TWI356854B - - Google Patents

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1356854 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種立型連續式濺鍍設備之基板傳輸 裝置,且特別是有關於一種利用載具搭載以垂直姿態傳輸 之基板,並利用磁性元件與載具之間的非接觸式磁力穩定 作用,避免傳輸垂直擺置的基板因重心不穩傾倒而導致基 板表面碰撞或刮傷,而應用至基板垂直式傳輸,進而達到 將基板同時單片雙面鍍膜或雙片基板單面鍍膜的立型連續 式滅鑛設備之基板傳輸裝置。 【先前技術】 因應真空濺鍍技術應用層面日廣,為增加相關鍍膜產 品的產業競爭力,必須降低真空濺鍍製程的成本,連續式 (In-Line)與傳統批次式(batch type)或晶圓式(wafer type)比較,連續式則可以減少高達60%以上的生產成本, 並可大幅降低設備成本及廠房空間,極具量產經濟價值及 產業競爭性。因此目前使用濺鍍設備大多為連續式作業流 程;請參考圖5,係表示一般連續式濺鍍設備作業流程圖, 一般而言,連續式真空濺鍍設備至少分為三個區域:進料 腔體區51、鍍膜腔體區52及出料腔體區53,基板50係在 上述腔體内或跨腔體之間作傳輸,並從該出料腔體53輸出 成品54。 5
近年來’隨著切割邊緣電子裝置,例如液晶顯示器LCD 係朝向輕薄化發展,安裝在上述電子裝置上的部件亦逐漸 小型化設計;同樣地,相鄰部件之間的距離亦隨之變小。 為了在各個部件之間形成細窄空間,人們已提出了各種用 乂开夕成薄膜的方法’例如真空錢鑛方法,關於錢鍵原理則 詳述如下。 首先,透過基板(substrate)傳輸裝置將需要表面鑛 暝的基板载入真空腔體内。然後,提供特定壓力、功率及 偏電壓(bias)給在真空腔體内的反應氣體(如Ar),以 使在乾材(target)周圍產生離子化,而離子化的正離子 (如Ar+)透過電場之電位差高速轟擊靶材的表面’並將 正離子的動能傳送至靶材表面的原子或分子;當傳送的動 能大於靶材分子之間的鍵結力時,位於靶材表面的鍍膜分 子被轟擊出來並沉積至基板表面,進而達到鍍膜的目的。 基板可為水平或垂直方式擺置,而連續式戚鑛5又備可 依前述基板的擺置方式,概分為队型(horizontal)及立 型(vertical)兩種,然而臥型濺鍍設備,只適用於體積 小、重量輕、面積小、單面鍍膜等基板特性之民生產業(如 手機按鍵),然而隨著LCD及FDP逐漸朝向第七、八代的導 電玻璃發展’臥型濺鍍設備已無法滿足如大平面、高重量、 雙面經膜荨玻璃基材的技術需求,其次,因臥型藏鍵設備 1356854 是採平面展開式廠房配置(1 、iay〇Ut),導致設備較佔空間, 而其真空腔體空間較大亦導致兩# $々+ β + 士 等双而化更多時間來抽真空,較 不具經濟成本效益;再者,因卯射頻電極(關吻心) 強度難以㈣控制’導致有叫材鍍膜分子被轟擊過大, 針對队型濺賴備而言,過大尺寸⑽膜分子會因本身重 力因素而直接下降沉積在水平擺置的基板表面,進而產生 污染粒子(如異常祕或暗點),影響其後續透紐及導電 性’導致製程良率過低’然而針對立型濺鑛設備,過大的 靶材分子會因重力因素直接降落在真空腔體底部而不會沉 積在玻璃基板表面上;因此,立型連續式濺鍍設備目前已 廣泛應用到大平面、高重量、雙面鍍膜等LCD導電玻璃基 材的鍍膜技術需求上。 然而如何將重達幾十公斤、但厚度僅有8mm且材質易 脆的玻璃基板在真空腔體内及跨腔體之間做平順立式傳 輸,並同時保持無殘餘應力或接觸碰撞存在而導致玻璃變 形、破裂及刮傷等現象發生,一直是立式基板傳輪裝置設 計的最高準則,目前習知的傳輸技術說明如下:首先,請 參考中華民國專利公告號第1282376號發明專利,係為一 種立型濺鍍設備的基板傳輸裝置,包括用以支撐基板支撐 單元,用以將基板的一側固定到支撐單元上的固定單元’ 以及用以移動基板的滾輪。支撐單元配備有噴氣組件’當 7 1356854 基板載入腔室或者從腔室中卸載時,以及當在腔室中沉澱 薄膜時,基板傳輸單元相對於垂直方向傾斜一特定角度, 且噴氣組件將氣體噴射到支撐單元的上表面;透過支撐單 元的前表面連續喷射並吸收氣體,從而噴氣組件形成具有 特定厚度的氣墊。由於喷射氣體在喷氣組件和基板之間形 成氣墊,因此可以避免由於基板與支撐單元的接觸碰撞而 造成的基板損壞。而且,喷氣組件配備至少一個距離偵測 感測器,以分別隨時監測基板與支撐單元之間的距離,所 測得的距離值被傳送到氣體流量控制器,以根據測得的距 離值控制氣流量。然而,由於氣塾的形成必須有空氣存在, 因此在如圖5所示的連續式真空鍍膜製程中,無法以上述 氣墊技術做跨腔體傳輸,僅能在真空鍍膜製程完成出真空 腔體後,於卸載過程中才能以氣墊做非接觸式傳輸。 其次,請參考中華民國專利公告號第1231806號發明 專利,係提供具有放片框、多個夾片以及多個定位裝置的 載具,其中定位裝置與夾片分別位於放片框之内側邊緣, 且定位裝置係由垂直於載具平面方向之金屬圓柱及包覆金 屬圓柱的軟質護套所構成,亦即僅以一點或是一線接觸之 方式的具弧狀曲面之結構或受軟質護套包覆的具弧狀曲面 之結構,減少玻璃基板與載具之間的接觸,以大幅減少玻 璃基板發生缺角或裂紋的機率。然而,習知技術應用夾具 8 1356854 夾住基板(或載具)方式於立型連續式跨腔體傳輸者,請 參考圖7,基板傳輸裝置7係將動力傳輸單元72及夾持機 構73設置在真空腔體71内的上方,雖然此傳動方式因基 板重心落在動力傳輸單元72正下方區域,基板10類似以 懸吊電宰豬隻方式做傳輸,但是由上方動力傳輸單元72因 傳動磨耗所產生的汙染粒子或粉屑會因重力而往下飄落, 而使部分汙染粒子附著沉積位於下方的基板表面上,容易 在基板表面產生異常顆粒或暗點而導致良率偏低的問題。 為避免上述缺失,請參考圖6,另一種習知基板傳輸 裝置6係將動力傳輸單元62及夾持機構63設置在真空腔 體61下方,如此動力傳輸單元62因傳動磨耗所產生的汙 染粒子,因本身重力因素而直接下沉至真空腔體61底部, 再由抽真空幫浦65將汙染粒子抽至腔體外,而不會附著在 基板60表面;然而,此時基板60類似以倒單擺方式做腔 體傳輸,基板6 〇的重心因偏南而容易產生左右晃動、傾斜 等不穩定動作,為避免晃動太大而導致基板傾倒,會在真 空腔體61上方加置U型輔助限位機構64以穩定基板60的 傳輸。然而,由於連續式濺鍍設備必須在腔體與腔體之間 做跨腔體傳輸,然而動力傳輸單元62及U型輔助限位機構 64並非連續式配置,故在跨腔體傳輸基板過程時,必須解 決兩相鄰腔體之間基板60導正對位問題,否則基板60會 9 1356854 產生碰撞或卡死現象。若是限位機構的空隙裕度 (to 1 erance)太大,雖然在跨腔體傳輸過程之間可以較容 易導正對位傳輸,卻易造成基板60因重心不穩而左右搖晃 程度大,易與U型辅助限位機構64接觸碰傷而影響鍍膜品 質;但倘若是限位機構的空隙裕度太小且接近基板厚度 時,則基板在跨腔體傳輸過程中,易造成兩腔體之間對位 不易而造成基板移位卡死的問題;再者,U型輔助限位機 構64是一種接觸式輔助定位裝置,無法完全避免與基板 60之間接觸與碰撞,.進而造成鍍膜成品表面刮傷或磨損。 【發明内容】 有鑑於此,本發明所欲解決的問題在於提供一種磁控 基板非接觸式垂直姿態傳輸,可以提升鍍膜良率及設備稼 動率的立型連續式濺鍍設備之基板傳輸裝置。 為解決上述問題,本發明所述的立型連續式濺鍍設備 之基板傳輸裝置,係提出在真空腔體下方設置傳輪動力單 元,基板係由金屬載具所搭載,且載具的底端係與傳輸動 力單元接觸以傳輸基板前進;另外,至少一組磁性元件分 別設置在相對於基板的兩側的腔體内側面,而相對應的磁 性元件之磁性大小相同,且磁性元件可以為永久磁鐵或電 磁鐵;由於載具係導電金屬材質,而可藉相對應磁性元件 對玻璃基板的非接觸式磁力作用,使搭載基板的載具維持 10 1356854 穩定垂直姿態傳輪而不產生 進行雙面鐵膜。 、,晃動’達到可同時對基板 卜本發明所述的立型連1 裝置,提出在真空㈣下方 式機鑛設備之基板傳輸 載具所搭载’其中該載具可搭載單片双二玻=由 :::側各分別搭載單片單面待鑛玻璃基 緣具有若干空心槽,並在空心槽内設置磁柱,則磁 :對基板兩側的腔體内側面上的磁性元件之磁性大^相 4 ’故可藉由磁桂及磁性元件之間的非接觸式磁力作用, 而使玻璃基板維持穩定垂直姿態傳輸,達到可_對單片 基板雙面_或双U板單面_。 另在本么明所述的立型連續式滅鑛設備之基板傳輸 裝置’提出在真空腔體下方設置傳輪動力單元,若基板本 身就具有v電性’例如具有氧化銦錫(㈣⑽tin〇xide, ιτο)的導電玻璃’則不需再透過金屬載具搭載,即可直接 透過本身與在相對導電基板兩側的腔體内侧面上的磁性元 件之間的非接觸式磁力作用’而使導電性基板維持穩定垂 直姿態傳輸。 再者’針對磁性元件為電磁鐵時,在本發明所述的立 型連續式舰設備之基板傳輪褒置,更提出_基板表面 與腔體内側©之距離的量測器’由於在腔體内側面的磁性 1356854 兀件為電磁鐵,可將量測到的距離經由回授電路回饋到電 磁鐵,控制電磁鐵的磁力以維持基板兩側與腔體之間的固 定間隙及以穩定垂直姿態傳輸。 如此,本發明以磁控方式立型傳輸,並將傳輸動力單 元設置在真空腔體下方,不但可單片雙面鍍膜或雙片單面 鍍膜,還可維持基板以倒單擺垂直姿態穩定傳輸,以節省 製程空間並減少玻璃基板表面異物的附著或碰觸刮傷,更 了達到改善鑛膜良率及提升設備稼動率的目的,同時降低 生產成本以滿足顧客需求。 【實施方式】 錄配合圖式將本發明較佳實施例詳細說明如下。 °月多考圖1,係本發明的第一較佳實施例之剖面側視 圖,基板傳輸裝置1包括真空腔體11,動力傳輸單元12, 乂及五屬載具13,其基板10係由載具13所搭載,其中動 力傳輸單70 12係與載具13的底端接觸,並利用滾輪121 的滚動摩擦方式來傳動載具13前進,用以將基板1〇自前 個腔體戴人’並傳送進人下-個腔體;此外,滾輪121 斷面係呈V ,-Γ| 可達到跨腔體傳輸時輔助導正定位功能; 2外’動力傳輪單元12設置在真空腔體u内的下方,使 其在傳輸過程磨耗所產生的汙染粒子直接因重力 沉積至真空腔體U下方,再經由真空幫浦(圖中未示)抽 1356854 至腔體外,以避免沉積並汙染基板10表面。 由於動力傳輸單元12係設置在基板10下方,使得基 板10重心高而導致傳輸不穩定(類似倒單擺模型),因此, 一組磁性元件141、142(或可設置上、下兩組相對應磁性 元件)分別設置在相對於基板10兩側的真空腔體11之内 側面,而前述之磁性元件141、142可以使用永久磁鐵或是 電磁鐵。 由於該載具13為導電金屬材質,故利用磁性元件與導 電金屬材質載具之間的非接觸式磁力作用,即磁性元件對 金屬材質的磁吸力,達到以非接觸式輔助定位來維持基板 10以垂直姿態穩定傳輸,以取代傳統U型接觸式輔助定位 裝置,因在基板10與真空腔體11之間形成非接觸式空間, 基板10不會在傳輸過程中產生傾斜、碰撞或刮傷,因此在 本發明第一實施例中可以達到同時將單片基板雙面鍍膜, 不但可以節省製程空間,更可提升設備稼動率。 針對磁性元件141、142是電磁鐵時,在基板10的兩 側更可分別設置有距離量測器151、152,係用以量測基板 10與真空腔體11之間的距離,亦即時量測基板10傳輸過 程中的傾斜狀況,由於基板10傾斜時係以底部為中心,離 底部越遠,基板10晃動的程度越大,故量測器151、152 設置在基板10重心之上較佳;此時量測器151、152將量 1356854 測的距離資訊輸出到控制電路16,而利用控制電路^ 控電磁鐵14卜142所產生的磁力大小,使基板1〇與^ 腔體11兩側之間維持穩定相同的距離。 、 另外在δ亥腔體中更可在基板的兩侧分別設置支_ n 元(圖未示)’可將該等磁性元件相對應地設置在支撐單一 上’亦能達到非接觸式傳輸的功效。 70
調 窆 請再參考圖2’係表示本發明第二較佳實施例之剖面 側視圖;本實施例的基板傳輸裝置2與圖1所示的基板傳 輸裝置1大致相同’其差異在於載具23邊緣空心槽26 \ 27内設置相對應的磁柱28a、28b,其中磁柱28a係相對應 磁性元件241a、242a設置’且兩兩之間相對應的磁極相同 而產生斥力,磁柱28b則相對應磁性元件241b、242b設置, 且兩兩之間相對應的磁極相同而產生斥力,或者磁柱28a 與相對應磁性元件241a、242a兩兩之間,相對應的磁極相 反而產生吸力,磁柱28b與相對應磁性元件241b、242b兩 兩之間,相對應的磁極相反而產生吸力;故載具23係以磁 柱28a、28b及磁性元件241a、241b、242a、242b之間的 非接觸式磁力作用而穩定立型傳輸。當然,本實施例亦可 如前述第一較佳實施例所述,針對磁性元件241a、241b、 242a、242b為電磁鐵時,可再設置距離量測器,其結構與 作用均與第一較佳實施例同,故不再加以贅述。 14 1356854 請再參考圖3,係本發明之第三較佳實施例之剖面側 視圖;基板傳輸裝置3之結構與基板傳輸裝置2大致相同, 其差異在於載具33可以搭載二個基板10,且其應用原理 及傳輸過程則相同;由於本發明之第三較佳實施例係同時 搭載二個基板10,因此可以達到同時雙片單面鍍膜,不但 可以提升設備稼動率,更能降低單位鍍膜成本。同樣地, 亦可在載具邊緣的空心槽中設置若干磁柱,並利用磁柱與 該等磁性元件之間的磁力作用,達到非接觸式的立型傳輸。 請參考圖4,係本發明第四較佳實施例之剖面側視圖; 基板傳輸裝置4包括導電基板40,真空腔體41以及動力 傳輸單元42,導電基板40係在原本無法導電的母玻璃 (mother glass)基板上,已鑛上一層可以導電的氧化銦 錫(i nd i um t i n ox i de,I TO)的導電玻璃,故不需透過僅 屬載具搭載傳輸。 動力傳輸單元42係與導電基板40的一端接觸,並利 用滾輪421的滾動摩擦方式來傳動導電基板40,用以將導 電基板40自前一個腔體載入,並傳送進入下一個腔體,而 且滾輪421斷面係呈V型,可達到跨腔體傳輸時輔助導正 定位功能;此外,動力傳輸單元42設置在真空腔體41内 的下方,使其在傳輸過程中因磨耗所產生的汙染粒子直接 因重力因素沉積至真空腔體41下方,再經由真空幫浦(圖 15 1356854 中未不)抽至腔體外’以避免沉積並汗染導電基板仙表面。 由於動力傳輸單元42係設置在導電基板4〇下方,使 得導電基板40重心高0致傳輸不穩定(類似倒單擺模 ) 口此,在相對於導電基板4〇兩側的真空腔體Μ之内 側面’分別設置磁性元件44卜442或分別設置有磁性元件 441a、441b、442a、442b ’其中磁性元件他及磁性元件 442a相對應設置,磁性元件44丨b及磁性元件軻訃相對應 設置,而前述之磁性元件441、442或磁性元件44ia、44ib、 442a、442b可以使用永久磁鐵或是電磁鐵。 由於導電基板40本身具有導電性,故導電基板4〇藉 由相對應設置的磁性元件441、442或磁性元件441a、 441b、442a、442b之間產生的磁力作用以維持立型傳輸; 因為導電基板40的兩側係利用非接觸式磁力輔助定位裝 置,因此不會在傳輪過程中產生傾斜、碰撞或刮傷,因此 在本發明第四實施例中可以達到同時單片雙面鍍膜,不但 可以節省製程空間,更可提升設備稼動率。當然,本實施 例亦可如前述第一較佳實施例所述,針對磁性元件441、 442或磁性元件441 a、441b、442a、442b為電磁鐵時,可 再設置距離量測器,其結構與作用均與第一較佳實施例 同,故不再加以贅述。 綜上所述,乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的 技術手段之較佳實施 發明專利實施之範圍。f"·施例而6,麵用來限定本 嘌+ 圍即凡與本發明專利申請範圍文義相 ㈣ί 料所㈣料變化與修飾,皆為本 發明專利範圍所涵蓋。 本 【圖式簡單說明】 圖1係本發明第—較佳實施例之剖面侧視圖; 圖2係本發明第二較佳實施例之剖面側視圖; 圖3係本糾第三難實_之剖面側視圖; 圖4係本發明第四較佳實施例之剖面側視圖; 圖5係表示一般連續式賤鑛設備作業流程圖; 圖6係習知之—種基板傳輪裝置結構示意圖; 圖7係習知另-種基板傳輸裝£結構示意圖。 【主要元件符號說明】 1 基板傳輸裝置 I 〇 基板 II 真空腔體 12 動力傳輸單元 121滾輪 13 金屬載具 141 磁性元件 1356854 磁性元件 距離量測器 距離量測器 控制電路 基板傳輸裝置 載具 磁性元件 磁性元件 磁性元件 磁性元件 空心槽 空心槽 磁柱 磁柱 基板傳輸裝置 載具 基板傳輸裝置 導電基板 真空腔體 動力傳輸單元 滾輪 1356854 磁性元件 磁性元件 磁性元件 磁性元件 磁性元件 磁性元件 基板 進料腔體區 鍍膜腔體區 出料腔體區 成品 基板傳輸裝置 基板 真空腔體 動力傳輸單元 爽持機構 u型輔助限位機構 抽真空幫浦 基板傳輸裝置 真空腔體 動力傳輸單元 19 1356854 73 夾持機構
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Claims (1)

  1. ^^0854 I ipg年1〇月7日條正替換頁 十、申請專利範圍: 種立型連績式濺鍍設備之基板傳輸裝置,該濺鍍設備 .係具有一真空腔體,而該基板傳輸裝置包括: 一載具’係為金屬材質且可用以搭載至少一基板; 一具V型斷面滾輪,係設置在該腔體内之下方,並 的知接觸,以滾動摩擦方式來傳輸該載具前 進;以及 至少二磁性元件,係分別設置在相對於該基板兩側 的該腔體之内側面; 其中該金屬載具係以本身與該等磁性元件之間的磁 力作用維持非接觸式立型傳輸。 2. 依據申請專利範圍第1項所述的基板傳輸裝置,其中, 該基板為母玻璃基板。 3. 依據申請專利範圍第丨項所述的基板傳輪裝置,其中, 該磁性元件係為永久磁鐵。 4. 依據申請專利範圍第丨項所述的基板傳輪裝置,其中, 該磁性元件係為電磁鐵。 5. 依據申請專利範圍第4項所述的基板傳輸裝置,更進— 步包括一控制電路以及至少一距離量測器,該量測器係 設置在該基板的其卜側’以量測基板傳輸時的傾斜狀 態及該基板與該腔體之間的距離,並將量測的資訊傳輸 到該控制電路,用以調控該等電磁鐵的磁力及與該等= 21 1356854 _ • - \〇〇年(〇月~y日條正替換頁 柱之間的磁力作用,藉以穩定基板的傳輸。 6. —種立型連續式濺鍍設備之基板傳輸裝置,該濺鍍設備 - 係具有一真空腔體,利用該基板傳輸裝置將一具有導電 性的基板載入該腔體,或將該導電基板從該腔體卸載, 該基板傳輸裝置包括: 一具V型斷面滾輪,係設置在該腔體内之下方,並 與該導電基板的一端接觸,以滾動摩擦方式來傳輸該導 • 電基板前進;以及 至少二磁性元件,係分別設置在相對於該基板兩側 ' 的該腔體之内側面; '' 其中該導電基板係以本身與該等相對應磁性元件之間 ' 的磁力作用維持非接觸式立型傳輸。 7. 依據申請專利範圍第6項所述的基板傳輸裝置,其中, 該導電基板為已.鑛·上IT (}材質的透明玻璃基板。 • 8.依據申請專利範圍第6項所述的基板傳輸裝置,其中, 該磁性元件係為永久磁鐵。 9.依據申請專利範圍第6項所述的基板傳輸裝置,其中, 該磁性元件係為電磁鐵。 . 10.依據申請專利範圍第9項所述的基板傳輸裝置,更進一 步包括一控制電路以及至少一距離量測器,該量測器係 設置在該基板的其中一側,以量測基板傳輸時的傾斜狀 22 1356854 _ - ι〇〇年丨〇月7日修正替換頁 恶及該基板與該腔體之間的距離’並將置測的貧訊傳輸 到該控制電路^用以調控該等電磁鐵的磁力及與該導電 , 性基板之間的磁力作用,藉以穩定基板的傳輸。
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