CN102859721B - 用于将结构引入或施加到衬底上的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将结构引入或施加到衬底（1）上的设备，其中该设备具有至少两个结构化模块（10，12，14，16，18，20），所述结构化模块分别具有至少一个结构化工具，其中相邻结构化模块（10，12，14，16，18，20）的结构化工具具有在要结构化的衬底（1）上的毗邻的或者重叠的工作区域（10a，12a，14a，16a，18a，20a）并且可以由至少第二结构化模块（10，12，14，16，18，20）无中断地继续地分别构造由结构化模块（10，12，14，16，18，20）产生的结构（2，4，6，8）。

Description

用于将结构引入或施加到衬底上的设备
技术领域
本发明涉及一种用于利用用于衬底的支架（Auflage）和利用至少一个结构化模块通过材料去除或材料涂敷或者材料装入或者材料修改将结构引入或施加到经涂层的或未经涂层的平面衬底上。
背景技术
这种设备例如在半导体制造中被用于制造平板屏幕或太阳能电池。所述设备尤其是用于引入或施加线状结构。在许多应用情况下，要产生的结构在此彼此平行。为了能够以合理的方式也对大平面衬底进行结构化，已经已知具有多个结构化模块的设备，所述结构化模块能够将多个结构并行地引入到衬底上或引入到衬底中。
对于必须产生不与空间方向x或y之一平行的结构的应用，迄今使用具有结构化模块的设备，该结构化模块在x和y方向上可活动地布置在设备处。但是利用这样的单个模块不能合理地对大平面衬底进行处理。此外，对所述设备的结构化模块的操控是相对耗费的。此外，结构化工具在较大距离上的快速移动经常不能以对于结构化任务需要的精度实现。如果作为结构化工具例如使用激光器，则要移动的结构化模块具有相对大的质量，这附加地使快速和精确的移动变得困难。此外，结构化模块的轻微的震动就已经足以使激光射线从希望的结构化路径偏转。
发明内容
因此本发明所基于的任务是，提供一种用于结构化的设备，利用所述设备也能够合理地和以高精度对大平面衬底进行结构化。
该任务利用用于利用用于衬底的支架和利用至少一个结构化模块通过材料去除或材料涂敷或者材料装入或者材料修改将结构引入或施加到经涂层的或未经涂层的平面衬底上的设备来解决，其根据本发明特征在于，在所述设备中设置至少两个结构化模块，所述结构化模块分别具有至少一个结构化工具，其中相邻结构化模块的结构化工具具有在要结构化的衬底上的毗邻的或者重叠的工作区域，并且可以由至少第二结构化模块无中断地继续地分别构造由结构化模块产生的结构。
通过设置两个或多个结构化模块，不需要各个模块的移动或仅需要各个模块的有限的移动。此外，各个结构化模块可以至少部分地彼此并行地工作，使得可以以比在设置仅一个结构化模块情况下更合理地实现对衬底的结构化。由于各个模块的结构化工具的工作区域至少彼此邻接地而或者也重叠地来实施，可以在衬底上产生无中断的结构，所述结构在面中具有任意的走向。
作为结构化工具可以考虑诸如刻刀或材料涂敷喷嘴的机械装置，而也可以考虑光学结构化工具，例如激光器。根据工具和衬底或在衬底上所施加的层的材料，因此可以实现材料去除、材料涂敷并且例如通过热作用也可以实现材料转换。因此，根据本发明的设备可被用于宽的应用范围。
得出特殊的优点是，至少两个结构化模块具有工作区域，所述工作区域共同地关于其x轴完全地覆盖作为面而用坐标x,y表示的衬底。于是为了结构化衬底，与结构的走向无关地丝毫不需要结构化模块在x方向上的移动。对于衬底的结构化所需要的、结构化工具的移动因此可以被减小到最小。
利用形成设备的虚拟x轴的结构化模块可以同步地或同时地、但是彼此无关地产生结构。模块为此按照控制相互耦合。利用所有模块共总可产生的结构可以具有每种任意的形状。因此例如也可以通过材料去除或材料涂敷或材料装入或材料修改来对公司标志进行结构化。
尤其是在通过模块的工作区域完全覆盖x轴的情况下，有利的是，衬底在设备中在y方向上可活动。在该情况下，结构化模块不必实施在y方向上的移动。在该空间方向上所需要的在结构化工具和衬底之间的相对移动可以完全地通过衬底在y方向上的移动来承担。由此甚至可以完全位置固定地将结构化模块布置在设备处。x结构化方向通过各个结构化工具的工作区域覆盖，而y结构化方向通过衬底在该方向上的移动来产生。在位置固定地布置结构化模块时也可以以最高精确性地将极其精细的结构施加到衬底上或者引入到该衬底中。
结构化工具本身可以在其所属的模块内至少在一个方向上可活动，使得每个模块覆盖确定的线性或平面工作区域。如果激光器被用作结构化工具，则工作区域可以通过相应地偏转激光射线来覆盖，而激光器本身不必被移动。
在本发明设备的一种优选的扩展方案情况下，结构化模块此外具有至少一个用于对在衬底上已经存在的结构进行位置识别的装置，其中至少一个结构化工具根据由用于位置识别的装置所探测的结构可被操控。用于位置识别的装置在此不仅可以探测事前由相邻的模块产生的和要由自己的模块继续的结构而或者可以探测已经在较早的结构化过程中被施加到衬底中或施加到衬底上的结构。在第一种情况下，借助于用于位置识别的装置保证由相邻模块产生的结构的无中断的继续。在第二种情况下，要产生的结构可以相对于、尤其是并行于已经存在的结构来取向。
用于位置识别的装置在此也可以被设计为使得利用这些装置可以控制由模块刚好产生的结构以及校准结构化工具的工作点。为此，用于位置识别的装置可以优选地具有光学摄像机、例如照相机。
利用本发明设备可以优选地制造在衬底上或衬底中具有任意线走向的结构。但是通过将多个线状或点状结构放置在一起也可以产生平面结构。在此，至少两个结构化模块可以同时地和/或在不同的时间在其相应的结构化工具的工作区域中产生结构。通向彼此和在确定的点处相遇的结构分段因此可以例如由多个模块同时地制造。如果使衬底在y方向上活动，则每个对于产生结构所需要的点可以在x-y坐标系中同时地或相继地由结构化模块处理，点的x坐标位于所述结构化模块的工作区域中。
作为衬底可以考虑不同的对象。衬底此外可以是板状的而或者也可以例如是薄膜。衬底可以承载一个或多个涂层。用于对太阳能模块结构化的本发明设备具有特殊的优点。在此，结构例如可以被施加到非晶的或结晶的硅层或太阳能模块的其他层中或上，所述其他层一般被涂敷到玻璃衬底上。
附图说明
下面根据附图更详细地描述本发明设备的优选实施例。
具体实施方式
唯一的图以示意性视图示出矩形衬底1和总共六个用于在衬底1上产生线状结构2、4、6、8的结构化模块10、12、14、16、18和20的俯视图。该图在此示出在衬底1在箭头方向3上在结构化模块10、12、14、16、18、20下被移动通过并且由模块10、12、14、16、18、20的这里未更详细示出的结构化工具配备结构2、4、6、8之后的情形。
结构化模块10、12、14、16、18、20在一行中并排布置而且平行于设备的x轴。结构化模块10、12、14、16、18、20中的每一个均承载结构化工具，所述结构化工具这里未示出，但是在所示的例子中应该是激光器。通过相应的、同样未示出的射线偏转装置（例如可转动的镜），每个模块的激光射线可以在x方向上被偏转，使得模块10、12、14、16、18、20中的每一个具有工作区域10a、12a、14a、16a、18a、20a，该工作区域大于所属的结构化模块10、12、14、16、18、20的宽度。各个工作区域10a、12a、14a、16a、18a、20a分别彼此直接邻近，使得利用模块10、12、14、16、18、20的结构化工具可以覆盖设备的x轴的整个长度和从而也覆盖衬底1的整个宽度，也即衬底1上的每个任意的x坐标可以由模块10、12、14、16、18、20的结构化工具之一到达。通过在箭头方向3、也即在y方向上移动衬底1，因此可以用结构化工具之一到达衬底1上的所有点，使得在衬底1的每个位置处可以引入结构2、4、6、8。通过直接毗邻的工作区域10a、12a、14a、16a、18a、20a和衬底1在y方向上的移动可以将模块10、12、14、16、18、20位置固定地布置在设备处。因此仅需要在各个模块10、12、14、16、18、20内移动相应的结构化工具，这在激光器情况下可以通过转动镜来实现。
在所示的例子中，两个基本上V状的结构被引入到衬底1中，其中第一V状结构由两个线2、8形成并且第二V状结构通过线4、6形成。各个模块10、12、14、16、18、20的工作区域10a、12a、14a、16a、18a、20a的界限通过虚线向外延长到衬底1上，以便说明，线状结构2、4、6、8的哪些部分由结构化模块10、12、14、16、18、20中的哪一个产生。由此得出，从左侧衬底边缘直至线2的点A的线分段2.1由模块10制造，在线2的点A和B之间的线分段2.2由模块12制造并且线2的在点B和点K之间的线分段2.3由模块14制造。模块14此外对在点K和线8的点C之间的分段8.3进行了结构化，而与之邻近的线分段8.4由模块16结构化。而线8的分段8.5由结构化模块18产生。而线8从点E开始由模块20结构化直至其结束。
因为衬底1在y方向上、也即在箭头方向3上被移动，所以在线由进一步位于内部的模块18或12并且稍后16或14完备之前，模块20和模块10首先开始写线2或8。因为在点K、也即由线2、8形成的V状结构的尖端的区域中可以单独地由模块14结构化，所以由该模块并行地产生在点L、K、C之间的尖端区域，也即在将衬底在y方向上预先移动和将用于线2、8的接着的两个点由结构化模块14的激光器射到衬底1上之前，利用激光器以十分短的时间间隔相继地产生两个点、分别是用于线2的一个点和用于线8的一个点。通过这种方式在尖端区域中彼此并行地完成线2、8，装置到达点K为止。
以类似的方式，第二V状结构由线4、6产生。线4在线区域4.2中的结构化由模块12开始，而在相对侧模块18产生了直至线6的点H的分段6.5。接着，模块14产生线分段4.3并且模块16产生线分段6.4。而在点N、M、G之间的V状结构的尖端区域由模块14单独地完成，其方式是在点G、N处开始同时地或者几乎同时地产生用于两个线4、6的点，而衬底1在y方向上在模块10、12、14、16、18、20下以远离的方式被移动。
不言而喻，工作区域10a、12a、14a、16a、18a、20a也可以重叠。具有直接彼此邻接的工作区域10a、12a、14a、16a、18a、20a的所示变型方案是极限情况，其中还可以通过多个模块制造无中断的结构。
如果结构化模块10、12、14、16、18、20不被布置在一行中，而是模块10、12、14、16、18、20中的每个第二个在y方向上与其他模块错开地被布置，则重叠的或彼此邻近的工作区域10a、12a、14a、16a、18a、20a也可以用机械结构化工具（例如刻刀）来制造。
利用所述设备也可以产生平面结构，其方式是，利用结构化工具将彼此紧靠的线和/或点施加到衬底中或者施加到衬底上。

Claims (12)

1.用于利用用于衬底（1）的支架和利用至少一个结构化模块（10，12，14，16，18，20）通过材料去除或材料涂敷或者材料装入或者材料修改将结构（2，4，6，8）引入或施加到经涂层的或未经涂层的平面衬底（1）上的设备，其特征在于，在所述设备中设置至少两个结构化模块（10，12，14，16，18，20），所述结构化模块分别具有至少一个结构化工具，其中相邻结构化模块（10，12，14，16，18，20）的结构化工具具有在要结构化的衬底（1）上的毗邻的或者重叠的工作区域（10a，12a，14a，16a，18a，20a）并且可以由至少第二结构化模块（10，12，14，16，18，20）无中断地继续地分别构造由结构化模块（10，12，14，16，18，20）产生的结构（2，4，6，8），其中所述结构化模块（10，12，14，16，18，20）位置固定地布置在所述设备处，并且在各个结构化模块（10，12，14，16，18，20）内移动所述结构化工具。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少两个结构化模块（10，12，14，16，18，20）具有工作区域（10a，12a，14a，16a，18a，20a），所述工作区域共同地关于其x轴完全地覆盖作为面而用坐标（x,y）表示的衬底（1）。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，利用形成虚拟x轴的结构化模块（10，12，14，16，18，20）可以同步地或同时地、但是彼此无关地制造结构。
4.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，结构化模块（10，12，14，16，18，20）具有至少一个用于对在衬底（1）上已经存在的结构（2，4，6，8）进行位置识别的装置并且其中至少一个结构化工具根据由用于位置识别的装置所探测的结构（2，4，6，8）可被操控。
5.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，至少两个结构化模块（10，12，14，16，18，20）在设备中位置固定地布置。
6.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，至少两个结构化模块（10，12，14，16，18，20）可被替换。
7.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，由至少两个结构化模块（10，12，14，16，18，20）产生的结构（2，4，6，8）具有设置的最小间距。
8.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，衬底（1）在设备中在y方向上可活动。
9.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，结构（2，4，6，8）可以在衬底（1）中或在衬底（1）上以任意的线走向来制造。
10.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，利用至少两个结构化模块可以同时地和/或在不同的时间在其相应的结构化工具的工作区域中产生结构。
11.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，结构（2，4，6，8）可以被施加到平坦的板和/或层上。
12.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，结构（2，4，6，8）可以被施加到非晶的或结晶的硅层中或上。
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