DE102010061585A1

DE102010061585A1 - Transportvorrichtungsbaugruppe mit entnehmbaren Rollen für ein Dampfabscheidungssystem

Info

Publication number: DE102010061585A1
Application number: DE102010061585A
Authority: DE
Inventors: Edwin Jackson Col. Little; Christopher Col. Rathweg
Original assignee: Primestar Solar Inc
Current assignee: First Solar Malaysia Sdn Bhd
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2011-07-07
Also published as: CN102115875A; US20110155063A1; MY156167A; CN102115875B; US8328946B2

Abstract

Eine Transportvorrichtungsbaugruppe (100) zum Transportieren von Substraten (14) durch ein Dampfabscheidungssystem (10) enthält eine erste Transportschiene (104) und eine zweite Transportschiene (106), die an einer gegenüberliegenden Seite der Transportvorrichtungsbaugruppe angeordnet ist. Die ersten und zweiten Transportschienen enthalten mehrere Rollenpositionen (108), die in Längsrichtung daran entlang in Abstand angeordnet sind. Die Transportschienen enthalten ferner ein Paar von Rädern (114, 116) an jeder von den Rollenpositionen, wobei die Räder dergestalt in Abstand angeordnet sind, dass sie eine Wiege an der entsprechenden Rollenposition definieren. Wenigstens eines von den Rädern (114) ist ein angetriebenes Rad ist. Mehrere Rollen (120) erstrecken sich zwischen den ersten und zweiten Transportschienen. Die Rollen haben Enden, die in die Wiegen an den Rollenpositionen dergestalt fallen, dass die Rollen aus den Transportschienen entnommen werden können, indem sie aus den Wiegen an den Rollenpositionen gehoben werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Dünnfilm-Dampfabscheidungssystemen, in welchen eine dünne Filmschicht, wie z. B. eine Halbleiterschicht auf einem durch das System transportierten Substrat abgeschieden wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Transportsystem, das zum Bewegen der Substrate durch ein Dampfabscheidungssystem verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Die Produktion von (auch als ”Solarpanel bezeichneten) photovoltaischen (PV) Dünnfilmmodulen beinhaltet typischerweise den Transport eines Substrates, wie z. B. eines Glaspaneels, in eine Dampfabscheidungskammer und aus einer solchen heraus, in welcher eine Dünnfilmschicht (im Wesentlichen in der Industrie mit weniger als 10 μm angesehen) eines Halbleitermaterials, wie z. B. Cadmiumtellurid (CdTe), auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden wird. Der Abscheidungsprozess kann jeder beliebige bekannte Prozess sein, wie z. B. ein Kurzwegsublimations-(CSS)-System, ein chemisches Dampfabscheidungs-(CVD)-System oder physikalisches Dampfabscheidungs-(PVD)-System sein.
Solarenergiesysteme, welche CdTe PV-Module verwenden, sind als die kosteneffizientesten der kommerziell erhältlichen Systeme in Hinblick auf Kosten pro Watt erzeugter Leistung bekannt. Jedoch hängen die Vorteile von CdTe unabhängig von der nachhaltigen kommerziellen Nutzung und Akzeptanz von Solarenergie als eine Ergänzungs- oder Hauptquelle für industrielle oder private Stromversorgung von der Fähigkeit ab, effiziente PV-Module in großem Maßstab und in einer kosteneffektiven Weise zu produzieren. Diesbezüglich ist es hoch erwünscht, die Ausfallzeit des in der Produktion von PV-Modulen verwendeten Dampfabscheidungssystems zu verringern.
Typischerweise werden verschiedenen Arten von Transportvorrichtungen zum Bewegen der PV-Modulsubstrate durch das Dampfabscheidungssystem verwendet. Komponenten der Transportvorrichtungen können der Quelle von Materialdämpfen ausgesetzt sein, welche zu einer schädlichen Ablagerung des Quellenmaterials auf den Komponenten der Transportvorrichtung kondensieren können. In dieser Situation müssen die Transportvorrichtungskomponenten entnommen und gereinigt oder durch saubere Komponenten ersetzt werden. Die Transportvorrichtungskomponenten können auch für periodische Wartung, Austausch oder andere eine Abschaltung des Systems erfordernde Prozeduren entnommen werden müssen. Eine Verringerung der Systemausfallzeit in Verbindung mit Transportvorrichtungswartung, Teileraustausch oder aus anderen Gründen ist von ständiger Bedeutung.
Demzufolge besteht ein Bedarf nach einer verbesserten Transportvorrichtungsbaugruppe, die insbesondere für den Transport von Substraten durch ein Dampfabscheidungssystem geeignet ist, die die Ausfallzeit in Verbindung mit Komponentenaustausch und Wartung verringert. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtungsbaugruppe, die diesem Zwecke dient.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der nachstehenden Beschreibung dargestellt, oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden.
Eine Ausführungsform einer Transportvorrichtungsbaugruppe gemäß Aspekten der Erfindung zum Transportieren von Substraten durch ein Dampfabscheidungssystem beinhaltet eine erste Transportschiene, die an einer Antriebsseite der Transportvorrichtungsbaugruppe angeordnet ist, und eine zweite Transportschiene, die an einer gegenüberliegenden Seite der Transportvorrichtungsbaugruppe angeordnet ist. Die gegenüberliegende Seite kann eine nicht-angetriebene Mitläuferseite sein, oder kann ebenfalls eine Antriebsseite sein. Jede von den ersten und zweiten Transportschienen enthält mehrere in Längsrichtung entlang dem Verlauf der Schienen in Abstand angeordnete Rollenpositionen. In einer speziellen Ausführungsform können diese Rollenpositionen in den Schienen definierte offene Aussparungen sein. Die ersten und zweiten Transportschienen enthalten auch ein Paar von Rädern bei jeder der Rollenpositionen. Diese Räder sind in Abstand voneinander angeordnet, um so eine Wiege an jeder entsprechenden Rollenposition zu definieren. Mehrere von den Rollenpositionen wenigstens entlang der ersten Transportschiene sind Antriebspositionen, wobei eines von den Rädern ein Antriebsrad ist. Das andere Rad kann ein Mitläuferrad sein oder kann ebenfalls ein Antriebsrad sein. Mehrere Rollen erstrecken sich zwischen den ersten und zweiten Transportschienen. Die Rollen haben Enden, die in die Wiegen an den Rollenpositionen fallen, die durch die Räder definiert werden, welche die Rollen drehend lagern und antreiben. Die Rollen sind aus den Transportschienen entnehmbar, indem sie aus den Wiegen an den Rollenpositionen gehoben werden.
Varianten und Modifikationen an der Ausführungsform der vorstehend diskutierten Transportvorrichtungsbaugruppe liegen innerhalb des Schutzumfangs und Erfindungsgedankens der Erfindung und können hierin weiter beschrieben werden.
Die Erfindung umfasst auch verschiedene Ausführungsformen eines Dampfabscheidungsmoduls, das zum Transport eines Substrats durch ein Dampfabscheidungssystem verwendet werden kann, indem ein Quellenmaterial sublimiert (d. h., in Dampf umgewandelt) und auf einer Oberfläche des Substrates abgeschieden wird. Eine Ausführungsform eines derartigen Moduls beinhaltet ein Gehäuse und eine Transportvorrichtungsbaugruppe, die funktionell in dem Gehäuse so konfiguriert ist, dass sie Substrate durch das Gehäuse transportiert. Die Transportvorrichtungsbaugruppe kann wie vorstehend diskutiert konfiguriert sein.
Varianten und Modifikationen an der Ausführungsform des vorstehend diskutierten Dampfabscheidungsmoduls liegen innerhalb des Schutzumfangs und Erfindungsgedankens der Erfindung und können hierin weiter beschrieben werden.
Die Erfindung umfasst auch ein Dampfabscheidungssystem, das für die Abscheidung von Quellenmaterialdämpfen auf einer Oberfläche eines durch das System transportierten Substrates konfiguriert ist. Ausführungsformen dieses Systems können mehrere individuelle in Längsrichtung ausgerichtete Module sein, die für die Durchführung einer speziellen Funktion in dem Gesamtabscheidungsprozess ausgelegt sind. Jedes Modul definiert einen Transportpfad für durch das System transportierte Substrate und enthält ein Gehäuse und eine Transportvorrichtungsbaugruppe, die funktionell in dem Gehäuse so konfiguriert ist, dass sie Substrate durch das Gehäuse transportiert. Die Transportvorrichtungsbaugruppe kann wie vorstehend diskutiert in einer speziellen Ausführungsform konfiguriert sein.
Varianten und Modifikationen an der Ausführungsform des vorstehend diskutierten Dampfabscheidungssystems liegen innerhalb des Schutzumfangs und Erfindungsgedankens der Erfindung und können hierin weiter beschrieben werden.
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine vollständige und grundlegende Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart erfolgt in der Beschreibung, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen:
1 ist eine Ansicht eines Dampfabscheidungssystems ist, das Module mit Transportvorrichtungsbaugruppen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung enthalten kann;
2 eine Draufsicht auf Module ist, die Ausführungsformen von Transportvorrichtungsbaugruppen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung enthalten;
3 eine Seitenschnittansicht von einem der in 2 dargestellten Transportmodule ist;
4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Transportvorrichtungsbaugruppe ist;
5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht von Abschnitten der Ausführungsform von 4 ist;
6 eine Draufsicht auf eine Punktkontaktkonfiguration an einem axialen Ende einer Rolle gemäß einer Ausführungsform ist; und
7 eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform einer Punktkontaktkonfiguration ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wird nun detaillierter Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung genommen, wovon oder ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung bereitgestellt. Tatsächlich dürfte es für den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Varianten in der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Schutzumfang oder dem Erfindungsgedanken der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte und beschriebene Merkmale bei einer weiteren Ausführungsform genutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu erhalten. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten abdecken, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
1 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Dampfabscheidungssystems 10, das verschiedene Ausführungsformen einer Transportvorrichtungsbaugruppe 100 gemäß Aspekten der Erfindung insbesondere als Komponenten verschiedener Arten von Modulen, die das System 10 ausmachen, enthalten kann. Zur Bezugnahme und für das Verständnis einer Umgebung, in welcher die vorliegenden Transportvorrichtungsbaugruppen 100 verwendet werden können, wird das System 10 von 1 nachstehend gefolgt von einer detaillierten Beschreibung spezieller Ausführungsformen der Transportvorrichtungsbaugruppen 100 beschrieben.
Das System 10 ist für die Abscheidung einer Dünnfilmschicht auf einem photovoltaischen (PV) Modulsubstrat 14 (hierin nachstehend als ”Substrat” bezeichnet) konfiguriert. Der Dünnfilm kann beispielsweise eine Filmschicht aus Cadmiumtellurid (CdTe) sein. Wie erwähnt, ist im Fachgebiet allgemein bekannt, dass eine ”dünne” Filmschicht auf einem FV-Modulsubstrat im Allgemeinen dünner als 10 μm ist. Es dürfte erkennbar sein, dass die Nutzung der Transportvorrichtungsbaugruppen 100 nicht auf das in der 1 dargestellte System 10 beschränkt ist, sondern dass sie in jede geeignete Verarbeitungslinie mit einbezogen werden können, die für eine Dampfabscheidung einer dünnen Filmschicht auf ein PV-Modulsubstrat 14 konfiguriert sind.
Gemäß 1 enthält das exemplarische System 10 eine Vakuumkammer 12, die durch mehrere miteinander verbundene Module definiert ist. Eine beliebige Kombination von Vakuumpumpen 40 kann für die miteinander verbundenen Modulen konfiguriert sein, um ein für den Abscheidungsprozess in der Kammer 12 wirksames Vakuum zu ziehen und aufrechtzuerhalten. Mehrere miteinander verbundene Heizmodule 16 definieren einen Vorheizabschnitt der Vakuumkammer 12, durch welchen die Substrate 14 transportiert und auf eine gewünschte Temperatur erwärmt werden, bevor sie in die Vakuumabscheidungsvorrichtung 60 transportiert werden. Jedes von den Heizmodulen 16 kann mehrere unabhängig gesteuerte Heizelemente 18 enthalten, wobei die Heizelemente mehrere unterschiedliche Heizzonen definieren. Eine spezielle Heizzone kann mehr als ein Heizelement 18 enthalten. Die Heizelemente 18 können über oder unter den Modulkörpern angeordnet sein.
Die Dampfabscheidungsvorrichtung 60 kann verschiedene Konfigurationen und Arbeitsprinzipien innerhalb des Schutzumfangs und Erfindungsgedankens der Erfindung annehmen, und ist im Allgemeinen für die Dampfabscheidung eines Quellenmaterials, wie z. B. CdTe, als ein Dünnfilm auf den PV-Modulsubstraten 14 konfiguriert. In den Ausführungsformen des in 1 dargestellten Systems 10 ist die Vorrichtung 10 ein Modul, das ein Gehäuse enthält, in welchem die internen Komponenten einschließlich eines über einer Transportvorrichtungsbaugruppe montierten Vakuumabscheidekopfes enthalten sind. Die Transportvorrichtungsbaugruppe in der Vorrichtung 60 kann gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung aufgebaut sein oder kann jede andere Art von Transportvorrichtung sein, die speziell für den Dampfabscheidungsprozess in der Vorrichtung 60 ausgelegt ist.
Die Vakuumkammer 12 enthält auch mehrere miteinander verbundene Abkühlmodule 20 in der Vakuumkammer 12 stromabwärts von der Dampfabscheidungsvorrichtung 60. Die Abkühlmodule 20 definieren einen Abkühlabschnitt in der Vakuumkammer 12, in welchem die Substrate 14 mit dem darauf abgeschiedenen Dünnfilm des Quellenmaterials bei einer gesteuerten Abkühlrate abkühlen können, bevor die Substrate 14 aus dem System 10 entnommen werden. Jedes von den Modulen 20 kann ein Zwangskühlungssystem enthalten, in welchem ein Kühlmedium, wie z. B. Kühlwasser, Kühlmittel oder ein anderes Medium, durch in den Modulen 20 konfigurierte Kühlschlangen gepumpt wird.
In der dargestellten Ausführungsform des Systems 10 ist wenigstens ein Nachheizmodul 22 unmittelbar stromabwärts von der Dampfabscheidungsvorrichtung 60 und. vor den Abkühlmodulen 20 angeordnet. Während der vordere Abschnitt eines Substrats 14 aus der Dampfabscheidungszone 60 transportiert wird, bewegt er sich in das Nachheizmodul 22, welches die Temperatur des Substrats 14 im Wesentlichen auf derselben Temperatur wie den restlichen Abschnitt des Substrates 14 in der Dampfabscheidungsvorrichtung 60 hält. Auf diese Weise kann sich der vordere Abschnitt des Substrates 14 nicht abkühlen, während sich der hintere Abschnitt des Substrates 14 noch in der Dampfabscheidungsvorrichtung 60 befindet. Wenn man jedoch ein Abkühlen des vorderen Abschnittes eines Substrates 14 bei seinem Austritt aus der Vorrichtung 60 zulassen würde, würde eine ungleichmäßige Temperatur in Längsrichtung entlang dem Substrat 14 erzeugt werden. Dieser Umstand könnte zu einem Substratbruch aufgrund thermischer Spannung führen.
Wie schematisch in 1 dargestellt, ist eine Zuführungseinrichtung 24 zusammen mit der Dampfabscheidungsvorrichtung 60 konfiguriert, um Quellenmaterial, wie z. B. körniges CdTe, zuzuführen. Bevorzugt ist die Zuführungseinrichtung 24 so konfiguriert, dass sie das Quellenmaterial ohne Unterbrechung des kontinuierlichen Dampfabscheidungsprozesses in der Vorrichtung 60 oder während des Transports der Substrate 14 durch die Vorrichtung 60 liefert.
Des Weiteren werden gemäß 1 die einzelnen Substrate 14 zu Beginn auf einem Lasttransportmodul 26 platziert und werden anschließend in eine Eintrittsvakuumschleusenstation bewegt, die ein Lastmodul 28 und ein Puffermodul 30 enthält. Eine ”Grob”-(d. h., Vor-)Vakuumpumpe 32 ist zusammen mit dem Lastmodul 28 dafür konfiguriert, ein Vorvakuum zu ziehen, und eine ”Fein”-(d. h. Hoch-)Vakuumpumpe 38 ist zusammen mit dem Puffermodul 30 dafür konfiguriert, das Vakuum in dem Puffermodul 30 im Wesentlichen auf das Vakuum in der Vakuumkammer 12 zu erhöhen. Ventile 34 (z. B. Torschlitzventile oder Drehklappenventile) sind funktionell zwischen der Lasttransportvorrichtung 26 und dem Lastmodul 28, zwischen dem Lastmodul 28 und dem Puffermodul 30 und zwischen dem Puffermodul 30 und der Vakuumkammer 12 angeordnet. Diese Ventile 34 werden der Reihe nach von einem Motor oder einer anderen Art Betätigungsmechanismus 36 betätigt, um die Substrate 14 (beginnend bei Atmosphärendruck) in die Vakuumkammer 12 in einer schrittweisen Art ohne Beeinträchtigung des Vakuums in der Kammer 12 einzuführen.
Eine Austrittsvakuumschleusenstation ist stromabwärts von dem letzten Abkühlmodul 20 angeordnet und arbeitet im Wesentlichen umgekehrt wie die vorstehend beschriebene Eintrittsvakuumschleusenstation. Beispielsweise kann die Austrittsvakuumschleusenstation ein Austrittspuffermodul 42 und ein stromabwärts befindliches Austrittsschleusenmodul 44 enthalten. Sequenziell betätigte Ventile 34 sind zwischen dem Puffermodul 42 und wenigstens einem der Abkühlmodule 20 zwischen dem Puffermodul 42 und dem Austrittsschleusenmodul 44 und zwischen dem Austrittsschleusenmodul 44 und aus einem Austrittstransportvorrichtungsmodul 46 angeordnet. Eine Hochvakuumpumpe 38 ist zusammen mit dem Austrittspuffermodul 42 konfiguriert und eine Vorvakuumpumpe 32 ist mit dem Austrittsschleusenmodul 44 zusammen konfiguriert. Die Pumpen 32, 38 und Ventile 34 werden sequentiell betrieben, um die Substrate 14 in einer schrittartigen Weise aus der Vakuumkammer 12 ohne Verlust des Vakuumzustandes in der Vakuumkammer 12 zu bewegen.
Das System 10 enthält auch ein koordiniertes Transportsystem, das dafür konfiguriert ist, die Substrate 14 in die, durch die und aus der Vakuumkammer 12 zu bewegen. In der dargestellten Ausführungsform enthält dieses Transportsystem mehrere einzeln gesteuerte Transportvorrichtungsbaugruppen 100, wobei jedes von den verschiedenen Modulen in dem System 10 eine oder mehrere Transportvorrichtungsbaugruppen 100 enthält. Alle oder eine beliebige Kombination dieser Transportvorrichtungsbaugruppen 100 können gemäß Aspekten der Erfindung, wie nachstehend detaillierter beschrieben, konfiguriert sein. Die entsprechenden Transportvorrichtungsbaugruppen 100 enthalten Transportvorrichtungsantriebseinheiten 102, welche die Transportgeschwindigkeit der Substrate 14 durch das entsprechende Modul steuern.
Wie vorstehend beschrieben, wird jede(s) von den verschiedenen Modulen und den entsprechenden Transportvorrichtungen in dem System 10 unabhängig gesteuert, um eine spezielle Funktion auszuführen. Für eine derartige Steuerung kann jedes von den einzelnen Modulen eine zugeordnete unabhängige Steuerung 50 enthalten, die damit konfiguriert ist, die individuellen Funktionen des entsprechenden Moduls einschließlich der Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtungsbaugruppen 100 zu steuern. Die mehreren Steuerungen 50 können wiederum mit einer zentralen Systemsteuerung 52 gemäß Darstellung in 1 in Verbindung stehen. Die zentrale Systemsteuerung 52 kann (über die unabhängigen Steuerungen 50) die Funktion von beliebigen Modulen überwachen und steuern, um so eine insgesamt erwünschte Erwärmungsrate, Abscheidungsrate, Abkühlrate usw. in der Verarbeitung der Substrate 14 in dem System 10 zu erzielen.
Gemäß 1 enthalten zur unabhängigen Steuerung der durch die Module in der Gesamtsystemkonfiguration durchgeführten Funktionen, einschließlich der individuellen Steuerung der entsprechenden Transportvorrichtungsbaugruppen 100, die Module aktiv messende Fensterbaugruppen 54, die das Vorhandensein der Substrate 14 bei deren Transport durch das Modul detektieren. Die Fensterbaugruppen 54 stehen mit der entsprechenden Modulsteuerung 50 in Verbindung, welche wiederum mit der zentralen Steuerung 52 in Verbindung steht. Die Fensterbaugruppen 54 können in einer alternativen Ausführungsform mit der zentralen Steuerung 52 in direkter Verbindung stehen. Auf diese Weise können die einzelnen entsprechenden Transportvorrichtungsbaugruppen 100 so gesteuert werden, dass ein geeigneter Abstand zwischen den Substraten 14 eingehalten wird, und dass die Substrate 14 mit der gewünschten konstanten Transportgeschwindigkeit durch die Vakuumkammer 12 transportiert werden. Es dürfte auch erkennbar sein, dass die Fensterbaugruppen für beliebige weitere Steuerfunktionen in Bezug auf die individuellen Module oder das Gesamtsystem 10 verwendet werden können.
2 und 3 stellen eine Ausführungsform einer Transportvorrichtungsbaugruppe 100 dar, die mit einzelnen Modulen 128 konfiguriert ist. Diese Module 138 können beispielsweise eines oder eine Kombination der Module 26, 28, 16, 30, 22, 20, 42, 44 und 46 sein, die vorstehend unter Bezugnahme auf 1 diskutiert wurden. Es dürfte somit erkennbar sein, dass die Transportvorrichtungsbaugruppe 100 auf keine spezielle Art eines Moduls oder einer anderen Funktionsvorrichtung beschränkt ist.
Die entsprechenden Transportvorrichtungsbaugruppen 100 enthalten wenigstens eine mit den Modulen 138 konfigurierte Antriebseinheit 102. In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist eine Antriebseinheit 102 an jeder entsprechenden Längsseite der ersten zwei Module 138 (rechte Module) dargestellt, um zu veranschaulichen, dass jede Längsseite eine Antriebsseite ist, wobei die Rollen 120 drehend an den Rollenpositionen entlang jeder Seite der Baugruppe 100 angetrieben werden. Die zwei linken Baugruppen 138 in 2 sind mit nur einer Antriebseinheit 102 auf einer Längsseite der Module 138 dargestellt. Dieses zeigt, dass die Rollen 120 entlang einer Längsseite angetrieben werden. Die gegenüberliegenden Enden der Rollen 120 sind in Mitläuferrädern gelagert, wie es nachstehend detaillierter diskutiert wird.
Die Transportvorrichtungsbaugruppen 100 sind auf keine spezielle Art oder Konfiguration der Antriebseinheit 102 beschränkt. Diesbezüglich ist die Antriebseinheit 102 in den Figuren allgemein dargestellt. In einer hierin beschriebenen speziellen Ausführungsform kann die Antriebseinheit 102 ein Motor sein, der zum Antreiben eines Antriebsriemens 126 (4 und 5) in einer Endlosschleife wie nachstehend detaillierter beschrieben dient.
Gemäß den 2–5 enthalten die Transportvorrichtungsbaugruppen 100 im Wesentlichen eine erste Transportschiene 104 an einer Antriebsseite der Transportvorrichtungsbaugruppe 100, und eine zweite Transportschiene 106, die an einer gegenüberliegenden Seite der Transportvorrichtungsbaugruppe 100 angeordnet ist. Die ersten und zweiten Transportschienen 104, 106 enthalten mehrere bestimmte Rollenpositionen 108, die in Längsrichtung entlang dem Verlauf der entsprechenden Schienen in Abstand angeordnet sind. Diese Rollenpositionen 108 können beispielsweise durch offene Aussparungen 110 definiert sein, die im Wesentlichen ein U-förmiges Profil haben können. Die Aussparungen 110 haben Abmessungen (etwas größer als der Rollendurchmesser) zur Aufnahme der Enden der mehreren Rollen 120, wie es in den 4 und 5 dargestellt ist.
Die ersten und zweiten Transportschienen 104, 106 können aus jedem geeigneten Material geformt sein, das für die spezielle Art von Umgebung konfiguriert ist, für welche die Transportvorrichtungsbaugruppe 100 vorgesehen ist. In einer Ausführungsform, in welcher die Transportvorrichtungsbaugruppen 100 in einem Vakuumabscheidungssystem 100 mit relativ hoher Temperatur, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, eingesetzt werden, kann es gewünscht sein, die Transportschienen 104, 106 intern mit einem Zwangszirkulations-Kühlmedium zu kühlen. 2 stellt einen Kühlmitteleinlass 142 und einen Kühlmittelauslass 144 für diesen Zweck dar. Die Transportschienen 104, 106 können eine beliebige Art von internen Kühlkanälen enthalten, durch welche ein Kühlmedium wie z. B. gekühltes Wasser, Kühlmittel, Gas oder dergleichen zirkuliert, um die Komponenten für einen längeren Betrieb in ihrer gewünschten Umgebung auf einer geeigneten Temperatur zu halten.
Gemäß den 4 und 5 enthalten insbesondere die ersten und zweiten Transportschienen 104, 106 ein Paar von Rädern an jeder von den Rollenstellen 108. Wenn sich die Transportschiene an einer Antriebsseite der Transportvorrichtungsbaugruppe befindet, sind dann mehrere Rollenpositionen 108 Antriebspositionen, wobei wenigstens eines von den Rädern ein Antriebsrad 114 und das andere Rad ein Mitläuferrad 116 sein kann. Erwünschtermaßen enthält jede Rolle 120 wenigstens ein Antriebsrad, welches sich an den Rollenstellen 108 entweder bei den ersten oder zweiten Transportschienen 104, 106 befinden kann. Es dürfte auch erkennbar sein, dass nicht jede Rollenposition 108 eine Antriebsposition sein muss. Beispielsweise können Mitläuferpositionen zwischen Antriebspositionen von nur einer oder beiden Transportschienen 104, 106 angeordnet sein. Mit anderen Worten, selbst für die Antriebsseiten der Transportvorrichtungsbaugruppe muss nicht jede Rolle 120 angetrieben werden. In den dargestellten Ausführungsformen ist jede von den Rollenpositionen 108 entlang der ersten Transportschiene 100 eine Antriebsposition.
Die Räder 114, 118 sind in Bezug auf die Unterseite der entsprechenden Aussparungen 110 so angeordnet, dass sie eine Wiege für die Rollen 120 definieren. Mit anderen Worten, die Rollen 120 liegen auf den Rädern 114, 116 ohne Kontakt mit den Wänden der Aussparungen 110 auf. Die Räder 114, 116 dienen zur drehenden Lagerung und zum Antrieb der entsprechenden Rollen 120. Zu diesem Zwecke können die Räder 114, 116 eine griffigkeitsverstärkende Oberfläche 118, wie z. B. eine gummiartige Beschichtung, eine Reihe von O-Ringen, einen flachen Gummiring und dergleichen enthalten. Die Oberfläche 118 dient zur Verringerung eines Drehschlupfes zwischen den Rollen 120 und den entsprechenden Rädern 114, 116.
Gemäß den 4 und 5 ist insbesondere das Antriebsrad 114 an jeder von den Rollenpositionen 108 mit einer Antriebsriemenscheibe 115 konfiguriert, die sich über die Oberfläche des Antriebsrades 114 hinaus erstreckt. Diese Antriebsriemenscheiben 115 können Räder sein, die mit einem gespannten Antriebsriemen 116 in Eingriff stehen. Der Antriebsriemen 26 läuft in einer Endlosschleife entlang des Verlaufs der ersten Transportschiene 104 und steht mit den mehreren Antriebsriemenscheiben 115, wie es insbesondere in 5 dargestellt ist, in Eingriff. Um eine korrekte Spannung des Antriebsriemens 126 aufrechtzuerhalten, können einer oder mehrere einstellbare Spannrollen 128 entlang des Verlaufs der Transportschiene 104 vorgesehen sein. Ebenso kann eine beliebige Anzahl von Rücklaufrädern 130 vorgesehen sein, um eine korrekte Führung und Ablenkung des Antriebsriemens 126 entlang seines Rücklaufpfades sicherzustellen. Die Antriebsriemenscheiben 115 und die Rücklaufräder 130 können auch jede beliebige Konfiguration einer traktionsverbesserten Oberfläche für einen Eingriff mit dem Antriebsriemen 126 enthalten. Beispielsweise können die Riemenscheiben 115 und die Rücklaufräder 130 eine geriffelte Oberfläche oder irgendeine andere Art von Oberfläche haben, die mit der Oberfläche des Antriebsriemens 126 kompatibel ist, um eine ausreichende Traktion zwischen dem Antriebsriemen 126 und den entsprechenden Rädern sicherzustellen. In der dargestellten Ausführungsform, in welcher ein Zahnriemen und mit Zähnen versehene Räder verwendet werden, tritt im Wesentlichen kein Schlupf zwischen den Komponenten auf.
Wie es in den 4 und 5 zu sehen ist, erstrecken sich mehrere Rollen 120 zwischen der ersten Transportschiene 104 und der zweiten Transportschiene 106. Die Enden der Rollen 120 fallen im Wesentlichen in die durch die Räder 114, 116 an den entsprechenden Rollenpositionen 108 definierten Wiegen. Die Rollen sind leicht und einfach aus den Schienen 104, 106 zur Reparatur, Ersetzung oder irgendeinem anderen Grund entnehmbar, indem die Rollen 120 einfach vertikal aus den Rollenpositionen 108 gehoben werden. Die Rollen können aus jedem geeigneten Material, wie z. B. Keramik, Aluminium, Stahl und dergleichen hergestellt sein.
Die Antriebseinheiten 102 können für den Antrieb des Riemens 126 in seinem Endlosschleifenpfad durch eine beliebige geeignete mechanische Konfiguration konfiguriert sein. Beispielsweise kann die Antriebseinheit 102 einen Motor enthalten, der mit einer oder mehreren von den Antriebsriemenscheiben 115 über irgendeine geeignete Antriebsanordnung in Eingriff steht. In einer alternativen Ausführungsform kann eine getrennte Antriebsriemenscheibe irgendwo entlang des Pfades des Riemens 126 vorgesehen sein, um den Riemen in einem Endlosschleifenpfad anzutreiben. Es dürfte erkennbar sein, dass verschiedene geeignete Antriebsanordnungen innerhalb des Schutzumfangs und Erfindungsgedankens der Erfindung für diesen Zweck liegen.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Diskussion der 4 und 5 angemerkt, ist es nicht erforderlich, dass die zweite Transportschiene 106 Antriebsräder 114 an den entsprechenden Rollenpositionen 108 aufweist. Die Positionen 108 entlang der zweiten Transportschiene 106 können einfach ein Paar nicht angetriebener Mitläuferräder 116 an jeder von den Rollenpositionen 108 enthalten, um die Wiege für die Enden der Rollen 120 zu definieren. Alternativ kann es erwünscht sein, dass sie eine entsprechende Antriebseinheit 102 enthält, die mit der zweiten Transportschiene 106 in derselben Art von Konfiguration angeordnet ist, wie sie vorstehend unter Bezugnahme auf die erste Transportschiene 104 beschrieben ist.
5 stellt ein mit den Rollenpositionen 108 auf der rechten Seite der Darstellung konfiguriertes Kontaktelement 132 dar. Diese Kontaktelemente 132 sind von den anderen Rollenpositionen 108 zur Veranschaulichung entfernt. Die Kontaktelemente 132 definieren eine Kontaktlagerungsfläche für axiale Endflächen 136 der Rollen 120, wie es insbesondere in den 6 und 7 dargestellt ist. In der Ausführungsform von 6 ist ein Punktkontakt durch einen Vorsprung 134, wie z. B. eine kleine Noppe oder ein anderes Element definiert, das konzentrisch auf der axialen Endfläche 136 der Rolle 120 definiert ist. Dieser Vorsprung 134 stützt gegenüber dem Kontaktelement 132 ab, um ein axiales Wandern der Rollen in Bezug auf die erste Transportschiene 104 zu verhindern. Dieselbe oder eine ähnliche Konfiguration kann an den Rollenpositionen 108 entlang der zweiten Transportschiene 106 für denselben Zweck vorgesehen sein.
In der Ausführungsform von 7 ist der Punktkontakt durch eine kleine Noppe oder einen anderen Vorsprung 134 definiert, der auf der Innenoberfläche des Kontaktelementes 132 definiert ist, die der axialen Seite 136 der Rolle 120 gegenüberliegt. Dieses Wirkungsprinzip ist dasselbe wie das vorstehend unter 6 beschriebene.
Obwohl es in den Figuren nicht dargestellt ist, dürfte erkennbar sein, dass irgendeine Art einer anderen Struktur entlang der Oberseite der entsprechenden Schienen 104, 106 angeordnet sein kann, um ein unerwartetes Herausspringen der Rollen aus den entsprechenden Rollenpositionen 108 zu verhindern. Die Struktur kann beispielsweise eine Abschirmung, eine Verriegelungsstange oder irgendeine andere Art einer leicht abnehmbaren Struktur sein. Wenn eine derartige Struktur vorgesehen ist, müsste dann die Struktur von den Schienen 104, 106 für eine anschließende Entnahme der Rollen 120 abgenommen werden.
Wie erwähnt umfasst die vorliegende Erfindung auch eine beliebige Anzahl von Dampfabscheidungsmodulen zur Verwendung bei dem Transport eines Substrates 14 durch ein Dampfabscheidungssystem, wie z. B. das in 1 dargestellte System, in welchen ein Quellenmaterial in Dampf umgewandelt und auf den Oberflächen der Substrate 14 abgeschieden wird. Gemäß den 2 und 3 enthalten beispielsweise alle Arten derartiger Module 138 eine Gehäusestruktur 140, in welcher die Transportvorrichtungsbaugruppe 100 funktionell angeordnet ist. Die Gehäusestruktur 140 kann Seitenwände enthalten, wobei die Transportschienen 104, 106 zwischen den Seitenwänden montiert sind. Die in der Gehäusestruktur 140 angeordnete Transportvorrichtungsbaugruppe 100 kann irgendeine gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sein.
Ebenso kann die vorliegende Erfindung ein Dampfabscheidungssystem, wie z. B. das vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebene System umfassen, um ein Quellenmaterial in Dampf umzuwandeln und auf einer Oberfläche von durch das System transportierten Substrates 14 abzuscheiden. Das System 10 kann mehrere individuelle in Längsrichtung ausgerichtete Module enthalten, die einen Transportpfad für die durch das System 10 transportierten Substrate 14 definieren. Die Module können irgendeines oder eine Kombination der unterschiedlichen Arten von vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Modulen sein. Die Module und entsprechenden Transportvorrichtungsbaugruppen 100 können gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorliegen.
Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich der besten Ausführungsart offenzulegen, und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.
Eine Transportvorrichtungsbaugruppe 100 zum Transportieren von Substraten 14 durch ein Dampfabscheidungssystem 10 enthält eine erste Transportschiene 104 und eine zweite Transportschiene 106, die an einer gegenüberliegenden Seite der Transportvorrichtungsbaugruppe angeordnet ist. Die ersten und zweiten Transportschienen enthalten mehrere Rollenpositionen 108, die in Längsrichtung daran entlang in Abstand angeordnet sind. Die Transportschienen enthalten ferner ein Paar von Rädern 114, 116 an jeder von den Rollenpositionen, wobei die Räder dergestalt in Abstand angeordnet sind, dass sie eine Wiege an der entsprechenden Rollenposition definieren. Wenigstens eines von den Rädern 114 ist ein angetriebenes Rad ist. Mehrere Rollen 120 erstrecken sich zwischen den ersten und zweiten Transportschienen. Die Rollen haben Enden, die in die Wiegen an den Rollenpositionen dergestalt fallen, dass die Rollen aus den Transportschienen entnommen werden können, indem sie aus den Wiegen an den Rollenpositionen gehoben werden.
Bezugszeichenliste

10: System
12: Vakuumkammer
14: Substrat
16: Heizmodul
18: Heizelement
20: Abkühlmodul
22: Nachheizmodul
24: Zuführungsmodul
26: Lasttransportvorrichtung
28: Lastmodul
30: Puffermodul
32: Vorvakuumpumpe
34: Ventil
36: Betätigungsmechanismus
38: Hochvakuumpumpe
40: Vakuumpumpe
42: Austrittspuffermodul
44: Austrittsschleusenmodul
46: Austrittstransportvorrichtung
50: Steuerung
52: Systemsteuerung
54: Sensor
60: Dampfabscheidungsvorrichtung
100: Transportvorrichtung
102: Antriebseinrichtung
104: erste Transportschiene
106: zweite Transportschiene
108: Rollenpositionen
110: Aussparungen
114: Antriebsrad
115: Antriebsscheibe
116: Mitläuferrad
118: Grifffläche
120: Rollen
126: Antriebsriemen
128: Spannrolle
130: Rücklaufrad
132: Kontaktelemente
134: Vorsprung
136: axiale Endfläche
138: Modul
140: Gehäuse
142: Kühlmitteleinlass
144: Kühlmittelauslass

Claims

Transportvorrichtungsbaugruppe (100) zum Transportieren von Substraten (14) durch ein Dampfabscheidungssystem (10), wobei die Transportvorrichtungsbaugruppe aufweist: eine erste Transportschiene (104), die an einer Antriebsseite der Transportvorrichtungsbaugruppe angeordnet ist, und eine zweite Transportschiene (106), die an einer gegenüberliegenden Seite der Transportvorrichtungsbaugruppe angeordnet ist; wobei die erste Transportschiene und die zweite Transportschiene mehrere Rollenpositionen (108) aufweisen, die in Längsrichtung daran entlang in Abstand angeordnet sind; wobei die erste Transportschiene und die zweite Transportschiene ferner ein Paar von Rädern (114, 116) an jeder von den Rollenpositionen aufweisen, wobei die Räder in Abstand angeordnet sind, um somit eine Wiege an der entsprechenden Rollenposition zu definieren; wobei mehrere von den Rollenpositionen auf der ersten Transportschiene Antriebspositionen sind, und wobei wenigstens eines von den Rädern (114) an der Rollenposition ein angetriebenes Rad ist; und mehrere Rollen (120), die sich zwischen der ersten Transportschiene und der zweiten Transportschiene erstrecken, wobei die Rollen Enden haben, die in die Wiegen an den Rollenpositionen dergestalt fallen, dass die Rollen aus der ersten Transportschiene und der zweiten Transportschiene entnommen werden können, indem sie aus den Wiegen an den Rollenpositionen gehoben werden.
Transportvorrichtungsbaugruppe (100) nach Anspruch 1, wobei die Rollenpositionen (108) durch offene Aussparungen (110) definiert sind, die in der ersten Führungsschiene (104) und der zweiten Führungsschiene (106) definiert sind, wobei das Paar der Räder (114, 116) die Wiegen an einer Unterseite der Aussparungen dergestalt definiert, dass die Rollen (120) die Wände der Aussparung nicht berühren.
Transportvorrichtungsbaugruppe (100) nach Anspruch 2, wobei die angetriebenen Räder (114) entlang der ersten Transportschiene (104) drehend durch einen gemeinsamen Antriebsriemen (126) angetrieben werden, wobei die angetriebenen Räder ferner eine griffigkeitsverbesserte Umfangsoberfläche (118) für eine verbesserte Traktion mit dem Antriebsriemen aufweisen.
Transportvorrichtungsbaugruppe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche ferner ein axiales Kontaktelement (132) aufweisen, das an jeder von den Rollenpositionen (108) entlang der ersten Führungsschiene (104) und der zweiten Führungsschiene (106) angeordnet ist, wobei die Kontaktelemente für einen Kontakt mit axialen Endflächen (136) der Rollen (120) konfiguriert und angeordnet sind, um eine axiale Bewegung der Rollen in Bezug auf die erste Transportschiene und die zweite Transportschiene zu verhindern.
Dampfabscheidungsmodul (138) zur Verwendung bei dem Transport eines Substrates (14) durch ein Dampfabscheidungssystem (10), in welchem ein Quellenmaterial in Dampf umgewandelt und auf einer Oberfläche des Substrates abgeschieden wird, wobei das Modul aufweist: ein Gehäuse (140); eine Transportvorrichtungsbaugruppe (100), die funktionell in dem Gehäuse angeordnet ist, um ein Substrat (14) durch das Gehäuse zu transportieren, wobei die Transportvorrichtung aufweist: eine erste Transportschiene (104), die an einer Antriebsseite der Transportvorrichtungsbaugruppe angeordnet ist, und eine zweite Transportschiene (106), die an einer gegenüberliegenden Seite der Transportvorrichtungsbaugruppe angeordnet ist; wobei die erste Transportschiene und die zweite Transportschiene mehrere Rollenpositionen (108) aufweisen, die in Längsrichtung daran entlang in Abstand angeordnet sind; wobei die erste Transportschiene und die zweite Transportschiene ferner ein Paar von Rädern (114, 116) an jeder von den Rollenpositionen aufweisen, wobei die Räder in Abstand angeordnet sind, um somit eine Wiege an der entsprechenden Rollenposition zu definieren; wobei mehrere von den Rollenpositionen auf der ersten Transportschiene Antriebspositionen sind, und wobei wenigstens eines von den Rädern (114) ein angetriebenes Rad ist; und mehrere Rollen (120), die sich zwischen der ersten Transportschiene und der zweiten Transportschiene erstrecken, wobei die Rollen Enden haben, die in die Wiegen an den Rollenpositionen dergestalt fallen, dass die Rollen aus der ersten Transportschiene und der zweiten Transportschiene entnommen werden können, indem sie aus den Wiegen an den Rollenpositionen gehoben werden.
Modul (138) nach Anspruch 5, wobei die Rollenpositionen (108) durch offene Aussparungen (110) definiert sind, die in der ersten Führungsschiene (104) und der zweiten Führungsschiene (106) definiert sind, wobei das Paar der Räder (114, 116) die Wiegen an einer Unterseite der Aussparungen dergestalt definiert, dass die Rollen (120) die Wände der Aussparung nicht berühren.
Modul (138) nach Anspruch 6, wobei die angetriebenen Räder (114) entlang der ersten Transportschiene (104) drehend durch einen gemeinsamen Antriebsriemen (126) angetrieben werden, der in einem Endlosschleifenpfad verläuft, wobei die angetriebenen Räder ferner eine griffigkeitsverbesserte Umfangsoberfläche (118) für eine verbesserte Traktion mit dem Antriebsriemen aufweisen.
Modul (138) nach Anspruch 7, welches ferner eine Antriebseinheit (102) aufweist, die auf dem Gehäuse (140) konfiguriert ist, um den Antriebsriemen (126) anzutreiben.
Dampfabscheidungssystem (10), das dafür konfiguriert ist, ein Quellenmaterial in Dampf umzuwandeln und auf einer Oberfläche eines durch das System transportierten Substrates (14) abzuscheiden, wobei das System aufweist: mehrere individuelle in Längsrichtung ausgerichtete Module (138), wobei die Module einen Transportpfad durch das System definieren, und wobei jedes von den Modulen gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 definiert ist.
System (10) nach Anspruch 9, das ferner eine mit jedem von den Modulen konfigurierte Steuerung (50) aufweist, wobei die Steuerung mit einer zentralen Systemsteuerung (52) in Verbindung steht.