CN102738035B - 膜转移框架 - Google Patents
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Abstract
一种用于将膜固定在单件式框架上的系统包括具有带大于该膜的中心开放区域的形状的框架,该框架包括在框架上延伸到该开放区域中的多个指状物和定位在该多个指状物中的每一个的末端上的倒刺,其中该倒刺固定该膜。系统还包括末端执行器,该末端执行器包括第一多个真空管线开口和第二多个真空管线开口,其中该末端执行器用该第一多个真空管线开口固定到该膜上并且用该第二多个真空管线开口固定到该框架上,其中该末端执行器用该第一多个真空管线开口拾起该膜并且将该膜压到该框架上,其中将该膜压到该框架上将该膜固定在该倒刺上。
Description
技术领域
本公开内容大致涉及半导体装置制造工艺领域,且更具体涉及半导体装置传送框架领域。
背景技术
如图1A所示,太阳能电池的制造工艺涉及将多个层连续沉积到基板上。在一个实施方案中,如图1A所示,多个层包括牺牲层、外延层、金属层和聚酯(PET)膜层。如图1B所示,当牺牲层被蚀刻掉时,剩余层(例如,外延层、金属层和PET膜层)随后可进行进一步处理,例如清洗和其它处理步骤。所得带聚酯(PET)膜和砷化镓层的小的、单一薄塑料片太脆弱无法被传送穿过标准的处理工具。膜对于输送系统来说质量和尺寸稳定性不足;其容易浮在化学水浴中;且其无法承受气体或流体的撞击流。但是,框架赋予膜足够的大小和尺寸稳定性以供自动化设备处理并且通过处理设备在环境中将膜保持任意定向。
过去,使用例如图2所示的带两件式夹子204的框架202装载这些膜进行处理。过去,使用在每个相对边缘上具有夹子204的两件式总成。这需要将PET膜总成装入两件式总成中的手动过程。这个过程耗劳力并且限制制作太阳能电池的速度。其并不适合自动化。其它实施方案也使用PET膜中的孔,该孔随后与框架上的附件对齐。这也导致耗劳力的手动过程,其非常耗时,同时还不适合自动化。
发明内容
本发明针对处理单一膜,例如其上方具有一层砷化镓的PET膜所固有的困难提供解决方案。在根据本公开内容的一个实施方案的系统中,公开一种用于将膜固定在单件式框架上的系统。系统包括具有带大于膜的中心开放区域的形状的框架,该框架包括在框架上延伸到开放区域中的多个指状物和定位在多个指状物中的每一个的末端上的倒刺,其中倒刺固定膜。系统还包括末端执行器,该末端执行器包括第一多个真空管线开口和第二多个真空管线开口,其中末端执行器用第一多个真空管线开口固定到膜上并且用第二多个真空管线开口固定到框架上,其中末端执行器用第一多个真空管线开口拾起膜并且将膜压到框架上,其中将膜压到框架上将膜固定在倒刺上。在根据本发明的一个实施方案的方法中,公开一种用于将膜固定在单件式框架上的方法。用于将膜固定在单件式框架上的方法从用末端执行器拾起膜开始,其中末端执行器用第一多个真空管线开口拾起膜。接下来,末端执行器用末端执行器将膜移动到单件式框架并且将膜压到框架上以固定膜,其中框架包括具有带大于膜的中心开放区域的形状,框架包括:在框架上延伸到开放区域中的多个指状物和其定位在多个指状物中的每一个的末端上的倒刺,其中倒刺通过刺穿膜而固定膜。
用于将膜固定在单件式框架上的系统包括具有带大于膜的中心开放区域的形状的框架,框架包括在框架上延伸到开放区域中的多个指状物和定位在多个指状物中的每一个的末端上的倒刺,其中倒刺固定膜。系统还包括末端执行器,该末端执行器包括第一多个真空管线开口和第二多个真空管线开口,其中末端执行器用第一多个真空管线开口固定到膜上并且用第二多个真空管线开口固定到框架上,其中末端执行器用第一多个真空管线开口拾起膜并且将膜压到框架上,其中将膜压到框架上将膜固定在倒刺上。
附图说明
阅读下文结合附图(其中相同附图标记指示相同元件)进行的详细描述可以更好地了解本发明。
第1A图图示了根据本公开内容的一个实施方案的半导体装置的示意横截面。
第1B图图示了根据本公开内容的一个实施方案的半导体装置的示意横截面。
第2图图示了带夹子的单膜现有技术固定框架的俯视图;
第3图图示了根据本公开内容的一个实施方案的带用于固定膜的多个微型倒刺的单膜固定框架的俯视图;
第4图图示了根据本公开内容的一个实施方案的带附接到微型倒刺的膜的第3图的固定框架的俯视图;
第5图图示了根据本公开内容的一个实施方案的第3图的固定框架的微型倒刺的特写图;
第6图图示了根据本公开内容的一个实施方案的带用于固定膜的多个真空管线开口的末端执行器和固定框架的俯视图;
第7图图示了根据本公开内容的一个实施方案的固定框架和末端执行器的俯视图;和
第8图图示了流程图,其图示了根据本公开内容的一个实施方案的方法的步骤。
具体实施方式
现在将更详细地参考本发明的优选实施方案,其实施例图示在附图中。虽然将结合优选实施方案描述本发明,但是应当了解其不旨在将本发明限于这些实施方案。相反,本发明旨在覆盖替代例、修改例和等效例,其可包括在如随附权利要求所定义的本发明的精神和范围内。此外,在下文对本发明的实施方案的详细描述中,说明许多特定细节以提供本发明的彻底理解。但是,本技术领域的一般人员了解本发明可在没有这些特定细节的情况下实践。在其它实例中,未详细描述众所周知的方法、程序、组件和电路从而不必要地模糊本发明的实施方案的各个方面的理解。示出本发明的实施方案的附图是半概略的,且未按比例绘制,特别在附图中一些尺寸只为了展示的明了起见而且夸大示出。类似地,虽然为方便描述起见,附图中的图通常显示类似的定向,但是附图中的这种描绘多数是随意的。通常,本发明可在通过任意定向操作。
下文详细描述中的一部分是针对计算机存储器内的数据位运算的程序、步骤、逻辑块、处理和其它符号表示而提出。这些描述和表示是数据处理技术人员向本技术领域的其它技术人员传达其工作实质的最有效方法。本文中通常将程序、计算机执行步骤、逻辑块、处理等设想成导致所要结果的自我一致的步骤顺序或指令。步骤是需要物理量的物理操作的步骤。通常(但不一定),这些量采用能够在计算机系统中存储、转移、组合、比较以及另外操作的电信号或磁信号的形式。已证实有时(主要是为了普遍使用)可以方便地将这些信号称作比特、值、元素、符号、标志、术语、号码或类似物。
但是,应当记得,所有这些和类似术语与合适的物理量相关并且仅仅是对这些量应用的便捷标记。除非如从下文说明可知另有具体规定,否则应当了解在本发明中,使用术语(例如“处理”或“存取”或“执行”或“存储”或“提供”或类似术语)的说明指的是将表示成计算机系统的寄存器和存储器和其它计算机可读媒体内的物理(电子)量操作并且转化成类似地表示成计算机系统存储器或寄存器或其它此类信息存储、传输或显示装置内的物理量的其它数据的计算机系统或类似电子计算装置的行动和处理。当一个组件出现在几个实施方案中时,使用相同的附图标记表明该组件与原实施方案中所示的组件相同。
本发明针对处理单一膜,例如其上方具有太阳能材料(例如,砷化镓)层的PET膜所固有的日益增大的困难提供解决方案。本公开内容的不同实施方案提供单件式框架,该单件式框架在湿法清洗和烘焙过程中固定膜,其中框架提供用于将膜固定到框架的多个倒刺。
在单一膜的湿法处理期间,需要在湿法清洗工具、烘炉中将膜牢固地固定成水平和垂直定向;保持框架与气刀型干燥的兼容性而无需二次干燥操作的单件式框架。此外,框架需保持低剖面以在标准湿法清洗水浴中操作。最后,框架需用自调节过程允许膜的快速、自动化装载而无需精密对准或预切割装置。此类需求可用一种框架满足,该框架包括在倒刺支撑臂上固定膜而无需第二工件来固定膜或无需膜中存在预先存在的装置的多个微型倒刺。微型倒刺形成膜中的固定装置并且固定膜。微型倒刺可以将膜固定成任意定向并且可在一个处理定向中容易地在水平固定的同时用一维机械运动装载。微型倒刺和微型倒刺支撑臂的大小和形状使接触最小化以更好地进行干燥,同时还允许穿过缝隙进入湿法水浴中。
如第3图所示,示例性框架300具有带大于聚酯(PET)膜的中心开放区域的矩形形状。在末端304上带微型倒刺的短指状物302延伸到开放区域中。框架300由化学相容的、高温聚合物制成。示例性实施方案包括由聚醚醚酮(PEEK)或聚偏二氟乙烯(PVDF)组成的框架300。利用由PEEK形成的框架300的实施方案可以承受暴露到超过150摄氏度的温度但对长期HF暴露更敏感,而利用由PVDF形成的框架300的实施方案适于140到150摄氏度的更有限的最高温度,但也与所有的处理/清洗化学试剂相容。通过第6图所示的机械末端执行器600将膜(第3图中未示出)压到框架中。真空将膜(未示出)固定到末端执行器600的下侧。在末端执行器600的底部的每个倒刺位置上的是圆形腔606。在将末端执行器600抵着框架300向下推时,膜偏转进入圆形腔606中直到其停止且倒刺304穿透它。末端执行器600将膜推到倒刺304的下切口中,固定膜。倒刺304的下切口图示在第5图中。在一个实施方案中,框架300在每个边角中包括一个微型倒刺304。在又一实施方案中,在每个边角提供两个倒刺304备用,框架300的每个边角中的两个倒刺304在一个倒刺304破损的情况下提供备用件。微型倒刺304的高度必须够短使得总框架300高度的高度小于3.5mm。在一个实施方案中,通过清洗水浴的槽开口尺寸限制最大总框架300高度。对于选择性适应(组装或关节连接的)机械臂(SCARA型自动机械)而言,小于3.5mm的框架300也可以更容易地堆叠。此外,较小的微型倒刺304是优选的,而较大的倒刺304可能损坏膜。不超过3.5mm的框架300高度也可以协助框架的堆叠。
第4图图示了将膜400放置到框架300的倒刺304上。在一个实施方案中,膜400的外侧部分是牺牲材料,膜400的内侧部分含太阳能材料(例如,砷化镓层)。微型倒刺304可以是任意构造,优选实施方案图示在第5图中。使用倒刺支撑臂302将微型倒刺304固定到框架300上。在一个实施方案中,无需将膜400与托盘300对齐。在这样一个实施方案中,在PET膜400的周围存在足够的牺牲空间,无需精确对齐。
通过微型倒刺304固定的膜400随后可穿过处理设备,特别是输送带型水平湿法清洗工具。形成框架300的高温聚合物还可以用于将膜也固定烘炉中。此外,如下文所述,本公开内容的框架300与自动化装载相容并且提供较少遮蔽以供更好地干燥并且提供更好的膜固定。与传统方法和装置相比,根据本公开内容的实施方案的带微型倒刺304的框架300允许快速的自动化装载和卸载;使膜400与框架300之间的接触面积最小化以更好地干燥;提供更少的化学试剂夹带量并且对膜400与框架300之间的未对准不那么敏感。
第6图图示了带真空管线开口602、604的末端执行器600以提供用于固定和移动膜400和/或框架300的真空吸盘。如第6图所示,末端执行器600包括被定位成固定到膜400上的真空管线开口602的内环和用于固定到框架300上的真空管线开口604的外环。如上所述,末端执行器600的部分包括位于每个倒刺304位置上的圆形腔606。在将末端执行器600抵着框架300和微型倒刺304向下推时,膜400偏转进入圆形腔606中直到膜400停止且微型倒刺304穿透膜400。末端执行器600将膜400推到倒刺304的下切口中,固定膜400。
如第7图所示,真空管线开口604的外环用于固定到框架300上(在第7图中其被框架300遮挡)。如第7图所示,在膜400附接到微型倒刺304(膜400未示出)后末端执行器600还可以用于移动框架300和膜400总成。
示例性过程从其中带太阳能材料(例如,砷化镓层)的单一PET400膜开始。PET膜总成400必须能够穿过清洗器、烘炉和上游其它处理步骤。但是PET膜400无法自行穿过清洗器或任意其它处理工具。它太脆弱。它的硬度不够。PET膜400需装载到框架300(即一些机构)上以固持PET膜400。
如上所述,在一个实施方案中,PET膜400由附接到框架300的边角的微型倒刺304固定。自动机械通过末端执行器600拾起PET膜,真空管线开口602、604充当真空吸盘并且用微型倒刺304将膜400压到框架300上。当微型倒刺304被压到PET膜400中时,真空将膜400紧紧固定。在一个实施方案中,PET膜总成400是一个六英寸正方形,示例性砷化镓太阳能材料在六英寸正方形的中心占据四英寸的正方形。外侧几英寸部分供牺牲。
必须避免遮蔽,即掩藏膜400使其不被干燥或冲洗。此外,来自不同水浴的不同化学试剂不得从一个水浴携带到另一个水浴。在一个实施方案中,倒刺304向下倾斜以帮助防止水浴材料被携带到微型倒刺支撑臂302上。臂302的向下斜度还可以在冲洗期间协助清洗掉水浴液体。可通过将化学试剂从一个水浴携带到另一个水浴而蚀刻示例性PET膜400的砷化镓层。PET膜总成400从氢氟酸水浴开始、经历冲洗且随后进入过氧化氢水浴,之后进入氢氧化铵水浴。将氢氟酸(HF)携带到过氧化物水浴将蚀刻砷化镓层,将过氧化物水浴携带到氢氧化铵水浴也将蚀刻砷化镓层。
第8图图示了用于使用框架上的微型倒刺装配框架/膜总成的示例性过程的步骤。在步骤802中,具有带真空吸盘总成602、604的末端执行器600的机械臂拾起框架300;将其放置到规定位置上。在步骤804中,具有带真空吸盘总成602、604的末端执行器600的机械臂拾起PET膜总成400并将PET膜400放置到框架300上(其中框架300上的微型倒刺304刺穿膜400并且固定到膜400上)。在步骤806中,具有带真空吸盘总成602、604的末端执行器600的机械臂拾起框架300和膜400总成并且将框架/膜总成放进清洗器的进口中。
在一个实施方案中,框架300可与一系列酸、碱和氧化剂化学相容。框架300应当能够承受高至150摄氏度的烘炉温度。框架300应当与按高至每分钟20个膜的速率移动框架和负载或卸载膜400的自动化设备相容。框架300应当具有3.5mm或更小的剖面以与标准设备相容。框架300应当在携载膜400时容易地装载到卡式盒中进行工具外传送或在没有膜400的情况下装载到堆叠盒中用于工具外传送。本公开内容的不同实施方案可以实现当由PEEK形成时框架300可再使用大约5000个循环而由PVDF形成的框架300可再使用大约2000个循环。此类需求可通过上述实施方案用一种框架满足,该框架包括在倒刺支撑臂上固定膜而无需第二工件来固定膜或无需膜中存在预先存在的装置的多个微型倒刺。
虽然本文中已公开某些优选实施方案和方法,但是本技术领域的技术人员从上述公开内容中可以了解可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对这些实施方案和方法进行变型和修改。本发明旨在仅受限于随附权利要求所规定的范围和相关法律的规定和原则。
Claims (15)
1.一种用于在半导体装置制造过程中固定膜的单件式装置,其包括:
框架,其具有大于所述膜的中心开放区域的形状;
多个指状物,其在所述框架上延伸到所述开放区域中;和
倒刺,其定位在所述多个指状物中的每一个的末端上,其中所述倒刺固定所述膜。
2.根据权利要求1所述的单件式装置,其中所述倒刺通过刺穿所述膜来对所述膜进行固定,且其中所述倒刺包括下切口。
3.根据权利要求1所述的单件式装置,其中用于固定所述膜的所述单件式装置的厚度不超过3.5mm,且其中所述框架由包括聚醚醚酮和聚偏二氟乙烯中的一个的高温聚合物形成。
4.根据权利要求1所述的单件式装置,其中所述框架具有矩形的形状且其中所述多个指状物中的至少一个位于所述框架的每个边角中,且其中所述指状物具有向下斜度。
5.根据权利要求1所述的单件式装置,其中所述膜包括其上带砷化镓层的单一聚酯膜。
6.一种用于在半导体装置制造过程中将膜固定在单件式框架上的系统,其包括:
框架,其具有大于所述膜的中心开放区域的形状,所述框架包括:
多个指状物,其在所述框架上延伸到所述开放区域中;和
倒刺,其定位在所述多个指状物中的每一个的末端上,其中所述倒刺固定所述膜;和
末端执行器,其包括第一多个真空管线开口和第二多个真空管线开口,其中所述末端执行器用所述第一多个真空管线开口固定到所述膜上并且用所述第二多个真空管线开口固定到所述框架上,其中所述末端执行器用所述第一多个真空管线开口拾起所述膜并且将所述膜压到所述框架上,其中所述将所述膜压到所述框架上会将所述膜固定在所述倒刺上。
7.根据权利要求6所述的系统,其中所述末端执行器用所述第二多个真空管线开口拾起带有所述被固定的膜的所述框架并且将所述框架/膜总成定位进行处理。
8.根据权利要求6所述的系统,其中所述末端执行器用所述第二多个真空管线开口拾起所述框架并且在用所述第一多个真空管线开口拾起所述膜之前将所述框架预定位以将所述膜压到所述框架上。
9.根据权利要求6所述的系统,其中所述倒刺通过刺穿所述膜来对所述膜进行固定,且其中所述末端执行器包括对应于每个倒刺位置的圆形腔,使得当所述末端执行器抵着所述框架和所述倒刺向下推时,所述膜偏转进入所述圆形腔中直到所述膜停止且所述倒刺穿过。
10.根据权利要求6所述的系统,其中用于固定所述膜的所述单件式框架的厚度不超过3.5mm,且其中所述膜包括其上带砷化镓层的单一聚酯膜。
11.根据权利要求6所述的系统,其中所述框架具有矩形形状,且其中所述多个指状物中的至少一个位于所述框架的每个边角中,且其中所述指状物具有向下斜度且所述倒刺包括下切口。
12.根据权利要求6所述的系统,其中所述框架由包括聚醚醚酮和聚偏二氟乙烯中的一个的高温聚合物形成。
13.一种用于在半导体装置制造过程中将膜固定在单件式框架上的方法,其包括:
用末端执行器拾起所述膜,其中所述末端执行器用第一多个真空管线开口拾起所述膜;
用所述末端执行器将所述膜移动到单件式框架并且将所述膜压到所述框架上以固定所述膜,其中所述框架包括形状,所述形状具有大于所述膜的中心开放区域,所述框架包括:
多个指状物,其在所述框架上延伸到所述开放区域中;和
倒刺,其定位在所述多个指状物中的每一个的末端上,其中所述倒刺通过刺穿所述膜来对所述膜进行固定。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述框架具有矩形形状,且其中所述多个指状物中的至少一个位于所述框架的每个边角中。
15.根据权利要求13所述的方法,其中所述末端执行器包括对应于每个倒刺位置的圆形腔,使得当所述末端执行器抵着所述框架和所述倒刺向下推时,所述膜偏转进入所述圆形腔中直到所述膜停止且所述倒刺穿过。
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