TWM566904U - 運送滾輪、運送裝置、及基板處理設備 - Google Patents

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史蒂芬 艾力克斯 佩提亞迪塔克
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Abstract

本創作係提供一種用於運送基板之運送滾輪、包括其之用於基板處理 設備的運送裝置、以及包括其之配備運送裝置的基板處理設備。該用於運送基板之運送滾輪，其表面上具有凸起；可達成於製程中，以處理液對基板底面進行處理時，減少或完全防止處理液從運送滾輪被帶到基板頂面之目的。

Description

運送滾輪、運送裝置、及基板處理設備
本創作提供一種運送基板用的運送滾輪，以及一種用於基板處理設備的運送裝置。此外，本創作還涉及一種配備運送裝置的基板處理設備。
在若干技術領域(例如製造太陽能電池的技術)，僅需對基板(亦稱為晶圓)的一個面進行處理，至於基板的另一面則不加以處理。
例如，在濕式製程中的單面處理包括濕式化學邊緣絕緣(單面腐蝕透過擴散在背面加上去的寄生發射層)、拋光(化學拋光基板的一面，尤其是結構化的基板背面)、電鍍(尤其是利用電化學沉積出金屬層)、或是進行後續處理的準備工作，例如單面正常化預處理步驟(例如基板邊緣的防水處理)。
不像許多批次製造方法會對基板的二面進行系統性處理，內崁(Inline)法可以實現僅處理基板之一面。
WO 2005/093788 A1揭示一種僅處理基板之一面的內崁法，這種方法是使待處理的基板底面與一種處理液完全接觸。如果是利用這種方式處理基板之一面，則在基板離開裝有處理液的處理池後，可能會有處理液的液滴黏附在基板底面。
當基板與設置在處理池之後的運送滾輪(運送基板用的設備)接觸時，處理液的液滴可能會黏附在運送滾輪上。當下一個基板與運送滾輪接觸， 黏附在運送滾輪上的處理液也可能接觸到下一個基板。這通常不會造成問題，因為下一個基板的背面本身也會帶有殘留的處理液，因此殘留在送滾輪上的處理液並不會對下一個基板造成額外的不良作用。
但是有一個危險是，黏附在運送滾輪上的處理液的液滴未與下一個基板的底面接觸，而是與下一個基板的邊緣接觸。黏附在運送滾輪上的處理液的液滴尺寸可能是在微米的範圍，而待處理的基板的厚度通常是在0.2微米的範圍，因此這樣的邊緣接觸可能導致處理液經由運送滾輪接觸到下一個基板的頂面。特別是基板後方邊緣經常發生這樣的情況。基板頂面受到處理液污染可能會導致基板頂面發生不良的反應，例如基板頂面被腐蝕。
以前這種反應通常不會造成問題，因為現今使用的基板處理設備通常在處理池後方有設置一個沖洗裝置，基板在離開處理池後，基板的兩個面都會在沖洗裝置面被沖洗，因此處理液只有很短的時間會在基板頂面作用。
但是新的製程通常需要對基板之一面連續進行多道處理步驟，特別是在處理池之間的乾式製程，而在每一個處理步驟之間可能無法進行中間沖洗，或即使是可以進行中間清洗，但是卻會導致處理設備的複雜性大幅上升。而且如果使用的是活性很強的處理液，即使在沖洗前只有很短作用時間，也可能對基板頂面造成不良作用。
本創作之目的係以處理液對基板底面進行處理時，減少或完全防止處理液從運送滾輪被帶到基板頂面。
為達成創作目的，到先前技術都是在被處理過的基板離開處理池後，對基板進行清洗，及/或使用活性較低的處理液。但是這些方法具有以下的缺點：
-製程的連續性受到限制
-處理池的活性受到限制
-對於基板頂面上的保護層的要求很高
採用具有申請專利範圍第1項之特徵的運送滾輪、具有申請專利範圍第16項之特徵的運送裝置、以及具有申請專利範圍第17項之特徵的基板處理設備即可達到本創作的目的。
實施本創作可達成以下優點：
-擴大製程的可連續性，特別是在進行下一個處理步驟之行，執行可能的單面預正常化步驟
-改善現有的設備設計，特別是在以高活性的處理液處理過基板後，避免基板頂面受到處理液的侵蝕
-減少沖洗待處理之基板用的必要沖洗裝置的數量
本創作的運送基板用的運送滾輪的表面具有凸起。
運送滾輪的凸起構成支撐位置，待運送的基板在運送過程中能夠放置在這些支撐位置上。如果黏附在待運送基板的被處理過的底面上的處理液液滴被運送滾輪的凸起刮去，該處理液的液滴可能會從這個凸起流到運送滾輪的一近軸區域。前述運送滾輪的近軸區域是指運送滾輪的表面區域，該表面區域比凸起的表面更靠近運送滾輪的縱軸。在運送滾輪的近軸區域內，較佳地處 理液的液滴不會與下一個基板接觸，這樣就可以避免處理液的液滴被帶到下一個基板上。
換言之，透過運送滾輪上的凸起可以避免上一個基板上的處理液的液滴殘留在運送滾輪與待處理的基板接觸的位置，以免待運送的基板的頂面受到污染。
因此可避免因先前運送基板而殘留在運送滾輪上的處理液接觸到待運送的基板的頂面，甚至進而使處理液對基板頂面造成不良作用，例如腐蝕基板頂面。
於一較佳實施例，在運送滾輪具有至少二凸起，且該至少二凸起設置在運送滾輪表面上並且使待運送的基板在運送過程中能夠放置在凸起上，不會向旁邊傾倒。該至少二滾輪較佳地以前後連續的方式設置在運送滾輪的縱向上，且彼此間隔一段距離。
本創作較佳實施方式，係將凸起製作成非梯形狀凸起。換言之，凸起形狀較佳地使放置於凸起上的基板僅在一點上與凸起接觸。這樣做的好處是能夠更有效的避免殘留在運送滾輪上的處理液被帶到待運送的基板上。
根據本創作較佳實施方式，運送滾輪具有一基體；特定而言，一圓柱形基體。較佳地，該凸起與該基體為一體成形。
該一或多凸起可至少在某些段落沿著運送滾輪的切線方向延伸。可替代地，該一或多凸起至少在某些段落沿傾斜於運送滾輪的切線方向延伸。
較佳地，該運送滾輪具有一對稱軸。該一或多凸起可以運送滾輪的對稱軸為準，以軸向對稱的方式配置。
根據本創作較佳實施方式，至少一凸起具有封閉的環形結構。前述具有封閉的環形結構的凸起是指在運送滾輪的切線方向上具有一連續不間斷的環形結構的凸起。
至少一凸起可具有兩個彼此夾一銳角的側壁，即是說二側壁所夾的角度小於90度。該二側壁所夾的角度較佳地不超過75度。這樣做的優點是使處理液能夠快速的從凸起的側壁流走。
於另一較佳實施例，該至少一凸起具有二拱形側壁；特定而言，下凹的拱形側壁。該二拱形側壁較佳地係夾一銳角。
在運送滾輪的縱向上，相鄰的凸起較佳是彼此間隔一段距離，而且該距離顯著地大於運送基板時可能被帶到運送滾輪上的處理液的液滴尺寸。這樣就可以避免凸起發生毛細管效應。
反之，如果這個距離相對於凸起的尺寸而言相當小，凸起可能會對處理液出現毛細管效應，導致處理液更容易從運送滾輪被帶到下一個基板上。例如，在運送滾輪的縱向上，如果相鄰凸起彼此間隔距離很小，處理液將很快地被帶到待運送的基板上。
根據本創作較佳實施方式，在該運送滾輪的縱向上相鄰的該凸起彼此間隔的距離至少是5厘米(mm)；較佳地，是彼此間隔的距離至少是10mm。
該運送滾輪的至少一凸起可製作成圓錐形尖頂。圓錐形尖頂的錐形開角小於90度，較佳地小於75度。
此外，在該運送滾輪的切線方向上，可以設置前後連續的至少二凸起，並且可將在運送滾輪的切線方向上前後連續設置的該些凸起都製作成圓錐形尖頂。
在該運送滾輪的切線方向，相鄰的凸起較佳地彼此間隔一段距離，而且該距離顯著地大於運送基板時可能被帶到運送滾輪上的處理液的液滴的尺寸，以避免該凸起發生毛細管效應。
此外，凸起的高度為至少2mm；較佳地至少3mm；更佳地至少4mm。
於另一較佳實施例，該運送滾輪的表面至少有某些段落是防水的。這對於含水的處理液特別有利，因為在這種情況下，處理液的液滴能夠以較快的速度從凸起流走。根據本創作，前述運送滾輪表面上的一個防水區是指水滴在標準條件下(氣溫20℃，氣壓1013毫巴(mbar))與該運送滾輪之表面區的接觸角大於90度。
根據本創作較佳實施方式，該運送滾輪的表面至少有一子區域具有塑膠材料。這樣做的原因是塑膠材料通常具有很好的防水性。
運送滾輪適合用於執行濕式化學處理法，特別是單面濕式化學處理法。但是運送滾輪的應用範圍並非僅限於濕式化學處理法或使用濕式化學法的設備。
如本文開頭所述，本創作另提供一種基板處理設備用的運送裝置。
本創作之用於基板處理的運送裝置具有至少一如前所述之運送滾輪；即，具有至少一本創作之運送滾輪。
於一較佳實施例，該運送裝置具有複數個本創作之運送滾輪，其中該些運送滾輪可彼此平行。在該運送裝置具有複數個運送滾輪的情況下，該些運送滾輪較佳地為完全相同的運送滾輪。
此外，如本文開頭所述，本創作還涉及一種基板處理設備。
本創作之基板處理設備包括一如前所述之運送裝置；即，本創作之運送裝置，以及一裝置處理液的處理池。
於一較佳實施例，基板處理設備係用於對基板(特別是太陽能電池基板)進行單面濕式化學處理；此外，基板處理設備較佳地為內崁式處理設備。
例如，沿運送方向，可以將運送裝置設置在處理池之後。
在基板處理設備中，該運送裝置的運送滾輪較佳地為水平設置。
較佳地，該凸起之形狀可使沿該凸起之垂直尖端施加於處理液上的重量大於該處理液和該運送滾輪之表面之間的附著力。因此，如果處理液與沿垂直方向的一凸起接觸，則處理液會從凸起流到運送滾輪的一個近軸區域，因為作用在處理液與運送滾輪的表面之間的附著力並未大到足以克服重力作用，使處理液能夠留在凸起上。
於另一較佳實施例，該運送裝置的運送滾輪的相鄰凸起彼此相隔的距離大到足以避免形成使處理液留在凸起之間的毛細管力。
根據本創作較佳實施例，該運送裝置的運送滾輪的表面至少有一子區域具有一種不會被處理液弄濕的材料。前述材料有利於處理液從凸起流走。根據本創作，前述不會被處理液弄濕的材料指稱處理液的液滴在標準條件下(氣溫20℃，氣壓1013mbar)與材料的接觸角大於90度。
前述附著力及毛細管力在主要取決於運送滾輪表面材料的材料特性及處理液的材料特性。其他的決定因素還包括凸起的形狀、相鄰凸起彼此的間隔距離，以及依據不同應用而選擇的運送滾輪表面材料。
此外，基板處理設備可以具有一或多乾燥區。前述基板處理設備的乾燥區指稱基板處理設備的一個區域，而且在處理過程中，不會讓待處理的 基板於該區域內與處理液接觸。較佳地，可將運送裝置設置在基板處理設備的乾燥區內。
此外，基板處理設備可另包括另一裝有處理液的處理池。第二個處理池中的處理液和第一個處理池中的處理液可相同或相異。例如，可以將運送裝置設置在第一個處理池及第二個處理池之間。
為避免處理液從沒有凸起的傳統型運送滾輪被帶到待處理的基板上，可能的方法是設置一個刮除裝置，其作用是將處理液的液滴從傳統型運送滾輪上刮除，並向下滴落。
前述刮除裝置必須符合兩個先決條件：
-刮除裝置必須很細密且能夠靈活調整，以確保刮除裝置能夠完美的與傳統型運送滾輪的表面配合，以及有效的將處理液刮除
-刮除裝置必須夠耐用，以確保刮除裝置能夠在大量生產的條件下(基板處理設備連續運轉，污染，維修間隔時間很長，經常未進行定期維修)能夠正常運作
要使刮除裝置具備「靈活調整」及「耐用」的特性，同時又要能夠承受化學基板處理設備不可避免的邊界條件(例如對化學藥品的耐受性，機械運送特性)是非常不容易且麻煩的事。因此使用本創作的運送滾輪以取代刮除裝置是一種很有利的方法。
1‧‧‧基板處理設備
2‧‧‧基板
3‧‧‧處理池
4‧‧‧處理液
5‧‧‧處理池
6‧‧‧處理液
7‧‧‧乾燥區
8‧‧‧運送裝置
9‧‧‧運送滾輪
10‧‧‧表面
11‧‧‧凸起
12‧‧‧運送裝置
13‧‧‧運送滾輪
14‧‧‧基體
15‧‧‧縱軸
16‧‧‧側壁
17‧‧‧液滴
18‧‧‧運送滾輪
d‧‧‧距離
h‧‧‧高度
L‧‧‧縱向
T‧‧‧運送方向
U‧‧‧切線方向
圖1 具有複數個本創作之運送滾輪的基板處理設備之一實施例示意圖。
圖2 如第1圖之基板處理設備之本創作之運送滾輪之部分前視圖，以及一基板之部分前視圖。
圖3 如圖2之運送滾輪之剖面圖。
圖4 本創作之另一運送滾輪之剖面圖。
以下將配合圖式對本創作的內容做進一步的說明。在圖式中，相同或相同作用的元件均以相同的元件符號標示。本創作的範圍不限於在圖式中顯示的實施例及特徵。本文前面的描述及以下關於圖式的說明包含許多特徵，該些特徵有一部分在附屬請求項中可彼此組合。習知技術者能夠單獨辨識每一項特徵，並將這些特徵以有意義的方式組合在一起。特別是這些特徵都能夠個別及彼此以任意方式組合在一起，以應用於本創作的運送滾輪、本創作的運送裝置、及/或本創作的基板處理設備。
圖1示意地顯示用於單面濕式處理基板2的一基板處理設備1。
基板處理設備1是一種內崁式處理設備，具有裝有第一處理液4的一第一處理池3，以及裝有第二處理液6的一第二處理池5。
該基板處理設備1設於該二處理池3,5之間，且具有一乾燥區7。
此外，基板處理設備1另具有位於該乾燥區7內的一運送裝置8。該運送裝置8具有複數個彼此相鄰設置的運送滾輪9，該些運送滾輪9彼此以水平及平行的方式排列。於第5圖的實施例中，該運送裝置8具有5個運送滾輪9。該運送裝置8的運送滾輪9的表面10上具有複數個凸起11(見圖2)。在本實施例中，該運送裝置8的所有運送滾輪9彼此完全相同。
此外，該基板處理設備1還具有另外二運送裝置12，該二運送裝置12都具有複數個彼此相鄰且平行的運送滾輪13。該二運送裝置12其中之一位於該第一處理池3，另一位於該第二處理池5。
例如，該二運送裝置12的運送滾輪13可為沒有凸起的全滾輪，也可為具有凸起的滾輪。特定而言，該二運送裝置12的運送滾輪13和位於該乾燥區7的運送裝置8的運送滾輪9可為完全相同。
前述運送裝置8,12可使待處理的基板2沿運送方向T通過該基板處理設備1。
在通過該處理池3,5的過程中，該基板2的底面與處理池中的處理液4,6接觸。必要時基板2的頂面上設有一個保護層，其作用是保護基板頂面免於與處理液4反應。
若有必要，該基板處理設備1可於該第二處理池5之後設置一沖洗基板用的沖洗裝置(未繪製在圖式中)。
圖2揭示位於該乾燥區7的該運送裝置8的運送滾輪9之部分前視圖，以及被該運送滾輪9運送的基板2之部分前視圖。
圖2中，該運送滾輪9之縱軸L係平行於圖面。
該運送滾輪9的表面10具有複數個與該運送滾輪9的圓柱形基體14一體成形的凸起11。該運送滾輪9運送的基板2僅接觸到該運送滾輪9的凸起11。
此外，該運送滾輪9具有一縱軸15，該凸起11是以該縱軸15為準以軸向對稱方式配置。本實施例中，所有凸起11都具有封閉的環形結構，並沿著該運送滾輪9的切線方向U延伸(見圖3)。
該凸起11被製作成非梯形。每一凸起11都具有二下凹的拱形側壁16，且該二側壁彼此夾一銳角。
此外，該些凸起11是以前後連續的方式設置於該運送滾輪9的縱向L上。在本實施例中，在該運送滾輪9的縱向L上相鄰的該些凸起11彼此間隔一段距離d為23mm(二相鄰凸起的中心面的距離)。此外，在本實施例中，凸起11的高度h為4mm。
該運送滾輪9的表面10是由防水塑膠材料構成，因此水滴在標準條件下(氣溫20℃，氣壓1013mbar)與表面10的接觸角大於90度。
若將黏附在該運送基板2的底面上的第一處理液4的液滴17從運送滾輪刮除，則液滴17會因為自身的表面張力及重力作用的關係從一個凸起11流到該運送滾輪9的近軸區域，也就是流到該運送滾輪9的二凸起11之間。因此液滴17無法接觸到下一個基板2，因此也不會被帶到下一個基板2。
圖3揭示沿圖2中的A-A斷面通過如圖2之運送滾輪9之剖面圖。由圖3可觀察該運送滾輪9的一凸起11，具體而言可觀察該凸起11的二側壁16其中之一。
圖4揭示沿垂直於另一運送滾輪18之縱向方向通過另一運送滾輪18的剖面圖。
該運送滾輪18同樣具有複數個與該運送滾輪18的圓柱形基體14一體成形的凸起11。該運送滾輪18的凸起11都是錐形，具有開角小於90度的圓錐形尖頂。
圖4揭示沿該運送滾輪18的切線方向U前後連續設置的8個凸起11。除了8個可以看到的凸起11外，該運送滾輪18另具有未於圖4中揭示的其他 凸起11，該些其他凸起11也是以每8個凸起為一組沿運送滾輪18的切線方向U前後連續設置。該些其他的凸起11在該運送滾輪18的縱向(即垂直於圖4圖面的方向)上與可看到的凸起11偏移一段距離配置。
圖4中的運送滾輪18可以單獨應用於圖1的基板處理設備1，或是與圖1及圖2描述的運送滾輪9一起應用於圖1的基板處理設備1。特定而言，圖4的運送滾輪18可以取代位於運送裝置8的乾燥區7的所有運送滾輪9。
以上配合圖式中的實施例詳述本創作之內容。但本創作的範圍並不受上述實施例的限制。習知技術者可以從上述實施例中推導出其他的變化方式，這些變化方式均未超出本創作的基本構想。

Claims (22)

  1. 一種用於運送基板(2)之運送滾輪(9，18)，其中該運送滾輪之表面(10)上具有凸起(11)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中該運送滾輪(9，18)於縱向(L)上至少具有二前後連續設置的凸起(11)。
  3. 如申請專利範圍第1-2項中任一之運送滾輪(9，18)，其中該凸起(11)係非梯形凸起。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中該運送滾輪另包括與該凸起(11)一體成形的一基體(14)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中至少一凸起(11)至少於某些段落沿運送滾輪(9，18)的切線方向(U)延伸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中該運送滾輪另包括一個縱軸(15)，至少一凸起(11)以縱軸(15)為準軸向對稱配置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中至少一凸起(11)具有封閉的環形結構。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中至少一凸起(11)具有二個彼此夾一銳角的側壁(16)。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中至少一凸起(11)具有兩個拱形側壁(16)；特定而言，為下凹的拱形側壁。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中該運送滾輪(9，18)的縱向(L)上相鄰的該些凸起(11)彼此間隔的距離(d)至少為5mm；較佳地，至少為10mm。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中至少一凸起(11)具有圓錐形尖頂；特定而言，錐形開角小於90度的圓錐形尖頂。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中，沿該運送滾輪(9，18)的切線方向(U)上，該運送滾輪(9，18)具有至少二前後連續設置的凸起(11)。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中該凸起(11)的高度至少為2mm；較佳地，至少為3mm；更佳地，至少為4mm。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中該表面(10)至少某些段落是防水的。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之運送滾輪(9，18)，其中該運送滾輪(9，18)的表面(10)的至少一子區域具有塑膠材料。
  16. 一種基板處理設備(1)用的運送裝置(8)，具有至少一如前述申請專利範圍中任一項的運送滾輪(9，18)。
  17. 一種基板處理設備(1)，用於對基板(2)進行單面濕式化學處理，具有一如申請專利範圍第16項所述之運送裝置(8)，以及裝有處理液(4，6)的一處理池(3，5)。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之基板處理設備(1)，其中該運送滾輪(9，18)的凸起(11)的形狀可使沿該凸起(11)之垂直尖端施加於處理液(4,6)上的重量大於該處理液(4,6)和該運送滾輪(9，18)的表面(10)之間的附著力。
  19. 如申請專利範圍第17或18項所述之基板處理設備(1)，其中該運送滾輪(9，18)的相鄰凸起(11)彼此相隔的距離大到足以避免形成使處理液(4，6)留在凸起(11)之間的毛細管力。
  20. 如申請專利範圍第17項所述的基板處理設備(1)，其中該運送滾輪(9，18)的表面(10)的至少有一子區域具有一種不會被處理液(4，6)弄濕的材料。
  21. 如申請專利範圍第17項所述的基板處理設備(1)，其中該基板處理設備(1)另包括一乾燥區(7)，以及該運送裝置(8)位於該乾燥區(7)內。
  22. 如申請專利範圍第17項所述的基板處理設備(1)，其中該基板處理設備(1)另包括裝有處理液(4，6)的另一處理池(3，5)，並且該運送裝置(8)設置在二處理池(3，5)之間。
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