TWI478266B - 使用真空吸力移動基板之方法 - Google Patents

Description

使用真空吸力移動基板之方法

本發明係關於一種移動基板之方法，且更特定言之，本發明係關於一種在一處理大量基板之系統中移動基板之方法。

在一可為正－負(PN)接面二極體之太陽電池中，歸因於太陽能而激發之少數載流子經由一PN接面表面擴散，且藉由該PN接面二極體之兩端之電壓差而產生一電動勢。

為了形成太陽電池需要以下過程：形成一用於正(P)或負(N)類型半導體層之薄膜、一抗反射層及一電極之過程，及蝕刻該薄膜以形成一用於改良能量轉化效率之圖案之過程。

在一具有用於相應過程之最佳化條件之處理腔室中執行該等過程。

在製造太陽電池之過程中，將數十或數百個基板裝載於一活動構件上(諸如處理腔室中之托盤)以改良生產率。

結果，在該處理腔室外提供一將該基板裝載於該托盤上或將該基板自該托盤拾取且取出之移動裝置。

圖1為展示根據相關技術之移動裝置之示意性透視圖。

在圖1中，移動裝置100包括一移動框110及一移動模組120。移動框110安置於托盤200上方且托盤200相對於移動框100移動。此外，移動模組120被組合至移動框110且相對於其而移動。

移動模組120拾取儲存於一基板容器(其稱為倉匣或晶匣)中之基板S，且將該基板S裝載於托盤200上。

形成於移動模組120之底部之拾取器122使用真空吸力拾取基板S以進行移動。雖然在圖1中一個拾取器122拾取一個基板S，但在另一實施例中，複數個拾取器可拾取一個基板。

特定言之，將具有大約150 mm之寬度及大約150 mm之長度之較大尺寸基板用於太陽電池且使用四個拾取器來穩定地拾取較大基板而無損壞基板的危險。

圖2為展示根據相關技術之移動裝置之第一至第四拾取器的示意性透視圖。

在圖2中，第一、第二、第三及第四拾取器122a、122b、122c及122d接觸一基板S且在同時變為真空的以吸附該基板S。此外，第一、第二、第三及第四拾取器122a、122b、122c及122d向上移動以提昇該基板S。

太陽電池之基板相互接觸地儲存於基板容器中。當拾取一最上方基板時，接觸該最上方基板之下部基板可歸因於不當力(諸如靜電力)而被一起拾取，或該最上方基板可能歸因於該等相互接觸之最上方基板與下部基板之間的吸力而被損壞。

圖3為展示一在根據相關技術之移動裝置中拾取基板之方法之示意性側視圖。

在圖3中，將空氣向基板S之一側水平地噴射以分離基板S且防止基板S之損壞。由於歸因於該空氣噴射而產生一間隙，故僅最上方基板S被穩定地拾取。

技術問題

然而，隨著基板S之厚度減小至大約150 μm，即使在噴射空氣時，亦可能在拾取過程期間損壞基板。

即使在噴射空氣時，最上方基板及下部基板亦未完全彼此分離且相互部分地接觸。因此，雖然干擾最上方基板S之提昇之阻力(諸如靜電力)被削弱，但其仍存在。

當基板S具有相對較大之厚度時，可輕易地克服該削弱之阻力。然而，隨著基板S之厚度減小，該阻力變為損壞基板S之一原因。

當複數個拾取器同時吸附且拾取基板S時，該複數個拾取器將一向上之力施加至基板S之一頂部表面且該阻力(諸如靜電力)將一向下之力施加至基板S的一底部表面。結果，在基板S之頂部表面與底部表面之間產生一劇烈變化的壓力梯度，且基板S可歸因於該劇烈變化的壓力梯度而被損壞。

因此，本發明之實施例係針對使用真空吸力移動基板之方法，其大體上消除了歸因於所述相關技術之限制及缺點之問題中的一或多者。

本發明之實施例之一目標係提供一使用真空吸力移動基板而不損壞該基板之方法，即使在該基板相對較薄時。

如所包含且廣泛所述，為達成此等及其他優點且根據本發明之實施例之目的，使用一包括第一及第二拾取器組之移動裝置來移動安置於複數個基板上作為一最上方基板之基板的方法包括：一第一步驟，其藉由該第一拾取器組吸附且提昇該基板之一第一側；一第二步驟，其藉由該第二拾取器組吸附且提昇該基板之一第二側；及一第三步驟，其藉由該等第一及第二拾取器組向上移且移動該基板。

該移動基板之方法進一步包括一第四步驟，其向該複數個基板之一側噴射空氣。

與第一及第二步驟之至少一者同時地執行該第四步驟。

此外，第一及第二拾取器組之每一者包括至少一個可個別地變為真空之拾取器，且基板之第一側及第二側在該第一步驟及該第二步驟中分別被提昇約1 mm至約10 mm。

第一側及第二側係基板之相反側。

在該第一步驟中，該第一拾取器組及該第二拾取器組向下移動以接觸基板且隨後在一使得該第一拾取器組變為真空的以吸附該基板且該第二拾取器組不變為真空之狀態中向上移動，且在該第二步驟中，該第一拾取器組停留在相同高度，且該第二拾取器組向下移動以接觸該基板且隨後在一使得該第二拾取器組變為真空的以吸附該基板之狀態中向上移動。

另外，在該第一步驟中，將非反應性氣體供應至與基板接觸之第二拾取器組。

此外，在該第一步驟中，該第一拾取器組向下移動以接觸基板且隨後在一使得該第一拾取器組變為真空的以吸附該基板之狀態中向上移動，且該第二拾取器組與該基板分離，且在該第二步驟中，該第一拾取器組停留在相同高度，且該第二拾取器組向下移動以接觸該基板且隨後在一使得該第二拾取器組變為真空的以吸附該基板之狀態中向上移動。

在該第一步驟中，該第二拾取器組向下移動，而該第一拾取器組被提昇。

有利效應

在根據本發明之一使用真空吸力移動基板之方法中，由於首先提昇一最上方基板之一側部分，故該最上方基板在與一下部基板完全分離之情況下被拾取。結果，緩和了壓力梯度且在移動該最上方基板之同時防止了該相對較薄之最上方基板之損壞。

現將詳細參看本發明之較佳實施例，其實例在附圖中加以說明。

圖4a至4d為說明一根據本發明之一第一實施例之移動基板的方法的示意圖。

在圖4a至4d中，一移動裝置包括第一、第二、第三及第四拾取器222a、222b、222c及222d，其可同時或個別地變為真空的。為說明起見，省略了其中儲存複數個基板之基板容器(諸如倉匣或晶匣)且在圖4a至4d中僅展示該複數個基板。

在本發明之第一實施例中，第一、第二、第三及第四拾取器222a、222b、222c及222d不同時吸附一第一基板S1，該第一基板S1係基板容器中之複數個基板之最上方基板。實情為，以一時間差個別地使一包括第一及第二拾取器222a及222b之第一拾取器組及一包括第三及第四拾取器222c及222d之第二拾取器組變為真空的。該第一拾取器組及該第二拾取器組分別對應於第一基板S1之一側及另一側。

表1展示第一、第二、第三及第四拾取器222a、222b、222c及222d之操作序列。

在表1中，噴射器噴射空氣以將第一基板S1與第二基板S2分離。此外，選定拾取器之“開啟”表示一使該選定拾取器變為真空的以吸附基板之狀態。

在圖4a中所示之第一步驟，第一、第二、第三及第四拾取器222a、222b、222c及222d向下移動且接觸第一基板S1之一頂部表面，該第一基板S1係一基板容器(未圖示)中儲存之複數個基板之最上方基板。接著，開啟第一拾取器組之第一及第二拾取器222a及222b之真空吸力。因此，第一及第二拾取器222a及222b變為真空的以吸附第一基板S1之一第一側。關閉一包括第三及第四拾取器222c及222d之第二拾取器組之真空吸力。此外，可將諸如氮氣(N₂ )之非反應性氣體供應至該第二拾取器組。可不在第一步驟操作噴射器(未圖示)以使得不將空氣施加至第一基板S1之側部。

在圖4b中所示之第二步驟，第一及第二拾取器222a及222b隨真空吸力之開啟而向上移動以使得可提昇第一基板S1之第一側。舉例而言，可將第一基板S1之第一側提昇約1 mm至約10 mm。第三及第四拾取器222c及222d可與第一及第二拾取器222a及222b同時向上移動。或者，第三及第四拾取器222c及222d可停留在先前位置處而不上升。

在使第一及第二拾取器222a及222b變為真空之前或之後，噴射器可被開啟且瞬時地噴射空氣以分離該複數個基板，尤其是第一基板S1及作為接觸該第一基板S1之下一最上方基板之第二基板S2。或者，在第一及第二拾取器222a及222b吸附且提昇該第一基板S1之同時，該噴射器可被開啟且以各種強度連續地噴射空氣。

在圖4c中所示之第三步驟，第三及第四拾取器222c及222d向下移動以接觸第一基板S1之頂部表面，且開啟第三及第四拾取器222c及222d之真空吸力。因此，使第三及第四拾取器222c及222d變為真空的以吸附與第一基板S1之第一側相反之第二側。

在使第三及第四拾取器222c及222d變為真空之前或之後，噴射器可被開啟且瞬時地噴射空氣以分離複數個基板，尤其是將第一基板S1與第二基板S2分離。或者，在第三及第四拾取器222c及222d吸附且提昇該第一基板S1之同時，該噴射器可被開啟且以各種強度連續地噴射空氣。

在圖4d中所示之第四步驟，第三及第四拾取器222c及222d向上移動以使得將第一、第二、第三及第四拾取器222a、222b、222c及222d安置於相同高度。舉例而言，可將第一基板S1之第二側提昇約1 mm至約10 mm。

在第三及第四拾取器222c及222d吸附且提昇該第一基板S1之同時，該噴射器可被開啟且以各種強度連續地噴射空氣。

在第五步驟，第一、第二、第三及第四拾取器222a、222b、222c及222d可進一步向上移動，且可移動第一基板S1。

在本發明之第一實施例中，首先提昇一基板之一側且噴射空氣以充分地將該基板與一下部基板分離，且隨後該基板向上移動。因此，歸因於兩個相鄰基板之接觸之阻力(諸如靜電力)得以減小且基板之壓力梯度得以弱化。結果，可使用真空吸力來穩定地移動具有約100 μm至約200 μm之相對較小厚度之基板。

圖5a至5d為說明根據本發明之一第二實施例之移動基板的方法的示意圖。

在圖5a至5d中，一移動裝置包括第一、第二、第三及第四拾取器322a、322b、322c及322d，其可同時或個別地變為真空的。為說明起見，省略了其中儲存複數個基板之基板容器(諸如倉匣或晶匣)，且在圖5a至5d中僅展示該複數個基板。

在本發明之第二實施例中，第一、第二、第三及第四拾取器322a、322b、322c及322d不同時吸附一第一基板S1，該第一基板S1係基板容器中之複數個基板之最上方基板。實情為，以一時間差個別地使一包括第一及第二拾取器322a及322b之第一拾取器組及一包括第三及第四拾取器322c及322d之第二拾取器組變為真空的。該第一拾取器組及該第二拾取器組分別對應於第一基板S1之一側及另一側。

在圖5a中所示之第一步驟，第一拾取器組之第一及第二拾取器322a及322b向下移動且接觸第一基板S1之一頂部表面，該第一基板S1係基板容器中儲存之複數個基板之最上方基板。第二拾取器組之第三及第四拾取器322c及322d在該第一步驟不向下移動且停留在一較高位置處。接著，開啟該第一拾取器組之第一及第二拾取器222a及222b之真空吸力，同時關閉該第二拾取器組之第三及第四拾取器322c及322d之真空吸力。因此，第一及第二拾取器322a及322b變為真空的以吸附第一基板S1之一第一側。此外，可將諸如氮氣(N₂ )之非反應性氣體供應至第三及第四拾取器322c及322d。

在第一步驟，可不操作噴射器(未圖示)以使得不將空氣施加至第一基板S1之側部。另外，第三及第四拾取器322c及322d不接觸第一基板S1之頂部表面且與其間隔開。

在圖5b中所示之第二步驟，第一及第二拾取器322a及322b隨真空吸力之開啟而向上移動以使得可提昇第一基板S1之第一側。舉例而言，可將第一基板S1之第一側提昇約1 mm至約10 mm。

在使第一及第二拾取器322a及322b變為真空之前或之後，噴射器可被開啟且瞬時地噴射空氣以分離該複數個基板，尤其是第一基板S1及作為接觸該第一基板S1之下一最上方基板之第二基板S2。或者，在第一及第二拾取器322a及322b吸附且提昇該第一基板S1之同時，該噴射器可被開啟且以各種強度連續地噴射空氣。

在圖5c中所示之第三步驟，第三及第四拾取器322c及322d向下移動以接觸第一基板S1之頂部表面，且開啟第三及第四拾取器322c及322d之真空吸力。因此，第三及第四拾取器322c及322d變為真空的以吸附一與第一基板S1之第一側相反之第二側。

此外，可在與向下移動第三及第四拾取器322c及322d之過程之同時執行向上移動第一及第二拾取器322a及322b的過程。

在使第三及第四拾取器322c及322d變為真空之前或之後，噴射器可被開啟且瞬時地噴射空氣以分離複數個基板，尤其將第一基板S1與第二基板S2分離。或者，在第三及第四拾取器322c及322d吸附且提昇該第一基板S1之同時，該噴射器可被開啟且以各種強度連續地噴射空氣。

在圖5d中所示之第四步驟，在噴射器停止噴射空氣之後，第三及第四拾取器322c及322d向上移動以使得將第一、第二、第三及第四拾取器222a、222b、222c及222d置於相同高度。舉例而言，可將第一基板S1之第二側提昇約1 mm至約10 mm。

在第三及第四拾取器322c及322d吸附且提昇該第一基板S1之同時，該噴射器可被開啟且以各種強度連續地噴射空氣。

在第五步驟，第一、第二、第三及第四拾取器322a、322b、322c及322d可進一步向上移動，且可移動第一基板S1。

在本發明之第二實施例中，首先提昇一基板之一側且噴射空氣以充分地將該基板與一下部基板分離，且隨後該基板向上移動。因此，歸因於兩個相鄰基板之接觸之阻力(諸如靜電力)得以減小且基板之壓力梯度得以弱化。結果，可使用真空吸力來穩定地移動具有約100 μm至約200 μm之相對較小厚度之基板。

雖然該移動裝置包括本發明之第一及第二實施例中之第一至第四拾取器，但拾取器之數目可不限於四個。

工業應用

在本發明中，由於首先提昇一最上方基板之一側，故該最上方基板在完全與下一最上方基板分離的情況下安全地向上移動。

結果，施加於該最上方基板之壓力梯度得以弱化，且即使當最上方基板具有相對較小厚度時仍可使用真空吸力穩定地移動該最上方基板。

100．．．移動裝置

110．．．移動框

120．．．移動模組

122．．．拾取器

122a、222a、322a．．．第一拾取器

122b、222b、322b．．．第二拾取器

122c、222c、322c．．．第三拾取器

122d、222d、322d．．．第四拾取器

200．．．托盤

S．．．基板

S1．．．第一基板

S2．．．第二基板

圖1為展示根據相關技術之移動裝置之示意性透視圖；圖2為展示根據相關技術之移動裝置之第一至第四拾取器的示意性透視圖；圖3為展示一在根據相關技術之移動裝置中拾取基板之方法之示意性側視圖；圖4a至4d為說明根據本發明之一第一實施例之移動基板的方法的示意圖；及圖5a至5d為說明根據本發明之一第二實施例之移動基板的方法的示意圖。

122a、222a．．．第一拾取器

122b、222b．．．第二拾取器

122c、222c．．．第三拾取器

122d、222d．．．第四拾取器

S1．．．第一基板

S2．．．第二基板

Claims (4)

1. 一種使用一包括第一及第二拾取器組之移動裝置來移動一安置於複數個基板上作為一最上方基板之基板的方法，該方法包含：一第一步驟，其藉由該第一拾取器組吸附且提昇該基板之一第一側，其中該第一拾取器組及該第二拾取器組同時向下移動以接觸該基板，且隨後在使得該第一拾取器組變為真空的以吸附該基板且該第二拾取器組不變為真空之一狀態中該第一拾取器組及該第二拾取器組同時向上移動，且其中當該第一拾取器組向上移動時，該第二拾取器組與該基板分離；一第二步驟，其藉由該第二拾取器組吸附且提昇該基板之一第二側，其中該第一拾取器組停留在相同高度，且該第二拾取器組向下移動以接觸該基板，且隨後在使得該第二拾取器組變為真空的以吸附該基板之一狀態中該第二拾取器組向上移動；及一第三步驟，其藉由該第一拾取器組及該第二拾取器組而向上移動且傳送該基板。
2. 如請求項1之方法，其進一步包含一向該複數個基板之一側噴射空氣之第四步驟。
3. 如請求項1之方法，其中在該第一步驟中，該第二拾取器組向下移動，同時該第一拾取器組被提昇。
4. 一種使用一包括第一及第二拾取器組之移動裝置來移動一安置於複數個基板上作為一最上方基板之基板的方 法，該方法包含：：一第一步驟，其藉由該第一拾取器組吸附且提昇該基板之一第一側，其中在使得該第二拾取器組停留在相同高度之一狀態中該第一拾取器組向下移動以接觸該基板，且隨後在使得該第一拾取器組變為真空的以吸附該基板之一狀態中該第一拾取器組向上移動，且其中當該第一拾取器組向上移動時，該第二拾取器組與該基板分離，一第二步驟，其藉由該第二拾取器組吸附且提昇該基板之一第二側，其中該第一拾取器組停留在相同高度，且該第二拾取器組向下移動以接觸該基板且隨後在使得該第二拾取器組變為真空的以吸附該基板之一狀態中向上移動；及一第三步驟，其藉由該第一拾取器組及該第二拾取器組而向上移動且傳送該基板。