基板をコーティングするためのコーティングシステム及び方法
コーティングシステム１は、ロックインチャンバ３とロックアウトチャンバ４を含む。更に、コーティングシステムは、ロックインチャンバ３及びロックアウトチャンバ４に接続された第１搬送チャンバ５を含む。搬送チャンバ５内には、第１可回転搬送モジュール６が配置されている。基板ホルダー７ａ、７ｂは、ロックインチャンバ３及びロックアウトチャンバ４にそれぞれ整列して配置されるように、中心軸の周りに回転してもよい。コーティングステーション１は、第１プロセスチャンバ８と第２プロセスチャンバ９を更に含んでいる。更に、コーティングシステム１は、第３基板ホルダー１２ａ及び第４基板ホルダー１２ｂを含む第２可回転搬送モジュール１１を有する第２搬送チャンバ１０を含んでいる。第２搬送チャンバは、第３プロセスチャンバ１３及び第４プロセスチャンバ１４のみならず第１プロセスチャンバ８及び第２プロセスチャンバ９に接続される。第３プロセスチャンバ１３及び第４プロセスチャンバ１４は、第２搬送チャンバ１０において並列に、即ち、クラスタ配置のように配置される。本発明は、フォワードパスＦからリターンパスＲまで、及びその逆に、基板を移動するために構成される２つの搬送チャンバ５及び１０間において、フォワードパスＦ及びリターンパスＲ上にそれぞれ配置される２つの並列なコーティングチャンバ８及び９のサンドイッチアレンジメントによってシステムの利便性を向上させる可能性を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理するためのコーティングシステムに関する。このシステムは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバを含むチャンバアレンジメントを含み、前記第１プロセスチャンバは前記コーティングシステムのインライン部のフォワードパスに配置され、前記第２プロセスチャンバは前記コーティングシステムのインライン部のリターンパスに配置される。更に本発明は、特に上述のようなコーティングシステム内で、基板をコーティングするための方法に関する。
【従来技術】
【０００２】
多くの技術アプリケーションにおいて、コーティングステップのシーケンス中において多層スタックが基板に堆積される。例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）金属化プロセスにおいて、２又は３の異なる金属がスパッタリングプロセスで堆積する。異なるプロセスステップではコーティングレートが異なるため、及び層の厚さが異なるため、異なる層を成膜するためのコーティングステーションにおける処理時間はかなり異なるかもしれない。
【０００３】
多層スタックを堆積するために、コーティング及び処理チャンバの多くの構成が提案されてきた。例えば、コーティングチャンバのクラスタ配置のみならずコーティングチャンバのインライン配置が使用される。典型的なクラスタ配置は、中央のハンドリングチャンバとそれに接続された多くのコーティングチャンバを含む。同じ又は異なるコーティングプロセスを実行するためにコーティングチャンバを備えてもよい。しかしながら、インラインシステムではプロセスのハンドリングは非常に簡単であるが、処理時間は最も長い処理時間によって決定される。従って、プロセスの効率は影響を受ける。他方、クラスタツールは異なるサイクルタイムを可能にする。しかしながら、ハンドリングがかなり複雑であり、中央のハンドリングチャンバに提供される手の込んだ搬送システムを必要とする。
【０００４】
インライン及びクラスタ概念を組み合わせる代替概念が、ＥＰ１８０１８４３Ａ１に記述されており、その内容は参照として本明細書に組み込まれる。文献は、ロックインチャンバと、第１金属化プロセスのための金属化ステーションと、中央のハンドリングチャンバと、第２金属化プロセスのための２つの金属化ステーションと、第１プロセスのための第２金属化ステーションとを有するＴＦＴ層スタックを堆積させるためのコーティングシステムについて記述している。第２プロセスのための金属化チャンバは、互いに並列に配置されており、交互に使用される。第１金属化のプロセスのためのプロセスチャンバは、あらゆる基板が両方のチャンバで処理されるようにインラインに配置されている。インライン及びクラスタ概念の組み合わせは、スループットを向上させると同時にハンドリングの複雑性を最小化するので、この組み合わせによってシステムのサイクルタイムが縮小する。
【０００５】
ＵＳ２００７／０２０９０３Ａ２は、フィルムスタックを作るための方法及び基板上にフィルムスタックを形成するための処理システムを開示している。
【０００６】
しかしながら、例えば、スパッタリングターゲットを変えるために、ある特定のコーティングチャンバがメンテナンス又はクリーニングプロセスを施さなければならないとき、コーティングシステムの動作を完全に止めなければならない。
【本発明の目的】
【０００７】
特にＴＦＴ金属アプリケーションに対して、コーティングシステムの全体的なスループットと効率を向上させることが、本発明の目的である。
【技術的解決】
【０００８】
この目的は、請求項１に係るコーティングシステム及び請求項１１に係る基板をコーティングするための方法を提供することによって解決される。従属クレームは本発明の好ましい構成について言及している。
【０００９】
本発明に係る基板を処理するためのコーティングシステムは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバを含むチャンバアレンジメントを含み、第１プロセスチャンバはコーティングシステムのインライン部のフォワードパスに配置され、第２プロセスチャンバはコーティングシステムのインライン部のリターンパスに配置されることを含んでいる。第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは共に、第１インライン部のフォワードパスから第２インライン部のリターンパスまで及びその逆に基板を移動するために構成される第１搬送チャンバと第２搬送チャンバの間に配置される。
【００１０】
通常の動作モード、すなわち第１及び第２プロセスチャンバの両方が稼働中であるならば、フォワードパスはロックインチャンバから第２搬送チャンバまでの基板の移動パスとして画定され、リターンパスは第２搬送チャンバからロックアウトチャンバまでの基板の移動パスとして画定される。輸送パスに沿った輸送のために、基板は基板キャリア内にサポートされてもよい。基板は基板キャリアに取り付けられてもよい。別の実施形態では、基板はキャリアなしで、例えばエアークッション輸送システムによってコーティングシステムを通過してもよい。
【００１１】
第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、ロックイン／ロックアウトステーション及び第１搬送チャンバと並列に及びインラインに配置される。第１搬送チャンバは、ロックイン／ロックアウトステーションと第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバの間に配置され、ロックイン／ロックアウトステーションから受け取った基板を第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバへそれぞれ移動するために構成される。更に、コーティングシステムは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバと共にインラインに配置される第２搬送チャンバを含み、第１プロセスチャンバ又は第２プロセスチャンバから受け取った基板を別のチャンバまで移動するために構成されている。
【００１２】
プロセスチャンバはどんな処理ステーション、特に第１基板上にレイヤ又はレイヤスタックを堆積するためのコーティングステーションであってもよい。ＴＦＴコーティングプロセスにおいて、２、３又はそれ以上の金属層が第１基板上に堆積される。第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、例えば、第１スパッタリングプロセスによってＭｏ層を提供するための金属コーティングステーションであってもよい。第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバは、例えば、第２スパッタリングプロセスによって第１基板上にＡｌ層を提供するための金属コーティングステーションであってもよい。例えば、第２、第３、第４基板等のような更なる基板が、コーティングシステムに入り、連続的及び第１基板と同時にコーティングシステム内で処理されてもよい。すなわち、異なるプロセスと移動ステップが重なってもよい。
【００１３】
コーティングシステムはハンドリング及びプロセスステーションの特定のアレンジメントによって特徴付けられる。両方の搬送チャンバは、それぞれのプロセスチャンバから基板を受け取り、第１及び第２プロセスチャンバの両方に基板を送り出してもよい。従って、第１又は第２プロセスチャンバのうちの１つが修理、メンテナンス、クリーニング等のためにシャットダウンしたときに、第１及び第２プロセスチャンバのもう一方が依然として稼働して、プロセスチャンバを通過して基板を処理してもよい。もちろん、第１又は第２プロセスチャンバの１つがシャットダウンすると、各基板が第１又は第２プロセスチャンバのうちのどちらか一方を双方向に通過するので、基板を処理するためのサイクルタイムは増加する。従って、第１又は第２プロセスチャンバが欠けたためのボトルネックがインラインパス中にある。フォワードパス及びリターンパスがある特定のプロセスチャンバを共有するとき、全コーティングシステムのスループット及び効率は減少する。しかしながら、コーティングシステム全体の稼働を停止しなければならないことを避け、こうしてコーティングシステムの有用性を改善してもよい。
【００１４】
ＥＰ１８０１８４３Ａ１に記載されている概念と比較すると、ある特定のコーティングステーションと並列に配置された対応するコーティングステーションを使用することで、インラインパス上の基板が特定のコーティングステーションを迂回することができる更なる搬送チャンバが導入されている。この発明の概念は、あらゆるコーティングシステムに適用されてもよく、そこではインラインシステム（又は組み合わされたインラインクラスタシステム）のフォワードパス内のプロセスチャンバは、インラインシステム（又は組み合わされたインラインクラスタシステム）のリターンパス内の対応するプロセスチャンバに並列に配置され、フォワードパスからリターンパスに又はその逆に変わることによって、２つのチャンバのうちの１つを迂回するために、基板がフォワードパス（又はリターンパス）上に輸送されることを可能にする第１搬送チャンバと第２搬送チャンバの間に両プロセスチャンバは配置される。第３及び第４コーティングチャンバへそれぞれ向かう途中に、そして第３及び第４コーティングチャンバからそれぞれ戻る途中に、両プロセスチャンバ内で通常同じプロセスが実行されるとき、この概念は特に適している。
【００１５】
チャンバアレンジメントは、基板をコーティングシステム内に閉じ込めるための、及び／又は基板をコーティングシステムから締め出すためのロックイン／ロックアウトステーションをそれぞれ含んでいるのが好ましい。第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、ロックイン／ロックアウトステーション、第１搬送チャンバ、及び第２搬送チャンバとインラインに配置される。
【００１６】
特に、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、第１コーティングプロセスによって基板上に層を堆積するためのコーティングツールを含む。第１コーティングプロセスは、例えば、Ｍｏの金属化プロセスのような金属化プロセスであってもよい。コーティングプロセスはスパッタリングプロセスであってもよい。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態において、チャンバアレンジメントは、基板を処理するために少なくとも第３プロセスチャンバを含んでおり、第３プロセスチャンバは第２搬送チャンバと連結されている。
【００１８】
特に、チャンバアレンジメントは、第２搬送チャンバと連結される第３プロセスチャンバに並列に配置された第４プロセスチャンバを含む。第４プロセスチャンバは、第３プロセスチャンバに並列に配置されてもよく、第２搬送チャンバは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバから受け取った基板を、第３プロセスチャンバ又は第４プロセスチャンバのいずれかにそれぞれ移動するように構成される。第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバ内では、同じコーティングが行われてもよく、例えば、第３及び第４プロセスチャンバは、スパッタリングプロセスによってＡｌ層を基板上に堆積するための金属コーティングステーションであってもよい。ＴＦＴシステムのＡｌ層の厚さは上下に横たわるＭｏ層の厚さよりもはるかに大きいという事実のため、第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバはクラスタツールとして操作される。例えば、それらは第２搬送チャンバから交互に積み込まれる。
【００１９】
実際、第１搬送チャンバは、第１及び第２プロセスチャンバ及び／又はロックイン／ロックアウトチャンバのうちの少なくとも２つの間に基板を移動するために提供される。第２搬送チャンバは、第１、第２、第３、及び／又は第４プロセスチャンバのうちの少なくとも２つの間に基板を移動するために提供される。第１及び／又は第２搬送チャンバは、真空搬送チャンバであってもよい。
【００２０】
通常のプロセスにおいて、第１基板は、ロックインチャンバから、第１基板ホルダーに沿った第１搬送チャンバを通って、その内部で第１コーティングを得るための第１プロセスチャンバ内までフォワードパスに沿って輸送される。そして、第１は、第２搬送チャンバ内まで、及びその内部で第２コーティングを得るための第３プロセスチャンバと第４プロセスチャンバのどちらか一方の中まで輸送される。その後、第１基板は、その内部で第３コーティングを得るための第２プロセスチャンバ内まで、第２搬送チャンバを通ってリターンパス上を戻って輸送される。そして、第１基板は、第１搬送チャンバを通ってコーティングシステムからコーティングされた基板を取り去るためのロックアウトチャンバ内まで輸送される。
【００２１】
あるいは、例えば第１コーティングチャンバが稼働していないとき、フォワードパス上を輸送される基板は、第１コーティングを得るために、代わりに第２プロセスチャンバへ移動されてもよい。あるいはまた、第１搬送チャンバへ戻る途中で、リターンパス上を輸送される基板は、例えば、第２コーティングチャンバが稼働していないとき、第３コーティングを得るために、第２コーティングチャンバの代わりに第１プロセスチャンバへ移動されてもよい。
【００２２】
第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバが稼動しているときはいつでも、組み合わされたインラインクラスタシステムは高効率に備えている。もしも１以上のチャンバが使用できないならば、システムは依然として効率を下げて動作するかもしれないが、コーティングシステムの利用可能性はほぼ連続的に保証されているかもしれない。
【００２３】
第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバが、第２コーティングプロセスを使用することで基板上に層を堆積するためのコーティングツールを含んでいるのは好ましい。第２コーティングプロセスは、例えばＡｌ金属化プロセスのような金属化プロセスであってもよい。第２コーティングプロセスはスパッタリングプロセスであってもよい。
【００２４】
第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、第１コーティングプロセスを提供するために構成され、第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバは、第２コーティングプロセスを提供するために構成される。例えば、ＴＦＴコーティングシステムにおいて、第１プロセスは第１金属化プロセスであってもよく、第２プロセスは第２金属化プロセスであってもよい。一方又は両方のプロセスが、スパッタリング法を使用することで実行されてもよい。
【００２５】
特に、ロックイン／ロックアウトステーションは、ロックインチャンバとロックアウトチャンバを含んでいる。ロックインチャンバは、コーティングシステム内で処理される基板のフォワードパスの始まりを画定し、ロックアウトチャンバは、基板のリターンパスの終わりを画定する。例えば、フォワードパスはロックインチャンバと第２搬送チャンバの間で画定され、リターンパスは第２搬送チャンバとロックアウトチャンバの間で画定される。パス上に配置されたチャンバが、例えばメンテナンス目的により稼動していないとき、フォワードパス又はリターンパスは中断してもよい。しかしながら、第１搬送チャンバ及び第２搬送チャンバアレンジメントによって、基板はリターンパス及びフォワードパス上のプロセスチャンバをそれぞれ迂回することができる。それは、第１及び第２搬送チャンバが、コーティングシステムのフォワードパスからリターンパスまで、及びその逆に基板を移動させるように構成されているからである。
【００２６】
第１搬送チャンバは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバに接続され、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、第２搬送チャンバに接続され、第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバは、第２搬送チャンバに接続されるのが好ましい。
【００２７】
第１搬送チャンバは、基板を保持するための少なくとも１つの基板ホルダーを有する第１可回転モジュールを含んでもよい。第１可回転モジュールは、そこから基板を受け取るための第１プロセスチャンバ、第２プロセスチャンバ、ロックインチャンバ及び／又はロックアウトチャンバに対して基板ホルダーを揃えるために構成されるか、又は搬送チャンバ内で受け取った基板をそれぞれのチャンバへ送るために構成される。
【００２８】
第２搬送チャンバは、基板を保持するための少なくとも１つの基板ホルダーを有する第２可回転モジュールを含んでもよい。第２可回転モジュールは、そこから基板を受け取るための第１プロセスチャンバ、第２プロセスチャンバ、第３プロセスチャンバ及び／又は第４プロセスチャンバに対して基板ホルダーを揃えるために構成されるか、又は搬送チャンバ内で受け取った基板をそれぞれのチャンバへ送るために構成される。
【００２９】
特に、第１及び／又は第２可回転モジュールは、第１基板及び／又は第２基板を保持するために少なくとも第１基板ホルダー及び第２基板ホルダーを有している。第１基板ホルダーがある特定のチャンバから第１基板を受け取るか、又はある特定のチャンバへ基板を送るために揃えられるとき、第２基板ホルダーは別のチャンバから第２基板を受け取るか、又は第２基板を別のチャンバへ送るために揃えられるように、第１基板ホルダー及び第２基板ホルダーは配置される。基板キャリアを回転させるとき、可回転モジュールは輸送パスに対して基板のアライメントを変更する。アライメントの変更の角度は、可回転モジュールの回転角に対応している。特に、第１輸送パスから第２輸送パスまで基板を移動させるために、モジュールは１８０°回転する。
【００３０】
上述のように本発明に係るコーティングシステム内で基板をコーティングするための方法は、以下のステップを含む。
ａ）ロックインチャンバを通ってコーティングシステム内に基板を閉じ込め、
ｂ）第１搬送チャンバ内へ基板を輸送し、
ｃ）第１プロセスを用いて基板を処理するために、第１又は第２プロセスチャンバのどちらか一方の中へ基板を輸送し、
ｄ）第２搬送チャンバ内へ基板を輸送し、
ｅ）第２プロセスを用いて基板を処理するために、第３又は第４プロセスチャンバのどちらか一方の中へ基板を輸送する。
【００３１】
この方法は更に以下のステップを含むのが好ましい。
ｆ）第３プロセスチャンバ又は第４プロセスチャンバから第２搬送チャンバ内へ基板を輸送し、
ｇ）第３プロセスを用いて基板を処理するために、第１プロセスチャンバ又は第２プロセスチャンバの中へ基板を輸送する。第３プロセスは、第１プロセスと同じ又は異なっていてもよい。
【００３２】
ステップｇ）は、第３プロセスを用いて基板を処理するためのステップｃ）と同じプロセスチャンバ内へ基板を輸送することを含んでもよい。このプロセスは、第１又は第２プロセスチャンバのうちの１つが、例えばメンテナンス目的のために稼動を停止しているときに適用される。
【００３３】
この方法は、ｈ）第１搬送チャンバ内へ基板を輸送し、ｉ）ロックアウトチャンバ内へ基板を輸送するステップを更に含んでもよい。
【００３４】
この方法は、ＴＦＴ薄膜トランジスタを生産するために提供されることが好ましい。
【００３５】
上述の方法は、第２の及び更なる基板を処理することによって連続して繰り返される。基板はプロセスステーションを連続して通過する。コーティングシステムのクラスタ構成では、２以上の基板（ある特定のプロセスのためのコーティングチャンバ数に依存する）が、同時に、すなわち一時的に重なりながら処理されてもよい。コーティングシステムの構成のインライン部では、基板はそれぞれのプロセスチャンバ内で連続して処理される。
【００３６】
本発明によって、システム全体の中断時間が実質的に避けられるので、コーティングシステムの高いスループットが達成されるかもしれない。
【００３７】
上述の構成は、それらのどんな組み合わせにおいてもそれ自体で権利請求される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の更なる構成と利点は、添付図面を参照して以下の好ましい実施形態の説明から明らかとなる。図面は以下を示している。
【００３９】
【図１】本発明に係るコーティングシステムの概略図を示す。
【図２】本発明に係るコーティングシステムの異なる動作モードを示す。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００４０】
図１に示されるように、本発明に係るコーティングシステム１は、ロックインチャンバ３及びロックアウトチャンバ４を含むロックイン／ロックアウトステーションを含む。基板送り及び受け取り部２は、システム１内へ基板を送る及び／又はシステム１内で処理された基板を受け取るためのスイングモジュール（大気圧）及び大気中の回転モジュールを含む。更に、コーティングシステム１は、ロックインチャンバ３及びロックアウトチャンバ４に接続した第１搬送チャンバ５を含む。
【００４１】
第１可回転搬送モジュール６は、搬送チャンバ５内に配置されている。可回転搬送モジュール６は、可回転プラットホーム上に配置される２つの基板ホルダー７ａ、７ｂを有している。基板ホルダー７ａ及び７ｂが、ロックインチャンバ３とロックアウトチャンバ４とそれぞれ整列して配置されるように、基板ホルダー７ａ、７ｂは中心軸周りに回転してもよい。
【００４２】
コーティングステーション１は、第１プロセスチャンバ８及び第２プロセスチャンバ９を更に含んでおり、それらの両方は、例えばＭｏ金属化層のような第１金属層を基板上に堆積させるために備わっている。第１プロセスチャンバ８及び第２プロセスチャンバ９は、第１搬送チャンバ５に接続されている。第１基板ホルダー７ａが、ロックインチャンバ３及び第１プロセスチャンバ８と整列するように、そして第２基板ホルダー７ｂが、ロックアウトチャンバ４及び第２プロセスチャンバ９と整列するように、及びその逆となるように、可回転搬送モジュール６は回転してもよい。
【００４３】
更に、コーティングシステム１は、第３基板ホルダー１２ａ及び第４基板ホルダー１２ｂを含む第２可回転搬送モジュール１１を有する第２搬送チャンバ１０を含んでいる。第２搬送チャンバ１０は、第１搬送チャンバ５と類似又は同様に構成される。
【００４４】
第２搬送チャンバは、第３プロセスチャンバ１３及び第４プロセスチャンバ１４のみならず、第１プロセスチャンバ８及び第２プロセスチャンバ９とも接続されている。第３プロセスチャンバ１３及び第４プロセスチャンバ１４は、並列に、すなわち、クラスタ配置のように第２搬送チャンバにおいて配置されている。第３プロセスチャンバ１３及び第４プロセスチャンバ１４は、例えばＡｌ金属化層のような第２金属層を基板上に堆積させるために備わっている。第３基板ホルダー１２ａが、第１プロセスチャンバ８及び第３プロセスチャンバ１３と整列するように、そして第４基板ホルダー１２ｂが、第２プロセスチャンバ９及び第４プロセスチャンバ１４と整列するように、及びその逆となるように、可回転搬送モジュール１１は回転してもよい。
【００４５】
ロックインチャンバ３、第１基板ホルダー７ａ、及び第１プロセスチャンバ８は、基板生産ラインのインラインフォワードパスＦを画定する。第２プロセスチャンバ９、第２基板ホルダー７ｂ、及びロックアウトチャンバ４は、生産ラインのインラインリターンパスＲを画定する。第２搬送チャンバ１０、第３プロセスチャンバ１３、及び第４プロセスチャンバ１４は、第２搬送チャンバ１０に配置される並列のプロセスチャンバ１３及び１４をもつクラスタツールを画定する。第３及び第４プロセスチャンバと同じ又は異なる種類のコーティングチャンバが更にあってもよい。
【００４６】
通常のコーティングプロセスにおいて、すなわち、第１、第２、第３、及び第４プロセスチャンバ８、９、１３、１４が稼働中であるときに、ロックインチャンバ３を通って第１搬送チャンバ５内へと第１基板はシステム内に閉じ込められる。第１搬送チャンバ５に入る第１基板は、例えばＭｏ層のような第１金属化層をスパッタリングプロセスによって得るために第１プロセスチャンバ内へ、第１基板ホルダー７ａの上を輸送される。その後、第１基板は第２搬送チャンバ１０内へ輸送される。次に第１基板は、例えばＡｌ層のような第２金属化層を第２スパッタリングプロセスによって得るために第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４のどちらか一方の中へ輸送される。第２層は第１層よりも厚いので、第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４内で第２層を提供するためのサイクルタイムは、第１プロセスチャンバ８又は第２プロセスチャンバ９内で層を提供するためのサイクルタイムよりもかなり長い。
【００４７】
一方、第２基板は、ロックインチャンバ３、第１搬送チャンバ５、及び第１プロセスチャンバ８を通って第２搬送チャンバ１０に入ったかもしれない。第２基板は、プロセスチャンバ１３又は１４のどちらが第１基板によって占められていなくても、第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４のいずれか一方の中へ輸送される。その後、第１基板は、例えばＭｏ層のような第３金属化層を第１スパッタリングプロセスで得るために、第２搬送チャンバ１０及び第２プロセスチャンバ９内へ戻って輸送される。
【００４８】
一方、第３基板は、第２搬送チャンバ１０に入ったかもしれない。そして、プロセスチャンバ１３、１４のどちらが第２基板によって占められていなくても、第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４のいずれか一方の中へ輸送されるかもしれない。第１基板が第１搬送チャンバ５及びロックアウトチャンバ４を通って輸送されるとき、第２基板は第３金属化層を得るために第２プロセスチャンバ９内へ輸送される。更なる基板は、その上にＴＦＴレイヤスタックを堆積させるためのコーティングシステム１を通って第３基板に続いてもよい。
【００４９】
この（通常の）動作モードでは、基板はフォワードパスＦとリターンパスＲの間に移動されない。第１搬送チャンバ５は、ロックインチャンバ３から第１コーティングチャンバ８まで、及び第２コーティングチャンバ９とロックアウトチャンバ４の間に基板を直接移動するための搬送チャンバとして機能する。回転モジュール６は所定の位置に維持される。
【００５０】
図に示される別の状況において、第２プロセスチャンバ９は、例えばスパッタリングターゲットを交換するためのようなメンテナンスのために、稼動を停止している。このようなことが発生すると、第１プロセスチャンバ８は、第１金属化層及び第３金属化層をコーティングシステム１内で処理されるそれぞれの基板上に堆積するためのプロセスチャンバとして機能する。
【００５１】
特に、第１基板はロックインチャンバ３を通ってコーティングシステム１に入り、例えばＭｏ層のような第１金属化層を第１スパッタリングプロセスによって得るために、第１搬送チャンバ５を通って、第１基板ホルダー７ａに沿って、第１プロセスチャンバ８内へ輸送される。その後、第１基板は、例えばＡｌ層のような第２金属化層を第２スパッタリングプロセスによって得るために、第２搬送チャンバ１０内へ、及び第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４のどちらか一方の中へ輸送される。その後、第２基板が第１プロセスチャンバ８から第２搬送チャンバ１０に入る間に、第１基板は第２搬送チャンバ１０内へ戻って輸送される。その後、第２基板が第３又は第４プロセスチャンバ１３又は１４のいずれか一方の中に輸送される間に、第１基板は第１プロセスチャンバ８と整列し、第３金属化層を得るために第１プロセスチャンバ８へ戻って輸送される。その後、第１基板は第１搬送チャンバ５に入る。第１基板がロックアウトチャンバ４と整列するように、可回転搬送モジュール６を回転する。可回転搬送モジュール６のこの位置において、別の基板がロックインチャンバ３を通って第１搬送チャンバ５に入ってもよい。その後、第３基板が第１プロセスチャンバ８で処理される。
【００５２】
新しい基板がコーティングシステム１に入り、コーティングシステム１を出る別の基板と取り替えるこの手順が、連続して繰り返される。もちろん、（第３又は第４コーティングチャンバ１３又は１４のみならず）第１又は第２コーティングチャンバ８又は９の休止時間において、決められた数の基板を処理するためのサイクルタイムは増加する。しかしながら、コーティングシステム１全体の稼動を止める必要は無く、すなわちシステムの利用可能性を保証している。コーティングシステム１を通して輸送する間、基板は通常、実質的に垂直な位置に揃えられる。チャンバの間には、チャンバをきつく真空密閉するためのゲートバルブが取り付けられる。
【００５３】
第２動作モードにおいて、例えば、第２チャンバ９が稼動を停止しているとき、第３又は第４コーティングチャンバ１３又は１４から戻る基板は、第２コーティングチャンバ９を迂回する。第１トランスポートチャンバ５及び第２搬送チャンバ１０によって、基板はリターンパスＲを離れ、フォワードパスＦ上の第２プロセスチャンバ９を迂回することができる。
【００５４】
図２は、本発明に係るコーティングシステムの異なる動作モードを示している。
【００５５】
第１動作モードａ．では、第１、第２、第３及び第４プロセスチャンバ８、９、１３、及び１４のすべてが稼働している。従って、上述のような通常のコーティングプロセスが実行されるかもしれない。この動作モードにおいて、基板はシステム内においてチャンバ８（Ｍｏ）、１３又は１４（Ａｌ；交互に）、９（Ｍｏ）内で連続して処理される。すなわち、第１、第３、第５などの基板は第３チャンバで処理され、第２、第４、第６などの基板は第４チャンバ１４で処理される。サイクルタイムはそれに従って増加するだろう。
【００５６】
第２動作モードｂ．では、Ｍｏ及びＡｌ層に対して同じ成膜速度をもち、しかしながら第４プロセスチャンバ１４は稼動を停止しており、サイクルタイムは増加している。従って、ボトルネックは、それぞれ第３及び第４プロセスチャンバ１３及び１４内におけるＡｌコーティングプロセスである。
【００５７】
第３動作モードｃ．では、第２プロセスチャンバ９が稼動を停止している。Ｍｏ層が全ての基板に対して第１プロセスチャンバ８内でのみ堆積されるかもしれないので、サイクルタイムは増加する。この動作モードにおけるボトルネックは、搬送チャンバ内での基板の移動と回転、すなわち基板のハンドリングである。
【００５８】
第４動作モードｄ．では、第１プロセスチャンバ８及び第４プロセスチャンバ１４が稼動を停止している。第３プロセスチャンバ１３内におけるＡｌコーティングのみならず、搬送チャンバ５及び１０内におけるハンドリングがボトルネックとなっているので、サイクルタイムは増加する。
【００５９】
一般に、本発明は、２つの並列なコーティングチャンバのサンドイッチアレンジメントによってシステムの利便性を向上させる可能性を提供し、フォワードパスＦからリターンパスＲまで、及びその逆に、基板を移動するために構成された２つの搬送チャンバ間において、２つのコーティングチャンバのうちの一方がフォワードパスＦに属し、もう一方がリターンパスＲに属している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理するためのコーティングシステムに関する。このシステムは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバを含むチャンバアレンジメントを含み、前記第１プロセスチャンバは前記コーティングシステムのインライン部のフォワードパスに配置され、前記第２プロセスチャンバは前記コーティングシステムのインライン部のリターンパスに配置される。更に本発明は、特に上述のようなコーティングシステム内で、基板をコーティングするための方法に関する。
【従来技術】
【０００２】
多くの技術アプリケーションにおいて、コーティングステップのシーケンス中において多層スタックが基板に堆積される。例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）金属化プロセスにおいて、２又は３の異なる金属がスパッタリングプロセスで堆積する。異なるプロセスステップではコーティングレートが異なるため、及び層の厚さが異なるため、異なる層を成膜するためのコーティングステーションにおける処理時間はかなり異なるかもしれない。
【０００３】
多層スタックを堆積するために、コーティング及び処理チャンバの多くの構成が提案されてきた。例えば、コーティングチャンバのクラスタ配置のみならずコーティングチャンバのインライン配置が使用される。典型的なクラスタ配置は、中央のハンドリングチャンバとそれに接続された多くのコーティングチャンバを含む。同じ又は異なるコーティングプロセスを実行するためにコーティングチャンバを備えてもよい。しかしながら、インラインシステムではプロセスのハンドリングは非常に簡単であるが、処理時間は最も長い処理時間によって決定される。従って、プロセスの効率は影響を受ける。他方、クラスタツールは異なるサイクルタイムを可能にする。しかしながら、ハンドリングがかなり複雑であり、中央のハンドリングチャンバに提供される手の込んだ搬送システムを必要とする。
【０００４】
インライン及びクラスタ概念を組み合わせる代替概念が、ＥＰ１８０１８４３Ａ１に記述されており、その内容は参照として本明細書に組み込まれる。文献は、ロックインチャンバと、第１金属化プロセスのための金属化ステーションと、中央のハンドリングチャンバと、第２金属化プロセスのための２つの金属化ステーションと、第１プロセスのための第２金属化ステーションとを有するＴＦＴ層スタックを堆積させるためのコーティングシステムについて記述している。第２プロセスのための金属化チャンバは、互いに並列に配置されており、交互に使用される。第１金属化のプロセスのためのプロセスチャンバは、あらゆる基板が両方のチャンバで処理されるようにインラインに配置されている。インライン及びクラスタ概念の組み合わせは、スループットを向上させると同時にハンドリングの複雑性を最小化するので、この組み合わせによってシステムのサイクルタイムが縮小する。
【０００５】
ＵＳ２００７／０２０９０３Ａ２は、フィルムスタックを作るための方法及び基板上にフィルムスタックを形成するための処理システムを開示している。
【０００６】
しかしながら、例えば、スパッタリングターゲットを変えるために、ある特定のコーティングチャンバがメンテナンス又はクリーニングプロセスを施さなければならないとき、コーティングシステムの動作を完全に止めなければならない。
【本発明の目的】
【０００７】
特にＴＦＴ金属アプリケーションに対して、コーティングシステムの全体的なスループットと効率を向上させることが、本発明の目的である。
【技術的解決】
【０００８】
この目的は、請求項１に係るコーティングシステム及び請求項１１に係る基板をコーティングするための方法を提供することによって解決される。従属クレームは本発明の好ましい構成について言及している。
【０００９】
本発明に係る基板を処理するためのコーティングシステムは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバを含むチャンバアレンジメントを含み、第１プロセスチャンバはコーティングシステムのインライン部のフォワードパスに配置され、第２プロセスチャンバはコーティングシステムのインライン部のリターンパスに配置されることを含んでいる。第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは共に、第１インライン部のフォワードパスから第２インライン部のリターンパスまで及びその逆に基板を移動するために構成される第１搬送チャンバと第２搬送チャンバの間に配置される。
【００１０】
通常の動作モード、すなわち第１及び第２プロセスチャンバの両方が稼働中であるならば、フォワードパスはロックインチャンバから第２搬送チャンバまでの基板の移動パスとして画定され、リターンパスは第２搬送チャンバからロックアウトチャンバまでの基板の移動パスとして画定される。輸送パスに沿った輸送のために、基板は基板キャリア内にサポートされてもよい。基板は基板キャリアに取り付けられてもよい。別の実施形態では、基板はキャリアなしで、例えばエアークッション輸送システムによってコーティングシステムを通過してもよい。
【００１１】
第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、ロックイン／ロックアウトステーション及び第１搬送チャンバと並列に及びインラインに配置される。第１搬送チャンバは、ロックイン／ロックアウトステーションと第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバの間に配置され、ロックイン／ロックアウトステーションから受け取った基板を第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバへそれぞれ移動するために構成される。更に、コーティングシステムは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバと共にインラインに配置される第２搬送チャンバを含み、第１プロセスチャンバ又は第２プロセスチャンバから受け取った基板を別のチャンバまで移動するために構成されている。
【００１２】
プロセスチャンバはどんな処理ステーション、特に第１基板上にレイヤ又はレイヤスタックを堆積するためのコーティングステーションであってもよい。ＴＦＴコーティングプロセスにおいて、２、３又はそれ以上の金属層が第１基板上に堆積される。第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、例えば、第１スパッタリングプロセスによってＭｏ層を提供するための金属コーティングステーションであってもよい。第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバは、例えば、第２スパッタリングプロセスによって第１基板上にＡｌ層を提供するための金属コーティングステーションであってもよい。例えば、第２、第３、第４基板等のような更なる基板が、コーティングシステムに入り、連続的及び第１基板と同時にコーティングシステム内で処理されてもよい。すなわち、異なるプロセスと移動ステップが重なってもよい。
【００１３】
コーティングシステムはハンドリング及びプロセスステーションの特定のアレンジメントによって特徴付けられる。両方の搬送チャンバは、それぞれのプロセスチャンバから基板を受け取り、第１及び第２プロセスチャンバの両方に基板を送り出してもよい。従って、第１又は第２プロセスチャンバのうちの１つが修理、メンテナンス、クリーニング等のためにシャットダウンしたときに、第１及び第２プロセスチャンバのもう一方が依然として稼働して、プロセスチャンバを通過して基板を処理してもよい。もちろん、第１又は第２プロセスチャンバの１つがシャットダウンすると、各基板が第１又は第２プロセスチャンバのうちのどちらか一方を双方向に通過するので、基板を処理するためのサイクルタイムは増加する。従って、第１又は第２プロセスチャンバが欠けたためのボトルネックがインラインパス中にある。フォワードパス及びリターンパスがある特定のプロセスチャンバを共有するとき、全コーティングシステムのスループット及び効率は減少する。しかしながら、コーティングシステム全体の稼働を停止しなければならないことを避け、こうしてコーティングシステムの有用性を改善してもよい。
【００１４】
ＥＰ１８０１８４３Ａ１に記載されている概念と比較すると、ある特定のコーティングステーションと並列に配置された対応するコーティングステーションを使用することで、インラインパス上の基板が特定のコーティングステーションを迂回することができる更なる搬送チャンバが導入されている。この発明の概念は、あらゆるコーティングシステムに適用されてもよく、そこではインラインシステム（又は組み合わされたインラインクラスタシステム）のフォワードパス内のプロセスチャンバは、インラインシステム（又は組み合わされたインラインクラスタシステム）のリターンパス内の対応するプロセスチャンバに並列に配置され、フォワードパスからリターンパスに又はその逆に変わることによって、２つのチャンバのうちの１つを迂回するために、基板がフォワードパス（又はリターンパス）上に輸送されることを可能にする第１搬送チャンバと第２搬送チャンバの間に両プロセスチャンバは配置される。第３及び第４コーティングチャンバへそれぞれ向かう途中に、そして第３及び第４コーティングチャンバからそれぞれ戻る途中に、両プロセスチャンバ内で通常同じプロセスが実行されるとき、この概念は特に適している。
【００１５】
チャンバアレンジメントは、基板をコーティングシステム内に閉じ込めるための、及び／又は基板をコーティングシステムから締め出すためのロックイン／ロックアウトステーションをそれぞれ含んでいるのが好ましい。第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、ロックイン／ロックアウトステーション、第１搬送チャンバ、及び第２搬送チャンバとインラインに配置される。
【００１６】
特に、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、第１コーティングプロセスによって基板上に層を堆積するためのコーティングツールを含む。第１コーティングプロセスは、例えば、Ｍｏの金属化プロセスのような金属化プロセスであってもよい。コーティングプロセスはスパッタリングプロセスであってもよい。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態において、チャンバアレンジメントは、基板を処理するために少なくとも第３プロセスチャンバを含んでおり、第３プロセスチャンバは第２搬送チャンバと連結されている。
【００１８】
特に、チャンバアレンジメントは、第２搬送チャンバと連結される第３プロセスチャンバに並列に配置された第４プロセスチャンバを含む。第４プロセスチャンバは、第３プロセスチャンバに並列に配置されてもよく、第２搬送チャンバは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバから受け取った基板を、第３プロセスチャンバ又は第４プロセスチャンバのいずれかにそれぞれ移動するように構成される。第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバ内では、同じコーティングが行われてもよく、例えば、第３及び第４プロセスチャンバは、スパッタリングプロセスによってＡｌ層を基板上に堆積するための金属コーティングステーションであってもよい。ＴＦＴシステムのＡｌ層の厚さは上下に横たわるＭｏ層の厚さよりもはるかに大きいという事実のため、第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバはクラスタツールとして操作される。例えば、それらは第２搬送チャンバから交互に積み込まれる。
【００１９】
実際、第１搬送チャンバは、第１及び第２プロセスチャンバ及び／又はロックイン／ロックアウトチャンバのうちの少なくとも２つの間に基板を移動するために提供される。第２搬送チャンバは、第１、第２、第３、及び／又は第４プロセスチャンバのうちの少なくとも２つの間に基板を移動するために提供される。第１及び／又は第２搬送チャンバは、真空搬送チャンバであってもよい。
【００２０】
通常のプロセスにおいて、第１基板は、ロックインチャンバから、第１基板ホルダーに沿った第１搬送チャンバを通って、その内部で第１コーティングを得るための第１プロセスチャンバ内までフォワードパスに沿って輸送される。そして、第１は、第２搬送チャンバ内まで、及びその内部で第２コーティングを得るための第３プロセスチャンバと第４プロセスチャンバのどちらか一方の中まで輸送される。その後、第１基板は、その内部で第３コーティングを得るための第２プロセスチャンバ内まで、第２搬送チャンバを通ってリターンパス上を戻って輸送される。そして、第１基板は、第１搬送チャンバを通ってコーティングシステムからコーティングされた基板を取り去るためのロックアウトチャンバ内まで輸送される。
【００２１】
あるいは、例えば第１コーティングチャンバが稼働していないとき、フォワードパス上を輸送される基板は、第１コーティングを得るために、代わりに第２プロセスチャンバへ移動されてもよい。あるいはまた、第１搬送チャンバへ戻る途中で、リターンパス上を輸送される基板は、例えば、第２コーティングチャンバが稼働していないとき、第３コーティングを得るために、第２コーティングチャンバの代わりに第１プロセスチャンバへ移動されてもよい。
【００２２】
第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバが稼動しているときはいつでも、組み合わされたインラインクラスタシステムは高効率に備えている。もしも１以上のチャンバが使用できないならば、システムは依然として効率を下げて動作するかもしれないが、コーティングシステムの利用可能性はほぼ連続的に保証されているかもしれない。
【００２３】
第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバが、第２コーティングプロセスを使用することで基板上に層を堆積するためのコーティングツールを含んでいるのは好ましい。第２コーティングプロセスは、例えばＡｌ金属化プロセスのような金属化プロセスであってもよい。第２コーティングプロセスはスパッタリングプロセスであってもよい。
【００２４】
第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、第１コーティングプロセスを提供するために構成され、第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバは、第２コーティングプロセスを提供するために構成される。例えば、ＴＦＴコーティングシステムにおいて、第１プロセスは第１金属化プロセスであってもよく、第２プロセスは第２金属化プロセスであってもよい。一方又は両方のプロセスが、スパッタリング法を使用することで実行されてもよい。
【００２５】
特に、ロックイン／ロックアウトステーションは、ロックインチャンバとロックアウトチャンバを含んでいる。ロックインチャンバは、コーティングシステム内で処理される基板のフォワードパスの始まりを画定し、ロックアウトチャンバは、基板のリターンパスの終わりを画定する。例えば、フォワードパスはロックインチャンバと第２搬送チャンバの間で画定され、リターンパスは第２搬送チャンバとロックアウトチャンバの間で画定される。パス上に配置されたチャンバが、例えばメンテナンス目的により稼動していないとき、フォワードパス又はリターンパスは中断してもよい。しかしながら、第１搬送チャンバ及び第２搬送チャンバアレンジメントによって、基板はリターンパス及びフォワードパス上のプロセスチャンバをそれぞれ迂回することができる。それは、第１及び第２搬送チャンバが、コーティングシステムのフォワードパスからリターンパスまで、及びその逆に基板を移動させるように構成されているからである。
【００２６】
第１搬送チャンバは、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバに接続され、第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバは、第２搬送チャンバに接続され、第３プロセスチャンバ及び第４プロセスチャンバは、第２搬送チャンバに接続されるのが好ましい。
【００２７】
第１搬送チャンバは、基板を保持するための少なくとも１つの基板ホルダーを有する第１可回転モジュールを含んでもよい。第１可回転モジュールは、そこから基板を受け取るための第１プロセスチャンバ、第２プロセスチャンバ、ロックインチャンバ及び／又はロックアウトチャンバに対して基板ホルダーを揃えるために構成されるか、又は搬送チャンバ内で受け取った基板をそれぞれのチャンバへ送るために構成される。
【００２８】
第２搬送チャンバは、基板を保持するための少なくとも１つの基板ホルダーを有する第２可回転モジュールを含んでもよい。第２可回転モジュールは、そこから基板を受け取るための第１プロセスチャンバ、第２プロセスチャンバ、第３プロセスチャンバ及び／又は第４プロセスチャンバに対して基板ホルダーを揃えるために構成されるか、又は搬送チャンバ内で受け取った基板をそれぞれのチャンバへ送るために構成される。
【００２９】
特に、第１及び／又は第２可回転モジュールは、第１基板及び／又は第２基板を保持するために少なくとも第１基板ホルダー及び第２基板ホルダーを有している。第１基板ホルダーがある特定のチャンバから第１基板を受け取るか、又はある特定のチャンバへ基板を送るために揃えられるとき、第２基板ホルダーは別のチャンバから第２基板を受け取るか、又は第２基板を別のチャンバへ送るために揃えられるように、第１基板ホルダー及び第２基板ホルダーは配置される。基板キャリアを回転させるとき、可回転モジュールは輸送パスに対して基板のアライメントを変更する。アライメントの変更の角度は、可回転モジュールの回転角に対応している。特に、第１輸送パスから第２輸送パスまで基板を移動させるために、モジュールは１８０°回転する。
【００３０】
上述のように本発明に係るコーティングシステム内で基板をコーティングするための方法は、以下のステップを含む。
ａ）ロックインチャンバを通ってコーティングシステム内に基板を閉じ込め、
ｂ）第１搬送チャンバ内へ基板を輸送し、
ｃ）第１プロセスを用いて基板を処理するために、第１又は第２プロセスチャンバのどちらか一方の中へ基板を輸送し、
ｄ）第２搬送チャンバ内へ基板を輸送し、
ｅ）第２プロセスを用いて基板を処理するために、第３又は第４プロセスチャンバのどちらか一方の中へ基板を輸送する。
【００３１】
この方法は更に以下のステップを含むのが好ましい。
ｆ）第３プロセスチャンバ又は第４プロセスチャンバから第２搬送チャンバ内へ基板を輸送し、
ｇ）第３プロセスを用いて基板を処理するために、第１プロセスチャンバ又は第２プロセスチャンバの中へ基板を輸送する。第３プロセスは、第１プロセスと同じ又は異なっていてもよい。
【００３２】
ステップｇ）は、第３プロセスを用いて基板を処理するためのステップｃ）と同じプロセスチャンバ内へ基板を輸送することを含んでもよい。このプロセスは、第１又は第２プロセスチャンバのうちの１つが、例えばメンテナンス目的のために稼動を停止しているときに適用される。
【００３３】
この方法は、ｈ）第１搬送チャンバ内へ基板を輸送し、ｉ）ロックアウトチャンバ内へ基板を輸送するステップを更に含んでもよい。
【００３４】
この方法は、ＴＦＴ薄膜トランジスタを生産するために提供されることが好ましい。
【００３５】
上述の方法は、第２の及び更なる基板を処理することによって連続して繰り返される。基板はプロセスステーションを連続して通過する。コーティングシステムのクラスタ構成では、２以上の基板（ある特定のプロセスのためのコーティングチャンバ数に依存する）が、同時に、すなわち一時的に重なりながら処理されてもよい。コーティングシステムの構成のインライン部では、基板はそれぞれのプロセスチャンバ内で連続して処理される。
【００３６】
本発明によって、システム全体の中断時間が実質的に避けられるので、コーティングシステムの高いスループットが達成されるかもしれない。
【００３７】
上述の構成は、それらのどんな組み合わせにおいてもそれ自体で権利請求される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の更なる構成と利点は、添付図面を参照して以下の好ましい実施形態の説明から明らかとなる。図面は以下を示している。
【００３９】
【図１】本発明に係るコーティングシステムの概略図を示す。
【図２】本発明に係るコーティングシステムの異なる動作モードを示す。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００４０】
図１に示されるように、本発明に係るコーティングシステム１は、ロックインチャンバ３及びロックアウトチャンバ４を含むロックイン／ロックアウトステーションを含む。基板送り及び受け取り部２は、システム１内へ基板を送る及び／又はシステム１内で処理された基板を受け取るためのスイングモジュール（大気圧）及び大気中の回転モジュールを含む。更に、コーティングシステム１は、ロックインチャンバ３及びロックアウトチャンバ４に接続した第１搬送チャンバ５を含む。
【００４１】
第１可回転搬送モジュール６は、搬送チャンバ５内に配置されている。可回転搬送モジュール６は、可回転プラットホーム上に配置される２つの基板ホルダー７ａ、７ｂを有している。基板ホルダー７ａ及び７ｂが、ロックインチャンバ３とロックアウトチャンバ４とそれぞれ整列して配置されるように、基板ホルダー７ａ、７ｂは中心軸周りに回転してもよい。
【００４２】
コーティングステーション１は、第１プロセスチャンバ８及び第２プロセスチャンバ９を更に含んでおり、それらの両方は、例えばＭｏ金属化層のような第１金属層を基板上に堆積させるために備わっている。第１プロセスチャンバ８及び第２プロセスチャンバ９は、第１搬送チャンバ５に接続されている。第１基板ホルダー７ａが、ロックインチャンバ３及び第１プロセスチャンバ８と整列するように、そして第２基板ホルダー７ｂが、ロックアウトチャンバ４及び第２プロセスチャンバ９と整列するように、及びその逆となるように、可回転搬送モジュール６は回転してもよい。
【００４３】
更に、コーティングシステム１は、第３基板ホルダー１２ａ及び第４基板ホルダー１２ｂを含む第２可回転搬送モジュール１１を有する第２搬送チャンバ１０を含んでいる。第２搬送チャンバ１０は、第１搬送チャンバ５と類似又は同様に構成される。
【００４４】
第２搬送チャンバは、第３プロセスチャンバ１３及び第４プロセスチャンバ１４のみならず、第１プロセスチャンバ８及び第２プロセスチャンバ９とも接続されている。第３プロセスチャンバ１３及び第４プロセスチャンバ１４は、並列に、すなわち、クラスタ配置のように第２搬送チャンバにおいて配置されている。第３プロセスチャンバ１３及び第４プロセスチャンバ１４は、例えばＡｌ金属化層のような第２金属層を基板上に堆積させるために備わっている。第３基板ホルダー１２ａが、第１プロセスチャンバ８及び第３プロセスチャンバ１３と整列するように、そして第４基板ホルダー１２ｂが、第２プロセスチャンバ９及び第４プロセスチャンバ１４と整列するように、及びその逆となるように、可回転搬送モジュール１１は回転してもよい。
【００４５】
ロックインチャンバ３、第１基板ホルダー７ａ、及び第１プロセスチャンバ８は、基板生産ラインのインラインフォワードパスＦを画定する。第２プロセスチャンバ９、第２基板ホルダー７ｂ、及びロックアウトチャンバ４は、生産ラインのインラインリターンパスＲを画定する。第２搬送チャンバ１０、第３プロセスチャンバ１３、及び第４プロセスチャンバ１４は、第２搬送チャンバ１０に配置される並列のプロセスチャンバ１３及び１４をもつクラスタツールを画定する。第３及び第４プロセスチャンバと同じ又は異なる種類のコーティングチャンバが更にあってもよい。
【００４６】
通常のコーティングプロセスにおいて、すなわち、第１、第２、第３、及び第４プロセスチャンバ８、９、１３、１４が稼働中であるときに、ロックインチャンバ３を通って第１搬送チャンバ５内へと第１基板はシステム内に閉じ込められる。第１搬送チャンバ５に入る第１基板は、例えばＭｏ層のような第１金属化層をスパッタリングプロセスによって得るために第１プロセスチャンバ内へ、第１基板ホルダー７ａの上を輸送される。その後、第１基板は第２搬送チャンバ１０内へ輸送される。次に第１基板は、例えばＡｌ層のような第２金属化層を第２スパッタリングプロセスによって得るために第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４のどちらか一方の中へ輸送される。第２層は第１層よりも厚いので、第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４内で第２層を提供するためのサイクルタイムは、第１プロセスチャンバ８又は第２プロセスチャンバ９内で層を提供するためのサイクルタイムよりもかなり長い。
【００４７】
一方、第２基板は、ロックインチャンバ３、第１搬送チャンバ５、及び第１プロセスチャンバ８を通って第２搬送チャンバ１０に入ったかもしれない。第２基板は、プロセスチャンバ１３又は１４のどちらが第１基板によって占められていなくても、第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４のいずれか一方の中へ輸送される。その後、第１基板は、例えばＭｏ層のような第３金属化層を第１スパッタリングプロセスで得るために、第２搬送チャンバ１０及び第２プロセスチャンバ９内へ戻って輸送される。
【００４８】
一方、第３基板は、第２搬送チャンバ１０に入ったかもしれない。そして、プロセスチャンバ１３、１４のどちらが第２基板によって占められていなくても、第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４のいずれか一方の中へ輸送されるかもしれない。第１基板が第１搬送チャンバ５及びロックアウトチャンバ４を通って輸送されるとき、第２基板は第３金属化層を得るために第２プロセスチャンバ９内へ輸送される。更なる基板は、その上にＴＦＴレイヤスタックを堆積させるためのコーティングシステム１を通って第３基板に続いてもよい。
【００４９】
この（通常の）動作モードでは、基板はフォワードパスＦとリターンパスＲの間に移動されない。第１搬送チャンバ５は、ロックインチャンバ３から第１コーティングチャンバ８まで、及び第２コーティングチャンバ９とロックアウトチャンバ４の間に基板を直接移動するための搬送チャンバとして機能する。回転モジュール６は所定の位置に維持される。
【００５０】
図に示される別の状況において、第２プロセスチャンバ９は、例えばスパッタリングターゲットを交換するためのようなメンテナンスのために、稼動を停止している。このようなことが発生すると、第１プロセスチャンバ８は、第１金属化層及び第３金属化層をコーティングシステム１内で処理されるそれぞれの基板上に堆積するためのプロセスチャンバとして機能する。
【００５１】
特に、第１基板はロックインチャンバ３を通ってコーティングシステム１に入り、例えばＭｏ層のような第１金属化層を第１スパッタリングプロセスによって得るために、第１搬送チャンバ５を通って、第１基板ホルダー７ａに沿って、第１プロセスチャンバ８内へ輸送される。その後、第１基板は、例えばＡｌ層のような第２金属化層を第２スパッタリングプロセスによって得るために、第２搬送チャンバ１０内へ、及び第３プロセスチャンバ１３又は第４プロセスチャンバ１４のどちらか一方の中へ輸送される。その後、第２基板が第１プロセスチャンバ８から第２搬送チャンバ１０に入る間に、第１基板は第２搬送チャンバ１０内へ戻って輸送される。その後、第２基板が第３又は第４プロセスチャンバ１３又は１４のいずれか一方の中に輸送される間に、第１基板は第１プロセスチャンバ８と整列し、第３金属化層を得るために第１プロセスチャンバ８へ戻って輸送される。その後、第１基板は第１搬送チャンバ５に入る。第１基板がロックアウトチャンバ４と整列するように、可回転搬送モジュール６を回転する。可回転搬送モジュール６のこの位置において、別の基板がロックインチャンバ３を通って第１搬送チャンバ５に入ってもよい。その後、第３基板が第１プロセスチャンバ８で処理される。
【００５２】
新しい基板がコーティングシステム１に入り、コーティングシステム１を出る別の基板と取り替えるこの手順が、連続して繰り返される。もちろん、（第３又は第４コーティングチャンバ１３又は１４のみならず）第１又は第２コーティングチャンバ８又は９の休止時間において、決められた数の基板を処理するためのサイクルタイムは増加する。しかしながら、コーティングシステム１全体の稼動を止める必要は無く、すなわちシステムの利用可能性を保証している。コーティングシステム１を通して輸送する間、基板は通常、実質的に垂直な位置に揃えられる。チャンバの間には、チャンバをきつく真空密閉するためのゲートバルブが取り付けられる。
【００５３】
第２動作モードにおいて、例えば、第２チャンバ９が稼動を停止しているとき、第３又は第４コーティングチャンバ１３又は１４から戻る基板は、第２コーティングチャンバ９を迂回する。第１トランスポートチャンバ５及び第２搬送チャンバ１０によって、基板はリターンパスＲを離れ、フォワードパスＦ上の第２プロセスチャンバ９を迂回することができる。
【００５４】
図２は、本発明に係るコーティングシステムの異なる動作モードを示している。
【００５５】
第１動作モードａ．では、第１、第２、第３及び第４プロセスチャンバ８、９、１３、及び１４のすべてが稼働している。従って、上述のような通常のコーティングプロセスが実行されるかもしれない。この動作モードにおいて、基板はシステム内においてチャンバ８（Ｍｏ）、１３又は１４（Ａｌ；交互に）、９（Ｍｏ）内で連続して処理される。すなわち、第１、第３、第５などの基板は第３チャンバで処理され、第２、第４、第６などの基板は第４チャンバ１４で処理される。サイクルタイムはそれに従って増加するだろう。
【００５６】
第２動作モードｂ．では、Ｍｏ及びＡｌ層に対して同じ成膜速度をもち、しかしながら第４プロセスチャンバ１４は稼動を停止しており、サイクルタイムは増加している。従って、ボトルネックは、それぞれ第３及び第４プロセスチャンバ１３及び１４内におけるＡｌコーティングプロセスである。
【００５７】
第３動作モードｃ．では、第２プロセスチャンバ９が稼動を停止している。Ｍｏ層が全ての基板に対して第１プロセスチャンバ８内でのみ堆積されるかもしれないので、サイクルタイムは増加する。この動作モードにおけるボトルネックは、搬送チャンバ内での基板の移動と回転、すなわち基板のハンドリングである。
【００５８】
第４動作モードｄ．では、第１プロセスチャンバ８及び第４プロセスチャンバ１４が稼動を停止している。第３プロセスチャンバ１３内におけるＡｌコーティングのみならず、搬送チャンバ５及び１０内におけるハンドリングがボトルネックとなっているので、サイクルタイムは増加する。
【００５９】
一般に、本発明は、２つの並列なコーティングチャンバのサンドイッチアレンジメントによってシステムの利便性を向上させる可能性を提供し、フォワードパスＦからリターンパスＲまで、及びその逆に、基板を移動するために構成された２つの搬送チャンバ間において、２つのコーティングチャンバのうちの一方がフォワードパスＦに属し、もう一方がリターンパスＲに属している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するためのコーティングシステム（１）であって、
第１プロセスチャンバ（５）及び第２プロセスチャンバ（９）を含むチャンバアレンジメントを含み、
前記第１プロセスチャンバ（８）は、前記コーティングシステム（１）のインライン部のフォワードパス（Ｆ）上に配置され、前記第２プロセスチャンバ（９）は、前記コーティングシステム（１）のインライン部のリターンパス（Ｒ）上に配置され、
前記第１プロセスチャンバ（８）及び前記第２プロセスチャンバ（９）は共に、前記第１インライン部の前記フォワードパス（Ｆ）から前記第２インライン部の前記リターンパス（Ｒ）まで及びその逆に基板を輸送するために構成される第１搬送チャンバ（５）と第２搬送チャンバ（１０）の間に配置されることを特徴とするコーティングシステム（１）。
【請求項２】
前記チャンバアレンジメントは、前記コーティングシステム（１）内に基板を閉じ込めるための、及び／又は、前記コーティングシステム（１）から基板を締め出すためのロックイン／ロックアウトステーション（２）をそれぞれ含み、
前記第１プロセスチャンバ（８）及び前記第２プロセスチャンバ（９）は、前記ロックイン／ロックアウトステーション（２）と、前記第１搬送チャンバ（５）と、前記第２搬送チャンバ（１０）とインラインに配置されていることを特徴とする請求項１記載のコーティングシステム（１）。
【請求項３】
前記第１プロセスチャンバ（８）及び前記第２プロセスチャンバ（９）は、第１コーティングプロセスによって基板上に層を堆積させるためのコーティングツールを含むことを特徴とする請求項１又は２記載のコーティングシステム（１）。
【請求項４】
前記チャンバアレンジメントは、少なくとも基板を処理するための第３プロセスチャンバ（１３）を含み、前記第３プロセスチャンバ（１３）は前記第２搬送チャンバ（１０）に連結していることを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項５】
前記チャンバアレンジメントは、前記第２搬送チャンバ（１０）に連結する前記第３プロセスチャンバ（１３）と並列に配置された第４プロセスチャンバ（１４）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項６】
前記第３プロセスチャンバ（１３）及び前記第４プロセスチャンバ（１４）は、第２コーティングプロセス内で基板上に層を堆積させるためのコーティングツールを含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項７】
前記ロックイン／ロックアウトステーション（２）は、ロックインチャンバ（３）及びロックアウトチャンバ（４）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項８】
前記第１搬送チャンバ（５）は前記第１プロセス（３）チャンバ（前記第１プロセスチャンバ（３）？）及び前記第２プロセスチャンバ（４）と接続され、前記第１プロセスチャンバ（３）及び前記第２プロセスチャンバ（４）は前記第２搬送チャンバ（１０）と接続され、前記第３プロセスチャンバ（１３）及び前記第４プロセスチャンバ（１４）は前記第２搬送チャンバ（１０）と接続されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項９】
前記第１搬送チャンバ（５）は、基板を保持するための少なくとも１つの基板ホルダー（７ａ、７ｂ）を有する第１可回転モジュール（６）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項１０】
前記第２搬送チャンバ（１０）は、基板を保持するための少なくとも１つの基板ホルダー（１２ａ、１２ｂ）を有する第２可回転モジュール（１１）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項１１】
前請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム内で基板をコーティングするための方法であって、
ａ）ロックインチャンバを通って前記コーティングシステム内に基板を閉じ込め、
ｂ）第１搬送チャンバ内へ前記基板を輸送し、
ｃ）第１プロセスを用いて前記基板を処理するために、第１又は第２プロセスチャンバのどちらか一方の中へ前記基板を輸送し、
ｄ）第２搬送チャンバ内へ前記基板を輸送し、
ｅ）第２プロセスを用いて前記基板を処理するために、第３又は第４プロセスチャンバのどちらか一方の中へ前記基板を輸送するステップを含む方法。
【請求項１２】
ｆ）前記第３プロセスチャンバ又は前記第４プロセスチャンバから前記第２搬送チャンバ内へ前記基板を輸送し、
ｇ）第３プロセスを用いて前記基板を処理するために、前記第１プロセスチャンバ又は前記第２プロセスチャンバ内へ前記基板を輸送するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ステップｇ）は、第３プロセスを用いて前記基板を処理するためのステップｃ）内と同じプロセスチャンバ内へ前記基板を輸送することを含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は、ｈ）前記第１搬送チャンバ内へ前記基板を輸送し、及びｉ）ロックアウトチャンバ内へ前記基板を輸送するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１、１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
ＴＦＴ薄膜トランジスタを生産するために提供されることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１】
基板を処理するためのコーティングシステム（１）であって、
第１プロセスチャンバ（５）及び第２プロセスチャンバ（９）を含むチャンバアレンジメントを含み、
前記第１プロセスチャンバ（８）は、前記コーティングシステム（１）のインライン部のフォワードパス（Ｆ）上に配置され、前記第２プロセスチャンバ（９）は、前記コーティングシステム（１）のインライン部のリターンパス（Ｒ）上に配置され、
前記第１プロセスチャンバ（８）及び前記第２プロセスチャンバ（９）は共に、前記第１インライン部の前記フォワードパス（Ｆ）から前記第２インライン部の前記リターンパス（Ｒ）まで及びその逆に基板を輸送するために構成される第１搬送チャンバ（５）と第２搬送チャンバ（１０）の間に配置されることを特徴とするコーティングシステム（１）。
【請求項２】
前記チャンバアレンジメントは、前記コーティングシステム（１）内に基板を閉じ込めるための、及び／又は、前記コーティングシステム（１）から基板を締め出すためのロックイン／ロックアウトステーション（２）をそれぞれ含み、
前記第１プロセスチャンバ（８）及び前記第２プロセスチャンバ（９）は、前記ロックイン／ロックアウトステーション（２）と、前記第１搬送チャンバ（５）と、前記第２搬送チャンバ（１０）とインラインに配置されていることを特徴とする請求項１記載のコーティングシステム（１）。
【請求項３】
前記第１プロセスチャンバ（８）及び前記第２プロセスチャンバ（９）は、第１コーティングプロセスによって基板上に層を堆積させるためのコーティングツールを含むことを特徴とする請求項１又は２記載のコーティングシステム（１）。
【請求項４】
前記チャンバアレンジメントは、少なくとも基板を処理するための第３プロセスチャンバ（１３）を含み、前記第３プロセスチャンバ（１３）は前記第２搬送チャンバ（１０）に連結していることを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項５】
前記チャンバアレンジメントは、前記第２搬送チャンバ（１０）に連結する前記第３プロセスチャンバ（１３）と並列に配置された第４プロセスチャンバ（１４）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項６】
前記第３プロセスチャンバ（１３）及び前記第４プロセスチャンバ（１４）は、第２コーティングプロセス内で基板上に層を堆積させるためのコーティングツールを含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項７】
前記ロックイン／ロックアウトステーション（２）は、ロックインチャンバ（３）及びロックアウトチャンバ（４）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項８】
前記第１搬送チャンバ（５）は前記第１プロセス（３）チャンバ（前記第１プロセスチャンバ（３）？）及び前記第２プロセスチャンバ（４）と接続され、前記第１プロセスチャンバ（３）及び前記第２プロセスチャンバ（４）は前記第２搬送チャンバ（１０）と接続され、前記第３プロセスチャンバ（１３）及び前記第４プロセスチャンバ（１４）は前記第２搬送チャンバ（１０）と接続されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項９】
前記第１搬送チャンバ（５）は、基板を保持するための少なくとも１つの基板ホルダー（７ａ、７ｂ）を有する第１可回転モジュール（６）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項１０】
前記第２搬送チャンバ（１０）は、基板を保持するための少なくとも１つの基板ホルダー（１２ａ、１２ｂ）を有する第２可回転モジュール（１１）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム（１）。
【請求項１１】
前請求項のいずれか１項記載のコーティングシステム内で基板をコーティングするための方法であって、
ａ）ロックインチャンバを通って前記コーティングシステム内に基板を閉じ込め、
ｂ）第１搬送チャンバ内へ前記基板を輸送し、
ｃ）第１プロセスを用いて前記基板を処理するために、第１又は第２プロセスチャンバのどちらか一方の中へ前記基板を輸送し、
ｄ）第２搬送チャンバ内へ前記基板を輸送し、
ｅ）第２プロセスを用いて前記基板を処理するために、第３又は第４プロセスチャンバのどちらか一方の中へ前記基板を輸送するステップを含む方法。
【請求項１２】
ｆ）前記第３プロセスチャンバ又は前記第４プロセスチャンバから前記第２搬送チャンバ内へ前記基板を輸送し、
ｇ）第３プロセスを用いて前記基板を処理するために、前記第１プロセスチャンバ又は前記第２プロセスチャンバ内へ前記基板を輸送するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ステップｇ）は、第３プロセスを用いて前記基板を処理するためのステップｃ）内と同じプロセスチャンバ内へ前記基板を輸送することを含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は、ｈ）前記第１搬送チャンバ内へ前記基板を輸送し、及びｉ）ロックアウトチャンバ内へ前記基板を輸送するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１、１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
ＴＦＴ薄膜トランジスタを生産するために提供されることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１１−５２２９６８（Ｐ２０１１−５２２９６８Ａ）
【公表日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１２９０６（Ｐ２０１１−５１２９０６）
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０５３１０５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０００５０３
【国際公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０５３１０５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０００５０３
【国際公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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