TW201330156A

TW201330156A - 分批處理中基板處理裝置及方法

Info

Publication number: TW201330156A
Application number: TW101150735A
Authority: TW
Inventors: Michael Hentschel; Der Waydbrink Hubertus Von; Andreas Dassler
Original assignee: Ardenne Anlagentech Gmbh
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-07-16
Also published as: WO2013098365A1

Abstract

本發明涉及一種以批量處理之方式進行基板加工的裝置及方法，本發明的目的是改善以批量處理之方式進行的基板加工，也就是利用結構緊湊且功能簡單的裝置進行基板加工，以提高大批量生產的生產效率。為達到上述目的，本發明提出一種批量處理用的基板加工裝置，此種裝置具有至少一個將基板鍍膜的加工室，以及至少一個使基板在閘室及加工室之間移動的閘室，其中閘室可以經由閥門與加工室連接，此種裝置還具有一個延伸通過加工室及閘室並在閥門的作用範圍可以分開的基板運送裝置，其中基板係置於在基板運送裝置上緊靠排列成行且彼此連接的基板架上。為達到上述目的，本發明還提出一種批量處理用的基板加工方法，此種方法包括以下的步驟：將設置在基板架上的基板從閘室移出並送入一個加工室，在加工室內對基板進行加工，以及將基板從加工室移出並送入一個閘室，其中設置在緊靠排列成行且彼此連接的基板架上的基板是一起被送入、一起接受加工、並一起被移出。

Description

分批處理中基板處理裝置及方法

本發明涉及一種以批量處理之方式進行基板加工的裝置。

本發明還涉及一種以批量處理之方式進行基板加工的方法，這種方法包括以下的步驟：將設置在基板架上的基板從閘室移出並送入一個加工室，在加工室內對基板進行加工，以及將基板從加工室移出並送入一個閘室。

批量處理(也就是以批量為單位的處理方式)的特徵是：將複數個基板在一個裝置中集結成組，以進行基板加工，將這些基板送入一個基板加工裝置並在此裝置內接受加工裝置的加工(例如清潔及/或鍍膜)，然後成組的從基板加工裝置被取出。批量處理有別於連續處理，連續處理是使基板一個接一個不停的進入基板加工裝置接受加工，然後同樣是一個接一個不停的從基板加工裝置將基板取出。批量處理用的基板加工裝置的外尺寸通常比較緊湊，其中送入及取出基板的作業通常是在彼此靠的很近的空間進行，而且通常是使用同一個閘門，而連續處理用的基板加工裝置的外型通常很長，因為其各個室是以線性方式連接在一起，其中送入及取出基板的作業通常是在線性配置的各個室的相反端進行。如果有必要的話，批量處理及連續處理均可以在真空條件下對基板進行加工。

採用批量處理時，基板在加工室內是以靜態方式接受加工，也就是說基板與加工裝置之間並無相對移動，反之採用連續處理時，基板在加工室內是以動態方式接受加工，也就是說基板與加工裝置之間存在一個相對速度。因為在送入及取出基板時也需要能夠對其他的基板進行加工，因此連續處理使用的基板加工裝置通常具有較高的生產效率。

近年來製造太陽能電池的方法變得愈來愈重要。相較於傳統的太陽能電池(也就是以矽晶圓為基的結晶太陽能電池)，薄膜太陽能電池的製造方法及使用的材料通常比較簡單。薄膜太陽能電池的另一個優點是不需使用剛性的基板。CIGS代表一種製造薄膜太陽能模組的技術。CIGS是這種技術使用的元素銅、銦、鎵、硫及硒的縮寫。在使用這種技術時，這些元素可以有不同的組合：最重要的例子包括Cu(In,Ga)Se2(銅-銦-鎵-二硒)及CuInS2(銅-銦-二硒)。

連續處理使用的基板加工裝置通常具有固定不變的基板運送速度，也就是說，置於基板運送裝置上的基板相對於其加工裝置的速度是固定不變的。因此即使是經過優化的加工程序，也可能必須重複執行基板加工方法的某些加工步驟。例如這對於形成必要的最小層厚度是很重要的，因為在某些情況下加工裝置必須多次沿著連續處理的基板加工裝置對準目標。因此連續處理的基板加工裝置的長度就會變長，因而必須佔用生產場所較大的面積。

本發明的目的是提出能夠將基板加工作以下之改善的裝置及方法：利用結構緊湊且功能簡單的裝置進行基板加工，以提高大批量生產的生產效率，而且裝置佔用的空間小，同時又能夠形成厚度相當大的層及/或完整的層系統。

採用申請專利範圍第1項(獨立申請項目)以批量處理之方式進行基板加工的裝置，以及申請專利範圍第10項(獨立申請項目)以批量處理之方式進行基板加工的方法，即可達到上述目的。附屬申請專利項目的內容為本發明之各種的實施方式及改良方式。

本發明提出一種以批量處理之方式進行基板加工的裝置。這個裝置具有至少一個將基板鍍膜的加工室，以及至少一個使基板在閘室及加工室之間移動的閘室。閘室可以經由閥門與加工室連接。此外，本發明的裝置還具有一個延伸通過加工室及閘室並在閥門的作用範圍可選擇性的連接或分開的基板運送裝置。基板係置於在基板運送裝置上緊靠排列成行且彼此連接的基板架上。
緊靠排列成行且彼此連接的基板架構成一個基板架列車(SCT：Substrate Carrier Train)。本發明的裝置適於加工板狀基板，例如標準尺寸24吋x60吋的基板。為此可以將至少一個基板垂直立在一個基板架上。

一種有利的方式是，在對加工室內的基板架列車上的基板進行加工時，可以在一個閘室內設置另一個載有待加工之基板的基板架列車，同時能夠從位於另一個閘門內的另一個基板架列車取出已加工過的基板。這樣可以大幅提升裝置的生產效率。

一種有利的方式是以一種懸掛式輸送帶作為基板運送裝置。懸吊式輸送帶具有支承軌道及設置於其上的支承元件。支承元件可能沿著支承軌道移動，支承元件的作用是運送位於其上的基板架。基板架的構造較佳是使板狀基板能夠垂直立在基板架上，基板架的頂端位於支承元件上，也就是說，基板架是懸掛在支承元件上。相較於將基板平放的運送方式，這種基板加工裝置可以將結構設計得特別緊湊。另外一種有利的方式是設置一條導軌，使基板架的底端能夠與導軌內的導引元件一起移動。這樣就可以防止基板原本是自由的底端形成一個如振動方式的來回移動。這樣可以使基板以更安全(例如基板架不會撞到區隔加工室或閘門的隔板)且與加工裝置保持固定距離的方式通過基板加工裝置。

為了能夠設計出具有緊湊的外尺寸的基板加工裝置，一種有利的方式是將加工室的基板運送裝置製作成圓形輸送帶，以及將閘門的基板運送裝置製作成圓形輸送帶或線性輸送帶。所謂圓形輸送帶是指懸掛式輸送帶的支承軌道沿著一個圓的圓周設置，所謂線性輸送帶是指懸掛式輸送帶的支承軌道是沿著一條直線設置。

在將閘門的基板運送裝置設計成線性輸送帶時，線性輸送帶相對於加工室的圓形輸送帶的位置應使基板架列車能夠從線性輸送帶的切線方向進入圓形輸送帶。

為了能夠將加工室內的加工壓力及/或加工溫度調整到一個不同於閘室內的壓力及/或溫度的特定壓力及/或溫度，例如為一個需要很低(真空)的加工壓力的加工步驟調整壓力，可以經由一個閥門選擇性的使加工室及閘室彼此連接或彼此分開。為了降低調整溫度及/或抽真空所需的功率，一種有利的作法是縮小加工室及/或閘室的容積。因此根據本發明可以將各具有一個圓形輸送帶的加工室及/或閘室設計成一個圓環形室，也就是說設計成形狀如空心圓柱體的室，其中圓形輸送帶係位於圓環中。為了關閉閥門，基板運送裝置在閥門的作用範圍內要能夠分開。因此一種有利的方式是使懸掛輸送帶的支承軌道能夠在閥門的作用範圍內分開及移動，這樣支承軌道就可以透過一個垂直於線性輸送帶之縱向方向的第一移動及一個沿著線性輸送帶之縱向方向的第二移動從閥門的作用範圍被移出。根據運送裝置的另外一種設計方式，支承軌道的形狀是可以改變的，因此支承軌道可以透過變形從閥門的作用範圍被移出。還有一種設計方式是使位於線性輸送帶的支承軌道上的基板架列車至少能夠暫時被停住，這樣線性輸送帶的支承軌道就可以整個被移動，以便將基板運送裝置在閥門的作用範圍內分開。

將加工室的基板運送裝置設計成圓形輸送帶的一個優點是，加工裝置也可以也沿著一個圓的圓周配置，這樣在基板加工期間，基板架列車就可以多次移動經過同一個加工裝置。這樣就不必像連續處理需要設置多個加工裝置，例如需設置多個將基板鍍膜的磁控管。例如根據這種實施方式，為了達到必要的層厚度，基板架列車可以多次移動經過同一個磁控管。

將加工室的基板運送裝置設計成圓形輸送帶的另一個優點是可以大幅改善通往加工裝置的接近性。另外若將加工裝置設計成可以繞自身之垂直軸轉動，可使加工裝置的可接近性獲得進一步的改善。

透過將加工室的基板運送裝置設計成圓形輸送帶形成的緊湊結構，可以快速且均勻的將待加工的基板加熱及冷卻。為了提高加工室內的溫度，可以使至少一個加工室具有至少一個加熱裝置，因此可以提高加工溫度。為了降低加工室內的溫度，可以使加工室具有至少一個冷卻裝置。該至少一個冷卻裝置可以帶有魚鱗板或遮擋板，也可以沒有魚鱗板或遮擋板。根據另外一種設計方式，該至少一個冷卻裝置具有熱刺激的冷卻片。

為了能夠設計出具有緊湊的外尺寸的基板加工裝置，一種有利的方式是將閘室的基板運送裝置同樣設計成圓形輸送帶。在這種情況下，閘室的圓形輸送帶及加工室的圓形輸送帶可經由一個與這兩個圓形輸送帶均相切的線性輸送帶連接，其中該這個線性輸送帶被設計成可以在閥門範圍被分開。

基板架列車的長度必須是小於或等於線性輸送帶的長度，以及小於或等於圓形輸送帶的圓周長。

根據本發明，為了進一步提高生產效率，可以設置一個以上的閘室。例如一個與加工室連接的閘室的作用是容納載有基板的基板架列車，並使基板架列車進入加工室，另一個閘室同樣也可以與加工室連接，以便使基板架列車從加工室移出，並從基板架列車取出基板。為此基板運送裝置可以在加工室的圓形輸送帶的兩個段落被分開。如果將閘室的基板運送裝置設計成圓形輸送帶，則閘室的圓形輸送帶可以經由一個與加工室的圓形輸送帶相切的線性輸送帶彼此連接。

將基板架裝到閘室內的動作可以由人工或自動化方式完成。例如可以設置機器手臂進行自動裝載。

在一種先前技術的作為基板運送裝置用的懸掛式輸送帶中，每一個基板架都被兩個支承元件支撐住。基板架的作用是容納板狀基板，基板架在基板在運送過程中是垂直的，而且基板架的頂端帶有兩個鉸接點。

兩個相鄰的基板架是經由一個共同的連接元件彼此連接。這個連接元件分別與兩個基板架的一個關節軸承鉸接連接，因而使基板架能夠相互繞一個垂直軸轉動，以使基板架列車不只能夠沿著筆直的支承軌道移動，而是也可以沿著彎曲的支承軌道移動。連接元件從基板架的鉸接點到基板架的中心與一個支承元件鉸接連接，其中該支承元件係支撐於支承軌道內。兩個以這種方式分別與基板架的一個連接元件連接的支承元件經由另一個連接元件彼此連接，其中該另外一個連接元件的兩端分別與兩個支承元件中的一個支承元件鉸接連接。如果基板架列車駛入基板運送裝置的支承軌道的一個彎曲段落，支承元件就會跟著這個彎曲的輪廓移動，因而使連接元件及支承元件的交替結合被其鉸接連接變形成多角形定向。相反的，由於基板架是剛性的，因此不能跟著變形。因此在基板架的兩個鉸接點及連接這兩個鉸接點的連接元件及支承元件之間會出現一個長度差。

為了能夠補償這個長度差，前面提及之先前技術的基板運送裝置設有一個補償件。例如一個連接元件可以經由一個長形孔與基板架的一個鉸接點連接，以便產生一個能夠補償長度差的相對位移。這樣相鄰的基板架就會彼此移近，因此在基板架列車中的基板架之間的距離必須大於希望的距離。

因此根據本發明，一種有利的方式是基板運送裝置具有至少一個支承軌道及複數個支撐在該至少一個支承軌道內的支承元件，其中每一個基板架都被兩個支承元件以鉸接的方式支撐住，而且每兩個相鄰的基板架都具有一個共同的支承元件。

支承元件並不是從基板架的鉸接點對準基板架的中心，而是對準其指向的基板架的邊緣，其中支承元件的另一端與相鄰之基板架的一個鉸接點鉸接連接。因此每一個支承元件都承載兩個相鄰基板架的一部分重量。根據本發明，一個帶有n個基板架的基板架列車僅需n+1個支承元件，而先前技術則需要為同樣的基板架列車設置2n個支承元件。

一種有利的方式是使兩個與基板架連接的支承元件經由一個連接元件彼此連接，其中每一個支承元件都與該連接元件鉸接連接。因此在運送基板架列車時產生的從支承元件到支承元件的拉力並非單獨經由基板架傳遞，而是也會經由連接元件傳遞。此外，在這種設計方式中，如果未在支承元件上設置基板架，則支承元件會保持其間距。這樣就可以使裝載帶有基板架的基板架列車的工作變得容易許多。

根據本發明的另外一種實施方式，圓形輸送帶具有至少一個可驅動的傳動環，這個傳動環具有運送基板架用的傳動件。因此只需一個電氣機械式驅動器即可使基板架列車駛入圓形輸送帶及從圓形輸送帶駛出，以及可以調整基板及加工裝置之間的相對移動。只要能夠將力傳遞到基板架上，可以將傳動件設計成嚙合在支承元件上、嚙合在基板架的鉸接點上、或是嚙合在基板架列車的另外一個位置。另外也可以將傳動件組設置在傳動環上，其中傳動件組的一個傳動件適於朝一個方向(例如向前)或朝另一個方向(例如向後)沿著基板運送裝置的支承軌道運送基板架列車。

為了產生基板及加工裝置之間的相對移動，一種有利的方式是使具有傳動環的圓形輸送帶的支承軌道能夠與傳動環連接，這樣支承軌道及傳動環就可以同步被驅動。基板架列車借助傳動環完全駛入圓形輸送帶後，基板架列車可以停駐在圓形輸送帶的支承軌道上，因此基板架列車及支承軌道之間就不會有相對移動。由於傳動環能夠與圓形輸送帶的支承軌道連接，因此可以在位於支承軌道上的基板架列車及加工裝置之間形成相對移動，所以能夠大幅降低支承元件及支承軌道的磨損，而且由於基板停駐在可旋轉的支承軌道上，因此基板承受的振動會小於基板架列車相對於支承軌道移動的情況。

如果基板加工有許多個加工步驟，而且這許多加工步驟也需要用到許多不同的加工裝置，由於這許多加工裝置無法全部安裝在單獨一個加工室內，因此根據本發明，這個加工室可以經由另一個閥門與至少另外一個加工室連接。例如加工室的圓形輸送帶可以經由一個線性輸送帶與另一個加工室的圓形輸送帶連接，其中該線性輸送帶與兩個圓形輸送帶均相切。借助閥門可以將加工室與另一個加工室分開，因此兩個加工室內可以有不同的加工壓力及加工溫度，也就是說兩個加工室不會彼此干擾。

為了冷卻在該至少一個閘室內的基板，可以在閘室內設置至少一個冷卻裝置。將仍留在該至少一個閘室內的基板冷卻，可以大幅提高基板加工裝置的生產效率，因為這樣做可以比該至少一個加工室內沒有冷卻裝置的情況更早將基板取出。

本發明還包括一種以批量處理之方式進行基板加工的方法，這種方法包括以下的步驟：將設置在基板架上的基板從閘室移出並送入一個加工室，在加工室內對基板進行加工，以及將基板從加工室移出並送入一個閘室，其中設置在緊靠排列成行且彼此連接的基板架上的基板是一起被送入、一起接受加工、並一起被移出。

緊靠排列成行且彼此連接的基板架構成一個所謂的基板架列車，基板架列車在每一個加工步驟中的方向及速度都可以個別調整。因此基板架列車及加工室內用於基板加工的加工裝置之間的相對移動是可以調整的。

首先以第1圖至第4圖顯示的第一個實施例說明本發明的方法及本發明之基板加工裝置的一種實施方式。本發明的裝置的第一個實施例具有一個配備線性輸送帶12的閘室113及一個配備圓形輸送帶18的加工室114，其中閘室113可以經由一個閥門13與加工室114連接，同時當閥門13打開時，圓形輸送帶18及線性輸送帶12能夠彼此連接。

第7圖至第10圖顯示第一個實施例的基板運送裝置，此種基板運送裝置適於運送垂直懸掛的板狀基板，其中基板應在低於環境壓力的加工壓力下被加工。在這個實施例中，基板運送裝置包括一個線性輸送帶及一個圓形輸送帶，且二者可以選擇性的彼此連接，其中圓形輸送帶具有至少一個可驅動的傳動環，該傳動環具有運送基板架用的傳動件，這些傳動件可以與線性輸送帶上的基板架嚙合。

第11圖至第15圖顯示一個於第一個實施例之基板運送裝置的基板架列車，其中基板運送裝置具有至少一個支承軌道、複數個支撐於該至少一個支承軌道內的支承元件、以及多個與支承元件鉸接連接並被支承元件支撐住的基板架，其中每一個支承元件的兩面都分別與兩個在支承軌道的行進方向前後排列的基板架中的一個基板架連接。

第5圖顯示本發明之裝置的第二個實施例，其中第二個實施例是根據第一個實施例的變化方式。不同於第一個實施例的是，第二個實施例具有一個配備一個圓形輸送帶的閘室及一個配備一個圓形輸送帶的加工室。

第5圖顯示本發明之裝置的第三個實施例。根據第三個實施例，本發明的裝置具有兩個閘室及一個加工室，其中閘室及加工室都有配備一個圓形輸送帶。

本發明的方法可以在本發明的裝置(例如第1圖顯示的裝置)上按照以下的步驟順序進行：

1. 將基板11裝載到閘室113。在第1圖的裝置中，閘室113的長度絕8m，第1圖並未顯示閘室113的外壁，以免基板11被外壁擋住而無法在圖面上被看見。這個步驟可以在大氣中以人工方式或是由機器手臂執行。
2. 借助一個篩眼或夾子將閘室113內的基板11固定在基板架16上。在這個實施例中，有12個基板架16懸掛在一個線性輸送帶12上，而且就像鏈條的鏈環一樣連接成一個基板架列車。基板架列車可以在任何方向上移動，因此可以被用來將基板11送入加工室114及將基板11從加工室移出。

3. 關閉閘室113並抽真空。當穿過閥門13的線性道岔110封閉後，打開閥門13，同時基板架列車駛入加工室114。加工室的外壁，第1圖並未顯示線性道岔110，以免擋住觀看加工室114內部的視線。第2圖顯示在線性道岔210(未繪出)分開時，仍處於關閉狀態的閥門23。第3圖顯示線性道岔310在閥門33打開時的狀態。
4. 調整道岔17，使基板架列車能夠駛入圓形輸送帶18。基板架列車的長度略小於或等於圓形輸送帶18的圓周長。
5. 當基板架列車整個駛入加工室，運送動作就會停下來。
6. 線性道岔110打開後，也就是線性道岔110再度從閥門13移開後，閥門13再度關閉。
7. 接著在加工室114內形成所有重要的加工環境條件，例如抽真空及加工溫度。
8. 電氣機械式驅動器112驅動基板架列車與圓形輸送帶18一起旋轉。
9. 基板架列車達到加工速度後，開始進行鍍膜程序。透過旋轉運動使所有基板11都可以多次行經同一個加工裝置(例如磁控管15)。在本實施例中，在加工室114的外表面上共設置6個磁控管15，也就是環繞加工室114的圓周設置磁控管，基板11會因為基板架列車的旋轉運動行經這些磁控管。其他的加工參數可以透過改變基板架列車的運動方向(必要時亦可改變速度)來調整。
10. 以與移入動作相反的順序，即可將基板11從加工室114移出。

在閘室113內，每一個基板11及/或基板架16的後面都設有一個屬於冷卻裝置(未繪出)的冷卻片19。由於這些冷卻片19非常靠近基板，並將整個基板表面覆蓋住，因此能夠有效的立即將基板11冷卻。

在本實施例中，磁控管15可以垂直旋轉90度，由於採用圓形配置的關係，因此能夠為操作者提供更大的空間進行維修及保養工作。

第1圖的裝置還提供一種整合到”連續聯結處理”的可能性。為此在圓形輸送帶18上的另一個位置設有第二個道岔17a(未繪出)及帶有第二個線性道岔110(未繪出)的第二個閥門13a。這樣加工室114就能夠與另一個未繪出的加工室連

此外，第1圖的實施例亦設有將加工室114抽真空的泵111，以及一個調整加工溫度用的加熱裝置。

根據第4圖的實施例，本發明的裝置具有一個配備線性輸送帶42的閘室413，以及一個配備圓形輸送帶48的加工室414。與第1圖不同的是，第4圖有繪出閘室413及加工室414的外壁，但是並未繪出封住加工室414上方的外壁，以便讓視線能夠看到加工室414內部。在本實施例中，在加工室414的外表面上共設置9個磁控管45，也就是環繞加工室414的圓周設置磁控管。在門413的外壁內設有4個可關閉的開口415，通過開口415可以用人工方式或閘門413的機器手臂從基板架列車的基板架46將基板41取出。

第5圖顯示本發明之裝置的第二個實施例的示意圖，也就是將裝置設計成所謂的”雙箱式鍍膜機”。

這個實施例具有一個對基板51進行加工用的加工室514及一個將基板51送入加工室514及從加工室514移出的閘室513。每一個基板架上都有一個基板51，其中基板架就像鏈條的鏈環一樣彼此連接成一個基板架列車。在本發明的這個實施例中，12個基板架構成一個基板架列車。但實際上基板架的數量是可以根據本發明之裝置的尺寸及/或待加工之基板的尺寸而變化的。

閘室513及加工室514都可以借助未在圖式中繪出的空裝置被抽真空，此外加工室514可以借助未在圖式中繪出的加熱裝置被加熱，閘室513可以借助未在圖式中繪出的冷卻裝置被冷卻。

閘室513及加工室514都具有一個基板運送裝置，也就是圓形輸送帶58。閘室513可以經由一個閥門53與加工室514連接。為了能夠將基板51從閘室513送入加工室514，以及能夠將基板51從加工室514送入閘室513，閘室513的圓形輸送帶58能夠經由一個在閥門53的作用範圍內可以分開的線性輸送帶52與加工室514的圓形輸送帶58連接。

基板51經由基板饋送裝置517被送入一個基板儲存室518。基板儲存室518位於一個機器手臂516的作用範圍。機器手臂516可以將單一的基板51從基板儲存室518取出，並將基板51裝到閘室513內的一個基板架上。也可以用人工方式取代機器手臂516執行基板的裝載及缷載工作。為此能夠用一個氣密的閘門515將閘室513封閉住。

在本發明的這個實施例中，在加工室514的外表面上共設置9個作為加工裝置用的磁控管515，也就是環繞加工室514的圓周設置磁控管，基板51會因為基板架列車的旋轉運動而行經這些磁控管，為此本發明的裝置還具有一個未在圖式中繪出的驅動裝置。其他的加工參數可以透過改變基板架列車的運動方向(必要時亦可改變速度)來調整。

機器手臂516可以將單一的基板51從閘室513內的基板架取出，然後放到另一個基板儲存室518a中。本發明之基板加工裝置的基運出裝置517a能夠將基板51從基板儲存室518a運出。

第6圖顯示本發明之裝置的第三個實施例的示意圖，也就是將裝置設計成所謂的”三箱式鍍膜機”。

這個實施例具有一個對圖式中未繪出的基板進行加工用的加工室614及兩個將基板送入加工室614及從加工室614移出的閘室613。可以分別用一個氣密的閘門615將兩個閘室613封閉住。

加工室614及閘室613都具有一個作為基板運送裝置用的圓形輸送帶68。每一個門613都可以經由一個一個閥門63個別與加工室614連接。為了將基板從閘室613送入加工室614以及從加工室614移出並送入閘室613，兩個閘室613的圓形輸送帶68都可以經由一個在閥門63的作用範圍能夠分開的線性輸送帶62與加工室614的圓形輸送帶68連接。3個圓形輸送帶68與兩個線性輸送帶共同構成第三個實施例的基板運送裝置。

從第6圖顯示之本發明的裝置的俯視圖可以看出，圓形輸送於68的轉軸616可以連成一條直線，因此閘室613及加工室614可以形成一個線性配置。

在第6圖的基板運送裝置上有兩個前後排列並可彼此相互獨立移動的基板架列車。當一個基板架列車上的基板在加工室614內被加工時，另一個基板架列車可以在一個閘室613內將基板缷下，然後再裝載待加工的基板。人工或自動化裝載及缷載的過程是首先將一個已加工過的基板從一個基板架取出，然後將一個待加工的基板放到這個基板架上。待加工室614內的基板加工作業結束後，將基板架運送到另一個空的閘室613，並在該處將基板缷下，然後裝上待加工的基板，在此期間裝有待加工的基板的基板架列車可以駛入空的加工室614。這樣做可以大幅提升本發明之裝置的效率。

第7圖顯示第一個實施例之本發明之基板加工裝置的基板運送裝置的圓形輸送帶的一個斷面圖及一個俯視圖(底部)。

第7圖中的圓形輸送帶適於用來運送基板架75，基板架75適於用來運送垂直懸掛在其上的板狀基板，其中多個基板架75就像鏈條的鏈環一樣彼此連接成一個基板架列車。基板架75鉸接在兩個支承元件76上，其中從第7圖中的斷面圖可看出，基板架75在圓形輸送於的頂部範圍被支承元件76支撐在一個支承軌道73內，以及在圓形輸送帶的底部分範圍被導引元件714在導引軌道78內導引。支承軌道73能夠承受支承元件76及設置於其上的裝有基板的基板架75的重力。在運送基板的過程中，導引軌道78能夠借助導引元件714使基板及基板架75保持垂直狀態。

如第7圖中的斷面圖所示，圓形輸送帶在支承軌道73的範圍具有第一旋轉接頭71及第二旋轉接頭72。旋轉接頭71，72通常是由兩個環形元件構成的連接件，其作用是傳遞旋轉運動，其中3個平移自由度及剩餘的兩個旋轉自由度被閉鎖住。

以下的實施方式首先描述在第7圖的斷面圖中，在支承軌道73的範圍的圓形輸送帶。第一旋轉接頭71的外環固定在一個未在圖式中繪出的閘室或加工室的支承結構上。第二旋轉接頭72的內環及圓形支承軌道73都固定在第一旋轉接頭71的內環上。

第二旋轉接頭72的內環帶有內齒輪。第二旋轉接頭72的內環經由帶有小齒輪713的驅動軸被驅動。

在第二旋轉接頭72的內環上有一個傳動環74。傳動環74的鉤狀傳動件適於用來運送基板架75。

在將基板架列車中的基板架75運送到圓形輸送帶的圓形支承軌道73上之前，基板架75是經由支承元件76被設置在線性輸送帶的一個筆直的支承軌道77上。在第7圖的俯視圖中，支承軌道77僅有部分段落被繪出。在基板架75被運送到圓形支承軌道73的過程中，圓形支承軌道73被止動螺栓712制動住。

以下的實施方式描述在第7圖的斷面圖中，在導引軌道78的範圍的圓形輸送帶。在導引軌道78的範圍的第三旋轉接頭715的外環固定在一個未在圖式中繪出的閘室或加工室的支承結構上。圓形導引軌道78固定在第三旋轉接頭715的內環上。

第三旋轉接頭715的內環底部帶有內齒輪。第三旋轉接頭715的內環經由另一個帶有小齒輪713的驅動軸被驅動。這兩個分別位於第7圖之斷面圖的上方及下方的帶有小齒輪713的驅動軸被可以同步被驅動，因此帶有傳動件74的傳動環及/或支承軌道73及導引軌道78能夠以同樣的旋轉速度旋轉。

第8圖顯示從基板運送裝置的線性輸送帶將基板移交/接收到圓形輸送帶一個立體透視圖。

為了將基板架運送到支承軌道83上，需將筆直的支承軌道87推到對接位置。筆直的支承軌道87在對接位置與圓形支承軌道83相切，並與圓形支承軌道83直接相鄰連接。因此在圓形支承軌道83內有一個缺口。第二旋轉接頭的內環緩慢的轉動，因此帶動傳動環84也跟著轉動。傳動環84的每一個傳動件都與一個基板架85嚙合，並將基板架85及其支承元件86推到圓形支承軌道83上。

基板架85會一直被推到支承軌道83，直到基板架列車的第一個基板架85的前支承元件86到達一個止檔811為止。此時止檔811會往下降，並將基板架列車固定在支承軌道83上，因此基板架列車與支承軌道83之間不會有任何相對移動。這樣嵌入第二旋轉接頭82的帶有小齒輪813的驅動軸就會與嵌入第三旋轉接頭815的帶有小齒輪813被同步驅動。

第9圖顯示一個整個位於本發明之基板加工裝置的基板運送裝置的圓形輸送帶內的基板架列車。

鬆開止動螺栓912，使支承軌道93可以自由轉動。帶有傳動件94的傳動環經由帶有小齒輪913的驅動軸被驅動。傳動件以形狀配合的方式將這個驅動力傳遞到基板架95，其中基板架95以形狀配合的方式經由支承元件96及止檔911與支承軌道93連接，因此支承軌道93與傳動環同步旋轉。借助另一個帶有小齒輪913的驅動軸使導引軌道98與傳動環94被同步驅動，為此可以使兩個驅動軸在大氣側以機械方式彼此連接。

由於基板架95及支承軌道93之間不會有任何相對移動，因此基板架95內的基板能夠非常穩定的旋轉。

第10圖顯示在基板加工過程結束時，如何將基板架1005從基板運送裝置的圓形輸送帶再度移交到線性輸送帶，其中線性輸送帶的支承軌道1007與支承軌道1003連接。

將止檔1011移除，使支承元件1006能夠相對於支承軌道1003移動。支承軌道1003被止動螺栓1012固定住，因此無法轉動。為了將基板架1005從支承軌道1003向外移出，帶有小齒輪1013的驅動軸以與將基板架1005移入支承軌道1003相反的方向被驅動。帶有傳動件1004的傳動環被帶有小齒輪1013的驅動軸驅動。傳動件以形狀配合的方式將這個驅動力傳遞到基板架1005，因此使基板架列車從支承軌道1003被運送到線性輸送帶的支承軌道1007。借助另一個帶有小齒輪1013的驅動軸使導引軌道1008與傳動環1004被同步驅動。

第11圖至第15圖顯示本發明之裝置的第一個實施例的一個設置在基板運送裝置上的基板架列車的細部設計。

第11圖及第12圖顯示先前技術的一個基板運送裝置及一個基板架列車，但是同時亦顯示本發明之圓形輸送帶1108的示意圖，其中每一個基板架1106都被兩個支承元件1106支撐在支承軌道1103內。基板架1106的作用是在基板1101以垂直方式被運送的過程中容納板狀基板1101，每一個基板架1106的上緣都有兩個鉸接點1117。

兩個相鄰的基板架1206經由一個共同的連托元件1219彼此連接。連接元件1219的兩端分別與兩個基板架1216的各一個鉸接點1217鉸接連接，因而使基板架1206能夠相互繞一個垂直軸轉動，以使基板架列車(也就是多個彼此鉸接連接的基板架1206)，以使基板架列車不只能夠沿著一個筆直的支承軌道移動，而是也可以沿著一個未在第12圖中繪出的彎曲的支承軌道移動。連接元件1219從基板架1206的鉸接點1217到基板架1206的中心與一個支承元件1216鉸接連接，其中支承元件1216係支撐於支承軌道內。兩個以這種方式分別與基板架1216的一個連接元件1219連接的支承元件1216經由另一個連接元件1219彼此連接，其中該另外一個連接元件1219的兩端分別與兩個支承元件1216中的一個支承元件鉸接連接。

如果基板架列車駛入基板運送裝置的支承軌道的一個彎曲段落，支承元件1216就會跟著這個彎曲的輪廓移動，因而使連接元件1219及支承元件1216的交替結合被其鉸接連接變形成多角形定向。相反的，由於基板架1206是剛性的，因此不能跟著變形。因此在基板架1206的兩個鉸接點1217及連接這兩個鉸接點的支承元件1216及連接元件1219之間會出現一個長度差1220。

為了能夠補償這個長度差1220，前面提及之先前技術的基板運送裝置設有一個補償件。例如一個連接元件1219可以經由一個長形孔1221與基板架1206的一個鉸接點1217連接，以便產生一個能夠補償長度差1220的相對位移。這樣相鄰的基板架1206就會彼此移近，因此在未變形的(也就是筆直的)基板架列車上相鄰的基板架1206之間的距離必須大於希望的距離。

根據先前技術，一個帶有n個基板架1206的基板架列車需要2n個支承元件1216。

第13圖、第14圖及第15圖顯示本發明的一個能夠避免前面提及之先前技術之缺點的基板運送裝置及基板架列車。

如第14圖所示，在每兩個相鄰的基板架1406之間都設有一個支承元件1416，也就是一個被支承軌道1307(未在第14圖中繪出)支撐住的元件，同時支承元件1416分別與這兩個基板架1406的一個鉸接點1417連接。與支承軌道1307作用連接的支承元件1406並不是從基板架1406的鉸接點1417對準基板架的中心，而是對準其指向的基板架1406的邊緣，其中支承元件1416的另一端與相鄰之基板架1406的一個鉸接點1417鉸接連接。因此每一個支承元件1416都承載兩個相鄰基板架1406的一部分重量。

因此根據本發明，一個帶有n個基板架1406的基板架列車僅需n+1個支承元件1416。

如第13圖所示，在與同一個基板架1306連接的兩個支承元件1316之間設有一個一個連接元件1322，同時連接元件1322與兩個支承元件1313鉸接連接，因此在運送基板架列車時產生的從支承元件1316到支承元件1316的拉力並不是由基板架產產生，而是由連接元件1322所產生。此外，如果沒有基板架1306被固定在支承元件上，則支承元件1316會保持其間距，因此裝載基板架1306的工作會變得比沒有連接元件1322時容易許多。

從第15圖顯示之支承元件1516的細部圖可以看出，支承元件1516具有兩個水平軸1523及設置於其上的齒輪副，其作用是確保能夠支撐支承軌道1507內的基板架1506的重量，同時也具有可移動性，而兩個垂直軸1524及設置於其上的齒輪副的作用則是導引支承元件1516，尤其是在支承軌道1507的彎曲段落。

在本實施例中，設置在水平軸1523及垂直軸1524上的齒輪最好是在一個支承軌道1507內被支撐及導引，其中該支承軌道1507具有一向下張開的圓形斷面。

支承元件1516在前後相連的基板架1506之間的構造方式使基板不但能夠在筆直的支承軌道上被運送，也能夠在彎曲的支承軌道1517上被運送，例如在一個圓形輸送帶內被運送。由於不需要補償相對位移，因此基板架列車的移動可以更加精確，因為沒有任何一個板架1506會偏離軌道。

11．．．基板

12．．．線性輸送帶

13,13a．．．閥門

14．．．加熱裝置

15．．．加工裝置，例如磁控管

16．．．基板架

17,17a．．．道岔

18．．．圓形輸送帶

19．．．冷卻片

110．．．線性道岔

111．．．泵

112．．．電氣機械式驅動器

113．．．閘室

114．．．加工室

23．．．關閉的閥門

210．．．打開的線性道岔

33．．．打開的閥門

310．．．封閉的線性道岔

41．．．基板

42．．．線性輸送帶

43．．．閥門

45．．．加工裝置，例如磁控管

46．．．基板架

48．．．圓形輸送帶

413．．．閘室

414．．．加工室

415．．．開口

51．．．基板

52．．．線性輸送帶

53．．．閥門

55．．．加工裝置，例如磁控管

58．．．圓形輸送帶

513．．．閘室

514．．．加工室

515．．．閘門

516．．．機器手臂

517．．．基板饋送裝置

517a．．．基板運出裝置

518,518a．．．基板儲存室

62．．．線性輸送帶

63．．．閥門

68．．．圓形輸送帶

613．．．閘室

614．．．加工室

615．．．閘門

616．．．旋轉軸

71．．．第一旋轉接頭

72．．．第二旋轉接頭

73．．．圓形支承軌道

74．．．帶有傳動件的傳動環

75．．．基板架

76．．．支承元件

77．．．筆直的支承軌道

78．．．圓形的導引軌道

712．．．止動螺栓

713．．．帶有小齒輪的驅動軸

714．．．導引元件

715．．．第三旋轉接頭

82．．．第二旋轉接頭

83．．．圓形支承軌道

84．．．帶有傳動件的傳動環

85．．．基板架

86．．．支承元件

87．．．筆直的支承軌道

88．．．導引軌道

811．．．止檔

812．．．止動螺栓

813．．．帶有小齒輪的驅動軸

815．．．第三旋轉接頭

93．．．圓形支承軌道

94．．．帶有傳動件的傳動環

95．．．基板架

96．．．支承元件

98．．．導引軌道

911．．．止檔

912．．．止動螺栓

913．．．帶有小齒輪的驅動軸

915．．．第三旋轉接頭

1101．．．基板

1103．．．支承軌道

1106．．．基板架

1108．．．圓形輸送帶

1116．．．支承元件

1117．．．鉸接點

1206．．．基板架

1216．．．支承元件

1217．．．鉸接點

1219．．．連接元件

1220．．．長度差

1221．．．長形孔

1306．．．基板架

1307．．．支承軌道

1316．．．支承元件

1322．．．連接元件

1406．．．基板架

1416．．．支承元件

1417．．．鉸接點

1506．．．基板架

1507、1517．．．支承軌道

1516．．．支承元件

1523．．．水平軸

1524．．．垂直軸

以下將配合實施例及圖示對本發明的內容做進一步的說明。其中：

第1圖：本發明的以批量處理之方式進行基板加工的裝置。
第2圖：一個分開的基板運送裝置的示意圖，包括一個線性輸送帶及一個圓形輸送帶。
第3圖：一個未分開的基板運送裝置的示意圖，包括一個線性輸送帶及一個圓形輸送帶。
第4圖：本發明之裝置的示意圖，包括一個具有線性輸送帶的閘室及一個具有圓形輸送帶的加工室。
第5圖：本發明之裝置的示意圖，包括一個具有圓形輸送帶的閘室及一個具有圓形輸送帶的加工室。
第6圖：本發明之裝置的示意圖，包括兩個各具有一個圓形輸送帶的閘室及一個具有圓形輸送帶的加工室。
第7圖：本發明之基板加工裝置的基板運送裝置的圓形輸送帶的一個斷面圖及一個俯視圖(底部)。
第7a圖：如第7圖之斷面圖的一個細部圖。
第8圖：從本發明之基板加工裝置的基板運送裝置的線性輸送帶將基板移交/接收到圓形輸送帶一個立體透視圖。
第9圖：一個整個位於本發明之基板加工裝置的基板運送裝置的圓形輸送帶內的基板架列車。
第10圖：顯示在基板加工過程結束時，如何將基板架從基板運送裝置的圓形輸送帶再度移交到線性輸送帶。
第11圖：先前技術的一個基板運送裝置及一個基板架列車(顯示於本發明的圓形輸送帶的一個示意圖內)
第12圖：先前技術的基板架列車的一個俯視圖。
第13圖：顯示於本發明的圓形輸送帶的一個示意圖內的本發明的一個基板運送裝置及一個基板架列車。
第14圖：本發明的基板架列車的一個俯視圖。
第15圖：本發明之位於支承軌道內的支承元件的一個細部圖。