TWI307328B - Prozesssystem sowie vorrichtung zum transport von substraten - Google Patents

Description

1307328 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種根據申請專利範圍獨立項之概念製成、 用來輸送基座之製程系統及裝置。 對於製造光學顯示器而言，較大基座之需求逐漸增加。此 類顯示器主要應用於小型或是中型顯示系統，例如手機、dvd '播放器、筆記型電腦、電视機、汽車收音機、或是工業上之應 用。目前之主流為超過80%的液晶顯示器，而另外的成熟商品， 則有目前佔15%的電漿顯示器及佔2%的有機發光二極體。尤 擊其於前述該等另外之成熟商品中，對製程安全性之要求越來越 尚，以便於其表面加工上，尤指基座鍍膜而言，能達到一很高 之均勻度，但由於基座厚度越來越高，基座重量越來越重，至 目前為止要達到此要求具有難度。 【先前技術】 由歐洲專利案EP 0346815 A2中，已知一種用於真空裝置之 輸送系統，其具有為加工材料而設之承載件及輸送件。該輸送 件包含一主動磁性支架，其配備有一基本上為長方體之支架定 •子、以及一環繞支架定子一部分之支架轉子。支架定子上有電 磁鐵’其與支架轉子上互相搭配之鐵磁性元件共同產生一磁性 負載場。於此種已知系統中，保護製程之磁性支架調節器非常 昂貴，因為結構上需要有一較輕之旋轉動態範圍。 此外’由德國專利案DE 102 47 909 A1中，已知一種以非 接觸式承載及非接觸式驅動、停止、及定位之輸送帶系統為形 式之基座輸送裝置。該系統係以磁性方式被動的承载於二承载 條上。用來加速及延遲之驅動器則由一架在長、或短定子執道 上之線性非對稱式馬達完成。停止則藉由一渦輪式煞車實現， 6 1307328 該種渦輪式煞車則可以透過衝程機構來實現。定位係由位於載 體中之永久磁鐵實現。此外，還設有一橫向穩定裝置，其中， 於載體兩端沿著運行軌道之處設有一鋼片，於鋼片對面之處載 體上設置二至四個以電力產生之磁性系統。其驅動器係以如下 #接觸式方式達成：沿著運行軌道設置線性馬達之定子，其於 所希望之運動方向上產生—磁性轉換場。於載體下方、相對於 定子之位置設有一通常由麵製成之線性馬達之二次測。其上則 設有一實心鐵板’用來做為磁性背扣，以便磁通量能夠透過該 鐵板與定子相連接，因而保證定子之磁通道上面有一很小之氣 隙。 【發明内容】 本發明之任務為創造—紮實、且在製程上為安全之製程系 統，以及在一鍍膜製程通道上，創造出一種輸送基座之裝置一 尤其用於大面積的、薄的基座，在此，基座能夠在一鍍膜製程 通道中，於不同製知工作站之間，以一高度製程安全性及製程 動態來移動。 根據本發明，此項任務係以申請專利範圍獨立項所述之特 ，來解決。根據本發明之製程系統包含—種裝置，其用來輸送 位於輸送支架上之基座’射，該裝置具備—支撐模組及一驅 動模組，該支雜組具有—㈣磁朗構成之主動子之支架定 ^及-由鐵雜元件所構成之絲轉子。透過至少兩個相互間 隔開來之主動子構成-具有相對應之間隙範圍之主動子對。其 中’於該_範關，設有—支賴子之絲雜支架此 王動磁性支架設有一具有間距感應器之支架調節器。 位於賴顧蚊_子之雜支架，紐減本發明之 幻辱模組產生-相較賴有技術更為穩定之動態範園，及產生 1307328 、：旋轉動態。藉此’支撐模組可以很安全地將又大又重 =例如尺寸為平方米之平板—通過閑門，帶進鐘膜製程 =^同艙財，科致於_斜勾職送歡，或是導致 貝，。如此-來’製程會變得簡單而且加速 。當基座由製 ，要送進下—個步驟，及再度掛職送支架上時， ，乍人員不需要手動操作。原則上，輸送支架為中斷的 ，尤其 、、又％通道<閘門間，該等閘口將不同壓力或不同大氣壓 艙房不較氣地相互分開，為了達到-特職定之支撐，

最好於支轉子兩側各設置兩倾此㈣之主動子、或是電磁 鐵。 、除了此種類似之特徵外，根據本發明，用來輸送基座之裝 置還具有之特徵為’藉由至少确相互職開來之主動子構成 具有一相對應之間隙範圍之主動子對，且於間隙範圍内設有 一支架轉子之主動磁性支架。 本裝置係設置於-外殼内，其最好由金屬所構成。如此才 旎在鍍膜製程通道之鍍膜室、及/或蚀刻室、及/或清潔室中， 比如說相對於陰極、及/或其他以高頻驅動之元件上，達到電磁 共容性（EMV防護）。此種外殼最好為水冷式。 在一優良設計中，設有一捕捉支架，以便在調節器誤動作 或是停電時將支架轉子撐住。此支架最好設置於該裝置之外殼 内壁上，例如做成卷邊或是凸緣，以便支架轉子掉落時能夠支 撐於其上’或是做成插銷’插在支架轉子相對應之空隙中，以 便支架轉子在失誤而掉落時能夠支撐住。 另一種選擇，則是設置穩定模组或是穩定裝置，以便提供 主動之、及/或被動之橫向穩定性’其中’對於主動之橫向穩定 性而言，為一間距調節器至少設有一間距感應器。 8 1307328 被動間可以設置-減阻滯器或是-主動或 合，甚至麵、如此將可有效去除基座與載體頭間之耦 Λ α可以達到一橫向穩定性。 之製造:以讓组裝及維修變得簡單，特別是在工廠 學式顯示〜㈣度、大面積基座之鍍賴程中—如光 置精準二：此種構造都很省錢。此種方式也可安全且位 二〇輸絲座’而該等基座尺寸係大於iXhn2，且具有小 、、#/=典型厚度，而且至少部分時間以大於㈣之相當大 <速度來輸送。 良正針^此目的’驅動模組包含-磁性加速裝置，其構造為一 、，（.' It馬達。此線性馬達可具有—單定子；而具有雙定子 之線性馬達則為另-種選擇。此外，線性馬達可以是一非同步 馬達。也可以選用同步馬達。#然，線性馬達也可用—圓柱狀 之線性馬達構成。 另種變化則是採用磁性或是氣動之脈衝驅動器。 驅動模組可具有一能在重力場中加速之裝置，尤其是一具 有斜坡之輸送路徑。依據目的可以磁性或是電社元件^ • 煞車。 在一優良組態中，驅動模組具有一Τ形定子及一斷面托 架，定子部件係利用第一縱向臂扣在托架上，並且利用一橫向 I將υ形斷面托架之開口端蓋住。橫向臂與υ形斷面托架開口端 之間之氣隙可以設計得比支架轉子之鐵磁性元件與電磁鐵間之 氣隙大一點。U形斷面托架最好設置於兩個電磁鐵之外殼中 間，其中，外殼與U形斷面托架之外部壁緣間之氣隙，比υ形斷 面托架之内部壁緣與縱向臂間之氣隙要大❶如此便有一空間可 供支撐模組傾斜時使用，例如在一閘口時用來平衡運動中之不 1307328 穩定性一尤其是平衡俯衝運動、或是平衡間距。若是採用一同 步式機構進行驅動時，u形斷面托架最好配備一永久磁鐵，若 是採用非同步式機構，則依據目的採用非磁性之金屬軌道，尤 其是由銘、或是銘合金製成。 在另一優良組態中，製程空間之屏蔽後方設置有支撐模 組、驅動模組、甚至穩定模組。該屏蔽可以設計成光學密閉， 以便壓低模組在製程艙房内被鍍膜材料污染之情形。鍍膜材料 可以任意之洛下角度洛於該光學密閉之屏蔽上’而不會落到屏 蔽後面去。同時設有一些足夠大的穿孔，以便能夠將位於屏蔽 後方、模組侧之空間抽真空。如此即可優良的切除模組與基座 間之耦合。基座可以採用不同之處理方法，例如透過輻射熱來 加熱，但不致於讓模組受到明顯的影響。特別於基座之鍍膜方 法中，尤其在於以電漿為基礎之陰極喷灑、或是以電漿為基礎 之CVD (chemical vapor deposition)方法中，由於於鍍上鍵膜 材料時，會有一相當高之部分壓力，以致在要鍍膜之區域外面， 尤其於屏蔽後面’也會附著一些不希望之鍍膜材料上去，光學 密閉之屏蔽能防止模組受到污染。最佳情形則是避免模組中狹 •長之氣隙被鍍膜材料塞住，及/或形成中之寄生沈積物脫落而污 染製程餘房’或是此類沈積物之材料被拖至其他製程範圍中。 如此便可避免昂貴之清潔步驟，或甚至替換模組。在一優良組 態中，屏蔽至少可以局部設置於可移動之載體頭上面。 此外，屏叙還可以在基座、及/或鍍膜艙房、及/或有可能 具備之鍍膜來源上，去除溫度影響，只要該屏蔽做為對抗熱輻 射之抗輻射體即可。此方式可優良的透過模組範圍内之冷卻一 例如透過線圈或線圈管一獲得支援。同樣的，也可於屏蔽上面 加裝冷卻劑。根據目的可把模組之冷卻裝置與屏蔽所用之冷卻 Ϊ307328 ，置、=在-起。在模組所安裝之區域、由屏蔽所保護之範園 内’取好只含有頂多4〇%之輻射熱，而以頂多遞為優，尤其 佳之狀況則為頂多惠，而完全最佳之情況為頂多·之韓射 熱’此缺絲线模⑽送基座及於製程艙房巾進行各種處 理製程時，與基座相互影響。 根據本發明之裝置可有不同之構造，而此構造可以輕易的 與製程通道上已有的周圍條件相配合。

在-優良組態中，基座可採吊掛方式輸送。藉此裝置可使 基座在輸送時避免產生不找折及機械之負荷。基座最好是置 於支撐模組下方。基座也可置於支撐模組之上方，只要該裝置 以頭尾調換之順序來建立即可。藉此可減少該裝置支撐元件之 機械負荷，並且讓該裝置之重心往下移，而此點對於對振躲 敏感之裝置、或是舰錄敏感之環境，都能產生優反影響。 此外還可避免那些隨著時間於鍍膜過程中在活動元件上產生之 沈積物隨著該元件之運動而落於基座來源之上，而將其污染。 【圖式簡單說明】 ' 下文中將藉由圖示進一步說明本發明，而這些圖示將獨立 •於申請專利範園摘要之外，再提供本發明其他特徵、細節、= 優點。 在圖示中顯示： 圖一—鍍膜製程通道之截面示意圖，其具有—於間口處 中斷之輸送支架。 圖二一穿過本發明裝置之橫切面。 圖三在一所謂之45。組態中本發明裝置之另—種組態。 【實施方式】 11 1307328 圖一所示為一鍍膜製程通道之截面示意圖，其具有製程艙 房PI、P2、P3及閘口 S1、S2、S3、a，以及一輸送支架丁，該 支架於閘口處中斷。製程艙房PI、P2、P3可以是清潔艙房、電 漿處理艙房、蝕刻艙房、鍍膜艙房、加熱艙房等等。在製程艙 房P1中’一基座23係藉助載體14固定於本發明之裝置上，其中， 該裝置至少包含一具有一支架定子及一以主動磁性支撐之支架 轉子之支撐模组，以及一驅動模組。當然，為此主動磁性支架 設有一具有間距感應器之調節裝置，而為了簡化圖示，該調節 _ 裝置並未於圖示中表示出來。 支撐模組設有一由電磁鐵所構成之主動子之支架定子以及 一具有鐵磁性元件之支架轉子。根據本發明，透過至少兩個相 互間隔開來之主動子構成—具有相對應之間隙範圍之主動予 對，而該間隙範圍内設有—支架轉子之主動磁性支架。 一種優良方式為’支架定子上至少設置兩對相互間隔開來 之主動子對，其分別具有相對應之間隙範園，而支架轉子則以 其鐵磁性元件由兩侧扣於間隙範圍内。沿著輸送支架上之運動 方向設有多個主動子對，藉由此而產生支架定子之段落構造。 Φ為保證支架轉子之支架穩定度，每四個主動子配置有一一定長 度〈支架轉子。在本發明—優良實施形式中，每一支架轉子都 含有π或更多4王動予單元，以便分配補償其重量。如此一來， 本裝置就可採用-傾斜之主動子來驅動。支架轉子之長度最好 至少與支架定子段落之長度相等。 ，圖二闡釋-輸送基座之優良裝置，其如何用於一特別是在 輸送支架上用來輸送基座之優良製程系統中，而該系統具有如 PVD或CVD—類真空鍍膜方法之鍍膜製程通道。 12 1307328 、、泫裝置之巧區域具有一外殼3。此外殼3最好為水冷式。 孩支架轉子8的之構造係為載體M之載體頭。透過驅動模組河 讓支架轉子8垂直於圖面移動。 ’ 、驅動模組1包含-T形磁性加速裝置1&，其可做成同步機構 或也可做成非同步機構。—定子關利用其縱向臂r扣在⑽ -斷面托架2上，並以橫向臂1WU形斷面托架2之開口端蓋住。 另種方式貝】疋&又置一最好為磁性、或氣動之脈衝驅動器。 於U形斷面托架2之舞面一端設有載體頭8，其具有一固定 φ，其上並由載體頭8向外延伸之載體Η。載體頭8與載體14之間 取好设有-連結元件16，其扣於載體14一載體固定點^上。該 連結元件16最好域片構成，而且與《14、以及與載體頭8 上之基座在振盪方面為脫勾的或是產生阻滯。 支撐模、組25最好具有-主動、及/或被動之橫向穩定性。為 此設置有一穩定裝置。當連結元件16在考慮到載體之支撐動量 下，以達到一振盪隔離之方式設計時，就可以達到一橫向穩定 性。對此，系統連結元件16以及載體14之配置方式為讓主要特 徵頻率比轉子於運動時所出現之典型頻率要低。連結元件16最 _好有一相當小之抗彎曲硬度。轉子運動時之典型頻率為 100Hz，而系統連結元件16及載體14之主要特徵頻率最好選為 5Hz ° 另一種或是類外的主動式橫向穩定器則為在圖二中未表示 出來之電磁鐵，而利用該等電磁鐵可在跨過縱向軸21之方向上 產生磁％之作用面積，而該等面積可與支架轉子之鐵磁性元件 產生父互作用。在相對應之調節器上至少包含一間距感應器。 一優良但並非唯—的方式為，透過主動阻滯措施來防止載體之 低頻殘餘振堡。 13 1307328 在支撐轉子8及載體14間之區域設有一屏蔽物13作為熱遮 蔽。 根據圖二’支架轉子8在兩個彼此相對之電磁鐵5a&lla、 以及5c及11c間由兩側扣住。電磁鐵5a、5c則是透過凸緣27a、 27b掛於外殼3上。電磁鐵5a、11a、5c、11c之核心係由線圈5b、 1 lb、5d、11(1所％繞’而母一個電磁鐵5a、iia、5c、1 lc則由 外殼4a、4b、12a、12b所包覆。 用來讓支架轉子8產生懸浮力的電磁鐵5a、ila、以及5c、 .11c之電磁作用面積，係安排在一與縱軸2i垂直之方向上，而載 體14以及基座之方向則安排於一與縱軸21平行之方向上。 支架轉子8上面設有支撐元件8a、8b。每一個支撐元件8a、 8b在其面對電磁鐵5a、11a、5c、11c之表面上設有鐵磁性元件 7a ' 9a ' 7b ' 9b 0 支架轉予8係利用那些橫跨縱軸21而設於支撐元件如、扑 上之鐵磁性元件7a、9a、7b、9b於兩側扣於彼此相對之電磁鐵 5a、11a、5c、11c之間。所描述之支架轉子8以及電磁鐵兄、11&、 5c、11c之組合，具有一相對於電磁鐵而言為被動式之支架轉子 瞻8橫向定位。在本發明其他應用形式巾則設有—主動式橫向定 位，為此，則設有其他電磁鐵，甚至其他鐵磁性元件，以及至 少一個以上之間距感應器。 將支架轉子包覆住的電磁鐵5a、5c、或lla、Uc，可根據 目的以不同之大小來構成。於支架轉子8之下方，舉例來說，電 磁鐵11a及lib位於支架轉8下方之核心，就比支架轉子8上方之 電磁鐵5&、51)核心還要寬。電磁鐵5&和113之間形成一氣隙28&， 而電磁鐵5c和1 ic之間則形成氣隙28b，而支架轉子8便是扣於此 處。 、 14 1307328 位在電磁鐵5a、5c對面之元件7a、7b係與電磁鐵之核心大 小相配’而比位於、llc對面之元件9a、9b小。在元件7a、 7b及9a、9b以及位於其對面之電磁鐵5a、5c及11a、11c之間則 形成氣隙6a、6b及10a、10b。 位於定子部件lb之自由末端及U形斷面托架2底部間之氣 隙17構造很大’例如為1至3公分之間，最好為15至2.5公分之 間’而最佳則為2公分。在U形斷面托架2之自由末端，則是於 該自由末端之額面及橫向臂1(1之間形成一氣隙2〇&及2〇1)。 | 橫向臂Id與U形斷面托架2额面上開放之末端間之氣隙 20a、20b比位於支架轉子8之鐵磁性元件與電磁鐵5a、5e間之氣 隙6a、6b為大。 外殼4a、4b與U形斷面托架2外壁緣間之氣隙19a、1%比位 於縱向臂lc與U形斷面托架2内壁緣間之氣隙18&、18b為大。 為了要在調節器誤動作、或是停電時將支架轉子8撐住，設 有捕捉支架3a、3b，其構造為外殼3内部之凸緣。捕捉支架3a、 3b係分別由電磁鐵11a、lie之外殼12a、12b所構成。 當然’支撐模組25、驅動模組2以及其他穩定模組之配置可 肇以與此處所示之設計有所不同。而基座23除了可以設置於支撐 模組25之下方外，也可以設置於支撐模組25之上方。載體頭8 及一圖示中未繪出、做為載體14或基座之載具之載體足部可以 一與圖示設計相反之方式設置。 圖三以簡化之圖示說明一根據本發明裝置在一傾斜架組態 上之另一種架構。較佳之情形為，將電磁鐵之傾斜加到相對於 縱軸21取大為45之組態，最好則為1〇。至μ。。相同之元 件具有一與前述之圖示相同之參考編號。在解釋各個元件功能 時，均是參照前述圖一及圖二之說明。電磁鐵5a、11a、5c、 15 1307328 llc均為傾斜的，致使其電轉用面财、麵麵_ 2卜而 呈現-最好為小於45。之角度。支架轉予8則相對應地具一八 角形截面。捕捉支架22a、22b於外殼3中係由插銷方式所構成， 而廷些插銷則是插在支架轉子8中相對應之空隙内。在停電 或是調節器誤動作時，支架轉子8可支撐於捕捉支架仏、細 .上。支架轉子8於其位於電磁鐵對子5a、11a及k、llc正盤 :面之额面托住鐵磁鐵7a、9a、及7b、9b，而對應於各個電場鐵 對子各具有氣隙6a、6b及l〇a、l〇b。在電磁鐵對子5a、Ua、 瞻及5c、lic間之間距與圖二所示之排列相反，並不是固定的， 而會因傾斜之故’往支架轉子8之方向延伸。 16 1307328

【主要元件符號說明】 1 驅動模組 la 加速裝置 lb 定子部件 lc 縱向臂 Id 横向臂 2 U形斷面托架 3 外殼 3a, b 捕捉支架 4a, b 外殼 5a, c 電磁鐵 5b, d 線圈 6a, b 氣隙 7a, b 鐵磁性元件 8 支架轉子、載體頭 8a, b 支撐元件 9a, b 鐵磁性元件 10a, b 間隙 1 la, c 電磁鐵 12a, b 外殼 13 熱遮蔽 14 載體 15 載體固定點 16 振盪阻滯器 17 氣隙 18a, b 氣隙 17 1307328 19a, b 氣隙 20a, b 氣隙 21 縱軸 22a，b 捕捉支架 23 基座 25 支撐模組 27a，b 凸緣 28a, b 氣隙 P1-P3 製程艙房 S1-S4 閘口 T 輸送支架

Claims (1)

1. I3〇7328 ^ WL- ' ΠΛ^ V 第094120098號專利案申請專利範圍修正本 十、申請專利範圍： "7種製程系統，其具有一用來輸送位於輸送支架（Τ)上基 ^()之^置’其中’該裝置具備—支撐模組及一驅動 模組，該支撐餘具有—由電磁朗構成之絲子之支架 -由鐵磁性元件所構成之支架轉予，其特徵為，J k^兩個相互間關來之主動子構成—具有相對應

   隙範圍之主動子對，且於該間隙範圍内，設有一支Γ艎二 之主動磁性支架。 木轉子 2’根據申請專利範圍第1項所述之製程系統，其特徵為， 架定予至少設有兩對彼此具有一定間距之主動予對，其= 別具有相對應之間隙範圍，而支架轉子則以其鐵礙性Γ刀 由兩侧扣於間隙範圍内。 凡件 3·根據申請專利範圍第1項或第2項所述之製程系统，其 徵為，輸送支架（τ)具有中斷之區域。 ’、特

   4·根據申請專利範圍第3項所述之製程系統，其特徵為 鍍膜製程通遒上，於製程艙房（Ρ1、Ρ2、Ρ3)之間、，、、於在 少—閘口（S1、S2、S3、S4)區域中，輪送支架（了、二至 斷的。 為中 a種用來輪送位於輸送支架（T)上基座（23)之装置， 土少具備一支撐模組及一驅動模組，其中，該支撐模奴其 有〜由電磁鐵所構成之主動子之支架定子及—由鐵嗞=具 件所構成之支架轉子，其特歡為，透過至少兩個相互凡 開來之主動予構成一具有相對應之間隙範圍之主動予％ 且於該間隙範圍内，設有一支架轉子之主動磁性支架。、， 19 ·>. 1307328 6.根據申請專利範圍第5項所述之裳置， 一 子至少設有兩對彼此具有一定間距之主 、、、木疋 匕〈王動子對，其分別且 =目對應之間隙範圍’而支架轉予則以其鐵雜由 7 兩側扣於間隙範圍内。 田 =申請專利範圍第5項或第6增所述之裝置，其特徵為， 支架模組設有一為基座載體所設之载體頭（8)。 8. f據料專利賴第5項所述之裳置，其特徵為，驅動模 、、’且〇)包含一磁性加速裝置（la)。 9. ，據中請專利_第5項所述之裝置，其特徵為，支擇模 ⑺組（25)具有一穩定裝置，用來作為被動式之橫向穩定。 〇·，據申請專利範圍第5項所述之裝置，其特徵為，1撐模 、、A (25)具有一穩定裝置，用來作為主動式之橫向穩定。 U·，據申請專利範圍第5項所述之裝置，其特徵為，驅動模 、'且（1 )具有一 T形定子部件（lb)及一 U形斷面托架（2)， 而定子部件（lb)利用第一臂（lc)扣在托架上，並且利用一 横向臂（Id)將U形斷面托架（2)之開口端蓋住。 13 12.根據申請專利範圍第11項所述之裝置，其特徵為，橫向臂 (ld)與U形斷面托架（2)開口端間之氣隙（2〇a、20b) 比载體頭（8)之鐵磁性元件（7a、7b)與電磁鐵（5a、5c) 間之氣隙（6a、6b)要大。 根據申請專利範圍第11項所述之裝置，其特徵為，U形斷 面托架（2)設置於兩個電磁鐵（5a、5c)之外殼（4a、4b) 中間’而外殼（4a、4b)與U形斷面托架（2)之外部壁緣 間之氣隙（19a、1%)比U形斷面托架（2)之内部壁緣與 第—臂（lc)間之氣隙（18a、1奶）要大。 14.根據前述申請專利範圍第5項所述之裝置，其特徵為，在 20 1307328 支撐模組（25)與驅動模組（1)以及一製程空間之間，設 •有一屏蔽（13)。 15. 根據申請專利範圍第5項所述之裝置，其特徵為，基座（23) ‘係安裝於支撐模組（25)之下方。 16. 根據申請專利範圍第5項所述之裝置，其特徵為，基座（23 ) 係安裝於支撐模組（25)之上方。 21