DE202008015862U1 - Device for reversing the charging of sputter coating equipment in clean rooms - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
zur Umkehr der Beschickung einer Sputter-Beschichtungsanlage, insbesondere bei
der Beschichtung eines photovoltaischen Moduls, in Reinräumen,
mit den folgenden Merkmalen:
a) einem Transportrahmen (11)
zur Aufnahme einer Substratscheibe (19) eines photovoltaischen Moduls,
b)
einer Dreheinrichtung mit Mitteln zur Halterung des Transportrahmens
(11), mit Mitteln zum Drehen des Transportrahmens (11) und mit Mitteln
zum Transport des Transportrahmens (11) auf verschiedene Fahrbahnen
25, 27,
c) Mittel zur genauen Ausrichtung der Dreheinrichtung
in Bezug zur Sputter-Beschichtungsanlage,
d) einer Detektiereinrichtung
(18) zur Prüfung eines Sputter-Prozesses.Device for reversing the charging of a sputter coating installation, in particular for coating a photovoltaic module, in clean rooms, with the following features:
a) a transport frame (11) for receiving a substrate wafer (19) of a photovoltaic module,
b) a rotating device with means for supporting the transport frame (11), with means for rotating the transport frame (11) and with means for transporting the transport frame (11) on different lanes 25, 27,
c) means for accurately aligning the rotator with respect to the sputter coating equipment;
d) a detection device (18) for testing a sputtering process.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umkehr der Beschickung von Sputter-Beschichtungsanlagen.The The invention relates to a device for reversing the loading of Sputter coating systems.
Eine Vielzahl technischer Geräte unseres alltäglichen Bedarfs benötigt bei der Herstellung eine Sputter-Beschichtung. Wir finden diese Schichten in Festplatten von Computern, CD-Speichermedien und LCD-Flachbildschirmen. Sputter-Lagern, modernem Wärmeschutzglas, Spiegeln, Halogenstrahlern oder Autoscheinwerfern. Alle diese nützlichen Dinge sind ohne Beschichtungen durch Sputtern nicht zu realisieren.A Variety of technical devices of our everyday Need requires a sputter coating during manufacture. We find these layers in hard disks of computers, CD storage media and LCD flat screens. Sputter bearings, modern heat protection glass, Mirrors, halogen spotlights or car headlights. All these useful Things can not be realized without coatings by sputtering.
Das angelsächsische Wort Sputtern (englisch „to sputter", „sputtering") bezeichnet den Prozess der Katodenzerstäubung. Dabei treffen Argon-Ionen auf eine Katode (dem so genannten Target), an dem eine typische elektrische Spannung von 500 Volt anliegt. Beim Auftreffen der Ionen werden Atome aus der Katode gelöst und kondensieren in der Umgebung, was zum Wachstum einer Schicht führt. Wichtige Komponenten für die Sputterbeschichtung sind die so genannten Magnetrone (eine Katode mit integriertem Magnetsystem) und eine Vakuumkammer (Rezipient).The Anglo-Saxon word sputtering (English "to sputtering") refers to the process of sputtering. Meet Argon ions on a cathode (the so-called target) on which a typical electrical voltage of 500 volts is applied. When striking The ions are dissolved atoms from the cathode and condense in the environment, which leads to the growth of a layer. Important components for the sputter coating are the so-called magnetrons (a cathode with integrated magnet system) and a vacuum chamber (recipient).
In vielen Fällen handelt es sich bei dem zu beschichtenden Werkstoff um große Glasplatten.In In many cases it is the one to be coated Material around large glass plates.
Die Fertigung und weitere Bearbeitung solcher großer stoßempfindlicher Platten wird auch bei der Herstellung von Flachbildschirmen größerer Bauart und in hoher Stückzahl verlangt.The Production and further processing of such large shock-sensitive Plates also become larger in the manufacture of flat screens Design and in large quantities required.
Moderne Flachbildschirme verdrängen zunehmend die alten Röhrenmonitore und werden zudem immer preiswerter.modern Flat screens increasingly displace the old CRT monitors and are getting cheaper and cheaper.
Sie basieren auf der TFT/LCD-Technologie. LCD (Liquid Crystal Display = Flüssigkristall-Display) steht dabei für die Verwendung von Flüssigkristallen in den einzelnen Bildpunkten des Bildschirms und TFT steht hierbei für „Thin Film Transistor„. Bei den TFT, s handelt es sich um kleinste Transistor-Elemente, welche die Ausrichtung der Flüssigkristalle und damit deren Lichtdurchlässigkeit steuern.she based on the TFT / LCD technology. LCD (Liquid Crystal Display = Liquid crystal display) stands for the Use of liquid crystals in the individual pixels of the screen and TFT stands for "Thin Film Transistor ". The TFT, s are the smallest Transistor elements showing the alignment of the liquid crystals and thus control their translucency.
Ein Flachbildschirm-Display besteht aus zahlreichen Bildpunkten (Pixeln). Jeder Bildpunkt wiederum besteht aus 3 LCD-Zellen (Sub-Pixel), entsprechend den Farben Rot, Grün und Blau. Ein 15-Zoll großer Bildschirm (diagonal gemessen) enthält etwa 800.000 Bildpunkte oder ungefähr 2,4 Millionen LCD-Zellen.One Flat screen display consists of numerous pixels. Each pixel in turn consists of 3 LCD cells (sub-pixels), respectively the colors red, green and blue. A 15-inch tall Screen (measured diagonally) contains about 800,000 pixels or about 2.4 million LCD cells.
Doch auch photovoltaische Elemente benötigen zur Herstellung Sputter-Anlagen. Moderne Glasfassaden sind ein nicht übersehbares Zeichen moderner Architektur. Diese sind jedoch vielfach nicht nur ein Funktionselement eines Baukörpers sondern dienen zunehmend auch zur solaren Stromerzeugung. Maßgeschneiderte Solarmodule ermöglichen die passgenaue Integration in Bauwerksraster und Profile. Semitransparente Solarzellen aber auch opake Solarzellen mit transparenten Bereichen lassen Photovoltaik-Verglasungen lichtdurchflutet erscheinen. Die Solarzellen übernehmen dabei häufig den gewünschten Effekt des Sonnen- und Blendschutzes.But Photovoltaic elements also need to be produced Sputtering equipment. Modern glass facades are not overlooked Sign of modern architecture. However, these are not just many a functional element of a building but increasingly serve also for solar power generation. Tailor-made solar modules enable tailor-made integration in building grids and profiles. Semitransparent solar cells but also opaque solar cells with transparent areas, photovoltaic glazing floods the light appear. The solar cells take over frequently the desired effect of sun and glare protection.
Die Herstellung von solchen Photovoltaik-Anlagen erfordert Arbeitsbedingung wie sie vor allem bei der Herstellung von Halbleitern und integrierten elektronischen Schaltungen üblich sind. Diese so genannten Reinraum-Bedingungen machen jedoch bei der Herstellung von Photovoltaik-Anlagen zusätzlich die Handhabung flächenmäßig großer stoßempfindlicher Glasplatten erforderlich.The Production of such photovoltaic systems requires working condition especially in the production of semiconductors and integrated electronic circuits are common. These so-called However, cleanroom conditions make in the manufacture of photovoltaic systems In addition, the handling in terms of area large impact sensitive glass plates required.
Sowohl für die Herstellung von photovoltaischen Elementen als auch von TFT-Bildschirmen benötigt man so genannte Reisräume.Either for the production of photovoltaic elements as TFT screens also require so-called rice rooms.
Ein Reinraum, bzw. ein Reinstraum, ist ein Raum, in dem die Konzentration luftgetragener Teilchen geregelt wird. Er ist so konstruiert und wird so verwendet, dass die Anzahl der in den Raum eingeschleppten, bzw. im Raum entstehenden und abgelagerten, Partikel kleinstmöglich ist und andere Parameter wie Temperatur, Feuchte oder Luftdruck nach Bedarf geregelt werden.One Clean room, or a clean dream, is a space in which the concentration airborne particles is regulated. He is so constructed and is used so that the number of people brought into the room, or in the room resulting and deposited, particles smallest possible is and other parameters such as temperature, humidity or air pressure be regulated as needed.
Die Fertigung von Großbildschirmen erfordert jedoch gerade in Reinsträumen besondere Maschinen zur Handhabung der hierbei benötigten großflächigen dünnen Glasplatten.The Production of large screens, however, currently requires in clean rooms special machines for handling the this required large-area thin Glass plates.
Verwendbar sind zu diesem Zweck in erster Linie Mehrachs-Industrieroboter.usable are for this purpose primarily multi-axis industrial robots.
Die Anwendung verschiedenster Ausführungen von Mehrachs-Industrierobotern in der Fertigungstechnik der unterschiedlichsten Produkte ist zum Stand der Technik zu rechnen.The Application of various designs of multi-axis industrial robots in the production technology of the most different products is to State of the art to be expected.
Solche Industrieroboter werden in großen Hallen meist zum Transport unhandlicher und schwerer Lasten eingesetzt, können aber auch bei der Fertigung von kleineren Maschinenteilen nutzbringend eingesetzt werden. In allen Fällen kommt es dabei auf die reproduzierbare Exaktheit der Bewegungsabläufe der einzelnen Erfassungsvorgänge, Transportbewegungen und Absetzvorgänge an.Such Industrial robots are usually used in large halls for transport but can use bulky and heavy loads also used profitably in the production of smaller machine parts become. In all cases it depends on the reproducible Accuracy of the movements of the individual acquisition processes, Transport movements and settling operations.
Unter welchen Umständen diese Bewegungsabläufe stattfinden ist hierbei in vielen Fällen unwichtig. So spielt es meist keine Rolle welche Geräuschentwicklung ein solcher Bewegungsablauf verursacht, oder ob mit einem solchen Vorgang Staubbewegungen oder ein mehr oder weniger großer Austritt von Schmiermittel verbunden ist. Auch ein unvermeidlicher Abrieb bewegter und eine Reibung verursachender Maschinenteile ist meist unbeachtlich.Under which circumstances these movements take place is unimportant in many cases. So it usually does not matter which Ge Such a sequence of movements causes noise development, or whether such a process involves dust movements or a greater or lesser leakage of lubricant. Also, an inevitable abrasion of moving and friction causing machine parts is usually irrelevant.
Ganz anders sind solche natürlichen Begleiterscheinungen bei der Arbeit in kontaminationsgefährdeter Umgebung zu betrachten, wie zum Beispiel in der Nahrungsmittel verarbeitenden Industrie, in der Pharmaindustrie oder eben bei der Herstellung von Halbleitern in Reinräumen.All otherwise, such natural concomitants are included to work in a contaminated environment, such as in the food processing industry, in the pharmaceutical industry or even in the production of semiconductors in cleanrooms.
So
ist aus der
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass einer Mehrzahl von Gruppen von Antriebseinheiten jeweils ein eigener Spülraum zugeordnet ist (Anspruch 1).Solved This task is accomplished by having a plurality of groups of Drive units each assigned their own washroom is (claim 1).
Die Umgebung in der ein derartiger Industrie-Roboter eingesetzt werden soll ist zwar gegenüber einer normalen Umgebung gegen Kontamination empfindlicher und stellt deshalb auch höhere Anforderungen an die konstruktive Ausgestaltung, aber derartige besonderen Anforderungen sind nicht zu vergleichen mit den Bedingungen wie sie in Reinräumen Vorschrift sind.The Environment in which such an industrial robot can be used should indeed be more sensitive to contamination compared to a normal environment and therefore also makes higher demands on the constructive Design, but such special requirements are not compare with the conditions as in clean rooms Are regulation.
Aus
der
Dieser bekannten Durchlaufbeschichtungsanlage liegt die Aufgabe zugrunde eine zur Abscheidung hochwertiger kristalliner Dünnschichten geeignete Durchlaufbeschichtungsanlage bereitzustellen, die zur Massenproduktion qualitativ hochwertiger kristalliner Siliziumschichten geeignet ist, wobei die Anzahl der notwendigen Prozessschritte nicht sehr hoch ist.This known continuous coating plant is based on the task one for the deposition of high quality crystalline thin films to provide a suitable continuous coating machine, which is suitable for Mass production of high quality crystalline silicon layers is suitable, wherein the number of necessary process steps is not is very high.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Durchlaufbeschichtungsanlage mit
- a) einer eine Zufuhröffnung zum Zuführen eines zu beschichtenden Substrats und einer, eine Abfuhröffnung zum Abführen des beschichteten Substrats aufweisenden, Vakuumkammer,
- b) einer physikalischen Gasphasenabscheidungseinrichtung zum Beschichten einer Oberfläche des Substrats,
- c) einem Laserkristallisationssystem zum gleichzeitigen Beleuchten wenigstens einer Unterteilfläche einer momentan beschichteten Teilfläche der Oberfläche des Substrats mit wenigstens einem Laserstrahl,
- d) mit einer Transporteinrichtung zum Transportieren des Substrats in Durchlaufrichtung von der Zufuhröffnung zu der Abfuhröffnung und zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Bewegen des Substrats während dessen Beschichtung in der Durchlaufrichtung.
- a) a supply port for supplying a substrate to be coated and a vacuum chamber having a discharge port for discharging the coated substrate;
- b) a physical vapor deposition device for coating a surface of the substrate,
- c) a laser crystallization system for simultaneously illuminating at least one lower part surface of a currently coated partial surface of the surface of the substrate with at least one laser beam,
- d) with a transport device for transporting the substrate in the direction of passage from the feed opening to the discharge opening and for continuously or discontinuously moving the substrate during its coating in the passage direction.
Bei manchen Sputter-Vorgängen ist jedoch ein mehrmaliges Auftragen von Sputter-Material unterschiedlicher oder gleicher Zusammensetzung erforderlich. Zu diesem Zweck sind dann mehrere hintereinander angeordnete verschiedene Sputter-Anlagen erforderlich die aber räumlich gesehen viel Platz benötigen. Ordnet man dagegen verschiedene Sputter-Anlagen räumlich gedrängt beieinander an, wird nicht nur Platz sondern auch Energie gespart. In diesem Fall muss jedoch das zu beschichtende Substrat umgedreht werden um erneut in den Bereich einer weiteren Sputter-Anlage zu kommen.at However, some sputtering operations is a repeated application of sputtering material of different or the same composition required. For this purpose, then several consecutively arranged different sputtering systems required but spatially seen a lot of space. If you assign different ones Sputtering systems spatially crowded together On, not only space but also energy is saved. In this Case, however, the substrate to be coated must be reversed to get into the area of another sputtering machine again.
Eine
Transportvorrichtung zum erneuten Beschichten desselben Substrats
in der gleichen Sputter-Anlage ist dieser bekannten Anlage aus der
Der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei dem Transport großer dünner Glasplatten zu und von einer Sputter-Anlage unter Reinraum-Bedingungen eine leicht vollziehbare Drehung, eine Prüfung des ersten Sputter-Vorganges und eine erneute Zufuhr zur selben Sputter-Anlage oder einem anderen Teil einer Fertigungsanlage ermöglichen.Of the Device according to the invention, or the inventive Method is therefore the object of the transport large thin glass plates to and from a sputtering system under clean room conditions an easily executable turn, a Inspection of the first sputtering process and a renewed supply to the same sputtering plant or another part of a manufacturing plant enable.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved with a device according to claim 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben.The Device according to the invention is hereinafter described in more detail.
Es zeigen im Einzelnen:It show in detail:
In
der
In
der
Symmetrisch
zu der Mittellinie des Drehtellers
Auf
der linken Seite der
Auf
der rechten Seite der
Auf
jeder Seite einer Vertikalstütze
Die
Detektiereinrichtung
Die
Die
Die
In
der
Insgesamt
wird durch die beschriebenen Maßnahmen sichergestellt,
dass der Transport der Transportrahmen
- 11
- Drehsockel für die Dreheinrichtungswivel base for the turning device
- 22
- Rahmen der Dreheinrichtungframe the turning device
- 33
- Vertikalstütze der Dreheinrichtungvertical support the turning device
- 44
- Drehtellerturntable
- 55
- Getriebe der Dreheinrichtungtransmission the turning device
- 66
- vorderer Positionssensor (Rollen)front Position sensor (rollers)
- 77
- Transportrolletransport roller
- 88th
- TransportrollenträgerTransport roller carrier
- 99
- Transportrollenantrieb (Servomotor)Transport roller drive (Servomotor)
- 1010
- hinterer Positionssensor (Rollen)rear Position sensor (rollers)
- 1111
- Transportrahmentransport frame
- 1212
- Führungsschieneguide rail
- 1313
- hinterer Fixierzylinderrear fixing cylinder
- 1414
- vorderer Fixierzylinderfront fixing cylinder
- 1515
- Kopfrahmen der Führungs- und Fixiereinrichtunghead frame the guiding and fixing device
- 1616
- Sensor für den Verdrehwinkel und Notstoppsensor for the twist angle and emergency stop
- 1717
- Antrieb der Dreheinrichtung (Servomotor)drive the turning device (servomotor)
- 1818
- Detektiereinrichtung für die Substratscheibedetection for the substrate disk
- 1919
- Substratscheibesubstrate wafer
- 2020
- DrehrahmenträgerRotating frame carrier
- 2121
- Versorgungsschlauchsupply hose
- 2222
- Kontaktierungcontact
- 2323
- Sensor zur Detektion des Fluchtens einer Fahrbahnsensor for detecting the escape of a roadway
- 2424
- Sensor zur Detektion von thermischen Verformungensensor for the detection of thermal deformations
- 2525
- Fahrbahnroadway
- 2626
- SputteranlageSputter
- 2727
- Ausleitungs-FahrbahnEgress road
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 1541296 A1 [0019] - EP 1541296 A1 [0019]
- - DE 102007009924 A1 [0022, 0026] - DE 102007009924 A1 [0022, 0026]
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DE200820015862 DE202008015862U1 (en) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Device for reversing the charging of sputter coating equipment in clean rooms |
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DE202008015862U1 true DE202008015862U1 (en) | 2009-02-19 |
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ID=40365854
Family Applications (1)
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DE200820015862 Expired - Lifetime DE202008015862U1 (en) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Device for reversing the charging of sputter coating equipment in clean rooms |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202008015862U1 (en) |
Cited By (1)
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DE102007009924A1 (en) | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Continuous coating apparatus comprises vacuum chamber containing PVD unit for coating surface of substrate and laser crystallization system which illuminates section being coated |
-
2008
- 2008-12-01 DE DE200820015862 patent/DE202008015862U1/en not_active Expired - Lifetime
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