專利名稱：用于改善處理室利用的系統(tǒng)及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例一般地涉及處理系統(tǒng)及其操作方法。具體地，本發(fā)明的實施例涉及處理系統(tǒng)中的處理室的利用，例如，用于多層堆疊沉積。具體地，本發(fā)明的實施例涉及襯底處理系統(tǒng)和在襯底處理系統(tǒng)中沉積層堆疊的方法。
背景技術(shù)：
在大量的技術(shù)應(yīng)用中，在襯底上方不同材料的層被堆疊在彼此上方。通常地，這在涂布或沉積步驟的序列中完成，其中，類似于蝕刻或結(jié)構(gòu)化的其他處理步驟也可以例如在各個沉積步驟之前、之間或之后提供。例如，可以沉積具有“材料一“材料二“材料一” 順序的多層堆疊。由于不同處理步驟中的不同涂布速率以及由于層的不同厚度，處理室中用于沉積不同層的處理時間可能顯著地改變。為了沉積多層堆疊，可以提供大量的處理室的構(gòu)造。例如，可以使用沉積室的直線布置以及沉積室的集群布置。典型的集群布置包括中央處理室和與中央處理室連接的大量的處理或沉積室。涂布室可以被裝備為執(zhí)行相同或不同的處理。典型的直線系統(tǒng)包括大量的順序處理室，其中處理步驟在一個處理室接一個處理室中完成，使得多個襯底可以由直線系統(tǒng)連續(xù)地或半連續(xù)地處理。然而，雖然在直線系統(tǒng)中易于操作處理，但是由最長處理時間來確定處理時間。因此，處理的效率受到影響。另一方面，集群工具允許不同的循環(huán)時間。然而，處理可能特別復(fù)雜，這需要設(shè)置在中央處理室中的精心設(shè)計的傳輸系統(tǒng)。上述直線系統(tǒng)的缺點(diǎn)可以通過提供附加的室來補(bǔ)償。然而，這將會增加設(shè)備成本，如果沉積昂貴材料的話，這可能特別相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上內(nèi)容，提供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求I的用于處理基本上豎直取向的襯底的襯底處理系統(tǒng)和根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求12的在襯底處理系統(tǒng)中沉積層堆疊的方法。本發(fā)明的實施例提供了系統(tǒng)及其操作方法，其中在處理系統(tǒng)(例如，包括直線處理系統(tǒng)部分的系統(tǒng))(諸如直線處理系統(tǒng)與集群處理系統(tǒng)之間的混合系統(tǒng))中處理基本豎直取向的襯底，并且至少一個室被利用至少兩次。由此，減小了室的個數(shù)，具體是轉(zhuǎn)移室和沉積室的個數(shù)，以避免設(shè)備成本。根據(jù)另一個實施例提供了一種用于對基本豎直取向的襯底進(jìn)行處理的襯底處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一處理室，其具有第一處理區(qū)域并且適合于沉積包括第一材料的第一層；第二處理室，其具有第二處理區(qū)域并且適合于在第一層上沉積第二層，第二層包括第二材料；第三處理室，其具有第三處理區(qū)域并且適合于沉積包括第二材料的層；轉(zhuǎn)移室，其向第一室、第二室和第三室分別提供基本直線的傳輸路徑；以及另外的室，其包括第一傳輸軌道和第二傳輸軌道，其中，第一傳輸軌道和第二傳輸軌道中的至少一者與第一處理室形成基本直線的傳輸路徑，其中，第一室適合于從轉(zhuǎn)移室接收襯底，并且沉積包括第一材料的另外的層。
根據(jù)另一個實施例，提供了一種用于在具有第一、第二和第三處理室的襯底處理系統(tǒng)中沉積層堆疊的方法。該方法包括在第一處理室中在基本豎直取向的襯底上沉積包括第一材料的第一層；在從以下室中選擇的一個室中沉積包括第二材料的第二層第二處理室和第三處理室，其中，第二處理室和第三處理室以基本交替的方式使用；以及在第一處理室中沉積包括第一材料的第三層，其中，第一處理室、第二處理室和第三處理室利用基本直線的傳輸路徑連接到轉(zhuǎn)移室。


可以參照本發(fā)明的實施例獲得上文中概述的本發(fā)明的更加具體的描述，使得可以更加詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征，實施例在附圖中示出圖I是根據(jù)本文描述的實施例的具有3個沉積室、向處理室提供直線傳輸路徑的轉(zhuǎn)移室以及雙傳輸軌道系統(tǒng)的襯底處理系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本文描述的實施例的具有數(shù)個沉積室、向處理室提供直線傳輸路徑的 轉(zhuǎn)移室以及雙傳輸軌道系統(tǒng)的其他襯底處理系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本文描述的實施例的包括雙傳輸軌道系統(tǒng)的室的示意圖；圖4是根據(jù)本文描述的實施例的示出了在包括直線襯底處理系統(tǒng)部分的處理系統(tǒng)中沉積層堆疊的方法的流程圖；圖5是根據(jù)本文描述的實施例的具有數(shù)個沉積室、向處理室提供直線傳輸路徑的轉(zhuǎn)移室以及雙傳輸軌道系統(tǒng)的另一個襯底處理系統(tǒng)的示意圖；圖6是根據(jù)本文描述的實施例的具有數(shù)個沉積室、向處理室提供直線傳輸路徑的轉(zhuǎn)移室以及雙傳輸軌道系統(tǒng)的另一個襯底處理系統(tǒng)的示意圖；以及圖7是根據(jù)本文描述的實施例的具有數(shù)個沉積室、向處理室提供直線傳輸路徑的轉(zhuǎn)移室以及雙傳輸軌道系統(tǒng)的另一個襯底處理系統(tǒng)的示意圖。為了有助于理解，在可以的時候使用相同的附圖標(biāo)記，以表示對于附圖相同或類似的要素。預(yù)料到一個實施例的要素和特征可以被有利地結(jié)合到其他實施例中，而不需進(jìn)
一步說明。然而，應(yīng)當(dāng)注意附圖僅示出了本發(fā)明的示例性實施例并且因此不被認(rèn)為是本發(fā)明的限制，因為本發(fā)明可以允許其他相等的有效實施例。
具體實施例方式現(xiàn)在將會具體參照本發(fā)明的各種實施例，其中的一個或多個示例在附圖中示出。每個示例由解釋本發(fā)明的方式提供并且不表示對于本發(fā)明的限制。例如，作為一個實施例的一部分圖示和描述的特征可以備用在其它實施例中或結(jié)合其他實施例使用，以產(chǎn)生另外的實施例。本發(fā)明意圖包括這種修改和變化。本文所使用的術(shù)語“襯底”應(yīng)當(dāng)包括諸如玻璃襯底的襯底。由此，襯底通常是具有
I.4m2及以上(典型地在5m2以上)尺寸的大面積襯底。例如，可以實現(xiàn)I. 43m2(第五代)及以上的襯底尺寸，諸如5. 5m2(第8.5代)、9m2(第10代)或更大的襯底尺寸。通常，襯底基本是豎直取向的。因此，應(yīng)當(dāng)注意在處理系統(tǒng)中豎直取向的襯底可以與豎直朝向(即，90° )具有一些偏離，以允許在傾斜數(shù)度的狀態(tài)下穩(wěn)定地傳輸，即，襯底基本豎直取向。
直線處理系統(tǒng)通常提供用于沉積一系列層的一系列室。由此，一個接一個的層在一個接一個室中沉積。例如，鑰的薄層可以被沉積在襯底上，隨后鋁的厚層可以被沉積在鑰層上并且鑰的其他薄層被沉積在鋁層上。由此，可以提供包括鑰沉積源的第一室。之后，可以提供用于沉積鋁的兩個沉積室。之后，提供用于沉積鑰的另一個室。由此，直線處理系統(tǒng)中的襯底可以被以交替的方式轉(zhuǎn)移到第一鋁室和第二鋁室中，使得更厚的鋁層的沉積對于直線沉積系統(tǒng)的整體產(chǎn)量具有更少限制。然而，例如用于沉積鑰的沉積源(鑰濺射靶)可能非常昂貴，特別是對于處理大面積襯底。因此，四個室被用在上述處理系統(tǒng)中并且需要提供具有非常昂貴沉積源(例如濺射靶)的兩個室。上述處理系統(tǒng)提供了用于沉積三個層的四個室。根據(jù)本文描述的實施例，可以提供減小數(shù)目的沉積室并且因此提供改善的沉積室利用。對于以上示例，可以提供三個沉積室來沉積三個層，例如，鑰-鋁-鑰。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的典型實施例，沉積源可以被設(shè)置為濺射靶，諸如可旋轉(zhuǎn)濺射靶。根據(jù)典型實施方式，可以提供DC濺射、脈沖濺射或MF濺射。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另外的實施例，可以提供具有在5kHz到IOOkHz的范 圍內(nèi)(例如，30kHz到50kHz)的頻率的中頻濺射。圖I示出了沉積系統(tǒng)100的實施例。系統(tǒng)包括第一沉積室101、第二沉積室102和第三沉積室103。此外，系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)移室111，其被構(gòu)造為將襯底從第一沉積室101轉(zhuǎn)移到第二或第三沉積室102/103中的一者。此外，轉(zhuǎn)移室111被構(gòu)造為將襯底從沉積室102/103中的一者轉(zhuǎn)移到第一沉積室101。如圖I所示，第一沉積室101具有第一沉積源141，并且第二沉積室102和第三沉積室103各自具有另一個沉積源142。通常，第二和第三室中的沉積源142可以是類似的沉積源，使得第二沉積室102和第三沉積室103可以被以交替的方式使用。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的典型實施例，沉積源被設(shè)置為濺射靶，諸如可旋轉(zhuǎn)濺射靶。由此，在利用沉積源142的沉積是直線沉積系統(tǒng)100的產(chǎn)量的限制因素的情況下，整體產(chǎn)量可以增加，因為在處理系統(tǒng)中被連續(xù)或半連續(xù)地處理的襯底可以被以交替的方式在沉積室102和103中處理。例如，如果要利用沉積源142沉積的層是厚層或者如果沉積源142的沉積速率較低，則尤其如此。根據(jù)本文描述的實施例，轉(zhuǎn)移室111和室101、102和103可以分別經(jīng)由直線傳輸路徑151、152和153連接。由此，例如，通常被用于顯示裝置制造的大面積襯底可以在沉積系統(tǒng)100中傳輸。通常，直線傳輸路徑151、152和153由傳輸軌道161提供，諸如具有例如沿著直線布置的多個輥的直線傳輸軌道。根據(jù)典型實施例，傳輸軌道161可以通過在大面積襯底的底部處的傳輸系統(tǒng)以及在基本豎直取向的大面積襯底的頂部處的引導(dǎo)系統(tǒng)提供。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另一個實施例，轉(zhuǎn)移室111可以是旋轉(zhuǎn)模塊(特別是真空旋轉(zhuǎn)模塊)，旋轉(zhuǎn)模塊被構(gòu)造為相對于豎直旋轉(zhuǎn)軸使襯底旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)由附圖標(biāo)記112表示。由此，經(jīng)由傳輸路徑151進(jìn)入轉(zhuǎn)移室111的襯底可以被經(jīng)由傳輸路徑153進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到室103，而不在轉(zhuǎn)移室111中旋轉(zhuǎn)。經(jīng)由傳輸路徑151進(jìn)入轉(zhuǎn)移室111的襯底可以被在轉(zhuǎn)移室111中旋轉(zhuǎn)，以經(jīng)由傳輸路徑152進(jìn)入室102。可以在具有或不具有相應(yīng)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行從室102、103出來分別進(jìn)入轉(zhuǎn)移室111的轉(zhuǎn)移。如上所述，沉積室101、102和103與轉(zhuǎn)移室111的組合的布置可以被用來改善多個沉積室的利用，特別是沉積室101的利用。因此，如果第一沉積室101被構(gòu)造為沉積昂貴材料(諸如含有鑰的材料、含有鉬的材料、含有金的材料或含有銀的材料)，處理系統(tǒng)100的操作者僅需要購買一組昂貴類型的沉積源。因此，可以減小需要被保持庫存以實現(xiàn)短的停工期的靶的價值。根據(jù)本文描述的實施例，直線沉積系統(tǒng)100包括改善的處理室利用并且允許將襯底以連續(xù)或半連續(xù)的方式饋送到處理系統(tǒng)。由此，其他室121和其他室122可以分別具有第一傳輸軌道163和第二傳輸軌道164。成套傳輸軌道被構(gòu)造為用于襯底在室121內(nèi)的橫向移動。由此，襯底可以基本水平移動，使得沿著與傳輸路徑垂直的方向移位。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的典型實施例，室122可以是用于將襯底插入到沉積系統(tǒng)100中并且用于將襯底從處理系統(tǒng)排出的裝載鎖止室。此外，室121可以是從由以下室構(gòu)成的組中選擇的室緩沖室、加熱室、轉(zhuǎn)移室、循環(huán)時間調(diào)整室等。 根據(jù)典型實施例，在圖I中示例性示出的室是真空室，即，這些室被構(gòu)造為在IOmbar及以下的壓力下轉(zhuǎn)移或處理襯底。由此，襯底被鎖止在室122內(nèi)或外，該室被構(gòu)造為在處理系統(tǒng)100中在室122與121之間的真空閥被打開來進(jìn)一步將襯底傳輸?shù)绞?21之前被抽真空。根據(jù)不同實施例，數(shù)個襯底可以被在具有直線處理系統(tǒng)部分的處理系統(tǒng)中同時處理。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的典型實施例，改善的沉積室利用可以被用于層堆疊，其中，第一層和另一個層(例如，最終層)相比于中間層較薄。例如，層堆疊可以至少包括含有鑰的層、含有銅的層以及含有鑰的層，其中，所包括的這三個層被以此順序設(shè)置。層堆疊也可以包括含有鑰的層、含有鋁的層以及含有鑰的層，其中，所包括的這三個層被以此順序設(shè)置。此外，根據(jù)另外的實施例，含有鑰的層也可以是包括昂貴材料的上述層中的另一個層。如圖2所示，根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另外的實施例，也可以提供另外的沉積室204和另外的沉積室205。由此，室204和205可以被連接到轉(zhuǎn)移室111。由此，提供了直線傳輸路徑254和255。襯底可以被以交替的方式設(shè)置在室204和205之一中，使得層被利用可以包括用于另外材料的源的沉積源222中的一者來沉積。由此，根據(jù)不同的實施方式，沉積源244可以具有類似的種類，使得可以在室204和205中沉積基本相同的層，并且室204和205可以被以交替的方式使用。例如，層堆疊可以包括含有鑰的薄層、包括第一材料的厚層、包括第二材料的厚層以及含有鑰的薄層。此外，根據(jù)另外的實施例，含有鑰的層也可以是包括昂貴材料的上述層中的另一個層。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另外的可選實施例，另外的室204和205也可以是加熱室，加熱室用于將襯底中間加熱到用于之后的處理步驟(例如，沉積步驟)的期望的溫度。根據(jù)另一個實施方式，沉積源244可以與沉積源142具有相同類型，使得可以相比于圖I中示出的實施例將中間層處理更長的時間。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的典型實施例，沉積源可以被設(shè)置為濺射源，諸如可旋轉(zhuǎn)濺射源。根據(jù)另一個可選實施例，沉積源244可以沉積不同的材料，使得可以在系統(tǒng)中制造具有多于四個要被沉積的層的層堆疊。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另外的實施例，處理系統(tǒng)(諸如圖2中不出的處理系統(tǒng)200)也可以具有傳輸系統(tǒng),其具有第一傳輸軌道163、第二傳輸軌道164和一個或多個其他的傳輸軌道(諸如第三傳輸軌道265)，該系統(tǒng)在圖2中的室121和122中示出。由此，襯底可以從裝載鎖止室122轉(zhuǎn)移到另一個室121中，或者一個襯底可以被從另一個室121轉(zhuǎn)移到裝載鎖止室122中、同時另一個襯底可以被從裝載鎖止室122轉(zhuǎn)移到另一個室121。因此，襯底的轉(zhuǎn)移可以以更靈活的方式進(jìn)行，使得襯底的轉(zhuǎn)移對其可能作為循環(huán)時間的限制因素的應(yīng)用可以增加產(chǎn)量。在圖3中示出了具有第一傳輸軌道163和第二傳輸軌道164的室121的示例。室121具有室壁302，室壁302具有開口 306。開口 306被構(gòu)造為用于基本豎直取向的襯底的 轉(zhuǎn)移。因此，開口 306可以具有狹縫的形狀。通常，開口可以由通風(fēng)閥打開和關(guān)閉。此外，室121可以具有用于連接真空系統(tǒng)(諸如真空泵等)的凸緣304。由此，室121可以在用于關(guān)閉開口 306的至少一個真空閥(優(yōu)選地兩個真空閥)被關(guān)閉時被抽真空。分別具有第一傳輸軌道163和第二傳輸軌道164的襯底傳輸系統(tǒng)或支撐架傳輸系統(tǒng)包括兩組傳輸元件。第一組傳輸元件的傳輸元件310包括傳輸輥312。第二組傳輸元件的傳輸元件320包括傳輸輥322。傳輸元件310可以繞旋轉(zhuǎn)軸311旋轉(zhuǎn)。傳輸元件320可以繞旋轉(zhuǎn)軸321旋轉(zhuǎn)。每個傳輸元件310和320在圖3中示出在兩個位置。由此，一個位置由虛線示出。每個傳輸元件分別具有支承元件314或324。支承元件被構(gòu)造為提供旋轉(zhuǎn)并且提供分別沿著軸線311或321的直線移動。旋轉(zhuǎn)元件可以通過支承元件的直線移動被從第一位置移動到第二位置(虛線)。如圖3所不,傳輸棍312相對于傳輸棍322偏移。通過旋轉(zhuǎn)兀件的直線移動，傳輸兀件310的傳輸棍312可以從第一傳輸軌道163移動到第二傳輸軌道164。因此,通過傳輸兀件310和320的移動,定位在第一傳輸軌道中(即，在用于驅(qū)動支撐架的傳輸棍上)的襯底可以移動到第二傳輸軌道。或者，定位在第二傳輸軌道164中的襯底可以被移動到第一傳輸軌道。在圖3中示出的傳輸元件310和320提供了用于基本豎直取向襯底的襯底支撐件，該襯底支撐件適合于在其下端處支撐襯底。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另外的實施例，襯底傳輸系統(tǒng)或支撐架傳輸系統(tǒng)也分別可以包括上傳輸裝置。通常地，傳輸裝置是用于在第一傳輸路徑或第二傳輸路徑中的一者中引導(dǎo)襯底的一組或多組引導(dǎo)元件。例如，引導(dǎo)元件可以是具有凹槽(例如兩個狹縫)的磁性引導(dǎo)元件，襯底可以被轉(zhuǎn)移經(jīng)過該引導(dǎo)元件。根據(jù)另外的實施例，這些引導(dǎo)元件也可以包括用于直線移動的支承件，使得可以進(jìn)行從第一傳輸軌道向第二傳輸軌道的移動。根據(jù)典型實施例，傳輸元件310和傳輸元件320同步移動，以在室121內(nèi)橫向轉(zhuǎn)移基本豎直取向的襯底。通常，上元件(諸如引導(dǎo)元件)也同時移動。傳輸元件310和320還可以包括帶驅(qū)動器316和326，該帶驅(qū)動器用于驅(qū)動傳輸元件的旋轉(zhuǎn)，以沿著傳輸路徑傳輸設(shè)置在傳輸輥上的襯底或支撐架。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的一些實施例，一個或多個帶驅(qū)動器可以由一個電機(jī)驅(qū)動。
圖4示出了在直線處理系統(tǒng)與集群處理系統(tǒng)之間的具有改善的沉積室利用的混合系統(tǒng)中沉積層堆疊的方法。如圖4所示，在步驟402中在第一室中沉積第一層。第一層通常可以包括從由以下材料構(gòu)成的組中選擇的至少一個材料鑰、鉬和金。此外，第一層通常是薄層或、可以在相比于第二層的沉積時間更短的時間內(nèi)沉積的層。襯底之后被在第二或第三室中轉(zhuǎn)移，使得第二層可以在第二室中在步驟404中沉積或者在第三室中在步驟405中沉積。由此，步驟404和405可以以交替的方式進(jìn)行。考慮到在第二和第三室中的更長的沉積時間，沉積系統(tǒng)在產(chǎn)量上沒有不必要地受到更長的沉積步驟的限制。在步驟406中，沉積包括與第一層相同材料(見步驟402)的另一個層。步驟406在與步驟402相同的室中進(jìn)行。由此，提供了改善的沉積室利用。圖5示出了沉積系統(tǒng)100的另一個實施例。該系統(tǒng)包括第一沉積室101、第二沉積室102和第三沉積室103。此外，系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)移室111，轉(zhuǎn)移室構(gòu)造為將襯底從第一沉積室101轉(zhuǎn)移到第二或第三沉積室102/103中的一者。此外，轉(zhuǎn)移室111被構(gòu)造為將襯底從 沉積室102/103之一轉(zhuǎn)移到第一沉積室101。如圖5所示，第一沉積室101具有第一沉積源141，并且第二沉積室102和第三沉積室103各自具有另一個沉積源142。其他的細(xì)節(jié)已經(jīng)在上文中參照圖I描述過了。根據(jù)本文描述的實施例，轉(zhuǎn)移室111和室101、102和103可以分別經(jīng)由直線傳輸路徑151、152和153連接。由此，例如，通常被用于顯示裝置制造的大面積襯底可以在直線沉積系統(tǒng)100中傳輸。通常，直線傳輸路徑151、152和153由傳輸軌道161 (諸如具有例如沿著直線布置的多個輥的直線傳輸軌道)提供。根據(jù)典型實施例，傳輸軌道161可以通過在大面積襯底的底部處的傳輸系統(tǒng)以及在基本豎直取向的大面積襯底的頂部處的引導(dǎo)系統(tǒng)提供。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另一個實施例，轉(zhuǎn)移室111可以是旋轉(zhuǎn)模塊，特別是真空旋轉(zhuǎn)模塊，旋轉(zhuǎn)模塊被構(gòu)造為相對于豎直旋轉(zhuǎn)軸使襯底旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)由附圖標(biāo)記112表示。由此，經(jīng)由直線傳輸路徑151進(jìn)入轉(zhuǎn)移室111的襯底可以被經(jīng)由傳輸路徑153進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到室103，而不在轉(zhuǎn)移室111中旋轉(zhuǎn)。經(jīng)由直線傳輸路徑151進(jìn)入轉(zhuǎn)移室111的襯底可以被在轉(zhuǎn)移室111中旋轉(zhuǎn)，以經(jīng)由傳輸路徑152進(jìn)入室102?？梢栽诰哂谢虿痪哂邢鄳?yīng)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行從室102、103出來分別進(jìn)入轉(zhuǎn)移室111的轉(zhuǎn)移。如上所述，沉積室101、102和103與轉(zhuǎn)移室111的組合的布置可以被用來改善多個沉積室的利用，特別是沉積室101的利用。因此，如果第一沉積室101被構(gòu)造為沉積昂貴材料(諸如含有鑰的材料、含有鉬的材料、含有金的材料或含有銀的材料)，處理系統(tǒng)100的操作者僅需要購買一組昂貴類型的沉積源。因此，可以減小需要被保持庫存以實現(xiàn)短的停工期的靶的價值。根據(jù)本文描述的實施例，直線沉積系統(tǒng)和集群處理系統(tǒng)之間的混合系統(tǒng)100包括改善的處理室利用并且允許將襯底以連續(xù)或半連續(xù)的方式饋送到處理系統(tǒng)。如圖5所示，根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另外的實施例，另一個室521和裝載鎖止室122和522被設(shè)置在處理系統(tǒng)500中。室521具有第一和第二傳輸軌道563和564。成套傳輸軌道被構(gòu)造為用于襯底在室521中的橫向移動。由此，襯底可以基本水平地移動，使得發(fā)生沿著與傳輸路徑垂直的方向的移位。
因此，襯底的橫向移動可以被用來在第一和第二裝載鎖止室當(dāng)中的任一者中分別轉(zhuǎn)移襯底。相比與圖1，提供了可以被分別地抽真空或通風(fēng)的兩個裝載鎖止室。這可以有助于進(jìn)一步增加處理系統(tǒng)的產(chǎn)量。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例的一 些實施例，本文描述的設(shè)備、系統(tǒng)和方法可以涉及大面積沉積系統(tǒng)，例如，PVD大面積沉積技術(shù),特別是涉及利用靜態(tài)沉積工藝的多層沉積工具或設(shè)備。通常，其涉及用于3層堆疊的沉積工具和沉積，其中第一和第三層使用相同的靶材料。由此，期望獲得具有最大或增加的產(chǎn)量的優(yōu)化或改善的硬件效率。另外，實施例也可以應(yīng)用到用于2層堆疊的沉積工具和沉積，其中不需要上述3層堆疊中的第一或第三層。本文描述的實施例可以與集群工具系統(tǒng)相比較，在該集群工具系統(tǒng)中，襯底被轉(zhuǎn)移通過中央轉(zhuǎn)移室中的裝載鎖止區(qū)域，該中央轉(zhuǎn)移室順序地將襯底引導(dǎo)到與中央轉(zhuǎn)移室連接的多個處理室。由此，因為典型的3層堆疊的層厚在不同層之間改變很多，所以通常需要至少四個處理室來實現(xiàn)50秒及以下的典型循環(huán)時間。因此，在中央處理室中操作的襯底變得非常復(fù)雜并且限制了可實現(xiàn)的產(chǎn)量。本文描述的實施例可以與直線系統(tǒng)相比較，其中，典型的直線系統(tǒng)提供了被構(gòu)造為在一行上一個接一個的多個處理室。在3層堆疊的情況下，最終層的沉積時間限制了可實現(xiàn)的產(chǎn)量或者最終層的沉積需要被劃分為多個處理室中的多個步驟。后一種情況承擔(dān)了對于層特性具有不利影響的風(fēng)險。根據(jù)本文描述的實施例，可以提供混合系統(tǒng)，其中沉積工具將上述兩種策略結(jié)合。該工具由含有裝載鎖止室和轉(zhuǎn)移室的直線部分構(gòu)造，具有用于增加襯底產(chǎn)量的多個支撐架軌道。用于沉積3層堆疊的第一和第三層的第一處理室可以具有單個支撐架軌道或雙支撐架軌道。集群部分由中央轉(zhuǎn)移室構(gòu)成，該中央轉(zhuǎn)移室通常被連接到第一處理室和用于交替地沉積典型的第二厚層的、具有相同的靶材料至少兩個其他的處理室。因為第一處理室需要沉積第一和第三層、并且需要提供用于多支撐架轉(zhuǎn)移進(jìn)入室和離開室的時間，該室會易于變?yōu)橐r底產(chǎn)量的瓶頸。因此，在第一沉積室中提供雙軌道系統(tǒng)可以改善系統(tǒng)及其產(chǎn)量的靈活性。考慮到以上內(nèi)容，附加的靈活性可以通過將例如如上文中參照圖3中的室121描述的雙軌道系統(tǒng)提供給其他室(例如，第一沉積室、轉(zhuǎn)移室或者甚至第二和第三以及另外的室)來獲得。由此，襯底可以在任何這些室中的第一和第二軌道中轉(zhuǎn)移。由此，為了進(jìn)行至后續(xù)循環(huán)時間，只有經(jīng)處理的襯底需要被移除，并且要被處理的下一個襯底已經(jīng)被設(shè)置在室中。因此，例如，可以僅使用橫向平移機(jī)構(gòu)來將襯底移動至沉積位置。此外，根據(jù)另外的觀點(diǎn)，沉積室和/或轉(zhuǎn)移室中的附加的軌道可以作為已經(jīng)被裝載到系統(tǒng)中以進(jìn)行處理的襯底或者在處理之后等待被卸載的襯底的緩沖區(qū)。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的一些實施例，具有第一和第二傳輸軌道的傳輸系統(tǒng)可以被設(shè)置在兩個或更多個室中，即沉積室、轉(zhuǎn)移室、裝載鎖止室和/或另外的室中的一個或多個中。由此，可以增加靈活性和/或產(chǎn)量?？紤]到以上內(nèi)容，圖6示出了沉積系統(tǒng)100的另一個實施例。該系統(tǒng)可與參照圖I描述的實施例以及與其結(jié)合的實施例相比。該系統(tǒng)包括第一沉積室101、第二沉積室102和第三沉積室103。此外，系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)移室111，轉(zhuǎn)移室構(gòu)造為將襯底從第一沉積室101轉(zhuǎn)移到第二或第三沉積室102/103中的一者。此外，轉(zhuǎn)移室111被構(gòu)造為將襯底從沉積室102/103之一轉(zhuǎn)移到第一沉積室101。相比于圖1，第二沉積室被在不同側(cè)部分處連接到轉(zhuǎn)移室。根據(jù)不同的修改例，第二和/或第三沉積室可以各自在相比于圖I不同的側(cè)連接。由此，一些室轉(zhuǎn)移組合可以通過直線傳輸路徑簡化，并且/或者旋轉(zhuǎn)循環(huán)可能相比于其他沉積處理更適合于一些沉積處理。此外，除了進(jìn)出第二和/或第三沉積室的裝載位置或卸載位置之外，沉積室的布置允許相比于圖I有相同的概念。
如圖6所示，第一沉積室101具有第一沉積源141，并且第二沉積室102和第三沉積室103各自具有另一個沉積源142。根據(jù)本文描述的實施例，轉(zhuǎn)移室111和室101、102和103可以分別經(jīng)由直線傳輸路徑151、152和153連接。由此，例如，通常被用于顯示裝置制造的大面積襯底可以在直線沉積系統(tǒng)100中傳輸。與圖I中不出的不例相反，直線傳輸路徑151由具有第一傳輸軌道163和第二傳輸軌道164(諸如具有例如沿著直線布置的多個輥的直線傳輸軌道)的雙傳輸軌道系統(tǒng)提供。由此第一沉積室101和轉(zhuǎn)移室111包括雙軌道傳輸系統(tǒng)，其中，傳輸模塊可以包括在旋轉(zhuǎn)模塊兩側(cè)上的雙軌道系統(tǒng)。根據(jù)另外的修改例，傳輸軌道161可以包括用于對襯底進(jìn)行緩沖的雙傳輸系統(tǒng)，而傳輸路徑151僅由單軌道提供。直線傳輸路徑152和153在室102和103中由傳輸軌道161提供，諸如具有例如沿著直線布置的多個輥的直線傳輸軌道。如關(guān)于圖7描述的，這些室也可以具有雙軌道傳輸系統(tǒng)。如上所述，沉積室101、102和103與轉(zhuǎn)移室111的組合的布置可以被用來改善多個沉積室的利用，特別是沉積室101的利用。因此，如果第一沉積室101被構(gòu)造為沉積昂貴材料(諸如含有鑰的材料、含有鉬的材料、含有金的材料或含有銀的材料)，處理系統(tǒng)100的操作者僅需要購買一組昂貴類型的沉積源。因此，可以減小需要被保持庫存以實現(xiàn)短的停工期的靶的價值。在室101和111中示例性提供的附加的雙軌道系統(tǒng)可以相比于圖I中示出的系統(tǒng)改善產(chǎn)量和/或靈活性，因為相應(yīng)的第二軌道163/164可以被用作緩沖區(qū)或者減小用于襯底轉(zhuǎn)移的時間。例如，襯底的轉(zhuǎn)移可以在兩個軌道上同時進(jìn)行。比圖I更進(jìn)一步地，圖6也示出了擺動模塊622，在此處襯底可以被從水平位置搬運(yùn)到豎直位置，以在豎直處理中進(jìn)行處理。通常，擺動模塊也可以包括雙軌道系統(tǒng)。由此，可以省略大氣壓旋轉(zhuǎn)模塊和/或附加的出口室，因為系統(tǒng)包括離開裝載鎖止室122/進(jìn)入裝載鎖止室122的雙出口和/或入口。此外，可以利用相同的系統(tǒng)制造不同的層堆疊，例如，Al/Mo 和 Mo/Al。根據(jù)本文描述的實施例，第一和第二傳輸軌道163和164分別設(shè)置在由以下室或模塊構(gòu)成的組中選擇的一者或兩者中擺動模塊、裝載鎖止室、設(shè)置在裝載鎖止室與第一沉積室之間的另外的室、第一沉積室、轉(zhuǎn)移室、第二沉積室和第三沉積室。由此，具體地，裝載鎖止室、另外的室、第一沉積室和/或轉(zhuǎn)移室分別具有第一和第二傳輸軌道163和164。分別具有第一和第二傳輸軌道163和164的至少一個室(具體地分別具有第一和第二傳輸軌道163和164的全部的室)被構(gòu)造為用于襯底在各個室內(nèi)的橫向移動。由此，襯底可以基本水平地移動，從而沿著與傳輸路徑垂直的方向移位?？紤]到以上內(nèi)容，根據(jù)一些附加的或可選的實施例，相比于圖1，第二和第三處理室的布置可以如圖6所示地改變，并且/或者各種室可以安裝有多個襯底軌道。特別地，認(rèn)為在第一處理室和/或中央轉(zhuǎn)移室中具有附加的多個支撐架軌道是有用的。同樣，第二和/或第三處理室可以具有多個支撐架軌道。在上述室中使用多個支撐架軌道也允許同時將支撐架轉(zhuǎn)移進(jìn)出第一處理室(特別是轉(zhuǎn)移出第一處理室)，并且在第二和/或第三處理室也具有多支撐架軌道時，可以減小支撐架軌道轉(zhuǎn)移進(jìn)出這些處理室所需的時間。圖7示意性地示出了另一個實施例。相比于圖I和圖2，擺動模塊以及其他室具有第一傳輸軌道163和第二傳輸軌道164。此外，對于附加的軌道附加地或可選擇地，提供了第三和第四沉積室204和205。盡管沉積源244相比于沉積源142由不同的附圖標(biāo)記表示，但是這些源類似。因此，可以將用于沉積第二靶材料的多于兩個的室連接到轉(zhuǎn)移室，例如中央轉(zhuǎn)移室。用于沉積第二層的全部的這些室可以以交替的方式工作并且可以具有單支撐架軌道和/或如圖7所示的雙支撐架軌道。這允許在增加產(chǎn)量的狀態(tài)下沉積厚得多的第二層，特別是不需要在例如多個室中的多個步驟中沉積第二層。本文描述的實施例改善了硬件使用的效率，利用給定數(shù)目真空室增加了系統(tǒng)產(chǎn)量和/或通過對于第二層的沉積使用加強(qiáng)的交替操作而增加了系統(tǒng)產(chǎn)量。這由混合系統(tǒng)提供并且可以進(jìn)一步通過不僅在裝載鎖止室和轉(zhuǎn)移室中并且還在其他室中使用多支撐架軌道 來改善。這減小了支撐架轉(zhuǎn)移所需的時間并且對于層沉積(特別是在第一處理室中第一和第三層的層沉積)提供了更多時間。也提供了減小系統(tǒng)循環(huán)時間和/或增加系統(tǒng)產(chǎn)量的其他潛能。此外，附加地或可選地，可以通過使用連接到中央轉(zhuǎn)移室的多于兩個的交替工作的處理室來沉積極厚的第二層。相應(yīng)地，本文描述的實施例可以被用作多層沉積工具，例如，多層PVD沉積工具，特別是具有靜態(tài)沉積工藝的多層沉積工具?？紤]到上文，描述了上述多個實施例。例如，根據(jù)一個實施例，提供了一種用于處理基本豎直取向的襯底的襯底處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一處理室，其具有第一處理區(qū)域并且適合于沉積包括第一材料的第一層；第二處理室，其具有第二處理區(qū)域并且適合于在第一層上沉積第二層，第二層包括第二材料；第三處理室，其具有第三處理區(qū)域并且適合于沉積包括第二材料的層；轉(zhuǎn)移室，其向第一室、第二室和第三室分別提供基本直線的傳輸路徑；以及另外的室，其包括第一傳輸軌道和第二傳輸軌道，其中，第一傳輸軌道和第二傳輸軌道中的至少一者與第一處理室形成基本直線的傳輸路徑；并且其中，第一室適合于從轉(zhuǎn)移室接收襯底，并且沉積包括第一材料的另外的層。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例結(jié)合的另外的實施方式，轉(zhuǎn)移室可以是旋轉(zhuǎn)模塊，特別是用于在小于IOmbar的壓力下旋轉(zhuǎn)襯底的真空旋轉(zhuǎn)模塊；系統(tǒng)可以包括直線處理系統(tǒng)部分，特別地，其中，系統(tǒng)是直線處理系統(tǒng)與集群處理系統(tǒng)之間的混合系統(tǒng)；并且/或者系統(tǒng)還可以包括橫向移位機(jī)構(gòu)，其被構(gòu)造為將襯底從第一傳輸軌道橫向移位到第二傳輸軌道，并且反之亦然。例如，橫向移位機(jī)構(gòu)可以被布置在另外的室中。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例和實施方式結(jié)合的另外的實施例，系統(tǒng)可以包括從由以下特征構(gòu)成的組中選擇的一個或多個特征系統(tǒng)還可以包括至少一個鎖止室，其包括第一傳輸軌道和第二傳輸軌道中每一者的另外的部分，其中另外的部分被設(shè)置成第一傳輸軌道和第二傳輸軌道在另外的室中的延長；系統(tǒng)還可以包括至少一個另外的室，另外的室具有另外的處理區(qū)域并且適合于沉積包括第三材料的另外的層，其中，至少一個另外的室被連接到轉(zhuǎn)移室；至少一個另外的室是可以至少兩個另外的室，每一者適合于沉積包括第三材料的層；第一材料可以是從由以下材料構(gòu)成的組中選擇的鑰、鑰合金、鉬、鉬合金、金、金合金、鈦、鈦合金、銀和銀合金。例如，第一材料可以是鑰，鑰合金、鈦、或鈦合金。根據(jù)可以與本文描述的其他實施例和實施方式結(jié)合的另外的實施例，系統(tǒng)還可以包括從由以下特征構(gòu)成的組中選擇的一個或多個特征另外的室可以包括第三傳輸軌道；第一傳輸軌道可以包括用于沿著傳輸方向進(jìn)行引導(dǎo)的多個引導(dǎo)元件，其中，第二傳輸軌道可以包括用于沿著傳輸方向進(jìn)行引導(dǎo)的多個引導(dǎo)元件，并且其中第一傳輸軌道和第二傳輸軌道的引導(dǎo)元件分別適合于第一引導(dǎo)位置和第二引導(dǎo)位置，使得引導(dǎo)位置沿著與傳輸方向垂直的方向移位；以及第一傳輸軌道的引導(dǎo)元件和第二傳輸軌道的引導(dǎo)元件可以交替地沿著傳輸方向設(shè)置。根據(jù)另外的實施例，提供了一種用于在具有第一、第二和第三處理室的襯底處理系統(tǒng)中沉積層堆疊的方法。該方法包括在第一處理室中在基本豎直取向的襯底上沉積包括第一材料的第一層；在從以下室中選擇的一個室中沉積包括第二材料的第二層第二處理室和第三處理室，其中，第二處理室和第三處理室以基本交替的方式使用；以及在第一處理室中沉積包括第一材料的第三層，其中，第一處理室、第二處理室和第三處理室利用基本直線的傳輸路徑連接到轉(zhuǎn)移室；以及在第一傳輸軌道與第二傳輸軌道之間將襯底橫向移位。 根據(jù)其典型修改例，可以在另一個襯底上沉積第二層的同時，沉積在第一襯底上的第一層；該方法還可以包括將兩個襯底同時轉(zhuǎn)移到第一傳輸軌道和第二傳輸軌道上，或從第一傳輸軌道和第二傳輸軌道上轉(zhuǎn)移下來；并且/或者第一材料是從由以下材料構(gòu)成的組中選擇的鑰、鑰合金、鉬、鉬合金、金、金合金、鈦、鈦合金、銀和銀合金，例如，第一材料可以是鑰、鑰合金、鈦或鈦合金。雖然前述內(nèi)容涉及本發(fā)明的實施例，但是可以在不超出本發(fā)明的基本范圍的狀態(tài)下本發(fā)明的其他和另外的實施例，并且通過權(quán)利要求確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.ー種用于對基本豎直取向的襯底進(jìn)行處理的襯底處理系統(tǒng)，其包括 第一處理室，其具有第一處理區(qū)域并且適合于沉積包括第一材料的第一層； 第二處理室，其具有第二處理區(qū)域并且適合于在所述第一層上沉積第二層，所述第二層包括第二材料； 第三處理室，其具有第三處理區(qū)域并且適合于沉積包括所述第二材料的層； 轉(zhuǎn)移室，其向所述第一室、所述第二室和所述第三室分別提供基本直線的傳輸路徑；以及 另外的室，其包括第一傳輸軌道和第二傳輸軌道，其中，所述第一傳輸軌道和所述第二傳輸軌道中的至少ー者與所述第一處理室形成基本直線的傳輸路徑； 至少ー個橫向移位機(jī)構(gòu)，其被構(gòu)造為將所述襯底從所述第一傳輸軌道橫向移位到所述第二傳輸軌道，并且反之亦然， 其中，所述第一室適合于從所述轉(zhuǎn)移室接收襯底，并且沉積包括所述第一材料的另外的層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)移室是旋轉(zhuǎn)模塊，特別是用于在小于IOmbar的壓カ下使襯底旋轉(zhuǎn)的真空旋轉(zhuǎn)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I到2中的任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括直線處理系統(tǒng)部分，特別地，其中，所述系統(tǒng)是直線處理系統(tǒng)與集群處理系統(tǒng)之間的混合系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中的任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述至少ー個橫向移位機(jī)構(gòu)被布置在以下至少ー個室中在所述另外的室中，在所述第一室中，在所述第二室中，在所述第三室中，在所述轉(zhuǎn)移室中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到4中的任意一項所述的系統(tǒng)，還包括 至少ー個裝載鎖止室，其包括所述第一傳輸軌道和所述第二傳輸軌道中每ー者的另外的部分，其中所述另外的部分被設(shè)置成所述第一傳輸軌道和所述第二傳輸軌道在所述另外的室中的延長。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到5中的任意一項所述的系統(tǒng)，還包括 至少ー個另外的室具有另外的處理區(qū)域并且適合于沉積包括第三材料的另外的層，其中，所述至少ー個另外的室被連接到所述轉(zhuǎn)移室。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述至少ー個另外的室是至少兩個另外的室，所述至少兩個另外的室中的每ー者適合于沉積包括所述第三材料的層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I到7中的任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第一材料是從由以下材料構(gòu)成的組中選擇的鑰、鑰合金、鉬、鉬合金、金、金合金、鈦、鈦合金、銀和銀合金，具體地，其中所述第一材料是鑰、鑰合金、鈦或鈦合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求I到8中的任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述另外的室包括第三傳輸軌道。
10.根據(jù)權(quán)利要求I到9中的任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第一傳輸軌道包括用于沿著傳輸方向進(jìn)行引導(dǎo)的多個引導(dǎo)元件，其中，所述第二傳輸軌道包括用于沿著所述傳輸方向進(jìn)行引導(dǎo)的多個引導(dǎo)元件，并且其中所述第一傳輸軌道和所述第二傳輸軌道的引導(dǎo)元件分別適合于第一引導(dǎo)位置和第二引導(dǎo)位置，使得引導(dǎo)位置沿著與所述傳輸方向垂直的方向移位。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述第一傳輸軌道的引導(dǎo)元件和所述第二傳輸軌道的引導(dǎo)元件交替地沿著所述傳輸方向設(shè)置。
12.一種用于在具有第一、第二和第三處理室的襯底處理系統(tǒng)中沉積層堆疊的方法，所述方法包括以下步驟 在所述第一處理室中在基本豎直取向的襯底上沉積包括第一材料的第一層； 在從以下室中選擇的ー個室中沉積包括第二材料的第二層所述第二處理室和所述第三處理室，其中，所述第二處理室和所述第三處理室以基本交替的方式使用；以及 在所述第一處理室中沉積包括所述第一材料的第三層，其中，所述第一處理室、所述第ニ處理室和所述第三處理室利用基本直線的傳輸路徑連接到轉(zhuǎn)移室；以及 在第一傳輸軌道與第二傳輸軌道之間將襯底橫向移位。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在另ー個襯底上沉積第二層的同時，沉積在第一襯底上的第一層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12到13中的任意一項所述的方法，還包括如下步驟 將兩個襯底同時轉(zhuǎn)移到所述第一傳輸軌道和所述第二傳輸軌道上，或從所述第一傳輸軌道和所述第二傳輸軌道上轉(zhuǎn)移下來。
15.根據(jù)權(quán)利要求12到14中的任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第一材料是從由以下材料構(gòu)成的組中選擇的鑰、鑰合金、鉬、鉬合金、金、金合金、鈦、鈦合金、銀和銀合金，具體地，其中所述第一材料是鑰、鑰合金、鈦或鈦合金。
全文摘要
描述了一種用于對基本豎直取向的襯底進(jìn)行處理的襯底處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一處理室，其具有第一處理區(qū)域并且適合于沉積包括第一材料的第一層；第二處理室，其具有第二處理區(qū)域并且適合于在第一層上沉積第二層，第二層包括第二材料；第三處理室，其具有第三處理區(qū)域并且適合于沉積包括第二材料的層；轉(zhuǎn)移室，其向第一室、第二室和第三室分別提供基本直線的傳輸路徑；以及另外的室，其包括第一傳輸軌道和第二傳輸軌道，其中，第一傳輸軌道和第二傳輸軌道中的至少一者與第一處理室形成基本直線的傳輸路徑，其中，第一室適合于從轉(zhuǎn)移室接收襯底，并且沉積包括第一材料的另外的層。
文檔編號C23C14/56GK102803551SQ201280000407
公開日2012年11月28日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者爾卡恩·科帕拉, 安德里亞斯·克魯佩爾 申請人:應(yīng)用材料公司