CN108063107A - 一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备，包括按工艺顺序依次设置的装载腔、缓冲腔一、工艺腔、缓冲腔二及卸载腔；装载腔、工艺腔及卸载腔分别通过泵管路对应设置有装载泵、工艺泵及卸载泵；装载腔和卸载腔分别设置载板顶升机构，装载腔的载板顶升机构用于两块未处理载板的同时进出，卸载腔的载板顶升机构用于两块处理后载板的同时进出，载板在装载腔、缓冲腔一、工艺腔、缓冲腔二及卸载腔之间由链式辊轮输送。由于采用了载板顶升机构，使得装载腔和卸载腔一次可以进出两块载板，因此大大提高设备的产能并由于减少了回填气体的频率而大大降低了能耗。

Description

一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备
技术领域
本发明涉及太阳能电池硅片生产技术领域，特别涉及一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备。
背景技术
在链式传输真空镀膜或刻蚀工艺设备上，为提高生产节拍，一般设备需要配备装载腔（进样腔）、工艺腔和卸载腔（出样腔）三个腔室，通过装载和卸载腔来实现待加工物料在真空状态下与工艺腔进行对接，充分利用工艺腔，提高效率和节约能耗。
参考图1及2，常规的链式传输真空镀膜或刻蚀工艺设备依次包括装载腔11、缓冲腔一51、工艺腔21、缓冲腔二52和卸载腔31，装载腔11通过泵管路13单独连接有装载泵12，工艺腔21通过泵管路23单独连接有工艺泵22，卸载腔31通过泵管路33单独连接有卸载泵32，工作时缓冲腔一51、工艺腔21和缓冲腔二52为连通一体的腔室并在工艺泵22的作用下一直处于真空状态以确保工艺腔21内刻蚀或镀膜工艺正常进行。
但是，常规方式每次只能人工或机械手将一块装载有硅片的载板41放入装载腔11后封闭装载腔11的入口，此时缓冲腔一51的入口处于封闭状态，然后启动装载泵12对处于封闭状态的装载腔11进行抽真空，然后打开缓冲腔一51的入口使装载腔11与缓冲腔一51连通并同时处于真空状态，则卸载腔11内的载板41在链式辊轮61的作用下由装载腔11输送至缓冲腔一51并进一步输送至工艺腔21进行镀膜或刻蚀处理，然后经过镀膜或刻蚀处理的载板41在链式辊轮61的带动下继续输送至缓冲腔二52，此时缓冲腔二52的出口处于封闭状态，而此时卸载腔31的出口封闭并在卸载泵32的作用下抽真空，缓冲腔二52内的载板41由链式辊轮61输送至处于真空状态的卸载腔31内并关闭缓冲腔二52的出口，然后打开卸载腔31的出口即可将处理后的载板41进行卸载。
由于常规方式的装载腔11和卸载腔31一次只能通过链式辊轮61进出一块载板41，而现有技术的工艺腔21内镀膜或刻蚀工艺具有较高的处理效率，因而常规的每次进出一块载板51难以满足现有技术的镀膜或刻蚀工艺处理速度，从而导致设备产能较低；而且，装载腔11和卸载腔31每次进出一块载板41后均需要打开出入口以进行再次进料及卸料，该过程需要对装载泵12或卸载泵32每次进出载板41均需要进行大气回填然后再抽真空，如此往复的大气回填及抽真空过程无疑存在着巨大的能耗。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备，包括：
按工艺顺序依次设置的装载腔、缓冲腔一、工艺腔、缓冲腔二及卸载腔，所述装载腔与缓冲腔一之间设置有可启闭的真空隔板一，所述缓冲腔一、工艺腔及缓冲腔二为连通的腔室，所述缓冲腔二与卸载腔之间设置有可启闭的真空隔板二；
所述装载腔通过泵管路对应设置有装载泵，所述工艺腔通过泵管路对应设置有工艺泵，所述卸载腔通过泵管路对应设置有卸载泵；
所述装载腔和卸载腔分别对应设置有载板顶升机构，所述装载腔的载板顶升机构包括升降台以用于将进入所述装载腔的其中一块载板顶升以实现所述装载腔内同时进入两块载板，所述卸载腔的载板顶升机构包括升降台以用于将进入所述卸载腔的其中一块载板顶升以实现所述卸载腔内同时进入两块载板，所述载板在所述装载腔、缓冲腔一、工艺腔、缓冲腔二及卸载腔之间由链式辊轮输送。
进一步的，为了实现更加的节能及降本，所述装载泵与卸载泵为同一台共用的真空泵，该共用的所述真空泵通过泵管路同时控制所述装载腔及卸载腔，并通过控制所述载板进出所述装载腔和卸载腔的节拍和流程及充分利用所述真空泵工作间歇时间以实现一个所述真空泵同时服务于所述装载腔和卸载腔；且当设备由于故障出现所述装载腔和卸载腔节拍干涉时，通过程序控制所述卸载腔优先工作以保证设备工艺顺畅，从而使设备恢复到正常的生产节拍；真空泵的泵管路分为两路并联的泵管支路分别连接至所述装载腔与卸载腔，并在所述装载腔及卸载腔的泵管支路上设置阀门以实现交替控制所述装载腔与卸载腔进行抽真空。
进一步的，为了实现降本及节约占地面积，所述缓冲腔一及缓冲腔二内均设置有所述载板顶升机构，所述缓冲腔一及缓冲腔二内的载板顶升机构均包括升降台以用于将进入所述缓冲腔一缓冲腔二的其中一块载板顶升以实现所述缓冲腔一及缓冲腔二内同时进入两块载板。
通过上述技术方案，本发明具有如下优点：
（1）由于在装载腔及卸载腔采用了载板顶升机构，使得装载腔和卸载腔一次可以进出两块载板而大大提高设备的产能，且每次进出两块载板而减少了对应的装载腔及卸载腔回填气体的频率及抽真空产生的能耗；
（2）由于洁净室建造和使用成本较高，通过一台真空泵协调控制装载腔及卸载腔，可以节省一台真空泵的制造费用、硬件控制器件投入及占地空间，且一台真空泵待机状态下的能耗约为正常工作状态下30-40%的能耗，因此通过一台真空泵协调控制装载腔及卸载腔而大大降低了真空泵的待机能耗；
（3）为了配合装载腔及卸载腔可以同时进出两块载板，常规状态下需要将缓冲腔一及缓冲腔二的长度加倍以满足两块载板的同时进出，因此，在缓冲腔一及缓冲腔二内也同时设置载板顶升机构，在满足提高产能的同时以减小设备长度并节约占地空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1和2为现有技术的链式传输真空刻蚀和镀膜设备的俯视及侧视结构示意图；
图3和4为本发明实施例所公开的在装载腔及卸载腔同时设置载板顶升机构的一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备的俯视及侧视结构示意图；
图5为本发明实施例所公开的装载腔及卸载腔共用一台真空泵的一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备的侧视结构示意图；
图6为本发明实施例所公开的在装载腔、缓冲腔一、缓冲腔二及卸载腔同时设置载板顶升机构的一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备的侧视结构示意图。
图中数字表示：
11.装载腔 12.装载泵 13.泵管路
21.工艺腔 22.工艺泵 23.泵管路
31.卸载腔 32.卸载泵 33.泵管路
41.载板 51.缓冲腔一 52.缓冲腔二
61.链式辊轮 71.真空泵 72.泵管路
73.甭管支路
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一：
参考图3和4，一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备，包括：按工艺顺序依次设置的装载腔11、缓冲腔一51、工艺腔21、缓冲腔二52及卸载腔31，装载腔11与缓冲腔一51之间设置有可启闭的真空隔板一，缓冲腔一51、工艺腔21及缓冲腔二52为连通的腔室，缓冲腔二52与卸载腔31之间设置有可启闭的真空隔板二；装载腔11通过泵管路13对应设置有装载泵12，工艺腔21通过泵管路23对应设置有工艺泵22，卸载腔31通过泵管路33对应设置有卸载泵32；装载腔11和卸载腔31分别对应设置有载板顶升机构，装载腔11的载板顶升机构包括升降台以用于将进入装载腔11的其中一块载板41顶升以实现装载腔11内同时进入两块载板41，卸载腔31的载板顶升机构包括升降台以用于将进入卸载腔31的其中一块载板41顶升以实现卸载腔31内同时进入两块载板41，载板41在装载腔11、缓冲腔一51、工艺腔21、缓冲腔二52及卸载腔31之间由链式辊轮61输送。
实施例二：
进一步的，为了实现更加的节能及降本，基于实施例一并参考图5，装载泵12与卸载泵32为同一台共用的真空泵71，该共用的真空泵71通过泵管路72同时控制装载腔11及卸载腔31，真空泵71的泵管路72分为两路并联的泵管支路73分别连接至装载腔11与卸载腔31，并在装载腔11及卸载腔31的泵管支路73上设置阀门以实现交替控制装载腔11与卸载腔31进行抽真空，从而通过控制载板41进出装载腔11和卸载腔31的节拍和流程及充分利用真空泵71工作间歇时间以实现一个真空泵71同时服务于装载腔11和卸载腔31；且当设备由于故障出现装载腔11和卸载腔31节拍干涉时，通过程序控制卸载腔31优先工作以保证设备工艺顺畅，从而使设备恢复到正常的生产节拍。
实施例三：
进一步的，为了实现降本及节约占地面积，基于实施例一或二并参考图6，缓冲腔一51及缓冲腔二52内均设置有载板顶升机构，缓冲腔一51及缓冲腔二52内的载板顶升机构均包括升降台以用于将进入缓冲腔一51缓冲腔二52的其中一块载板41顶升以实现缓冲腔一51及缓冲腔二52内同时进入两块载板41。
参考图4-6，下面以装载腔11、缓冲腔一51、缓冲腔二52及卸载腔31内均对应设置有载板顶升机构且装载腔11及卸载腔31共用同一台真空泵71为例，具体说明本发明的工作原理：
工作时，腔室连通为一体的缓冲腔一51、工艺腔21及缓冲腔二52处于封闭状态，即装载腔11与缓冲腔一51之间真空隔板一及缓冲腔二52与卸载腔31之间的真空隔板二均处于关闭状态，从而可以通过工艺泵22抽真空使缓冲腔一51、工艺腔21及缓冲腔二52一直处于真空状态并对进入工艺腔21的载板41进行刻蚀或镀膜处理；
同时，人工或机器将一块载板41放入位于装载腔11的链式辊轮61上并通过载板顶升机构的升降台将该载板41顶升至一定高度，然后在对应位置的链式辊轮61上放入第二块载板41，然后关闭装载腔11的载板入口，则通过对应的泵管支路的阀门切换到对装载有两块载板41的装载腔11进行抽真空；
然后，待装载腔11与工艺腔21的真空度一致后，打开装载腔11与缓冲腔一51之间的真空隔板一以使装载腔11与缓冲腔一51连通，则链式辊轮61启动并将装载腔11内位于链式辊轮61上的载板41输送至缓冲腔一51并由缓冲腔一51内载板顶升机构的升降台顶升至一定高度，然后装载腔11载板顶升机构的升降台下降以将另一块载板41落在链式辊轮61上并输送至缓冲腔一51内对应上一载板41位置的下方，则关闭装载腔11与缓冲腔一51之间的真空隔板一并打开装载腔11的载板入口以重复上述载板41装载过程；
然后，待装载腔11与缓冲腔一51之间的真空隔板一关闭后，缓冲腔一51内的位于链式辊轮61上的载板41被链式辊轮61输送至工艺腔21进行刻蚀或镀膜处理，同时，位于缓冲腔一51载板顶升机构的升降台上的载板41下降并落在链式辊轮61上，且第二块载板41与第一块载板41首尾相接以通过链式辊轮61连续输送至工艺腔21进行刻蚀或镀膜处理；
然后，经工艺腔21刻蚀或镀膜处理后的第一块载板41经链式辊轮61输送至缓冲腔二52后由缓冲腔二52的载板顶升机构顶升一定高度，且经工艺腔21刻蚀或镀膜处理后的第二块载板41连续进入缓冲腔二52并输送至位于第一块被顶升的载板41下方；
然后，在装载腔11装载间隙时已由真空泵71抽真空的卸载腔31与缓冲腔二52之间的真空隔板二打开，则进入缓冲腔二52的位于链式辊轮61上的第二块载板41输送至卸载腔31并通过载板顶升机构的升降台顶升一定高度，同时，缓冲腔二52内位于载板顶升机构上的载板41下降并落在链式辊轮61上被输送至卸载腔31内，然后关闭卸载腔31与缓冲腔二52之间的真空隔板二；
然后，打开卸载腔31的载板出口，首先将位于链式辊轮61上的载板41输出并卸载，再将位于载板顶升机构上的载板41下降并落在链式辊轮61上输出并卸载，由此，连续进出的两块载板41完成全部工艺过程并进入后续工序；
上述过程连续并重复操作，从而实现载板的高产能、低能耗、低成本的刻蚀或镀膜处理。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备，其特征在于，包括：
按工艺顺序依次设置的装载腔、缓冲腔一、工艺腔、缓冲腔二及卸载腔，所述装载腔与缓冲腔一之间设置有可启闭的真空隔板一，所述缓冲腔一、工艺腔及缓冲腔二为连通的腔室，所述缓冲腔二与卸载腔之间设置有可启闭的真空隔板二；
所述装载腔通过泵管路对应设置有装载泵，所述工艺腔通过泵管路对应设置有工艺泵，所述卸载腔通过泵管路对应设置有卸载泵；
所述装载腔和卸载腔分别对应设置有载板顶升机构，所述装载腔的载板顶升机构包括升降台以用于将进入所述装载腔的其中一块载板顶升以实现所述装载腔内同时进入两块载板，所述卸载腔的载板顶升机构包括升降台以用于将进入所述卸载腔的其中一块载板顶升以实现所述卸载腔内同时进入两块载板，所述载板在所述装载腔、缓冲腔一、工艺腔、缓冲腔二及卸载腔之间由链式辊轮输送。
2.根据权利要求1所述的一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备，其特征在于，所述装载泵与卸载泵为同一台共用的真空泵，该共用的所述真空泵通过泵管路同时控制所述装载腔及卸载腔，并通过控制所述载板进出所述装载腔和卸载腔的节拍和流程及充分利用所述真空泵工作间歇时间以实现一个所述真空泵同时服务于所述装载腔和卸载腔；且当设备由于故障出现所述装载腔和卸载腔节拍干涉时，通过程序控制所述卸载腔优先工作以保证设备工艺顺畅，从而使设备恢复到正常的生产节拍。
3.根据权利要求2所述的一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备，其特征在于，所述真空泵的泵管路分为两路并联的泵管支路分别连接至所述装载腔与卸载腔，并在所述装载腔及卸载腔的泵管支路上设置阀门以实现交替控制所述装载腔与卸载腔进行抽真空。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高产能链式传输真空刻蚀和镀膜设备，其特征在于，所述缓冲腔一及缓冲腔二内均设置有所述载板顶升机构，所述缓冲腔一及缓冲腔二内的载板顶升机构均包括升降台以用于将进入所述缓冲腔一缓冲腔二的其中一块载板顶升以实现所述缓冲腔一及缓冲腔二内同时进入两块载板。
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