TWI821430B - 真空處理設備及真空處理基板的方法 - Google Patents

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瑞士商艾維太克股份有限公司
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Abstract

為了進行真空處理，將基板(14)輸送至空心圓柱體(4)的內部空間，然後將其放置在保持板(28)上，並且將其朝基板支撐件(5a)抬起至基板支撐件(5a)上。基板支撐件(5a)的開口與空心圓柱體(4)的壁部中之開口(31)對準。藉由繞著空心圓柱體的軸線(A3)旋轉空心圓柱體，使基板(28)、基板支撐件(5a)及開口(31/33)在與處理站(22)對齊的位置上，在所述位置處對基板(14)進行真空處理。

Description

真空處理設備及真空處理基板的方法
本發明係有關於一種真空處理設備，其中多個基板保持裝置沿著真空罩中之旋轉軌跡圓錐體(包括圓柱體)的表面軌跡上之至少一個圓形軌跡配置。在真空罩處設置用於處理基板之至少一個真空處理站，並且基板保持裝置藉由相對於處理站繞著旋轉軌跡圓錐體(包括圓柱體)的圓形軌跡之軸線旋轉而通過處理站。基板被定位在基板保持裝置上，使得例如板狀基板的至少一個延伸表面沿著或平行於表面軌跡上的切線面延伸。
在基板沒有平面延伸表面而實際上是彎曲的情況下，所述「一個延伸表面」應理解為各自的基板沿其延伸的平面。
依據例如EP1717338，藉由基板搬運室中之基板搬運機將基板裝載至基板保持裝置上及從基板保持裝置卸載基板。搬運機適合於在基板的延伸表面沿著平行於圓柱體外之圓柱上的一切線面之第一平面的情況下從基板搬運室中之一位置並向基板搬運室中之所述位置傳送基板，在所述位置處基板在其延伸表面沿著平行於圓柱上之一切線面的第二平面之情況下延伸。
本發明的一個目的提供一種替代真空處理設備。
上述可藉由一種真空處理設備來實現，該設備包括： 一受控基板搬運機； 一基板真空處理室，其包括多個基板保持裝置，該多個基板保持裝置沿著具有圓錐軸線及圓錐角α之一旋轉軌跡圓錐體的一表面軌跡上之至少一個圓形軌跡配置，該圓錐角α在下列範圍內係有效的： 0°≤α≤60° 且適合於各自在至少一個延伸基板表面上的一中心法線垂直於該表面軌跡的情況下保持一基板，並且進一步包括至少一個真空處理站，其遠離該表面軌跡且與該至少一個圓形軌跡對準，該至少一個圓形軌跡係在垂直於該圓錐軸線的一第一平面中之該表面軌跡上的圓圈。
該多個基板保持裝置通常與該至少一個真空處理站可彼此相對地繞著該圓錐軸線來驅動旋轉。
該基板搬運機適合於在一基板的延伸表面平行於該表面軌跡的一切線面之情況下向該等基板保持裝置中之一者或從該等基板保持裝置中之一者傳送該基板，且從一第二平面或向該第二平面傳送該基板，該第二平面與該切線面平行或相交。
該等基板保持裝置的至少一些包括一基板支撐件及一保持板，該保持板可驅動地向該基板支撐件並從該基板支撐件移動，在較遠離該基板支撐件的一第一位置中留出空間，以藉由與該基板支撐件對準之該基板搬運機在其間滑動一基板，並且在較靠近該基板支撐件的一第二位置中將該基板固定在該基板保持裝置中。
與當時技術水準的設備相較，這樣的發明之真空處理設備具有如下優點：例如在該基板保持裝置處及/或在一基板搬運機處的大多數或甚至所有的移動部件可以在與真空處理站的操作區域分開之區域中配置或移動，這有效地減少安裝在本發明的真空處理室內之組件的保養間隔。這樣的處理站可以包括PVD-(例如，濺鍍)、PECVD-、ALD-、蝕刻或其它處理站。來自腔室中用於卸載/裝載操作的搬運機操作的進一步潛在交叉污染可以被最小化。界定：
a)我們理解圓柱體為圓錐體的一個特例，亦即，具有0o 圓錐角的圓錐體。
b)根據術語圓錐角，我們理解圓錐體的軸線與圓錐體的表面之間的角度，實際上是母線-表面(generatrix-surface)。
c)根據亦稱為圓錐套的術語材料圓錐體，我們理解可能是多面的圓錐體配置在一個圓圈上，所述圓圈係圓錐體的一個圓周。
d)根據術語材料空心圓錐體的內切線面，我們理解在本發明的架構中，一平面平行於材料空心圓錐體的外表面上之一切線面且在空心材料圓錐體內部延伸。這樣的內切線面可以位於材料空心圓錐體的內表面附近，例如，相距0至100mm或1至80mm。材料圓錐體的內表面之至少一部分可以實質上平行於材料圓錐體的外表面。
e)我們區分材料圓錐體與圓錐體軌跡。後者可以由材料圓錐體來界定，我們亦將材料圓錐體稱為外套。
依據本發明的設備之實施例，當將一基板(例如，晶圓)裝載至一空心材料圓錐體上的一基板保持裝置上時，該基板可以沿著一內切線面移動而不接觸該空心圓錐體的內表面。僅在與該材料圓錐體上之一基板保持裝置對準的位置處，藉由該基板搬運機的短徑向運動(例如，藉由降低該基板搬運機並將該基板放置在該基板支撐件或該保持板的個別銷上)將該基板傳送至該基板保持裝置。之後，該搬運機從該處理室縮回，並且固定基板，以便進行該材料圓錐體或外套的處理及旋轉，例如，藉由該保持板將基板朝徑向方向(實質上垂直於該基板支撐件的表面)夾住及偏置至該基板支撐件中或上。反之亦然，這是指在該真空處理室中進行真空處理之後將基板卸載。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該圓錐軸線不是垂直的，較佳地係水平的。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該圓錐軸線係垂直的。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該圓錐角係至少約為0°，因此，該圓錐軌跡係至少約為圓柱體。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該第二平面至少大約垂直於該圓錐軸線。
在一個實施例中，該第二平面至少大約平行於該圓錐軸線。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該旋轉軌跡圓錐體由亦稱為外套的一旋轉材料圓錐體來界定。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該旋轉材料圓錐體係空心的。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機經由該空心旋轉材料圓錐體的內部空間向該等基板保持裝置並從該等基板保持裝置搬運基板。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機為了基板傳送經由一閥門與該真空處理室相通。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機為了基板傳送經由一裝載閘與該真空處理室相通。因此，該基板搬運機可以位於具有不同於該真空處理室中所施加之壓力的壓力之環境中，甚至可以位於大氣環境中。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機位於大氣環境中或在真空環境中。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機位於一腔室內。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機位於一特定基板搬運室中或在該基板真空處理室中。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機為了基板傳送經由一狹縫與該真空處理室相通。因此，可以藉由一狹縫閥來實現此相通。
依據本發明的設備之一個實施例包括至少一個基板容納室，其用於藉由該基板搬運機進行的基板傳送。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該受控基板搬運機進一步適合於沿著該第二平面在該至少一個基板容納室與該真空處理室之間搬運基板。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該受控基板搬運機進一步適合於沿著該第二平面在該真空處理室與該至少一個基板容納室之間搬運基板。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機為了基板傳送經由一閥門與該至少一個基板容納室相通。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機為了基板傳送經由一裝載閘與該至少一個基板容納室相通。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該基板搬運機為了基板傳送經由一狹縫與該至少一個基板容納室相通。因此，可以藉由一狹縫閥來實現此相通。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該至少一個基板容納室係一裝載閘室。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該真空處理室包括超過一個真空處理站。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該至少一個真空處理站係固定的。
在一個實施例中，該保持板或超過一個保持板中之至少一者比該基板支撐件離該圓錐軸線更遠。
在一個實施例中，該保持或超過一個保持板中之至少一者比該基板支撐件離該圓錐軸線更近。
在一個實施例中，該保持板係框架形的。
在一個實施例中，該真空處理室不包括一蝕刻站，該基板搬運機為了基板傳送與一蝕刻站相通。
在一個實施例中，該真空處理室不包括一蝕刻站，並且該至少一個基板容納室中之至少一者係一蝕刻站。
在一個實施例中，該基板搬運機位於包括一抽氣口之一基板搬運室中。
一個實施例包括一緩衝室，其用於藉由該基板搬運機進行的基板傳送。
一個實施例包括一緩衝室，其用於藉由該基板搬運機的基板傳送，該緩衝室係該至少一個基板容納室中之一者。
在一個實施例中，該基板支撐件及該保持板中之至少一者包括一開口，該開口釋放在一基板保持裝置中之一基板，以由該等處理站中之一者進行處理。
在一個實施例中，該基板支撐件及該保持板中之至少一者包括一開口，該開口與一基板保持裝置上之一基板位置對準，該開口從該基板位置徑向地向內定位，其中一真空處理站沿著該軸線安裝在一軸向位置中。
在一個實施例中，特別是在剛剛提及的實施例中，該真空處理室包括一圓柱形磁控管。
在依據本發明的設備之一個實施例中，該旋轉軌跡圓錐體由空心之一材料圓柱體的外表面來界定，該材料圓柱體的內部空間可朝該軸線的方向進出，該基板搬運機適合於朝該軸線的方向傳送一基板至該內部空間中並離開該內部空間，該基板支撐件沿著該空心材料圓柱體的壁部中之一開口的邊緣設置，該保持板與該開口對準且在該內部空間中，並且可朝徑向向該基板支撐件並從該基板支撐件移動。
除非矛盾，否則可以組合依據本發明的設備之兩個或更多個實施例或特徵。
本發明進一步係有關於一種真空處理基板或製造經真空處理的基板之方法，藉由使用依據本發明或依據其實施例中之一個以上的實施例之真空處理設備對基板進行真空處理或製造經真空處理的基板。
本發明進一步係有關於一種真空處理基板或製造經真空處理的基板之方法，該方法可以藉由依據本發明或依據其實施例中之一個以上的實施例之真空處理設備來執行，並且該方法包括： 在一排氣室內輸送一基板至一可旋轉空心圓柱體的空心內部空間中； 使該基板的周圍朝該可旋轉空心圓柱體的壁部中之一開口的邊緣偏置； 經由該開口處理該基板； 釋放該偏置且從該內部空間輸送該經處理基板。
圖1以俯視圖簡化地且示意性地顯示依據本發明的真空處理設備之一個實施例。設備包括基板搬運室1及基板真空處理室3。基板真空處理室3包括多個基板保持裝置5a，其沿著缸套4(亦即，具有至少約0o 的圓錐角及水平軸線A3 之旋轉材料圓錐體)的內切線表面配置。材料圓錐體藉由其外表面來界定表面軌跡。如圖2中箭頭N所示，基板保持裝置5a上的基板在其中心法線N相對於所述水平軸線A3 朝徑向方向之情況下來進行配置及保持。基板搬運室1經由在圖1的平面中之水平平面E1 上的水平基板搬運狹縫7與真空處理室3相通，並且經由個別水平基板搬運狹縫9(其同樣在圖1的平面中或者在例如平行於點畫線軸線A21 的垂直平面E2 中)與用於以水平方位容納至少一個基板14的基板容納室12相通，所述基板在室12內平行於平面E1 或在平面E1 中或者平行於平面E2 或在平面E2 中。
水平平面E1 平行於圍繞水平軸線A3 之空心材料缸套4所界定之一個內切線面。
在基板搬運室1中，設置有可控制地驅動之基板搬運機16。藉由基板搬運機16，經由個別定向的狹縫9在基板容納室12與基板搬運室1之間以可能是例如水平的方位(在平面E1 中或平行於平面E1 )或垂直的方位(在平面E2 中或平行於平面E2 )來搬運基板。依據圖1，以在水平平面E1 中或平行於水平平面E1 的方位來實現基板傳送。
再者，依據圖1的實施例，基板搬運機16適合於經由狹縫7以水平方位及因而沿著水平平面E1 在一個基板保持裝置5a與基板搬運室1之間搬運缸套4內之一個基板14。為此，搬運機16具有多個部件18、19、20，它們繞著垂直軸A18 、A19 、A20 來旋轉安裝。在一個實施例中，在基板14在基板搬運室1與一個基板保持裝置5a之間進行水平傳送且在基板14在基板搬運室1與容納腔室12之間不進行水平傳送的情況下，搬運機16的部件另外可繞著軸線A21 來驅動旋轉。部件20包括(未顯示在圖1中)用於基板14的基板夾持器，一方面可控地在軸線A21 的方向上延伸-T-及縮回，並且可以另外繞著軸線A21 來旋轉安裝-W-。藉由旋轉運動W(例如，90°)，可以相反地使水平定位的晶圓14例如處於垂直方位。
狹縫9可以配備有如圖1中之虛線所示的真空狹縫閥V9 。在這種情況下，用於容納至少一個基板14的基板容納室12可以是具有如虛線所示之第二真空狹縫閥V12 的雙向裝載閘室(bidirectional load lock chamber)。或者，可以提供兩個單向裝載閘室，以便更快速地將基板輸入至基板搬運室1或從基板搬運室1輸出基板。
如圖1所示，真空處理室3包括超過一個真空處理站22a、22b、22c、22d、22e，它們可以例如是PVD-、CVD-、PECVD-、ALD-等的層沉積站、蝕刻站、加熱站、脫氣站等等。真空處理站22x 沿著圍繞水平軸線A3 、徑向遠離基板保持裝置5a且在水平軸線A3 的方向上與基板保持裝置5a的至少一部分對準之圓圈來配置。基板保持裝置5a與超過一個真空處理站22x 可繞著水平軸線A3 相對於彼此旋轉。由此，基板保持裝置5a依序與個別真空處理站22x 中的一者對準來移動。在一個實施例中，超過一個真空處理站22x 係固定的，而基板保持裝置5a通常藉由受控驅動器(未顯示)繞著水平軸線A3 旋轉。基板以開口31或33為中心(參見圖2至5)，以使它們要處理的表面徑向地朝著工作站22x 向外自由暴露。
狹縫7具有一定寬度，所述寬度允許旋轉或傾斜至水平方位的基板14與受控基板搬運機16的夾持部分一起全部通過，以與個別的基板保持裝置5a對準。上述在圖1中以雙箭頭U7 來示意性地表示。請注意，雙向地經由狹縫7以及經由狹縫9(U9)，將尚未在基板真空處理室3中處理過之基板14裝載至此室3中，並且將已經在基板真空處理室3中處理過之基板14從個別基板保持裝置5a朝室12卸載。請注意，在本實施例中： (a)基板真空處理室3包括多個基板保持裝置5a，多個基板保持裝置5a沿著圓柱體(亦即，具有圓錐軸線及圓錐角α之圓錐體)的表面軌跡上之至少一個圓形軌跡配置，圓錐角α在下列範圍內係有效的： α=0° 因此，這種表面及圓形軌跡由材料圓柱體(空心的缸套)來界定； (b)基板保持裝置5a適合於在延伸基板表面上的中心法線N垂直於該表面軌跡的情況下來保持基板14； (c)真空處理室3包括至少一個真空處理站22x，其遠離圓錐體的表面軌跡且與至少一個圓形軌跡對準，其中至少一個圓形軌跡係在垂直於圓錐軸線A3 之一個平面中的表面軌跡上之圓圈；其中使真空處理站22x 與安裝在缸套31(亦即，具有0°圓錐角的材料圓錐體)之個別基板保持裝置5a上的基板之徑向外延伸表面對準； (d)多個基板保持裝置5a通常與至少一個處理站22x 可彼此相對地繞著圓錐軸線A3 來驅動旋轉； (e)基板搬運室1為了基板傳送與真空處理室3相通； (f)在基板搬運室1中，受控基板搬運機16設置成適合於且相應地構成在基板14的延伸表面沿著平行於表面軌跡的切線面E1 之內切線面的情況下向基板保持裝置5a中之一者或從基板保持裝置5a中之一者傳送基板14，且從沿著基板搬運室1中之第二平面E2 的延伸表面之位置或向沿著第二平面E2 的延伸表面之位置傳送基板14，第二平面E2 與切線面E1 平行或相交。
必須注意的是，軸線A3 可以在空間上朝任何特別期望的方向(例如，垂直方向)來定向。因此，除空間定向外，至目前為止描述(亦即，具有水平軸線A3 )且將進一步描述的設備大致上保持不變。
回到圖1的實施例：在圖1中顯示另一個處理站42，其可以例如用於加熱、蝕刻、脫氣或任何其它類型的表面處理，或者僅用於儲存或緩衝一定數量的基板。取決於在室42中所執行的處理之類型(例如，其與室3中的處理同步進行)，基板14b(虛線)可以在室42中水平或垂直(如基板14a所示)定向(亦即，在水平平面中或垂直平面中)。後者例如適用於同時處理更多數量的基板14，而不會有任何粒子沉積在基板上的風險。
在其它實施例中，可以實現以下內容：基板搬運機16安裝在具有與真空處理室3中之環境壓力不同的壓力之環境中。基板搬運機16安裝的環境可以是大氣環境。在這種情況下，如圖2示意性及簡化所示，具有狹縫閥V7 及V8 的裝載閘23設置在圖1中之狹縫7的位置處或與其成一體。因此，基板搬運機16不必一定安裝在例如圖1的特定搬運室1中，實際上，基板搬運機16可以根本不安裝在腔室中。
多個處理站22可以設置在像真空處理室3之滾筒的外圓周2處，例如以便使用不同材料的磁控濺鍍靶材6(虛線)來進行多層塗佈。應該提到的是，關於圖2的實施例，顯示能夠容納三個基板的基板保持裝置5a，而圖1的基板保持裝置5a僅保持兩個基板14。詳而言之，可以將這樣的多基板保持裝置設計成類似於如圖3、4、5a及5b所示例性論述之單基板保持裝置。從而，一個保持機構包括例如保持板及支撐銷，可以同時對所有基板14進行操作，或者可以分別針對每個基板14設置個別的保持機構。
圖3示意性地且簡化地顯示基板保持裝置5a，基板保持器裝置5a包括保持板28及基板支撐件5(虛線正方形)，在顯然不會同時發生的兩種情況下，亦即，基板14在位置14c中朝基板保持裝置5a饋送或從基板保持裝置5a移出，以及裝置14在位置14d中，其中基板14位於且保持在保持板28與基板支架件5之間。當例如圓形的基板14將被裝載至基板保持裝置5a上或從基板保持裝置5a移除時，它被受控基板搬運機16的部件20(參見圖1)之夾持部夾住。如圖所示意性顯示，夾持部件20可以包括可控制釋放鉤24，當從室12移出基板時，鉤24夾住基板。當基板14被輸送至位置14d(亦即，與個別的保持板28對準)時，夾持部件(例如，鉤24)釋放基板14，並且將基板放置在柱(studs)或銷26上。從而，如圖4a所示意性顯示， 將處於位置14d的基板及受控基板搬運機16的夾持部件20移動至空心圓柱滾筒的壁部4a下方，亦即，在充當基板支撐件5的壁部4a與徑向更內側的保持板28之間。
一旦根據位置14d將基板14放置在銷26上，如圖4a及4b中之箭頭Z所示，將保持板28朝向基板支撐件5驅動，從而將在固定位置14d中之基板14固定至基板支撐件5。例如，在上述完成之後，基板支撐件5中(亦即，圓錐體(在此實施例中係圓筒形)的壁部4a中)之開口31的邊緣局部地或完全地與基板14的周圍重疊，並且經由開口31可對基板進行處理。
當擱置在開口31處且在開口31的邊緣旁之基板14的周圍之重疊可以藉由如圖4b所示之安裝至壁部4a上的個別支撐構件5b或者直接藉由如圖4a所示之壁部4a中的開口之邊緣來實現。因此，基板的周圍可以沿其整個範圍擱置在開口31的邊緣上，或者開口31的邊緣可以包括如圖3所示之徑向突出構件30，並且基板14的周圍僅擱置在這些突出構件30上。
圖5a顯示與圖4a、4b及5b所示之基板保持裝置5a不同的基板保持裝置5a之一個實施例。有鑑於依據圖4a、4b、5b的實施例，基板14的周圍相對於軸線A3 徑向向外地擱置在基板支撐件5上，並且藉由保持板28朝基板支撐件5徑向向外(Z)移動的作用而處於那個靜止位置，在圖5a的實施例中，使基板14徑向地向內擱置在基板支撐件5上，並且藉由徑向地向內(-Z)移動保持板28a通過壁部4a中之開口31a而將基板14保持在那個靜止位置。因為在這種情況下，保持板28a位於要處理的基板之表面與真空處理站22之間，所以保持板28a的開口33之邊緣局部地或完全地與基板的周圍重疊，並且提供基板進行真空處理的可及性。
請注意，在圖4a、4b及5b的實施例中，保持板可以在沒有中心開口的情況下來實現，亦即，保持框架板不需要是框架。
開口31及33的直徑朝基板的表面減小，亦即，這些開口朝著基板表面成傾斜。保持板28例如被支撐在驅動柱34上，藉由驅動柱34將保持板28移動至如圖4a及4b所示之第一位置，以允許裝載或卸載基板，並且移動至第二位置，在第二位置處保持板28將基板夾住在位置14d中。從一個位置至第二個位置的移動由Z方向上的雙箭頭來表示。為了靠著基板支撐件5來安全且輕輕地固定基板，在基板半徑之外的表面區域處且在保持板28的周圍與基板支撐件5之間設置例如一些(例如，4個)彈簧負載磁鐵35。作為另一個替代方案，亦可以在相對位置中配置磁性及彈性組件，例如，在保持板28上配置磁鐵，而在基板支撐件5上配置彈性元件，反之亦然。至少一個磁性元件及至少一個彈性元件應該成對協作地至少配置在保持板及基板支撐件中之一處，以實現安全且輕柔的夾緊。
與圖4a相反，圖4b顯示安裝在多面圓錐形套壁4a的外周上之基板保持器5，其允許將基板移動至更靠近真空處理站22的位置，並且藉由使基板保持器5平坦來允許最小化基板14表面的陰影之產生。類似於圖4a及5b中所示之實施例，這樣的基板支撐構件亦允許保護外套內之像保持板28的移動部件，並且因而保護其不受真空處理(例如，塗佈)之影響。這有助於使保養工作量減少至最小程度。對於圖4b所示的實施例，基板支撐件5亦可以像襯裡一樣可拆卸地安裝，以保護外套(亦即，圓錐體)例如不受PVD製程期間的沉積之影響。在圖4b中，顯示叉狀形式的基板搬運機，而不是圖3及4a中的夾持器。這樣的叉狀夾持器可用於基板的水平傳送之任何搬運。
如圖5a及5b所示意性地顯示，在依據圖5b的一個實施例中，基板支撐件5定位成比保持板28更遠離軸線A3 ，並且因此，朝遠離軸線A3 之方向(參見箭頭z)將保持板28移動至基板偏置第二位置中。
在依據圖5a的另一個實施例中，基板支撐件5定位成比保持板28a更靠近軸線A3 ，並且因此，朝軸線A3 的方向(參見箭頭-z)將保持板28a移動至基板偏置第二位置中。在這種情況下，保持板28a位於壁部4a中之開口31a內。
應當注意到圖5b的是，圖5b顯示在多面缸套或材料圓錐體4的一個平面部分上之基板支撐件5及保持板28，這使得結構非常簡單，因為在這種情況下接觸在開口31處所設置的構件，並且類似於圖3及4，開口31的周圍區域可以用作基板支撐件5。這意味著外套壁部4a本身是基板支撐件5或包括基板支撐件5，並且無需像無稜面圓錐或圓柱面那樣製造及安裝個別的支撐件。取決於100至400mm直徑的基板尺寸，對於技術上合理的1000至2000mm直徑之滾筒或外套，可以使6至14面的多面外套或圓錐體，例如，8、10、12面的多面外套或圓錐體。
類似於圖1，圖6簡化地且示意性地顯示依據本發明的真空處理設備之一個實施例。因此，用於容納至少一個基板之基板容納室12係雙向裝載閘室，並且與輸入/輸出匣裝置40相通。在本實施例中，基板搬運室1藉由另外的基板搬運狹縫(可能具有個別的狹縫閥)或裝載閘直接與額外的處理站42相通。在一個實施例中，處理站42中之至少一站係蝕刻站。因此，在基板真空處理室3中未設置蝕刻站，使得蝕刻不會影響在基板真空處理室3內的基板處理。再者，處理站42中之至少一站可以是用於在處理之前或之後緩衝一個或多個基板的緩衝室。作為與圖1的實施例之進一步區別，上述兩個或更多個基板真空處理室3可以由受控搬運機16以如上所述的方式來進行供應。在圖6中，這樣的另一個基板處理室用相同的元件符號3來表示。
基板搬運室可以構造成可在其上安裝超過3個或4個室或站，並且經由個別狹縫(可能具有真空狹縫閥)或經由裝載閘來對這些室或站進行供應。因此，可以使用搬運室1的圓形、橢圓形或多邊形(例如，五邊形、六邊形、八邊形)設計。
這樣的擴大的基板搬運室可以雙向地對裝載閘室、脫氣室、上述另一個基板真空處理室3、蝕刻站及上述第二基板真空處理室3進行供應。這將顯示以多種不同配置來使用依據本發明的真空處理設備之靈活性。
用於基板搬運機通向真空處理室3及/或通向另一個處理站42的通道可以不配備個別的閥，或者配備個別的真空閥，或者配備個別的裝載閘。
在一個實施例中，基板搬運室1可以如圖1所示單獨地進行抽氣，因而設置有帶有真空泵50的抽氣口。
圖7顯示依據本發明的設備之一般搬運概念，其根據為具有圓錐角α的圓錐體之表面軌跡61，圓錐角α在下列範圍內係有效的： 0°≤α≤60°。
多個基板保持裝置5a中之一者(未顯示在圖7中)將基板(例如，圓形基板65)保持在位置P1 ，在位置P1 中，基板剛剛被裝載至個別的基板保持裝置5a上，或者剛要從那個基板保持裝置5a被卸載。實際上，處於位置P1 的基板65在其延伸表面64上之法線N垂直於表面軌跡61的情況下定位在表面軌跡61上，因此沿著表面軌跡61上的個別切線面E16 。相對於表面軌跡61的軸線A61 ，基板65相對於一個處理站(未顯示在圖7中)沿著圓形軌跡67旋轉離開位置P1 及朝向位置P1 。
如所提及，處於位置P1 的基板65沿著表面軌跡61上的切線面E16 延伸。
如箭頭L/UL所示意性顯示，藉由基板搬運機(未顯示在圖7中)將基板65裝載或移出至位置P2 。在基板搬運室或另一個處理站內的位置P2 中，如果有的話，基板65的延伸表面64沿著平面E26 ，平面E26 類似於圖1、圖2及圖6中的E1 平行於切線面E16 ，或者如交線g所示且類似於圖1中之E2 與切線面E16 相交。如果有的話，藉由受控基板搬運機(未顯示在圖7中)，夾住處於位置P2 之尚未處理的基板65並將其輸送至位置P3 ，在位置P3 處基板65的延伸表面64仍然在基板搬運室中沿著切線面E16 或實際上在切線面E16 上延伸。上述用雙箭頭E26 /E16 示意性地顯示在圖7中。
隨後，基板65藉由受控基板搬運機(未顯示在圖7中)移動至基板真空處理室(未顯示在圖7中)中，其中沿著切線面E16 或實際上在切線面E16 上之基板65的延伸表面64朝向且在處於位置P1 中之基板保持裝置5a的表面上。上述用雙箭頭P3 /P1 示意性地顯示在圖7中。可將經處理基板65從位置P1 經由P3 移動至P2 。
因此，依據本發明的設備之各種態樣應該被認為如下： 在依據本發明的設備之一個態樣的情況下，將至少一個真空處理站定位在材料圓錐體的徑向外側，材料圓錐體亦稱為外套，或更一般地稱為具有旋轉軌跡的圓錐體。
在依據本發明的設備之一個態樣的情況下，將至少一個真空處理站定位在材料圓錐體的徑向內側，材料圓錐體亦稱為外套，或更一般地稱為具有旋轉軌跡的圓錐體。如果真空處理站包括處於軸向位置的圓柱形磁控站，則這樣的配置可能是有用的。與本發明的其它實施例相反，必須在要塗佈之基板表面的徑向向內方向上設置基板保持裝置的開口，並且外套的開口不是強制性的。
在依據本發明的設備之一個態樣的情況下，至少一些基板保持裝置包括基板支撐件，以及保持板，其相對於圓錐軸線在基板支撐件的大致徑向外側，且可朝向基板支撐件及遠離基板支撐件來驅動，在較遠離基板支撐件的第一位置中，留下空間，以藉由與基板支撐件對準之基板搬運機在其間滑動基板，並且在較靠近基板支撐件的第二位置中，在基板支撐件上或朝基板支撐件夾住基板。
在依據本發明的設備之一個態樣的情況下，至少一些基板保持裝置包括基板支撐件；以及保持板，其相對於圓錐軸線在基板支撐件的大致徑向內側，且可朝向基板支撐件及遠離基板支撐件來驅動，在較遠離基板支撐件的第一位置中，留下空間，以藉由與基板支撐件對準之基板搬運機在其間滑動基板，並且在較靠近基板支撐件的第二位置中，在基板支撐件上或朝基板支撐件夾住基板。
在依據本發明的設備之一個態樣(態樣A)的情況下，可能位於特定基板搬運室中之基板搬運機為了基板傳送經由位於第一水平或垂直平面中之第一水平或垂直基板搬運狹縫與真空處理室相通，並且經由位於第二水平或垂直平面中之第二水平或垂直基板搬運狹縫與用於以水平或垂直位置容納至少一個基板的基板容納室相通。
所述第一水平或垂直平面平行於可以由材料圓柱體界定之圓柱軌跡的表面軌跡上之切線面。可控制驅動的基板搬運機適合於將基板從第一水平或垂直位置傳送至第二水平或垂直位置，反之亦然。
在態樣A的一個觀點之情況下，第二狹縫(亦即，水平或垂直狹縫)配備有真空狹縫閥。在這種情況下，並且在依據本發明的處理設備之另一個態樣的情況下，例如用於容納至少一個基板之基板容納室係裝載閘室。
在例如態樣A的一個觀點之情況下，真空處理室包括超過一個真空處理站。這些站沿著圍繞水平或垂直圓柱軸並與其同軸之圓圈來配置，並且被視為在相對於所述水平圓柱軸的徑向方向上遠離基板保持裝置來配置，並且進一步被視為在相對於所述水平或垂直圓柱軸的軸向方向上與至少一部分基板保持裝置對準。
通常，在依據本發明的設備之態樣的情況下，並且亦在態樣A的情況下，真空處理站可以例如且最常包括蝕刻室、為PVD-或CVD-或PECVD-或ALD-沉積室的層沉積室 以及脫氣機或冷卻室。對於PVD製程，至少一個室或站(例如，是磁控濺鍍站)可以配備濺鍍靶材，其面向基板表面。靶材表面尺寸(例如，靶材半徑或寬度及長度)可以比要塗佈的基板表面尺寸大至少10%或20%。對於PVD-或CVD-或PECVD-或ALD-沉積，至少一個室可配備上游或直接蒸發器，其可以包括任何類型的熱蒸發器。
在態樣A的各觀點之情況下，基板保持裝置與所述的超過一個真空處理站可繞著所述水平或垂直圓柱軸相對於彼此旋轉。因此，亦在這些情況下，藉由這樣的相對旋轉，處理站以對準方式經過基板保持裝置。
從而並且在態樣A的其它觀點之情況下，超過一個真空處理站係固定的，因此多個基板保持裝置通常沿著圍繞所述水平或垂直圓柱軸線之圓柱圓錐體的所述表面軌跡旋轉。
並且，在態樣A的各觀點之情況下，每個基板保持裝置包括基板支撐件，位於基板保持裝置中之基板擱置在基板支撐件上。這樣的基板支撐件可以例如包括不同的支撐銷。基板保持裝置進一步包括保持板，其相對於圓錐軸線或圓柱軸線在基板支撐件的徑向外側或內側，並且可朝向基板支撐件及遠離基板支撐件來驅動。保持板的第一位置較遠離基板支撐件，並且留下空間，以藉由與基板支撐件對準的基板搬運機在其間滑動基板。在保持板的第二位置(該第二位置比第一位置更靠近基板支撐件)中，保持板在基板支撐件上或基板保持器夾住基板。
又，在態樣A的各觀點之情況下，真空處理室不包括蝕刻站，並且基板搬運室為了基板傳送藉由另一個基板搬運狹縫與蝕刻站相通。從而，避免基板真空處理室中之其它製程受蝕刻製程影響。例如，在基板支撐件上及/或在保持板上的金屬塗層藉由蝕刻製程來蝕刻，可能污染基板。
並且，在態樣A的各觀點之情況下，所述第一狹縫(在態樣A中為水平狹縫)配備有真空狹縫閥。
又，在態樣A的各觀點之情況下，通向蝕刻站之所述的另一個狹縫配備有真空狹縫閥。
並且，在態樣A的各觀點之情況下，基板搬運室包括抽氣口。
在態樣A的又另一個觀點之情況下，第一狹縫(在態樣A中係水平狹縫)定位成遠離第二狹縫(例如，在態樣A中是水平狹縫)，其被視為在相對於所述軸線的方位角方向上。
尤其是在包括態樣A的態樣之情況下，基板搬運機包括第一部件，第一部件繞著垂直於所述水平或垂直圓錐軸線或圓柱軸線(例如，垂直的)的第一軸線可控制地且可驅動地來旋轉安裝，並且包括第二部件，第二部件包括基板夾持器，並安裝在第一部件上。第二部分可控制地且可驅動地繞著第二軸線旋轉，第二軸線尤其是在態樣A中係水平的。
並且，在態樣A的各觀點之情況下，提供一種緩衝室，緩衝室藉由又另一個基板搬運狹縫與基板搬運室相通。
通常，在為了基板傳送與基板搬運室相通之緩衝室中，可以在將基板移交給真空處理室或直接與基板搬運室相通的一個或多個真空處理站之前，在等待位置中對基板進行緩衝。
必須指出的是，通常可以提供基板搬運室，其中基板搬運機供超過一個基板真空處理室使用。上述亦在態樣A的各觀點之情況下。這樣超過一個基板真空處理室可以由基板搬運室來供應基板。
在真空處理設備的另一個態樣的情況下，基板支撐件及保持板中之至少一者包括與基板位置對準且相對於基板位置徑向地向內定位的開口，由此真空處理站沿著圓錐軸線A3 及A61 安裝在軸向位置上。
因此，真空處理站可以包括圓柱形磁控管，特別是作為沿著圓錐軸線之所述真空處理站。
1:基板搬運室 2:外圓周 3:基板真空處理室 4:缸套 4a:壁部 5:基板支撐件 5a:板保持裝置 5b:個別支撐構件 6:磁控濺鍍靶材 7:水平基板搬運狹縫 9:水平基板搬運狹縫 12:基板容納室 14:基板 14a:基板 14b:基板 14c:位置 14d:位置 16:基板搬運機 18:部件 19:部件 20:部件 22:真空處理站 22a:真空處理站 22b:真空處理站 22c:真空處理站 22d:真空處理站 22e:真空處理站 23:裝載閘 24:可控制釋放鉤 26:柱或銷 28:保持板 28a:保持板 30:徑向突出構件 31:開口 31a:開口 33:開口 35:彈簧負載磁鐵 40:輸入/輸出匣裝置 42:處理站 50:真空泵 61:表面軌跡 64:延伸表面 65:圓形基板 67:圓形軌跡 A3:水平軸線 A18:垂直軸 A19:垂直軸 A20:垂直軸 A21:點畫線軸線 A61:軸線 E1:水平平面 E16:切線面 E2:垂直平面 E26:平面 E26/E16:雙箭頭 g:交線 N:中心法線 P1:位置 P2:位置 P3:位置 P3/P1:雙箭頭 U7:雙箭頭 V7:狹縫閥 V8:狹縫閥 V9:真空狹縫閥 V12:第二真空狹縫閥 Z:箭頭
現在將藉助於附圖來進一步例示本發明。 圖1示意性地且簡化地顯示依據本發明的真空處理設備之一實施例的俯視圖； 圖2示意性地且簡化地顯示依據本發明的真空處理設備之基板保持裝置的一實施例之垂直剖面圖； 圖3示意性地且簡化地顯示依據本發明的真空處理設備之基板保持裝置的俯視圖； 圖4a及4b示意性地且簡化地顯示依據本發明的真空處理設備之基板保持裝置的剖面圖； 圖5a及5b示意性地且簡化地顯示依據本發明的真空處理設備之基板保持裝置的截面圖； 圖6示意性地且簡化地顯示依據本發明的真空處理設備之一實施例； 圖7示意性地且簡化地顯示依據本發明的真空處理設備之一個實施例中的一般基板搬運機構。
2:外圓周
3:基板真空處理室
4:缸套
5a:板保持裝置
6:磁控濺鍍靶材
7:水平基板搬運狹縫
14:基板
22c:真空處理站
23:裝載閘
28:保持板
31:開口
33:開口
A3:水平軸線
E1:水平平面
N:中心法線
U7:雙箭頭
V7:狹縫閥
V8:狹縫閥

Claims (34)

  1. 一種真空處理設備，包括：一受控基板搬運機(16)；一基板真空處理室(3)，其包括多個基板保持裝置(5a)，該多個基板保持裝置(5a)沿著具有圓錐軸線(A3)及圓錐角α之一旋轉軌跡圓錐體的一表面軌跡(61)上之至少一個圓形軌跡(67)配置，該圓錐角α至少約為0°；且適合於分別在至少一個延伸基板表面(64)上的一中心法線(N)垂直於該表面軌跡(61)的情況下保持一基板(14、65)，並且進一步包括至少一個真空處理站(22)，其遠離該表面軌跡且與該至少一個圓形軌跡(67)對準，該至少一個圓形軌跡(67)係在垂直於該圓錐軸線(A3、A61)的一第一平面中沿著該表面軌跡的圓圈；該多個基板保持裝置(5a)通常與該至少一個真空處理站(22)可彼此相對地繞著該圓錐軸線(A3、A61)來驅動旋轉；該基板搬運機(3)適合於在一基板(14、65)的延伸表面(64)平行於該表面軌跡(61)的一切線面(E16)之情況下向該等基板保持裝置(5a)中之一者或從該等基板保持裝置(5a)中之一者傳送該基板(14、65)，且分別從一第二平面(E26)或向該第二平面(E26)傳送該基板(14、65)，該第二平面與該切線面(E16)平行或相交；其中該等基板保持裝置(5a)的至少一些包括一基板支撐件(5)及一保持板(28)，該保持板(28)可驅動地向該基板支撐件(5)及從該基板支撐件(5)移動，在較遠離該 基板支撐件(5)的一第一位置中留出空間，以藉由與該基板支撐件(5)對準之該基板搬運機在其間滑動一基板，並且在較靠近該基板支撐件(5)的一第二位置中將該基板固定在該基板保持裝置(5a)中；其中該旋轉軌跡圓錐體由空心之一材料圓柱體的外表面來界定，該材料圓柱體的內部空間在該軸線的方向上是可進出的，該基板搬運機適合於在該軸線的方向上將一基板傳送進該內部空間及傳送出該內部空間，該基板支撐件沿著該空心材料圓柱體的壁部中之一開口的邊緣設置，該保持板與該開口對準且在該內部空間中，並且可在徑向上朝向該基板支撐件及從該基板支撐件移動。
  2. 如請求項1之真空處理設備，其中該圓錐軸線不是垂直的。
  3. 如請求項1之真空處理設備，其中該圓錐軸線是水平的。
  4. 如請求項1之真空處理設備，其中該圓錐軸線是垂直的。
  5. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該圓錐體因此至少約為圓柱體。
  6. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該第二平面至少約垂直於該圓錐軸線。
  7. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該第二平面至少約平行於該圓錐軸線。
  8. 如請求項7之真空處理設備，其中該基板 搬運機經由該空心旋轉材料圓錐體的內部空間向該等基板支持裝置並從該等基板保持裝置搬運基板。
  9. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板搬運機為了基板傳送經由一閥門與該真空處理室相通。
  10. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板搬運機為了基板傳送經由一裝載閘與該真空處理室相通。
  11. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板搬運機位於大氣環境或真空環境中。
  12. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板搬運機位於一腔室內。
  13. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板搬運機位於一基板搬運室或該基板真空處理室中。
  14. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板搬運機為了基板傳送經由一狹縫與該真空處理室相通。
  15. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，包括至少一個基板容納室，其用於藉由該基板搬運機進行的基板傳送。
  16. 如請求項15之真空處理設備，其中該基板搬運機進一步適合於沿著該第二平面在該至少一個基板容納室與該真空處理室之間搬運基板。
  17. 如請求項15之真空處理設備，其中該基 板搬運機進一步適合於沿著該第二平面在該真空處理室與該基板容納室之間搬運基板。
  18. 如請求項15之真空處理設備，其中該基板搬運機為了基板傳送經由一閥門與該至少一個基板容納室相通。
  19. 如請求項15之真空處理設備，其中該基板搬運機為了基板傳送經由一裝載閘與該至少一個基板容納室相通。
  20. 如請求項15之真空處理設備，其中該基板搬運機為了基板傳送經由一狹縫與該至少一個基板容納室相通。
  21. 如請求項15之真空處理設備，其中該至少一個基板容納室係一裝載閘室。
  22. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該真空處理室包括超過一個真空處理站。
  23. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該至少一個真空處理站係固定的。
  24. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該保持或超過一個保持板中之至少一者比該基板支撐件離該圓錐軸線更近。
  25. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該保持板係框架形的。
  26. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該真空處理室不包括一蝕刻站，該基板搬運機為了基板傳送與一蝕刻站相通。
  27. 如請求項15之真空處理設備，其中該真空處理室不包括一蝕刻站，並且該至少一個基板容納室中之至少一者係一蝕刻站。
  28. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板搬運機位於包括一抽氣口之一基板搬運室中。
  29. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，包括一緩衝室，其用於藉由該基板搬運機進行的基板傳送。
  30. 如請求項15之真空處理設備，包括一緩衝室，其用於該基板搬運機的基板傳送，該緩衝室係該至少一個基板容納室中之一者。
  31. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板支撐件(5)及該保持板(28)中之至少一者包括一開口(31、33)，該開口(31、33)釋放在一基板保持裝置(5a)中之一基板，以由該等處理站(22)中之一者進行處理。
  32. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該基板支撐件(5)及該保持板(28)中之至少一者包括一開口，該開口與一基板保持裝置(5a)上之一基板位置(14b)對準，該開口從該基板位置徑向地向內定位，其中一真空處理站沿著該軸線(A3、A61)安裝在一軸向位置中。
  33. 如請求項1至4中任一項的真空處理設備，其中該真空處理室包括一圓柱形磁控管。
  34. 一種真空處理基板或製造經真空處理的基板之方法，藉由使用真空處理設備對基板進行真空處理或製造經真空處理的基板該方法包括：在一排氣室內輸送一基板至一可旋轉空心圓柱體的空心內部空間中；使該基板的周圍朝該可旋轉空心圓柱體的壁部中之一開口的邊緣偏置；經由該開口處理該基板；釋放該偏置且從該內部空間輸送經處理的該基板。
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