用于真空加工系统中的基板放置的方法和设备技术方案

本发明专利技术涉及用于使基板相对于基板固持器对准的方法和设备。基板在第一方向上移动到相对于基板固持器的某一位置。使基板固持器移动以便经由可以与第一方向垂直的第二方向上的旋转移动和平移移动中的一个或更多个移动与基板对准，使得基板和基板固持器对准。一旦对准，则基板按期望的位置或设置安置在基板固持器上。

【技术实现步骤摘要】
用于真空加工系统中的基板放置的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求于2012年6月19日提交的美国临时专利申请N0.61/661，416的优先权，其整体内容通过引用合并与此。
本专利技术涉及太阳能和半导体工业中的基板固持器和基板相对彼此的机械对准的领域。
技术介绍
定义本专利技术的意义上的加工包括作用在基板上的任何化学、物理或机械效应。本专利技术的意义上的基板是加工装置中待处理的零件、部件或工件。基板包括，但不限于，具有矩形、方形或圆形的平坦的、板形的部件。在优选实施例中，本专利技术基本上涉及尺寸>lm2的平面基板，诸如薄玻璃板。真空加工或真空处理系统或装置至少包括用于在低于周围环境的大气压力的压力下处理基板的壳体。CVD化学汽相淀积是允许在加热基板上淀积层的公知技术。通常液体或气体的前体材料被馈送到加工系统，其中前体的热反应导致层的淀积。LPCVD是低压CVD的通用术语。DEZ 二乙基锌是用于在真空加工设备中用于生产TCO层的前体材料。TCO表示透明传导氧化物，并且因此TCO层是透明传导层。在本公开中术语层、涂层、淀积物和膜可互换地使用，用于真空加工设备中淀积的膜，其中的工艺是CVD、LPCVD、等离子体增强CVD (PECVD)或PVD (物理汽相淀积)。太阳能电池或光伏电池(PV电池)是电气部件，能够经由光电效应将光(例如，日光)直接变换成电能。通常意义上的薄膜太阳能电池包括通过半导体化合物的薄膜淀积建立的支承基板上的至少一个p-1-n结，其夹在两个电极或电极层之间。专利技术背景图1示意性地图示了真空处理系统I，其具有由壳体3包围的加工体积2。待加工的基板5 (例如，晶片或玻璃基板)需要高精度地安置在基板固持器4上。该基板固持器4通常按特定的机械、几何关系设置在处理源6 (加热器，涂覆材料、气体、离子等的源)附近。图1进一步示出了用于工艺气体(例如，惰性气体、反应气体、前体等)的入口 7和排放口 8。入口和排放口的尺寸、数目和设计可以根据各个应用而变化。泵、供气装置以及装载/卸载闭锁和处置系统已被省略。处理源6可以在基板固持器4的平面中呈现效果的变化。图1将这种变化示意性地图示为指示作用在基板5、基板固持器4和相邻区域上的源6的不同强度的区域10和9。基板5相对于处理源6或基板固持器的未对准能够引起基板固持器4的(额外的)涂覆或者层性质(诸如组分、厚度、处理结果等)的改变。在CVD系统中情况更是如此。在这一点上，基板固持器4对基板进行加热并且基板固持器(还被称为卡盘、基座或电热台)和基板5 (例如，玻璃、分划板、光罩基板、晶片等)之间的移位能够导致加热图样的改变，并且作为结果，导致层性质的改变。此外，例如，如果基板的边缘投影越过基板固持器，则移位可能引起基板的背面涂覆。在现有技术的CVD设备中，基板固持器可以处于淀积工具内的固定位置。输送或处置系统可以包括诸如叉的机械部件或者基于真空抽吸或其他升举和定位部件的系统。机器人可以通过取入和移除基板而服务于基板固持器。通过教导机器人或对其编程以将基板准确地安置在正确的位置来实现正确的定位。现有技术的缺陷联线加工系统可以包括具有用于将被依次加工的所有基板的公共路径的一系列工艺腔室。辊可用于将基板从一个工作台输送到下一工作台。如上文提及的，也可以使用机器人。辊位置和末端传感器可以确定基板在基板固持器上的定位。在联线工具中，这种辊定位方法对于基板的安置可能不是足够精确的。原因是机械本质上的:辊的主要目的在于安全地输送基板通过例如设备。因此可以使辊对准，使得基板被平稳地输送通过腔室。由于基板的制造公差和系统的热膨胀，基板固持器可能没有与基板的输送轨迹对准。此外，辊可能需要允许辊和基板之间的间隙(play)，特别是在基板具有特定尺寸(例如，Im2或更大)并且需要避免倾斜(canting)的情况下。倾斜可能损害或破坏基板或者阻塞输送路径。不幸地，该间隙还可以允许基板旋转，引起基板在基板固持器上的不准确的安置。图2至6在示图的帮助下图示了前述情形。所示出的实施例涉及用于方形或矩形基板的联线系统，但是问题以及解决方案不限于基板尺寸、基板形状、基板设计或基板材料。图2图示了仅一个工艺腔室20 (没有入口、出口、气体和材料源或者装载和卸载设备)。基板23上的箭头指示输送通过处理系统或工艺腔室20的方向。辊26允许使基板23在工艺腔室20中移动。基板固持器21包括销或升举设备22。一旦基板23已与基板固持器21的位置对准，则销22从基板固持器的表面延伸并且升举基板23，使得辊26清空。辊26随后可以从基板23缩回，并且销可以将基板放置在基板固持器21上。安置方法的该描述并非是限制性的，因为例如具有叉的机器人也可以进行该安置。图4更详细地图示了辊元件26的基本部件。辊元件可以包括圆柱部分31，其被配置成承载基板35。圆柱部分的区域可以被设计为允许某种横向间隙(即，与箭头指示的输送方向垂直)。垫环(rim)32可以防止基板35横向移动过远并且可以用作横向轨道。轴部33连接到外壳体壁34并且被构造为可缩回的(借助于气动缸或液压缸或者其他类型的驱动)以允许基板35被安置在基板固持器(图4中未示出)上。图3突出显示了关于基板安置的不合需要的情景。基于辊26的定位和设置，基板23已被旋转并且横向移位到可允许的程度。与基板固持器21的适当对准是不可能的。图5图示(放大)了相对于基板固持器旋转的基板24，并且图6图示了相对于基板固持器横向移位的基板25。在图5和6两者中省略了辊26。
技术实现思路
通常来说，本专利技术涉及一种使基板固持器27与基板28对准的方法。在第一步骤中，输送系统可以使基板28在第一方向上移动到相对于基板固持器27的某一位置。在第二步骤中基板固持器27可以经由在横越(例如，垂直)第一方向的第二方向上，基板固持器27的旋转移动和基板固持器27在与基板28的平面平行的平面中的移动(即，平移)中的一个或更多个移动与基板28对准，使得基板28和基板固持器27对准。在第三步骤中，基板28可以按期望的位置或设置安置在基板固持器27上。在可选的第四步骤中，基板固持器27可以再次通过第二方向上的旋转和横向移动进行移动以返回中性位置(例如，与工艺腔室20自身对准)，使得可以通过相对于输送系统的经校正的位置来执行(例如，开始)后面的腔室20外的基板28的输送。通过例如光学传感器(例如，光学末端传感器)或相机系统的传感器，可以观察并且控制对准工艺。分析可以由计算机和相应的软件完成。第一步骤可能没有足够精确地定位基板以允许第二步骤成功地结束。在该情况下，在第二步骤开始或结束之前，有必要例如使基板再次在第一方向上向后或向前移动。【附图说明】被并入说明书并且构成其一部分的附图图示了一个或更多个实施例，并且连同描述一起说明了这些实施例。附图不一定依比例绘制。所附曲线和示图中图示的任何取值尺寸仅用于说明的目的，并且可以表示或者可以不表示实际的或优选的取值或尺寸。在适当的情况下，一些或所有特征可能未被图示以协助底层特征的描述。在附图中:图1图示了根据
技术介绍
的真空处理系统。图2图示了根据
技术介绍
的工艺腔室中的基于辊的基板定位系统。图3图示了关于基板安置的不合需要的情形。图4图示了根据【背本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：真空加工腔室；可移动基板固持器，其安装在所述真空腔室内，所述可移动基板固持器具有选自如下自由度的至少一个移动自由度：相对基板移动进入和离开所述真空加工腔室的方向平移的平移自由度、或者旋转自由度；基板输送系统，其耦接到所述真空加工腔室，并且被配置成将基板传送到所述真空加工腔室中并且将所述基板安置在所述可移动基板固持器上；基板升举系统，其设置成使所述基板在所述基板输送系统和所述可移动基板固持器的基板支承表面之间竖直平移；以及基板固持器移位单元，其耦接到所述可移动基板固持器，并且被配置成可移动地调整所述可移动基板固持器并且校正所述可移动基板固持器和所述基板之间的未对准。

【技术特征摘要】
2012.06.19 US 61/661,4161.一种装置，包括: 真空加工腔室； 可移动基板固持器，其安装在所述真空腔室内，所述可移动基板固持器具有选自如下自由度的至少一个移动自由度:相对基板移动进入和离开所述真空加工腔室的方向平移的平移自由度、或者旋转自由度； 基板输送系统，其耦接到所述真空加工腔室，并且被配置成将基板传送到所述真空加工腔室中并且将所述基板安置在所述可移动基板固持器上； 基板升举系统，其设置成使所述基板在所述基板输送系统和所述可移动基板固持器的基板支承表面之间竖直平移；以及 基板固持器移位单元，其耦接到所述可移动基板固持器，并且被配置成可移动地调整所述可移动基板固持器并且校正所述可移动基板固持器和所述基板之间的未对准。2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括: 检测系统，其设置在所述真空加工腔室中以检测所述可移动基板固持器和所述基板之间的所述未对准。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述检测系统包括光学检测系统。4.根据权利要求2所述的装置，其中所述检测系统包括光学末端传感器或相机。5.根据权利要求2所述的装置，进一步包括: 控制器，其耦接到所述检测系统和所述基板固持器移位单元，所述控制器被配置成使用所述基板固持器移位单元和从所述检测系统接收到的数据来可控地调整所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·波佩勒，马可·绍尔，安德烈亚斯·京茨勒，
申请(专利权)人：TEL太阳能公司，
类型：发明
国别省市：