专利名称：无尘室中逆转溅镀涂覆系统进料的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及逆转溅镀涂覆系统进料的装置以及方法。
背景技术：
我们的每天必需品所附属的大量科技装置在生产期间需要溅镀涂覆，我们可以在计算机硬盘、CD储存媒体以及LCD平面屏幕、溅镀轴承、现代热保护玻璃、镜子、商素发射器、或汽车头灯中发现这些层，所有这些有用的事情皆无法在没有利用溅镀的涂覆的情形下实现。英文用辞溅镀(“to sputter","sputtering")表示阴极溅镀程序，在此情形下， 氩离子撞击阴极(所谓的标靶)，在此，会出现500伏特的典型电压。当离子撞击时，原子自该阴极中释出，并聚集在周围，此则可导致层的成长，溅镀涂覆的重要构件是所谓的磁电管 (与磁力系统整合在一起的阴极)以及真空腔室(接收器腔室)。在许多情况下，要进行涂覆的材料是大玻璃片。当生产具有相对而言较大设计的平面屏幕时以及在量大时，也需要生产及进一步处理如此大型的、对冲击敏感的片状物。现在平面屏幕逐渐地取代老式的映像管屏幕，并且，也变得越来越便宜。它们所根据的是TFT/IXD技术，在此背景中，IXD(液晶显示器)表示在屏幕的个别像素中使用液晶，以及TFT代表薄膜晶体管。TFTs是非常小的晶体管组件，其控制液晶的方位，以及因此，液晶的光运输。平面屏幕显示器是由众多的像素所构成，每一个像素依序由对应于颜色红、绿、以及蓝的3个LCD细胞(子像素)所构成，一个(以对角线测量的)15寸的屏幕包含大约 800000个像素、或大约2. 4百万个IXD细胞。然而，光伏组件的生产也需要溅镀系统。现代的玻璃正面毫无争议地是现代建筑的象征，然而，在许多情形中，它们并不仅是结构的功能组件而已，而是在事实上也渐增地作为产生太阳能之用。定做的太阳能模块使其能够与建筑物框格以及外型精准地整合。除了半透明太阳能电池以外，具有透明区域的不透光太阳能电池也能让光伏镶嵌玻璃充满光线。在此，太阳能电池通常具有抵抗太阳以及强光的所需保护效果。如此的光伏系统的生产需要的操作条件正如主要在生产半导体以及积体电子电路时为习知的那些。然而，在生产光伏系统时，这些所谓的无尘室条件却额外地使得掌控具有大表面积的冲击敏感玻璃片变得必须。光伏组件以及TFT屏幕两者的生产需要所谓的无尘室。无尘室、或超净室(ultraclean room)，是落尘粒子的浓度受到控制的房间，其所建构以及使用的方式是，导入房间的粒子数量、或是在房间中所产生以及沉淀的粒子数量尽可能的小，并且，例如，温度、湿度、或空气压力等其它的参数，亦根据要求进行控制。然而，即使在超净室中，大屏幕的生产亦需要特殊的机器来掌控于此情形中所需要的大表面薄玻璃片。
为了这个目的，其主要有可能地是使用多轴工业机器手臂，在生产各种产品的技术中，多轴工业机械手臂技术的各种实施例的使用可由习知技术中收集得到。此型态的工业机械手臂大部分是用于大型大楼中运输庞大且笨重的负载，但亦可以具优势地用在生产较小的机器部件。在所有的情形中，重要地是，各自抓取操作、运输移动、以及安置操作等动作顺序的可再现精准度。在此，发生这些动作顺序的环境在许多情形下是不重要的，举例而言，最无关紧要地是，如此的一动作顺序造成的噪音发射、或是如此的一操作是否关连于灰尘的移动、或润滑剂的较多或较少泄漏，造成摩擦力的移动机器部件时无可避免的耗损亦对绝大多数的情形而言是不重要的。相较之下，当于具污染风险的环境中运作时，举例而言，在食品加工工业中、在制药工业中、或是甚至在于无尘室里进行的半导体生产中，就必须要考虑此种型态的自然后果。因此，EP 1 541 296 Al揭示一种使用于具污染风险环境中的操作器，例如，工业机械手臂，其在该操作器的驱动单元区域中具有一些可充以清除介质的清除室。如此之装置的例子中，其欲解决问题是，如何更进一步地发展该装置，以使得该操作器可以结构上简单的方式，以及因此，特别地是，以低成本的方式，而在一具污染风险的环境中安全地使用。 此问题是透过关连于多个驱动单元群组中每一个的专属清除室而获得解决(权利要求1)。虽然如此的工业机械手臂所欲使用的环境，对于污染更为敏感，以及因此，相较于正常环境，亦对设计架构有更高的需求，但此型态的特殊需求却无法与无尘室中所规定的条件相比较。DE 10 2007 009 924 Al更进一步揭示一连续涂覆系统，一种产生结晶薄膜以及太阳能电池的方法，以及一种太阳能电池。此已知的连续涂覆系统解决了提供适合沉积高质量结晶薄膜以及适合大量生产高质量结晶硅层的连续涂覆系统的问题，其中，必要处理步骤的数量不会非常高。此问题是通过一连续涂覆系统的方式解决，所述系统包括a)真空腔室，具有一供应开口，以供应待涂覆基板，以及排出开口，以排出已涂覆的基质；b)物理蒸气沉积单元，用于涂覆该基板的表面；C)激光结晶系统，以用于利用至少一激光光束同时照射基板表面的已于当前涂覆部分区域的至少一子部分区域；以及d)包括运输单元，用于将该基板朝馈通方向而自该供应开口运输至该排出开口， 以及用于连续地、或非连续地在其涂覆期间朝馈通方向移动该基板。然而，一些溅镀程序必须重复地施加具有不同、或相同成分的溅镀材料。为了这个目的，接着所必须的就是连续设置的多个不同的溅镀系统，但以空间的观点来看，它们需要相当大量的空间，相较之下，若不同的溅镀系统以空间上接近在一起的紧缩方式而进行配置时，则不仅是空间，能量同样可以获得节省。然而，在此情形中，待涂覆的基板为了要再次进入另一溅镀系统的区域中却必须要旋转。无法由DE 10 2007 009 924 Al的已知系统而推论出在相同溅镀系统中对相同基
板进行更新涂覆的运输装置。
DE 695 04 716 T2叙述一种适合高真空以及具有旋转单元的基板掌控装置，一基板载体被置入后者之中，且通过运送装置，例如，滚筒的方式，而被运输至单独的处理室。在此，并未明确地叙述用于对准该旋转单元的装置以及用于检查溅镀程序的侦测单元，再者， 该份文件亦未考虑到重复地提供具有不同、或相同成分的溅镀材料的问题。因此，DE 695 04 716 T2并未显示任何解决本发明所处理问题的建议。类似地，DE 197 15 151 Al叙述一种用于通过一旋转/推挤机制而将一基板载体
运输进入一处理室的装置。该份文件同样并未考虑到重复供应溅镀材料。DE 20 2008 004 228 Ul (出自于本案申请人)揭示在无尘室中于滚筒上运输的
基板载体。其中并未讨论如何定位欲进行重复溅镀程序的基板的特殊问题。
发明内容
因此，根据本发明的装置以及根据本发明的方法所处理的问题是，当在无尘室条件下运输大且薄的玻璃片至一溅镀系统以及自一溅镀系统运输大且薄的玻璃片时，如何致能可简单执行的旋转，为了重复供应溅镀材料而对第一溅镀程序以及对相同溅镀系统的更新供应的检查，或一生产系统的一些其它部分。此问题可通过根据权利要求1的装置以及根据权利要求6的方法而获得解决。根据本发明的装置于接下来以更详尽的方式进行叙述。
图1 其显示根据本发明的装置的透视图；图2 其显示根据本发明的装置的侧视图；图3 其显示根据本发明的装置的剖面图；图4 其显示一仰视图；以及图5 其显示位在不同导轨的集合中的根据本发明的装置。
具体实施例方式图1举例说明根据本发明的装置由可侦测基板晶圆侧的透视图，其实质上是由一框架结构所构成，其中，旋转单元的旋转基座1以及旋转单元的框架2标示于图1中。图2为根据本发明的装置的窄边区域侧视图，根据显示于图1中的旋转单元的该旋转基座1，可于中心发现位在该旋转单元内的转台4，其中，该旋转单元的一垂直支撑3在此举例说明中可分别配置在该转台4的左边以及右边，以及其中，右手边的垂直支撑标以相对应参考符号，该旋转单元的齿轮机构5描绘于该转台4的下方。在二个垂直支撑3的每一个中，都可发现对称于该转台4的中心线的运输滚筒驱动9，显示为剖面的运输滚筒载体8，以及设置在内部的运输滚筒7。正如可由图4中的举例说明看出一样，在每一侧上，仅一个滚筒7分别被提供具有运输滚筒驱动9，然而，较佳地是，四个运输滚筒7的每一个皆具有专用的运输滚筒驱动9(伺服驱动(serodrive))。图2的左手侧仅举例说明伴随着一基板晶圆19设置于其中的运输框架11的剖面。在此情况下，该运输框架11进入左手边运输滚筒7 (在此未标示)上的下部区域，并且， 于上部区域中受到其导轨12的引导，为了侦测该运输框架11在运输滚筒7区域中的位置， 在图2的左手侧，使用了后端位置传感器10，以及在右手侧使用了前端位置传感器6。由于在图2的举例说明中，分别的位置传感器是位在彼此的后方，所以，在每个情形中皆仅能显示一个传感器。在图2的右手侧，所举例说明的是固定于引导与固定装置的头端框架15上的后端固定圆柱13以及前端固定圆柱14，其在此并未固定一运输框架。为了清楚表示，并未于图 2的左手侧标示该些固定圆柱，侦测单元18位在一垂直支撑3的每一侧上，而正如可在图2 中举例说明的左手侧发现，其面对具有所抓住的一基板晶圆19的一运输框架11，该侦测单元18具有与一基板晶圆19 (在图2的举例说明中仅可见其高度)相同的面积，以及具有可检查先前溅镀程序结果的扫瞄组件，扫瞄组件能够以扫瞄器的方式操作、或是利用光技术检查一基板晶圆19的整体面积，在转台4下方所举例说明的是接触连接22，其一方面致能转动单元的未干扰旋转，以及另一方面确认该侦测单元18与传感器所供应的数据以及一般控制数据的无干扰传送。图3显示根据本发明的装置的纵向剖面图，除了已经叙述的转台4，整个面积的基板晶圆19，以及接触连接22，在此的举例说明显示该转动单元的转动框架载体20以及驱动 17，转动单元的已定义控制对转动传感器16而言是侦测转动角度所不可或缺。图4显示整个旋转单元的仰视图，此举例说明主要在于展现具有控制电缆以及供应电力用电缆的供应管21。图5显示根据本发明的装置位在导轨集合中，而运输框架11以及分别的基板晶圆 19是一起经由逆转溅镀系统沈用于进料的旋转单元而在导轨上运输，在此情形中，二轨离开导轨27首先将基板晶圆19引导至另一生产程序，接着，再将已完成最终溅镀程序的基板晶圆19再次引导至另一生产程序，该二轨导轨25将基板晶圆引导自以及至溅镀系统沈，所有的导轨皆具有规律间隔的运输滚筒7，在此，运输滚筒可成群、或者个别地驱动，为了清楚表示，在图5中并未举例说明运输滚筒7，由于溅镀系统沈以及因此导轨25与旋转单元之间的温度差异可以非常大，因此，传感器23以及M被提供于此点，在此情况下，传感器23 侦测导轨25与该旋转单元的分别导轨间的对准，传感器M额外地侦测导轨25的二个路径的热变形，相对应地，同样的情形亦可应用于分别运输框架11的引导轨道12的引导，省略了对于在此所需测量的分别举例，因为这对本领域具通常知识者而言为显而易见，所需要的校正是通过利用旋转单元的驱动17的精细调整而实行。图5的左下角所描绘地是另外的导轨27的实例，在此区域所描绘的双箭所举例说明地事实是，除了上述的导轨25 J6之外，甚至另外的导轨27也可受到根据本发明装置的操作，这相当的重要，因为为了在无尘室中获得无尘室条件导致了高成本，以及因此在如此的房间中空间总是短缺，所以，显示为较大系统的部分的旋转单元可额外地作为众多另外程序顺序的连结站，因此，让装载有大基板片19的运输框架11可精准且快速地对准不同方向导轨的可能性，是根据本发明的装置的很重要使用领域。综上所述，所叙述的测量确保了运输框架11可在不折曲如此的框架以及因此无损害基板晶圆19的风险下运输自以及至溅镀系统26。所叙述的动作顺序的复杂控制需要特殊的控制程序。
组件符号表
(1)旋转单元的旋转基座
(2)旋转单元的框架
(3)旋转单元的垂直支撑
(4)转台
(5)旋转单元的齿轮机构
(6)前端位置传感器(滚筒)
(7)运输滚筒
(8)运输滚筒载体
(9)运输滚筒驱动(伺服马达)
(10)后端位置传感器(滚筒)
(11)运输框架
(12)引导轨道
(13)后端固定圆柱
(14)前端固定圆柱
(15)引导与固定单元的头端框架
(16)转动角度及紧急停止传感器
(17)转动单元的驱动(伺服马达)
(18)基板晶圆的侦测单元
(19)基板晶圆
(20)旋转框架载体
(21)供应管
(22)接触连接
(23)侦测导轨对准传感器
(24)侦测热变形传感器
(25)导轨
(26)溅镀系统
(27)离开导轨
权利要求
1.一种逆转溅镀涂覆系统进料的装置，以用于重复地在无尘室中供应具有不同、或相同成分的溅镀材料，该装置包括下列特征a)运输框架(11)，用以接收一基板晶圆(19)；b)旋转单元，具有旋转所述运输框架(11)的装置，以及具有将所述运输框架(11)运输至不同导轨(25、27)上的装置；c)用以精准地使所述旋转单元对准所述溅镀涂覆系统的装置；d)侦测单元(18)，用以检查一溅镀程序；e)用以设置矩形运输框架(11)的装置，所述矩形运输框架(11)由在左边以及右边的上部区域中的后端固定圆柱(1 以及前端固定圆柱(14)、以及在左边以及右边的下部区域中二运输滚筒(7)上的拖架所组成，其中，每一个滚筒(7)皆具备专属伺服马达，以及机械移动部件以无发射方式包裹，且由抗磨损材质制成。
2.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，用于旋转所述运输框架(11)的装置由伺服马达(17)组成，连结侦测转动角度的传感器(16)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，用于运输所述运输框架(11)的装置由下部区域中配备有规则间隔运输滚筒(7)的导轨(25，27)组成，其中，在上部区域中以规则间隔安装的固定圆柱(13，14)利用所述运输滚筒(7)提供引导。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，用于精准地将所述旋转单元对准分别的所述导轨的装置是以多个传感器(23，24)所决定的测量数值作为基础而受控于所述旋转单元的驱动(17)的一精准调整，其中，所述传感器(23，24)额外地侦测所述导轨0 路径的热变形。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述基板晶圆(19)的定位额外地利用激光及/或相对应的传感器的方式进行监测。
6.一种逆转溅镀涂覆系统进料的方法，以用于重复地在无尘室中供应具有不同、或相同成分的溅镀材料，所述方法包括下列特征a)待涂覆基板晶圆(19)利用一运输装置运送进入运输框架(11)，以及接着进入旋转单元；b)矩形运输框架(11)通过位在上部区域中左边以及右边的二个固定圆柱(13，14)，以及在下部区域中左边以及右边的运输滚筒(7)上的拖架而设置于所述旋转单元中；c)所述运输框架(11)透过合并于所述旋转单元的所述框架中的驱动(17)的方式而进行旋转；d)所述运输框架(11)透过可在不同方向的多个导轨上引导的运输滚筒驱动(9)的方式而进行运输；e)经由所述旋转单元的所述驱动(17)，所述旋转单元透过所述传感器(23，24)的方式而精准地对准所述导轨05，27)；以及f)溅镀程序，利用侦测单元(18)的方式进行检查，其中，此至少存在于运输框架(11) 的每一个储藏所的所述旋转单元中，以及间隔组件可以扫瞄器的方式操作、或可以利用光技术检查基板晶圆(19)的整体面积。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基板晶圆(19)的定位额外地利用激光及/或相对应的传感器的方式进行监测。
8.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了获得无尘室条件，机械移动部件以无发射方式包裹以及由抗磨损材料制成。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述旋转单元，作为较大系统的部分，举例而言，在光伏模块的涂覆中，额外地作为众多另外处理顺序的连结站。
10.一种计算机程序，包括若其于计算机中执行时，实现权利要求6至9中任一项所述的方法步骤的程序代码。
11.一种机器可读取载体，包括计算机程序的程序代码，以在所述程序若于计算机中执行时，实现权利要求6至9中任一项所述方法。
全文摘要
本发明相关于一种在无尘室中逆转溅镀系统进料的方法及装置，特别是当涂覆一光伏模块时，具有下列特征a)一运输框架(11)，用以接收光伏模块的一基板晶圆(19)，b)一旋转装置，具有设置该运输框架(11)的装置，具有旋转该运输框架(11)的装置，以及具有运输该运输框架(11)的装置，c)用以使该旋转单元精准对准该溅镀涂覆系统的装置，d)一侦测单元(18)，用以检查一溅镀程序，以及具有执行程序步骤的程序代码的计算机程序。
文档编号C23C14/56GK102232043SQ200980145737
公开日2011年11月2日 申请日期2009年11月26日 优先权日2008年12月1日
发明者罗兰·弗朗茨 申请人:格林策巴赫机械制造有限公司