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KR102733538B1 - 자기 부상 시스템, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어, 진공 시스템, 및 캐리어를 이송하는 방법 - Google Patents

자기 부상 시스템, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어, 진공 시스템, 및 캐리어를 이송하는 방법 Download PDF

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KR102733538B1
KR102733538B1 KR1020217022799A KR20217022799A KR102733538B1 KR 102733538 B1 KR102733538 B1 KR 102733538B1 KR 1020217022799 A KR1020217022799 A KR 1020217022799A KR 20217022799 A KR20217022799 A KR 20217022799A KR 102733538 B1 KR102733538 B1 KR 102733538B1
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KR
South Korea
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carrier
magnetic levitation
transport
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linear motor
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크리스티안 볼프강 에만
랄프 린덴베르크
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

캐리어(10)를 이송 방향(T)으로 이송하기 위한 자기 부상 시스템(100)이 설명된다. 자기 부상 시스템은 캐리어 이송 공간(15)에 캐리어(10)를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120, 220), 및 캐리어(10)를 이송 방향(T)으로 이동시키기 위한 구동 유닛(130)을 포함하고, 구동 유닛(130)은 캐리어 이송 공간(15)에 대해 측면으로 배열된 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함한다. 또한, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어뿐만 아니라 캐리어를 이송하는 방법이 설명된다.

Description

자기 부상 시스템, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어, 진공 시스템, 및 캐리어를 이송하는 방법
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 캐리어들, 특히, 프로세싱 동안 대면적 기판들을 운반(carrying)하기 위한 캐리어들을 이송(transporting)하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용의 실시예들은 수직 기판 프로세싱을 위한 진공 시스템들에서 채용 가능한 자기 부상 시스템(magnetic levitation system)을 사용하여 캐리어들을 이송하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용의 실시예들은 자기 부상 시스템들, 자기 부상 시스템들을 위한 캐리어들, 진공 시스템들, 및 진공 시스템들에서 캐리어 이송을 위한 방법들에 관한 것이다.
[0002] 기판 상의 층 증착을 위한 기법들은, 예컨대, 스퍼터 증착, 물리 기상 증착(PVD; physical vapor deposition), 화학 기상 증착(CVD; chemical vapor deposition) 및 열 증착(thermal evaporation)을 포함한다. 코팅된 기판들은 몇몇 애플리케이션들에서 그리고 몇몇 기술 분야들에서 사용될 수 있다. 예컨대, 코팅된 기판들은 디스플레이 디바이스들의 분야에서 사용될 수 있다. 디스플레이 디바이스들은, 정보를 디스플레이하기 위한 텔레비전 스크린들, 컴퓨터 모니터들, 모바일 폰들, 다른 핸드-헬드 디바이스들 등의 제조에 사용될 수 있다. 전형적으로, 디스플레이들은 상이한 재료들의 층들의 스택으로 기판을 코팅함으로써 생성된다.
[0003] 층 스택을 증착하기 위해, 프로세싱 모듈들의 인-라인 어레인지먼트(in-line arrangement)가 사용될 수 있다. 인-라인 프로세싱 시스템은 복수의 프로세싱 모듈들, 이를테면, 증착 모듈들 및 선택적으로 추가의 프로세싱 모듈들, 예컨대, 클리닝 모듈들 및/또는 에칭 모듈들을 포함하며, 여기서 프로세싱 양상들은, 복수의 기판들이 인-라인 프로세싱 시스템에서 연속적으로 또는 준-연속적으로 프로세싱될 수 있도록 프로세싱 모듈들에서 후속적으로 수행된다.
[0004] 기판들은 캐리어, 즉, 진공 시스템에서 기판을 운반하기 위한 운반 디바이스에 의해 운반될 수 있다. 기판을 운반하는 캐리어는 전형적으로 이송 시스템을 사용하여 진공 시스템을 통해 이송된다. 이송 시스템은, 캐리어가 비접촉식으로(contactlessly) 또는 본질적으로 비접촉식으로 이송될 수 있도록 하는 자기 부상 시스템일 수 있다. 이송 시스템은, 예컨대, 하나의 프로세싱 디바이스로부터 다른 프로세싱 디바이스로의, 진공 시스템의 하나 이상의 이송 경로들을 따라 기판이 그 위에 포지셔닝된 캐리어를 운반하도록 구성될 수 있다.
[0005] 진공 시스템을 통한 캐리어들의 정확하고 원활한 이송은 난제시된다. 예컨대, 이동 부분들의 마모로 인한 입자 생성은 제조 프로세스의 열화(deterioration)를 발생시킬 수 있다. 따라서, 입자 생성이 감소되거나 최소화하는 프로세싱 시스템들에서 캐리어들의 이송을 위한 요구가 있다. 예컨대, 고온 진공 환경들에 대한 강인한 캐리어 이송 시스템들을 저렴한 비용들로 제공하는 것이 또 다른 난제들이다.
[0006] 따라서, 위에 언급된 문제점들 중 적어도 일부를 극복하는, 캐리어들을 이송하기 위한 개선된 장치들 및 방법들을 제공하고, 개선된 진공 프로세싱 시스템들을 제공하는 것이 유익할 것이다.
[0007] 위의 내용을 고려하여, 캐리어를 이송하기 위한 자기 부상 시스템, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어, 자기 부상 시스템을 포함하는 진공 시스템, 및 진공 챔버에서 캐리어를 이송하는 방법이 독립 청구항들에 따라 제공된다. 추가적인 양상들, 장점들 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 자명하다.
[0008] 본 개시내용의 양상에 따라, 캐리어를 이송 방향으로 이송하기 위한 자기 부상 시스템이 제공된다. 자기 부상 시스템은 캐리어 이송 공간에 캐리어를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들, 및 캐리어를 이송 방향으로 이동시키기 위한 구동 유닛(drive unit)을 포함하고, 구동 유닛은 캐리어 이송 공간에 대해 측면으로(laterally) 배열된 비동기 선형 모터(asynchronous linear motor)의 고정자 부분(stator part)을 포함한다.
[0009] 본 개시내용의 양상에 따라, 캐리어를 이송 방향으로 이송하기 위한 자기 부상 시스템이 제공된다. 자기 부상 시스템은 캐리어를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들, 및 캐리어를 이송 방향으로 이동시키기 위한 구동 유닛을 포함하고, 구동 유닛은, 캐리어의 측면(lateral face)에 배열된 비동기 선형 모터의 이동자 부분(mover part)과 상호작용하도록 구성된 비동기 선형 모터의 고정자 부분을 포함한다.
[0010] 본 개시내용의 다른 양상에 따라, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어가 제공된다. 캐리어는 물체를 운반하기 위한 홀딩 디바이스, 캐리어를 부상시키기 위한 자기 부상 시스템의 하나 이상의 자기 부상 유닛들과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 하나 이상의 자석 유닛들; 및 이송 방향으로 캐리어를 이동시키기 위한 비동기 선형 모터의 이동자 부분을 포함하고, 이동자 부분은 캐리어의 측면에 배열되고, 비동기 선형 모터의 고정자 부분과 상호작용하도록 구성된다.
[0011] 본 개시내용의 다른 양상에 따라, 진공 시스템이 제공된다. 진공 시스템은 진공 챔버, 진공 챔버에서 물체, 특히, 대면적 기판을 운반하기 위한 캐리어, 및 이송 방향으로 캐리어를 이송하기 위한 자기 부상 시스템을 포함한다. 자기 부상 시스템은 진공 챔버의 캐리어 이송 공간에 캐리어를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들, 및 캐리어를 이송 방향으로 이동시키기 위한 구동 유닛을 포함하고, 구동 유닛은 캐리어 이송 공간에 대해 측면으로 배열된 비동기 선형 모터의 고정자 부분을 포함한다. 캐리어는 캐리어의 측면에 배열되는 비동기 선형 모터의 이동자 부분을 포함한다.
[0012] 본원에 설명된 다른 양상에 따라, 진공 챔버에서 캐리어를 이송 방향으로 이송하는 방법이 제공된다. 방법은 자기 부상 시스템의 하나 이상의 자기 부상 유닛들을 사용하여 진공 챔버의 캐리어 이송 공간에서 캐리어를 부상시키는 단계, 및 구동 유닛으로 캐리어를 이송 방향으로 이동시키는 단계를 포함하고, 구동 유닛은, 캐리어에 대해 측면으로 배열되고 캐리어의 측면에 제공된 이동자 부분과 상호작용하는 비동기 선형 모터의 고정자 부분을 포함한다.
[0013] 본 개시내용의 다른 양상에 따라, 진공 챔버에서 캐리어의 이송을 위한 장치가 제공된다. 장치는 제1 이송 경로를 따라 제공된 제1 자기 부상 시스템 및 제2 이송 경로를 따라 제공된 제2 자기 부상 시스템을 포함한다. 제1 자기 부상 시스템 및 제2 자기 부상 시스템은 본원에 설명된 실시예들 중 임의의 것에 따라 각각 구성된다. 또한, 장치는, 캐리어를 제1 이송 경로로부터 측면 방향으로, 제2 이송 경로 및 제1 이송 경로 및 제2 이송 경로로부터 수평으로 오프셋된 프로세싱 포지션 중 적어도 하나로 멀어지게 이동시키기 위한 경로 스위치 조립체(path switch assembly)를 포함한다.
[0014] 본 개시내용의 다른 양상에 따라, 기판을 수직으로 프로세싱하기 위한 프로세싱 시스템이 제공된다. 프로세싱 시스템은 본원에 설명된 실시예들 중 임의의 것에 따른 적어도 하나의 진공 시스템을 포함하고, 여기서 진공 시스템의 진공 챔버는 프로세싱 디바이스, 특히, 캐리어에 의해 운반된 기판 상에 층을 증착하기 위한 증발 소스(evaporation source)와 같은 증착 소스(deposition source)를 하우징한다.
[0015] 실시예들은 또한, 개시된 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이며, 각각의 설명된 방법 양상을 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 이들 방법 양상들은 하드웨어 컴포넌트들을 통해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터를 통해, 이 둘의 임의의 결합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 더욱이, 본 개시내용에 따른 실시예들은 또한, 설명된 장치를 동작시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 설명된 장치를 동작시키기 위한 방법들은 장치의 모든 각각의 기능을 수행하기 위한 방법 양상들을 포함한다.
[0016] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부된 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이며, 다음에서 설명된다.
도 1은 본원에서 설명된 실시예들에 따른, 자기 부상 시스템 및 캐리어의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2a는 본원에서 설명된 실시예들에 따른, 자기 부상 시스템 및 캐리어의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2b는 도 2a의 자기 부상 시스템 및 캐리어의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 본원에서 설명된 실시예들에 따른, 캐리어를 이송하는 방법을 예시하기 위한 흐름도를 도시한다.
[0017] 이제, 본 개시내용의 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 이러한 다양한 실시예들의 하나 이상의 예들이 도면들에서 예시된다. 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 본 개시내용의 설명을 통해 제공되며, 본 개시내용의 제한으로서 여겨지지 않는다. 추가로, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 또는 설명된 특징들이 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용되어, 또 추가적인 실시예가 산출될 수 있다. 상세한 설명은 이러한 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.
[0018] 도 1을 예시적으로 참조하여, 본 개시내용에 따른, 이송 방향(T)으로 캐리어(10)를 이송하기 위한 자기 부상 시스템(100)이 설명된다. 이송 방향(T)은 도 1의 지면에 수직이다. 전형적으로, 이송 방향(T)은 본질적으로 수평 방향(수평 +/- 10°)이다.
[0019] 자기 부상 시스템(100)은 캐리어 이송 공간(15)에 캐리어(10)를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120)을 포함한다. 캐리어 이송 공간(15)은, 캐리어(10)가 이송 경로를 따라 이송 방향(T)으로 이송되는 동안, 캐리어(10)가 배열되는 구역으로서 이해될 수 있다.
[0020] 특히, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 캐리어 이송 공간(15)은, 수직 방향으로 연장되는 높이(H) 및 수평 방향으로 연장되는 폭(W)을 갖는 수직 캐리어 이송 공간일 수 있다. 예컨대, H/W의 종횡비(aspect ratio)는 H/W ≥ 5, 특히 H/W ≥ 10일 수 있다. 자기 부상 시스템은 본질적으로 수직으로 배향된 캐리어를 이송하도록 구성될 수 있다. 특히, 캐리어에 의해 운반되는 기판은 이송 동안에 본질적으로 수직으로 배향될 수 있다.
[0021] 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120)은 캐리어 이송 공간(15) 위에 배열될 수 있다. 특히, 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120)은 진공 챔버(101)의 상부 챔버 벽의 외부에 부착될 수 있다. 도 1의 실시예에서, 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120)은, 캐리어 이송 공간(15) 위에, 특히 진공 챔버(101) 외부에 배열된 액추에이터들을 갖는 하나 이상의 능동 자기 베어링들(active magnetic bearings)(121)을 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120)은, 하나 이상의 갭 센서들(도 1에 도시되지 않음)로 측정될 수 있는 캐리어(10)의 현재 포지션에 의존하여 제어되는 능동적으로 제어되는 자기 베어링들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120)은, 예컨대, 능동적으로 제어될 수 없는 하나 이상의 영구 부상 자석들을 포함하는 수동 자기 유닛들일 수 있다.
[0022] 본원에 설명된 실시예들의 자기 부상 시스템(100)은 캐리어(10)를 이송 방향(T)으로 이동시키기 위한 구동 유닛(130)을 더 포함한다. 구동 유닛(130)은 캐리어 이송 공간(15)에 대해 측면으로 배열된 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함한다. 특히, 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)은, 캐리어의 측면(11)에 배열되는 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)과 상호작용하도록 배열될 수 있다.
[0023] 특히, 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)은 캐리어의 측면(11)에 제공되는 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)과 상호작용하도록 구성될 수 있으며, 측면은 캐리어의 이송 동안에 본질적으로 수직으로 연장된다. 일부 구현들에서, 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)은 캐리어 이송 공간(15)의 하부 부분(16)에 측면으로 배열된다. 일부 구현들에서, 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)은, 캐리어가 고정자 부분(132)을 지나 이동될 때, 고정자 부분(132)을 향하도록 캐리어의 측면(11)의 하부 부분에 배열된다. 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)은, 캐리어의 이송 경로를 따라 연장되는 베이스(20)에 배열되거나 고정될 수 있다.
[0024] 본원에서 사용된 바와 같이, "캐리어 이송 공간에 대해 측면으로"는 캐리어 이송 공간의 "위" 또는 "아래" 포지션들을 구별하는 것으로 여겨진다. 특히, 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)은 캐리어 옆에 측면으로 배열되어, 캐리어가 고정자 부분(132)을 지나 이동할 때, 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)을 향하여, 수평 단면이 고정자 부분(132) 및 이동자 부분(182) 둘 모두를 교차한다. 캐리어 이송 동안 이동자 부분(182)과 고정자 부분(132) 사이의 최소 거리는 측면 방향(L)으로 1cm 이하일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이 측면 방향(L)은, 구동 유닛(130)의 구동력이 향하는 이송 방향(T)을 가로지르는 수평 방향을 지정하는 것으로 여겨진다. 따라서, 고정자 부분(132)이 캐리어 이송 공간에 대해 "측면으로" 배열되는 것은, 고정자 부분(132) 및 캐리어 이송 공간(15)이 동일한 수직 레벨에 적어도 부분적으로 배열되고 고정자 부분(132) 및 이동자 부분(182)이 측면 방향(L)으로 서로를 향한다는 것을 특정한다.
[0025] 본원에서 사용되는 바와 같이, 비동기 선형 모터의 "고정자 부분"은, 자기 부상 시스템(100)의 베이스(base)(20)에 고정되는 비동기 선형 모터의 고정 부분(stationary part)을 지정한다. 다시 말해서, "고정자 부분"은 이동 전기자(moving armature)에 대해 고정된 비동기 선형 모터의 고정자로서 이해될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 비동기 선형 모터의 "이동자 부분"은, 고정자 부분에 대해 이동되고 이동가능 캐리어에 제공되는 비동기 선형 모터의 부분을 지정한다. 다시 말해서, "이동자 부분"은, 고정자에 대해 선형으로 이동되는 비동기 선형 모터의 회전자(rotor)로서 또는 이동 전기자로서 이해될 수 있다.
[0026] 동기 선형 모터들은 전형적으로 소위 "피드백 모드"에서 작동한다. 모터의 자석 트랙 상의 캐리어 포지션을 측정할 수 있는 포지션 센서, 예컨대, 홀 센서(Hall sensor)가 제공될 수 있다. 센서 신호는 동기 모터의 피드백 제어에 사용된다. 그러나, 센서 신호는 그다지 신뢰할 수 없어서, 구동 시스템의 진동들 또는 심지어 에러들로 이어질 수 있다. 시스템의 정지 시간(downtime)이 증가할 수 있으며, 특히 캐리어들이 비교적 높은 온도를 가질 때, 이를테면, 스퍼터링 동안에 기판이 파손될 위험이 존재할 수 있다.
[0027] 동기 모터들과 비교하여, 비동기 모터들은, 모터의 피드백 제어를 위한 어떠한 포지션 센서도 필요하지 않은 "개방 루프 모드"에서 작동할 수 있다. 따라서, 연속적인 포지션 측정을 허용하기 위해 값비싸고 민감한 자석 트랙을 제공할 필요가 없을 수 있다. 비동기 모터는 개방 루프 모드에서 작동할 수 있기 때문에, 값 비싸고 결함이 발생하기 쉬운 제어 장비(fault-prone control equipment) 및 센서들이 제거될(dispensed with) 수 있다. 또한, 캐리어 이동을 위해 비동기 선형 모터를 사용하는 시스템의 가동 시간(uptime)이 본원에 설명된 실시예에 따라 증가될 수 있다.
[0028] 본원에 설명된 일부 실시예들에 따라, 비동기 선형 모터는 개방 루프 동작을 위해 구성된다. 특히, 비동기 선형 모터는 현재 캐리어 포지션을 지정하는 입력 신호 없이 (적어도 일시적으로) 동작할 수 있다.
[0029] 또한, 동기 선형 모터들은 전형적으로 철심 선형 모터들(iron-core linear motors)로서 제공된다. 철심 모터들은, 이송 방향(T)으로 작용하는 구동력 외에도, 고정자와 회전자 사이에 작용하는 인력(attractive force)을 생성하고, 회전자를 고정자쪽으로 당길 수 있다. 전형적인 철심 동기 선형 모터들의 인력은 200N 내지 1000N 범위에 있을 수 있다. 자석들이 소프트 스프링들처럼 거동하기 때문에, 이동자 부분과 고정자 부분 사이의 인력은 자기 부상 시스템에서 바람직하지 않을 수 있으며, 모터 인력은 이송 방향에 수직인 모션을 생성하여, 시스템의 자석들로 쉽게 보상될 수 없는 캐리어의 진동들을 유발할 수 있다.
[0030] 동기 선형 모터들과 비교하여, 비동기 선형 모터들은 전형적으로 고정자 부분(고정자)과 이동자 부분(회전자) 둘 모두에 철심들을 갖는 코일들 및/또는 영구 자석들을 갖지 않는다. 오히려, 비동기 선형 모터의 이동자 부분은 전형적으로 어떠한 영구 자석들도 포함하지 않는다. 따라서, 고정자 부분과 이동자 부분 사이의 인력들은 작거나 심지어 0이어서, 어떠한 부가적인 힘들도 자기 부상 시스템의 자석들로 보상될 필요가 없으며, 캐리어 진동들의 위험이 감소된다. 특히, 본원에 설명된 실시예들의 비동기 선형 모터는, 캐리어의 이동자 부분에서 유도되는 와전류들을 사용하여 이송 방향으로 캐리어의 구동력을 생성하는 유도 모터일 수 있다.
[0031] 본원에 설명된 실시예들에 따라, 비동기 선형 모터의 이동자 부분은 영구 자석들을 포함하지 않고 그리고/또는 철심들을 가진 코일을 포함하지 않고, 이는 모터의 이동자 부분과 고정자 부분 사이의 인력을 감소 또는 회피할 수 있다.
[0032] 본원에서 사용되는 바와 같이, "구동 유닛"은 캐리어를 이송 방향(T)으로 이동시키도록 구성된 유닛으로서 이해될 수 있다. 특히, 본원에 설명되는 바와 같이 구동 유닛(130)은 이송 방향(T)으로 캐리어에 작용하는 구동력을 생성하도록 구성될 수 있다. 구동 유닛(130)은 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함한다. 실시예들에서, 고정자 부분(132)은 캐리어 이송 공간에 대해 측면으로 배열된 복수의 코일 유닛들을 포함한다. 코일 유닛들은, 캐리어의 측면(11)에 제공된 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)에 전류들을 유도하기 위한 자기장을 생성하도록 구성될 수 있다.
[0033] 일부 실시예들에서, 고정자 부분(132)은, 코어에 (선택적으로) 감길(wound) 수 있는 3상 코일들을 포함하는 고정자 유닛들을 포함할 수 있다. 3상 코일들은 3상 AC 전원 공급 장치에 연결될 수 있다. 따라서, 이동자 부분(182) 상의 고정자 부분(132)에 의해 이동 교번하는 3상 자기장이 생성될 수 있으며, 여기서 이동자 부분(182)은 단순한 전도성 플레이트를 포함할 수 있다. 이동자 부분에 인가되는 구동력은 유도 전류에 의해 생성된 자기장과 고정자에 의해 생성된 자기장 사이의 상호작용으로 인해 이송 방향(T)으로 작용할 수 있다. 결과적으로, 캐리어는 이송 방향(T)으로 이동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어의 이송 경로를 따라 몇몇의 고정자들이 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 몇몇의 고정자 부분들이 서로에 대해 미리 결정된 거리들로 캐리어들의 이송 경로를 따라 제공될 수 있어서, 이송 경로를 따른 이송이 가능해진다. 이송 경로는 5m 이상, 특히 10m 이상 연장될 수 있다.
[0034] 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)은 캐리어(10)의 측면(11)을 따라 이송 방향(T)으로 연장되는 전도성 재료 부분을 포함한다. 예컨대, 전도성 재료 부분은 알루미늄 부분이거나 다른 전도성 금속으로 이루어진 부분일 수 있어서, 고정자 부분(132)에 의해 캐리어(10)의 전도성 재료 부분에 전류들이 유도될 수 있다.
[0035] 특히, 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)은, 캐리어(10)의 측면(11)에 제공되는 알루미늄 플레이트 또는 알루미늄 트레이스를 포함할 수 있다. 대안적으로, 구리 또는 다른 금속과 같은 다른 전도성 재료가 사용될 수 있다. 플레이트 또는 트레이스는 캐리어(10)의 측면(11)에서 캐리어의 제1 단부(예컨대, 캐리어의 리딩 단부(leading end))로부터 캐리어의 제2 단부(예컨대, 캐리어의 트레일링 단부(trailing end))까지 연장될 수 있다. 이송 동안에, 전도성 플레이트 또는 트레이스는 이송 방향(T)을 따라 캐리어의 측면(11) 상에서 연장될 수 있다. 구체적으로, 이동자 부분(182)은 캐리어(10)의 측면(11) 상에 제공된 전도체 플레이트로서 제공될 수 있다. 캐리어에는 어떠한 복잡한 코일들 또는 권선들이 필요하지 않을 수 있으며, 구동 유닛(130)으로 캐리어를 이동시키기 위해 전도성 플레이트가 충분할 수 있으며, 구동 유닛(130)은 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)으로서 제공된다.
[0036] 일부 종래의 자기 부상 시스템들에서, 캐리어를 이동시키기 위한 구동 유닛은 캐리어 이송 공간의 아래 또는 위에 제공되고, 자기 부상 시스템의 자기 부상 유닛들은 구동 유닛의 고정자 부분과 이동자 부분 사이에 생성되는 잠재적인 힘들을 보상한다. 반면에, 본원에 설명된 실시예들에 따라, 구동 유닛은 캐리어 이송 공간의 위 또는 아래에 배열되지 않아서, 구동 유닛에 의해 수직 방향으로 어떠한 힘들도 생성되지 않는다. 따라서, 캐리어의 원활한 부상이 보장될 수 있고, 자기 부상 유닛들의 제어가 가능해질 수 있다. 캐리어 이송 공간(15)에 대해 측면으로 구동 유닛(130)을 제공하는 것은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 수동 자기 부상 유닛들을 사용하는 자기 부상 시스템의 경우에 특히 유리하다. 그 이유는, 구동 유닛이 수직 방향으로 실질적인 힘을 인가하지 않아서, 진동이 적고 고장 위험이 감소된 캐리어의 원활한 부상이 제공될 수 있기 때문이다.
[0037] 본원에 설명된 실시예들에 따라, 고정자 부분(132)은 캐리어 이송 공간(15)에 대해 측면으로 제공된다. 이 경우에, 측면 방향(L)으로 고정자 부분(132)과 이동자 부분(182) 사이에 생성될 수 있는 임의의 힘들은 측면 방향(L)으로 작용하는 자기측 안정화 디바이스(140)에 의해 보상될 수 있다.
[0038] 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따라, 자기 부상 시스템은, 이송 방향(T)에 수직인 측면 방향(L)으로 캐리어를 안정시키도록 구성된 자기측 안정화 디바이스(140)를 포함한다. 일부 구현들에서, 자기측 안정화 디바이스(140)는 특히 영구 자석들만을 포함하는 적어도 하나의 제1 영구 자석(141)을 포함하는 수동 안정화 디바이스일 수 있다. 적어도 하나의 제1 영구 자석(141)은, 캐리어(10)에 제공된 적어도 하나의 제2 영구 자석(142)과 자기적으로 상호작용할 수 있다.
[0039] 일부 구현들에서, 자기측 안정화 디바이스(140)는 능동적으로 제어되는 디바이스가 아니지만, 자기측 안정화 디바이스(140)는 측면 방향(L)으로 미리 결정된 포지션에서 캐리어(10)를 수동적으로 안정시킬 수 있다. 예컨대, 캐리어는, 도 1에 도시된 바와 같이, 캐리어에 작용하고 캐리어를 평형 포지션(equilibrium position)에 홀딩하는 인력 또는 반발 자기력(repulsive magnetic force)들을 통해 수동적으로 안정될 수 있다. 자기측 안정화 디바이스(140)는, 평형 포지션으로부터의 캐리어의 측면 변위의 경우 캐리어(10)에 측면 방향(L)으로 복원력(restoring force)을 인가할 수 있어서, 캐리어가 미리 결정된 측면 포지션에서 안정될 수 있다. 복원력은 캐리어를 미리 결정된 측면 포지션으로 다시 밀거나 당긴다. 측면 방향(L)은 자기 부상 시스템(100)의 이송 트랙의 연장 방향에 본질적으로 수직인 방향일 수 있다.
[0040] 자기측 안정화 디바이스(140)는 자기 부상 시스템의 이송 경로를 따라 연장되는 안내 레일(guiding rail)을 포함할 수 있다. 이송 경로를 따라 이송되는 캐리어(10)가 미리 결정된 측면 포지션에서 안정될 수 있도록, 안내 레일에 적어도 하나의 제1 영구 자석(141)이 제공될 수 있다. 적어도 하나의 제1 영구 자석(141)은 캐리어에 배열된 적어도 하나의 제2 영구 자석(142)과 자기적으로 상호작용할 수 있다. 적어도 하나의 제1 영구 자석(141)은 제1 N 극(north pole) 및 제1 S 극(south pole)(도 1에서 상이하게 음영 처리됨)을 가질 수 있고, 적어도 하나의 제2 영구 자석(142)은 제2 N 극 및 제2 S 극(도 1에서 상이하게 음영 처리됨)을 가질 수 있다. 적어도 하나의 제1 영구 자석(141) 및 적어도 하나의 제2 영구 자석(142)은, 도 1에서 좌측 및 우측 양측으로의 캐리어의 측면 변위가 캐리어에 가해지는 복원력을 발생시킬 수 있도록 하나가 다른 하나 위에 배열될 수 있다. 복원력은 캐리어를 도 1에 도시된 평형 포지션쪽으로 다시 압박(urge)할 수 있다. 다시 말해서, 자기측 안정화 디바이스는 양방향으로 작용하는 측면 안정화 디바이스일 수 있다.
[0041] 위에서 이미 언급된 바와 같이, 본원에 설명된 자기 부상 시스템의 비동기 선형 모터는 측면 방향(L)으로, 고정자 부분(132)과 이동자 부분(182) 사이에서, 즉, 캐리어(10)와 베이스(20) 사이에서 작거나 무시할 수 있는 인력만을 생성할 수 있다. 고정자 부분(132)이 캐리어 이송 공간(15)에 대해 측면으로 배열되기 때문에, 측면 방향(L)으로 구동 유닛에 의해 캐리어와 베이스 사이에 작거나 무시할 만한 인력만이 발생된다. 따라서, 영구 자석들만을 포함하는 자기측 안정화 디바이스(140)는 캐리어를 측면 방향(L)으로 안정시키기 위해 사용될 수 있고, 신뢰할 수 있는 측면 안정화가 제공될 수 있다.
[0042] 도 1에 추가로 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 개시내용은, 물체를 운반하기 위한 홀딩 디바이스를 포함하는 자기 부상 시스템을 위한 캐리어(10)에 관한 것이다. 캐리어는, 캐리어 이송 공간(15)에서 캐리어(10)를 부상시키기 위해 자기 부상 시스템(100)의 하나 이상의 자기 부상 유닛들과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 하나 이상의 자석 유닛들(181)을 더 포함한다. 캐리어(10)는, 캐리어를 이송 방향(T)으로 이동시키도록 구성된 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)을 더 포함한다. 이동자 부분(182)은, 캐리어의 측면(11)에 제공되며, 캐리어를 이송 방향(T)으로 이동시키기 위해 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)과 상호작용하도록 구성된다.
[0043] 일부 구현들에서, 이동자 부분(182)은 캐리어의 측면(11)의 하부 부분에, 특히 캐리어의 하반부(lower half)에 또는 캐리어의 바닥 단부로부터 30cm 이하의 거리의 캐리어의 단부에 배열된다.
[0044] 홀딩 디바이스는 측면(11)의 상부 부분에서 물체, 특히 기판을 홀딩하도록 구성될 수 있다. 상부 부분은 이송 동안에 측면(11)의 하부 부분 위에 위치된다. 자기 부상 시스템으로 캐리어를 이송하는 동안, 측면(11)은 본질적으로 수직으로 배향될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "본질적으로 수직으로"는 측면의 정확한 수직 배향으로부터 10° 이하의 편차(deviation)를 포함할 수 있다.
[0045] 도 2a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 캐리어(10')를 부상시키도록 구성된 자기 부상 시스템(200)의 개략적인 단면도이다. 도 2b는 자기 부상 시스템(200) 및 도 2a의 캐리어(10')의 개략적인 측면도이다. 자기 부상 시스템(200) 및 캐리어(10')는 도 1의 자기 부상 시스템(100) 및 캐리어(10)와 유사하므로, 본원에서 반복되지 않는 위의 설명에 대해 참조가 이루어질 수 있다. 차이들은 다음의 단락들에서 추가로 설명될 것이다.
[0046] 본원에 설명된 실시예들에 따른 자기 부상 시스템(200)은 캐리어(10')를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들(220), 및 캐리어(10')를 이송 방향(T)으로 이동시키기 위한 구동 유닛(130)을 포함한다. 구동 유닛(130)은, 캐리어의 측면(11)에 배열된 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)과 상호작용하도록 구성된 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함한다. 특히, 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)은 캐리어 이송 공간(15)에 대해 측면으로 배열되고, 캐리어는 자기 부상 유닛(220)에 의해 비접촉식으로 또는 본질적으로 비접촉식으로 캐리어 이송 공간(15)에 홀딩된다.
[0047] 구동 유닛(130)은 본질적으로 도 1의 자기 부상 시스템의 구동 유닛에 대응하여, 본원에서 반복되지 않는 위의 설명들에 대해 참조가 이루어질 수 있다. 또한, 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132) 및 이동자 부분(182)은 본질적으로 위에 설명된 개개의 컴포넌트들에 대응한다.
[0048] 도 2a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 고정자 부분(132)은 캐리어 이송 공간의 하부 부분(16)에 대해 측면으로 제공되고, 캐리어의 하부 부분에 측면으로 제공되는 이동자 부분(182)과 상호작용하도록 구성된다. 특히, 이동자 부분(182)은 캐리어의 하반부에, 특히 캐리어의 하단에 인접한 단부에 제공되며, 캐리어 하단까지의 거리는 30cm 이하이다.
[0049] 도 2b의 측면에서 볼 수 있듯이, 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)은 캐리어의 측면(11)을 따라, 특히 캐리어의 이송 동안 이송 방향(T)으로 연장되는 전도성 재료 부분을 포함할 수 있다. 전도성 재료 부분은, 캐리어의 전방 단부로부터 캐리어의 후방 단부까지 캐리어의 측면(11)에서 연장되는, 도 2b에서 음영 처리된 부분으로서 도시된다. 일부 실시예들에서, 전도성 재료 부분은 캐리어의 측면(11)에 제공된 알루미늄 플레이트로 구성될 수 있다. 알루미늄 플레이트는 이송 방향(T)으로, 특히 캐리어의 리딩 에지에서 트레일링 에지로 연장될 수 있다.
[0050] 자기 부상 시스템(200)의 자기 부상 유닛들(220)은, 캐리어에 양력(lifting force)을 인가하도록 구성된 영구 부상 자석들(221)을 포함하는 수동 유닛들일 수 있다. 특히, 캐리어(10')는, 능동적으로 제어될 수 없는 순전히 수동적인 부상 유닛들로 들어 올려지고 부유 상태(floating state)로 홀딩될 수 있다. 수동 부상 유닛들은 영구 부상 자석들(221)을 포함하거나 이들로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기 부상 유닛들(220)은 캐리어 이송 공간(15)에 대해 측면으로, 즉 이송 동안에 캐리어의 위 또는 아래가 아니라 그의 측면측에 배열될 수 있다.
[0051] 자기 부상 시스템(200)의 영구 부상 자석들(221)과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 하나 이상의 자석 유닛들(181)이 캐리어(10')에 제공될 수 있다. 하나 이상의 자석 유닛들(181)은 영구 자석들을 포함하거나 이들일 수 있다. 자기 부상 시스템(200)의 영구 부상 자석들(221) 및 캐리어의 하나 이상의 자석 유닛들(181)은, 결과적인 양력이 캐리어 이송 공간(15)에서 캐리어를 부유 상태로 홀딩할 수 있도록 마주 볼(face each other) 수 있다.
[0052] 일부 실시예들에서, 도 2a에서 상이한 음영들로 표시된 바와 같이, 자기 부상 시스템의 영구 부상 자석들(221)의 N 극들은 캐리어의 하나 이상의 자석 유닛들(181)의 S 극들쪽으로 향하고, 영구 부상 자석들(221)의 S 극들은 캐리어의 하나 이상의 자석 유닛들(181)의 N 극들쪽으로 향한다. 도 2a에 도시된 부유 포지션으로부터 수직 방향의 캐리어의 변위는 S 극들(또는 N 극들)이 서로 접근하는 것으로 이어지고, 결과적으로 영구 부상 자석들(221)과 하나 이상의 자석 유닛들(181) 사이의 반발력의 결과적인 증가로 이어진다. 따라서, 캐리어의 부유 포지션은, 순전히 수동 부상 자석들에 의해 유지될 수 있는 평형 포지션이다.
[0053] 도 2a에 도시된 실시예에서, 캐리어의 하나 이상의 자석 유닛들(181)은 캐리어의 측면(11)에, 특히, 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182) 위에 그리고/또는 캐리어의 홀딩 디바이스(17) 아래에 제공된다. 자기 부상 시스템의 영구 부상 자석들(221)은 베이스(20)에서, 특히, 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132) 위에서 캐리어 이송 공간(15)에 대해 측면으로 제공될 수 있다. 전형적으로, 자기 부상 유닛들(220) 및 캐리어의 하나 이상의 자석 유닛들(181)은, 그들 사이에 작은 갭을 갖도록 이송 동안에 측면 방향(L)으로 서로 이격되고, 갭은 20mm 이하, 특히 10mm 이하, 이를테면, 일부 실시예들에서 5mm 내지 10mm이다.
[0054] 본원에 설명된 실시예들의 구동 유닛(130)이 캐리어에 대해 (그리고 캐리어 위 또는 아래가 아니라) 측면으로 배열되기 때문에, 구동 유닛들은 수직 방향으로 실질적인 힘을 생성하지 않는다. 따라서, 순전히 수동 부상 유닛들에 의해 원활하고 신뢰할 수 있는 부상이 가능해질 수 있다. 자기 부상 유닛들은 캐리어의 전체 중량을 지탱할 수 있어서, 캐리어가 이송 동안에 부유 상태로 유지될 수 있다. 캐리어의 이송은 완전 비접촉식 이송 또는 본질적으로 비접촉식 이송일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이 캐리어의 "본질적으로 비접촉식 이송"을 위해 구성된 자기 부상 시스템은 자기 부상력을 통해 캐리어를 부유 상태로 홀딩하도록 구성된 자기 부상 시스템으로서 이해될 수 있으며, 여기서 제어되지 않는 방식으로 캐리어 이송 공간(15)으로부터의 캐리어의 이동을 방지하기 위해 캐리어와 적어도 일시적으로 접촉하게 되는 기계적 안내 어레인지먼트가 제공된다. 예컨대, 도 2a에 도시된 실시예에서, 캐리어 하부 부분이 측면 방향(L)으로 캐리어 이송 공간(15)에서 점프할 수 없도록 보장하기 위해, 캐리어의 측면(11)에 적어도 일시적으로 작용하기 위한 기계적 안내 어레인지먼트가 제공될 수 있다.
[0055] 또한, 본원에 설명된 실시예들의 비동기 선형 모터가 측면 방향(L)으로 실질적인 힘들을 발생시키지 않기 때문에, 원활하고 신뢰할 수 있는 자기측 안정화가 가능해지고, 수동측 안정화 디바이스(passive side stabilization device)가 사용될 수 있다.
[0056] 따라서, 본원에 설명된 바와 같은 자기 부상 시스템의 실시예들은, 특히 고온 진공 환경들에서 캐리어들의 정확하고 원활한 이송에 대해, 종래의 캐리어 이송 장치들과 비교하여 개선된다. 또한, 본원에 설명된 바와 같은 실시예들은, 종래의 캐리어 이송 장치들과 비교하여 더 낮은 생산 비용들로 더 강인한 비접촉식 캐리어 이송을 유리하게 제공한다. 특히, 본원에 설명된 바와 같은 자기 부상 시스템의 실시예들은 제조 허용오차들, 변형 및 열 팽창에 대해 더 둔감하다.
[0057] 본 개시내용에서, "비접촉식"이라는 용어는, 중량, 예컨대, 캐리어의 중량, 특히 기판 또는 마스크를 운반하는 캐리어의 중량이 기계적 접촉 또는 기계적 힘들에 의해 홀딩되지 않고 자기력에 의해 홀딩된다는 의미로 이해될 수 있다. 다시 말해서, "비접촉식"이라는 용어는, 캐리어가 기계적 힘들, 즉, 접촉력들 대신에 자기력들을 사용하여 부상 또는 부유 상태로 홀딩된다는 의미로 이해될 수 있다. 캐리어의 이송은 완전히 비접촉식이거나 본질적으로 비접촉식일 수 있다.
[0058] 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따라, 자기 부상 시스템은, 이송 방향을 따라 특정 포지션에서 캐리어의 존재를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 센서(201)를 더 포함할 수 있다. 센서는 거리 센서, 예컨대, 홀 센서일 수 있다. 복수의 센서들, 예컨대, 2개, 3개 이상의 센서들이 이송 경로를 따라 제공될 수 있다. 예컨대, 캐리어를 다른 이송 트랙으로 이동시키기 위해 경로 스위치 디바이스가 제공되는 경로 스위치 포지션에 적어도 하나의 센서가 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 기판을 재료로 코팅하기 위한 증착 소스가 위치되는 증착 포지션에 적어도 하나의 센서가 제공될 수 있다. 제어기는, 적어도 하나의 센서(201)의 신호에 기반하여, 자기 부상 시스템, 예컨대, 구동 유닛(130)을 제어할 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 센서(201)가 특정 포지션, 예컨대, 증착 포지션 또는 경로 스위치 포지션에서 캐리어의 존재를 감지할 때, 제어기는, 예컨대, 특정 포지션에서 캐리어를 정지시키기 위해, 캐리어의 이송 속도를 변경하도록 구동 유닛(130)을 제어할 수 있다.
[0059] 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 센서(201)는 캐리어의 리딩 에지(18) 또는 트레일링 에지를 검출하도록 구성된다. 캐리어는, 캐리어의 존재가 결정될 수 있도록 센서에 의해 감지될 수 있는 리딩 에지(18)에서의 기하학적 프로파일 또는 특정 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 센서(201)는 캐리어와 적어도 하나의 센서 사이의 거리를 검출하도록 구성된다.
[0060] 일부 구현들에서, 캐리어(10')는 캐리어의 홀딩 표면에서 물체, 특히 기판 또는 마스크를 운반하기 위한 홀딩 디바이스(17)를 포함한다. 홀딩 디바이스는 기계적 홀딩 디바이스, 예컨대, 클램프(clamp), 또는 정전 또는 자기 홀딩 디바이스, 예컨대, 정전 척킹 디바이스(electrostatic chucking device)일 수 있다. 본 개시내용에서, "캐리어"는 기판을 홀딩하도록 구성된 캐리어(기판 캐리어로 또한 지칭됨)로서 이해될 수 있다. 예컨대, 캐리어는 대면적 기판을 운반하기 위한 기판 캐리어일 수 있다. 자기 부상 시스템의 실시예들이 또한 다른 캐리어 유형들, 예컨대, 마스크 캐리어들에 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
[0061] 본 개시내용에서, "기판"이란 용어는 특히, 실질적으로 비가요성 기판들, 예컨대, 웨이퍼, 사파이어 등과 같은 투명 결정의 슬라이스들, 또는 유리 플레이트를 포괄할 수 있다. 그러나, 본 개시내용은 이에 제한되지 않으며, "기판"이란 용어는 또한, 가요성 기판들, 이를테면 웨브 또는 포일을 포괄할 수 있다. 본원에서 설명된 실시예들에 따라, 기판은 재료 증착에 적절한 임의의 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 기판은 유리(예컨대, 소다 석회 유리, 붕규산 유리 등), 금속, 폴리머, 세라믹, 화합물 재료들, 탄소 섬유 재료들, 또는 증착 프로세스에 의해 코팅될 수 있는 임의의 다른 재료 또는 재료들의 결합으로 구성되는 그룹(group)으로부터 선택되는 재료로 만들어질 수 있다.
[0062] 본 개시내용에서, "대면적 기판"이라는 용어는 0.5 m² 이상, 특히 1 m² 이상의 면적을 갖는 메인 표면을 갖는 기판을 지칭한다. 일부 실시예들에서, 대면적 기판은, 약 0.67 m² 기판들(0.73 m x 0.92 m)에 대응하는 GEN 4.5, 약 1.4 m² 기판들(1.1 m x 1.3 m)에 대응하는 GEN 5, 약 4.29 m² 기판들(1.95 m x 2.2 m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.7 m² 기판들(2.2 m x 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어 약 8.7 m² 기판들(2.85 m x 3.05 m)에 대응하는 GEN 10일 수 있다. 훨씬 더 큰 세대(generation)들, 이를테면 GEN 11 및 GEN 12, 그리고 대응하는 기판 면적들이 유사하게 구현될 수 있다. 추가로, 기판 두께는 0.1 mm 내지 1.8 mm, 특히 약 0.9 mm 또는 그 미만, 이를테면 0.7 mm 또는 0.5 mm일 수 있다.
[0063] 본 개시내용에서, "이송 방향"이라는 용어는, 캐리어가 자기 부상 시스템에 의해 이송 경로를 따라 이송되는 방향으로서 이해될 수 있다. 전형적으로, 이송 방향은 본질적으로 수평 방향일 수 있다. 이송 경로는 만곡될(curved) 수 있으며, 이송 방향은 이송 경로를 따라 변동할 수 있다.
[0064] 본원에 설명된 다른 양상에 따라, 진공 시스템이 제공된다. 진공 시스템은 진공 챔버(101), 자기 부상 시스템 및 진공 챔버에 제공된 캐리어를 포함한다. 캐리어는 진공 챔버에서 물체, 예컨대, 기판을 운반하도록 구성된다.
[0065] 자기 부상 시스템은 본원에 설명된 실시예들 중 임의의 것에 따라 구성될 수 있다. 특히, 자기 부상 시스템은 진공 챔버의 캐리어 이송 공간(15)에 캐리어를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들(220), 및 이송 경로를 따라 캐리어를 이송 방향으로 이동시키기 위한 구동 유닛을 포함할 수 있다. 구동 유닛은, 캐리어 이송 공간에 대해 측면으로 배열된 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함한다. 캐리어는 캐리어의 측면(11)에 배열되는 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)을 포함한다.
[0066] 자기 부상 시스템은 수직 캐리어 이송을 위해 구성될 수 있으며, 즉, 캐리어는 이송 동안에 본질적으로 수직으로(수직 +/- 10°) 배향될 수 있다. 특히, 캐리어에 의해 운반되는 기판은 이송 동안 그리고/또는 프로세싱 동안 본질적으로 수직 배향으로 홀딩될 수 있다. 실시예들에서, 프로세싱 디바이스, 특히 증발 또는 스퍼터 소스와 같은 증착 소스는 진공 챔버에 포지셔닝될 수 있다. 증착 소스는 캐리어에 의해 운반되는 기판 상에 층을 증착하도록 구성될 수 있다.
[0067] 본 개시내용의 다른 양상에 따라, 진공 챔버에서 캐리어를 이송하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 제1 이송 경로를 따라 제공된 제1 자기 부상 시스템 및 제2 이송 경로를 따라 제공된 제2 자기 부상 시스템을 포함한다. 제1 자기 부상 시스템 및 제2 자기 부상 시스템은 본원에 설명된 실시예들 중 임의의 것에 따라 구성된다. 또한, 장치는, 캐리어를 제1 이송 경로로부터 떨어져 측면 방향으로 제2 이송 경로, 및 제1 이송 경로 및 제2 이송 경로로부터 수평으로 오프셋된 프로세싱 포지션 중 적어도 하나로 이동시키기 위한 경로 스위치 조립체를 포함한다. 경로 스위치 조립체는 캐리어의 측면 이동을 위해 캐리어와 기계적으로 접촉할 수 있다. 대안적으로, 경로 스위치 조립체는, 예컨대, 자력들을 인가함으로써 측면 방향(L)으로 캐리어를 비접촉식으로 또는 본질적으로 비접촉식으로 이동시키는 비접촉식 경로 스위치 조립체일 수 있다.
[0068] 도 3은 본원에 설명된 실시예들에 따른, 진공 챔버에서 이송 방향(T)으로 캐리어를 이송하는 방법(300)을 예시하기 위한 흐름도이다.
[0069] 박스(310)에서, 물체를 운반할 수 있는 캐리어는, 자기 부상 시스템의 하나 이상의 자기 부상 유닛들을 사용하여 진공 챔버의 캐리어 이송 공간에서 부상된다.
[0070] 박스(320)에서, 캐리어는 구동 유닛을 사용하여 이송 방향(T)으로 이동되며, 구동 유닛은 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함하고, 고정자 부분(132)은 캐리어에 대해 측면으로 배열되고, 캐리어의 측면(11)에 제공되는 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)과 상호작용한다. 고정자 부분 및 이동자 부분은 이송 동안에 동일한 높이로, 즉, 동일한 수평 단면에 적어도 부분적으로 위치된다.
[0071] (선택적인) 박스(330)에서, 캐리어는 구동 유닛(130)을 사용하여 트랙 스위치 포지션으로 이동되며, 여기서 캐리어는 경로 스위치 조립체를 사용하여 측면 방향(L)으로 자기 부상 시스템으로부터 떨어져 제2 이송 경로 및 증착 포지션 중 적어도 하나로 이동된다. 재료는 증착 포지션에서 캐리어에 의해 운반되는 기판 상에 증착될 수 있다.
[0072] 일부 구현들에서, 캐리어는, 이송 동안에 이송 방향에 수직인 측면 방향(L)으로 자기측 안정화 디바이스(140)를 사용하여 안정된다. 자기측 안정화 디바이스는, 이송 동안에 캐리어를 평형 포지션으로 압박하는 복원력을 캐리어에 측면 방향으로 인가하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기측 안정화 디바이스는, 캐리어에 제공된 적어도 하나의 제2 영구 자석(142)과 상호작용하도록 구성된 적어도 하나의 제1 영구 자석(141)을 포함한다. 특히, 자기측 안정화 디바이스는, 능동 제어 없이 동작되는 수동측 안정화 디바이스일 수 있다. 캐리어는 측면 방향(L)으로 수동적으로 안정될 수 있다.
[0073] 일부 구현들에서, 하나 이상의 자기 부상 유닛들은, 캐리어에 제공된 하나 이상의 자석 유닛들과 자기적으로 상호작용하는 영구 부상 자석들(221)을 포함한다. 특히, 캐리어는 수직 방향으로 순전히 수동적인 방식으로 부상될 수 있다.
[0074] 본원에 설명된 실시예들에 따른 구동 유닛(130)의 포지션 및 구성은, 수동 부상 유닛들 및/또는 수동측 안정화 디바이스와 결합하여 사용될 때, 특히 유리하다. 복잡한 제어 회로들 없이 그리고 감소된 비용들로 원활하고 신뢰할 수 있는 캐리어 이송이 달성될 수 있다.
[0075] 본원에 설명된 자기 부상 시스템은 상이한 유형들의 캐리어들, 예컨대, 기판 캐리어들, 마스크 캐리어들 또는 차폐 캐리어들(shield carriers)을 이송하도록 구성될 수 있다. 캐리어는 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판, OLED 재료로 코팅되는 기판, 또는 하나 이상의 웨이퍼들, 예컨대, 반도체 웨이퍼들을 운반하도록 구성될 수 있다. 기판들은 본질적으로 수직 배향 또는 본질적으로 수평 배향으로 이송될 수 있다. 예컨대, 본원에 설명된 자기 부상 시스템은 웨이퍼 프로세싱, 유리 기판 프로세싱, 웹 기판 프로세싱 중 적어도 하나 이상을 위한 프로세싱 시스템들, 가요성 기판들의 프로세싱을 위한 프로세싱 시스템들, 대면적 기판들의 프로세싱을 위한 프로세싱 시스템들, 특히 PVD(physical vapor deposition), 특히 스퍼터링 또는 증발 또는 CVD(chemical vapor deposition) 중 적어도 하나를 위한 증착 시스템들에서 사용될 수 있다.
[0076] 전술된 내용이 실시예들에 관한 것이지만, 기본적인 범위를 벗어나지 않고, 다른 그리고 추가적인 실시예들이 고안될 수 있으며, 그 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (18)

  1. 캐리어 이송 공간(carrier transportation space)(15)에 캐리어(10)를 홀딩(holing)하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들(magnetic levitation units)(120, 220); 및
    상기 캐리어(10)를 이송 방향(transport direction)(T)으로 이동시키기 위한 구동 유닛(drive unit)(130)을 포함하고,
    상기 구동 유닛(130)은 상기 캐리어 이송 공간(15)의 하부(lower portion)(16)에 대해 측면으로(laterally) 배열된 비동기 선형 모터(asynchronous linear motor)의 고정자 부분(stator part)(132)을 포함하고,
    상기 비동기 선형 모터의 상기 고정자 부분(132)은, 본질적으로 수직으로 연장되는 상기 캐리어의 측면(lateral face)(11)의 하부에 배열된 상기 비동기 선형 모터의 이동자 부분(mover part)(182)과 상호작용하도록 구성되고,
    상기 캐리어의 홀딩 디바이스(holding device)(17)는 상기 측면(11)의 상부에서 물체를 홀딩하도록 구성되는,
    자기 부상 시스템(100, 200).
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 이송 방향(T)에 수직인 측면 방향(lateral direction)(L)으로 상기 캐리어를 안정화시키도록 구성된 자기측 안정화 디바이스(magnetic side stabilization device)(140)를 더 포함하는,
    자기 부상 시스템(100, 200).
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 자기측 안정화 디바이스(140)는 적어도 하나의 제1 영구 자석(141)을 포함하는 수동 안정화 디바이스(passive stabilization device)인,
    자기 부상 시스템(100, 200).
  5. 제1 항, 제3 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비동기 선형 모터의 상기 고정자 부분(132)은, 상기 캐리어(10)에 제공된 상기 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)에서 전류들을 유도하기 위한 자기장을 생성하도록 구성된 복수의 코일 유닛들을 포함하는,
    자기 부상 시스템(100, 200).
  6. 삭제
  7. 제1 항, 제3 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 자기 부상 유닛들(220)은, 상기 캐리어에 양력(lifting force)을 인가하도록 구성된 영구 부상 자석들(221)을 포함하는 수동 유닛들인,
    자기 부상 시스템(100, 200).
  8. 제1 항, 제3 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이송 방향(T)을 따라 특정 포지션에서 상기 캐리어의 존재를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 센서(201)를 더 포함하는,
    자기 부상 시스템(100, 200).
  9. 자기 부상 시스템을 위한 캐리어(10)로서,
    물체를 운반하기 위한 홀딩 디바이스(17);
    상기 캐리어를 부상시키기 위한 상기 자기 부상 시스템의 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120, 220)과 자기적으로 상호작용하도록 구성된 하나 이상의 자석 유닛들(181); 및
    이송 방향(T)으로 상기 캐리어를 이동시키기 위한 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)을 포함하고,
    상기 이동자 부분은 상기 캐리어의 측면(11)에 배열되고, 상기 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)과 상호작용하도록 구성되고,
    상기 이동자 부분(182)은 상기 측면(11)의 하부에 배열되고, 상기 홀딩 디바이스(17)는 상기 측면(11)의 상부에서 상기 물체를 홀딩하도록 구성되고, 상기 측면(11)은 이송 동안에 본질적으로 수직으로 배향되는,
    자기 부상 시스템을 위한 캐리어(10).
  10. 삭제
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 이동자 부분(182)은 상기 측면(11)을 따라 상기 이송 방향(T)으로 연장되는 전도성 재료 부분을 포함하는,
    자기 부상 시스템을 위한 캐리어(10).
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 이동자 부분(182)은, 상기 캐리어의 측면(11)에 제공되고 상기 이송 방향(T)으로 연장되는 알루미늄 플레이트를 포함하는,
    자기 부상 시스템을 위한 캐리어(10).
  13. 진공 챔버(101);
    상기 진공 챔버에서 물체를 운반하기 위한 캐리어(10); 및
    이송 방향(T)으로 상기 캐리어를 이송하기 위한 자기 부상 시스템을 포함하고,
    상기 자기 부상 시스템은:
    상기 진공 챔버의 캐리어 이송 공간(15)에 상기 캐리어를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120, 220); 및
    상기 이송 방향(T)으로 상기 캐리어를 이동시키기 위한 구동 유닛(130) ― 상기 구동 유닛은 상기 캐리어 이송 공간에 대해 측면으로 배열된 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함함 ― 을 포함하고,
    상기 캐리어는 물체를 운반하기 위한 홀딩 디바이스(17) 및 상기 캐리어의 측면(11)의 하부에 배열되는 상기 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)을 포함하고,
    상기 홀딩 디바이스(17)는 상기 측면(11)의 상부에서 상기 물체를 홀딩하도록 구성되고, 상기 측면(11)은 이송 동안에 본질적으로 수직으로 배향되는,
    진공 시스템.
  14. 진공 챔버에서 이송 방향(T)으로 캐리어를 이송하는 방법으로서,
    자기 부상 시스템의 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120, 220)을 사용하여 상기 진공 챔버의 캐리어 이송 공간에서 캐리어를 부상시키는 단계; 및
    구동 유닛(130)으로 상기 캐리어를 상기 이송 방향으로 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 구동 유닛은, 상기 캐리어에 대해 측면으로 배열된 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함하고, 상기 고정자 부분은 본질적으로 수직으로 연장하는 상기 캐리어의 측면(11)의 하부에 배열된 상기 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)과 상호작용하도록 구성되고,
    상기 캐리어는 물체를 운반하기 위한 홀딩 디바이스(17)를 포함하고, 상기 홀딩 디바이스(17)는 상기 측면(11)의 상부에서 물체를 홀딩하도록 구성되는,
    진공 챔버에서 이송 방향(T)으로 캐리어를 이송하는 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 캐리어는, 적어도 하나의 제1 영구 자석(141)을 포함하는 자기측 안정화 디바이스(140)를 사용하여 상기 이송 방향(T)에 수직인 측면 방향(L)으로 안정화되는,
    진공 챔버에서 이송 방향(T)으로 캐리어를 이송하는 방법.
  16. 제14 항 또는 제15 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 자기 부상 유닛들(220)은 적어도 하나의 영구 부상 자석(221)을 포함하는,
    진공 챔버에서 이송 방향(T)으로 캐리어를 이송하는 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 캐리어는 수직 방향(V)으로 수동적으로 부상되고 상기 측면 방향(L)으로 수동적으로 안정화되는,
    진공 챔버에서 이송 방향(T)으로 캐리어를 이송하는 방법.
  18. 캐리어(10)를 이송 방향으로 이송하기 위한 자기 부상 시스템(100)으로서,
    상기 캐리어(10)를 홀딩하기 위한 하나 이상의 자기 부상 유닛들(120, 220); 및
    상기 캐리어(10)를 상기 이송 방향(T)으로 이동시키기 위한 구동 유닛(130)을 포함하고,
    상기 구동 유닛(130)은, 본질적으로 수직으로 연장하는 상기 캐리어의 측면(11)의 하부에 배열된 비동기 선형 모터의 이동자 부분(182)과 상호작용하도록 구성되고 캐리어 이송 공간(15)의 하부(16)에 대해 측면으로 배열된 상기 비동기 선형 모터의 고정자 부분(132)을 포함하고,
    상기 캐리어의 홀딩 디바이스(17)는 상기 측면(11)의 상부에서 물체를 홀딩하도록 구성되는,
    캐리어(10)를 이송 방향으로 이송하기 위한 자기 부상 시스템(100).
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