CN101240414B - 在用于处理衬底的设备中的运输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在用于处理衬底的设备中的运输装置，该运输装置具有连续的运输段，用于沿着通过若干处理工位的运输线路连续直列地运输衬底，其中，设置了用于将每个衬底定位到固定的处理位置的转移装置。本发明的目的在于改进普通方法的运输装置的功能以确保缩短循环时间。该目的是用转移装置(9)来实现的，该转移装置具有至少两个匹配的移动组合段(10)，可借助于该组合段来定位衬底(8)，其中，交替地分配给运输线路(4)的组合段(10)形成运输段(5)。

Description

在用于处理衬底的设备中的运输装置
技术领域
本发明涉及在用于处理衬底的设备中的运输装置，该运输装置具有连续的运输段，用于沿着通过若干处理工位的运输线路连续直列地运输衬底，其中，设置了用于将每个衬底定位到固定的处理位置的转移装置。
背景技术
这种运输装置可在用于在若干连续处理工位处理衬底的设备中看到，例如，在用于多层涂敷例如特种玻璃的真空涂敷设备中。这些装置包括直列的布置，即串联的不同涂敷工位，其中，借助运输装置将衬底从一个涂敷工位运输至下一个涂敷工位。与涂敷工位中涂敷过程的构造顺序相一致，通过例如在衬底上进行蒸发或溅射，来施加不同材料和厚度的各种多层层系。层系中的变化导致衬底在各个涂敷工位中的不同停留时间。例如，以涂敷过程的连续溅射速率来溅射不同的层厚度导致涂敷时间与层厚度近似成正比。因此，相对于层系的其它层厚度，双层厚度需要两倍的停留时间，以将该层厚度施加至该涂敷工位中的衬底。然而在顺序涂敷的设备的直列构造的情况下，衬底在处理工位中的一个中的最长停留时间决定了在整个涂敷设备中连续的衬底处理的循环时间。假如一涂敷处理步骤与衬底处理的其它处理步骤相比需要尤其长的停留时间，则这会导致未充分利用具有较短停留时间的涂敷工位，并且在总体上降低涂敷设备的生产率。
为了解决直列构造的这个问题，在现有技术中提出了一种运输装置，根据WO2004/013375A1，该运输装置具有用于将每个衬底定位到运输线路之外的转移装置。该设备构造包括连续直线的多个用于对衬底进行真空处理的模块M，且带有用于在诸模块M之间运输衬底的运输装置，还带有用于将衬底单独定位到模块M内的转移装置，从而借助转移装置，用于特殊处理的衬底可设置在模块内，而运输装置可运输通过其的另一衬底以便在邻近模块M中进行处理。运输装置的每个模块具有一个运输段，该运输段包括由轮3、4驱动的带1、2的成对布置(该专利公布的图1和相关描述)。在这些带1、2上，其上储存衬底S的衬底固定器9在下部平面B上沿着直列运输方向水平地移动，并且在模块之间转移。为了转移直线原动力，在衬底固定器中设置槽口9a，该槽口9a与带1、2的突出部8相配合(该专利公布的图3和4和相关描述)。转移装置包括带有平台10的支承框架11，借助驱动的提升装置14可以垂直地调整该平台10，并且该平台10由旋转安装的杆12和13来支承(该专利公布的图5和6和相关描述)。转移装置的该结构可以下降至带1、2之间和带1、2的传动平面下方而进入模块的下部，从而衬底S不受阻碍的水平运动可以借助带来发生(该专利公布的图3和4)。一旦衬底到达相对于开口16b与处理室C对准的适当位置，就致动提升装置14，该提升装置14与衬底固定器9和衬底S一起朝向上部平面A实施平台10的垂直运动，由此衬底固定器9可从带1、2上脱开(该专利公布的图5和6)。当带有衬底S的平台10处于上部位置A且在处理室C中实施衬底处理时，另一衬底S1可以从一个模块到下一个模块直线地运输通过衬底S，以便在下游处理室C中进行处理(该专利公布的图1)。因此，衬底上尤其耗时的处理步骤可以在时间上并行地进行，从而直列设备的循环时间不再由该处理过程来决定，且因此被缩短了。此外，借助该旁路功能，可以在设备中连续地形成不同的层系。
然而现有技术中解决方案的一个缺点是，从水平的直列运动变更路线成用于定位在处理位置的垂直运动需要用运输装置将衬底转移至特定的转移装置。随着将衬底(包括衬底固定器)转移至转移装置，要将用于传输水平直线运动力的成形配合的连接释放，反之，随着将衬底或衬底固定器转移至运输装置，又必须再次精确地恢复该连接。不管运输涉及带、轨道运输还是任何其它系统，衬底从一个独立运输系统到另一独立运输系统的这种转移常常与定位精度的偏差相关，因此在处理循环中形成永久的干扰源和误差。此外，为了衬底不受阻碍的水平直线运动，转移装置的结构必须设计成适应运输装置，该结构需要在真空处理模块内有相当大的空间。
发明内容
因此，本发明的任务是进一步开发一种普通方法的运输装置，从而用简单的装置可改进其功能以确保缩短循环时间。
该目的根据本发明通过这样一种用于处理衬底的设备的运输装置来实现，该运输装置具有连续的运输段，用于沿着通过若干处理工位的运输线路连续直列地运输所述衬底，其中，设置了用于将每一个衬底定位到一固定的处理位置的转移装置，其中，所述转移装置具有至少两个匹配的移动组合段，可借助于所述组合段来定位所述衬底，其中，交替地分配给所述运输线路的所述组合段形成运输段。
根据本发明的运输装置具有转移装置，该转移装置带有至少两个匹配的移动组合段，交替地分配给运输线路的组合段形成运输段。组合段中的一个设置成沿着运输线路的连续的运输段中的运输段，而另一组合段定位在运输线路之外。分配给运输段的组合段以链节的方式实现与运输装置的相邻运输段的连接，就像在其它运输段之间的连接一样。假如沿着运输线路的衬底或衬底固定器与该组合段联系起来，则转移装置引起该组合段从运输线路外馈出去，用于将衬底定位到固定处理位置，在该固定处理位置，衬底较佳地与处理工具相对。此时，运输线路中形成的“间隙”由转移装置的另一相同组合段来交替地抵消。该组合段代替外馈的组合段来连接运输段，并且再次实现先前所述的与运输装置的相邻运输段的连接。因此可以用于连续直列运输衬底的简单方式连续地使用运输装置，而不会受限制或干扰影响，从而另一衬底可运输通过前述的外馈的衬底，例如运输到后面的处理工位。在反向的过程中，随着将结合的组合段从运输线路外馈出去，外馈的组合运输部件同时移回在运输段中形成的间隙，从而可通过运输装置将定位在运输线路之外的衬底进一步运输，而不会有不利的过渡或干扰影响。本发明还涉及设备，尤其是真空涂敷设备。
在较佳的实施例中，组合段彼此平行且隔开。因此，可以只通过一个伺服驱动器同时调整或移动组合段的位置。
假如组合段尤其可垂直于运输线路移动，则可进一步减小用于交替设置组合段的定位作用，由此，取决于运输装置的设计和运输线路的定向，较佳地用于运输线路的组合段的水平或垂直外馈可能是合适的。组合段的水平推动或垂直升降可通过相应合适且有利设计的辊或齿轮传动器或滑动齿轮或带传动器来实现，其中每种都可电气、气压或液压地工作。
较佳的是，一个转移装置设置在至少两个连续处理工位中，或分配给至少两个连续处理工具。因此，可以设想在设备中多个长时间的处理过程，并且可以实施衬底的串行和并行处理。直列设备的循环时间不再由该长时间的处理过程来决定，因此缩短了循环时间。因此，第一衬底可以在第一处理工位或由第一处理工具处理，而沿着运输方向紧跟着的第二衬底可以运输通过第一衬底到达下一个处理工位或下一个处理工具，并且并行地处理。
尤其有利的是，分配给处理工具的组合段和/或衬底的衬底固定器形成为腔室隔板。随着包括腔室隔板的组合段朝向处理工具外馈，可以将处理工位单独地分成处理室和运输室。较佳的是，通过将形成的腔室隔板连接至室壁的密封部件，待处理的衬底被真空密封在处理室内。在衬底的固定处理过程中，由运输装置运输通过处理工位的衬底不受该处理工程的影响。因此，可以在相邻的处理工位中彼此独立地实施不同处理过程。
技术上有利的是，带有处理面的平衬底在固定处理过程中在一个平面中保持平行于衬底运输平面而对准，即仅仅平行于该表面而推动而不会改变定向。在根据本发明的带有转移装置的运输装置中，平衬底的处理面较佳地水平地或基本垂直地对准。
在另一有利的实施例中，运输装置具有带有至少一个运输段的旋转模块，该旋转模块可分配给两个处理工位的运输段。同样，可以通过直线定向的运输模块来将两个处理工位的运输段连接至至少一个运输段。假如相邻处理工位中的每一个都具有根据本发明的转移装置，则每个都可以以此方式到达用于固定处理的处理设备，两设备可以作为直列设备来工作，且类似于束状设备，可串行地或并行地进入各处理工位。这种到各处理工位的任意进入可确保，衬底沿着运输线路的前进在任何工作条件中都不受阻碍。每个衬底可以在任何时刻沿着运输方向移动至自由的处理工位。由于具有根据本发明的运输装置，可以在某种处理顺序的情况下，例如比在已知的带有中心旋转模块的束状设备情况下实现较高的产量，该束状设备对于衬底具有有限的保有能力，因此当处理工位被完全占据时就会过载。
附图说明
下面将基于两个实施例来更详细地描述根据本发明的运输装置。相关的示意图示于：
图1是根据实施例A的垂直直列涂敷设备的平面图，带有两个涂敷工位、以及用于基本垂直对准的衬底的根据本发明的运输装置；
图2a是带有两个组合段的该运输装置的根据本发明的转移装置的侧视图；
图2b是根据本发明的转移装置的另一实施例的侧视图；
图3是根据实施例A的延伸的直列涂敷设备的平面图，且旋转模块设置于其间；
图4a是根据实施例B的水平直列涂敷设备的侧视图，带有两个涂敷工位、以及用于水平对准的衬底的根据本发明的运输装置；
图4b是根据实施例B的直列涂敷设备的剖视图。
术语列表
1处理、涂敷工位
2闸室
3真空密封室阀
4运输线路
5运输段
6衬底导向板
7衬底导向板的运输辊
8衬底
9运输装置
10组合段
11处理、涂敷工具
12载板
13转移辊
14水平转移方向
15轨道段
16轨道段的运输辊
17衬底固定器、承载器
18载车辊
19载车
20载轨
21腔室隔板
22处理室
23运输室
24密封部件
25涂敷工位的室壁
26旋转模块
27滚筒段
28滚筒段的运输辊
29导向型面
30提升装置
31垂直转移方向
32密封接触框
I组合段的位置I
II组合段的位置II
具体实施方式
在图1中根据实施例A的垂直直列涂敷设备包括两个相邻的涂敷工位1以及两个邻接的闸室2，其中涂敷工位1和闸室2由真空密封室阀3来彼此隔开。根据本发明的运输装置通过闸室2和涂敷工位1，由几个运输段5形成的所述装置沿着运输线路4设置成连续的。根据实施例A的运输段5形成用于运输基本垂直对准的平衬底8，其中，具体地说，图1中的运输段5是气垫运输装置的部件，其中每个运输段5具有倾斜的或基本垂直地定向的衬底导向板6，且运输辊7设置在基部(从图2a中可容易地看到)，借助于运输辊7，平的衬底8可稍稍倾斜站立地沿着运输线4运输通过直列涂敷设备。衬底8浮在运输段5的衬底导向板6上方的气垫上。涂敷工位1中的每一个设有转移装置9，该转移装置9带有两个平行的、可水平移动的组合段10，这两个组合段10在结构上与沿着运输线路4的运输段5是相同的。图1示出了处于组合段10的两个可能位置I和II的相应转移装置9，在这两个位置中的每一个位置，将组合段10作为运输段5分配给运输线路4。在位置I，运输线路4之外的组合段10面向涂敷工具11。在位置II，运输线路4之外的组合段10远离涂敷工具11。
图2a以侧视图示出了转移装置9，从中可以看到先前描述的且与运输段5相同的组合段10的结构、以及它们使位置改变的运动模式。隔开和平行的组合段10连接至载板12，该载板12安装在转移辊13上，转移辊13例如由电动机或气压缸(未示出)来驱动。载板12和转移辊13彼此对准，从而组合段10可以沿着垂直于运输线路4的转移方向14水平地同步移动，从而到达组合段10的位置I和II。与沿着运输线路4的运输过程中的对准相一致，保持沿着转移方向14用组合段10运输的平衬底8的对准。载板12和运输辊13设置在组合段10下方，从而分配给运输线路4的每个组合段10不受阻碍地将自身作为运输段5结合入沿着运输线路4的其它运输段5。
图2b示出了转移装置9的另一实施例，此时该实施例表示作为轨道运输装置的运输装置的另一实施例。组合段10与该实施例中的运输段5相同，每个组合段10包括轨道段15，该轨道段15两侧设有驱动运输辊16。衬底8位于组合段10中的一个上，该衬底8由平的承载器17(衬底固定器)来保持，且连接至可在辊18上移动的载车19。在该组合段10形成运输段5的位置，由运输辊16驱动的载车19与衬底8一起沿着运输线路4在轨道段15的连续布置上移动。代替带有运输辊16的轨道段15，衬底运输还可借助未示出的轨道系统来进行，其中，轨道段15形成为直线电动机，载车19浮在其磁场上。而且，代替载板12，图2b示出了两个U形载轨20中的一个，转移辊13与该载轨20相配合，结果，组合段10呈沿着转移方向14的运动而很好地运输。
转移装置9面向涂敷工具11的组合段10将衬底8定位在与涂敷工具11相对的涂敷位置，如同可从图1中组合段10的位置I所清楚看到的那样。因此，组合段10以组合的方式既用作运输段5又用作用于将衬底8定位在处理位置的“定位部件”。
根据图2a的组合段10的衬底导向板6或者根据图2b的平承载器17设计成腔室隔板21，该腔室隔板21在组合段10的位置I功能上将涂敷工位1的处理室22与运输室23隔开。连接到室壁25的密封部件24的腔室隔板21对应到涂敷工位1，从而在涂敷衬底8的过程中，处理室22与运输室23真空密封地隔开。
图3示出了根据图1的延伸的直列涂敷设备，带有四个涂敷工位1，其中，两个相邻涂敷工位1通过旋转模块26彼此连接。旋转模块26的运输段5沿着运输线路4交替地连接至涂敷工位1的运输段5。旋转模块26的运输段5不仅执行旋转运动，而且执行沿着运输线路4的纵向运动，从而能够以很小的距离将该运输段5连接至涂敷工位1的相应运输段5。这样，直列涂敷设备类似于束状涂敷设备而设置，可任意进入与旋转模块26相邻的涂敷工位1。
图4a和4b示出了根据实施例B的水平直列涂敷设备。类似于根据实施例A的直列涂敷设备，该水平直列涂敷设备包括两个相邻的涂敷工位1，其中，省略了相邻的闸室2和真空密封室阀3以简化视图。根据本发明的运输装置行进通过涂敷工位1和邻接的闸室2，而该运输装置包括沿着运输线路4的连续的多个运输段5。水平直列涂敷设备中的运输段5形成用于运输水平对准的平衬底8，其中，例如，图4a和4b中的运输段5是滚筒运输装置的滚筒段27，其中平衬底8以平躺的位置在滚筒段27的运输辊28上运输，从而沿着运输线路4运输通过直列涂敷设备。
如同根据实施例A的直列涂敷设备的情况那样，在根据实施例B的直列涂敷设备中也设有带有两个平行组合段10的转移装置9，沿着运输线路4，所述段的结构与运输段5相同，这里尤其带有滚筒段27。图4a示出了在组合段10的两个可能位置I和II处的相应转移装置9，在两个位置中的每一个，将一个组合段10作为运输段5分配给运输线路4。组合段10的分组以与根据实施例A的直列涂敷设备的组合段10类似的方式进行，然而其中，根据实施例B的组合段10可借助提升装置30(可从图4b中明显看出)来垂直移动。为此，彼此隔开和平行的组合段10连接至导向型面29，其中该导向型面29是提升装置30的一部分，该提升装置30通过传动装置(未示出)、更具体地说借助例如伺服电动机或气压缸来驱动。因此，组合段10可沿着垂直转移方向31同步地移动至位置I或II，其中，在位置I，位于组合段10上的水平对准的平衬底8朝向设置在运输装置上方用于涂敷的涂敷工具11运输(在图4a中也可明显看出)。
根据图4a和4b的实施例，设置了盆形腔室隔板21，该腔室隔板21设置在每个组合段10的运输辊28的下方，其中，在位置I，在各种情况下设置在成对组合段10之间的平面中的腔室隔板21用来在功能上将处理室22与运输室23隔开。部分地包括运输辊28的盆形腔室隔板21的周边与涂敷工位1的室壁25的密封接触框32相对应，从而，在该实施例中，在涂敷衬底8的过程中，处理室22也与运输室23真空密封地隔开。
根据实施例A和B的直列涂敷设备的工作原理如下：
衬底8通过闸室1馈入，并且借助运输段5沿着运输线路4运输。一旦衬底8到达其运输路线上的第一涂敷工位1，衬底8就被该处的转移装置9的组合段10中的一个所接纳，该组合段10临时地作为运输段5。借助转移辊13或借助提升装置30，转移装置9沿着水平转移方向14或沿着垂直转移方向31将两个组合段10同步地从位置II朝向涂敷工具11移动，直到转移装置9已将衬底8定位在与涂敷工具11相对的处理位置(组合段10的位置I)为止。此时由平行的组合段10来闭合连续的运输段5中所形成的间隙，该组合段10则形成沿着运输线路4的运输段5。沿着运输线路4运输的后随衬底8现在可以不受阻碍地且不受干扰地通过第一涂敷工位1，从而到达已通过前行衬底8的相邻涂敷工位1。这里，衬底8被这里的转移装置9的组合段10所接纳，该组合段10处于组合段10的位置II，接着还可定位在处理位置(组合段10的位置I)。在第一涂敷工位1中涂敷衬底8的过程中，处理室22通过腔室隔板21与运输室23隔开，从而通过的衬底8不会受第一涂敷工位1中的涂敷处理影响。
因此，可以在相邻的涂敷工位1中并行地和连续地涂敷衬底8。具体地说，可以用并行、省时的方式来在衬底8上实施持久的涂敷处理。有利的是，可以实现将衬底8转移至相应的直列运输的运输系统的转移、以及为了将衬底定位到固定处理位置然后返回的转移运输，而衬底8可无干扰倾向地移入不同的运输系统。

Claims (16)

1.在用于处理衬底的设备的运输装置，该运输装置具有连续的运输段，用于沿着通过若干处理工位的运输线路连续直列地运输所述衬底，其中，设置了用于将每一个衬底定位到一固定的处理位置的转移装置，其特征在于，所述转移装置(9)具有至少两个匹配的移动组合段(10)，可借助于所述组合段来定位所述衬底(8)，其中，交替地分配给所述运输线路(4)的所述组合段(10)形成运输段(5)。
2.如权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述处理工位(1)中的一个具有至少一个处理工具(11)，将所述固定的处理位置中相对的所述衬底(8)分配给所述处理工具。
3.如权利要求1或2所述的运输装置，其特征在于，所述组合段(10)是平行的且隔开的。
4.如权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述组合段(10)可横向移动。
5.如权利要求4所述的运输装置，其特征在于，所述组合段(10)垂直于所述运输线路(4)移动。
6.如权利要求5所述的运输装置，其特征在于，所述组合段(10)可水平地和/或垂直地移动。
7.如权利要求5或6所述的运输装置，其特征在于，所述转移装置(9)具有辊或齿轮传动器或滑动齿轮或带传动器，这些传动器可电气、气压或液压地工作。
8.如权利要求2所述的运输装置，其特征在于，每一个转移装置(9)设置在至少两个连续处理工位(1)中，或分配给至少两个连续处理工具(11)。
9.如权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述转移装置(9)具有腔室隔板(21)，该腔室隔板设置在所述组合段(10)之间的一个平面中。
10.如权利要求1所述的运输装置，其特征在于，将所述组合段(10)分配给所述处理工具(11)，并且/或者将所述衬底(8)的衬底固定器(17)形成为腔室隔板(21)。
11.如权利要求9或10所述的运输装置，其特征在于，连接到室壁(25)的密封部件(24、32)的所述腔室隔板(21)对应到所述处理工位(1)。
12.如权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述运输段(5)是辊、轨道或气垫运输装置的部件。
13.如权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述衬底(8)具有处理面，在所述衬底(8)沿着所述运输线路(4)直列运输的情况下，该处理面形成运输平面，而在将所述衬底(8)定位到所述处理位置的过程中，该处理面对准在平行于所述运输平面的平面中。
14.如权利要求13所述的运输装置，其特征在于，所述衬底(8)的所述处理面水平地或基本垂直地对准。
15.如权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述运输装置具有带有至少一个运输段(5)的旋转模块(26)，所述旋转模块可分配给两个处理工位(1)的所述运输段(5)。
16.用于衬底处理的设备，该设备具有连续的若干处理工位，其特征在于，如权利要求1至15中一项所述的转移装置(9)。
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