CN209344052U - 控制用于夹持或定位布置在基板载体上的基板的装置的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种控制用于夹持在基板载体上的至少一个基板或将至少一个基板定位在基板载体上的夹持或定位装置的系统。基板由具有至少一个已知膨胀系数的材料组成。首先在该基板载体的已知的第一温度下确定由该基板载体的长度、宽度和高度组成的该基板载体的第一参数集。而后在至少两个激光传感器的帮助下在未知第二温度下确定由基板载体的长度、宽度和高度组成的第二参数集，其中两个激光传感器布置于该基板载体的各相反侧上及一条激光线上。借助于第二参数集和所述至少一个膨胀系数可以确定在未知第二温度下基板参考点在定位于第一位置中的基板载体上的精确位置并且相应控制夹持或定位装置。该系统具有与方法步骤相对应的特征。

Description

控制用于夹持或定位布置在基板载体上的基板的装置的系统

技术领域

本实用新型系关于一种控制用于夹持在基板载体上的至少一个基板或将至少一个基板定位在基板载体上的夹持或定位装置的系统。尤其是夹持或定位装置用于从基板载体上移除大量基板或在基板载体上放置大量基板，例如用于太阳能电池的制造中。尤其亦可夹持或定位不透明基板。

背景技术

在太阳能电池的制造中的针对基板的许多处理系统中，亦在显示器的涂层、其中涂布基板的半导体技术或其它用于对基板涂层的领域中，基板布置于基板载体上以用于在处理腔室中进行处理以及用于自一个处理腔室运送至另一处理腔室中，其中此基板载体接着最终定位于一腔室中或在一运送构件上移动通过一腔室或一闸门。这意味着一个基板或若干基板必须在第一时间点在预定义位置处定位于基板载体上且在后续时间点(例如，在处理之后)以经定义方式再次从基板载体移除，其中出于此目的通常使用自动化装置。在以下描述中，将移除过程称为夹持，其中将呈夹持指或夹持钳、伯努利(Bernoulli)夹件、吸盘、真空夹件、静电夹件、基于电磁效应或附着性的其它夹持及固持构件、模具或其它适合构件的形式的夹持工具用于移除过程。这些夹持或定位装置或工具在基板的一个或多个预定义点处或面状地在一或多个预定义区域中接合在特定基板上，其中这些点或区域具有相对于基板载体的经定义的位置。若一大基板或大量较小基板应从一基板载体移除，举例而言，则在三维坐标系中控制一个夹持工具或多个夹持工具，使得它们定位于基板载体的周边内的或多个点(在下文中称为基板参考点)处，且在这些点处固持基板或若干基板。另一方面，基板或若干基板亦可在由一或多个基板参考点定义的位置中放置 (即定位)于基板载体上。这些基板参考点分别由它们在三维坐标系的全部方向上距基板载体的参考点的距离定义，其中夹持或定位装置在基板载体的参考点的帮助下作为一整体在相同坐标系中相对于基板载体定位。换言之，基板载体及夹持或定位装置在基板载体的参考点的帮助下在坐标系内的经定义位置中相对于彼此对准且夹持或定位工具相对于基板参考点对准，这些基板参考点具有相对于基板载体的参考点的经定义位置。

基板参考点与基板载体的参考点的此关系通常在第一温度下(例如在室温范围或一平均处理温度范围内)针对基板载体确定。然而，在其中定位或夹持基板的区域中的基板载体的实际第二温度可能偏离于第一温度。依据用于基板载体的材料及第一温度与第二温度之间的相应的差异，基板参考点在基板载体上的在夹持及定位装置的区域中的位置可能从一个位置显著偏离，所述位置是基于第一温度下的基板参考点与基板载体的参考点的关系确定的。由此可能在基板在基板载体上的正确定位或基板从基板载体的正确移除方面产生问题。举例而言，在移除期间，尤其当基板(相对于一夹持工具的表面)具有非常小的表面时或当基板参考点被布置成非常接近基板表面的边缘时无法适当夹持基板，使得基板的移除不可能。相反，在定位过程期间，基板相对于基板载体的横向定位的轻微偏差可在基板放置于基板载体上时已经导致对基板的损害或导致基板的处理期间的处理误差。当使用夹持工具时，非基于基板表面的实际高度的侦测而控制其高度调整，则基板分别可由于夹持或定位过程期间的过度压力负载或由于在未对应于基板在基板载体上的放置高度的高度处的夹持工具的释放而损害，或基板可能根本无法移除。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种控制用于夹持在基板载体上的至少一个基板或将至少一个基板定位在基板载体上的夹持或定位装置的系统，借助于其即使在基板载体的温度未知的情况下所述至少一个基板亦可从基板载体正确移除或所述至少一个基板亦可正确定位于基板载体上。

根据该控制用于夹持在基板载体上的至少一个基板或将至少一个基板定位在基板载体上的夹持或定位装置的系统，所述至少一个基板在该基板载体上的位置由至少一个基板参考点定义，该系统包括：

a)第一装置，其用于在已知的第一温度下确定由至少一个参数的相应值组成的该基板载体的第一参数集，所述至少一个参数选自该基板载体的长度、宽度和高度，

b)第二装置，其用于在共同的三维坐标系中确定以下项的位置：

在该第一温度下的该基板载体的参考点，

在该第一温度下该基板载体上的所述至少一个基板参考点，及

所述夹持或定位装置，

c)第三装置，其用于在未知第二温度下将该基板载体定位于该坐标系中的第一位置中，使得该基板载体的该参考点布置于相对于该坐标系的至少一个方向的预定义位置中，

d)第四装置，其用于在该基板载体的该第二温度下确定在定位于所述第一位置中的该基板载体的第二参数集，该第二参数集由与用于确定所述第一参数集的参数的相同类型的参数组成，其中该第四装置包括用于确定至少一个参数的值的至少两个激光传感器，该至少两个激光传感器中的两个激光传感器布置于该基板载体的各相反侧上及一条激光线上，

e)第五装置，其用于在将该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数考虑在内的情况下借助于所述第一参数集及该第二参数集以及在该第二装置中确定的该基板载体的该参考点的位置和所述至少一个基板参考点的位置来确定在该第一位置中定位的该基板载体的所述至少一个基板参考点在该坐标系内至少相对于第一方向的位置，及

f)第六装置，其用于依据由在该第五装置中确定的所述至少一个基板参考点的位置而产生控制信号且将控制信号传输至所述夹持或定位装置。

一种控制用于夹持在基板载体上的至少一个基板或将至少一个基板定位在基板载体上的夹持或定位装置的方法包括提供适用于承载至少一个基板且由具有至少一个已知膨胀系数的材料组成的基板载体。该基板载体的该材料亦可在该材料的不同方向上具有不同的已知膨胀系数。所述至少一个基板在该基板载体上的位置借助于至少一个基板参考点定义。最初在该基板载体的已知的第一温度下确定该基板载体的第一参数集。所述第一参数集分别由选自该基板载体的长度、宽度和高度的至少一个参数的值组成。另外，在一共同的三维坐标系中在该基板载体的该第一温度下确定该基板载体的参考点及在该基板载体上的所述至少一个基板参考点的位置。以此方式，定义该第一温度下所述至少一个基板参考点与该基板载体的该参考点的三维关系。此外，亦在该共同坐标系中确定该夹持或定位装置的位置。该夹持或定位装置的所述位置的确定尤其是指包含在该夹持或定位装置中的至少一个夹持装置在该夹持或定位装置内的位置的确定。该夹持或定位装置亦可包括多个夹持装置，以及诸如控制装置、马达等的其它组件。位置的该确定可例如借助于机械、光学、电或磁传感器实现且在针对此确定而言的最佳环境及边界条件下实行，诸如在室温下，在正常空气中，在具有用于传感器的布置的足够空间的情况下，在具有亦用于确定大量位置的足够时间的情况下等。

这些预备步骤用于校准且可仅在方法的开始时实行一次。然而，亦可多次确定所述第一参数集和/或该基板载体的该参考点及所述至少一个基板参考点的位置。举例而言，在该第一温度下该基板载体的这些参数可由于所述至少一个基板的处理而随着时间改变，使得实行另一校准是有利的。在其它已知温度下确定其它参数集和/或在这些其它已知温度下确定该基板载体的参考点及所述至少一个基板参考点的位置以便由此增强该方法的准确度是进一步有利的。

为了在未知的第二温度下正确实行所述至少一个基板从该基板载体或在该基板载体上的该夹持或定位，该基板载体在该未知第二温度下进一步定位于该坐标系中的第一位置中，使得该基板载体的该参考点布置于相对于该坐标系的至少一第一方向的预定义位置中。随后，在此第一位置中在该基板载体的该第二温度下确定该基板载体的第二参数集，其由与所述第一参数集相同的参数组成。因此，该第二参数集分别由该相同至少一个参数的值组成，所述第一参数集已针对所述至少一个参数含有值。这意味着该第二参数集的参数与所述第一参数集的参数相同。在至少两个激光传感器的帮助下确定该第二参数集的至少一个参数的值，其中这些激光传感器中的两个激光传感器布置于该基板载体的各相反侧上及一条激光线上。布置于一条激光线上意味着该两个激光传感器的光束路径在一共同的笔直的线上延伸。

随后借助于所述第一参数集及该第二参数集，以及在该第一温度下确定的所述至少一个基板参考点及该基板载体的该参考点的位置在该坐标系中相对于至少其第一方向确定在该基板载体的第一位置中的该基板载体的所述至少一个基板参考点的位置。这可例如在值表或特性曲线的帮助下实现，该值表或特性曲线在用于确定这些值的最佳测量条件下事先确定，并且在所述值表或特性曲线中使得该第二参数集的所述至少一个参数的值与所述第一参数集的相同类型的参数的值、与该基板载体的该参考点及所述至少一个基板参考点在第一温度下确定的位置，以及与在基板载体的第一位置中设定的该基板载体的参考点的位置且与所述至少一个基板参考点在定位于第一位置中的基板载体上的位置相关。值表或特性曲线的利用尤其适用于具有至少一个关于温度非线性的膨胀系数的材料的基板载体。然而，亦可在计算规则的帮助下，尤其在该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数随着温度线性且仅轻微改变的情况下确定所述至少一个基板参考点的所述位置。

现依据在该未知第二温度下如此确定的所述至少一个基板参考点在该坐标系中的位置，控制用于夹持或定位至少一个基板的装置。以此方式，所述至少一个夹持装置可根据所述至少一个基板参考点的实际位置非常准确地定位且所述至少一个基板因此亦可在该基板载体的未知温度下正确地夹持或定位。

通过该方法使得该夹持或定位装置至少相对于该坐标系的该第一方向精确调适至所述至少一个基板参考点的在该基板载体的第一位置中的当前位置，而不必直接确定所述至少一个基板参考点在定位于该第一位置中的基板载体上的位置。直接位置确定在基板载体的该第一位置中的当前的环境及边界条件下可能是不可能或不利的，例如这是因为该当前的第二温度及周围氛围中的高度反应性过程气体以及可用空间的缺乏及可用于该确定的有限时间使得无法以所需准确度直接确定所述位置。一个或多个基板尤其可放置于一基板载体上或从一基板载体移除而不必调整至基板载体的预定义温度。这消除用于将该基板载体从不对应于该预定义温度的温度加热或冷却至该预定义温度的等待周期。另外，避免对所述至少一个基板在放置于该基板载体上或从该基板载体移除时的损害，并且避免由于所述至少一个基板在该基板载体上的不准确定位而导致的所述至少一个基板的不良加工。

该基板载体有利地定位于该第一位置中，使得该基板载体的该参考点布置于相对于该坐标系的全部方向的预定义位置中。以此方式，可在该基板载体定位于此第一位置中时在该第二温度下相对于该坐标系的全部方向确定该基板载体上的所述至少一个基板参考点的位置。因此，可以实现该夹持或定位装置甚至更准确定位到所述至少一个基板参考点的当该基板载体在该第一位置中时的位置上，这是因为现在相对于该坐标系的全部方向确定所述至少一个基板参考点的所述位置。

在一较佳实施例中，使用至少三个激光传感器来确定一参数的值。以此方式，可侦测该基板载体相对于起始位置(在该起始位置中在第一温度下确定该基板载体的该参考点及所述至少一个基板参考点的位置)的旋转且可确定其量值。接着当该基板载体在该第一位置中时在该第二温度下将此旋转并入至该基板载体的所述至少一个基板参考点的所述位置的确定，使得该夹持或定位装置的控制亦可考虑且补偿该基板载体的此旋转。特别优选的是，该至少三个激光传感器的一个未与两个其它激光传感器布置于一条激光线上，而是与该两个其它激光传感器的一个处于基板载体的相同侧上。

利用激光传感器确定至少该第二参数集具有诸多优点。一方面，该参数集由此可在任何温度下以非接触方式确定。甚至可非常精确且可再现地测量具有高度反射表面的基板载体(例如，在铝基板载体上)。涂层同样地未使测量过程复杂化。此外，激光传感器的利用是真空相容的且不导致对处理区域的污染，亦不导致对被测对象的局部溯及效应。另外，亦可在存在电浆的情况下实行测量，其中该电浆不影响该测量且该测量不影响该电浆。甚至高度反应性过程气体或电磁场对测量结果不具有影响。这些传感器亦几乎不经受任何磨损，这是因为这些激光传感器可布置于处理腔室或类似腔室外部，在该处理腔室或类似腔室中该基板载体布置于该第一位置中。

所述第一参数集有利地由与用于确定该第二参数集的这些激光传感器的相同类型的激光传感器确定。以此方式，额外增强在该第二温度下确定所述至少一个基板参考点的所述位置的准确度。

该基板载体较佳在机械止挡件或电、光学或磁传感器的帮助下定位于该第一位置中。以此方式，该基板载体的该参考点可准确地定位于相对于该坐标系的至少第一方向的经定义位置中，因为一旦到达该机械止挡件或该电、光学或磁传感器响应，该基板载体自身或用于移动该基板载体的运动系统即停止。

除了所述至少一个基板参考点的所述位置的精确确定之外，优选在将该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数考虑在内的情况下，借助于该基板载体的所述第一参数集及该第二参数集，确定该基板载体的该第二温度。此容许(例如)其中布置有该基板载体的该第一位置的处理腔室中或直接布置于沿着所述至少一个基板的处理线在第一位置的上游或下游的处理腔室中的过程的温度演变的精确控制，使得最终亦可增强此过程的过程参数的控制。在此，术语处理线是指用于处理基板的连续步骤的序列，即，呈在所述至少一个基板上产生层或从所述至少一个基板移除层，检测、运送、定位、加热或冷却基板或传递基板通过闸门的形式。

控制用于夹持在基板载体上的至少一个基板或将至少一个基板定位在基板载体上的夹持或定位装置的实用新型系统包括至少六个装置。在此情况中，第一装置用于在已知的第一温度下确定分别由选自该基板载体的长度、宽度和高度的至少一个参数的值组成的该基板载体的第一参数集。举例而言，该第一装置可具备机械、光学、电或磁传感器，可由它们确定所述第一参数集。第二装置适用于在该第一温度下在共同的三维坐标系中确定该基板载体的参考点、在该基板载体上的所述至少一个基板参考点及该夹持或定位装置的位置。此装置可同样具备机械、光学或其它传感器，借助于它们可分别确定该坐标系中的相应位置或个别位置之间的关系。第三装置适用于在一未知第二温度下将该基板载体定位于该坐标系中的第一位置中，使得该基板载体的该参考点布置于相对于该坐标系的至少一个方向的预定义位置中。第四装置用于在该基板载体的该第二温度下确定在定位于所述第一位置中的该基板载体的第二参数集，该第二参数集由与用于确定所述第一参数集的参数的相同类型的参数的值组成，其中该第四装置包括用于确定至少一个参数的值的至少两个激光传感器，其布置于该基板载体的各相反侧上及一条激光线上。第五装置适用于确定当该基板载体在该第一位置中时该基板载体的所述至少一个基板参考点在该坐标系中至少相对于第一方向的位置。这是在将该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数考虑在内的情况下借助于所述第一参数集及该第二参数集以及在该第二装置中确定的该基板载体的参考点及所述至少一个基板参考点的位置实现。第六装置最终用于依据在该第五装置中确定的所述至少一个基板参考点的所述位置而产生控制信号且将控制信号传输至该夹持或定位装置。

该第四装置优选包括用于确定至少一个参数的值的至少三个激光传感器。该第四装置因此适用于侦测且确定该基板载体相对于在该第二装置中确定的该基板载体的参考点及所述至少一个基板参考点的位置的旋转。特别优选，至少一个激光传感器未与该至少三个激光传感器的两个其它激光传感器布置于一条激光线，而与该两个其它激光传感器中的一个激光传感器布置在该基板载体的相同侧上。

该第三装置优选包括用于将该基板载体定位于该第一位置中的机械止挡件或电、光学或磁传感器。

在一特定实施例中，该第五装置包括至少一个值表或至少一个特性曲线，在所述值表或特性曲线中使得该第二参数集的所述至少一个参数的利用该第四装置确定的值与所述第一参数集的相同类型的参数的值、与在该第二装置中确定的该基板载体的所述参考点的位置及所述至少一个基板参考点的位置，以及与在该第三装置中设定的该基板载体的参考点的位置且与待在该第二温度下确定的所述至少一个基板参考点的所述位置相关。在用于在该第二温度下将至少一个基板夹持或定位在该基板载体上的方法第一次使用之前，使用诸如(例如)光学或机械传感器的适合构件建立该值表或特性曲线。

在另一较佳实施例中，该第五装置包括计算单元，该计算单元适用于在将该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数考虑在内的情况下借助于所述第一参数集及该第二参数集以及在该第二装置中确定的该基板载体的该参考点的位置和所述至少一个基板参考点的位置来计算在该第一位置中定位的该基板载体的所述至少一个基板参考点在该坐标系内至少相对于第一方向的位置。

另外，该第五装置有利地适用于在将该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数考虑在内的情况下借助于该基板载体的所述第一参数集及该第二参数集确定该基板载体的该第二温度。此外该第六装置有利地适用于依据在所述第五装置中确定的第二温度而针对用于控制在腔室中的加热装置的控制装置产生控制信号，以及用于将这些控制信号传输至该加热装置的该控制装置。该腔室适用于处理(在该至少一个基板上产生层或从该至少一个基板移除层)、检测、运送、加热或冷却所述至少一个基板或用于运送所述至少一个基板通过闸门。此腔室优选是其中布置该基板载体的该第一位置的腔室，或沿着该基板的处理线直接布置于这样的腔室的上游或下游的腔室。

该第一装置优选具备与该第四装置相同类型的激光传感器以便确定所述第一参数集。因此可增强由该第五装置确定所述至少一个基板参考点的所述位置的准确度。

附图说明

下文参考附图更详细描述本实用新型。其中：

图1示出用于多个基板的基板载体的第一实施例以及基板载体的参考点及基板参考点的示意性俯视图；

图2示出基板载体的参考点及一示例性基板参考点在三维坐标系中的位置的示意性表示；

图3A及图3B针对两个不同温度分别示出基板载体的参考点及一示例性基板参考点在三维坐标系的一个平面中的位置的示意性表示；

图4示出夹持或定位装置及其上布置有基板的基板载体的示意性横截面；

图5示出基板的处理线的示意性表示；

图6示出用于控制夹持或定位装置的方法的实施例的示意性表示；

图7示出用于控制夹持或定位装置的实用新型系统的实施例的示意性表示；

图8示出具有用于将基板载体定位于第一位置中的凹槽的基板载体的侧表面的示意图；

图9示出用于运用两个激光传感器确定第二参数集的装置的实施例的示意图；和

图10示出用于运用三个激光传感器确定第二参数集的装置的实施例的示意图。

具体实施方式

图1示意性示出呈x-y平面的俯视图的形式的基板载体100的第一实施例。基板载体100可具有任何外部形状(例如圆形、四边形或多边形)且具备适用于容纳基板的凹槽或开口110。在基板载体的其它实施例中，亦可提供用于在基板载体上容纳且固定基板的其它构件代替凹槽。举例而言，呈具有圆柱形、棱柱状、锥形或金字塔形状的中空或实心销的形式的突部可布置于基板载体的表面中或上以便定义基板在基板载体上的位置且防止基板在基板表面上移位。图1中绘示的基板载体100具有矩形形状且含有以沿着y方向的四个列及沿着x 方向的三个行的形式布置的十二个凹槽110。基板载体100具备一参考点120，该参考点120描述基板载体100在具有正交坐标轴的三维 x-y-z坐标系中的位置。基板载体100可定位成使得参考点120的至少一个坐标已知。此外，基板参考点130布置于基板载体100上，其中给每个开口110及因此每个基板指派一特定基板参考点130。然而，亦可定义更多或更少基板参考点130。参考点120以及基板参考点130 可仅虚拟地实现，即，它们不以缺口、凹槽、标记等的形式布置于基板载体100上，而是仅储存于基板载体100的虚拟描述中(例如，储存介质上)。因此，基板参考点130可分别由(例如)开口110的中心或一边角组成，而基板载体的参考点120可由(例如)基板载体100 的上侧上或基板载体100的一侧上的点、基板载体100的边角、基板载体100的中心或任何其它点组成。

下文参考图2再次阐明基板载体100的参考点120以及特定基板参考点130的布置。出于此目的，两个点绘示于一共同三维x-y-z坐标系中。在此情况中，参考点120由坐标(x₁,y₁,z₁)定义，而基板参考点130具有坐标(x₂,y₂,z₂)。虽然两个点的全部坐标在所绘示示例中彼此不同，但两个点的一个或多个或全部坐标亦可相同。

图3A及图3B针对两个不同温度T₀及T_i示出两个点在坐标系的 x-y平面中的位置。在一校准温度T₀下，参考点120及基板参考点130 分别具有坐标(x₁₀,y₁₀)及(x₂₀,y₂₀)，如图3A中绘示。点120与点 130的间的距离相当于沿着x轴的Δ_x0及沿着y轴的Δ_y0。因此，基板参考点130的坐标(x₂₀,y₂₀)可计算如下：

x₂₀＝x₁₀+Δx₀ (1)

y₂₀＝y₁₀+Δy₀ (2)。

两个点的坐标z₁₀及z₂₀亦类似地相关。

在图3B中绘示的示例中的不同于校准温度T₀的另一温度T_i下，两个点120及130分别具有坐标(x_1i,y_1i)及(x_2i,y_2i)。在此情况中，两个点120与130之间的距离相当于沿着x轴的Δ_xi及沿着y轴的Δ_yi，使得基板参考点130的坐标(x2i,y2i)可计算如下：

x_2i＝x_1i+Δx_i (3)

y_2i＝y_1i+Δy_i (4)。

由于两个点120及130是相对于它们在基板载体100上的位置定义，故若基板载体100的材料在x方向及y方向上的膨胀系数α_x及α_y以及温度T₀及T_i已知，则距离Δ_xi及Δ_yi可计算如下：

Δx_i＝Δx₀+Δx₀·α_x·(T_i-T₀) (5)

Δy_i＝Δy₀+Δy₀·α_y·(T_i-T₀) (6)。

下文参考图4阐明夹持或定位装置200相对于其上布置有基板 300的基板载体100的定位。为此，图4示出沿着图1中指示的线A-A' 穿透其上布置有基板300的基板载体100且穿透装置200的横截面。基板载体100含有凹槽110(其中基板300位于基板载体100上)以及延伸穿过基板载体100的开口140。基板300可在夹持或定位装置 200的帮助下以一经定义方式自基板载体100移除或放置于、即定位于基板载体100上。在所示出的示例中，装置200分别具备针对基板 300的各者的夹持装置210(例如，吸力头)，其中这些夹持装置沿着在x方向上延伸的线布置。以此方式，全部基板300可同时自基板载体100移除或放置于基板载体100上。各单个装置210布置于一共同载体220上且可在此载体上沿着x方向任意移位(即，定位)。整个载体220可沿着y方向及z方向(若适用亦沿着x方向)移动，使得夹持装置210可在坐标系中布置于相对于基板参考点130的特定位置中且分别依序移除或定位基板载体100的一列的基板300。然而，自然亦可不同地设计夹持或定位装置200。举例而言，其亦可具备可任意定位于x、y及z方向上的仅一个装置210或精确对应于可布置于基板载体100上的基板300的数目的若干装置210。

图5示意性示出用于处理基板的处理线400。在此情况中，基板载体供应于第一单元410中且基板在第一夹持或定位装置的帮助下布置于基板载体上。这在基板载体的温度T₁下发生。接着，例如借助于将层分别施覆于基板的至少一个表面上或在基板表面中产生结构，而在第二单元420至第四单元440中处理基板。中间步骤(诸如形成特定环境条件(例如，真空)，或加热或冷却基板)亦可在单元420至 440中实行。可在这些单元420至440内在不同温度下处理基板载体及基板。因此可发生温度波动。在第五单元450中借助于第一夹持或定位装置或第二夹持或定位装置自基板载体移除基板。换言之，(用于在第五单元450中自基板载体移除基板的)夹持或定位装置可由与用于在第一单元410中将基板布置于基板载体上的夹持或定位装置相同的夹持或定位装置组成。然而，亦可在第一单元410中及在第二单元 450中使用两个单独夹持或定位装置。基板自基板载体的移除在基板载体的温度T₂下发生。当然多于或少于图5中绘示的三个单元420至 440的处理单元可以布置在第一单元410与第五单元450之间。在于第五单元450中移除经处理基板之后，通常使基板载体再次返回至第一单元410，使得新基板可定位于其上。在图5中使用虚线指示基板载体的此返回。因此，相对于基板载体，第一单元410是在处理线中布置于第五单元450下游的单元，而第四单元440是布置于第五单元 450上游的单元。尤其如果基板载体自第五单元450返回至第一单元 410，则温度T₂及温度T₁可能是未知的且分别随着时间或针对不同基板载体而变动。因此，在单元410及450中对夹持及定位装置的控制尤其具挑战性。

图6示出用于控制图5中绘示的单元410及450中使用的类型的夹持或定位装置200的方法的实施例的示意性表示。在第一步骤S10 中提供基板载体100。在此情况中，基板载体100适用于容纳至少一个基板300。针对一坐标系的全部方向已知基板载体100的膨胀系数α_n或若干膨胀系数α_n。在第二步骤S20中，在第一温度(即，校准温度 T₀)下确定基板载体100的第一参数集。校准温度T₀是已知的。第一参数集含有至少针对基板载体100在x方向上的尺寸的值L₀，其在下文称为长度。参数集较佳亦含有针对基板载体100在y方向及z方向上的各自尺寸的值B₀及H₀，它们在下文分别称为宽度及高度。在步骤S30中，在校准温度T₀下确定基板载体100的参考点120及基板参考点130在x-y-z坐标系中的位置，即，参考点120的坐标(x₁₀,y₁₀,z₁₀) 及一特定基板参考点130的坐标(x₂₀,y₂₀,z₂₀)。此可(例如)在相机或另一适合构件的帮助下实现。此外，在步骤S30中确定装置200在 x-y-z坐标系中的位置，其表示用于后续控制装置200的装置200的起始位置。步骤S20及S30表示校准步骤且可按任何序列实行且在该方法中仅实行一次。然而，它们亦可针对不同温度(全部温度已知)实行，以便增强在一未知温度下控制基板参考点130的位置确定的准确度及因此增强控制装置200的准确度。可能同样是有利的，在不同时间点(例如，在基板载体100通过一特定处理线10个遍次之后)重复地实行步骤S20及S30，以便考虑到第一参数集随着时间的变动。可例如由于基板载体100上的涂层或借助于在一长的时间段内自基板载体100移除材料而引起第一参数集的这些变动。此外，所使用的测量构件(例如，激光传感器)的漂移现象亦可偶尔被侦测到且若适用，则凭借第一参数集的确定而消除。若同一或相同类型的测量构件亦用于确定第二参数集，则此是尤其有利的。

在这些步骤之后，在步骤S40中，在处理线的一个单元(例如，第一单元410或第五单元450)中将现具有一未知温度T_i的基板载体 100定位于x-y-z坐标系中的第一位置中，使得基板载体100的参考点 120的至少一个坐标对应于一预定义位置且因此是已知的。举例而言，可借助于布置于基板载体100的侧表面上的标记及用于侦测此标记的传感器而相对于y方向精确定位基板载体100，使得坐标y_1i已知。参考点120的两个其它坐标x_1i及z_1i的一个或两者可同样地对应于一预定义位置且因此是已知的，但亦可未知。归因于环境及边界条件诸如反应性气体组分或真空的存在，无法在第一位置中直接测量未知温度 T_i，其例如可是图5中的温度T₁或温度T₂。此外，归因于环境及边界条件，亦无法在第一位置中借助于传感器(例如，光学传感器)直接确定基板参考点130的位置。在基板载体的第一位置上存在的环境及边界条件下直接的位置确定可以是不可能的或不利的，例如因为相应的温度T_i、在周围氛围中的高度反应性过程气体、电磁场以及可用空间的缺乏不容许使用这样的用于确定基板参考点130的位置的传感器。特别是，若有必要确定大量基板参考点130的位置，则可用于这些位置的直接确定的时间亦可能不足的。因此，需要用于确定这些位置的不同方法。

根据本实用新型，因此在步骤S50中，在温度T_i下，在基板载体 100的第一位置中确定基板载体100的第二参数集，其中第二参数集含有针对与第一参数集相同的参数的至少一个值。若第一参数集含有长度L₀、宽度B₀及高度H₀，则第二参数集因此含有至少长度L_i或宽度B_i或高度H_i，但亦可含有两个或全部参数L_i、B_i及H_i。在定位于基板载体100的各相反侧上及一条激光线上的至少两个激光传感器的帮助下确定第二参数集的至少一个参数值。

在步骤S60中，随后基于所述至少一个已知的坐标y_1i，借助于第一参数集及第二参数集以及在步骤S30中确定的参考点120的及基板参考点130的位置及已知的膨胀系数α_n而确定基板参考点130的位置。然而，可仅在其中亦精确定义基板载体100的第一位置的坐标系的方向上精确确定基板参考点130的位置。换言之，若在y方向上精确定义基板载体100的第一位置并且因此参考点120的坐标y_1i已知，则因此亦可精确确定基板参考点130在y方向上的位置(即各基板参考点130的坐标y_2i)。若亦可在基板载体100的第一位置中相对于其它坐标x_1i及z_1i精确定义参考点120的位置，则例如由于参考点120 布置于基板载体100的下边缘上并且基板载体100的下侧以及基板载体100的邻近参考点120布置的侧表面以精确定义方式布置于基板载体100的第一位置中，故亦可在基板载体100的第一位置中精确确定基板参考点130的全部坐标。下文参考图9描述坐标y_2i的示例性计算。

若借助于使用同一测量构件(例如，布置于同一真空腔室中或上的激光传感器)确定第一及第二参数集，则环境条件(在该环境条件下确定参数集)应大体上相同，惟基板载体的温度除外。这参考以下示例阐明：在安装于真空腔室的壁中或上的激光传感器的帮助下确定第一参数集及第二参数集。举例而言，若当确定第二参数集时，一真空(即，经减小的压力)存在于真空腔室中，则在确定第一参数集期间情况亦应如此。当在真空腔室中产生一真空时，相较于真空腔室中的正常压力，真空腔室的壁的位置可移位(例如)达数毫米。因此，激光传感器亦移位达此距离，使得若在正常压力下确定第一参数集且在真空下确定第二参数集，则在未知温度T_i下无法精确确定一基板参考点的位置。因此，第一参数集亦应在真空下确定。

在步骤S70中，依据在步骤S60中确定的基板参考点130的坐标而最终控制夹持或定位装置200。在此情况中，可(尤其)在其中在基板载体100的第一位置中精确定义参考点120的位置的坐标系的方向上(例如，在y方向上)，非常精确地定位夹持装置210。

图7示出用于控制夹持或定位装置200的实用新型系统500的实施例的示意性表示。系统500包括用于在温度T₀下确定第一参数集的第一装置510，以及用于在温度T₀下确定参考点及基板参考点的位置的第二装置520。第二装置520亦适用于确定装置200在共同坐标系中的位置。第三装置530用于在一未知温度T_i下将基板载体定位于一第一位置中，使得基板载体的参考点布置于坐标系的预定义位置中并且参考点的至少一个坐标被精确定义。第四装置540适用于在温度T_i下确定在基板载体的第一位置中的基板载体的第二参数集。在此情况中，第四装置540具备至少两个激光传感器，它们两者布置于基板载体的相反侧上且布置于一条激光线上。第五装置550用于在温度T_i下在基板载体的第一位置中确定基板参考点的位置。出于此目的，相应地处理借助于第一装置510至第四装置540确定的值及基板载体材料的已知膨胀系数。借助于第六装置560，依据由第五装置550确定的基板参考点的位置最终产生用于控制装置200的控制信号S且将其传输至装置200。

图8示出基板载体100的示意图。基板载体100具有一侧表面140，该侧表面具有用于将基板载体100定位于第一位置中的凹槽150。凹槽150可由一光学传感器(例如，激光传感器)侦测，以便控制用于在坐标系内移动基板载体100以使得基板载体100定位于一第一位置中的运送构件的马达。由于侧表面140在y方向上延伸，故凹槽150 使得可在y方向上精确定位基板载体100。在图8中绘示的示例中，参考点120布置于朝向基板载体100的下侧的侧表面140的边缘上且恰在凹槽150的中心，使得通过凹槽150的侦测及用于移动基板载体100的运送构件的控制，在温度T_i下在基板载体100的第一位置中至少参考点120的坐标y_1i是精确定义的。

下文参考图9阐明坐标y_2i的确定。图9示出用于确定第二参数集的第四装置540的实施例的示意图。此图示出基板载体100，以及形成第四装置540的部分的两个激光传感器541及542。举例而言，激光传感器541及542由Keyence公司的激光传感器IL-100组成，其中由基板载体100的侧表面反射的激光束的传送时间的评估使得可确定激光传感器距反射侧表面的距离。激光传感器容许在一广温度范围中且在不同环境条件下(它们亦可能不利于其它测量方法)精确确定一对象的距离或尺寸。激光传感器541及542布置于基板载体100的参照x方向的各相反侧上及布置在沿着x方向延伸的一条激光线上。以此方式，基板载体100的长度L_i(即，基板载体100在x方向上的尺寸)可由在近似1m的长度上具有2μm的分辨率的此两个激光传感器确定。现可在第五装置550中使用如下的公式(4)、(5)及(6)由参数y_1i、Δ_y0、L₀、L_i、α_x及α_y计算一特定基板参考点130的坐标y_2i：

y_2i＝y_1i+Δy_i＝y_1i+Δy₀+Δy₀·α_y·(L_i-L₀)/(L₀·α_x) (7)。

图10示出用于确定第二参数集的第四装置540的另一实施例的示意图，其不仅具备参考图9描述的激光传感器541及542，而且亦具备相同类型的第三激光传感器543。在所示出的实施例中，第三激光传感器543与激光传感器541布置于基板载体100的相同侧上，且第三激光传感器沿着y方向与此激光传感器541隔开达一距离d。在此情况中，第一激光传感器541及第三激光传感器543沿着x方向的位置已知。在最简单的情况中，两个激光传感器541及543布置于坐标系中的相同x位置中，如使用虚线指示。第三激光传感器543使得可基于两个激光传感器541及543的经反射激光束的传送时间的差异而识别到基板载体100相对于基板载体100在坐标系的x-y平面中的正确定向的呈角度β的旋转。在图10中以使用虚线绘制的基板载体100 的轮廓的形式绘示基板载体100的正确定向。归因于基板载体的该旋转，第一激光传感器541及第二激光传感器542确定基板载体100的扭曲长度L_i'而非其实际长度L_i。然而，可经由确定的尺寸L_i'及角度β计算实际长度L_i。因此通过对基板载体100的潜在存在旋转的评估，可增强确定长度L_i的准确度且可相应地调适装置200中的夹持装置210的控制。

与如图10中绘示的第三激光传感器543与激光传感器541在基板载体100的相同侧上的布置不同，第三激光传感器543或一额外激光传感器亦可布置于基板载体100的另一侧(例如，垂直于其上布置第一激光传感器541的基板载体100的一侧延伸的一侧)上且与其对准。举例而言，一激光传感器亦可布置于基板载体100的一侧上且与其对准，基板载体100的该侧将在基板载体100正确定向时沿着x方向延伸。这意味着此激光传感器将发射(例如)垂直于由激光传感器541 及542发射的激光束延伸的激光束。此一布置亦使得可侦测且考虑基板载体在x-y平面中的旋转。同样地可布置一激光传感器，使得该激光传感器与基板表面对准，在该基板平面中布置用于容纳基板的凹槽或构件，使得基板载体在空间中(即，相对于x-y平面)的倾斜可被侦测且在确定基板参考点时被考虑。

若在温度T_i下，在基板载体100的第一位置中亦已知参考点120 的其它坐标(即，坐标x_1i及z_1i)，则特定基板参考点130的坐标x_2i和/或z_2i亦可相应地计算如下：

x_2i＝x_1i+Δx_i＝x_1i+Δx₀+Δx₀·(L_i-L₀)/L₀ (8)

z_2i＝z_1i+Δz_i＝z_1i+Δz₀+Δz₀·α_z·(L_i-L₀)/(L₀·α_x) (9)。

另外，可在第五装置550中根据以下公式由确定的第一及第二参数集计算该未知温度T_i：

T_i＝T₀+(L_i-L₀)/(L₀·α_x) (10)。

所述方法和本实用新型的系统500可以以不同的方式增强，从而实现各种实施例，然而，本领域技术人员基于这里描述的实施例可以容易地识别和实现这些实施例。

可以以不同方式增强该方法，从而使得可以获得该方法和本实用新型系统的各种实施例，然而本领域技术人员可以基于这里描述的实施例容易地识别和实现该方法和本实用新型系统。

附图标记清单

100 基板载体

110 凹槽

120 基板载体的参考点

130 基板参考点

140 开口

150 凹槽

200 夹持或定位装置

210 夹持装置

220 载体

300 基板

400 处理线

410至450 第一单元至第五单元

500 用于控制夹持或定位装置的系统

510 用于在T₀下确定第一参数集的第一装置

520 用于在T₀下确定位置的第二装置

530 用于在T_i下将基板载体定位于第一位置中的第三装置

540 用于在T_i下确定第二参数集的第四装置

541 激光传感器

542 激光传感器

543 激光传感器

550 用于在基板载体的第一位置中且在T_i下确定基板参考点的位置的第五装置

560 用于产生控制信号且将控制信号传输至夹持及定位装置的第六装置

d 距离

L_i 基板载体的实际长度

L_i' 基板载体的扭曲长度

S 针对夹持或定位装置的控制信号

S10 步骤

S20 步骤

S30 步骤

S40 步骤

S50 步骤

S60 步骤

S70 步骤

T₀ 基板载体的校准温度

T₁ 在第一位置中的基板载体的温度

T₂ 基板载体的温度

x_1n、y_1n、z_1n 在温度T_n下的基板载体的参考点的坐标

x_2n、y_2n、z_2n 在T_n下的基板参考点的坐标

α_x、α_y、α_z 基板载体材料在x、y及z方向上的膨胀系数

β 角度

Claims (8)

1.一种控制用于夹持在基板载体上的至少一个基板或将至少一个基板定位在基板载体上的夹持或定位装置的系统，所述至少一个基板在该基板载体上的位置由至少一个基板参考点定义，该系统包括：

a)第一装置，其用于在已知的第一温度下确定由至少一个参数的相应值组成的该基板载体的第一参数集，所述至少一个参数选自该基板载体的长度、宽度和高度，

b)第二装置，其用于在共同的三维坐标系中确定以下项的位置：

在该第一温度下的该基板载体的参考点，

在该第一温度下该基板载体上的所述至少一个基板参考点，及

所述夹持或定位装置，

c)第三装置，其用于在未知第二温度下将该基板载体定位于该坐标系中的第一位置中，使得该基板载体的该参考点布置于相对于该坐标系的至少一个方向的预定义位置中，

d)第四装置，其用于在该基板载体的该第二温度下确定在定位于所述第一位置中的该基板载体的第二参数集，该第二参数集由与用于确定所述第一参数集的参数的相同类型的参数组成，其中该第四装置包括用于确定至少一个参数的值的至少两个激光传感器，该至少两个激光传感器中的两个激光传感器布置于该基板载体的各相反侧上及一条激光线上，

e)第五装置，其用于在将该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数考虑在内的情况下借助于所述第一参数集及该第二参数集以及在该第二装置中确定的该基板载体的该参考点的位置和所述至少一个基板参考点的位置来确定在该第一位置中定位的该基板载体的所述至少一个基板参考点在该坐标系内至少相对于第一方向的位置，及

f)第六装置，其用于依据由在该第五装置中确定的所述至少一个基板参考点的位置而产生控制信号且将控制信号传输至所述夹持或定位装置。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第四装置包括用于确定至少一个参数的值的至少三个激光传感器。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，至少一个激光传感器未与该至少三个激光传感器的两个其它激光传感器布置于一条激光线上，而与该两个其它激光传感器中的一个激光传感器布置在该基板载体的相同侧上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，该第三装置包括用于将该基板载体定位于该第一位置中的机械止挡件或电、磁或光学传感器。

5.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，该第五装置包括至少一个值表或至少一个特性曲线，在所述值表或特性曲线中使得该第二参数集的所述至少一个参数的利用该第四装置确定的值与所述第一参数集的相同类型的参数的值、与在该第二装置中确定的该基板载体的该参考点的位置及所述至少一个基板参考点的位置以及与在该第三装置中设定的该基板载体的参考点的位置并且与待在该第二温度下确定的所述至少一个基板参考点的位置相关。

6.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，该第五装置包括计算单元，该计算单元适用于在将该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数考虑在内的情况下借助于所述第一参数集及该第二参数集以及在该第二装置中确定的该基板载体的该参考点的位置和所述至少一个基板参考点的位置来计算在该第一位置中定位的该基板载体的所述至少一个基板参考点在该坐标系内至少相对于第一方向的位置。

7.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，该第五装置适用于在将该基板载体材料的所述至少一个膨胀系数考虑在内的情况下借助于该基板载体的所述第一参数集及该第二参数集确定该基板载体的该第二温度，并且该第六装置适用于依据在所述第五装置中确定的第二温度而针对用于控制在腔室中的加热装置的控制装置产生控制信号，以及用于将这些控制信号传输至该加热装置的该控制装置，其中该腔室适用于处理、检测、运送、加热或冷却所述至少一个基板或用于运送所述至少一个基板通过闸门。

8.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，该第一装置与该第四装置具备相同类型的激光传感器以便确定所述第一参数集。