载体运输系统、磁稳定单元、载体和用于非接触式运输载体的方法与流程

本公开内容的实施方式涉及用于用磁悬浮系统运输载体、特别是用于承载大面积基板的载体的设备和方法。更具体地，本公开内容的实施方式涉及用于在基板处理设备中(例如，在真空沉积系统中)非接触式运输竖直取向的载体的设备和方法。特别地，本公开内容的实施方式涉及载体运输系统、磁稳定单元、载体和用于非接触式运输载体的方法。

背景技术：

1、用于在基板上进行层沉积的技术包括例如溅射沉积、物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)和热蒸镀。涂覆的基板可用于若干应用和若干技术领域中。例如，涂覆的基板可用于显示装置的领域中。显示装置可用于电视机屏幕、计算机显示屏、移动电话、其他手持装置等的制造来显示信息。典型地，显示器通过用不同材料的层叠堆涂覆基板来生产。

2、基板典型地在具有多个沉积源的真空沉积系统和其他基板处理设备中被涂覆。基板典型地沿轨道组件被运输而通过真空沉积系统，例如从第一沉积模块到第二沉积模块和/或到其他基板处理设备。基板可以基本上竖直取向被运输通过真空系统。

3、基板典型地由载体(即，用于承载基板的承载装置)承载。典型地使用载体运输系统(例如其中至少部分地由磁力固持载体的重量的磁悬浮系统)将载体运输通过真空沉积系统。磁悬浮系统可被配置为用于沿轨道组件输送承载基板的载体，该轨道组件在运输方向上延伸并限定用于载体的运输路径。

4、将载体准确地、平稳地运输通过真空系统是有挑战性的，特别是在载体在运输期间竖直取向时。可由辊支撑和/或移动载体。然而，因移动部分的摩擦而引起的颗粒产生可能导致制造工艺的劣化。用磁悬浮系统运输载体可减少颗粒产生，因为在移动部分之间的机械接触被减少了。例如，磁悬浮系统可包括产生载体悬浮力、即在竖直方向作用在载体上以用于保持载体的重量的磁力的磁悬浮单元。

5、磁悬浮系统的磁悬浮单元可被主动控制。换句话说，可基于测量的间隙宽度来主动控制由磁悬浮单元产生的向上悬浮力，以持续地确保载体与主动控制的磁悬浮单元之间的预定距离。然而，主动控制的磁悬浮单元通常是昂贵且复杂的，并且可能需要相当大的努力来为用于产生大磁悬浮力的大电磁体提供足够的冷却。此外，在处理期间载体的热致膨胀或收缩可能使载体的可靠位置控制变得有挑战性。

6、鉴于以上所述，提供一种用于悬浮和运输载体的改进的载体运输系统以及一种在真空系统中非接触式运输载体的改进的方法将是有益的，其克服了现有技术的至少一些问题。具体地，提供允许以减少的努力和提高的可靠性进行非接触式载体运输的载体运输系统将是有益的。

技术实现思路

1、鉴于以上所述，提供了根据独立权利要求的用于在真空腔室中沿轨道组件非接触式运输载体的载体运输系统、用于载体运输系统的磁稳定单元、用于由载体运输系统运输的载体和用于非接触式运输载体的方法。另外的方面、优点和特征从从属权利要求、说明书和附图中显而易见。

2、根据一方面，提供了一种用于在运输方向上沿轨道组件非接触式运输载体的载体运输系统。该载体运输系统包括：被动磁体布置，该被动磁体布置用于产生抵消载体的重力的载体悬浮力；主动控制的双向磁稳定单元，该主动控制的双向磁稳定单元被配置为有选择地在向上方向和向下方向上对载体施加磁稳定力来将载体保持在载体运输空间中的预定竖直位置处。

3、在一些实施方式中，磁稳定单元布置在第一纵坐标处，并且被动磁体布置的第一永磁悬浮单元布置在与第一纵坐标不同的第二纵坐标处，例如，距第一纵坐标有1m或更多的距离。

4、根据一方面，提供了一种用于载体运输系统的磁稳定单元，特别是用于如本文所述的载体运输系统的磁稳定单元。该磁稳定单元包括：至少一个电磁体，该至少一个电磁体用于作用在布置在该至少一个电磁体的两个极之间的导引空间中的载体的第一磁单元上；一组永磁体，该一组永磁体在导引空间的上区域和下区域中产生具有相反方向的磁场；间隙传感器；以及控制器，该控制器被配置为基于间隙传感器的信号来控制至少一个电磁体。磁稳定单元是主动控制的并被配置为有选择地在向上方向和向下方向上对载体施加磁稳定力来使载体保持在载体运输空间中的预定竖直位置处。

5、根据一方面，描述了一种用于由载体运输系统、特别是由本文描述的载体运输系统中的任一者运输的载体。该载体包括：保持区段，该保持区段用于以基本上竖直的取向在载体处承载要运输的对象；第一磁单元，该第一磁单元在第一纵坐标处从载体侧向突出并被配置为与主动控制的双向磁稳定单元磁相互作用；以及第二磁单元，该第二磁单元在第二纵坐标处布置在载体处并被配置为与产生载体悬浮力的第一永磁悬浮单元磁相互作用。要运输的对象可以是例如基板或掩模。

6、载体可任选地进一步包括以下项中的任一者：第三磁单元，该第三磁单元在第三纵坐标处布置在载体处并被配置为与驱动单元相互作用，该驱动单元被配置为在运输方向上沿轨道组件移动载体；以及第四磁单元，该第四磁单元在第四纵坐标处布置在载体处并被配置为与产生载体悬浮力的第二永磁悬浮单元磁相互作用。

7、根据一方面，提供了一种用于在真空腔室中将材料沉积在基板上的真空沉积系统。该真空沉积系统包括：真空腔室；根据本文描述的实施方式中的任一者的载体运输系统；以及沉积源，该沉积源布置在真空腔室中。任选地，根据本文描述的实施方式中的任一者的载体也可以是真空沉积系统的一部分。

8、根据一方面，提供了一种用于非接触式运输载体的方法。该方法包括：用被动磁体布置产生抵消载体的重力的载体悬浮力，该被动磁体布置可包括布置在第二纵坐标处的第一永磁悬浮单元；通过用布置在第一纵坐标处的主动控制的双向磁稳定单元有选择地在向上方向和向下方向上对载体施加磁稳定力来将载体稳定在载体运输空间中的预定竖直定位处；以及用布置在第三纵坐标处的驱动单元在运输方向上移动载体。

9、实施方式还涉及用于进行所公开的方法的设备并包括用于执行每个所描述的方法方面的设备部分。这些方法方面可借助于硬件部件、由适当软件编程的计算机、这两者的任何组合或以任何其他方式执行。此外，根据本公开内容的实施方式还涉及用于操作所描述的设备的方法和制造本文描述的设备和装置的方法。用于操作所描述的设备的方法包括用于进行该设备的每一功能的方法方面。

技术特征：

1.一种用于沿轨道组件(105)非接触式运输载体(10)的载体运输系统(100)，包括：

2.如权利要求1所述的载体运输系统，其中所述被动磁体布置(120)包括第一永磁悬浮单元(121)，所述第一永磁悬浮单元布置在第二纵坐标(v2)处，特别是在所述载体运输空间(102)上方，并且在所述第一纵坐标(v1)与所述第二纵坐标(v2)之间的距离(d1)为1m或更大。

3.如权利要求2所述的载体运输系统，其中所述被动磁体布置(120)进一步包括第二永磁悬浮单元(122)，所述第二永磁悬浮单元设置在第四纵坐标(v4)处，所述第一永磁悬浮单元(121)被配置为抵消所述载体的所述重力的第一部分，且所述第二永磁悬浮单元(122)被配置为抵消所述载体的所述重力的第二部分。

4.如权利要求1至3中任一项所述的载体运输系统，其中由所述被动磁体布置(120)产生的所述载体悬浮力(fl)对应于所述载体(10)的所述重力的100％或更多，特别是120％或更多。

5.如权利要求1至4中任一项所述的载体运输系统，进一步包括驱动单元(150)，特别是线性马达，所述驱动单元用于在运输方向(t)上沿所述轨道组件(105)移动所述载体，其中所述驱动单元(150)布置在第三纵坐标(v3)处，特别是在所述载体运输空间(102)下方。

6.如权利要求5所述的载体运输系统，其中在所述第一纵坐标(v1)与所述第三纵坐标(v3)之间的距离(d2)为30cm或更小。

7.如权利要求1至6中任一项所述的载体运输系统，其中所述磁稳定单元(140)侧向布置在所述载体运输空间(102)的一侧上并限定从所述载体(10)侧向突出的第一磁单元(14)的导引空间。

8.如权利要求1至7中任一项所述的载体运输系统，其中所述磁稳定单元(140)包括：

9.如权利要求8所述的载体运输系统，其中所述磁稳定单元(140)进一步包括一组永磁体(175)，所述一组永磁体在所述导引空间(175)的上区域和下区域中产生具有相反方向的磁场线。

10.如权利要求8或9所述的载体运输系统，其中所述至少一个电磁体(141)包括彼此堆叠且彼此面对布置的第一磁极(181)和第二磁极(182)，并且所述导引空间(148)设置在所述第一磁极与所述第二磁极之间。

11.如权利要求8至10中任一项所述的载体运输系统，其中所述磁稳定单元(140)可通过反转所述至少一个电磁体(141)的极性来在沿所述向上方向对所述载体(10)施加所述磁稳定力(fs)的第一控制状态(i)与在所述向下方向上对所述载体(10)施加所述磁稳定力(fs)的第二控制状态(ii)之间切换。

12.如权利要求8至11中任一项所述的载体运输系统，其中所述至少一个电磁体(141)包括在运输方向(t)上并排布置的第一电磁体(171)和第二电磁体(172)，其中所述第二电磁体(172)相对于所述第一电磁体(171)相反极化，使得

13.如权利要求12所述的载体运输系统，进一步包括一组永磁体(175)，所述一组永磁体布置在所述第一电磁体与第二电磁体之间，使得

14.一种用于载体运输系统、特别是如权利要求1至13中任一项所述的载体运输系统的磁稳定单元(140)，包括：

15.一种用于由载体运输系统(100)、特别是如权利要求1至14中任一项所述的载体运输系统运输的载体(10)，包括：

16.如权利要求15所述的载体，进一步包括以下项中的至少一者：

17.如权利要求16所述的载体，其中所述第二磁单元(15)布置在所述载体的在所述保持区段上方的头部部分处，并且所述第一磁单元(14)、所述第三磁单元(16)和所述第四磁单元(17)中的至少一者或多者在载体运输期间布置在所述载体的在所述保持区段下方的底部部分处。

18.一种非接触式运输载体的方法，包括：

19.如权利要求18所述的方法，其中(i)所述被动磁体布置的所述载体悬浮力(fl)、(ii)所述载体的重力和(iii)由所述驱动单元施加在所述载体上的竖直力分量(fc)在载体运输期间加起来基本上为零，并且由所述磁稳定单元(140)对所述载体施加的平均磁稳定力基本上为零。

20.如权利要求18或19所述的方法，其中所述载体基本上竖直地取向并具有1m或更大的竖直尺寸，所述被动磁体布置的第一永磁悬浮单元(121)与所述载体的头部部分磁相互作用，所述磁稳定单元(140)与所述载体的底部部分磁相互作用，并且所述驱动单元(150)与所述载体的所述底部部分相互作用。

技术总结
描述了一种用于沿轨道组件非接触式运输载体(10)的载体运输系统(100)。所述载体运输系统包括：被动磁体布置(120)，所述被动磁体布置用于产生抵消所述载体的重力的载体悬浮力(F<subgt;L</subgt;)；以及主动控制的双向磁稳定单元(140)，所述主动控制的双向磁稳定单元被配置为有选择地在向上方向和向下方向上对所述载体(10)施加磁稳定力(F<subgt;S</subgt;)来将所述载体(10)保持在载体运输空间(102)中的预定竖直位置处。进一步描述了一种用于载体运输系统的双向磁稳定单元(140)以及一种被配置为用载体运输系统非接触式运输的载体(10)。

技术研发人员：克里斯蒂安·沃尔夫冈·埃曼
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13