双重结构的丛集设备制造技术

一种双重结构的丛集设备，包含：一基板容器，容纳多个基板，且该基板容器具有一用以搬运该基板的常压中操作的机械手臂；一第一丛集，此第一丛集还包含：一第一转送室；具有一真空中操作的机械手臂；多个第一处理室，皆连接至该第一转送室；及一第一加载互锁室，连接至该基板容器与该第一转送室两者；及一第二丛集，此第二丛集还包含：一第二转送室，位在该第一转送室之下方；多个第二处理室，皆连接至该第二转送室，且各第二处理室位于每两个第一处理室之间；及一第二加载互锁室，连接至该基板容器与该第二转送室。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)的制造设备，尤其是关于一种在薄膜制造的处理模块之间传送基板的丛集设备。本申请案分别主张2003年1月10日与2003年7月15日于韩国申请的第2003-0001522号与第2003-0048344号申请案之优先权日，在此将其列入参考。
技术介绍
一般而言，由于平面显示器具有轻、薄的特点，故通常用于可携式产品之中。在各种平面显示器中，由于液晶显示器(LCD)具有较佳的分辨率、彩色显示功能、及较佳的画质，故通常用于便携式及桌上型计算机。LCD装置之上、下基板具有电极且彼此隔开相对，并在其间充填液晶材料。因此，当对液晶材料施加电场并对上、下基板之电极施加电压时，液晶分子的对准方向将随着所施电压而改变。通过控制所施电压，LCD装置将产生不同的透光度而显现影像。LCD装置通常用于办公室自动化(OA)设备中。在各种LCD装置中，主动矩阵型LCD(AM-LCD)具有薄膜晶体管与呈矩阵状配置的像素电极，故可提供较高的分辨率及较佳的动态影像。典型的AM-LCD面板具有上基板、下基板、及充填其间的液晶材料层。上基板通常为彩色滤光基板，其具有共同电极与彩色滤光片。下基板通常为数组基板，其具有如薄膜晶体管(TFT)之开关组件与像素电极。共同与像素电极产生电场而使液晶分子重排。在制造数组基板与彩色滤光基板时，通常必须在整个玻璃基板上形成大量的薄膜。此时，必须利用薄膜沉积处理、光刻处理、图案化处理、清洗处理而达成。薄膜沉积处理可在整个基板上形成如导电膜与绝缘膜等多个薄膜。光刻与图案化处理则通过感旋光性光阻去除薄膜或使薄膜残留而图案化薄膜。清洗处理则清洗去除残留杂质并使基板干燥。上述处理皆在已最佳化的处理室中进行。尤其，通常利用复杂的丛集设备(cluster device)进行上述处理。丛集设备具有供进行上述处理的各种处理室，并具有足以将尚未处理的基板传送到处理室，且从处理室收取已处理的基板的转送室。丛集设备的处理室通常包括离子强化化学气相沈积(PECVD)、干蚀刻机等等。此外，上述足以将基板传送到薄膜沉积处理室、光刻处理室、蚀刻处理室及清洗处理室的丛集设备亦适用于半导体装置的制造。图1为公知丛集设备的立体图，且图2为图1之公知丛集设备的上透视图。在图1及图2中，丛集设备1具有位在其中心的转送室30与位在转送室30之一侧的加载互锁室20。转送室30用以传送及收取基板，而加载互锁室20则具有在处理间隔期间供收纳基板的开缝部。此外，丛集设备1具有多个处理室42、43、44、45及46，皆连接至转送室30，藉以在各处理室中对基板进行所需的处理。丛集设备1尚具有预热基板之用的预热室50，其连接至转送室30，藉以在处理室42、43、44、45及46对基板进行处理之前，先行预热基板。再者，容纳多个基板的基板容器10与加载互锁室20结合在一起。丛集设备1的转送室30将尚未处理的基板从加载互锁室20传送到预热室50，并从预热室50传送到处理室42、43、44、45及46。在处理室42、43、44、45及46对基板进行所需的处理之后，转送室30随即收取基板，并将其搬运回加载互锁室20。故，转送室30当作暂时的储存区或通道之用。图3为公知丛集设备加载互锁室的横剖面图。在图3中，加载互锁室(load lockchamber)20可分成上加载互锁室20a与下加载互锁室20b。上、下加载互锁室20a、20b的每一个皆具有第一与第二开缝部24、25，用以收纳基板。闸门22、26分别设置在上、下加载互锁室20a、20b的左、右侧。各开缝部24或25皆具有支撑销29，藉以防止所收纳之基板直接接触于开缝部24、25。在加载互锁室的外侧安装致动用气缸28，藉以在上、下方向上移动第二开缝部25。在上述之丛集设备1中，基板将依照下列顺序而传送。以下假设已将基板收纳在上加载互锁室20a之中。首先，通过可在常压中操作的(ATM)机械手臂12(如图2所示)将基板容器10之中的基板搬运到上加载互锁室20a中，并接着将此基板安装在上加载互锁室20a的第一开缝部24上。此时，为了使第二开缝部25能够接收来自转送室30的处理后的基板，故并不提供基板给第二开缝部25。当基板送入加载互锁室20中时，加载互锁室20中为常压状态。换言之，当基板安装在第一开缝部24之上时，第一闸门22为敞开且第二闸门26关闭。在第一开缝部24收纳基板之后，第一闸门22随即关闭，则真空泵(未图示)随即将加载互锁室20的内部抽真空。之后，当加载互锁室20的内部呈真空状态或当加载互锁室20的内部具有与转送室30或处理室42、43、44、45及46相同的压力时，随即打开第二闸门26。之后，转送室30可在真空中操作的机械手臂32从处理室42、43、44、45或46之中取出已处理的基板而放置到空闲的第二开缝部25之上，并将安装在第一开缝部24之上的基板搬运到预热室50之中。通过可在真空中操作的机械手臂32将预热室50中的基板转送到处理室42、43、44、45及46其中一个，藉以对基板进行薄膜沉积处理。根据所欲形成的薄膜而在单一处理室中进行薄膜沉积处理或在多个处理室中进行薄膜沉积处理。在处理室42、43、44、45及46进行薄膜沉积处理之后，机械手臂32将已处理之基板从处理室搬运到加载互锁室20的第二开缝部25上。之后，使第二闸门26关闭，并将N2及/或氦气充入加载互锁室20之中而达到大气压力。此时，利用Ar及/或N2等冷却用气体冷却已处理的基板。在冷却已处理的基板并加压之后，随即打开第一闸门22、并将已处理的基板送回基板容器10中。虽然图1及图2并未显示，但在转送室30与预热室50之间、及转送室30与处理室42、43、44、45及46设置有槽阀。当基板正进入或取出所需的处理室时，槽阀将足以使所需的处理室敞开。另外，槽阀足以关闭所需的处理室而进行所需的处理。近来，随着基板尺寸变大，丛集设备亦必须随之变大。然而，这将造成制造与维修成本的增加。故，如何改善昂贵且大型的丛集设备而提高半导体及/或薄膜装置的产能为一重要课题。当利用图1至图3所示的丛集设备与加载互锁室来形成三层式薄膜时(即SiNx层、a-Si:H层及n+a-Si:H层)，单位时间的产能为三十片基板。当利用图1至图3所述的丛集设备与加载互锁室来形成单层薄膜时(即SiNx层)，单位时间的产能为四十至五十片基板。为了提高单位时间的产能而降低生产成本，就必须在丛集设备中增设大量的处理室，但如此一来，将造成丛集设备过于庞大或造成设备投资成本过高。尤其是，转送室通常由铝或不锈钢所构成。故，一旦转送室随着基板尺寸的增大而变大时，生产成本势必大幅增加、且亦难以制造庞大的丛集设备。依据公知技术，加压且冷却加载互锁室的时间需四十秒，且抽真空加载互锁室的时间需三十秒。故，这些额外的前置处理时间将严重影响单位时间的产能。为了缩短前置处理时间，已经有各种对策。尤其是，利用提高抽真空速度来达成；然而这将引起绝热膨胀过程的水滴。再者，一旦为了缩短前置处理时间而缩短抽真空时间，则当开缝部收纳有基板时，将造成大量的微粒因不当的排气而进行加载互锁室中。而这些水滴与微粒将严重破坏薄膜沉积处理所形成的薄膜。另外，一旦为了缩短基板冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双重结构之丛集设备，包含：一基板容器，容纳多个基板，该基板容器具有一用以搬运该基板的常压中操作的（ＡＴＭ）机械手臂；一第一丛集，还包含：一第一转送室，具有一真空中操作的机械手臂；多个第一处理室，皆连接至该第一转送室；及一第一加载互锁室，连接至该基板容器与该第一转送室两者；及一第二丛集，还包含：一第二转送室，位在该第一转送室之下方；多个第二处理室，皆连接至该第二转送室，且各第二处理室位于每两个第一处理室之间；及一第二加载互锁室，连接至该基板容器与该第二转送室。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张根夏，刘致旭，
申请(专利权)人：周星工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]