TWI519426B - 用於印刷多層圖案的多重控制方法及相關設備 - Google Patents

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Description

用於印刷多層圖案的多重控制方法及相關設備
本發明關於在基板或支撐件上印刷多-層圖案之控制方法以及適以執行控制方法之系統。
一典型應用係用來處理基板(諸如，由矽或礬土製成)，其可用於形成光伏電池或生胚(green-tape)型電路裝置。
明確地說，方法可用於藉由在基板上多-層印刷而產生多-層圖案之系統，不論為絲網印刷、噴墨印刷、雷射印刷或其他類型的印刷。
習知藉由在適當支撐件或基板(例如，具有矽或礬土基料之晶圓)上數個連續印刷步驟(諸如，絲網印刷、雷射、噴墨或其他相似處理)產生多-層圖案之方法。
多-層結構提供一種提高觸點輸送電流之方式，但會使得印刷處理更為複雜，因為需確保不同層彼此之間正確地排列。一般而言，若未充分控制自動化傳送裝置上之基板移動與印刷頭移動，將會導致不正確地形成沉積圖案。
這些已知方法的缺點為僅可在印刷處理下游偵測處理基板上沉積之層缺少均勻性，這將導致廢棄數個錯誤處理之基板且可能廢棄相同批次中線上處理之所有其他基板。
因此，在各個印刷步驟後需要一或多個控制步驟。
利用傳統處理技術不可能在印刷處理中發現問題後不停止整個系統(因此降低基板產量)而重設或重新排列系統或基板。
再者，若在印刷處理步驟過程中發生錯誤(例如，多個印刷層的錯誤排列)將會導致基板被丟棄。
因此，本發明實施例提供在基板上印刷多層之方法，其可與先前印刷步驟無關地控制各個單獨的印刷步驟，並可達成所有印刷站之正確調整與/或基板之正確排列而不需停止系統。
申請人已經設計、測試並具現化本發明以克服當前技術之缺點，並取得這些與其他目的與優點。
在獨立項提出並描述本發明之特徵，而附屬項描述本發明之其他特徵或主要發明概念的變化態樣。
根據上述目的，在基板表面上多-層印刷(諸如，絲網印刷、雷射、噴墨等)之方法包括複數個印刷步驟，其包括依序在不同印刷站中執行的第一印刷步驟與進一步隨後之印刷步驟。一實例中，基板可包括矽或礬土或其他相似材料。
根據本發明之方法亦提供複數個排列步驟，在第一印刷步驟後且相應進一步隨後之印刷步驟上游提供各個排列步驟，其中排列裝置執行基板之配置與/或印刷站之調整以在基板上印刷隨後之層。
根據本發明之特徵，方法在各個印刷步驟下游且各個隨後之排列步驟(用來排列基板)上游包括控制步驟，其中偵測裝置偵測工作面上印刷於支撐件上之層的位置與/或支撐件的位置，且其中至少一命令與控制單元將偵測之位置與預定位置與/或至少一先前控制步驟中偵測之位置相比較，且其中比較結果係用於排列步驟。
根據本發明之方法係用來在基板表面上執行多-層絲網印刷處理。
根據本發明之方法提供用來進行基板上之至少一第一印刷步驟、基板之隨後排列步驟、第二或隨後之印刷步驟的預備、基板上之至少一第二印刷步驟、並在第二印刷步驟後讀取排列之準確性。此數據可反饋至先前排列步驟(通常為所有的先前排列組)以改善準確性。
本發明總是有可能在不中斷系統中執行之處理的情況下，形成與緊接於其前方形成之印刷層排列之印刷層，印刷層亦可與所有其前方印刷之印刷層排列。
確實，在第一印刷步驟後執行之控制步驟係用來偵測印刷層是否與所有先前印刷步驟相符。
再者，本發明之精神為將各個控制步驟中偵測之位置用於隨後之排列步驟(通常見於控制步驟前)。
此解決方式可最佳化隨後支撐件上之印刷處理，而無須停止系統以調整印刷處理設定。
根據變化態樣，各個控制步驟係執行於連接至印刷站之命令與控制站。另一變化態樣中，多組命令與控制站及印刷站係共同連接以形成處理線。
根據另一變化態樣，處理線中所有的命令與控制站提供偵測數據至中央控制與數據處理單元，其組織並儲存收集之數據成數據庫，以致可用使用者要求之所欲方式提供數據。此方式中，有可能辨認生產處理中可能的關鍵點，以保持執行工作的歷史並處理所欲之統計。
根據另一變化態樣，各個控制步驟中，藉由位於各個印刷站下游之偵測裝置偵測有關印刷層位置的數據，並將數據傳送至專用命令與控制單元，其處理接收之數據、根據預設程式比較收集之數據、並傳送控制信號至不同的印刷站。
根據本發明之方法實施例包括三個分別由數字11、21與31所示之連續印刷步驟。
根據本發明之方法實施例包括三個控制步驟12、22、32、兩個排列步驟13、23及排出步驟40，於後文中更詳細描述。
第2圖示意性顯示可執行第1圖所示方法之系統100的可能實施例。系統100可依續包括第一印刷站50、第一控制站51、第一排列裝置54、第二印刷站60、第二控制站61、第二排列裝置64、第三印刷站70、第三控制站71、排出站80與中央控制與數據處理單元90。
一實施例中，各個控制站51、61、71分別包括偵測裝置52、62、72與命令與控制單元53、63、73。
根據本發明，第一印刷步驟11中，在基板(例如，矽基晶圓)之表面上執行絲網印刷以形成多層圖案之第一層，相應處為第一印刷站50，其中藉由已知供給系統供給基板。
第一印刷步驟11下游，根據本發明之方法提供第一控制步驟12，包括第一偵測子步驟12a，其中第一偵測裝置52(例如，光學型)偵測工作面(例如，下述之印刷巢)上印刷於基板上之第一層的位置以及基板本身的位置；及比較與第一數據傳送子步驟12b。此子步驟12b中，第一命令與控制單元53將偵測之位置與預設位置相比較，並隨後將偵測與處理之數據送至第一排列裝置54與第二命令與控制單元63。
第一控制步驟12隨後為第一排列步驟13，其中關於第一印刷層之位置，第一排列裝置54(例如，推進器)正確地配置基板以執行第二印刷步驟21。
實施例另一形式中，藉由排列存在於第二印刷站中且在印刷頭下移動基板之裝置來達成基板之正確定位。
第一排列裝置54亦可提供致動器以配置存在於第二印刷站60中之印刷頭。
在第二印刷步驟21(其中在基板上印刷圖案之第二層)後，本發明提供第二控制步驟22，其包括第二偵測子步驟，其中第二偵測裝置62偵測第二印刷層之位置；及比較與第二數據傳送子步驟，其中將偵測之數據與預設數據、與自第一命令與控制單元53接收之數據相比較。
在數據不相符的情況下，第二命令與控制單元63傳送反饋信號至第一排列裝置54以傳達非一致性。
不論自第一命令與控制單元53來到之數據與第二偵測裝置62所偵測之數據是否相符的兩實例中，第二控制步驟22亦提供讓第二命令與控制單元63傳送偵測之數據至第一排列裝置54與第三命令與控制單元73。
第二排列步驟23中，第二排列裝置64正確地配置基板以執行第三印刷步驟31。
第二排列步驟後，執行第三印刷步驟31與第三控制步驟32。
明確地說，第三印刷步驟31中(對應處為第三印刷站70)，印刷圖案之第三層。第三控制步驟32中分成偵測子步驟及比較與第三數據傳送子步驟，偵測第三印刷層之位置並與自第二命令與控制單元63接收之數據相比較。
與第二控制步驟22完全相同的方式中，若自第二命令與控制單元63接收之數據與那些偵測之數據不一致的話，第三命令與控制單元73傳送反饋信號至第二排列裝置64。
再者，若偵測之數據與程式數據不一致，第三命令與控制單元73傳送信號至排出站40，排出站40在排出步驟中自系統排出產生之基板向最終倉庫或朝向廢棄倉庫。
在第一基板已經離開第一印刷站且已經移動以便執行第一控制步驟12時供給第二基板至第一印刷站而開始第二工作週期。
當第一基板經歷第二印刷步驟21時，進行第二基板之第一控制步驟12與第一排列步驟13。
第一排列步驟13過程中，第一排列裝置54根據來自第一命令與控制單元53之數據(相關於第一印刷步驟11後之第二基板)以及根據來自第二命令與控制單元63之任何數據(相關於第二印刷步驟21後第一基板之位置)兩者而作用，以引發相對修正作用，例如，藉由在第二基板之排列上利用排列裝置或致動器移動基板或修正隨後之基板位置。
此方式中，執行於第二基板上之第一排列步驟13補償第一印刷步驟11後第二基板配置中可能的缺陷，以及第二印刷站60可能的內部缺陷(例如，絲網印刷頭之特定實例中，網的缺陷)。
相同方式中，第二基板之第二排列步驟23過程中，第二排列裝置64根據來自第二命令與控制單元63且關於第二印刷步驟21後之第二基板的數據以及來自第三控制單元73且關於第三印刷步驟31後之第一基板位置的任何數據兩者而作用，以引發第二基板之排列上的相對修正作用。
相同方法係用來在隨後之基板上產生多-層圖案。
各個命令與控制單元53、63、73亦提供偵測之數據至中央控制與數據處理單元90，其根據使用者預定之數據庫整理、記憶數據，並以使用者要求之形式與方法(例如，統計)或以可辨認生產處理之關鍵點之方式處理數據。
第2圖中，箭號代表數據在系統100之不同部分之間的流動方向。
根據變化態樣，本發明可用來製造具有超過三層之圖案。
根據第3圖所示之進一步變化態樣，所有的數據傳送子步驟可由單一中央命令與控制單元120所管理，中央命令與控制單元120處理來自各個印刷站50、60、70下游之偵測裝置52、62、72之數據，根據預設程式比較這些數據，並將控制信號傳送至不同的排列裝置54、64。
一般而言，可理解亦可上述之控制單元90與120設置成上述之控制單元53、63、73。
本發明關於上述較普通的印刷步驟11、21、31之實施例可明確地應用於太陽能電池形成處理，其包括在基板250(第4圖與第5圖)表面上所欲圖案230中形成之重度摻雜區241上形成金屬觸點。
本發明實施例提供之第一印刷步驟11中，印刷摻質漿以確定重度摻雜區241。第二印刷步驟12中，在重度摻雜區241上印刷界定寬指260之金屬線，而第三印刷步驟13中，在寬金屬線上印刷界定窄指260a之窄金屬接線(參見第5圖與第5A圖)。
根據更準確描述於下文之本發明實施例，一或多個或各個上述印刷站50、60、70可設置成參照第6-9圖描述之印刷系統110。
此外，上述設有偵測裝置52、62、72與控制單元53、63、73之控制站51、61、71可設置成下方參照第9-11圖描述之檢測系統400以及第6、7、9-11圖所示之系統控制器101。明確地說，控制單元53、63、73可設置成下文所述之系統控制器101。
再者，上述之排列裝置54、64可設置成下述連接於第6圖與第7圖之印刷腔室102之致動器102A。
本發明關於上述較普通的控制步驟12、22、32與排列步驟12、23、33之實施例亦可明確地提供檢測系統與支撐硬體，其可用來可靠地將相似構型或圖案之金屬觸點結構置於圖案化之重度摻雜區上，以達成歐姆接觸。
第4圖係基板250之表面251之平面圖，表面251具有重度摻雜區241以及形成於其上之圖案化金屬觸點結構242(例如，指260)。第5圖係第4圖所示之橫剖線5-5處產生之側橫剖面，其描述表面251具有金屬指260配置於重度摻雜區241上之一部分。金屬觸點結構(諸如，指260與匯流條)係形成於重度摻雜區241上，以致可在這兩個區之間形成高品質電連接。低電阻且穩定的觸點係太陽能電池執行的重要因素。重度摻雜區241通常包括具有約0.1原子%或更少的摻質原子配置於其中的一部分基板250材料。可藉由技術中習知的傳統平版印刷與離子植入技術、或傳統介電遮罩與高溫鎔爐擴散技術來形成重度摻雜區241的圖案形狀。然而，在重度摻雜區241上排列與沉積金屬觸點結構242之處理通常不可能利用傳統技術，因為利用這些技術通常無法光學地確定基板250之表面251上形成之重度摻雜區241圖案的實際排列與方向。
因此，本發明實施例提供第一印刷步驟21中印刷之圖案化重度摻雜區241之實際排列與方向的第一偵測，對應於第一控制步驟12且更明確地對應於第一偵測子步驟12a；並接著利用收集之資訊在重度摻雜區241之表面上形成圖案化之金屬接點(第二印刷步驟21)。第10圖描繪光學檢測系統400之一實施例，其可作為上述之較普通的第一偵測裝置52，並因此設以確定基板250之表面上形成之重度摻雜區241之圖案230的實際排列與方向。光學檢測系統400通常包括一或多個電磁輻射源(諸如，輻射源402與403)，其設以在所欲波長下發射輻射；及偵測組件401，其設以紀錄反射或未吸收之輻射，以致可光學地確定重度摻雜區241相對於基板250之其他非-重度摻雜區的排列與方向。接著將偵測組件401收集之方向與排列數據輸送至系統控制器101，其設以運作上述之第一排列步驟13以調整與控制基板之配置排列而用於第二印刷步驟21，第二印刷步驟21藉由圖案金屬化技術在重度摻雜區241之表面上形成金屬觸點結構(例如，指260)。圖案金屬化技術可包括網狀印刷處理、噴墨印刷處理、平版印刷與毯覆金屬沉積處理或其他相似圖案金屬化處理。一實施例中，如下參照第6-9圖所述，利用在網狀印刷系統100中執行網狀印刷處理將金屬觸點配置於基板250之表面上。
重度摻雜區241形成於矽基板中之形態中，咸信矽基板或重度摻雜區可較佳地吸收、反射或傳遞紫外線(UV)與紅外線(IR)波長區中之波長下發射之電磁輻射。因此，發射輻射之傳遞、吸收或反射中的差別可用來產生某種可辨別之對比，其可由偵測組件401與系統控制器101所區分。一實施例中，樂見在約850 nm與4微米(μm)間之波長下發射電磁輻射。一實施例中，一或多個輻射源402與403係發光二極體(LEDs)，其適以輸送一或多個所欲波長的光線。
一實施例中，光學檢測系統400的輻射源402係設以輸送電磁輻射「B1」至基板250之表面252，表面252與基板配置偵測組件401於其上之一側相反。一實例中，輻射源402係配置於太陽能電池基板250之背側附近而偵測組件401係配置於基板250之正面附近。此形態中，樂見利用大於矽之吸收邊緣的光學輻射(例如，大於1060 nm)，好讓發射之電磁輻射「B1」通過基板250並沿著路徑「C」輸送至偵測組件401。咸信由於太陽能電池應用中相對於一般輕度摻雜矽基板(例如，<1017原子/cm3)，重度摻雜區通常應用高摻雜水平(例如，>1013原子/cm3)，在這些波長中各個這些區的吸收或傳遞特性將明顯不同。一實施例中，樂見將發射之波常侷限於約1.1 μm與約1.5 μm間之範圍中。一實例中，重度摻雜區的電阻係數係至少50歐姆/正方形(Ohms per square)。
光學檢測系統400之另一實施例中，輻射源403係設以輸送電磁輻射「B2」至基板250之表面251，表面251與偵測組件401在基板之同一側上，以致基板250或重度摻雜區241之部分將吸收或反射一或多個發射之波長並沿著路徑「C」輸送至相機。此形態中，樂見在約850 nm與4微米(μm)間之波長下發射光學輻射，直到偵測組件401可偵測這些區之間所欲的對比為止。
光學檢測系統400之一實施例中，兩個輻射源402與403及一或多個偵測組件401係用來幫助進一步偵測基板250之表面上重度摻雜區241之圖案。此實例中，樂見設置輻射源402與403成可在相同或不同波長下發射輻射。
偵測組件401包括電磁輻射偵測器、相機、或其他相似裝置，其可設以在一或多個波長下測量接收之電磁輻射的強度。一實施例中，偵測組件401包括相機401A，設以在一或多個輻射源402或403所發射之所欲波長範圍中偵測並分析基板之表面上之特徵結構。一實施例中，相機401A係InGaAs型相機，其具有冷卻式CCD陣列以提高偵測信號的信號-比-雜訊比例。某些形態中，樂見藉由封圍或遮蔽基板250之表面251與相機401A間之區域將偵測組件401隔離於周圍環境外。
一實施例中，偵測組件401亦包括一或多個光學過濾器(未顯示)，其係配置於相機401A與基板表面251之間。此形態中，光學過濾器係經選擇以僅讓某些所欲波長通過而到達相機401A，以降低相機401A所接收之不欲能量數量來改善偵測之輻射的信號-比-雜訊比例。舉例而言，光學過濾器可為自Barr Associates,Inc.或Andover Corporation購買之帶通過濾器、窄頻帶過濾器、光學邊緣過濾器、陷波過濾器(notch filter)或寬頻帶過濾器。本發明另一態樣中，在輻射源402或403與基板250之間添加光學過濾器以限制投射於基板上及由相機401A所偵測之波長。此形態中，樂見選擇可輸送寬範圍波長的輻射源402或403並利用可限制照到基板表面之波長的過濾器。
根據本發明進一步態樣，第6圖係示意等角圖而第7圖係示意俯視平面圖，其描述網狀印刷系統110之一實施例，其可作為第2圖或第3圖之系統100之一或多個印刷站50、60、70，其亦搭配本發明實施例以利用光學檢測系統400在太陽能電池基板250之表面上形成所欲圖案中之金屬觸點。一實施例中，網狀印刷系統110包括輸入輸送器111、旋轉致動器組件130、網狀印刷腔室102、及輸出輸送器112。輸入輸送器111可設以自輸入裝置(例如，輸入輸送器113)接收基板250(即，第6圖中之路徑「A」)，並傳送基板250至耦接至旋轉致動器組件130之印刷巢131。輸出輸送器112可設以自耦接至旋轉致動器組件130之印刷巢131接收經處理之基板250，並傳送基板250至基板移除裝置，例如離開輸送器114(即，第7圖中之路徑「E」)。輸入輸送器113與離開輸送器114可為較大生產線部分的自動化基板搬運裝置。舉例而言，輸入輸送器113與離開輸送器114可為SoftlineTM工具之部分，其之網狀印刷系統110可為模組。
可藉由旋轉致動器(未顯示)與系統控制器101讓旋轉致動器組件130圍繞「F」軸旋轉且角度地配置，以致可在網狀印刷系統110中選擇性角度地配置印刷巢131(諸如，第7圖中之路徑「D1」與「D2」)。旋轉致動器組件130亦可具有一或多個支撐部件，以促進控制用於在網狀印刷系統110中執行基板處理序列之印刷巢131或其他自動化裝置。
一實施例中，旋轉致動器組件130包括四個印刷巢131或基板支撐件，其各自適以在執行於網狀印刷腔室102中之網狀印刷處理過程中支撐基板250。第7圖示意性描述旋轉致動器組件130之位置，其中一印刷巢131係位於位置「1」以自輸入輸送器111接收基板250，另一印刷巢131係位於網狀印刷腔室102中之位置「2」，以致另一基板250可在其之表面上接收網狀印刷之圖案，另一印刷巢131係位於位置「3」以傳送經處理之基板250至輸出輸送器112，而另一印刷巢131係位於位置「4」，其係位置「1」與位置「3」間之中間階段。
如第8圖所示，印刷巢131通常係由輸送器組件139所構成，輸送器組件139具有供給捲軸135、收取捲軸136、滾軸140及一或多個致動器148，致動器148係耦接至供給捲軸135與/或收取捲軸136，其適以供給並保持支撐材料137橫跨平臺138而配置。平臺138通常具有基板支撐表面，在執行於網狀印刷腔室102中之網狀印刷處理過程中，基板250與支撐材料137係配置於基板支撐表面上。一實施例中，支撐材料137係多孔材料，其可讓置於支撐材料137之一側上的基板250由傳統真空產生裝置(例如，真空泵、真空噴射器)施加至支撐材料137相對側之真空固持於平臺138上。一實施例中，將真空施加至平臺138之基板支撐表面138A中形成之真空埠(未顯示)，以致可將基板「夾」至平臺之基板支撐表面138A。一實施例中，支撐材料137係可發散材料，其係由例如用於香菸類型之可發散紙或另一相似材料(例如，執行相同功能的塑膠或紡織材料)所構成。一實例中，支撐材料137係不含苯襯裡之香菸紙。
一結構中，致動器148係耦接至或適以嚙合供給捲軸135與收取捲軸136，以致可在印刷巢131中準確地控制配置於支撐材料137上之基板250的移動。一實施例中，供給捲軸135與收取捲軸136係各自適以接收支撐材料137之長度的相對端。一實施例中，致動器148各自包括一或多個驅動輪147，其係耦接至或接觸配置於供給捲軸135與/或收取捲軸136上之支撐材料137的表面，以控制橫跨平臺138之支撐材料137的移動與位置。
一實施例中，網狀印刷系統110可包括檢測組件200，其適以檢測位於位置「1」中之印刷巢131上之基板250。檢測組件200可包括一或多個相機121，經配置以檢測位於位置「1」中之印刷巢131上之輸入或經處理之基板250。此形態中，檢測組件200包括至少一相機121(例如，CCD相機)與其他能夠檢測與傳達檢測結果至系統控制器101之電子部件，系統控制器101係用以分析印刷巢131上之基板250的方向與位置。另一實施例中，檢測組件200包括上述之光學檢測系統400。
網狀印刷腔室102係適以在網狀印刷處理過程中將材料以所欲圖案沉積於置於位置「2」中之印刷巢131上之基板250的表面上。一實施例中，網狀印刷腔室102包括複數個致動器，例如致動器102A(諸如，步進馬達或伺服馬達)，其連通於系統控制器101並用以相對於印刷之基板250調整配置於網狀印刷腔室102中之網狀印刷遮罩102B(第7圖)的位置與/或角度方向。一實施例中，網狀印刷遮罩102B係具有複數個穿過其而形成之特徵結構102C(諸如，孔、縫或其他孔隙)的金屬片或板(第7圖)，以在基板250之表面上界定圖案並配置網狀印刷之材料(即，墨水或漿料)。一般而言，利用致動器102A與系統控制器101自檢測組件200接收之資訊將基板表面上之網狀印刷遮罩102B朝向所欲位置，而自動地將即將被沉積於基板250之表面上之網狀印刷之圖案對齊基板250。一實施例中，網狀印刷腔室102適以在寬度約125 mm與156 mm間且長度約70 mm與156 mm間之太陽能電池基板上沉積含金屬或含介電質材料。一實施例中，網狀印刷腔室102適以在基板之表面上沉積含金屬漿料以在基板之表面上形成金屬觸點結構。
系統控制器101促進整個網狀印刷系統110之控制與自動化，並可包括中央處理單元(CPU)(未顯示)、記憶體(未顯示)與支援電路(或I/O)(未顯示)。CPU可為任何用於工業設定之電腦處理器之一者，用以控制不同的腔室處理與硬體(諸如，輸送器、光學檢測組件、馬達、流體輸送硬體等)，並監控系統與腔室處理(諸如，基板位置、製程時間、偵測器信號等)。記憶體係連接至CPU，且可為一或多個可輕易取得記憶體，諸如本地或遠端的隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟機、硬碟機或任何其他形式的數位儲存器。軟體指令與數據可經編碼並儲存於記憶體中以命令CPU。支援電路亦可連接至CPU而以傳統方式支援處理器。支援電路可包括快取(cache)、電源、時脈電路、輸入/輸出電路系統、子系統等等。系統控制器101可讀取之程式(或電腦指令)可確定何種任務可執行於基板上。程式較佳為系統控制器101可讀取之軟體，其包括編碼以產生並儲存至少基板位置資訊、不同控制部件之移動順序、基板光學檢測系統資訊、與其之任何組合。本發明一實施例中，系統控制器101包括圖案辨別軟體以解析重度摻雜區241與/或排列標記之位置。
為了在基板表面251上形成圖案化導電層之前直接確定形成於基板表面251上之重度摻雜區241的排列與方向，系統控制器101可利用一或多個光學檢測系統400以收集所欲之數據。第11圖描繪光學檢測系統400之一實施例，其併入印刷巢131與光學檢測組件200之部分中。一實施例中，檢測組件200包括相機401A以及包括輸送器組件139、支撐材料137、平臺138之印刷巢131與輻射源402。此結構中，輻射源402係適以發射電磁輻射「B1」穿過將基板250「夾」於上方之支撐材料137與平臺138而至基板250之表面252。發射之電磁輻射「B1」接著穿過基板之部分並沿著路徑「C」到達相機401A，相機401A係經配置以接收一部分的發射輻射。一般而言，支撐材料137與平臺138係由一材料所構成，且該材料之厚度不明顯影響相機401A與系統控制器101接收與處理之電磁輻射之信號-比-雜訊比例。一實施例中，平臺138係由光學透明材料(例如，藍寶石)所構成，其不明顯阻擋光線的UV與IR波長。如上所述，另一實施例中，輻射源403係設以輸送電磁輻射「B2」至配置於支撐材料137與平臺138上之基板250的表面251，以致基板250之部分將吸收或反射一或多個發射之波長並沿著路徑「C」輸送至相機401A。
第9圖係旋轉致動器組件130之一實施例的示意等角圖，其描述配置來檢測置於印刷巢131上之基板250之表面251的檢測組件200。
一般而言，基板250之表面251上之圖案230的排列係取決於圖案230對基板250之特徵的排列。一實例中，圖案230之排列係基於網狀印刷裝置對基板之特徵(諸如，邊緣250A、250B)的排列(第9圖)。圖案230之配置將具有相對於基板250之邊緣250A之預期位置X與預期角度方向R以及相對於基板250之邊緣250B的預期位置Y。表面251上之圖案230與表面251上之預期位置(X,Y)與預期角度方向R的位置誤差可描述成位置偏移(ΔX,ΔY)與角度偏移ΔR。因此，位置偏移(ΔX,ΔY)係重度摻雜區241之圖案230之配置相對於邊緣250A與250B的誤差，而角度偏移ΔR係重度摻雜區241之圖案230之角度配置相對於邊緣250A與250B的誤差。基板250之表面251上網狀印刷之圖案230的誤置會影響形成之裝置正確執行的能力並因此影響系統100之裝置產量。然而，將網狀印刷層沉積於另一形成圖案之頂部的應用(例如，沉積導電層於重度摻雜區241上)中，使位置誤差達到最小變得更為重要。
為了此目的，一實施例中，相機401A係配置於基板250之表面251上，以致相機121之觀景區122可檢測表面251之至少一區。相機401A接收之資訊係藉由利用系統控制器101送至致動器102A之指令用來相對重度摻雜區241排列網狀印刷遮罩以及隨後沉積之材料。正常處理序列過程中，在將各個基板250輸送至網狀印刷腔室102之前，自配置於各個印刷巢131上之各個基板250收集重度摻雜區241位置資訊數據。檢測組件200亦可包括複數個光學檢測系統400，其適以觀測配置於印刷巢131上之基板250的不同區以有助於更好地解析基板上形成之圖案230。
然而，可理解能在不悖離本發明之領域與範圍下對前述之方法與系統100進行步驟或部件的修正與/或添加。
亦可理解雖然已經參照特定實例來描述本發明，但熟悉技術人士必然能夠達成多種在支撐件上印刷之控制方法與工廠的許多其他等效形式，具有申請專利範圍所提出之特徵且均來自申請專利範圍所界定之保護範圍中。
11．．．第一印刷步驟
12．．．第一控制步驟
12a．．．第一偵測子步驟
12b．．．第一數據傳送子步驟
13．．．第一排列步驟
21．．．第二印刷步驟
22．．．第二控制步驟
22a．．．第二偵測子步驟
22b．．．第二數據傳送子步驟
23．．．第二排列步驟
31．．．第三印刷步驟
32．．．第三控制步驟
32a．．．第三偵測子步驟
32b．．．第三數據傳送子步驟
40．．．排出步驟
50．．．第一印刷站
51．．．第一控制站
52．．．第一偵測裝置
53．．．第一命令與控制單元
54．．．第一排列裝置
60．．．第二印刷站
61．．．第二控制站
62．．．第二偵測裝置
63．．．第二命令與控制單元
64．．．第二排列裝置
70．．．第三印刷站
71．．．第三控制站
72．．．第三偵測裝置
73．．．第三命令與控制單元
80．．．排出站
90．．．中央控制與數據處理單元
100．．．系統
101．．．系統控制器
102．．．印刷腔室
102A、148．．．致動器
102B．．．網狀印刷遮罩
102C．．．特徵結構
110．．．印刷系統
111、113．．．輸入輸送器
112．．．輸出輸送器
114．．．離開輸送器
120．．．中央命令與控制單元
121、401A．．．相機
122．．．觀景區
130．．．旋轉致動器組件
131．．．印刷巢
135．．．供給捲軸
136．．．收取捲軸
137．．．支撐材料
138．．．平臺
139．．．輸送器組件
140．．．滾軸
147．．．驅動輪
150、250．．．基板
200．．．檢測組件
230．．．圖案
241．．．重度摻雜區
242．．．金屬觸點結構
250A、250B．．．邊緣
251、252．．．表面
260．．．寬指
260a．．．窄指
400．．．檢測系統
401．．．偵測組件
402、403．．．輻射源
為了更詳細地了解本發明之上述特徵，可參照實施例(某些描繪於附圖中)來理解本發明簡短概述於上之特定描述。然而，需注意附圖僅描繪本發明之典型實施例而因此不被視為其之範圍的限制因素，因為本發明可允許其他等效實施例。
第1圖顯示根據本發明之多-層印刷處理之流程圖；
第2圖係根據本發明之多-層印刷處理之工廠的示意圖；
第3圖係第2圖之工廠的變體之示意圖；
第4圖係根據本發明一實施例之基板之表面的平面圖，基板具有重度摻雜區與圖案化金屬觸點結構形成於其上；
第5圖係根據本發明一實施例於第4圖中所示之基板之表面的一部分的放大側橫剖面圖；
第5a圖係根據本發明又一實施例於第4圖中所示之基板之表面的一部分的放大側橫剖面圖；
第6圖係可搭配本發明實施例應用之系統的示意等角圖；
第7圖係根據本發明一實施例於第6圖中所示之系統的示意俯視平面圖；
第8圖係根據本發明一實施例之網狀印刷系統之印刷巢部分的等角圖；
第9圖係具有檢測組件之旋轉致動器組件之一實施例的示意等角圖，檢測組件係經配置以根據本發明一實施例檢測基板之正面；
第10圖係根據本發明一實施例之光學檢測系統的示意橫剖面圖；
第11圖係根據本發明一實施例配置於印刷巢中之光學檢測系統的示意橫剖面圖。
為了促進理解，盡可能應用相同的元件符號來標示圖示中相同的元件。預期一實施例揭露之元件與特徵可有利地用於其他實施例而不需特別詳述。
50．．．第一印刷站
51．．．第一控制站
52．．．第一偵測裝置
53．．．第一命令與控制單元
54．．．第一排列裝置
60．．．第二印刷站
61．．．第二控制站
62．．．第二偵測裝置
63．．．第二命令與控制單元
64．．．第二排列裝置
70．．．第三印刷站
71．．．第三控制站
72．．．第三偵測裝置
73．．．第三命令與控制單元
80．．．排出站
90．．．中央控制與數據處理單元
100．．．系統

Claims (5)

  1. 一種在一支撐件上多-層印刷之方法，該支撐件為一晶圓、一基板或矽製薄片，該方法包括：複數個印刷步驟(11,21,31)，包括在數個相應印刷站(50,60,70)中進行之一第一(11)印刷步驟及進一步隨後之印刷步驟(21,31)；及複數個排列步驟(13,23)，在該第一(11)印刷步驟後且該些進一步隨後之印刷步驟(21,31)之一相應者上游提供各個排列步驟，其中數個排列裝置(54,64)造成該支撐件之正確配置與/或該些印刷站(50,60,70)之調整以執行該些隨後之印刷步驟；其中該方法在各個印刷步驟(11,21,31)下游且各個排列步驟(13,23)上游包括一控制步驟(12,22,32)，其中數個偵測裝置(52,62,72)偵測印刷於該支撐件上之層的位置與/或該工作面上之支撐件的位置，且至少一命令與控制單元(53,63,73,120)將該些偵測之位置之至少一者與數個預定位置與/或該先前控制步驟中偵測之位置相比較，且其中該比較結果係用於數個隨後排列步驟(13,23)；其中各個控制步驟(12,22,32)偵測之位置係由該命令與控制單元(53,63,73,120)用於一在一隨後支撐件上多-層印刷之隨後工作週期，在該各個控制步驟之一分別一者前之一分別排列步驟中。
  2. 一種在一支撐件上多-層印刷的工廠，該支撐件為一晶圓、一基板或矽製薄片，該工廠包括複數個印刷站(50,60,70)與排列裝置，排列裝置配置於第一印刷站後之各個印刷站上游且能夠配置該支撐件與/或該些能夠進行該隨後之印刷步驟以印刷一隨後之層的印刷裝置，其中該工廠包括至少一命令與控制站(51,61,71)，包括偵測裝置(52,62,72)，位於各個印刷站(50,60,70)下游且能夠偵測印刷於該支撐件上之層的位置與/或該支撐件的位置；及一命令與控制單元(53,63,73)，能夠比較該些與各個印刷站(50,60,70)相關之偵測裝置(52,62,72)偵測之位置之至少一者與數個預定位置與/或該些與至少該先前印刷站相關之偵測裝置(52,62,72)偵測之位置，並傳送該比較結果至該些配置於該隨後之印刷站上游的排列裝置(54,64)，其中該命令與控制單元(53,63,73,120)能夠利用該些偵測裝置(52,62,72)偵測之位置於一在一隨後支撐件上多-層印刷之隨後工作週期，以在該些偵測裝置(52,62,72)啟動偵測之前命令該些排列裝置(54,64)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之工廠，其特徵在於其包括複數個命令與控制單元(53,63,73)，各個命令與控制單元(53,63,73)相應於一印刷站(50,60,70)且連接至數個配置於該印刷站上游之排列裝置、連接至數個配置於 該隨後之印刷站上游之排列裝置、且連接至相應於該隨後之印刷站之命令與控制單元。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之工廠，其特徵在於其包括一單一中央命令與控制單元(120)，該單一中央命令與控制單元(120)自各個印刷站(50,60,70)之偵測裝置(52,62,72)接收該些位置數據、根據預設程式將該些位置數據彼此比較且與預定位置比較、並傳送該控制信號至不同的排列裝置(52,62,72)。
  5. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之工廠，其特徵在於其包括一中央控制與數據處理單元(90)，該中央控制與數據處理單元(90)接收該至少一命令與控制站(51,61,71)處理之數據、根據預定數據庫記憶這些數據、並以使用者要求之形式處理這些數據。
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