專利名稱：用于真空腔室的進(jìn)/出門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例關(guān)于真空腔室中的開口的選擇性密封。更具體而言，是關(guān)于真空傳送腔室中的開口的選擇性密封。
背景技術(shù)：
在平面顯示器、太陽能電池陣列及其它電子裝置的制造中，用于大面積基板的半導(dǎo)體處理包含諸如沉積、蝕刻與測試等處理，且傳統(tǒng)上是在真空處理腔室中執(zhí)行這些處理。 為了提升制造效率以及降低制成基板最終用途的制造成本，現(xiàn)行的大面積基板約2200mm X 約2600mm或更大。典型通過傳送腔室將基板傳入或傳出真空處理腔室，該傳送腔室的功能是作為大氣/真空界面并且通常稱為負(fù)載鎖定腔室(load lock chamber) 0負(fù)載鎖定腔室提供介于大氣壓力和真空處理腔室壓力之間的階段性真空。在一些系統(tǒng)中，負(fù)載鎖定腔室可作為介于處于周圍環(huán)境壓力下的等候系統(tǒng)(queuing system)與真空處理腔室之間的傳送界面，用以在大氣與真空之間交換基板。同樣地，處理過的基板可能會經(jīng)由負(fù)載鎖定腔室被傳送出真空處理腔室而處于大氣環(huán)境中。
真空處理腔室與負(fù)載鎖定腔室中開口的大小通常設(shè)計(jì)成能接收大面積基板的至少一個(gè)尺寸(即，寬度或長度)，以利于傳送基板。腔室開口設(shè)計(jì)成可利用門而選擇性地開啟和關(guān)閉，以利于傳送基板和真空密封該腔室。該門的操作以及開口的有效密封在腔室的制造與使用上帶來許多難題。
因此，需要一種能解決這些難題的真空腔室門。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例大體上提供一種用于真空腔室的門致動組件，且該真空腔室的尺寸適用于一或多個(gè)大面積基板。在一個(gè)實(shí)施例中，描述尺寸適用于大面積基板的真空腔室。該真空腔室包含外殼、活動門以及門致動組件，其中該外殼包含主體，且該主體具有至少一個(gè)可密封口，該活動門與該可密封口連接，并且該門致動組件連接該門與該外殼。該門致動組件包含多個(gè)第一致動器與多個(gè)第二致動器；第一致動器連接至該門，以在第一方向上移動該門，第二致動器用以在第二方向上移動該門，且該第二方向垂直于該第一方向。
在另一個(gè)實(shí)施例中，描述一種適用于大面積基板的真空腔室。該真空腔室包含外殼、活動門以及門致動組件，其中該外殼包含主體，且該主體具有至少一個(gè)可密封口，該活動門與該可密封口連接，并且該門致動組件連接該門與該外殼。該門致動組件包含一對第一致動器、一對線性引導(dǎo)件以及一對第二致動器，該對第一致動器連接至該門，以于第一方向上移動該門；該對線性引導(dǎo)件連接在該門的相對末端與該外殼之間；以及該對第二致動器連接至線性引導(dǎo)件并且可隨著該門移動，用以在與第一方向垂直的第二方向上移動該門。
在另一個(gè)實(shí)施例中，描述一種尺寸適用于大面積基板的真空腔室。該真空腔室包含外殼、大氣界面與門致動組件，其中該外殼包含主體，且該主體具有第一末端和第二末端用以連接至處理腔室，該大氣界面位于該第一末端且包含口密封口，以及該門致動組件連接在該外殼與該可密封口之間，該門致動組件包含多個(gè)第一致動器以及多個(gè)第二致動器， 該第一致動器連接在該外殼與該門之間，用以在第一方向上相對于該可密封口移動該門， 以及該第二致動器連接至該門的相對末端，用以在第二方向上相對于該可密封口移動該門，并且該第二方向垂直于該第一方向。
在另一個(gè)實(shí)施例中，描述一種選擇性開啟和關(guān)閉真空腔室中的可密封口的方法， 其中該真空腔室可用來處理大面積基板，并且該真空腔室包含外殼、門以及移動機(jī)構(gòu)，該門連接至該可密封口，并且該門在其相對末端上以可活動的方式連接至線性引導(dǎo)件，以及該移動機(jī)構(gòu)具有一對第一致動器和一對第二致動器。該方法包括同步地驅(qū)動連接至該門的該第一致動器；檢測該門的位置；返回(returning)對應(yīng)于該門位置的位置度量；以及根據(jù)該位置度量來調(diào)整該第一致動器的移動速度，以確保該門的縱向尺寸(longitudinal dimension)與連接至該門的該線性引導(dǎo)件的至少一個(gè)的行進(jìn)路徑保持大體垂直。


所以，上述簡介的本發(fā)明的特征可參考對本發(fā)明更具體描述的實(shí)施例進(jìn)一步理解和敘述，部分實(shí)施例示出于附圖中。然而要指出的是，附圖僅說明本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)被視為其范圍的限制，本發(fā)明亦適用于其它具有同等功效的實(shí)施例。
圖IA是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的負(fù)載鎖定腔室的立體視圖。
圖IB顯示圖IA的負(fù)載鎖定腔室的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水平致動器實(shí)例。
圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水平致動器的操作。
圖2C顯示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的水平致動器的操作。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的負(fù)載鎖定腔室的操作。
為了便于理解，已經(jīng)在可能的情況下，使用相同的組件符號指示各圖中相同的組件。意即，在一個(gè)實(shí)施例中所揭示的組件亦可有利地用于其它實(shí)施例而無需特別指明。
具體實(shí)施例方式文中所述實(shí)施例關(guān)于用來選擇性密封腔室開口的系統(tǒng)與方法，腔室開口適用以在低壓力條件下容納一或多個(gè)大面積基板。在一個(gè)實(shí)施例中，腔室可能設(shè)計(jì)用以傳送基板進(jìn)入或離開環(huán)境大氣及真空環(huán)境。雖然示范說明的部份實(shí)施例是用于真空傳送腔室，例如負(fù)載鎖定腔室或設(shè)計(jì)用來提供大氣/真空界面的其它腔室，但某些實(shí)施例可應(yīng)用于其它低壓處理腔室。實(shí)例包括，但不限于，處理腔室、測試腔室、沉積腔室、蝕刻腔室及熱處理腔室。文中所述的基板包括由玻璃、聚合物材料或適合于其上形成電子組件的其它材料制成的大面積基板，形成在大面積基板上的電子組件可用于制造平面顯示器、太陽能電池陣列或其它電子組件。電子組件實(shí)例包括薄膜晶體管(TFT)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)以及用來制造太陽能電池陣列及/或光電電池的p-i-n接面或其它組件。
圖IA是負(fù)載鎖定腔室100的一個(gè)實(shí)施例的立體視圖，負(fù)載鎖定腔室100包含可密封外殼110，設(shè)置在支撐框架105上。外殼110包括主體132、多個(gè)側(cè)壁135、底部(未顯示于此圖)以及蓋130。外殼110具有第末端115和第二末端120，每個(gè)末端各自包含可密封口或開口 123(以虛線顯示)。利用進(jìn)/出(I/O)門122使至少一個(gè)可密封口 123能選擇性地開啟或關(guān)閉，在圖IA中顯示門122處于關(guān)閉位置，并且在圖IB中顯示門處于開啟位置。第二末端120可為處理界面，用以連接至真空處理腔室并且可選擇性地與真空腔室連通，真空腔室設(shè)計(jì)用以處理大面積基板，例如，沉積腔室、蝕刻腔室、測試腔室等等。第一末端115可為大氣界面，以供設(shè)置在無塵室中的大氣機(jī)械手、大氣基板等候系統(tǒng)、輸送裝置或其它傳送裝置(未顯示)使用。
負(fù)載鎖定腔室100包含一對第一致動器116，第一致動器116連接至進(jìn)/出門122 及支撐框架105。每個(gè)第一致動器116可為線性致動器，且致動器可為電力驅(qū)動式、液壓式、 氣動式或上述驅(qū)動方式的組合。第一致動器116的實(shí)例包括氣缸、機(jī)電操作式桿筒、液壓缸、機(jī)械操作式桿筒及上述的組合。第一致動器116建構(gòu)成可至少在垂直方向(Z方向)上同步地升高或降低I/O門122。第一致動器116亦可在相對于口 123而言以大體平行的方向來移動I/O門122。為了有助于平行舉升及降低I/O門122，I/O門122連接至兩個(gè)線性軸承塊(linear bearing blocks) 124，兩線性軸承塊1 分別安裝在I/O門122的兩末端 125A與125B處。線性軸承塊IM安裝至負(fù)載鎖定腔室100的側(cè)壁135。在一個(gè)實(shí)施例，第一致動器116可彼此水平地間隔開來，以確保I/O門122 —致地垂直(在Z方向)移動。
除了垂直移動之外，亦可利用分別安裝在I/O門122的兩側(cè)端125A和125B上的一對第二致動器1 來幫助I/O門122做水平移動(X方向)。水平致動塊1 可操作，以移動I/O門122朝向第一末端115而關(guān)閉可密封口 123，或移動I/O門122遠(yuǎn)離第一末端 115而開啟可密封口 123。第二末端120亦可包含另一個(gè)I/O門、另一對線性軸承塊、另一對第一致動器和另一對第二致動器，構(gòu)件未顯示于圖中。
如圖IB所示，外殼110的第一末端115亦包含0形環(huán)136，0形環(huán)136環(huán)繞著可密封口 123。在關(guān)閉位置時(shí)，I/O門122的內(nèi)表面緊密接觸0形環(huán)136以密封口 123。在一個(gè)實(shí)施例中，0形環(huán)136可由塑料、樹脂或適于確?？?123密封的其它材料所制成。由于0形環(huán)136安裝在外殼的表面上，可如圖IB所示，借著將I/O門122移動至開啟位置而能輕易地取下0形環(huán)136進(jìn)行修復(fù)或更換。
在一個(gè)實(shí)施例中，亦可將一或多個(gè)位置傳感器164連接至各個(gè)線性軸承塊124。位置傳感器164是建構(gòu)用來將反映I/O門122的側(cè)端125A和125B相應(yīng)位置的檢測訊號傳遞至控制器166，控制器166連接至每一個(gè)第一致動器116。在實(shí)施例中，每個(gè)傳感器164可為換能器(transducer)、霍爾效應(yīng)傳感器(hall effect sensor)、距離傳感器(proximity sensor)、線性編碼器(例如，編碼帶)及上述的組合。在其它實(shí)施例中，每個(gè)第一致動器 116可包括位置傳感器(未顯示)，例如旋轉(zhuǎn)式編碼器或軸桿式編碼器，用以提供每一個(gè)第一致動器116的位置度量(positional metric)。
控制器166亦連接至每一個(gè)第二致動器126?？刂破?66經(jīng)調(diào)適以接收來自各個(gè)傳感器164的度量值，度量值指示1/0門122相對于軸承塊124的移動。控制器166可處理移動信息，以控制第一致動器166其中一者或兩者的方向位移及/或方向速度?？刂破?166亦可調(diào)適以接收來自傳感器164的位置信息，以驅(qū)動第二致動器1 來幫助水平移動 1/0門122。進(jìn)而可精確控制每個(gè)第一致動器116的舉升和下降速度，以避免在舉升和降低 1/0門122的過程中1/0門122相對于軸承塊124發(fā)生不對齊的情形。若使用單個(gè)致動器來舉升/降低1/0門122，致動器設(shè)置成與1/0門122底部的中心接觸，而可能發(fā)生1/0門122相對于軸承塊IM呈現(xiàn)不對齊的情形。然而，使用單個(gè)致動器來支撐I/O門122可能在致動器舉升/下降的整個(gè)過程中造成I/O門122搖晃，特別是當(dāng)I/O門122變得越來越寬以適合傳送更大的基板。此種搖晃或不對齊情形可能導(dǎo)致線性軸承塊1 卡住。
圖2A顯示用于I/O門122的致動機(jī)構(gòu)200的實(shí)施例立體圖。用于I/O門122的致動機(jī)構(gòu)200包含對第一致動器116，用以驅(qū)動I/O門122沿著線性軸承塊IM做垂直移動， 以及包含一對第二致動器126，用以提供I/O門122的水平移動，例如在X方向上或與I/O 門122平面垂直的方向上移動。每個(gè)第一致動器116具有第一末端及第二末端，第一末端在第一軸樞連接件210處連接至I/O門122，并且第二末端在第二軸樞連接件212處連接至支撐框架105。第一軸樞連接件210可能是桿-眼式連接(rod-eye coupling)或桿-U型鉤式連接(rod-clevis coupling)，以適于旋轉(zhuǎn)，避免因?yàn)榈谝恢聞悠?16之間的位置和/或速度差異而卡住。第一軸樞連接件210的旋轉(zhuǎn)軸220和第二軸樞連接件212的旋轉(zhuǎn)軸222 彼此平行。因此，第一和第二軸樞連接件210和212可調(diào)適，以允許通過水平致動塊1 使 I/O門122在水平方向(X方向)上移動。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一致動器116可保持I/O門122在垂直于線性軸承塊124的水平面(X方向)上移動。例如，線性軸承塊1 包含縱軸(longitudinal axis)A，以及I/ 0門122包含縱軸B。根據(jù)來自傳感器164的位置信息，可在舉升及降低1/0門122的過程中使α角保持約90°。這能避免1/0門122在舉升及下降的過程中發(fā)生不對齊情形。
圖2Β顯示水平致動塊126的結(jié)構(gòu)的放大圖。水平致動塊1 包含托架231、連接軸233以及致動器軸237。連接軸233具有第一末端和第二末端，第一末端固定地連接至托架231，并且第二末端可滑動地通過1/0門122中的孔(未顯示)。因此，托架231可隨I/ 0門122沿著線性軸承塊IM移動。托架231為致動軸237提供支撐，致動軸237具有遠(yuǎn)程端239，遠(yuǎn)程端239連接至1/0門122。在實(shí)施例中，遠(yuǎn)程端239借著球形軸承而連接至 1/0門122，球形軸承提供撓性(flexibility)，以允許1/0門122完全接觸0形環(huán)136。操作過程中，致動軸237的作動造成1/0門122相對于連接軸233水平運(yùn)動，而可開啟和關(guān)閉 1/0 門 122。
圖2C顯示1/0門122的水平(X方向)移動概要視圖。在以虛線顯示的關(guān)閉位置中，1/0門122的接觸表面277抵靠著主體132的面276，并且緊密接觸環(huán)繞著口 123的0 形環(huán)136。0形環(huán)136安置在面276上的溝槽279中。為了開啟口 123，移動1/0門122使其在X方向上遠(yuǎn)離面276，并且不接觸0形環(huán)136。因此，能操作垂直致動塊(未顯示)來降低1/0門122并且開啟口 123。當(dāng)利用垂直致動塊來降低1/0門122時(shí)，能夠移動1/0門 122使其遠(yuǎn)離0形環(huán)136，因此0形環(huán)136將不會因?yàn)?/0門122的升高/降低動作而受損。
結(jié)合圖IA和1B，圖3顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的負(fù)載鎖定腔室100的操作簡化流程圖300。在步驟302中，當(dāng)驅(qū)動1/0門122時(shí)，利用控制器155以同步的方式來驅(qū)動第一致動器116。在步驟304中，傳感器164適用于檢測1/0門122的正確位置。在步驟306中， 當(dāng)傳感器164檢測完1/0門122的正確位置之后，將對應(yīng)于所檢測的1/0門122位置的位置信息返回給控制器166。之后，在步驟308中，控制器166根據(jù)返回的位置信息來調(diào)整第一致動器116的移動速度。若返回的位置信息指示在第一致動器116之間有任何不對齊， 則調(diào)整致動器116其中一者或兩者的移動速度。如此，1/0門122能與放置負(fù)載鎖定腔室 100的地板保持大體平行。
雖然前文針對本發(fā)明的實(shí)施例，但是在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它及另外實(shí)施例，且本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種尺寸適用于大面積基板的真空腔室，包括外殼，所述外殼包含主體，所述主體具有至少一個(gè)可密封口 ； 活動門，與所述可密封口連接；以及門致動組件，其連接在所述門與所述外殼之間，所述門致動組件包含 第一致動器，其連接至所述門，以用于在第一方向上移動所述門；以及第二致動器，用以在第二方向上移動所述門，且所述第二方向與所述第一方向垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔室，其中，所述第一致動器包含一對致動器，所述對致動器位于對應(yīng)于所述門的相對末端的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔室，其中，所述第二致動器還包括一對線性引導(dǎo)件，所述對線性引導(dǎo)件連接在所述門的相對末端與所述外殼之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空腔室，其中，所述第二致動器包含一對致動器，所述對致動器連接至所述線性引導(dǎo)件并且可隨著所述門移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空腔室，其中，每一個(gè)所述線性引導(dǎo)件包含至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器連接至控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空腔室，其中，所述控制器還連接至每一個(gè)所述第一致動器，以在所述第一致動器之間提供同步移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空腔室，其中，所述傳感器適用以提供所述門的位置度量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔室，其中，所述第一和第二致動器選自于由下列所構(gòu)成的群組中氣缸、液壓缸、機(jī)電操作桿筒及機(jī)械操作桿筒。
9.一種尺寸適用于大面積基板的真空腔室，包括外殼，所述外殼包含主體，所述主體具有第一末端和第二末端，所述第一和所述第二末端用于連接至處理腔室；大氣界面，位于所述第一末端處且包含可密封口 ；以及門致動組件，其連接在所述外殼與所述可密封口之間，所述門致動組件包括 多個(gè)第一致動器，連接在所述外殼與所述門之間，以用于在第一方向上相對于所述可密封口移動所述門；以及多個(gè)第二致動器，連接至所述門的相對末端，以用于在第二方向上相對于所述可密封口移動所述門，所述第二方向垂直于所述第一方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空腔室，其中，所述多個(gè)第一致動器包含一對致動器，所述對致動器設(shè)置在鄰近所述門的相對末端且側(cè)向間隔開來的位置處。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空腔室，其中，所述多個(gè)第二致動器還包含一對線性引導(dǎo)件，所述對線性引導(dǎo)件連接在所述門的相對末端與所述外殼之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的真空腔室，其中，所述多個(gè)第二致動器包含一對致動器，所述對致動器連接至所述線性引導(dǎo)件并且可隨著所述門移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的真空腔室，其中，每一個(gè)所述線性引導(dǎo)件包含至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器連接至控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空腔室，其中，所述控制器還連接至每一個(gè)所述第一致動器，以在所述第一致動器之間提供同步移動。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的真空腔室，其中，所述可密封口包含0形環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種其尺寸適用于大面積基板的負(fù)載鎖定腔室。該負(fù)載鎖定腔室包含外殼、活動門以及門致動組件，其中該外殼包含門和主體，該主體具有至少兩個(gè)可密封口，該活動門與可密封口的至少一個(gè)連接，并且該門致動組件連接在該門與該外殼之間。該門致動組件還包含一對第一致動器以及一對第二致動器，第一致動器連接至該門，用以使該門在第一方向上移動，第二致動器用以使該門在第二方向上移動，該第二方向與該第一方向垂直。
文檔編號H01L21/00GK102187430SQ200980141729
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者亨·T·恩古尹, 喬治·曾, 丹尼爾·I·翰迪奧卓, 勞倫斯·T·恩古尹, 喬納森·切利佐 申請人:應(yīng)用材料公司