用于组合式静态和经过处理的系统体系结构的制作方法

本申请要求享有于2011年12月27日递交的、美国临时申请序列No.61/580,642的优先权，该申请的公开内容以引用方式全部并入本文。

技术领域

本公开涉及用于处置和处理诸如磁盘、触摸屏等的基板的系统体系结构和方法，并且更具体地涉及用于改进在使用组合式静态和经过处理(pass-by processing)的基板处理系统中的基板载体的工艺流程的系统和方法。

背景技术：

诸如磁盘、触摸屏等的制造的基板处理是一个复合且复杂的过程。需要大型的、定制的设备来实施预加热、将基板涂覆多层、然后退火和/或冷却基板的多个独特的步骤。用于处理基板的机器通常具有较大的覆盖区，且需要大量的空间来操作。另外，机器需要在高技术洁净室中运转，建造和维护高技术洁净室都是昂贵的。因此，有益的是减小基板处理机器的总覆盖区。

还期望提高制作每个基板单元的处理速度，从而使得设备的价值(即产出量)最大化。提高处理速度有一定挑战性，因为许多处理步骤都有为正确制作基板而必须施加、加热或冷却特定的涂层的最小要求时间。另外，在基板表面上的处理均匀度对于最终的产品的正确性能至关重要。因此，一些过程要求静态处理，即，在处理的同时基板保持静止，而其它过程要求经过处理，即，要求基板在处理期间连续地移动。

为此目的，当前的技术，诸如Santa Clara,California的Intevac,Inc.制造的200系统，提供了减小系统的总覆盖区的解决方案。200在美国专利6,919,001(下文称为“’001专利”)中有更详细的描述，该专利的公开内容的全文合并于此。如’001专利中所描述的，系统可以运行以提供静态处理或经过处理。本领域中描述了实现静态或经过处理的其它系统。

公开号为WO 2006/026886A1的国际专利申请(下文称为“’886公开”)也描述了一种基板处理系统，其具有两层处理室以减少覆盖区。极类似于在’001专利中所描述的200系统，’886公开描述了将基板从一层运送到下一层的提升模块，以及运送基板载体的磁性器件，即线性电动机。

然而，当前的系统没有提供用于在单个线性系统中将静态和经过处理进行组合的可行的解决方案。因此，需要的是在实现静态和经过处理的同时使得覆盖区最小化的改进的基板处理系统。

技术实现要素：

下面的发明概述被包括是为了提供对本发明的一些方面和特征的基本理解。该概述不是本发明的广泛概览，因此不意在特别地鉴定本发明的关键的或重要的要素，或者是勾勒本发明的范围。其唯一的目的是以简化形式呈现出本发明的一些构思，作为下面提供的更详细说明的前序。

本发明的实施例提供了支持组合式静态和经过处理的基板处理系统。本发明的实施例还提供了简化的系统构造。

根据本发明的方案，提供了用于在具有至少一个静态处理室和至少一个经过处理室的基板处理系统中运送基板的系统。在不脱离真空环境的情况下，在静态室中以及在经过室中处理基板。

根据本发明的其它方案，提供了一种系统体系结构，其减小了覆盖区尺寸。该系统构造成使得基板在其中被垂直地处理，并且每个室具有与其一侧壁附接的处理源，其中另一侧壁返回到互补的处理室。根据一个方案，室主体由例如铝的单个金属块经机械加工而成，其中从两侧对所述金属块进行机械加工，从而分隔壁保持并分离每两个互补的处理室。

根据公开的实施例，提供了用于处理基板的系统，包括：装载锁室，其用于将基板从大气环境引入到真空环境；装载布置，其用于将基板装载到基板载体上；轮子，其用于在所述系统内运送所述基板载体；静态处理室，用于在载体静止的同时处理基板；经过处理室，其具有运送段和处理段；以及，运送机构，其配置成以运送速度在所述运送段运送载体，以及以经过速度在所述处理段运送载体，其中运送速度比经过速度快。运送机构可以包括设置在静态处理室和经过处理室的基座处的多个轮子，并且其中多个轮子中的每一个被独立地供给能量。运送段和处理段可被限定在单个未分隔的外壳内。转动室可配置成转动载体以使其沿反向被运送，且便于在系统的相反侧进行处理，用于处理基板的相同侧或相反侧。系统还可以包括：第二静态处理室，其具有与所述静态处理室共用的壁；以及第二经过处理室，其具有与所述经过处理室共用的壁，并且其中，载体在转动室中旋转之后沿反向穿过第二静态处理室和第二经过处理室。第一平移器能够配置成将基板装载到基板载体上，第二平移器配置成用于从基板载体上移除基板。第一装载锁布置能够配置成将基板引入第一平移器，并且第二装载锁布置配置成接受来自第二平移器的基板。第一提升器布置能够用于将基板装载到第一装载锁布置上，第二提升器布置用于从第二装载锁布置移除基板。第一机器臂能够配置成用于将基板从盒装载到第一提升器布置上，第二机器臂配置成用于将基板从第二提升器布置卸载到盒上。第一和第二机器臂中的每一个可以是可收缩的和可旋转的。

根据其他实施例，公开了一种处理室主体，其限定了多个处理台，并且包括：单室主体，其由单个金属块加工而成以在其中限定第一、第二、第三和第四处理台；第一基板运送通道，其由单个金属块加工而成以穿过第一和第二处理台；第二基板运送通道，其由单个金属块加工而成以穿过第三和第四处理台；以及壁，其由第一和第三处理台共用且将第一和第三处理台分隔开，并且进一步由第二和第四处理台共用且将第二和第四处理台分隔开，从而防止第一和第三处理台之间以及第二和第四处理台之间的流体连通。第一组传送轮使得基板能够被从第一处理台运送到第二处理台，并且第二组传送轮使得基板能够被从第四处理台运送到第三处理台。

根据其他实施例，公开了一种提升器和装载锁组件，包括：装载锁室，其具有下密封板；提升器组件，其包括具有上密封板的提升器主体，所述提升器主体能够延伸以使所述上密封板与所述下密封板接合从而形成真空密封，提升器主体还能够收缩以使上密封板与下密封板分开从而破坏真空密封；以及提升器叶片，其能够在提升器主体内移动并且具有接合并保持基板的机构，并且提升器叶片配置成通过在提升器主体内延伸或收缩来提升或下放基板。

另外，公开了一种用于在真空中处理基板的线性系统，包括：第一线性室布置，第一线性布置保持真空环境并且具有使基板载体能够沿第一行进方向从一个室直接移动到下一个室的通道；第二线性室布置，第二线性布置保持真空环境并且具有使基板载体能够沿与第一行进方向相反的第二行进方向从一个室直接移动到下一个室的通道；装载室，其位于第一线性布置的入口侧，并且配置成将基板从大气环境引入由第一线性室布置保持的真空环境；卸载，其位于第二线性布置的出口侧，并且配置成将基板从由第二线性室布置保持的真空环境移出到大气环境；转动室，其连接到第一线性布置的出口侧和第二线性布置的入口侧，并且配置成接受来自第一线性布置的基板载体且将基板载体输送到第二线性布置；其中第一线性布置和第二线性布置中的每一个都包括至少一个静态处理室和至少一个经过处理室，所述经过处理室具有限定于其中的处理区；以及，基板载体运送机构，其配置成：在静态处理室内处理期间保持基板载体静止；在基板载体在经过处理室内移动但是位于处理区之外时，以运送速度移动基板载体；以及，在基板载体在经过处理室内的处理区内移动时，以经过速度移动基板载体，其中所述运送速度比所述经过速度快。装载提升器配置成将基板装载到装载室中；卸载提升器配置成从卸载室移除基板。可收缩叶片壳体在其上端处具有真空密封板；提升叶片能够在可收缩叶片壳体内移动；以及，垂直运动机构与可收缩叶片壳体和提升叶片耦合，且垂直地移动可收缩叶片壳体和提升叶片。装载机器臂配置成从盒移除基板并且将基板输送到装载提升器；以及，卸载机器臂配置成从卸载提升器移除基板并且将基板输送到盒。

而且，提供了一种用于具有静态处理室和经过处理室的系统的处理基板的操作的方法，包括：将基板引入到真空环境中；将基板装载到载体上；将载体运送到静态处理室中，并且在静态处理室内处理期间将载体保持在其位置上；一旦静态处理室内的处理完成，以运送速度将载体运送到经过处理室中，直到载体到达位于经过处理室内的在先载体后面的位置；一旦载体到达在先载体后面的位置，降低载体的速度，从而以比运送速度慢的处理速度在经过处理室内继续运送载体。

附图说明

并入且构成了本说明书的一部分的附图示例出本发明的实施例，并且连同说明书一起，用于解释和阐述本发明的原理。附图意在以图解方式图示说明示例性实施例的主要特征。附图不意在描绘实际的实施例的每一个特征，也不意在所描绘元件的相对尺寸，并且附图不是按比例绘制的。

图1是根据本发明的一个实施例的基板处理系统的示意性侧视图的图示。

图2是根据本发明的一个实施例的基板处理系统的示意性俯视图的图示。

图3是基板载体的实施例的示意性图示。

图4是图示出根据本发明的实施例的能够在诸如图1和图2所示的系统中执行的处理序列的大致流程图。

图5示出了根据一个实施例的系统500的侧视图，而图6示出了图5的系统的俯视图。

图7示出了根据本发明的实施例的经过处理室的室主体的示例，而图8是图7的室主体的剖面图。

图9示出了能够用于本文公开的任何系统的基板载体905的另一示例。

图10A和10B示出了根据本发明的实施例在如图5和图6所示的系统的运行期间的即时快照的示例。

图11示出了根据本发明的实施例的能够在任意的公开系统中使用的装载和卸载机构的示例。

图12是实施例的示意性的图示，其中在基板被装载到平移器机构上之前完成基板到真空的装载。

图13是根据本发明的实施例的基板提升器和装载锁真空阀的组合的示意性图示。

图14示出了系统的另一示例，其提供了基板装载的增强的吞吐量。

图15是根据本发明的实施例的用于卸载基板和将基板装载到盒上的布置的示意性图示。

图16示出了根据本发明的实施例的模块化布置。

具体实施方式

本发明的各个方案提供了将基板处理成诸如硬盘、IC、触摸屏等的制造品。所公开的实施例示出了各特征，诸如组合式静态和经过处理、覆盖区减小、简化的室制造，等等。虽然一些图示的实施例使用了多于一个的特征，但应当理解的是，特征能够独立地或者以与各种处理系统的不同的组合来实现。

在本发明的一个方案中，实现了基板的组合式静态和经过处理。如图1的示例所图示的，基板处理系统100包括用于对基板103施加各种涂层或过程的一系列线性静态处理室102和经过处理室104。基板被安装到载体105上，如图3中的更多细节显示。载体105仅在几个点106处与基板的外边缘接触，从而保持基板的整个表面区域暴露以进行涂层和/或其他处理。载体105还具有载体基座109，载体基座接合横杆和机动化轮子108，从而移动通过系统100的室102和104。显然，如下面进一步显示的，轨道和轮子的布置仅是一个示例，还可以使用诸如仅有轮子没有轨道的其他实现方式。

从图1中能够看出，基板首先在静态室102内进行处理，即，基板在处理期间是静止的，然后，在经过室104中进行处理，即，基板在处理期间是移动的，然后在另一经过室104中进行处理，然后在另一静止室102中进行处理。这就产生了为使室的空闲时间最小化的载体运动同步的问题。也即，为了高的使用率，需要每个室总是在处理基板，而不是在移至另一基板之前等待另一室完成处理。例如，如果室102完成对其基板的处理，但是下一个经过室104尚未完成处理，则室102在释放完成的基板且开始对新的基板处理之前必须空闲且等待室104完成处理。然而，如下面将说明的，图1的实施例克服了该问题，使得所有室都不空闲且所有室总是在处理基板。

在说明图1实现的解决方案之前，将对该实施例的系统的各元件进行说明。在图1所示的示例中，系统包括装载锁101，通过该装载锁将基板从大气条件引入系统100的真空环境。通过真空泵107保持真空，可为每个室单独地设置真空泵107，或者在几个室之间共用真空泵107，如图1的示例中所示。然后，将基板移入静态处理室，在该示例中，静态处理室是加热室102。在该示例中，真空阀112将装载锁101与大气条件分隔开，并且真空阀113将加热室102与装载锁101分隔开。在该特定示例中，在加热室102与处理室104之间不设置真空阀，在处理室104(在图1中显示出其中两个)也不设置真空阀。当然，这些阀能够根据需要插入在这些室之间。例如，如果静态室102执行等离子体处理，而不是仅加热，则应当使用真空阀来将其与经过处理室104分隔开。

加热室102是静态处理室，意思是指基板在处理期间(即加热期间)保持静止。一旦基板达到期望温度，机动化轮子108被供给能量以将载体移至第一经过处理室104。根据该示例的特征，轮子108首先被供给能量以便以高速运送载体，从而“赶上”已经在室104中进行经过处理的基板。一旦载体退出室102，新的载体能够运送到室102中以进行处理，从而室102不会空闲。另一方面，一旦载体赶上在室104内其前面的载体，轮子108则放慢速度且采取经过处理速度，该经过处理速度比赶上速度慢得多。因此，需要单独地或成组地驱动轮子。根据被供给能量的轮子的位置，一些轮子将被单独供给能量，一些被成对地供给能量，一些被成组地供给能量，例如，全部的六个或全部的八个轮子在同一速度下被一起供给能量。该布置被称作使轮子以个体化速度供给能量，意思是指不是所有轮子被供给能量而在相同速度下运行。利用这种布置，实现了以不同速度在不同的位置处操作运送系统。因此，系统内的不同载体能够在系统内以不同速度同时运送。例如，在某时刻，一些轮子将静止以实现静止处理室中的处理，一些轮子将在运送速度下被供给能量以将载体移入经过处理室或载体运送室中，而其它一组轮子将在处理速度下被供给能量以实现在经过处理室的处理段中处理基板。可选地，可使用线性电动机布置。

在该示例中，处理室104是经过处理室，意味着基板在处理期间保持移动。在该示例中，使用两个经过处理室104，这两个处理室均为物理气相沉积(PVD)室，也称为溅射室。为了改善基板103的整个表面上的溅射材料的均匀性，基板载体在溅射期间保持移动。此外，在该示例中，PVD室104的磁控管115前后循环，使得基板和溅射源都在处理期间被移动。这提供了高水平的溅射均匀度和目标利用率。当然，在载体维持经过运动的同时，也能够使用静止的磁控管。

如果需要对溅射层退火，则在处理室104之后设置第二加热室102。第二加热室102也是静态处理室。因此，一旦基板通过溅射磁控管的边缘，就对适当选择的一些轮子108供给能量以采取快速运送速度来将载体置于第二加热室102内。一旦置于加热室102内，在退火期间，轮子停止且载体静止。在图1的示例中，出口装载锁111设置在系统的端部。装载锁111将基板从真空环境输送到大气环境。

图2是诸如图1所示的基板处理系统的示意性俯视图的图示说明。如图所示，加热器122和溅射源124仅设置在室的一侧，使得一次仅处理基板的一个表面。在图2中还示出了横杆130，其与机动化轮子108相结合用来运送载体105。在该实施例中，如图3所示，载体105的基座109包括延伸部127和轮子129，延伸部127和轮子129接合横杆130和轮子108从而以竖立方向在整个系统中运送载体。在该实施例中，至少一组轮子108和129是磁化轮子，以提供增强的牵引。而且，如果使用线性电动机，则一系列磁体101附接到载体的基座。

图4是示出能够在诸如图1和图2所示的系统中执行的处理序列的大致流程图。在步骤400中，基板被运送到装载锁中并且装载到载体上。然后，在步骤405中将装载锁排空，并且当排空完成时，在步骤410中，将载体运送到静态处理室中并且“停驻”在静态处理室中。在步骤415中，执行静态处理，例如，在基板保持静止的同时对基板进行加热。一旦静态处理完成，例如，基板达到期望温度，则在步骤420中，载体执行快速运送从而进入经过处理室，且采取在已经在经过处理室内处理过的载体后面的位置。一旦载体到达在前载体后面的位置，其降低速度且采取经过运送速度，使得在步骤425中以经过速度执行经过处理。值得注意的是，由于载体以快的运送速度从静态室移至经过室以“赶上”在前的基板，因此从溅射室的视角看，总是有在处理中的基板。也就是说，总是充分利用溅射室，并且随着“无尽的”基板系列逐个以经过处理速度移动，所述室执行连续溅射。因此，溅射源无需重复打开和关闭，而且不存在室内无处理中的基板的时间。因此，溅射源被充分地利用。相反，一旦载体以运送速度离开室102，则新的载体能够被引入室102中以进行静态处理。

现在将对另一实施例进行说明，其对处理室的数量加倍，但没有显著增加覆盖区。该示例示于图5和图6中。图5示出了根据一个实施例的系统500的侧视图，而图6示出了图5的系统的俯视图。图5和图6中所示的实施例能够被视为图1中背对背放置的两个系统。除了增加处理容量而仅少量增加覆盖区之外，这种布置还有益于基板从同一侧进入和退出系统。这对于洁净室环境非常有益，其中基板从洁净室壁的一侧到达，进入在壁后面运转的系统，并且退出系统而到达洁净室的与入口相同的一侧。

继续参照图5和图6，基板通过入口装载锁501进入系统，然后移至装载室502，其中基板被装载到载体上。载体经由轮子508运送或在轨道503a和530b和线性电动机(未示出)上行进。轮子508将载体首先运送到静态处理室(例如，加热室502a)中。在室502a中的处理期间，载体是静止的。一旦在室502a中完成处理，例如，基板达到适当的温度，则载体被加速至快速运送速度，从而“赶上”已经位于处理室504内的载体。一旦载体抵达在前载体，其放慢速度且继续以经过速度运送，经过速度比快速运送速度慢。如图6所示，经过处理室504具有四个溅射台，对应于溅射源524a、524b、524c和524d，它们成对地背对背定位。因此，在该示例中，首先通过溅射源524a和524b来处理基板。一旦在台524b处的处理完成，则载体再次加速至快速运送速度以进入载体转移室519。在该示例中，载体转移室519包括可转动件517，其将载体从第一路径(例如，从轨道530a)带到第二路径(例如，到轨道530b)，沿相反方向行进。一旦位于轨道530b上，载体再次加速且采取经过处理运送速度从而通过溅射源524c处理，然后通过溅射源524d处理。一旦在溅射台524d中的处理完成，则载体再次加速进入加热室502b中以根据需要进行静止退火。一旦退火完成，载体被运送到卸载室523中，在卸载室523中基板从载体移除且移入装载锁511。然后，卸载的载体移入转动室529，在转动室中载体从轨道530b移到轨道530a，以在装载室503中重新装载新的基板。

如图6所示，在载体运送室519包括可转动件517的实施例中，可转动件517具有两个载体底座517a和517b。如果基板仅在单个表面上被处理，则载体底座517a和517b是静止的，使得当可转动件进行180°转动时，就位在底座517a上的载体将置于由底座517b先前占据的位置上，从而穿过轨道530a的载体现在可以沿相反方向在轨道530b上行进。当底座静止时，将通过溅射源524c和524d来处理由溅射源524a和524b处理过的同一表面。另一方面，如果期望源524c和524d将处理基板的相反表面，则在可转动件517旋转的同时使得底座517a和517b旋转180°。这通过图6中的曲线箭头示出。可选地，如插图编号所示，可转动件被去除，取代的是一个载体底座517c在轨道518上线性地前后移动(通过双头箭头示出)。如果期望在基板的同一侧上进行处理，则底座517将在其线性移动到第二路径位置(以虚线显示出)的同时旋转180°。然而，值得注意的是，虽然在该示例中载体运送室可运载一个或两个载体，但是在其它实施例中，可以规定在载体运送模块内存储多于两个的载体。

图7示出了诸如室504的经过处理室的室主体的示例，而图8是图7的室主体的剖面图。根据该实施例，室主体是由诸如铝的单块金属制成的，从而提供成对地背对背定位的四个处理台。在该示例中，单个铝块经机械加工而制成通道534a和534b，轨道可置于通道中，并且载体通过通道进行运送。如图所示，当对通道534a和534b进行机械加工时，分隔壁540保留且将室主体分成两个部分，其关于分隔壁540对称。而且，贯通各面，机械加工而得到成对的孔，以使得能够放置溅射源。在该示例中，对544a和544b经机械加工与对544c和544d相对。另外，检修孔538经机械加工而使得能够放置机动化轮子508。根据需要，孔537也经机械加工而提供到真空泵的通路，并且孔539能够经机械加工而用于真空阀。类似地，其它带螺纹的或不带螺纹的孔能够经机械加工而提供到诸如室附接件和/或支撑件等的零件的附接点。

图9示出了能够在本文公开的任意系统中使用的基板载体905的另一示例。载体905与载体105的区别在于，其不具有轮子。相反，所有的轮子，包括用于牵引和运送的磁化轮子和机动化轮子，都固定到系统的各装载锁和室的内部。在该实施例中，系统不具有轨道，相反，每个室的基座具有机动化轮子和空转轮子(统称为轮子108，值得注意的是在图9中仅示出了几个轮子，三个点表明轮子布置在整个路径中持续)，机动化轮子和空转轮子以垂直方向保持和运送载体905。基座909在处理和运送整个过程中接合轮子并且保持垂直方向。该布置能够使得载体极薄，从而能够极快速地排空装载锁室，并且由于闸门叶片的极短行程而能够极快速地打开和关闭真空阀。基板通过接触件906保持在空间903中，两个(或更多)接触件906是静止的，两个接触件能够借助夹子927(在图9中仅示出了一个夹子)移动。当夹子927如图所示按弓形箭头移动时，销退回且允许放置基板。夹子随后能够被释放，然后接触件906弹性地挤压基板。而且，如虚线所示，如果使用线性电动机而不是机动化轮子，则一系列永磁体901能够放置在基座909上，从而与放置在室的基座中的线性电动机线圈(未示出)相结合来提供原动力。能够通过本文公开的其他载体来实现类似布置。

图10A和10B示出了在诸如图5和图6所示的系统的运行期间的即时快照的示例。如图所示，多个载体在系统内连续地运转。在基板从卸载室172b(图10B)中的载体移除之后，载体105a显示处于转动台171中，并且载体现在准备移入装载台172a。此时，载体105b处于装载台172a中，已经装载了基板，并准备移入加热台173a。在加热台173a中，载体105c上的基板已经达到其规定温度并且载体恰好要离开室且加速至快速运送速度而赶上载体105d。在处理室174a和175a中，随着基板沉积了来自溅射源的溅射材料，三个载体105d-105f正以处理速度一个挨一个地移动，在该示例中，处理室174a和175a是在它们之间具有开放通道的两个溅射室。如图所示，该快照是紧接在载体105g已经完成室175a中的处理且已经加速到转动室176中之后拍得的。从那起，载体被定位成沿反向穿过系统的另一侧，如图10B所示，然后将到达载体105a现在所在的位置。

如图10B所示，载体105h-105j在室174b和175b的溅射源前方以处理速度一个紧跟一个地移动。载体105k在退火台103b中静止，而载体105l在卸载台102b中静止，在卸载台102b中基板从载体上卸载。从那起，载体将占据在转动台171中由载体105a所示的位置。

能够理解的是，溅射源115a-115d前方的空间总是被基板占据，使得溅射源115a-115d连续地运行，因此被充分地利用。另一方面，加热过程和退火过程能够在静态模式下执行，从而简化了这些室的尺寸和构造。为实现混合的静态处理室和经过处理室，使用两种运送速度：快速运送速度和经过处理速度。在该示例中，这是通过使机动化轮子以至少三种模式运行来实现的：停止、处理速度，以及比处理速度快的快速运送速度。在该示例中，每个运送轮子能够在每个模式下独立地运转；然而，可替代地，轮子能够根据其位置成组地运转。例如，位于溅射室中心的轮子可能永不需要以快速运送速度运转，而是仅以经过处理速度运转。类似地，靠近溅射室的入口和出口的轮子可能永不需要以经过处理速度运转，而是仅以快速运送速度运转。

而且，对经过处理室定尺寸以使得在入口侧的死空间181使能进入载体而从其前边缘开始处理且通过经过来继续处理整个基板，而在出口侧的死空间182使能在加速进入转动室之前离开载体而完成处理直至基板的后边缘。在入口处的死空间181还在其基板的前边缘进入处理区之前为进入载体加速以及赶上在前载体提供了空间。因此，死空间181还可称为处理室的运送段，而室的其余部分可称为处理段。虽然不是按比例绘制的，图10例示了死空间181，其被定尺寸而使得在载体105d上的基板的后边缘到达溅射源124的前边缘191之前，载体105c能够加速且赶上载体105d。因此，在该示例中，使得运送段比基板的宽度更宽。以此方式，在先前基板的整个表面上完成溅射过程之前，新的载体能够容纳在经过处理室内。

图11示出了能够在公开的任意系统中使用的装载和卸载机构的示例。图11的示例显示为沿图6中的线B-B的剖面。图11显示出与装载室1103耦合的装载锁室1101以及与卸载室1123耦合的装载锁室1111。通过真空泵1107将室排空。可替代地，并且如下面进一步说明的，室1101和1111保持在与其对应的装载室1103和卸载室1123相同的真空环境中，使得在室1101和1103之间以及室1111和1123之间不设置闸门。也即，在室1101和1103之间以及在室1111和1123之间设置自由通道。将结合图12-15的实施例对该布置进行更充分地说明。

盒1120在横杆1121上行进以将新的基板带到处理系统并且从系统中移除经处理的基板。盒1120a被示出处于装载位置，其中提升器1113将新的基板垂直地逐一提升到装载锁1101中。在装载锁1101中，平移器1109将基板从提升器1113移除且使其水平地移动，从而将基板装载到载体1105a上。在分隔壁1140的另一侧，平移器1108将基板从载体1105b移除且将其输送到提升器1114。提升器1114将基板下放到盒1120b上。

能够理解的是，由于基板的尺寸和平移器机构的尺寸，装载锁室1101和1111可能较大，使得每当引入新基板时泵抽真空需要花费的时间太长。当通过平移器沿垂直方向水平地移动基板时，情况尤其如此。如果这确实成为问题，则能够以多种方式来克服。例如，多个基板可以在泵抽开始之前装载到装载锁中，使得在另一批需要装载到平移器室中之前，通过平移器逐个地装载多个载体。虽然这是一个可行的解决方案，但其使得平移器机构的结构复杂化且仍需要不能装载载体的期间，因为平移器室需要被装载且被泵抽至真空环境。在图12中示出了另一解决方案。

图12是在基板装载到平移器机构上之前完成装载基板到真空中的实施例的示意性图示。在图12中，类似于图11所示的那些的元件标有相似的附图标记。如图12所示，室1201和1211具有无闸门开口，以实现分别与其对应的装载室1103和卸载室1123共享大气，并且使得基板能在这些室之间自由通过。因此，从它们未在大气和真空环境中循环的意义上讲，本质上它们不充当装载锁。因此，本质上它们分别是装载室1103和卸载室1123的延伸部，并且还可称为平移器室。

平移器室1201具有附接到底板的装载装载锁1203。装载装载锁1203具有与大气接口的下方真空阀1207，以及与平移器室1201接口的上方真空阀1209。装载装载锁1203基本上是矩形截面的管且具有非常小的内部容积，基本上比基板本身略大，从而能够易于通过泵1205将其快速排空。也即，使得装载装载锁1203的内部具有与基板相同的形状，仅略大。通过泵1107将平移器室1201保持在恒定真空中。可替代地，能够采用具有阀的适当的管道，使得能够仅使用一个泵来排空平移器室1201和装载装载锁1203。

当阀门1207打开且阀门1209关闭时，提升器1113将基板装载到装载锁1203中。然后，阀门1207关闭，并且泵1205将装载锁室1203排空。一旦排空完成，阀门1209打开，并且基板被装载到平移器1109上。这是通过使提升器1113的上部在阀门1207内自由地滑动来实现的。对于卸载进行相反的过程。也即，当阀门1208和1210两者都关闭时，泵1206将卸载装载锁1204排空。然后，阀门1210打开，同时阀门1208保持关闭，基板被从平移器1108上卸载且装载到装载锁1204上。然后，阀门1210关闭，阀门1208打开，基板从装载锁1204移除且装载到盒1120b上。

图13是基板提升器和装载锁真空阀的组合的示意性图示。图13所示的实施例能够用于诸如图12所例示的系统中。在图13中，用作提升元件134的壳体的主体131能够经由电动机135垂直地移动。提升器元件134(例如提升叶片)在主体131内自由地行进，且经由电动机136垂直地移动。在该实施例中，包括电动机135和136的垂直运动机构对主体131和提升器元件134传递垂直运动，使得它们彼此独立地运动。具有密封件133的密封板132固定到主体131的顶端。密封板132被配置成接合互补的密封板，例如图12中的1207，并且与其形成真空密封。

在操作中，从主体131和提升器元件134都处于其下方向置的初始位置起，基板定位在提升器元件(例如提升叶片134)的末端上。然后，主体131和提升器元件134两者都升高至基板完全位于装载锁(例如，图12中的装载锁1203)内的位置，并且密封板132接合装载锁上的互补密封板从而形成真空密封。然后，在装载锁中抽真空。一旦达到真空条件，则阀门1209打开，然后通过在主体131内自由地滑动来进一步升高提升器元件134，从而将基板定位在平移器可触及范围内，使得平移器能够接合基板。提升器元件134随后能够被降低，以实现关闭阀门1209。一旦阀门1209关闭，则装载锁能够返回大气压下，主体131和提升器元件134下降至其初始位置以接收另一基板。

从图12中能够看出，提升器被配置成使基板垂直地移动且基板由提升器保持在垂直方向，并且平移器被配置成水平地移动基板，基板由平移器保持在垂直方向。载体也被配置成将基板保持在垂直方向。因此，一旦基板离开盒，其在系统内运送和处理期间均采取垂直方向，直到其返回到盒中。在盒内，基板可以定位在垂直或水平方向上，如下文进一步说明。

图14示出了提供增强的基板装载吞吐量的系统的另一示例。图14所示的系统类似于图12所示的系统，并且类似于图12的那些元件标有相似的附图标记。图14的实施例通过在装载侧包括两个装载锁以及在卸载侧包括两个装载锁，而实现甚至比图11和图12所示更快地装载基板。在装载侧上，第一装载锁1203和第二装载锁1403可以与参照图12所说明的类似的方式实现，具有图13所示的组合阀-基板装载机构。也即，组合阀-基板装载机构1113与装载锁1203结合操作，而组合阀-基板装载机构1413与装载锁1403结合操作。在操作中，当一侧(例如装载锁1203)被泵抽至真空水平时，另一侧(例如，1413)可装载新的基板且升高至装载锁1403。然后，当装载锁1403开始真空泵抽操作时，装载锁1203中的基板能够升高至平移器1109，然后泵抽达到大气水平以准备另一基板的再装载。能够在卸载侧执行类似的操作，其中组合阀-基板装载机构1114与装载锁1204相结合地操作，且组合阀-基板装载机构1414与装载锁1404相结合地操作。

在图11-14的实施例中，基板被视为通过提升叶片直接从盒中提升。然而，这种布置不总是可行。例如，在一些制造设施中，盒通常布置成使得基板以水平方向定位在盒内。在这种设施中，提升叶片不能将基板提升脱离盒，因为提升叶片设计成接合垂直定向的基板。另外，在一些系统中，用于运送盒的轨道不与处理系统的装载室对准，使得基板不能被简单地垂直提升而进入装载室。

图15是用于将基板卸载以及装载到盒上的布置的示意性图示，其中基板以水平方向保持在盒内，并且其中用于运送盒的轨道在远处且不与装载室和卸载室对准。因此，图15的示例提供了对之前段落中强调的两个问题的解决方案。图15的实施例显示为实现于图14的系统中，并且图示为沿图14中的线C-C的截面。图15中的与其他图的元件相似的元件标有相同的附图标记。在图15中，用于盒1120a、1120b等的轨道1121定位在前面，而不是在系统的装载部的下方。例如，轨道1121显示处于可转动室529和平移器室1201和1211的前方。注意，可转动室529和平移器室1201和1211显示为虚线，因它们位于剖面线C-C之上。

机器臂1550和1555均可收缩和旋转，如双头箭头和旋转箭头所示。为了将每个基板装载到系统中，机器臂1550延伸以从盒1120a中移除基板。然后，机器臂1550缩回而与提升器1113或1413之一对准，并且旋转以使得提升器能够在其边缘处接合基板并且从机器臂上将其移除。通过这种方式，机器臂1550能够将基板装载到两个提升器1113和1413上。类似地，为了从系统卸载基板，机器臂1555采取其缩回和旋转后的位置，使得来自提升器1114或1414的基板能够装载到机器臂上。一旦基板装载到机器臂1555上，其延伸且旋转，从而其能够将基板放置到盒1120b上。

在图15的系统中，仅对基板的一个表面进行处理。如果盒1120a中的基板具有预先限定的背面和正面，则重要的是放置适当的表面指向处理源。例如，重要的是放置基板以使得溅射层沉积到每个基板的正确(前或后)表面上。这能够通过将基板以交替方向置于盒中来实现，例如，面向上、面向下、面向上、面向下，等等，使得当机器臂将基板逐一地放置到提升器1113和1413上时，一旦它们在装载到平移器室1201上则将均面向同一方向。也即，机器臂将沿一个方向(例如，顺时针方向)旋转以将基板放置到提升器1413上，但是，当将基板放置到提升器1113上时，将沿另一方向(例如，逆时针方向)旋转。

另一方面，因为盒在工厂的其他系统之间运送，并且由于大部分常规的机器期望盒中的基板均面向同一方向，所以有益的是使系统正确地装载基板，即使它们在盒内均面向同一方向。为实现这点，根据一个实施例，使机器臂总是沿相同方向(例如，顺时针方向)旋转。然而，机器臂从下方以及从上方以交替的方式接合基板。例如，为了从盒1120a装载第一基板，机器臂1550从下方接合第一基板，缩回且顺时针旋转90度，从而将第一基板装载到提升器1413上。然后，机器臂1550顺时针旋转另外的90度，并且延伸，使得其从上方接合第二基板。然后，机器臂1550缩回且顺时针旋转另外的90度，从而将基板装载到提升器1113上。然后，机器臂1550顺时针旋转另外的90度并且延伸，从而从下方接合第三基板，等等诸如此类。通过这种方式，虽然机器臂总是沿相同方向旋转，并且虽然基板布置在盒中面向相同的方向，但是当基板被引入平移器室1201中时，它们同样都面向相同的方向。

图15中的插图编号提供了机器臂1555的前视图，以更好地示出机器臂的旋转以及两个提升器1114和1414对基板的提升。机器臂1555通过夹子1552抓取并保持基板1105，并且将基板1105从盒中取出。然后机器臂1555绕轴1553旋转90°，使得基板1105与提升器1414对准，如虚线所示。在基板1105已经由提升器1414提升之后，机器臂1555将延伸且旋转另外的90°，从而从盒中拉动另一基板，但是此时，在与先前的基板相反的方向上。也即，如果机器臂通过从基板的上方接合其夹子而抓取第一基板，则机器臂将通过从基板下方接合其夹子而抓取第二基板。机器臂随后将缩回且旋转另外的90°，从而将基板与提升器1114对准。

图16是另一实施例的示意性图示，其强调了系统的模块化。在该实施例中，提供了四个普通元件，其能够进行混合和匹配以根据需要产生不同的系统。图16的系统的普通元件是：载体运送模块1600，基板装载/卸载模块1605，静态处理模块1610，以及经过处理模块1615。这四个模块是构建块，可以利用任意构建块中的一个或多个以各种组合来构建各种系统配置。每个构建块具有其自身的真空设施并且能够与任何其他构建块直接连接，使得一个模块提供装配在配合模块上的开口上的真空阀。另外，模块被配置成可旋转地对称(通过重心符号和曲线箭头指示)，也即，装载/卸载模块、静态处理模块和经过处理模块中的每一个都能够旋转180°，并且将在相同位置上与其配合的室适配。载体运送模块还被配置成可旋转地对称；除了当其旋转180°时，其将在系统的相对侧上适配。另外，装载/卸载模块、静态处理模块和经过处理模块中的每一个都具有背对背定位的两个相同的真空室，使得一侧形成起始于装载模块的第一处理路径，并且第二侧形成结束于卸载模块的第二处理路径。

在该示例中，载体运送模块1600可具有可转动的或可线性移动的载体底座517，如参照其他实施例说明的。在图16中，载体运送模块1600被示出为定向成位于系统的左侧。另一载体运送模块1600能够在180°旋转的方向上使用并且位于系统的右侧。运送模块1600被示出具有其自身的真空泵抽设施，且具有在一侧/运送路径上的真空阀1602，以及在另一侧/运送路径上的开口1603。真空阀1602和开口1603的类似布置也设置在其他模块1605、1610和1615中的每一侧上。能够理解，每个阀门1602被配置成与配合模块的开口1603配合。

如所提到的，装载/卸载模块1605是对称的，使得任一侧可以用作装载侧，而相对侧则是卸载侧。基板装载器1631能够与图12的实施例中的提升器1113类似地构造；然而，装载可如图12中从下方完成(在该情况下，图16是“折叠”图示)，或者可如图16所示从侧面完成。在该实施例中，装载侧和卸载侧中的每一个都具有两个装载器1631。如图12的实施例中，装载器被配置成密封开口1207和1208，并且通过真空阀1209和1210而操作。在装载/卸载模块1605的任一侧的开口1603和真空阀1602能够与任意其他模块配合，使得装载/卸载模块1605能够被放置在系统中任意位置上。

静态处理模块1610可用于例如加热、冷却、静态沉积、静态蚀刻等。模块1610的两侧相同，但是在每一侧能够安装不同的静态处理器。例如，静态处理器1622可以是加热器，而静态处理器1624可以是冷却基板的散热器。然而，处理模块1610构建成使得任何处理器能够安装到任何处理侧，并且还可随时替换成另外的处理器。

经过处理模块1615具有与图7所示的经过处理室504相似的结构。每个真空室具有与图10A和10B所示的类似的死空间181。根据处理类型以及安装到经过模块1615上的处理器的数量，还可以提供死空间182。每个真空室具有用于安装一个或多个处理器的设置。例如，两个磁控管1615设置在一个室上，并且两个磁控管1616设置在另一室上。所有的磁控管1616和1615可将相同的材料沉积到基板上，或者磁控管1615沉积一种类型的材料，而磁控管1616沉积不同类型的材料。此外，每个磁控管1615可以沉积不同的材料，而每个磁控管1616可以沉积不同类型的材料，其可与磁控管1615的布置成镜像。当然，在每个真空室中设置的磁控管的数量可根据期望的处理来选择。

应该注意的是，虽然在描述上述实施例时假设载体在经过真空室内沿一个方向连续地行进，但可以实现其他布置。例如，尽管一个载体在死区内是静止的，但在经过室的处理侧载体可以在处理器前方前后摆动。使载体在磁控管前方前后摆动能够有助于在基板上沉积均匀的层。而且，其中基板在经过处理室的处理区中处理的载体可对于具体处理在一定时间段内保持静止。

虽然公开的实施例是用具体术语描述的，但包含了本发明原理的其他实施例也是可能的。此外，可以按特定的次序来阐述操作。然而，次序仅是可提供操作的方式的一个示例。在仍符合本发明方案的同时，可在任何特定实现中重安排、修改或免除操作。

所有方向性参考(例如，上方、下方、向上、向下、左侧、右侧、向左、向右、上、下、之上、之下等)仅用于标识目的，以帮助读者理解本发明的实施例，而不是进行限制，特别是对本发明的位置、方向或用途进行限制，除非在权利要求书中具体阐明。接合参考(例如，附接、耦合、连接和类似表达)应做宽泛解释，可以包括连接元件之间的中间构件以及元件之间的相对运动。因此，接合参考不必然推导出两个元件直接连接且彼此为固定关系。

在一些实例中，参考具有特定特性和/或连接到另一部分的“端部”描述了部件。然而，本领域技术人员将领悟到，本发明不限于超过与其他部件的连接点后立即终止的部件。因此，术语“端部”应当做宽泛解释，以使其包括邻近的、向后的、向前的或靠近特定元件、链接、部件、构件或类似物的末端的区域。目的在于上面说明书中包含的或者附图中显示的所有事项应解释为仅为示例性的，而不是限制性的。可以在不偏离如随附权利要求中限定的本发明的精神的情况下对细节和结构进行改变。

必须指出的是，除非上下文明确指出，否则本文所使用的以及在随附权利要求书中使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该”包括复数个指代物。

在阅读本公开内容时，对本领域技术人员显而易见的是，本文中所描述和图示的各实施例中的每一个具有可轻易与其他多个实施例中的任一个的特征分离或组合而不偏离本发明的范围或精神的离散的部件和特征。