一方向移動一第一基板及沿著該第二運輸路徑(T2)往一第二方向 移動一第二基板。
  15. 一種操作如申請專利範圍第1項所述之處理系統(1)的方法，該方法包含下列步驟：(a)沿著該第一運輸路徑(T1)將一第一基板從該鎖定室(3)運送到該第一處理腔室(4)，及沉積一第一層至該第一基板上；(b)在該第一處理腔室中將該第一基板從該第一運輸路徑(T1)側向傳送到該第二運輸路徑(T2)；以及(c)沿著該第二運輸路徑(T2)將該第一基板運送到該鎖定室(3)，其特徵在於，該方法包含在該方法步驟(c)期間，沿著該第一運輸路徑(T1)將一第二基板從該鎖定室(3)運送到該第一處理腔室(4)。
  16. 一種用於處理一基板的處理系統，該處理系統包含：一腔室配置，包括：至少一用於處理該基板的第一處理腔室、用於處理該基板的一第二處理腔室及/或一移送室；至少一把該基板鎖在該腔室配置裡面及/或把該基板鎖在該腔室配置外面的鎖定室；一第一運輸路徑，用以將該基板運送通過該腔室配置；以及一第二運輸路徑，用以將該基板運送通過該腔室配置， 其中該第二運輸路徑側向偏離該第一運輸路徑，其中該第一處理腔室、該第二處理腔室和該移送室的至少其一包含用以將該基板從該第一運輸路徑傳送到該第二運輸路徑及/或從該第二運輸路徑傳送到該第一運輸路徑的一裝置，用以傳送該基板的該裝置包括至少一第一引導區段和一第二引導區段的一組合物，其中該第一引導區段配置平行該第二引導區段，及其中該基板係利用平移而在該等運輸路徑間被運送，其中用以傳送該基板的該裝置包括一第三引導區段，配置平行該第一引導區段和該第二引導區段，該處理系統還包含用於在該第一處理腔室及該第二處理腔室中處理基板的一或多個處理工具，其中該等處理工具設在該第一處理腔室及該第二處理腔室之沿線配置一側且僅只一側。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之處理系統，其中該第一處理腔室包含用以傳送該基板的該裝置。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之處理系統，其中該處理系統包含一運輸系統，用以沿著該第一運輸路徑和該第二運輸路徑運送基板。
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