专利名称：用于改善处理室利用的系统及其操作方法
技术领域：
本发明的实施例一般地涉及处理系统及其操作方法。具体地，本发明的实施例涉及处理系统中的处理室的利用，例如，用于多层堆叠沉积。具体地，本发明的实施例涉及衬底处理系统和在衬底处理系统中沉积层堆叠的方法。
背景技术：
在大量的技术应用中，在衬底上方不同材料的层被堆叠在彼此上方。通常地，这在涂布或沉积步骤的序列中完成，其中，类似于蚀刻或结构化的其他处理步骤也可以例如在各个沉积步骤之前、之间或之后提供。例如，可以沉积具有“材料一“材料二“材料一” 顺序的多层堆叠。由于不同处理步骤中的不同涂布速率以及由于层的不同厚度，处理室中用于沉积不同层的处理时间可能显著地改变。为了沉积多层堆叠，可以提供大量的处理室的构造。例如，可以使用沉积室的直线布置以及沉积室的集群布置。典型的集群布置包括中央处理室和与中央处理室连接的大量的处理或沉积室。涂布室可以被装备为执行相同或不同的处理。典型的直线系统包括大量的顺序处理室，其中处理步骤在一个处理室接一个处理室中完成，使得多个衬底可以由直线系统连续地或半连续地处理。然而，虽然在直线系统中易于操作处理，但是由最长处理时间来确定处理时间。因此，处理的效率受到影响。另一方面，集群工具允许不同的循环时间。然而，处理可能特别复杂，这需要设置在中央处理室中的精心设计的传输系统。上述直线系统的缺点可以通过提供附加的室来补偿。然而，这将会增加设备成本，如果沉积昂贵材料的话，这可能特别相关。
发明内容
考虑到以上内容，提供了根据独立权利要求I的用于处理基本上竖直取向的衬底的衬底处理系统和根据独立权利要求12的在衬底处理系统中沉积层堆叠的方法。本发明的实施例提供了系统及其操作方法，其中在处理系统(例如，包括直线处理系统部分的系统)(诸如直线处理系统与集群处理系统之间的混合系统)中处理基本竖直取向的衬底，并且至少一个室被利用至少两次。由此，减小了室的个数，具体是转移室和沉积室的个数，以避免设备成本。根据另一个实施例提供了一种用于对基本竖直取向的衬底进行处理的衬底处理系统。该系统包括第一处理室，其具有第一处理区域并且适合于沉积包括第一材料的第一层；第二处理室，其具有第二处理区域并且适合于在第一层上沉积第二层，第二层包括第二材料；第三处理室，其具有第三处理区域并且适合于沉积包括第二材料的层；转移室，其向第一室、第二室和第三室分别提供基本直线的传输路径；以及另外的室，其包括第一传输轨道和第二传输轨道，其中，第一传输轨道和第二传输轨道中的至少一者与第一处理室形成基本直线的传输路径，其中，第一室适合于从转移室接收衬底，并且沉积包括第一材料的另外的层。
根据另一个实施例，提供了一种用于在具有第一、第二和第三处理室的衬底处理系统中沉积层堆叠的方法。该方法包括在第一处理室中在基本竖直取向的衬底上沉积包括第一材料的第一层；在从以下室中选择的一个室中沉积包括第二材料的第二层第二处理室和第三处理室，其中，第二处理室和第三处理室以基本交替的方式使用；以及在第一处理室中沉积包括第一材料的第三层，其中，第一处理室、第二处理室和第三处理室利用基本直线的传输路径连接到转移室。
可以参照本发明的实施例获得上文中概述的本发明的更加具体的描述，使得可以更加详细地理解本发明的上述特征，实施例在附图中示出图I是根据本文描述的实施例的具有3个沉积室、向处理室提供直线传输路径的转移室以及双传输轨道系统的衬底处理系统的示意图；图2是根据本文描述的实施例的具有数个沉积室、向处理室提供直线传输路径的 转移室以及双传输轨道系统的其他衬底处理系统的示意图；图3是根据本文描述的实施例的包括双传输轨道系统的室的示意图；图4是根据本文描述的实施例的示出了在包括直线衬底处理系统部分的处理系统中沉积层堆叠的方法的流程图；图5是根据本文描述的实施例的具有数个沉积室、向处理室提供直线传输路径的转移室以及双传输轨道系统的另一个衬底处理系统的示意图；图6是根据本文描述的实施例的具有数个沉积室、向处理室提供直线传输路径的转移室以及双传输轨道系统的另一个衬底处理系统的示意图；以及图7是根据本文描述的实施例的具有数个沉积室、向处理室提供直线传输路径的转移室以及双传输轨道系统的另一个衬底处理系统的示意图。为了有助于理解，在可以的时候使用相同的附图标记，以表示对于附图相同或类似的要素。预料到一个实施例的要素和特征可以被有利地结合到其他实施例中，而不需进
一步说明。然而，应当注意附图仅示出了本发明的示例性实施例并且因此不被认为是本发明的限制，因为本发明可以允许其他相等的有效实施例。
具体实施例方式现在将会具体参照本发明的各种实施例，其中的一个或多个示例在附图中示出。每个示例由解释本发明的方式提供并且不表示对于本发明的限制。例如，作为一个实施例的一部分图示和描述的特征可以备用在其它实施例中或结合其他实施例使用，以产生另外的实施例。本发明意图包括这种修改和变化。本文所使用的术语“衬底”应当包括诸如玻璃衬底的衬底。由此，衬底通常是具有
I.4m2及以上(典型地在5m2以上)尺寸的大面积衬底。例如，可以实现I. 43m2(第五代)及以上的衬底尺寸，诸如5. 5m2(第8.5代)、9m2(第10代)或更大的衬底尺寸。通常，衬底基本是竖直取向的。因此，应当注意在处理系统中竖直取向的衬底可以与竖直朝向(即，90° )具有一些偏离，以允许在倾斜数度的状态下稳定地传输，即，衬底基本竖直取向。
直线处理系统通常提供用于沉积一系列层的一系列室。由此，一个接一个的层在一个接一个室中沉积。例如，钥的薄层可以被沉积在衬底上，随后铝的厚层可以被沉积在钥层上并且钥的其他薄层被沉积在铝层上。由此，可以提供包括钥沉积源的第一室。之后，可以提供用于沉积铝的两个沉积室。之后，提供用于沉积钥的另一个室。由此，直线处理系统中的衬底可以被以交替的方式转移到第一铝室和第二铝室中，使得更厚的铝层的沉积对于直线沉积系统的整体产量具有更少限制。然而，例如用于沉积钥的沉积源(钥溅射靶)可能非常昂贵，特别是对于处理大面积衬底。因此，四个室被用在上述处理系统中并且需要提供具有非常昂贵沉积源(例如溅射靶)的两个室。上述处理系统提供了用于沉积三个层的四个室。根据本文描述的实施例，可以提供减小数目的沉积室并且因此提供改善的沉积室利用。对于以上示例，可以提供三个沉积室来沉积三个层，例如，钥-铝-钥。根据可以与本文描述的其他实施例结合的典型实施例，沉积源可以被设置为溅射靶，诸如可旋转溅射靶。根据典型实施方式，可以提供DC溅射、脉冲溅射或MF溅射。根据可以与本文描述的其他实施例结合的另外的实施例，可以提供具有在5kHz到IOOkHz的范 围内(例如，30kHz到50kHz)的频率的中频溅射。图I示出了沉积系统100的实施例。系统包括第一沉积室101、第二沉积室102和第三沉积室103。此外，系统包括转移室111，其被构造为将衬底从第一沉积室101转移到第二或第三沉积室102/103中的一者。此外，转移室111被构造为将衬底从沉积室102/103中的一者转移到第一沉积室101。如图I所示，第一沉积室101具有第一沉积源141，并且第二沉积室102和第三沉积室103各自具有另一个沉积源142。通常，第二和第三室中的沉积源142可以是类似的沉积源，使得第二沉积室102和第三沉积室103可以被以交替的方式使用。根据可以与本文描述的其他实施例结合的典型实施例，沉积源被设置为溅射靶，诸如可旋转溅射靶。由此，在利用沉积源142的沉积是直线沉积系统100的产量的限制因素的情况下，整体产量可以增加，因为在处理系统中被连续或半连续地处理的衬底可以被以交替的方式在沉积室102和103中处理。例如，如果要利用沉积源142沉积的层是厚层或者如果沉积源142的沉积速率较低，则尤其如此。根据本文描述的实施例，转移室111和室101、102和103可以分别经由直线传输路径151、152和153连接。由此，例如，通常被用于显示装置制造的大面积衬底可以在沉积系统100中传输。通常，直线传输路径151、152和153由传输轨道161提供，诸如具有例如沿着直线布置的多个辊的直线传输轨道。根据典型实施例，传输轨道161可以通过在大面积衬底的底部处的传输系统以及在基本竖直取向的大面积衬底的顶部处的引导系统提供。根据可以与本文描述的其他实施例结合的另一个实施例，转移室111可以是旋转模块(特别是真空旋转模块)，旋转模块被构造为相对于竖直旋转轴使衬底旋转。该旋转由附图标记112表示。由此，经由传输路径151进入转移室111的衬底可以被经由传输路径153进一步转移到室103，而不在转移室111中旋转。经由传输路径151进入转移室111的衬底可以被在转移室111中旋转，以经由传输路径152进入室102。可以在具有或不具有相应旋转的状态下进行从室102、103出来分别进入转移室111的转移。如上所述，沉积室101、102和103与转移室111的组合的布置可以被用来改善多个沉积室的利用，特别是沉积室101的利用。因此，如果第一沉积室101被构造为沉积昂贵材料(诸如含有钥的材料、含有钼的材料、含有金的材料或含有银的材料)，处理系统100的操作者仅需要购买一组昂贵类型的沉积源。因此，可以减小需要被保持库存以实现短的停工期的靶的价值。根据本文描述的实施例，直线沉积系统100包括改善的处理室利用并且允许将衬底以连续或半连续的方式馈送到处理系统。由此，其他室121和其他室122可以分别具有第一传输轨道163和第二传输轨道164。成套传输轨道被构造为用于衬底在室121内的横向移动。由此，衬底可以基本水平移动，使得沿着与传输路径垂直的方向移位。根据可以与本文描述的其他实施例结合的典型实施例，室122可以是用于将衬底插入到沉积系统100中并且用于将衬底从处理系统排出的装载锁止室。此外，室121可以是从由以下室构成的组中选择的室缓冲室、加热室、转移室、循环时间调整室等。 根据典型实施例，在图I中示例性示出的室是真空室，即，这些室被构造为在IOmbar及以下的压力下转移或处理衬底。由此，衬底被锁止在室122内或外，该室被构造为在处理系统100中在室122与121之间的真空阀被打开来进一步将衬底传输到室121之前被抽真空。根据不同实施例，数个衬底可以被在具有直线处理系统部分的处理系统中同时处理。根据可以与本文描述的其他实施例结合的典型实施例，改善的沉积室利用可以被用于层堆叠，其中，第一层和另一个层(例如，最终层)相比于中间层较薄。例如，层堆叠可以至少包括含有钥的层、含有铜的层以及含有钥的层，其中，所包括的这三个层被以此顺序设置。层堆叠也可以包括含有钥的层、含有铝的层以及含有钥的层，其中，所包括的这三个层被以此顺序设置。此外，根据另外的实施例，含有钥的层也可以是包括昂贵材料的上述层中的另一个层。如图2所示，根据可以与本文描述的其他实施例结合的另外的实施例，也可以提供另外的沉积室204和另外的沉积室205。由此，室204和205可以被连接到转移室111。由此，提供了直线传输路径254和255。衬底可以被以交替的方式设置在室204和205之一中，使得层被利用可以包括用于另外材料的源的沉积源222中的一者来沉积。由此，根据不同的实施方式，沉积源244可以具有类似的种类，使得可以在室204和205中沉积基本相同的层，并且室204和205可以被以交替的方式使用。例如，层堆叠可以包括含有钥的薄层、包括第一材料的厚层、包括第二材料的厚层以及含有钥的薄层。此外，根据另外的实施例，含有钥的层也可以是包括昂贵材料的上述层中的另一个层。根据可以与本文描述的其他实施例结合的另外的可选实施例，另外的室204和205也可以是加热室，加热室用于将衬底中间加热到用于之后的处理步骤(例如，沉积步骤)的期望的温度。根据另一个实施方式，沉积源244可以与沉积源142具有相同类型，使得可以相比于图I中示出的实施例将中间层处理更长的时间。根据可以与本文描述的其他实施例结合的典型实施例，沉积源可以被设置为溅射源，诸如可旋转溅射源。根据另一个可选实施例，沉积源244可以沉积不同的材料，使得可以在系统中制造具有多于四个要被沉积的层的层堆叠。根据可以与本文描述的其他实施例结合的另外的实施例，处理系统(诸如图2中不出的处理系统200)也可以具有传输系统,其具有第一传输轨道163、第二传输轨道164和一个或多个其他的传输轨道(诸如第三传输轨道265)，该系统在图2中的室121和122中示出。由此，衬底可以从装载锁止室122转移到另一个室121中，或者一个衬底可以被从另一个室121转移到装载锁止室122中、同时另一个衬底可以被从装载锁止室122转移到另一个室121。因此，衬底的转移可以以更灵活的方式进行，使得衬底的转移对其可能作为循环时间的限制因素的应用可以增加产量。在图3中示出了具有第一传输轨道163和第二传输轨道164的室121的示例。室121具有室壁302，室壁302具有开口 306。开口 306被构造为用于基本竖直取向的衬底的 转移。因此，开口 306可以具有狭缝的形状。通常，开口可以由通风阀打开和关闭。此外，室121可以具有用于连接真空系统(诸如真空泵等)的凸缘304。由此，室121可以在用于关闭开口 306的至少一个真空阀(优选地两个真空阀)被关闭时被抽真空。分别具有第一传输轨道163和第二传输轨道164的衬底传输系统或支撑架传输系统包括两组传输元件。第一组传输元件的传输元件310包括传输辊312。第二组传输元件的传输元件320包括传输辊322。传输元件310可以绕旋转轴311旋转。传输元件320可以绕旋转轴321旋转。每个传输元件310和320在图3中示出在两个位置。由此，一个位置由虚线示出。每个传输元件分别具有支承元件314或324。支承元件被构造为提供旋转并且提供分别沿着轴线311或321的直线移动。旋转元件可以通过支承元件的直线移动被从第一位置移动到第二位置(虚线)。如图3所不,传输棍312相对于传输棍322偏移。通过旋转兀件的直线移动，传输兀件310的传输棍312可以从第一传输轨道163移动到第二传输轨道164。因此,通过传输兀件310和320的移动,定位在第一传输轨道中(即，在用于驱动支撑架的传输棍上)的衬底可以移动到第二传输轨道。或者，定位在第二传输轨道164中的衬底可以被移动到第一传输轨道。在图3中示出的传输元件310和320提供了用于基本竖直取向衬底的衬底支撑件，该衬底支撑件适合于在其下端处支撑衬底。根据可以与本文描述的其他实施例结合的另外的实施例，衬底传输系统或支撑架传输系统也分别可以包括上传输装置。通常地，传输装置是用于在第一传输路径或第二传输路径中的一者中引导衬底的一组或多组引导元件。例如，引导元件可以是具有凹槽(例如两个狭缝)的磁性引导元件，衬底可以被转移经过该引导元件。根据另外的实施例，这些引导元件也可以包括用于直线移动的支承件，使得可以进行从第一传输轨道向第二传输轨道的移动。根据典型实施例，传输元件310和传输元件320同步移动，以在室121内横向转移基本竖直取向的衬底。通常，上元件(诸如引导元件)也同时移动。传输元件310和320还可以包括带驱动器316和326，该带驱动器用于驱动传输元件的旋转，以沿着传输路径传输设置在传输辊上的衬底或支撑架。根据可以与本文描述的其他实施例结合的一些实施例，一个或多个带驱动器可以由一个电机驱动。
图4示出了在直线处理系统与集群处理系统之间的具有改善的沉积室利用的混合系统中沉积层堆叠的方法。如图4所示，在步骤402中在第一室中沉积第一层。第一层通常可以包括从由以下材料构成的组中选择的至少一个材料钥、钼和金。此外，第一层通常是薄层或、可以在相比于第二层的沉积时间更短的时间内沉积的层。衬底之后被在第二或第三室中转移，使得第二层可以在第二室中在步骤404中沉积或者在第三室中在步骤405中沉积。由此，步骤404和405可以以交替的方式进行。考虑到在第二和第三室中的更长的沉积时间，沉积系统在产量上没有不必要地受到更长的沉积步骤的限制。在步骤406中，沉积包括与第一层相同材料(见步骤402)的另一个层。步骤406在与步骤402相同的室中进行。由此，提供了改善的沉积室利用。图5示出了沉积系统100的另一个实施例。该系统包括第一沉积室101、第二沉积室102和第三沉积室103。此外，系统包括转移室111，转移室构造为将衬底从第一沉积室101转移到第二或第三沉积室102/103中的一者。此外，转移室111被构造为将衬底从 沉积室102/103之一转移到第一沉积室101。如图5所示，第一沉积室101具有第一沉积源141，并且第二沉积室102和第三沉积室103各自具有另一个沉积源142。其他的细节已经在上文中参照图I描述过了。根据本文描述的实施例，转移室111和室101、102和103可以分别经由直线传输路径151、152和153连接。由此，例如，通常被用于显示装置制造的大面积衬底可以在直线沉积系统100中传输。通常，直线传输路径151、152和153由传输轨道161 (诸如具有例如沿着直线布置的多个辊的直线传输轨道)提供。根据典型实施例，传输轨道161可以通过在大面积衬底的底部处的传输系统以及在基本竖直取向的大面积衬底的顶部处的引导系统提供。根据可以与本文描述的其他实施例结合的另一个实施例，转移室111可以是旋转模块，特别是真空旋转模块，旋转模块被构造为相对于竖直旋转轴使衬底旋转。该旋转由附图标记112表示。由此，经由直线传输路径151进入转移室111的衬底可以被经由传输路径153进一步转移到室103，而不在转移室111中旋转。经由直线传输路径151进入转移室111的衬底可以被在转移室111中旋转，以经由传输路径152进入室102。可以在具有或不具有相应旋转的状态下进行从室102、103出来分别进入转移室111的转移。如上所述，沉积室101、102和103与转移室111的组合的布置可以被用来改善多个沉积室的利用，特别是沉积室101的利用。因此，如果第一沉积室101被构造为沉积昂贵材料(诸如含有钥的材料、含有钼的材料、含有金的材料或含有银的材料)，处理系统100的操作者仅需要购买一组昂贵类型的沉积源。因此，可以减小需要被保持库存以实现短的停工期的靶的价值。根据本文描述的实施例，直线沉积系统和集群处理系统之间的混合系统100包括改善的处理室利用并且允许将衬底以连续或半连续的方式馈送到处理系统。如图5所示，根据可以与本文描述的其他实施例结合的另外的实施例，另一个室521和装载锁止室122和522被设置在处理系统500中。室521具有第一和第二传输轨道563和564。成套传输轨道被构造为用于衬底在室521中的横向移动。由此，衬底可以基本水平地移动，使得发生沿着与传输路径垂直的方向的移位。
因此，衬底的横向移动可以被用来在第一和第二装载锁止室当中的任一者中分别转移衬底。相比与图1，提供了可以被分别地抽真空或通风的两个装载锁止室。这可以有助于进一步增加处理系统的产量。根据可以与本文描述的其他实施例的一 些实施例，本文描述的设备、系统和方法可以涉及大面积沉积系统，例如，PVD大面积沉积技术,特别是涉及利用静态沉积工艺的多层沉积工具或设备。通常，其涉及用于3层堆叠的沉积工具和沉积，其中第一和第三层使用相同的靶材料。由此，期望获得具有最大或增加的产量的优化或改善的硬件效率。另外，实施例也可以应用到用于2层堆叠的沉积工具和沉积，其中不需要上述3层堆叠中的第一或第三层。本文描述的实施例可以与集群工具系统相比较，在该集群工具系统中，衬底被转移通过中央转移室中的装载锁止区域，该中央转移室顺序地将衬底引导到与中央转移室连接的多个处理室。由此，因为典型的3层堆叠的层厚在不同层之间改变很多，所以通常需要至少四个处理室来实现50秒及以下的典型循环时间。因此，在中央处理室中操作的衬底变得非常复杂并且限制了可实现的产量。本文描述的实施例可以与直线系统相比较，其中，典型的直线系统提供了被构造为在一行上一个接一个的多个处理室。在3层堆叠的情况下，最终层的沉积时间限制了可实现的产量或者最终层的沉积需要被划分为多个处理室中的多个步骤。后一种情况承担了对于层特性具有不利影响的风险。根据本文描述的实施例，可以提供混合系统，其中沉积工具将上述两种策略结合。该工具由含有装载锁止室和转移室的直线部分构造，具有用于增加衬底产量的多个支撑架轨道。用于沉积3层堆叠的第一和第三层的第一处理室可以具有单个支撑架轨道或双支撑架轨道。集群部分由中央转移室构成，该中央转移室通常被连接到第一处理室和用于交替地沉积典型的第二厚层的、具有相同的靶材料至少两个其他的处理室。因为第一处理室需要沉积第一和第三层、并且需要提供用于多支撑架转移进入室和离开室的时间，该室会易于变为衬底产量的瓶颈。因此，在第一沉积室中提供双轨道系统可以改善系统及其产量的灵活性。考虑到以上内容，附加的灵活性可以通过将例如如上文中参照图3中的室121描述的双轨道系统提供给其他室(例如，第一沉积室、转移室或者甚至第二和第三以及另外的室)来获得。由此，衬底可以在任何这些室中的第一和第二轨道中转移。由此，为了进行至后续循环时间，只有经处理的衬底需要被移除，并且要被处理的下一个衬底已经被设置在室中。因此，例如，可以仅使用横向平移机构来将衬底移动至沉积位置。此外，根据另外的观点，沉积室和/或转移室中的附加的轨道可以作为已经被装载到系统中以进行处理的衬底或者在处理之后等待被卸载的衬底的缓冲区。根据可以与本文描述的其他实施例结合的一些实施例，具有第一和第二传输轨道的传输系统可以被设置在两个或更多个室中，即沉积室、转移室、装载锁止室和/或另外的室中的一个或多个中。由此，可以增加灵活性和/或产量。考虑到以上内容，图6示出了沉积系统100的另一个实施例。该系统可与参照图I描述的实施例以及与其结合的实施例相比。该系统包括第一沉积室101、第二沉积室102和第三沉积室103。此外，系统包括转移室111，转移室构造为将衬底从第一沉积室101转移到第二或第三沉积室102/103中的一者。此外，转移室111被构造为将衬底从沉积室102/103之一转移到第一沉积室101。相比于图1，第二沉积室被在不同侧部分处连接到转移室。根据不同的修改例，第二和/或第三沉积室可以各自在相比于图I不同的侧连接。由此，一些室转移组合可以通过直线传输路径简化，并且/或者旋转循环可能相比于其他沉积处理更适合于一些沉积处理。此外，除了进出第二和/或第三沉积室的装载位置或卸载位置之外，沉积室的布置允许相比于图I有相同的概念。
如图6所示，第一沉积室101具有第一沉积源141，并且第二沉积室102和第三沉积室103各自具有另一个沉积源142。根据本文描述的实施例，转移室111和室101、102和103可以分别经由直线传输路径151、152和153连接。由此，例如，通常被用于显示装置制造的大面积衬底可以在直线沉积系统100中传输。与图I中不出的不例相反，直线传输路径151由具有第一传输轨道163和第二传输轨道164(诸如具有例如沿着直线布置的多个辊的直线传输轨道)的双传输轨道系统提供。由此第一沉积室101和转移室111包括双轨道传输系统，其中，传输模块可以包括在旋转模块两侧上的双轨道系统。根据另外的修改例，传输轨道161可以包括用于对衬底进行缓冲的双传输系统，而传输路径151仅由单轨道提供。直线传输路径152和153在室102和103中由传输轨道161提供，诸如具有例如沿着直线布置的多个辊的直线传输轨道。如关于图7描述的，这些室也可以具有双轨道传输系统。如上所述，沉积室101、102和103与转移室111的组合的布置可以被用来改善多个沉积室的利用，特别是沉积室101的利用。因此，如果第一沉积室101被构造为沉积昂贵材料(诸如含有钥的材料、含有钼的材料、含有金的材料或含有银的材料)，处理系统100的操作者仅需要购买一组昂贵类型的沉积源。因此，可以减小需要被保持库存以实现短的停工期的靶的价值。在室101和111中示例性提供的附加的双轨道系统可以相比于图I中示出的系统改善产量和/或灵活性，因为相应的第二轨道163/164可以被用作缓冲区或者减小用于衬底转移的时间。例如，衬底的转移可以在两个轨道上同时进行。比图I更进一步地，图6也示出了摆动模块622，在此处衬底可以被从水平位置搬运到竖直位置，以在竖直处理中进行处理。通常，摆动模块也可以包括双轨道系统。由此，可以省略大气压旋转模块和/或附加的出口室，因为系统包括离开装载锁止室122/进入装载锁止室122的双出口和/或入口。此外，可以利用相同的系统制造不同的层堆叠，例如，Al/Mo 和 Mo/Al。根据本文描述的实施例，第一和第二传输轨道163和164分别设置在由以下室或模块构成的组中选择的一者或两者中摆动模块、装载锁止室、设置在装载锁止室与第一沉积室之间的另外的室、第一沉积室、转移室、第二沉积室和第三沉积室。由此，具体地，装载锁止室、另外的室、第一沉积室和/或转移室分别具有第一和第二传输轨道163和164。分别具有第一和第二传输轨道163和164的至少一个室(具体地分别具有第一和第二传输轨道163和164的全部的室)被构造为用于衬底在各个室内的横向移动。由此，衬底可以基本水平地移动，从而沿着与传输路径垂直的方向移位。考虑到以上内容，根据一些附加的或可选的实施例，相比于图1，第二和第三处理室的布置可以如图6所示地改变，并且/或者各种室可以安装有多个衬底轨道。特别地，认为在第一处理室和/或中央转移室中具有附加的多个支撑架轨道是有用的。同样，第二和/或第三处理室可以具有多个支撑架轨道。在上述室中使用多个支撑架轨道也允许同时将支撑架转移进出第一处理室(特别是转移出第一处理室)，并且在第二和/或第三处理室也具有多支撑架轨道时，可以减小支撑架轨道转移进出这些处理室所需的时间。图7示意性地示出了另一个实施例。相比于图I和图2，摆动模块以及其他室具有第一传输轨道163和第二传输轨道164。此外，对于附加的轨道附加地或可选择地，提供了第三和第四沉积室204和205。尽管沉积源244相比于沉积源142由不同的附图标记表示，但是这些源类似。因此，可以将用于沉积第二靶材料的多于两个的室连接到转移室，例如中央转移室。用于沉积第二层的全部的这些室可以以交替的方式工作并且可以具有单支撑架轨道和/或如图7所示的双支撑架轨道。这允许在增加产量的状态下沉积厚得多的第二层，特别是不需要在例如多个室中的多个步骤中沉积第二层。本文描述的实施例改善了硬件使用的效率，利用给定数目真空室增加了系统产量和/或通过对于第二层的沉积使用加强的交替操作而增加了系统产量。这由混合系统提供并且可以进一步通过不仅在装载锁止室和转移室中并且还在其他室中使用多支撑架轨道 来改善。这减小了支撑架转移所需的时间并且对于层沉积(特别是在第一处理室中第一和第三层的层沉积)提供了更多时间。也提供了减小系统循环时间和/或增加系统产量的其他潜能。此外，附加地或可选地，可以通过使用连接到中央转移室的多于两个的交替工作的处理室来沉积极厚的第二层。相应地，本文描述的实施例可以被用作多层沉积工具，例如，多层PVD沉积工具，特别是具有静态沉积工艺的多层沉积工具。考虑到上文，描述了上述多个实施例。例如，根据一个实施例，提供了一种用于处理基本竖直取向的衬底的衬底处理系统。该系统包括第一处理室，其具有第一处理区域并且适合于沉积包括第一材料的第一层；第二处理室，其具有第二处理区域并且适合于在第一层上沉积第二层，第二层包括第二材料；第三处理室，其具有第三处理区域并且适合于沉积包括第二材料的层；转移室，其向第一室、第二室和第三室分别提供基本直线的传输路径；以及另外的室，其包括第一传输轨道和第二传输轨道，其中，第一传输轨道和第二传输轨道中的至少一者与第一处理室形成基本直线的传输路径；并且其中，第一室适合于从转移室接收衬底，并且沉积包括第一材料的另外的层。根据可以与本文描述的其他实施例结合的另外的实施方式，转移室可以是旋转模块，特别是用于在小于IOmbar的压力下旋转衬底的真空旋转模块；系统可以包括直线处理系统部分，特别地，其中，系统是直线处理系统与集群处理系统之间的混合系统；并且/或者系统还可以包括横向移位机构，其被构造为将衬底从第一传输轨道横向移位到第二传输轨道，并且反之亦然。例如，横向移位机构可以被布置在另外的室中。根据可以与本文描述的其他实施例和实施方式结合的另外的实施例，系统可以包括从由以下特征构成的组中选择的一个或多个特征系统还可以包括至少一个锁止室，其包括第一传输轨道和第二传输轨道中每一者的另外的部分，其中另外的部分被设置成第一传输轨道和第二传输轨道在另外的室中的延长；系统还可以包括至少一个另外的室，另外的室具有另外的处理区域并且适合于沉积包括第三材料的另外的层，其中，至少一个另外的室被连接到转移室；至少一个另外的室是可以至少两个另外的室，每一者适合于沉积包括第三材料的层；第一材料可以是从由以下材料构成的组中选择的钥、钥合金、钼、钼合金、金、金合金、钛、钛合金、银和银合金。例如，第一材料可以是钥，钥合金、钛、或钛合金。根据可以与本文描述的其他实施例和实施方式结合的另外的实施例，系统还可以包括从由以下特征构成的组中选择的一个或多个特征另外的室可以包括第三传输轨道；第一传输轨道可以包括用于沿着传输方向进行引导的多个引导元件，其中，第二传输轨道可以包括用于沿着传输方向进行引导的多个引导元件，并且其中第一传输轨道和第二传输轨道的引导元件分别适合于第一引导位置和第二引导位置，使得引导位置沿着与传输方向垂直的方向移位；以及第一传输轨道的引导元件和第二传输轨道的引导元件可以交替地沿着传输方向设置。根据另外的实施例，提供了一种用于在具有第一、第二和第三处理室的衬底处理系统中沉积层堆叠的方法。该方法包括在第一处理室中在基本竖直取向的衬底上沉积包括第一材料的第一层；在从以下室中选择的一个室中沉积包括第二材料的第二层第二处理室和第三处理室，其中，第二处理室和第三处理室以基本交替的方式使用；以及在第一处理室中沉积包括第一材料的第三层，其中，第一处理室、第二处理室和第三处理室利用基本直线的传输路径连接到转移室；以及在第一传输轨道与第二传输轨道之间将衬底横向移位。 根据其典型修改例，可以在另一个衬底上沉积第二层的同时，沉积在第一衬底上的第一层；该方法还可以包括将两个衬底同时转移到第一传输轨道和第二传输轨道上，或从第一传输轨道和第二传输轨道上转移下来；并且/或者第一材料是从由以下材料构成的组中选择的钥、钥合金、钼、钼合金、金、金合金、钛、钛合金、银和银合金，例如，第一材料可以是钥、钥合金、钛或钛合金。虽然前述内容涉及本发明的实施例，但是可以在不超出本发明的基本范围的状态下本发明的其他和另外的实施例，并且通过权利要求确定本发明的范围。
权利要求
1.ー种用于对基本竖直取向的衬底进行处理的衬底处理系统，其包括 第一处理室，其具有第一处理区域并且适合于沉积包括第一材料的第一层； 第二处理室，其具有第二处理区域并且适合于在所述第一层上沉积第二层，所述第二层包括第二材料； 第三处理室，其具有第三处理区域并且适合于沉积包括所述第二材料的层； 转移室，其向所述第一室、所述第二室和所述第三室分别提供基本直线的传输路径；以及 另外的室，其包括第一传输轨道和第二传输轨道，其中，所述第一传输轨道和所述第二传输轨道中的至少ー者与所述第一处理室形成基本直线的传输路径； 至少ー个横向移位机构，其被构造为将所述衬底从所述第一传输轨道横向移位到所述第二传输轨道，并且反之亦然， 其中，所述第一室适合于从所述转移室接收衬底，并且沉积包括所述第一材料的另外的层。
2.根据权利要求I所述的系统，其中，所述转移室是旋转模块，特别是用于在小于IOmbar的压カ下使衬底旋转的真空旋转模块。
3.根据权利要求I到2中的任意一项所述的系统，其中，所述系统包括直线处理系统部分，特别地，其中，所述系统是直线处理系统与集群处理系统之间的混合系统。
4.根据权利要求I到3中的任意一项所述的系统，其中，所述至少ー个横向移位机构被布置在以下至少ー个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，在所述转移室中。
5.根据权利要求I到4中的任意一项所述的系统，还包括 至少ー个装载锁止室，其包括所述第一传输轨道和所述第二传输轨道中每ー者的另外的部分，其中所述另外的部分被设置成所述第一传输轨道和所述第二传输轨道在所述另外的室中的延长。
6.根据权利要求I到5中的任意一项所述的系统，还包括 至少ー个另外的室具有另外的处理区域并且适合于沉积包括第三材料的另外的层，其中，所述至少ー个另外的室被连接到所述转移室。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述至少ー个另外的室是至少两个另外的室，所述至少两个另外的室中的每ー者适合于沉积包括所述第三材料的层。
8.根据权利要求I到7中的任意一项所述的系统，其中，所述第一材料是从由以下材料构成的组中选择的钥、钥合金、钼、钼合金、金、金合金、钛、钛合金、银和银合金，具体地，其中所述第一材料是钥、钥合金、钛或钛合金。
9.根据权利要求I到8中的任意一项所述的系统，其中，所述另外的室包括第三传输轨道。
10.根据权利要求I到9中的任意一项所述的系统，其中，所述第一传输轨道包括用于沿着传输方向进行引导的多个引导元件，其中，所述第二传输轨道包括用于沿着所述传输方向进行引导的多个引导元件，并且其中所述第一传输轨道和所述第二传输轨道的引导元件分别适合于第一引导位置和第二引导位置，使得引导位置沿着与所述传输方向垂直的方向移位。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第一传输轨道的引导元件和所述第二传输轨道的引导元件交替地沿着所述传输方向设置。
12.一种用于在具有第一、第二和第三处理室的衬底处理系统中沉积层堆叠的方法，所述方法包括以下步骤 在所述第一处理室中在基本竖直取向的衬底上沉积包括第一材料的第一层； 在从以下室中选择的ー个室中沉积包括第二材料的第二层所述第二处理室和所述第三处理室，其中，所述第二处理室和所述第三处理室以基本交替的方式使用；以及 在所述第一处理室中沉积包括所述第一材料的第三层，其中，所述第一处理室、所述第ニ处理室和所述第三处理室利用基本直线的传输路径连接到转移室；以及 在第一传输轨道与第二传输轨道之间将衬底横向移位。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在另ー个衬底上沉积第二层的同时，沉积在第一衬底上的第一层。
14.根据权利要求12到13中的任意一项所述的方法，还包括如下步骤 将两个衬底同时转移到所述第一传输轨道和所述第二传输轨道上，或从所述第一传输轨道和所述第二传输轨道上转移下来。
15.根据权利要求12到14中的任意一项所述的系统，其中，所述第一材料是从由以下材料构成的组中选择的钥、钥合金、钼、钼合金、金、金合金、钛、钛合金、银和银合金，具体地，其中所述第一材料是钥、钥合金、钛或钛合金。
全文摘要
描述了一种用于对基本竖直取向的衬底进行处理的衬底处理系统。该系统包括第一处理室，其具有第一处理区域并且适合于沉积包括第一材料的第一层；第二处理室，其具有第二处理区域并且适合于在第一层上沉积第二层，第二层包括第二材料；第三处理室，其具有第三处理区域并且适合于沉积包括第二材料的层；转移室，其向第一室、第二室和第三室分别提供基本直线的传输路径；以及另外的室，其包括第一传输轨道和第二传输轨道，其中，第一传输轨道和第二传输轨道中的至少一者与第一处理室形成基本直线的传输路径，其中，第一室适合于从转移室接收衬底，并且沉积包括第一材料的另外的层。
文档编号C23C14/56GK102803551SQ201280000407
公开日2012年11月28日 申请日期2012年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者尔卡恩·科帕拉, 安德里亚斯·克鲁佩尔 申请人:应用材料公司