ES2304799T3 - Disposicion, asi como su empleo para el revestimiento de objetos. - Google Patents
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Abstract
Sistema de revestimiento, especialmente para revestir discos de silicona, particularmente para CDV realzado con plasma, en la fabricación de celdas solares. Un sistema de revestimiento de objeto plano tiene un pistón (14, 16) para mover un objeto dentro de un cilindro (10, 12) a una región donde el objeto se transfiere a un aparato de revestimiento (40) o es retirado. Un sistema de revestimiento de objeto plano tiene un pistón (14, 16) el cual tiene un receptor de objeto y el cual desliza en un cilindro de extremo abierto (10, 12) con regiones estanqueizadas primaria y secundaria. La región primaria se encuentra en el extremo de cilindro y tiene una longitud mayor que la anchura del receptor, mientras que la región secundaria se hace estanca contra la presión atmosférica independientemente de la posición del pistón. Un dispositivo de transferencia (86) pasa a través de una abertura de cilindro en la región secundaria de una región adyacente y a través del receptor de pistón, cuando está alineado con la abertura, para transferir el objeto a un aparato de revestimiento (40) o para retirar el objeto. También se incluye una reivindicación independiente para el revestimiento continuo de objetos planos preferentemente por CVD (PECVD) mejorado de plasma usando el aparato de arriba.
Description
Disposición, así como su empleo para el
revestimiento de objetos.
La invención se refiere a una disposición, así
como a un empleo de la misma para el revestimiento de objetos, en
especial objetos en forma de placas, como elementos de construcción
semiconductores, preferentemente plaquitas de Si con capas
superficiales, que comprenden una instalación de transferencia y
paso de al menos un objeto no revestido en una instalación de
revestimiento, como una cámara, así como extracción y salida de un
objeto revestido de la misma.
En la industria fotovoltaica se emplean
instalaciones para la separación de fase gaseosa a baja presión,
entre otras para la obtención de células solares de capa fina
amorfas, y para la obtención de capas superficiales delgadas sobre
células solares cristalinas. En este caso, el activado de gases de
reacción apoyado por plasma (PECVD, plasma-enhanced
chemical vapor deposition) es preferente en medida creciente frente
al activado térmico, ya que este último, debido a las elevadas
temperaturas necesarias (> 700ºC) es inapropiado para muchos
fines de aplicación (véase, por ejemplo, la US 5 626 677 o Vossen,
Kern, Thin Film Processes, Academia Press, Inc., Londres, 1978,
páginas 337-342, o Rossnagel et al., Handbook
of Plasma Processing Technology, Noyes Publications, New Jersey,
1990, páginas 269-271, o Popov, High Density Plasma
Sources, Noyes Publications, New Jersey, 1995, páginas
408-410).
Como instalaciones de PECVD útiles
industrialmente son conocidas
- -
- instalaciones tubulares para el revestimiento superficial simultáneo de más de 100 plaquitas de silicio cristalinas (Rossnagel et al., Handbook of Plasma Processing Technology, Noyes Publications, New Jersey, 1990, páginas 269-271),
- -
- instalaciones de paso cerradas con esclusada para el revestimiento de substratos de gran superficie (por ejemplo lunas), o de paletas de gran superficie, que se pueden equipar con plaquitas de silicio más reducidas (JP 0 731 6814 A), e
- -
- instalaciones de paso abiertas sin esclusada móvil para el revestimiento continuo de substratos de gran superficie, como por ejemplo lunas o bandas de acero (EP 0 574 178 A2).
No obstante, las instalaciones citadas
anteriormente presentan desventajas considerables en relación a un
revestimiento económico de objetos planos, en especial plaquitas de
silicio cristalinas.
En instalaciones tubulares se dota una
embarcación larga de placas de grafito de hasta 100 plaquitas de Si,
y se conduce la misma a un tubo de vidrio cuarzoso calentado. Las
placas de grafito aisladas están conectadas eléctricamente por
pares, de modo que en la aplicación de una tensión eléctrica se
quema un plasma entre todas las placas, y se conduce para el
activado de gases de proceso introducidos.
Para conseguir un rendimiento elevado son
necesarios varios tubos de plasma útiles alternantemente, y una
pluralidad de "embarcaciones de plaquitas", lo que significa un
gasto elevado para el sistema de transporte de embarcaciones
necesario.
La carga de plaquitas de silicio quebradizas en
las embarcaciones a través de estaciones automatizadas es un
proceso que requiere muchos costes, ya que se deben cargar muchas
posiciones diferentes, y la distancia entre las placas aisladas de
la embarcación es muy reducida.
No sólo la plaquita, sino también el tubo de
vidrio necesario, se reviste con SiN. Esto requiere una interrupción
ya después de un número reducido de revestimientos, para decapar
las paredes del tubo de vidrio. A tal efecto son necesarios gases
corrosivos costosos, y parcialmente contaminantes (CFCs).
Debido a la elevada masa de embarcaciones son
necesarios ciclos de calentamiento largos, que limitan el
rendimiento de la instalación.
En instalaciones tubulares se puede precipitar
solo por medio de plasma de placas paralelas. Esto requiere un buen
contacto eléctrico entre las plaquitas de silicio y las placas de
grafito. Cumplir este requisito ocasiona cada vez más problemas, ya
que las modernas plaquitas de silicio(económicas) para
fotovoltaica se obtienen según procedimientos que tienen como
consecuencia generalmente substratos ondulados (procedimiento de
embutición de banda) (véase, por ejemplo, Haefer, Oberflächen- und
Dünnschicht-Technologie, parte I, Beschichtungen
von Oberflächen, editorial Springer, Berlín 1987, páginas
168-169).
El revestimiento homogéneo de grandes plaquetas
es problemático, ya que con tamaño de plaqueta creciente se
dificulta una distribución de gas homogénea a través de la plaquita
y a lo largo de la embarcación.
No es posible un control de calidad in
situ. En el caso de un defecto de instalación se pierde la carga
total (aproximadamente 100 plaquitas de silicio).
\newpage
Las instalaciones de paso cerradas evitan muchos
problemas de instalaciones tubulares. De este modo es posible, por
ejemplo, el empleo de fuentes de plasma modernas con densidad de
excitación/velocidad de precipitación más elevada, y se puede
prescindir de un contacto eléctrico con la plaquita. La problemática
del decapado de la instalación no es crítica, ya que la fuente, por
ejemplo, se puede aplicar lateralmente a una paleta vertical, y por
lo tanto las partículas descendentes no inciden sobre la plaquita.
Además, mediante el empleo de fuentes de plasma remotas se puede
generar una calidad elevada de capas superficiales. Sin embargo, a
pesar de estas ventajas existen inconvenientes, que conducen a
costes de revestimiento elevados. De este modo, la velocidad de
paso de paletas está limitada por la máxima velocidad de
revestimiento de fuente de plasma empleada, y por la máxima
velocidad de impulso del sistema de esclusada empleado. Un aumento
de estas dos magnitudes con la actual técnica es posible sólo bajo
un coste elevado.
Por lo tanto, las paletas se deben configurar de
gran tamaño para garantizar un rendimiento mínimo deseado de la
instalación. Esto conduce a una serie de problemas adicionales, ya
que un revestimiento homogéneo de la paleta con tamaño creciente es
cada vez más difícil, el equipado de una gran paleta con plaquetas
aisladas - como en instalaciones tubulares - requiere una técnica
de robótica compleja y costosa, y la instalación total toma
dimensiones muy grandes muy grandes. Esto último conduce
forzosamente a costes de inversión demasiado elevados.
Las instalaciones de paso abiertas sin
esclusadas móviles para el revestimiento de plaquitas de silicio
cristalinas no se utilizan industrialmente en la actualidad.
En este caso, las células solares se deberían
situar en soportes que circulan a través de un canal con presión
descendente gradualmente de manera autohermética en una serie
continua. En este caso, en los soportes de células solares se deben
plantear requisitos muy elevados respecto a su estabilidad mecánica
para que puedan ejercer una función hermetizante suficiente. Esto
es problemático respecto a los siguientes dos aspectos, y por lo
tanto conduce a costes de obtención elevados.
Los soportes se exponen a fuertes cambios de
temperatura, ya que el revestimiento de células solares tiene lugar
generalmente a temperaturas por encima de 300ºC. Existe el peligro
de que estos se deformen en este caso.
Los soportes se revisten igualmente. Esto
modifica sus propiedades de deslizamiento y sus dimensiones
geométricas. Además, en el ámbito de trabajos de mantenimiento, los
soportes se deben liberar de este revestimiento superficial. Para
soportes que constituyen piezas de precisión, esto se debe llevar a
cabo de manera muy cuidadosa, y por consiguiente costosa. Si por
motivos constructivos (fricción, dilatación térmica, etc.) son
inevitables tolerancias elevadas de anchura de ranura entre soporte
y canal guía, se produce una circulación de aire relativamente
fuerte. Esta se puede evacuar completamente a través de bombas de
vacío de grandes dimensiones. No obstante, existe el peligro de que
las plaquetas comiencen a oscilar, y se rompan eventualmente, o se
reúna un número excesivo de partículas en la instalación.
La presente invención toma como base el problema
de poner a disposición una instalación, así como un empleo de la
misma para el revestimiento de objetos, en especial planos, como
plaquetas de Si, así como un procedimiento para el revestimiento de
éstas, en el que los objetos se deben revestir por separado, con
recuperación simultánea de una velocidad de ciclo elevada. Además,
los objetos no se deben exponer a corrientes de aire elevadas, que
conducen a degradaciones. Tampoco será necesario transportar los
objetos a soportes herméticos.
Según disposición, el problema se soluciona
esencialmente comprendiendo la disposición un cilindro hueco abierto
frontalmente y un émbolo desplazable axialmente en el mismo, con al
menos un alojamiento con zonas de pared enfrentadas del émbolo de
abertura de paso, a través de la cual se puede introducir, o bien
extraer el objeto, de modo que el cilindro hueco comprende al menos
una primera zona y una segunda zona, que son hermetizables frente
al émbolo, la primera zona transcurre en el sector lateral frontal
del cilindro hueco, y presenta un estiramiento axial, que es mayor
que el orificio de alojamiento en su estiramiento axial, la segunda
zona es evacuable, y está hermetizada frente a la presión
atmosférica en relación al matraz, independientemente de su
posición, la segunda zona, u otra zona evacuable (tercera) se puede
atravesar a través de un orificio del cilindro por un medio de
transporte como instalación de transferencia en el caso de
alojamiento del matraz orientado en esta zona para la transferencia
del objeto a la instalación de revestimiento, o para el alojamiento
del objeto en la misma.
La disposición comprende en especial dos
cilindros huecos dispuestos en paralelo, respectivamente con al
menos una primera zona y una segunda zona, de modo que en el
respectivo cilindro hueco es desplazable axialmente en cada caso un
émbolo con al menos un alojamiento con orificios que atraviesan
paredes de émbolo enfrentadas respectivamente, los cilindros están
orientados respectivamente de tal manera que sus respectivos
orificios de cilindro están unidos a través de un primer tramo de
transporte que atraviesa una instalación de revestimiento, y en el
primer tramo de transporte un alojamiento del embolo hermetiza
frente a presión atmosférica esta primera zona del cilindro hueco
que transcurre frontalmente. En especial se prevé que el émbolo
presente dos alojamientos con orificios de alojamiento, y que en el
tramo de transporte que atraviesa la instalación de revestimiento
un alojamiento desvíe el otro alojamiento fuera del cilindro hueco,
cuyo orificio de alojamiento esté dirigido a otro (segundo) tramo
de transporte. En este caso, el segundo tramo de transporte puede
comprender una instalación de transferencia para la extracción de
un objeto revestido con abastecimiento simultáneo de un objeto no
revestido del, o bien al segundo tramo de transporte. Con otras
palabras, el primer y el segundo alojamiento de cada émbolo
presentan una distancia entre sí, de tal manera que, en el caso de
alineamiento, un alojamiento transcurre en la primera instalación
de transporte, el otro alojamiento transcurre fuera del cilindro, y
está orientado hacia la segunda instalación de transporte.
Según un perfeccionamiento de la invención, el
alojamiento del matraz que recoge un objeto revestido se puede
atravesar por una segunda instalación de transporte en el caso de
orientación del mismo hacia el segundo tramo de transporte.
En este caso, la primera y la segunda
instalación de transporte, en especial una instalación elevadora,
como cilindro elevador, son desplazables en serie a lo largo del
primer y segundo tramo de transporte por medio de soportes que
alojan el objeto, o bien los objetos. En este caso, la primera
instalación de transporte está unida con el cilindro según presión,
de modo que dominan las mismas condiciones de presión.
Se produce una velocidad de ciclo especialmente
elevada si el orificio de cilindro atravesado por la primera
instalación de transporte transcurre en el centro del cilindro, y
simétricamente, en la respectiva zona frontal, al menos una primera
zona, y en la zona de cada lado frontal transcurre un segundo tramo
de transporte, presentando el émbolo una longitud tal que, en el
caso de orientación de uno de los dos alojamientos a uno de dos
tramos de transporte, el émbolo hermetiza la primer zona que
transcurre en la zona frontal del cilindro distante.
A través de la enseñanza según la invención se
pone a disposición un sistema de paso abierto, con ayuda del cual
se revisten objetos por separado, y se transportan los mismos en una
serie continua a través de un canal formado por el cilindro, con
presión que se modifica gradualmente, o de modo aproximadamente
gradual, trabajando las esclusas formadas a través de la
cooperación del émbolo y del cilindro hueco sin válvulas
adicionales, pero sin que exista el peligro de que se produzcan
corrientes de aire fuertes, que podrían conducir a un deterioro o
destrucción de objetos. Además no es necesario transportar los
objetos a soportes de piezas herméticos, ya que éstos no deben
ejercer una función hermetizante entre zonas de diferentes presiones
debido a la enseñanza según la invención. Por consiguiente se
evitan los inconvenientes presentes habitualmente en sistemas de
PECVD respecto a soportes de piezas con función hermetizante, ya
que éstos están expuestos a temperaturas elevadas, cambios de
temperatura rápidos y revestimiento parásito. Ciclos de limpieza
carecen de significado.
A través de la enseñanza según la invención se
utilizan las ventajas tanto de un sistema de esclusada clásico a
través de una cámara intermedia, como también de una instalación de
paso abierta con reducción gradual de la presión, sin aceptar sus
inconvenientes concomitantemente. En este caso se utilizan elementos
sencillos desde el punto de vista constructivo, que presentan
periodos de aplicación elevados, y requieren un mantenimiento
reducido.
En caso dado pueden estar previstas cavidades
superficiales que se extienden en sentido axial del émbolo, a
través de las cuales, en el caso de ajuste del émbolo, se produce
una unión entre zonas sucesivas del émbolo que presentan diferentes
presiones, para posibilitar una cierta compensación de presión,
antes de que se produzca el alojamiento en una nueva zona, es
decir, un segmento de cilindro con presión divergente respecto a la
zona previa. Las correspondientes cavidades axiales se pueden
obtener mediante fresado en la pared externa del émbolo, y
precisamente partiendo de los alojamientos a ambos lados de sus
orificios.
El empleo de la disposición explicada
anteriormente para un procedimiento para el revestimiento de
objetos, en especial planos, en el procedimiento de paso, y en
especial para el revestimiento de plaquitas de Si, por ejemplo
mediante precipitación de fase gaseosa a baja presión, se distingue
por los pasos de procedimiento:
- -
- alimentación de un objeto no revestido a un primer tramo de transporte por medio de una instalación de abastecimiento a presión atmosférica,
- -
- transferencia del objeto no revestido a un segundo tramo de transporte, a lo largo del cual la presión atmosférica se reduce gradualmente a un valor que está adaptado a la presión necesaria para el revestimiento del objeto,
- -
- transferencia del objeto a una tercera instalación de transporte que atraviesa una instalación de revestimiento,
- -
- transferencia del objeto revestido a un cuarto tramo de transporte, dentro del cual la presión se iguala gradualmente a la presión atmosférica,
- -
- transferencia al primer tramo de transporte y extracción del objeto revestido por medio de la instalación de transferencia.
\vskip1.000000\baselineskip
En este caso, los cuatros tramos de transporte
forman un tramo de transporte continuo dentro del cual se efectúa un
descenso de presión, o bien aumento de presión en la extensión
necesaria, transportándose los objetos en el primer y tercer tramo
de transporte sucesivamente mediante deslizamiento. En este caso, en
especial el segundo y el cuarto tramo de transporte puede alojar, o
bien suministrar objetos no revestidos respectivamente de uno de los
dos primeros tramos de transporte, que presentan en cada caso una
instalación de transferencia, constituyendo los dos primeros tramos
de transporte y el segundo, tercer y cuarto tramo de transporte
bandas transportadoras anulares cerradas en sí, o que forman un
ocho.
\newpage
Otras particularidades, ventajas y
características de la invención resultan no solo de las
reivindicaciones, las características a extraer de las mismas - de
por sí y/o en combinación - sino también de la siguiente
descripción de un ejemplo de ejecución preferente a extraer del
dibujo.
Muestran:
las figuras 1 a-d
representaciones básicas de una disposición para el transporte
de objetos a revestir con una zona que contiene
una instalación de revestimiento,
las figuras 2 a, b una representación básica de
un émbolo que aloja objetos revestidos, o bien a revestir, y
la figura 3 un cilindro hueco que aloja el
émbolo según la figura 2.
En la figura 1 se representa en principio una
disposición para el transporte y revestimiento de objetos planos,
debiéndose entender por objetos planos especialmente plaquetas de Si
que se revisten en una zona de revestimiento, en especial mediante
activado apoyado por plasma de gases de reacción (PECVD). En este
caso se deben utilizar las ventajas de un procedimiento de
esclusada clásico con una cámara intermedia, así como una
instalación de paso abierta con reducción gradual de la presión. En
tanto a continuación se hable sólo de plaquitas como objetos, estas
deben incluir por una parte su transporte en alojamientos, como
soportes, y no limitar por otra parte la enseñanza según la
invención.
Componentes esenciales de la disposición son
cilindros huecos dispuestos en paralelo 10, 12, dentro de los
cuales es desplazable axialmente en cada caso un émbolo hueco 14,
16, para alojar plaquitas no revestidas 18, o bien plaquetas
revestidas 20, en tramos de transporte 22, 24, 26, o bien
suministrarlas a los mismos. Dos de los tramos de transporte 22, 26
se desarrollan en la respectiva zona frontal 28, 30, o bien 32, 34
de los cilindros huecos 10, 12, mientras que el tramo de transporte
medio 24 está unido a la zona media del respectivo cilindro hueco
10, 12 a través de orificios 36, 38. El tramo de transporte 24
comprende en este caso una cámara de revestimiento 40, en la que se
pueden revestir las plaquitas de Si mediante activado apoyado por
plasma de gases de reacción. A tal efecto es necesario que la zona
de revestimiento 40 presente un vacío necesario. Por lo tanto, el
tramo de transporte 24 está unido a prueba de escape bajo presión
con los cilindros huecos 10, 12 por una parte, y por otra parte
está hermetizado frente a la atmósfera.
Como se aclara en la representación detallada en
la figura 3, cada cilindro - en la figura 3 se representa a modo de
ejemplo el cilindro 10 - está subdividido en zonas 58, 60, 62, 63,
64, 66, 68 a través de anillos de obturación que actúan como
anillos deslizantes 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56. Además, el
cilindro hueco 10 puede estar compuesto de segmentos 70, 72, 74,
que están unidos a través de bridas 76, 78.
Dentro del cilindro hueco 10 es desplazable
axialmente el émbolo hueco 14, estando adheridos los anillos de
obturación 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56 a su superficie externa.
Por consiguiente, las zonas 58, 60, 62, 63, 64, 66, 68 están
hermetizadas entre sí, de modo que en éstas se pueden desarrollar
diferentes presiones.
A tal efecto, las zonas internas, en el ejemplo
de ejecución descrito las segundas zonas 60, 66 que siguen a las
zonas externas o primeras 58, 68, se pueden unir a bombas de vacío a
través de conexiones por brida 80, 82.
La zona 63 que se extiende en el centro entre
las zonas frontales 28, 30 del cilindro 10 presenta, en las paredes
enfrentadas, orificios de paso 38, 64, que se pueden atravesar por
un pasador 88 accionado por medio de un cilindro elevador 86.A tal
efecto, a través de una brida que rodea el orificio 84 sale una
carcasa que aloja el cilindro elevador 86. La brida que rodea el
orificio 36 está unida a una carcasa 92 que rodea el tramo de
transporte 24.
El émbolo hueco 14 presenta dos alojamientos o
cámaras de alojamiento 94, 96, que, a distancia entre sí, están
adaptadas a la distancia entre el orificio 36 en la zona media 63, y
en la zona frontal 28, 30 del cilindro hueco 10, de tal manera que,
en el caso de orientación de una de las cámaras de alojamiento 94,
96 respecto al orificio 36, la otra cámara de alojamiento 96, 94
fuera del cilindro hueco 10 transcurre en una de sus zonas
frontales 28, o bien 30. El émbolo hueco 14 se extiende más allá de
las cámaras de alojamiento 94, 96 a través de una longitud de tal
manera que, en el transcurso de una de las cámaras de alojamiento 94
o 96 fuera del cilindro 10, la zona opuesta del émbolo hueco 14 se
adhiere al anillo de obturación alejado 56, o bien 42. Por ejemplo,
si la cámara de alojamiento 94 transcurre fuera del cilindro hueco
10 en la zona frontal 28, el émbolo hueco 14, con su zona final
distante 98, hermetiza el cilindro hueco 10 a través del anillo de
obturación 56. Por el contrario, el émbolo hueco 14 se adhiere con
su otro extremo 100 al anillo de obturación 42 si la cámara 96
transcurre fuera del cilindro hueco 10 en el sector de la zona
frontal 30.
Las cámaras 94, 96 son accesibles a través de
orificios en forma de ranura 102, 104, formándose cada orificio
102, 104 a través de perforaciones presentes en paredes opuestas del
cilindro hueco 14, de modo que el pasador 88 puede atravesar
entonces las cámaras 94, 96, si éstas están orientadas al orificio
84, 36 del cilindro hueco 10.
Naturalmente, los alojamientos, o bien cámaras
de alojamiento 94, 96, están hermetizadas entre sí, y frente a las
zonas frontales cercanas. En especial cada cámara 94, 96 presenta un
estiramiento axial, que es igual, o insignificantemente más largo
que el respectivo orificio 102, 104 en su estiramiento axial.
Además, cada cámara 94, 96 presentará, en alineación con las
perforaciones que forman los orificios 102, 104, paredes intermedias
que transcurren en las paredes del émbolo hueco 14, 16, o elementos
del mismo efecto, para asegurar una transición no escalonada de la
respectiva cámara de alojamiento a uno de los tramos de transporte
asignados 22, 24, 26.
Como aclara la figura 1, los primeros tramos de
transporte 22, 26 transcurren inmediatamente en el sector de zonas
frontales 28, 30 de los cilindros huecos 10, 12, hacia los que está
orientada la cámara 94 o 96 de los cilindros huecos 10, 12, si la
otra cámara 96, o bien 94, está asignada al orificio 36, o bien 38,
del cilindro hueco 10, 12.
El cilindro hueco 12 se diferencia del cilindro
hueco 10 en que únicamente está presente el orificio 38 que conduce
al tramo de transporte 24, mientras que falta un orificio
correspondiente al orificio 84. Este no se requiere en el cilindro
12, ya que el pasador 88 transporta en hilera las plaquitas de Si
18, 20 partiendo del cilindro hueco 10 a través de los tramos de
transporte 24, es decir, el cilindro 12 no se debe atravesar por una
instalación de transporte correspondiente.
Correspondientemente, ambos émbolos huecos 14,
16 presentarán orificios 102, 104 que atraviesan secciones de pared
que transcurren diametralmente; el cilindro hueco 14 desplazable
dentro del émbolo hueco 10 se atraviesa por el pasador 88, que está
orientado al interior del tramo de transporte 24 que atraviesa la
instalación de revestimiento 40, y los orificios 102, 104 presentes
en el émbolo hueco 16 se atraviesan por pasadores adicionales 106,
108 fuera del cilindro hueco 12, que están orientados a los primeros
tramos de transporte 22, 24, para transportar plaquitas de Si
dispuestas en los mismos. Esto se efectúa igualmente moviéndose las
plaquitas 18, 20, o bien los soportes que alojan las mismas, en
alineación a través de desplazamiento, o bien deslizamiento.
Por lo demás, cada tramo de transporte 22, 26
presenta un dispositivo de transferencia 110, 112, por medio del
cual se transfieren plaquitas de Si no revestidas y revestidas de
manera sincrónica. Esto se indica mediante las flechas en la zona
de la estación de transferencia 110, 112.
Los primeros tramos de transporte 22, 26, los
émbolos huecos desplazables axialmente en los cilindros huecos 10,
12, así como el tramo de transporte 24 que presenta la zona de
revestimiento 40, constituyen un sistema de transporte cerrado, a
través del cual se conducen continuamente objetos a revestir y
revestidos, como plaquitas de Si 18, 20.
En este caso, la idea fundamental se basa en el
émbolo hueco 14, 16, que es desplazable axialmente en los cilindros
10, 12, abiertos a ambos lados. Los propios cilindros 10, 12 están
subdivididos a través de los anillos de deslizamiento y obturación
42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56 en las zonas 58, 60, 62, 63, 64, 66,
68, en las que, comenzando desde fuera hacia la mitad del cilindro
10, se efectúa un descenso de presión, y viceversa, en el cilindro
hueco 12 se efectúa un aumento de presión de dentro hacia fuera.
Cada émbolo hueco 14, 16 posee dos cámaras de alojamiento 94, 96
para el alojamiento de objetos no revestidos 18 (émbolo 14), o bien
objetos revestidos (émbolo 16). Los émbolos 14, 16 se mueven
sincrónicamente, de modo que alternantemente sale una de las
cámaras 94, 96 por completo del cilindro 10, 12, para aloja de este
modo a presión atmosférica una plaquita de Si no revestida 18 con
un soporte (émbolo 14), o bien para retirar del émbolo 16 una
plaquita de Si revestida 20 con soporte. La alimentación, o bien
descarta sincrónica se efectúa en este caso a través de los
pasadores 106, 108, y precisamente de manera alternante
respectivamente en una de las zonas frontales 28, 30 del cilindro
hueco 10, 12.
Tan pronto en el émbolo hueco 14, y precisamente
en el ejemplo de ejecución según figura 1 a, se ha introducido una
plaquita de Si en la cámara 94, el émbolo 14 se desplaza hacia la
derecha, de modo que la cámara 94 llega al orificio 36 a través de
una o varias etapas de presión reducida, que se forman a través de
las zonas 58, 60, 62, para transferir las plaquitas de Si al tramo
de transporte 24 por medio del pasador 88, y transportar las mismas
a la zona de revestimiento 40 a lo largo del tramo de transporte 24.
Mientras que la cámara de alojamiento 94 está orientada al tramo de
transporte 24, la cámara 96 está orientada al primer tramo de
transporte 26 derecho en el dibujo según figura 1, para alojar una
plaquita de Si no revestida del modo descrito anteriormente.
El émbolo 16 se mueve sincrónicamente con el
émbolo 14, efectuándose - como se indica anteriormente - tras
alojamiento de una plaquita de Si revestida 20, es decir, en el caso
de orientación de una de las cámaras 94, 96 al orificio 38, y el
subsiguiente desplazamiento axial del émbolo 16 dentro del cilindro
12, un aumento de presión para poder transferir la plaquita de Si
20 a uno de los tramos de transporte 22, 24 por medio del pasador
106, 108.
A través del ajuste sincrónico de los émbolos
14, 16, así como de la instalación de transporte en forma de
pasadores, o bien cilindros elevadores 86, 106, 108, se puede llevar
a cabo un revestimiento de objetos planos, en especial como
plaquitas de Si, en secuencia de ciclo elevada, sin que exista el
peligro de que los objetos se deterioren, en especial a través de
formación corriente de aire indeseable.
Por medio de la enseñanza según la invención es
posible una rápida evacuación de las cámaras 94, 96 sin puertas de
esclusada agitadas mecánicamente ni válvulas. El propio soporte que
aloja los objetos a revestir no necesita adoptar una función
hermetizante, como es el caso habitualmente en sistemas de paso. De
este modo se puede seleccionar una construcción muy sencilla y
económica para la consecución de períodos de aplicación largos, ya
que son admisibles grandes tolerancias respecto a geometría, una
deformación debida a cambios de temperatura, crecimiento de una
capa superficial. También se puede efectuar una limpieza grosera por
medio de chorros de arena.
Los propios émbolos huecos adoptan el
desplazamiento frontal de soportes para los objetos a revestir
dentro del circuito soporte. De este modo se efectúa una
simplificación de la mecánica de transporte fuera de la zona de
baja presión. En el caso de empleo de una fuente de revestimiento de
superficies, y con una guía de soportes suficientemente pobre en
fricción dentro del primer y segundo tramo de transporte, el
transporte total de soporte se puede efectuar por medio de cilindro
neumático, o bien del pasador que sale del mismo.
En tanto se deban reducir las velocidades de
ciclo, también es realizable la enseñanza según la invención, en la
que sólo está presente un primer tramo de transporte 22 o 26 en una
de las zonas frontales 28 o 30 de los cilindros huecos 10, 12. En
este caso, el émbolo hueco 14, 16 tiene que presentar sólo una
cámara de alojamiento. El segundo tramo de transporte 24 puede
transcurrir también hacia el primer tramo de transporte 22, o bien
26, en relación a esta zona frontal distante del cilindro hueco 10,
12.
En caso dado, para igualar la evacuación, o bien
la ventilación de cámaras 94, 96, partiendo de la zona de límites
de cámara 94, 96 se pueden introducir ranuras longitudinales de
pared externa, por ejemplo mediante fresado, en sentido axial de
los émbolos huecos 14, 16, mediante lo cual, al atravesar los
anillos de obturación 42, 44, 46, 48, o bien 56, 54, 52, 50, y
viceversa, se efectúa ya una cierta compensación de presión entre
las zonas aisladas 58, 60, 62, 63, o bien 68, 66, 64, 63, sin que se
efectúe una unión directa entre presión atmosférica y la zona 60,
66, que está conectada a la bomba de vacío.
Claims (12)
1. Disposición para el revestimiento de objetos
planos (20), en especial elementos de construcción semiconductores,
como plaquitas de Si con capas superficiales, que comprenden una
instalación de transferencia (86) para la alimentación y
transferencia de al menos un objeto no revestido, en caso dado
absorbido por un soporte, en una instalación, como cámara de
revestimiento (40), así como extracción y descarga de un objeto
revestido de la misma, caracterizada porque la disposición
comprende un cilindro hueco abierto frontalmente (10, 12), y un
émbolo desplazable axialmente en el mismo (14, 16) con al menos un
alojamiento (94, 96) con orificio de alojamiento, a través del cual
el objeto se puede introducir, o bien extraer, porque el cilindro
hueco comprende al menos una primera zona (58, 68) y una segunda
zona (60, 66, 63), que son hermetizables frente al émbolo, porque
la primera zona transcurre del lado frontal del cilindro hueco y
presenta un estiramiento axial, que es mayor que el orificio de
alojamiento en su estiramiento axial, porque la segunda zona está
hermetizada frente a presión atmosférica en relación con el émbolo,
independientemente de su posición, porque la segunda zona, o una
subsiguiente zona adicional se puede atravesar a través de un
orificio de cilindro hueco (84, 36) por una primera instalación de
transporte como la instalación de transferencia (86) en el caso de
alojamiento del émbolo orientado a esta zona para la transferencia
del objeto a la instalación de revestimiento (40), o para el
alojamiento del objeto en la misma.
2. Disposición según la reivindicación 1,
caracterizada porque el émbolo configurado como émbolo hueco
(14, 16) presenta dos alojamientos (94, 96), cuyo respectivo
orificio (100, 104) pasa por zonas de pared opuestas del émbolo
hueco, estando hermetizado cada alojamiento (94, 96) en dirección
axial del émbolo hueco (14, 16) frente al mismo.
3. Disposición según la reivindicación 1 o 2,
caracterizada porque la disposición comprende dos cilindros
huecos dispuestos en paralelo (10, 12), respectivamente con una
primera y una segunda zona (58, 68; 60, 66, 63), en la que, en cada
caso, es desplazable axialmente un émbolo (14, 16) con al menos un
alojamiento (94, 96), porque los cilindros están orientados
respectivamente de modo que su respectivo orificio de cilindro (36,
84) están unidos a través de un primer tramo de transporte (24) que
atraviesa la instalación de revestimiento (40), y porque en el caso
de alojamiento (94, 96) orientado al primer tramo de transporte del
émbolo, éste hermetiza frente a presión atmosférica la primera zona
que transcurre frontalmente (58, 68) del cilindro hueco (10,
12).
4. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el émbolo
(14, 16) presenta dos alojamientos (94, 96) con orificios de
alojamiento (100, 104), y porque en el tramo de transporte (24) que
atraviesa la instalación de revestimiento (40), un alojamiento (94;
96) recorre el otro alojamiento (96, 94) fuera del cilindro hueco
(10, 12), y su orificio de alojamiento (104, 102) está orientado a
otro (segundo) tramo de transporte (22, 26), comprendiendo en
especial el segundo tramo de transporte una instalación de traslado
(110, 112) para la extracción de un objeto revestido, con
alimentación simultánea de un objeto no revestido de, o bien al
segundo tramo de transporte.
5. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque, para la
transferencia de un objeto revestido (20) al segundo tramo de
transporte (22), el alojamiento (94, 96) que recoge el objeto
revestido se puede atravesar por una segunda instalación de
transporte (106, 108) orientada al segundo tramo de transporte (22,
26).
6. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la primera
y/o segunda instalación de transporte (86, 106, 108) comprende una
instalación elevadora, como cilindro elevador, por medio del cual
el objeto total que se encuentra en el primer y/o segundo tramo de
transporte (24, 22, 26), o bien el soporte que aloja el mismo, son
desplazables simultáneamente a lo largo del mismo, y porque la
primera instalación de transporte está dispuesta en un espacio unido
al cilindro hueco (10) a prueba de escape bajo presión.
7. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el émbolo
(14, 16) presenta un primer y un segundo alojamiento (94, 96) con
orificios (100, 104) que atraviesan en cada caso zonas de pared del
émbolo opuestas diametralmente y porque la distancia entre el primer
y el segundo alojamiento es tal que, en el caso de orientación de
uno de los alojamientos a la primera instalación de transporte que
atraviesa los cilindros huecos (10, 12), el segundo alojamiento
adicional transcurre fuera del cilindro, y está orientado al
segundo tramo de transporte (22, 26), recorriendo en especial el
respectivo extremo del cilindro hueco (10, 12) entre zonas
frontales (28, 30) un segundo tramo de transporte (22, 26) en cada
caso.
8. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el primer
tramo de transporte que atraviesa la instalación de revestimiento
(40) transcurre centralmente entre los segundos tramos de
transporte (22, 26), y paralelamente a los mismos, y porque
respectivamente uno de los émbolos (14,16) aloja y transporta
objetos a revestir (18), y el otro émbolo aloja y transporta objetos
revestidos (20), pudiéndose atravesar el cilindro hueco (10) que
aloja el émbolo con los objetos a revestir por la primera
instalación de transporte (86), y el émbolo que aloja objetos
revestidos (16) por la segunda instalación de transporte (106, 108)
orientada al segundo tramo de transporte respectivo (22, 26).
9. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
cilindro hueco (10, 12) presenta al menos dos zonas (60, 66)
conectadas a fuentes de vacío, como bombas de vacío, que están
hermetizadas respecto a zonas que se unen en cada lado (64, 68, 58,
62), y transcurren respectivamente entre el orificio de cilindro
(36) y una de las zonas frontales (28, 30), y porque,
preferentemente transcurriendo en dirección axial del émbolo, pasan
cavidades, como acanaladuras, del lado de la pared externa partiendo
de los alojamientos (94, 96), a través de las cuales se efectúa una
unión según presión entre zonas sucesivas (58, 60; 60, 62; 62, 63;
63, 64; 64, 66; 66, 68) del cilindro hueco (10, 12) en el caso de
ajuste del émbolo (14, 16).
10. Empleo de la disposición según
reivindicación 1 para un procedimiento para el revestimiento de
objetos, en especial planos, como plaquitas de Si, en procedimiento
de paso, preferentemente mediante activado apoyado por plasma de
gases de reacción (PECVD), caracterizado por los pasos de
procedimiento:
- -
- alimentación de un objeto no revestido a un primer tramo de transporte por medio de una instalación de abastecimiento a presión atmosférica,
- -
- transferencia del objeto no revestido del primer tramo de transporte a un segundo tramo de transporte, a lo largo del cual la presión atmosférica se reduce gradualmente a un valor que está adaptado a la presión necesaria para el revestimiento del objeto,
- -
- transferencia del objeto a un tercer tramo de transporte que atraviesa la instalación de revestimiento,
- -
- transferencia del objeto revestido a un cuarto tramo de transporte, dentro del cual la presión se reduce gradualmente a la presión atmosférica,
- -
- transferencia al primer tramo de transporte y extracción del objeto revestido por medio de la instalación de transferencia.
11. Empleo según la reivindicación 10,
caracterizado porque los tramos de transporte forman un tramo
de transporte continuo, formando en especial los dos primeros
tramos de transporte, el segundo tramo de transporte, el tercer
tramo de transporte, y el cuarto tramo de transporte, dos tramos de
transporte anulares cerrados, o un tramo de transporte en forma de
ocho con tercer tramo de transporte común en cada caso.
12. Empleo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el segundo tramo de transporte, dentro
del cual se efectúa un descenso de presión gradual, o esencialmente
gradual, durante el transporte de objetos no revestidos, aloja
objetos no revestidos respectivamente por uno de los dos primeros
tramos de transporte, y porque el cuarto tramo de transporte,
dentro del cual se efectúa un aumento de presión gradual, o
esencialmente gradual, durante el transporte de objetos revestidos,
suministra los objetos revestidos respectivamente a uno de los dos
primeros tramos de transporte.
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