基片处理系统的制作方法

基片处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基片处理系统，该基片处理系统包括：至少一个基片加载和卸载区域，其用于将至少一个基片加载到该基片处理设备以及从该基片处理设备卸载至少一个基片；至少一个可抽真空的处理室；至少一个承载装置，利用该承载装置，能够借助于至少一个载体运输区域中的载体运输装置将至少一个基片运输到至少一个处理室；所述基片处理系统还包括位于至少一个处理室与载体运输区域之间的至少一个气密式封闭装置以及位于基片加载和卸载区域与载体运输区域之间的至少一个气密式封闭装置。本发明的目的在于提出一种基片处理系统，该系统由于高的处理纯度而能够进行高质量的基片加工，并且还由于大的基片输送量而适合于大规模生产。该目的通过以上所提及的类型的基片处理系统得以实现，其特征在于，基片加载和卸载区域与载体运输区域之间设置有基片转载区域，该基片转载区域具有基片转载装置，该基片转载装置用于将至少一个基片从可设置在基片加载和卸载区域中的至少一个基片盒转载到至少一个承载装置上，在基片盒中，基片能够布置在该基片盒的不同的水平盒平面中，承载装置用于将至少一个基片保持在水平的承载平面中。基片转载区域能够相对于基片加载和卸载区域以及相对于载体运输区域以气密的方式封闭。
【专利说明】基片处理系统
[0001] 本发明涉及一种基片处理设备，该基片处理设备包括：至少一个基片加载和卸载 区域，用于以至少一个基片来加载和卸载该基片处理设备；至少一个可抽真空的处理室； 至少一个承载装置，利用该承载装置能够借助于在至少一个载体运输区域中的一个载体运 输装置将至少一个基片运输到至少一个处理室；在所述至少一个处理室与所述载体运输区 域之间的至少一个气密式封闭装置；以及在所述基片加载和卸载区域与所述载体运输区域 之间的至少一个气密式封闭装置。
[0002] 在现有技术中已知连续式涂覆设备，该设备例如用于大规模生产太阳能电池。为 了进行涂覆，将多个（例如42个）太阳能电池基片在一平面中放置在承载装置上，并且在 连续地利用该设备的同时在该连续式设备中进行涂覆。独立的涂覆区域在此例如利用气幕 彼此隔离。太阳能电池技术中的发展通常也导致对设备工艺的更高要求，例如在基片处理 设备的处理纯度方面。用常规的连续式设备难以满足这种不断增长的要求。
[0003] 在现有技术中还已知满足提高的纯度要求的不同类型的基片处理设备。一种此类 的基片处理设备是间歇式坚直炉（Batch-Vertikal-Ofen)，这是由微电子行业已知的。在间 歇式炉中使用了晶舟（Boot)作为基片的承载装置。在晶舟中放入了多个基片，例如150个 晶片。基片在晶舟中彼此平行并彼此间隔开。在一些间歇式炉中，晶舟在晶舟运输室内利 用晶舟运输机构能够水平地和坚直地移动，并且能够引入到处理室中，该处理室也被称为 炉管。在此，该处理室在一些炉中以真空密闭的方式闭合。有时间歇式炉在基片加载和卸 载区域与晶舟运输室具有气密式封闭装置。间歇式炉的问题在于，它通常仅适合于热加工 而不适合电浆辅助的基片加工。此外，晶舟中的晶片堆栈具有较大的热尺度，这样使得在间 歇式炉中要承受相对长的加热和冷却时间。
[0004] 另一设备类型由文件W0 2011/148924 A1是已知的。在此种设备类型中，分别将 六个晶片彼此平行且彼此间隔开地、直立地布置在晶片载体上。这个晶片载体从一锁定室 通过抽空的晶片载体运输室而行进到方形的涂覆室中。在涂覆室中进行电浆辅助的涂层沉 积。这种设备类型的问题在于（除其它之外），同时只能在一个室中加工六个基片并且因此 仅实现相对较低的生产速度。
[0005] 因此本发明的目的在于，提出一种基片处理设备，该设备通过提供高品质的处理 单元而允许高质量的基片加工，并且它在此还由于较大的基片输送量而适合于大规模生 产。
[0006] 该目的通过开始所限定的类型的基片处理设备得以实现，其特征在于，该基片加 载和卸载区域与该载体运输区域利用一基片转载区域来联接，该基片转载区域具有至少一 个基片转载装置用于将至少一个基片从至少一个可设置在该基片加载和卸载区域中的基 片盒（在基片盒中基片能够布置在基片盒的不同的水平盒平面中）转载到该至少一个承载 装置上（利用该承载装置能够保持该至少一个基片处于水平的承载平面中），其中该基片 转载区域能够相对于该基片加载和卸载区域气密地封闭。
[0007] 根据本发明的基片处理设备具有基片加载和卸载区域，能够将基片盒引入该区域 中并从其中取出。在此，该基片加载和卸载区域可以不仅设置为用于加载而且还用于卸载。 然而还有可能设置多个彼此分离的基片加载和卸载区域，其中例如在连续式设备的开始处 设置基片加载区域，并在连续式设备的结束处设置基片卸载区域。在基片盒中，多个平面式 的基片被布置成在水平位置的不同的盒平面中彼此平行。
[0008] 基片转载区域与该基片加载和卸载区域相联接。在此，在基片加载和卸载区域与 基片转载区域之间设置有气密式封闭部，该封闭部形成了对大气中杂质的屏障，该屏障防 止杂质在处理室中的滞留并且因此实现了基片处理设备中更高的纯度。
[0009] 在基片转载区域中，来自基片盒的基片转载到设置于载体运输区域中的承载装置 上或者从承载装置上转载到基片盒中。根据基片大小，在承载装置上放置数量不等的基片。 在尺寸大于五分米的非常大的基片的极端情况下，在承载装置上还可以仅设置基片。
[0010] 利用在基片转载区域与基片加载和卸载区域之间的气密封闭，基片转载区域形成 了在基片加载和卸载区域与载体运输区域之间的一锁定（Schleuse)。此外，气密式封闭允 许基片转载区域在与基片加载和卸载区域的压力不同的压力下工作。由此能够在基片转载 区域中实现不同的措施，用于提高基片处理设备中的纯度。例如能够在基片转载区域中实 行清洗循环（Spiilzyklen)。
[0011] 在本发明基片处理设备的一有利的实施方式中，基片转载区域能够用惰性气体填 充。利用惰性气体的填充，在基片转载区域中，一限定的且干净的气氛为主导，这种气氛主 要利用所使用的惰性气体的纯度来确定。利用惰性气体的化学不活跃性，能够避免基片上 的表面变化。例如在太阳能电池基片的情况下，由此能够实现较高的表面质量，例如在较大 的电荷载体使用寿命下可测量的。然而，替代性地，基片转载区域还可以填充有真空或反应 活性气体，例如合成气体。
[0012] 在本发明的基片处理设备的一特别佳的设计中，承载装置具有在基片承载行与基 片承载列中布置在承载平面内的基片簇（Substratnester)，并且承载装置能够在基片承载 行的方向和/或基片承载列的方向上移动。首先，在更广泛使用正方形基片的情况下，利用 以行列的布置，充分利用了承载装置的可用表面，这样能够实现高输送量。行列中的直线式 布置也是特别简单的，这样能够相应简单地构造在基片转载装置中设置的基片运输机构， 以实现处于基片承载行和基片承载列中的基片簇。由基片承载行和基片承载列的正交布置 造成了直角的承载装置，该承载装置被设置为优选的是用于在基片承载行方向和/或基片 承载列方向上直线移动。在连续式设备中，基片载体运输通常仅在一个方向上进行，也就是 说要么在基片承载行方向上要么在基片承载列方向上。在集群型设备（Clusteranlagen) 中，其中在基片承载行方向和基片承载列方向上存在围绕一基片转载区域的多个加工模 块，承载装置可以在两个方向上，也就是说在基片承载行方向并且在基片承载列方向上移 动。基片簇实现了在承载装置上基片的可靠存放以及基片的侧向引导，这样使得基片在承 载装置移动时不滑动。
[0013] 根据本发明的基片处理设备的一有利的设计，基片转载装置在该载体运输区域上 具有一能够平行于承载装置设置的基片存放平面，由该基片存放平面，可以用基片成行或 成列地全面地填充承载装置。基片存放平面是水平取向的并且设置在承载装置上方。基片 存放平面是一廉价的辅助手段，它允许基片在承载装置的一确切位置上存放并且定向。由 基片存放平面出发，可以简单快速地填充该承载装置。
[0014] 对应于本发明的基片处理设备的一种有益的实施方式，该基片转载装置具有至少 一个转载桥或一转载臂，其平行与该承载装置的至少一个基片承载行或基片承载列延伸， 以便用至少一个基片载入或卸载这个基片承载行或基片承载列。该转载桥或转载臂优选的 是设置在该基片存放平面中，或能够引入其中并从其中引出。借助于转载桥或转载臂能够 利用基片转载装置来实现所有的基片簇。利用转载桥或转载臂能够将承载装置的所有的基 片承载行或基片承载列彼此相继地放置，或者还可以用多个转载桥或转载臂平行地在该承 载装置的多个基片承载行或基片承载列处工作。
[0015] 不同基片承载行或基片承载列的寻址可以按不同方式进行。在一特别有益的例子 中，转载桥或转载臂能够沿基片承载列方向和/或沿基片承载行方向移动以便加载或卸载 该承载装置的其它的基片承载行或基片载体。
[0016] 优选的是，该基片转载装置具有至少一个非接触式基片操作装置，例如一超音波 辅助的齐默曼 _希尔普操作装置（Zimmermann-Schilp-Handling-Vorrichtung)。此类的基 片操作装置是在对基片具有较小的断裂危险时也能够可靠地操作极薄基片的操作装置。在 此，例如能够利用其重力或利用例如一下压-抽吸力而相对于利用超音波造成的气垫来压 迫基片，该气垫用作基片操作装置的间隔保持件。利用非接触式工作原理，有利地不在基片 上出现操作器压印（Handlerabdriicke)。此外，用此类的基片操作装置能够实现较高的转载 速度。与其它的操作装置（例如静电抓握器）不同，所提出的非接触式基片操作装置例如 不是在真空中工作而是需要较高的气密性以便形成作为这种操作器工作原理的基础的气 枕（Gaskissen)。所要求的气密性例如是在大气压下存在的。
[0017] 根据本发明的一优选实施方式，当基片盒与一升降系统联接以相应性地取出和放 回最上部的基片时，可以借助于该基片转载装置特别适合地将基片从该基片盒取出并且再 度引入其中。
[0018] 本发明基片处理设备的另一实施方式具有至少两个承载装置平面，其中处于该承 载装置平面中的多个承载装置可以彼此独立地移动。利用存在多个承载装置平面，提高了 基片处理设备的输送量。该独立的承载装置平面可以引申成多个基片加工平面。但是该多 个承载装置平面也可以，例如出于逻辑性原因，仅设置在基片处理设备的载体运输区域中。 在一个双向承载装置逻辑中，在存在多个承载装置平面时可以使一承载装置避开另一承载 装置，这样使得该承载装置能够在没有较长等待时间的情况下在基片处理设备中移动。
[0019] 基本上，除了上述多个承载装置平面之外，本发明之基片处理设备还可以具有多 个加载和卸载平面。
[0020] 特别有益的是，基片处理设备的该独立的承载装置平面是利用至少一个承载装置 升降机彼此相连的。借助于承载装置升降机，可以将至少一个承载装置带入到基片处理设 备的另一承载装置平面中。
[0021] 当仅出于在基片处理设备中避让的原因而设置上述多个承载装置平面时，更有利 的是，承载装置升降机构成除该承载装置运输平面之外的至少一个另外的承载装置平面。 由此，当一承载装置被运输时，可以将另一承载装置暂时放置在承载装置升降机上。在另一 实施例中存在三个承载装置平面，也就是说，主承载装置平面和至少一个在其上方以及至 少一个在其下方的承载装置平面。
[0022] 根据另一改进方案，本发明之基片处理设备具有至少两个与该载体运输区域相联 的、彼此上下布置的处理室。利用彼此上下布置的处理室，可以增大基片处理设备的生产能 力，例如使其加倍。相对于带有仅布置在一平面中的处理室的基片处理设备，本基片处理设 备的成本此时也增加，但成本的提高小于生产能力的提高。载体运输区域在此构成为，使得 对于承载装置而言所有处理室都是可到达的。
[0023] 在本发明之基片处理设备的有利的构造形式中，基片加载和卸载区域具有盒储存 器，在该储存器中可以设置至少一个基片盒，并且必要时可以与基片转载装置相联接。基片 盒的和承载装置的容量并非总是处于相对彼此的整数比例。在一例子中，基片盒具有的容 量是25个晶片，承载装置具有42个晶片的容量，也就是说，第二基片盒无法完全卸载到承 载装置上。因此，对于第二基片盒的剩余基片而言，有益的是，将该基片暂时放置在基片盒 中，并且从基片盒加载到另一承载装置上。在盒储存器中例如可以设置一正常的、单侧可开 放的基片盒，并且将其与基片转载装置相联接。作为替代，还可以在盒储存器中设置一特殊 的储存器盒。这个特殊的储存器盒可以例如具有以下优点，即它与基片盒不同，是两侧开放 的以便进行基片运输。
[0024] 尤其有利的是，盒储存器是可抽空的和/或可填充有惰性气体。该基片在生产过 程中暂时放置在盒储存器中。在此，同时要注意盒储存器中的基片的变化。此类效应能够 以如下方式抑制或至少最小化：将盒储存器用惰性气体填充或者抽空，或者将盒储存器用 抽空步骤和惰性气体填充步骤来清洗。
[0025] 在本发明之基片处理设备的另一构造实施方式中，载体运输区域具有至少一个控 温装置，也就是至少一个加热器和/或冷却器。可以出于提高基片的温度均匀性的原因和 /或为了提高基片加热速度或冷却速度而设置该加热器和/或冷却器。
[0026] 对应于本发明之基片处理设备的另一可能性，该设备具有一基片翻转装置。在该 基片处理设备中，例如可以实行一两侧式基片涂覆，其中在标准化的处理室中从一基片侧 进行涂覆。利用所提出的基片翻转装置，能够将基片旋转，从而将该基片的正面或背面带到 涂覆室的加工侧上。
[0027] 根据本发明之基片处理设备的另一实施方式，该基片翻转装置具有一基片盒旋转 装置。独立的基片的翻转在实践中是相对高耗费的。利用所提出的实施方式，基片翻转可 以更简单地实现，其中基片首先转载到基片盒中，然后将整个基片盒旋转并且随后将基片 再度转载。
[0028] 在本发明之基片处理设备的下一实施例中，在该基片处理设备的至少两个载体运 输区域之间设置有一基片转载站，用于将至少一个基片从一承载装置转载到另一承载装置 上。在这种变型中，基片运输部分地是借助于基片转载站进行的，其中基片在不同的设备部 分中在不同的承载装置上加工。这在以下情况是有益的：在一处理室中需要一种由这个处 理室中的基片加工来调节的承载装置。
[0029] 特别适合的是，本发明之基片处理设备具有一基片破损识别器和/或一基片破损 去除装置（Substratbruchbeseitigungsvorrichtung)。此类的基片破损去除装置可以例如 是一简单的基片破损抽吸器或也可以是带有抓握装置的机械臂。无法完全避免基片破损， 而是使其出现概率较小。在此，基片破损在某些情况下强烈地干扰基片处理设备中的生产 过程并且导致大量的生产损失。利用所提出的基片破损识别器和基片破损去除装置可以自 动识别基片破损并且去除其影响。还有利的是，仅存在一基片破损识别器或仅存在一基片 破损去除装置，因为由此能够更快地去除基片破损的影响。
[0030] 在本发明的基片处理设备的一特殊的实施方案中，该处理室中的至少一个可以利 用该承载装置相对于一处理模块而实体地关闭，在该处理模块中设置有这个处理室。在此 情况下，承载装置构成了该处理室的一壁、一底部或一侧壁。这是如下完成的：承载装置能 够借助于载体运输装置运输到达该处理室并且从处理室再次运输离开。
[0031] 优选的是，该装置构成该处理室的一底部。在此，承载装置借助于载体运输装置被 移动直到该处理室下方的一区域中，并且从此处借助于一提升装置坚直地向上压靠该处理 室，以便实现该处理室相对于包围该处理室的处理模块的一适当的实体性关闭。
[0032] 作为载体运输装置，在此可以有利地采用一辊运输系统。替代的载体运输装置是 例如线性电机运输系统、叉式运输系统（Gabeltransportsysteme)等等。
[0033] 根据本发明，该至少一个处理室包含一或多个用于加工基片的装置。优选的处理 设备在此是用于产生电浆的装置。此类的装置可以例如是平面式HF电极，该电极实施为气 体喷头。在此情况下，承载装置优选的是组成了一平行板布置的对电极。一般而言，本发 明所采用的处理室相应地拥有对运行所使用的处理设备以及基片加工所必需的所有介质 供应接口，如泵接口、电供应接口、气体供应接口、以及用于对控温装置进行供应的接口，等 等。
[0034] 对应于本发明之基片处理设备的另一可行实施方式，该设备具有至少一个处理模 块，该处理模块带有相应地至少一个处理室，其中在该至少一个处理模块与该载体运输区 域之间相应地设置有一运输模块，该运输模块可以相对于该处理模块并相对于该载体运输 区域而气密地封闭。因此运输模块中的基片可以为处理模块中后续的处理最优地进行预先 准备。此外，能够将运输模块中的、已经在处理模块中加工过的基片再度适当地匹配于载体 运输区域中的条件。为此可以在运输模块中设定适当的环境或者还有真空和/或适当的温 度。
[0035] 当在运输模块中设置有至少两个用于承载装置的平面时，此类的运输模块能够特 别有效地得以使用。以此方式，可以在不同的、典型地彼此上下设置的平面中例如同时或在 时间上错开地从一相邻的处理模块引入一承载装置，而同时在该运输模块的另一平面中将 另一承载装置预先准备好用于运输进入。
[0036] 在另一构造中，本发明之基片处理设备拥有至少两个处理模块，该处理模块各自 带有至少一个处理室，其中每个处理室配属有一专有的承载装置。在此，该载体运输区域优 选的是形成一用于处理模块的分离区域以及一用于相应地另一承载装置上的基片的交换 区域。
[0037] 下面借助附图更详细地说明本发明之优选实施方案、其构造、功能和优点，在附图 中：
[0038] 图1示意性示出了带有三个处理模块的本发明基片处理设备的实施方式；
[0039] 图2示意性地示出了本发明基片处理设备的另一设计的横截面；
[0040] 图3在俯视图中示意性示出了带有四个处理模块的本发明基片处理设备的一变 型，该设备构思为连续式设备；
[0041] 图4在俯视图中示意性示出了带有四个处理模块的本发明基片处理设备的另一 实施可能性；
[0042] 图5在俯视图中示意性示出了带有四个处理模块的本发明基片处理设备的另一 实例；
[0043] 图6在俯视图中示意性示出了带有四个多室处理模块的本发明基片处理设备的 一改进方案；
[0044] 图7示意性地示出了一可在本发明基片处理设备中采用的多室处理模块的横截 面；
[0045] 图8示意性地示出了一可根据本发明使用的多室处理模块的另一实施方式的横 截面；
[0046] 图9示意性地示出了一可根据本发明使用的多室处理模块的横截面；
[0047] 图10示意性地示出了本发明基片处理设备的另一变型的横截面；
[0048] 图11示意性地示出了本发明基片处理设备的一实施方式的横截面；
[0049] 图12示意性示出了处于高构造水平（Ausbaustufe)的本发明基片处理设备的实 施方式；
[0050] 图13示意性示出了带有线性成行布置的处理模块的本发明基片处理设备的一设 计；
[0051] 图14示意性示出了带有线性成行布置的处理模块的另一本发明基片处理设备；
[0052] 图15以俯视图示意性示出了本发明基片处理设备的另一实施变型；
[0053] 图16以俯视图示意性示出了实施为集群基片处理设备的本发明基片处理设备的 仍另一实施方式；
[0054] 图17以俯视图示意性示出了实施为集群基片处理设备的另一本发明基片处理设 备；
[0055] 图18以俯视图示意性示出了带有八个处理模块的本发明基片处理设备的一变 型。
[0056] 图1以俯视图示意地示出了根据本发明的基片处理设备1的一实施方案。此处， 基片3通过一基片加载和卸载区域2在基片盒13中引入到基片处理设备1中，并且在加工 后从基片处理设备1再度取出。基片加载和卸载区域2与一基片转载区域11相连，该基片 转载区域可以利用气密式封闭装置10与基片加载和卸载区域2分离。在基片转载区域11 中，借助于基片转载装置12在基片盒13与位于载体运输区域8中的承载装置7之间进行 基片3的转载。
[0057] 在图1所示的实施例中，承载装置7是所谓的带有基片簇的承载体，基片3插入其 中。该基片族布置在基片承载行和基片承载列中。在此，带有五个基片族的基片承载行是 可以由基片转载装置12控制的，而将基片承载行方向X上的基片3运输到该基片簇。为 此，基片转载装置12具有平行于承载装置7的基片承载行延伸并且布置在承载装置7的上 方的转载桥16或对应的转载臂，沿该转载桥或转载臂，基片3能够被运输到相应的基片簇。 为了加载所有的基片承载行，基片转载装置12可在基片承载列方向Y上移动。
[0058] 在图1所示的实施例中，基片转载装置12具有非接触式基片操作装置17,利用该 基片操作装置，可以将来自基片盒13的基片3非接触地取出并且通过转载桥16存放到承 载装置7上。适合作为此类基片转载装置17的是例如超音波辅助的齐默曼-希尔普操作 装置。然而还可以使用其它适合的基片操作装置，以便将基片3加载到承载装置7或者将 基片3再度从承载装置7取出。
[0059] 转载臂或转载桥16为此可以在气密式封闭装置10中断开并且拥有一种适合的移 动驱动器，据此实现让基片运输穿过封闭装置10。另一变型在于，该转载臂或转载桥16在 封闭装置10打开之后才能进入到载体运输区域9中。在另一变型中，还可以取消载体运输 区域9与基片转载区域11之间的封闭装置10。
[0060] 承载装置7可以在载体运输区域9中移动到在当前实施例中设置的三个处理模块 4中的每一个。在通过载体运输区域9延伸的用于承载装置7的载体运输装置8附近，该处 理模块4各自具有至少一个处理室5。在每个处理室5中可以例如实行另一种涂覆。
[0061] 每个处理模块4还可以配属有自己的承载装置7。这在以下情况是有利的，例如在 基片处理设备1的另外的处理模块4中进行加工，在该加工中并不能去除由承载装置7自 身导致的杂质滞留。因此，例如当在第一处理模块4中在添加掺杂剂进行第一涂覆并且在 另一处理模块4中执行的后续处理步骤中要沉积掺杂层时，可能会有问题。载体运输区域 9因此同时用作处理模块4的分离区域以及用作相应地另一承载装置7上的基片3的交换 区域。该独立的承载装置7因此还可以具有不同的温度。
[0062] 基片处理设备1还具有与该基片转载区域11相联接的盒旋转装置15,利用该盒旋 转装置可以旋转该基片盒13,这样例如在涂覆基片3的正面之后能够将基片3旋转并且随 后能够进行对基片背面的涂覆。
[0063] 载体运输区域9相应地利用气密式封闭装置10与处理模块4分离。由此能够用 与基片转载区域11不同的压力来驱动处理模块4。
[0064] 图2示意性地示出了本发明基片处理设备的另一变型1A的横截面。在此，相同的 参考号表示如在图1的上述基片处理设备1中相同或类似的组件，因此在其位置上将参考 以上的说明。同样的内容适用于对其他附图的说明。
[0065] 在基片加载和卸载区域2中，基片盒13处于图2中所不的工作实例。在基片加载 和卸载区域2中，在引入基片盒13之后首先利用抽空或清洗来制造清洁的且明确的气氛。 当在基片加载和卸载区域2中存在足够的清洁度时，气密式封闭装置10打开，并且基片盒 13被运输到基片转载区域11中。在基片转载区域11中，借助于基片转载装置12将基片3 从基片盒13转载到位于载体运输区域9中的承载装置7上。
[0066] 在图2中展示的实施例中，基片转载装置12具有非接触式、超音波辅助的基片操 作装置17,该基片操作装置被引导到转载桥16处。基片操作装置17可以，如上所述，非接 触地并且以较小的力来抓握基片3。在此，提升力例如利用负压通道中的负压来产生。非接 触式运输所需要的、距基片操作装置17的间距是利用超音波产生的气垫来保证的。所展示 的基片操作装置17由于原理的原因不能在真空下工作，而是仅在更高的压力下、例如在大 气压下工作。基片操作装置17没有在基片3上留下任何操作压印并且因此适合用于处理 基片3,该基片在两个基片侧上都具有功能性表面，为此存在较高的纯度要求。有利的是，基 片盒13与未展示的升降系统相连接以便相应地取出和放回最上部的基片3。
[0067] 用于加载的承载装置7利用载体运输区域9中的载体运输装置8运输到处理模块 4。在其中，承载装置7类似地借助于载体运输装置8移动到处理室5,在该处理室设置有基 片3的涂覆器。在此可以例如使用辊运输系统作为载体运输装置8。
[0068] 在所示的实施例中，在处理模块4中，承载装置7由提升装置14从载体运输装置 8举起并且用作处理室5的底部。在此，在处理室5关闭时，承载装置7的位置是利用图2 的处理模块4中的虚线描绘的。在基片3于处理室5中加工之后，与加载过程相反地将基 片3再度卸载。
[0069] 图3示意性示出了本发明的基片处理设备1B的改进的版本，其具有四个处理模块 4。基片处理设备1B被构思为连续式设备，其中在图示的左侧加载基片盒13。随后基片3 通过基片处理设备1B。最终将带有加工后的基片3的基片盒13在图示的右侧卸载。
[0070] 在基片处理设备1B中，在基片转载区域11中放置有两个承载装置7。利用基片转 载装置12,能够在基片盒13与承载装置7之间运输基片并且还能够在两个承载装置7之间 运输基片。在这两个载体运输区域9之间布置有基片盒旋转装置15 '，在该装置中，在所示 实例中能够同时旋转三个基片盒13,这样，基片侧能够从下向上旋转或反之亦然。
[0071] 此外，图3中的基片处理设备1B具有多个基片破损识别器20,利用该识别器可以 光学地识别受损的基片3。当确定有易产生破损的或断裂的基片3时，可以借助于同样存在 的基片破损抽吸器将这个有缺陷的基片3立即吸走，这样不会实质上干扰生产过程。在基 片加载和卸载区域2处，相应地布置有两个盒储存器19。在盒储存器19中能够暂时储存基 片3,例如在基片盒13与承载装置7的容量不同的情况下发生的。
[0072] 图4在俯视图中示意性示出了带有四个处理模块4的本发明基片处理设备的另一 实施方式1C。在图4的变型中，基片处理设备1C具有两个彼此分离的载体运输区域9,在 该区域处分别布置有在基片承载行方向X上的处理模块4和在基片承载列方向Y上的处理 模块4。在载体运输区域9中分别有承载装置7,该承载装置能够相应地借助于基片转载装 置12用基片3供应。在所示的实施例中，设置有基片转载区域11，在该区域中，基片转载 装置12的转载桥16可以在承载装置7的基片承载列方向Y上移动，以便能够将承载装置 7的所有基片簇用基片3覆盖或者将基片3从基片簇上再度接收。
[0073] 在此，可以在基片处理设备1C中加工带有多个基片3的承载装置7,要么在这两个 处理模块4中相继地进行加工，要么使用两个承载装置7,这两个承载装置以摆动体工作方 式（Pendelbetrieb)来驱动，其中设置为同时进行在一处理模块4中对加载有基片3的承 载装置7的加工和到另一承载装置7上的转载过程。
[0074] 基片3在图4的基片处理设备1C中首先被引入基片加载区域2 '。在此阶段，基 片3仍然处于基片盒13之内，在该基片盒中，基片3布置在该基片盒13的不同的水平的盒 平面中。基片盒13后续地在穿过可气密地封闭的锁定部之后引入到基片转载区域11中， 在此处，基片盒13可以沿图4中箭头所标注的基片承载列方向Y行进。在此，借助于基片 转载装置12,在使用转载桥16的情况下将位于基片盒13中的基片3分配到承载装置7上。 加载有基片3的承载装置7中的至少一个后续地借助载体运输装置8 (在图2中示例性示 出）引入该处理模块4之一，以便能够在位于其中的处理室中进行加工。加工例如可以是 层涂覆，然而也可以是电浆处理、蚀刻步骤、温度处理和/或另一适合的处理步骤。
[0075] 在基片处理设备1C中，例如在两个于左侧示出的处理模块4中完成一基片侧的加 工之后，基片3借助于位于这两个载体运输区域9之间的基片盒旋转装置15而被旋转。随 后在图4右侧示出的两个处理模块4的另一个处理模块中，进行第二个基片侧的加工。最 终基片3转载到基片盒13中，并且从在图4右侧示出的基片卸载区域2 "卸载到基片处理 设备1C之外。
[0076] 图5在俯视图中示出了带有四个处理模块4的本发明基片处理设备的另一替代实 施方式ID。在基片处理设备ID中，平行于基片承载行，在载体运输区域9附近的两侧分别 布置有两个处理模块4。该处理模块4中的两个被设置为用于基片3的正面涂覆，而处理模 块4中的另两个被确定为用于当基片3在基片盒旋转装置15 '中翻转之后进行背面涂覆。
[0077] 基片处理设备1D不是连续式设备，而是基片3在此利用唯一的基片加载和卸载区 域2进行加载和卸载。在此，类似于前述的实例，基片3首先在基片盒13中被引入到基片 处理设备1D，然后在使用基片转载装置12的情况下从基片盒13放置到至少一个承载装置 7上。借助承载装置7,基片3随后可以按平躺在承载装置7上的方式被引入到该处理模块 4中的至少一者中，以便能够在位于其中的处理室内进行处理。在完成对基片3的处理后， 对应的承载装置7再度借助于所使用的载体运输装置从处理模块4运输出来。由此，再度 在使用载体运输装置的情况下，可以将对应的承载装置7例如运输到位于该载体运输区域 9的另一侧上的处理模块4。在该另一处理模块4中同样具有在图5中未展示的处理室，在 该处理室中能够使基片3经受另一处理步骤。在基片3的这个加工之后，平躺在承载装置 7上的基片在此供应到载体运输区域9中，并且然后能够例如借助于基片转载装置12再度 引入到对应的基片盒13中。
[0078] 如在图5中可以看到的，在这两个载体运输区域9之间可以设置基片转载站29,用 于将基片3从一承载装置7转载到另一承载装置7上。基片转载站29在此可以类似于上 述基片转载装置12的方式构造，并且由此非接触地从一承载装置7接收基片3、沿着承载装 置7上方的转载臂或转载桥16行进，并且然后将基片3存放在另一承载装置7上。
[0079] 在基片处理设备1D中，对应于在这四个处理模块4中较高的生产速度，为基片转 载区域11中的两个承载装置7各自设置两个平行工作的基片转载装置12。
[0080] 图6示出了本发明的基片处理设备1E的另一可能性的俯视图，其具有四个多室处 理模块6。在该多室处理模块6中的每一个处理模块中有彼此叠置地处于坚直堆栈中的两 个处理室5。在本发明的另一未展示的实施例中，还可以在多室处理模块6中设置彼此叠置 的多于两个处理室5。另外在图6中所示的多室处理模块6也可以用简单的处理模块5来 替代，例如像在先前所述的附图中所示。
[0081] 在载体运输区域9与多室处理模块6之间相应地布置有运输模块18。运输模块 18相应地利用真空密封的门或封闭装置在一侧与所配属的多室处理模块6分离并且另一 侧与载体运输区域9分离。在运输模块18之内，可以例如对在相应的多室处理模块6中有 待处理或已经处理过的基片3采取加热或冷却措施。此外，必须在运输模块18中设置适当 的气氛。运输模块18可以被抽空。
[0082] 在运输模块18的内部可以设置图6未示出的承载装置升降机，利用它可以将相应 的承载装置7带到一对应于在多室处理模块6中的相应处理室5的水平上，平躺在承载装 置7上的基片3应在该处理室中进行处理。此外，还可以借助于承载装置升降机将承载装 置7带到另一平面上，在该平面中相应的承载装置7例如错过在被运输到另一承载装置平 面的另一承载装置7处而移动（vorbeiwegt)。
[0083] 图7示意性示出了可在图6的示例性实施方式中应用的多室处理模块6的截面 图。在此处提出的实施例中，多室处理模块6包含两个坚直地彼此上下布置的处理室5。在 另一未展示的实施变型中，多室处理模块6还可以具有多于两个的处理室5。
[0084] 在图7中所提出的处理室5的情况下，承载装置7用作处理室5的底部。图7中 的上部承载装置7展示为处于正在载体运输装置8中使用的辊运输系统上进行运输的过程 中的状态。在这个状态下，上部处理室5的底部和上部处理室5是相对于处理模块6开放 的。下部的承载装置7相反地封闭下部处理室5,其中由提升装置14将其压靠在下部处理 室5上。多室处理模块6是可封闭的室，它相对于环境并且相对于该基片处理设备1E的相 邻的模块而言是可以封闭的。
[0085] 图8示意性示出了可在图6的基片处理设备1E中应用的另一多室处理模块6'的 截面。与图7所示的处理模块6不同，处理模块6'针对每个处理室5包含可封闭的隔离室 25。可封闭的隔离室25可以例如设置为额外的隔离阶段以获得处理室5与外界大气的更 好的热和化学退耦。在另一应用情景下，隔离室25还可以设置为用于处理室5的清洁过程 的辅助装置，其中在一关闭的隔离室25中，当处理室5开放时用蚀刻电浆来清洁降低的承 载装置7。在该承载装置7的降低的位置中，与关闭的处理室5相反，承载装置7的边缘区 域也连带被清洁。隔离室25在此阻止了清洁气体向处理模块6 '中扩散。
[0086] 处理室5在此优选包含一个或多个用于产生电浆的装置。此类的装置可以例如是 平面式RF电极，该电极实施为气体喷头。在此情况下，承载装置7优选构成平行板布置的 配对电极。处理室5因此还包含所有必需的介质供应接口，如泵接口、电供应接口、气体供 应接口和用于控温的装置。
[0087] 图9示意性示出了具有多室处理模块6的本发明基片处理设备1E的剖视图。多 室处理模块6可以例如像在图7中的进行构造。请参见上面的说明。图9中详细显示了运 输模块18的实施例。在所示的运输模块18中，存在两个用于承载装置7的运输平面，该运 输平面利用简绘的运输辊26来标记。从运输模块18中的这两个运输平面可以将承载装置 7在该多室处理模块6的两个运输平面上运输。利用承载装置升降机28,可以使承载装置 7在这两个运输平面之间行进。运输辊26在此可以在其轴线方向上移动，以便释放承载装 置7进行提升移动所需要的空间。运输模块18此外具有至少一个加热和/或冷却装置，例 如像加热板、辐射加热器和/或冷却机组，用于加热和/或冷却承载装置7。运输模块18配 属于载体运输区域9,并且由此产生了在基片转载区域11与多室处理模块6之间的连接。
[0088] 图10和图11示意性示出了本发明基片处理设备1F和1G的横截面。基片处理设 备1F和1G具有多个处理模块4,该处理模块各自包含一处理室5。与基片处理设备1F不 同，基片处理设备1G具有用于包裹处理室5的隔离室25。两个基片处理设备1F和1G具 有运输模块18 '，该运输模块相应地仅具有一个运输平面，该运输平面利用所展示的运输 辊26而可见。该运输模块18 '构思为用于操作两个承载装置7。虽然一个承载装置7可 以位于该运输平面内，但第二个承载装置7可以暂时储存在承载装置升降机28上。利用这 种暂时储存，可以使承载装置7在载体运输区域9中的等待时间最小化。但是，一般而言， 还可以在承载装置升降机28中提供更多位置用于暂时储存。
[0089] 图12示意性示出了具有八个多室处理模块6的另一本发明的基片处理设备1H。 基片处理设备1H对应地具有16个处理室并且拥有相应高的生产输送量。载体运输区域9 在所示的实施例中相应地与四个基片转载装置12相联接，以便保证这个基片处理设备1H 中的逻辑要求。
[0090] 图13中以俯视图示意性地显示了本发明基片处理设备II的另一实施方式。基片 处理设备II具有运输模块18 '、处理模块4 '和处理模块4的两个线性成行布置。处理模 块4 '在此在两侧实施有可封闭的通道，用于通向承载装置7。处理模块4、4 '的线性成行 布置是对于本发明基片处理设备的构造的一相对简单的可能性。在处理模块4、4 '的线性 成行布置中必须考虑的缺点是，在运输承载装置7时更高的逻辑花费。
[0091] 有利的是，在运输模块18、18'中包含有用于承载装置7的多个平面。因此在一锁 定过程中，可以同时或者相继地在气氛和真空中交换多个承载装置7,并且由此降低所产生 的将运输模块18、18 '通风或抽空的次数。
[0092] 在图14中示出了带有线性成行布置的处理模块4 '的另一本发明基片处理设备 1J。基片处理设备1J是相对于基片处理设备II通过承载装置储存器23而改进的，该承载 装置储存器联接在外部的处理模块4'上。承载装置储存器23能够暂时储存承载装置7并 且由此减少在运输承载装置7时逻辑的等待时间。
[0093] 图15中以俯视图显示了本发明基片处理设备1K的另一可能性。借助基片处理设 备1K示出了用于本发明基片处理设备的其它实施可能性。所示的基片转载装置12没有构 成为转载桥的形式而是利用一转载机器人24构成。转载机器人24具有一可旋转的且可直 线伸出的机械臂，该机械臂可以达到一承载装置7上的所有基片3。此外，基片处理设备1K 具有两个运输模块18 "，该运输模块具有一承载装置升降机28以及用于承载装置7的缓 冲器。运输模块18"使得承载装置7的运输不仅能在基片承载行方向X上也能在基片承载 列方向Y上进行。在基片处理设备1K中，在运输模块18 "处，在基片列方向Y上分别布置 有两个处理模块4。相反地，载体运输区域9在运输模块18 "处沿基片承载行方向X布置。 处理模块4还可以实施为多室处理模块。这个实施方式通常还可以与运输模块18"相结合 地应用在下面说明的本发明基片处理设备的变型中。
[0094] 仍然有利的是，在载体运输区域9中还使用了其它的机器人，例如用于提高基片 输送量或还用于去除基片破损。
[0095] 在图16和图17中以俯视图示意性示出了本发明基片处理设备1L和1M的其它实 施可能性。基片处理设备1L展示了一实施方式，其中承载装置储存器23直接与载体运输 区域9相联接。相反，基片处理设备1M表明了在运输模块18 "处联接承载装置储存器23 的可能性。
[0096] 图18以俯视图示意地示出了另一根据本发明的基片处理设备1N。基片处理设备 1N是连续式设备，该设备在垂直于基片3穿过基片处理设备1N的通过方向的方向上具有 较小的宽度。这个较小的宽度通过在基片承载列方向Y上将处理模块4布置在运输模块 18 "处而实现。
[0097] 所示的实施例显示，本发明的基片处理设备1、1A至1N可以是截然不同地设计的。 除了所示的实施例之外，本领域技术人员还可以基于本发明说明书和他的专业知识而容易 地设计其它的、在此未展示的实施方式以及所示实施例的组合。
【权利要求】
1. 一种基片处理设备（1，1A··· IN)，该基片处理设备包括： 至少一个基片加载和卸载区域（2)，其用于将至少一个基片（3)加载到所述基片处理 设备（1)以及从所述基片处理设备（1)卸载至少一个基片（3)， 能够抽空的至少一个处理室（5)， 至少一个承载装置（7)，利用该承载装置，能够借助于至少一个载体运输区域（9)中的 至少一个载体运输装置（8)将所述至少一个基片（3)运输到所述至少一个处理室（5)，以及 位于所述至少一个处理室（5)与所述载体运输区域（9)之间的至少一个气密式封闭装 置（10)，以及位于所述基片加载和卸载区域（2)与所述载体运输区域（9)之间的至少一个 气密式封闭装置（10)， 其特征在于， 所述基片加载和卸载区域（2)与所述载体运输区域（9)由基片转载区域（11)来联接， 该基片转载区域具有至少一个基片转载装置（12)，该基片转载装置用于将所述至少一个基 片（3)从能够设置在所述基片加载和卸载区域（2)中的至少一个基片盒（13)转载到所述 至少一个承载装置（7)上，在所述基片盒中，基片（3)能够布置在所述基片盒（13)的不同 的水平盒平面中，利用所述承载装置能够将所述至少一个基片（3)保持在水平的承载平面 中，其中，所述基片转载区域（11)能够相对于所述基片加载和卸载区域（2)气密地封闭。
2. 根据权利要求1所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片转载区域（11)能够用 惰性气体来填充。
3. 根据权利要求1或2所述的基片处理设备，其特征在于，所述承载装置（7)在承载平 面内具有布置在基片承载行与基片承载列中的基片簇，并且所述承载装置（7)能够在基片 承载行方向（X)和/或基片承载列方向（Y)上移动。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述载体运输装置 (8)具有辊运输系统。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片转载装置 (12)在所述载体运输区域（9)上具有平行于所述承载装置（7)设置的基片存放平面，能够 将基片（3)从该基片存放平面以成行或成列的方式全面地填充在所述承载装置（7)中。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片转载装置 (12)具有至少一个转载桥（16)或转载臂，该转载桥或转载臂平行于所述承载装置（7)的至 少一个基片承载行或基片承载列延伸，以便将至少一个基片（3)加载到所述基片承载行或 基片承载列或者从所述基片承载行或基片承载列卸载至少一个基片（3)。
7. 根据权利要求6所述的基片处理设备，其特征在于，所述转载桥（16)或所述转载臂 能够沿基片承载列方向和/或沿基片承载行方向移动，以便对所述承载装置（7)的其它基 片承载行或基片承载列进行加载或卸载。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片转载装置 (12)具有至少一个非接触式基片操作装置（17)。
9. 根据权利要求8所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片操作装置（17)是超音 波辅助的。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片盒（13) 借助于所述基片转载装置（12)与升降系统相联接，以便相应地取出和放回最上部的基片 ⑶。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备 (1)具有至少两个承载装置平面，其中，位于所述承载装置平面中的承载装置（7)能够彼此 独立地移动。
12. 根据权利要求11所述的基片处理设备，其特征在于，在所述承载装置平面中的至 少两个承载装置平面之间设置有承载装置升降机（28)，利用该承载装置升降机能够将至少 一个承载装置（7)带到另一承载装置平面中。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备 (1，1A…1N)具有至少两个处理室（5)，所述至少两个处理室与所述载体运输区域（9)相联 接并且是彼此上下布置的。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片加载和卸 载区域（2)具有盒储存器（19)，该盒储存器中能够设置至少一个基片盒（3)，并且必要时， 该盒储存器能够与所述基片转载装置（12)相联接。
15. 根据权利要求14所述的基片处理设备，其特征在于，所述盒储存器（19)能够被抽 空和/或能够用惰性气体填充。
16. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述载体运输区域 (9)具有至少一个控温装置。
17. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备 (1，1Α···1Ν)具有基片翻转装置。
18. 根据权利要求17所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片翻转装置是基片盒 旋转装置（15)。
19. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，在所述基片处理设 备（1，1Α···1Ν)的至少两个载体运输区域（9)之间设置有基片转载站（29)，该基片转载站 用于将至少一个基片（3)从一承载装置（7)转载到另一承载装置（7)上。
20. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备 (1，1Α…1Ν)具有基片破损识别器（20)和/或基片破损去除装置（21)。
21. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述处理室（5)中 的至少一个处理室能够借助于所述承载装置（7)而相对于其中设置有该处理室（5)的处理 模块（4,6,6 '）实体地关闭。
22. 根据权利要求21所述的基片处理设备，其特征在于，所述承载装置（7)构成所述处 理室（5)的底部。
23. 根据权利要求22所述的基片处理设备，其特征在于，所述处理室（5)具有构造成气 体喷头的HF电极，该电极与所述承载装置（7)共同形成平行板布置。
24. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备 (1，1Α…1Ν)具有至少一个处理模块（4,4 '，6,6 '），该至少一个处理模块各具有至少一个 处理室（5)，其中，在所述至少一个处理模块（4,4 '，6,6 '）与所述载体运输区域（9)之间 分别设置有运输模块（18,18 '，18 "），该运输模块能够相对于所述处理模块（4,4 '，6,6 '） 且相对于所述载体运输区域（9)气密地封闭。
25. 根据权利要求24所述的基片处理设备，其特征在于，在所述运输模块（18，18 '， 18 "）中设置有用于承载装置（7)的至少两个平面。
26. 根据前述权利要求中任一项所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备 (1，1A…1N)具有至少两个处理模块（4,4 '，6,6 '），所述至少两个处理模块各自具有至少 一个处理室（5)，其中，每个处理模块（4,4 '，6,6 '）配设有各自的承载装置（7)。
27. 根据权利要求26所述的基片处理设备，其特征在于，所述载体运输区域（9)形成 用于所述处理模块（4,4 '，6,6 '）的分离区域以及用于相应的另一承载装置（7)上的基片 (3)的交换区域。
【文档编号】H01L21/67GK104115264SQ201380008076
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年1月17日 优先权日:2012年2月6日
【发明者】J·迈, M·克尔 申请人:德国罗特·劳股份有限公司