ES2345121T3 - Camara de proceso, instalacion de recubrimiento en linea y procedimiento para tratar un sustrato. - Google Patents
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Abstract
Una cámara (1) de proceso para el tratamiento de un sustrato (5a, 5b), en particular para el recubrimiento de un sustrato (5a, 5b) mediante un procedimiento PECVD (deposición química en fase de vapor asistida por plasma), que comprende un recipiente (2), herramientas de tratamiento para generar las condiciones de reacción para el tratamiento del sustrato (5a, 5b), y al menos un portador (4a, 4b) móvil previsto en el recipiente (2) que porta al menos un sustrato, y un dispositivo de transporte para transportar el portador al interior del recipiente (2) o desde el recipiente a lo largo de una ruta de transporte definida por el movimiento, donde el dispositivo de transporte presenta al menos un dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de guiado para guiar al menos un portador (4a, 4b) a lo largo de la ruta de transporte, caracterizada por el hecho de que dicho sustrato (5a, 5b) está soportado en dicho portador (4a, 4b) móvil, dicho dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de guiado comprende al menos un carril guía y una pluralidad de rodillos guía para enganchar el carril guía en los rodillos guía, la cámara (1) de proceso comprende medios dentro del recipiente (2) para desacoplar del dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de guiado un portador (4a, 4b) colocado en una posición de transporte, y medios para la recepción del portador (4a, 4b) desde el dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de guiado, donde los medios de recepción presentan un dispositivo de transferencia para transferir el portador (4a, 4b) desde la posición de transporte hasta una posición de tratamiento transversal a la dirección de transporte.
Description
Cámara de proceso, instalación de recubrimiento
en línea y procedimiento para tratar un sustrato.
La invención se refiere a una cámara de proceso
para el tratamiento de un sustrato, en particular para el
recubrimiento de un sustrato mediante un procedimiento PECVD
(deposición química en fase de vapor asistida por plasma), que
comprende un recipiente, herramientas de tratamiento para generar
las condiciones de reacción para el tratamiento del sustrato, al
menos un portador móvil en el recipiente, dicho portador para portar
al menos un sustrato, un dispositivo de transporte para transportar
el portador al interior del recipiente o desde el recipiente a lo
largo de una ruta de transporte definida por el movimiento, donde el
dispositivo de transporte presenta al menos un dispositivo de
guiado para guiar al menos un portador a lo largo de la ruta de
transporte. Además, la invención se refiere a una instalación de
recubrimiento en línea, en particular una instalación de
recubrimiento PECVD (deposición química en fase de vapor asistida
por plasma) en línea, así como a un procedimiento para el
tratamiento de un sustrato dispuesto en un portador, en particular
un procedimiento de recubrimiento mediante un procedimiento PECVD
(deposición química en fase de vapor asistida por plasma).
Se conocen varios procedimientos para el
recubrimiento de sustratos. Uno de estos procedimientos, que se
utiliza, por ejemplo, para la producción de células fotoeléctricas,
es el procedimiento PECVD (deposición química en fase de vapor
asistida por plasma). Las diferentes capas en el contexto del
recubrimiento PECVD se aplican normalmente en instalaciones de
varios módulos.
En el caso de instalaciones PECVD de varios
módulos, especialmente el transporte y el contacto entre los
portadores de sustrato y los electrodos o conexiones de electrodo
previstos en la cámara de recubrimiento han resultado ser
problemáticos y limitados para el rendimiento. Una causa frecuente
de un mal contacto es la expansión térmica de los portadores de
sustrato debido a altas temperaturas de proceso.
Esto ha dado lugar a una estructura
relativamente compleja de las cámaras de reacción, a altos costes de
mantenimiento y a un menor rendimiento debido a medidas complejas
de transporte y contacto. Además, los errores durante el contacto
pueden dar lugar a resultados de recubrimiento inadecuados y a
interrupciones de servicio en la instalación.
El documento US 2004/107911 A1 desvela un
elemento de soporte de sustrato que comprende una cámara de proceso,
herramientas de tratamiento para el procesamiento de un sustrato, y
un dispositivo de transporte, concretamente un robot que presenta
una mano para elevar y transportar el sustrato. El robot coloca un
sustrato que va a procesarse dos veces dentro de la cámara de
proceso en una posición predeterminada y lo saca de manera
horizontal sobre una placa de soporte que se eleva mediante una
barra elevadora. Los vástagos elevadores tienen una forma
particular con el fin de evitar una deformación de sustratos de gran
superficie durante el proceso de recubrimiento.
El documento EP 0 930 642 A1 desvela un aparato
de tratamiento de plasma que presenta un mecanismo de brazo
portador y un mecanismo elevador para elevar un sustrato hasta una
posición de tratamiento.
Teniendo en cuenta lo anterior, el objeto de la
presente invención es proponer una cámara de recubrimiento, una
instalación de recubrimiento y un procedimiento que garanticen un
transporte sencillo así como un contacto seguro y fiable con los
portadores de sustrato en una cámara de reacción.
Este objeto se consigue mediante la provisión de
una cámara de proceso según la reivindicación 1, una instalación de
recubrimiento en línea según la reivindicación 16, y mediante un
procedimiento según la reivindicación 18.
La cámara de proceso (cámara de reacción) según
la invención para el tratamiento de un sustrato, en particular para
el recubrimiento de un sustrato mediante un procedimiento PECVD
(deposición química en fase de vapor asistida por plasma), se
define en la reivindicación 1 y comprende un recipiente,
herramientas de tratamiento para generar las condiciones de
reacción para el tratamiento del sustrato, al menos un portador
móvil en el recipiente, dicho portador para portar al menos un
sustrato, un dispositivo de transporte para transportar el portador
al interior del recipiente o desde el recipiente a lo largo de una
ruta de transporte definida por el movimiento, donde el dispositivo
de transporte presenta al menos un dispositivo de guiado para guiar
al menos un portador a lo largo de la ruta de transporte. Además, la
cámara de proceso comprende medios dentro de la cámara de proceso
para desacoplar del dispositivo de guiado un portador colocado en
una posición de transporte, y medios para recibir el portador desde
el dispositivo de guiado, donde los medios de recepción comprenden
un dispositivo de transferencia para transferir el portador desde la
posición de transporte hasta una posición de tratamiento
transversal a la dirección de transporte.
\newpage
El dispositivo de guiado comprende al menos un
carril guía y una pluralidad de rodillos guía que se enganchan con
el carril guía.
La cámara de proceso se utiliza particularmente
en procesos de recubrimiento PECVD estacionarios. Los portadores
comprenden, por ejemplo, una estructura a la que se fija el
sustrato. El dispositivo de transferencia recibe un portador y lo
saca de la ruta de transporte de manera transversal, es decir,
lateralmente, después de desacoplarlo del dispositivo de guiado.
Generalmente, la idea subyacente de la invención es separar de
manera funcional el transporte y el guiado, y el transporte y el
contacto, respectivamente.
En particular, la cámara de proceso está formada
de manera que el sustrato dispuesto en el portador se transporta
esencialmente de manera vertical a lo largo de la ruta de transporte
mediante el dispositivo de transporte.
Preferentemente, la dirección de transferencia
es esencialmente perpendicular a la ruta de transporte o a la
dirección de transporte, de manera que la alineación del sustrato en
la posición de tratamiento del portador es esencialmente paralela a
la alineación del sustrato en la posición de transporte del
portador.
En particular, la cámara de proceso comprende
una estructura de contacto dispuesta dentro o en el recipiente,
siendo la finalidad de dicha estructura el contacto y la alineación
del portador en la posición de tratamiento en la estructura de
contacto. En la posición de tratamiento, el portador está por tanto
desviado lateralmente con respecto a la ruta de transporte (carril
de transporte, dirección de transporte), por lo que está en contacto
con la estructura de contacto en la posición de tratamiento.
Con el fin de hacer posible un contacto seguro
con la estructura de contacto, inicialmente el portador puede
colocarse más o menos delante de la estructura de contacto mediante
un dispositivo de determinación de posición. Para una colocación
precisa, un mandril de centrado con un lóbulo de sujeción puede
atravesar un taladro de centrado correspondiente previsto en la
sección inferior del portador. De esta manera se crea un
acercamiento relativamente preciso del portador hacia la estructura
de contacto y un contacto seguro entre el electrodo dispuesto en la
estructura de contacto y un contraelectrodo previsto en el portador,
de manera que el proceso de tratamiento puede llevarse a cabo sin
problemas.
Las herramientas de tratamiento son en
particular herramientas de recubrimiento que comprenden al menos un
electrodo. En la posición de tratamiento, se hace que este electrodo
haga contacto con el contraelectrodo previsto en el portador.
Herramientas de recubrimiento adicionales pueden
estar previstas en la forma de, por ejemplo, una entrada de gas,
una salida de gas, un contraelectrodo previsto en el portador, una
fuente de alimentación para proporcionar energía eléctrica al
electrodo para generar las condiciones de reacción, para generar
plasma para el tratamiento del sustrato, etc.
En particular, el electrodo está dispuesto en la
estructura de contacto. De esta manera, se garantiza que el
portador alineado de manera opuesta a la estructura de contacto está
colocado firmemente de manera que los contracontactos previstos en
el portador también establezcan un contacto seguro con
contracontactos correspondientes en la estructura de contacto
durante la expansión térmica del portador y del sustrato.
Preferentemente, en la posición de tratamiento,
la estructura de contacto presenta contactos para crear una
conexión con contracontactos correspondientes dispuestos en el
portador. El portador puede llevarse, por ejemplo, a través de
brazos de soporte contra la estructura de contacto del electrodo con
el fin de que pueda establecerse contacto entre el electrodo
trasero del portador y el electrodo de la estructura de contacto. El
portador puede estar equipado además con contactos elásticos en la
sección de la estructura de contacto. Por lo tanto, la invención
garantiza un transporte fiable y reproducible, así como el contacto
del portador en una instalación de recubrimiento en línea, incluso
a temperaturas de funcionamiento elevadas y en una expansión térmica
asociada del portador.
En particular, el dispositivo de transporte
presenta al menos un accionador y medios para transmitir la fuerza
de accionamiento para transportar el portador a lo largo de la ruta
de transporte.
En una realización preferida, los medios para
transmitir la fuerza de accionamiento presentan al menos un primer
posicionador de rodillo, que en la posición de transporte presenta
una conexión operativa con el portador. La conexión operativa con
el dispositivo de transporte puede ser, por ejemplo, un enganche por
fricción de los rodillos de un primer posicionador de rodillo
inferior con un carril guía inferior del portador. Además, puede
proporcionarse, por ejemplo, un segundo posicionador de rodillo
superior no accionado para colocar el portador dispuesto de manera
vertical durante el transporte. La transmisión de la fuerza de
accionamiento de un accionador previsto fuera del recipiente hacia
los rodillos puede llevarse a cabo a través de un elemento de
guiado continuo de vacío al interior del recipiente. El posicionador
de rodillo puede, con el fin de que pueda desacoplarse
posteriormente del portador, conectarse de manera separable al
accionador mediante un acoplamiento magnético.
En particular, el dispositivo de guiado presenta
al menos un posicionador de rodillo. Un posicionador de rodillo
inferior y/o superior puede formarse simplemente como un elemento de
guiado o como un elemento de guiado y de accionamiento. El portador
presenta carriles guía superiores e inferiores correspondientes que
se enganchan en la posición de transporte con los posicionadores de
rodillo. El transporte del portador desde un módulo de una
instalación de recubrimiento hasta otro módulo tiene lugar en la
posición de transporte. Los posicionadores de rodillo, en
particular los rodillos guía superiores del portador, pueden
formarse de manera que sea posible la expansión del portador debido
al calentamiento y se permitan cambios en la expansión vertical.
Preferentemente, los medios comprenden al menos
un dispositivo elevador para desacoplar el portador del dispositivo
de guiado. Por lo tanto, según la invención, debe llevarse a cabo
una transferencia horizontal del portador alineado de manera
vertical durante la transición desde la posición de transporte o de
transferencia hasta la posición de tratamiento, un desacoplamiento
activo debe tener lugar desde el dispositivo de guiado durante la
transición desde la posición de transporte hasta la posición de
transferencia. Esto puede llevarse a cabo mediante un dispositivo
elevador para los aparatos transportadores de rodillo. El aparato
transportador de rodillo inferior está situado de manera trasversal
hacia abajo, de manera que el portador sujetado anteriormente
mediante los brazos de soporte se desenganche del aparato
transportador de rodillo inferior. El desacoplamiento con respecto
al aparato transportador de rodillo superior puede llevarse a cabo
mediante una carrera ascendente del aparato transportador de
rodillo superior, o preferentemente haciendo descender el portador
antes de recibirse por el dispositivo de recepción. Accionadores de
elevación candidatos son, por ejemplo, motores eléctricos con
transmisión de husillo o cilindros neumáticos.
Por lo tanto, el dispositivo elevador está
formado especialmente para hacer descender y/o ascender al menos
una parte del dispositivo de guiado y/o hacer descender o ascender
el portador y/o desacoplar el portador del dispositivo de guiado o
acoplarlo al dispositivo de guiado. L se produce, por ejemplo, de
manera perpendicular a la dirección de transporte y/o de manera
perpendicular a la dirección de transferencia, siendo por tanto
verticalmente descendente de manera habitual y esencial con el
objetivo de hacer descender el dispositivo de guiado inferior y
verticalmente ascendente con el objetivo de acoplar el portador (por
ejemplo, antes de transportar el portador alejándolo de la estación
de recubrimiento después del recubrimiento). Durante el
desacoplamiento, el portador se desengancha de la conexión operativa
con el dispositivo de transporte, y durante el acoplamiento se
establece una conexión operativa.
Los medios de recepción comprenden
preferentemente al menos una estructura y/o un brazo de soporte con
un dispositivo de accionamiento para mover la estructura o el brazo
de soporte. La estructura y/o los brazos de soporte pueden,
mediante el dispositivo de accionamiento (accionador), mover el
portador al menos en la dirección de transferencia entre la
posición de transferencia y la posición de tratamiento.
Los medios de recepción presentan en particular
medios de enganche para engancharse con dispositivos
correspondientes formados en el portador. Un medio de enganche
puede ser, por ejemplo, al menos una, en particular varias
horquillas de captura que están conectadas al brazo de soporte.
Para la recepción del portador mediante los
medios de recepción pueden proporcionarse, por ejemplo, dos brazos
de soporte que se enganchan en varios puntos a la derecha y a la
izquierda de los lados verticalmente alineados del portador. Por lo
tanto, las horquillas de captura pueden estar dispuestas de manera
transversal en rebajes laterales del portador. A través del
descenso del posicionador de rodillo, el portador también desciende
y se transfiere a las horquillas de captura.
La carrera del posicionador de rodillo inferior
se elige de manera que el portador pierda el contacto con el
elemento de guiado superior y posteriormente (durante la recepción
mediante el dispositivo de transferencia), el posicionador de
rodillo inferior suelte el carril guía inferior del portador. La
posición de los rebajes de portador y las posiciones de las
horquillas se eligen de manera que el centro del sustrato y el
centro del electrodo estén a la misma altura cuando el portador se
aproxime a la estructura de contacto. De esta manera, se garantiza
que el sustrato esté siempre colocado de manera similar con respecto
al electrodo, independientemente de variaciones de temperatura.
El accionamiento de los brazos de soporte
mediante un accionamiento de brazo de soporte hace que el portador
se lleve contra la estructura de contacto en la que el electrodo
está dispuesto con el fin de que pueda establecerse un contacto
entre el electrodo trasero del portador y el electrodo.
Para localizar el contacto puede apretarse un
mandril de centrado dispuesto en la cámara de proceso de tal manera
que el portador se lleve adicionalmente a través del lóbulo de
sujeción del mandril de centrado a la estructura de contacto. En la
sección superior del portador puede proporcionarse un perno de
bloqueo con un dispositivo giratorio para un empuje adicional, que
en una posición inferior atraviesa una abertura dispuesta en el
portador y se gira 90º durante el apriete.
Después de que haya terminado el proceso de
recubrimiento, el portador se separa, en el orden inverso, de la
estructura de contacto y se devuelve a la posición de transporte.
Después de acoplarse al dispositivo de transporte, el transporte
tiene lugar hacia el siguiente módulo de recubrimiento.
Sin ninguna explicación adicional resulta
evidente que la invención es particularmente adecuada para
instalaciones de recubrimiento en línea, en las que varias
estaciones de recubrimiento están dispuestas en serie.
En una realización especial, el dispositivo de
accionamiento está formado de manera que, a través del accionamiento
y del movimiento del portador acoplado al dispositivo de
transferencia, la ruta de transporte queda libre para el transporte
de otros portadores. Por ejemplo, los brazos de soporte pueden
formarse con una extensión de carrera. Durante un proceso de
recubrimiento estático para un sustrato, diferentes portadores
pueden desplazarse por tanto pasada la estación de recubrimiento
ocupada y "adelantar" al portador que esté en la posición de
tratamiento. Por lo tanto, se evita un enfoque secuencial por parte
de todas las estaciones de recubrimiento. Como resultado,
dependiendo del tiempo de ciclo de la instalación, la proporción del
tiempo de deposición con respecto al tiempo de transporte/contacto
se mejora sustancialmente de esta manera y el rendimiento de la
instalación aumenta.
A través de la separación funcional de
transporte y guiado de los portadores con respecto al contacto, se
mejora el ámbito de diseño para un empuje de baja deformación de los
portadores (incluyendo el contraelectrodo) hacia el electrodo.
Además, la separación funcional del transporte con respecto al
contacto garantiza que el posicionador de rodillo y el carril guía
se suelten durante el recubrimiento de un sustrato, de manera que
otros portadores pueden desplazarse pasado el módulo de
recubrimiento. Esto es particularmente ventajoso con una
instalación PECVD en línea.
El objeto también se consigue mediante la
provisión de una instalación de recubrimiento en línea como la
especificada en la reivindicación 16, en particular una instalación
de recubrimiento PECVD (deposición química en fase de vapor
asistida por plasma) en línea, que comprende al menos una cámara de
proceso como la descrita anteriormente.
En particular, dos o más de las cámaras de
proceso según la invención pueden estar dispuestas en serie. La
ruta de transporte entre las cámaras de proceso determina la
dirección de transporte.
Una ventaja principal de la utilización de
instalaciones de recubrimiento en línea para procedimientos PECVD
con respecto a las instalaciones PECVD convencionales de varios
módulos consiste en una productividad sustancialmente superior de
las instalaciones en línea. Dada la misma productividad, la
utilización de instalaciones en línea puede reducir los requisitos
de espacio.
A través de la facilitación de "procedimientos
de adelantamiento" entre los portadores, tal y como se
proporciona en la presente invención, puede aumentarse la
flexibilidad durante el funcionamiento de la instalación de
recubrimiento en línea y, por lo tanto, aumentar el rendimiento.
Además, el objeto se consigue mediante un
procedimiento para el tratamiento de un sustrato dispuesto en un
portador como se especifica en la reivindicación 18, en particular
procedimientos de recubrimiento mediante un procedimiento PECVD
(deposición química en fase de vapor asistida por plasma), que
comprende las etapas de: a) transporte de un portador cargado con
al menos un sustrato a lo largo de una primera ruta de transporte
al interior de una cámara de proceso, en particular al interior de
una cámara de proceso como la descrita anteriormente, en una
posición de transporte mediante un dispositivo de transporte y de
guiado; b) accionamiento de un dispositivo de recepción; c)
accionamiento de un dispositivo de desacoplamiento para crear un
enganche con el fin de recibir el portador mediante el dispositivo
de recepción y para desacoplar el portador del dispositivo de
transporte y de guiado; d) accionamiento del dispositivo de
recepción para crear, con respecto a la ruta de transporte, un
movimiento lateral del portador hacia una estructura de contacto
dispuesta de manera lateral con respecto a la ruta de transporte,
siendo la finalidad de dicha estructura que el portador haga
contacto con la estructura de contacto y la creación de un contacto
entre los contactos formados en el portador y, de manera
correspondiente, en la estructura de contacto, y e) inicio del
proceso de tratamiento.
El dispositivo de transporte y guiado
proporcionado en la etapa a) comprende al menos un carril guía y una
pluralidad de rodillos guía para engancharse con los mismos.
En particular, el sustrato está alineado
esencialmente de manera vertical durante la ejecución del
procedimiento. El sustrato es normalmente un elemento rectangular,
plano, llano, en muchos casos con una gran superficie.
Precisamente, tales sustratos son apropiados para un transporte
vertical a través de una instalación por razones de espacio y por
razones de tratamiento del sustrato.
En particular, el accionamiento del dispositivo
de desacoplamiento en la etapa c) se lleva a cabo mediante el
descenso de un posicionador de rodillo.
En particular, después de alcanzar la posición
de contacto en la etapa d), el portador se desvía lateralmente de
manera que la ruta de transporte queda libre de modo que otros
portadores pueden pasar a lo largo de la ruta de transporte.
En una realización especial, el procedimiento se
repite en varias cámaras de proceso dispuestas en serie.
Objetos y ventajas adicionales de la invención
se obtendrán a partir de la siguiente descripción de realizaciones
específicas. Éstas muestran en
la Fig. 1 una vista en sección transversal de
una cámara de proceso según la presente invención;
la Fig. 2 una vista tridimensional de
componentes esenciales de la cámara de proceso de la invención;
y
la Fig. 3 una vista tridimensional adicional de
componentes esenciales de la cámara de proceso de la invención.
La Fig. 1 muestra una vista en sección
transversal a través de una cámara 1 de proceso o de reacción para
llevar a cabo un recubrimiento PECVD (deposición química en fase de
vapor asistida por plasma).
La cámara 1 de reacción comprende un recipiente
2 con al menos una puerta 3 para facilitar el acceso al interior
del recipiente 2. La cámara 1 de reacción está diseñada en este caso
como una doble cámara para el recubrimiento de dos sustratos. Sin
embargo, en el contexto de la invención, esto no es absolutamente
necesario de manera expresa.
Dentro del recipiente 2 están dispuestos dos
portadores 4a y 4b, donde el primer portador mostrado a la derecha
en 4a está en una posición de transporte, mientras que el segundo
portador 4b a la izquierda está en una posición de contacto y/o de
tratamiento. El primer portador 4a porta un primer sustrato 5a, el
segundo portador 4b porta un segundo sustrato 5b.
La cámara 1 de reacción como parte de una
instalación de recubrimiento PECVD en línea para el recubrimiento
estacionario de sustratos 5a, 5b, presenta un dispositivo de
transporte para transportar los portadores 4a o 4b cargados con los
sustratos 5a y 5b dentro del recipiente 2 y para el transporte entre
diferentes recipientes 2, módulos, cámaras, estaciones de
recubrimiento, etc. El dispositivo de transporte en la presente
realización comprende posicionadores 6a y 6b de rodillo inferior,
cuyos rodillos pueden accionarse mediante un accionador (21; véase
la Fig. 3) para transportar un primer portador 4a dispuesto en la
posición de transporte. Por un lado, el primer posicionador 6a de
rodillo inferior puede ponerse en movimiento y transportar el primer
portador 4a en una dirección perpendicular al plano del nivel de la
página, y por otro lado el posicionador 6a de rodillo inferior
sirve como una vía de deslizamiento inferior para el primer portador
4a y define su ruta de transporte. Para esta finalidad, el carril
14a guía inferior del primer portador 4a está enganchado con el
posicionador 6a de rodillo.
Además, también se proporcionan vías 7a y 7b de
deslizamiento superiores con rodillos guía, donde el primer
portador 4a dispuesto en la posición de transporte es guiado por la
primera vía 7a de deslizamiento superior. Un carril 13a guía
superior del primer portador 4a está enganchando con los rodillos
guía de la primera vía 7a de deslizamiento superior. La vía 7a de
deslizamiento superior está formada de manera que pueda permitirse
un cambio en la expansión lineal de un portador 4a y 4b (por
ejemplo, a lo largo de su expansión vertical) provocado por cambios
de temperatura.
Para acoplar y desacoplar un portador 4a o 4b a
o de la vía de deslizamiento y el dispositivo 6a, 7a de transporte,
los posicionadores 6a y 6b de rodillo presentan cada uno un
dispositivo 8a, 8b elevador. En la posición de transporte del
primer portador 4a mostrado a la derecha, el dispositivo 8a elevador
está extendido, de manera que el primer posicionador 6a de rodillo
en una posición superior está enganchado con el carril 14a guía
inferior del primer portador 4a. A través de un acoplamiento 9a o
9b magnético, el primer posicionador 6a de rodillo inferior o el
segundo posicionador de rodillo inferior se acopla de manera
magnética a un cabrestante. El accionador (no mostrado) está
dispuesto en la presente realización fuera del recipiente 2 y
transfiere la fuerza a los rodillos del primer posicionador 6a de
rodillo inferior a través de una alimentación 10 continua de vacío
y la garra 9a magnética acoplada.
Además, en el recipiente 2, estructuras 11a y
11b de contacto están dispuestas firmemente, es decir, no pueden
moverse dentro de la cámara de proceso, por ejemplo, acopladas al
recipiente. Las estructuras 11a y 11b de contacto se acercan a los
portadores 4a y 4b y después hacen contacto con los mismos. Las
estructuras 11a y 11b de contacto presentan cada una al menos un
electrodo 12a y 12b. El primer electrodo 12a de la primera
estructura 11a de contacto no está en contacto con el primer
portador 4a, ya que el primer portador 4a está en la posición de
transporte. Por el contrario, el segundo portador 4b está en una
posición de contacto o de tratamiento y se apoya contra la segunda
estructura 11b de contacto, es decir, se empuja contra la misma
haciendo que el segundo electrodo 12b haga contacto con un
contraelectrodo correspondiente previsto en el portador 4b.
La transferencia entre la posición de
transporte, la posición de desacoplamiento con respecto al
dispositivo de transporte (posición de desacoplamiento), y la
posición de contacto o de tratamiento de los portadores 4a, 4b y,
por lo tanto, de los sustratos 5a, 5b se lleva a cabo mediante un
dispositivo de transferencia/recepción formado de manera especial
(no mostrado en la Fig. 1). Los medios para la recepción del
portador desde el dispositivo de transporte se describen en mayor
detalle con referencia a las Figs. 2 y 3. Éstos transfieren el
portador 4a desde la posición de transporte mostrada a la derecha de
la Fig. 1 hasta una posición de contacto mostrada a la izquierda de
la Fig. 1.
La Fig. 2 muestra una vista tridimensional de
las partes esenciales de una cámara de reacción según la invención,
en particular también dispositivos 15a, 16a y 15b, 16b de
transferencia/recepción.
Al igual que en la Fig. 1, se muestran dos
portadores 4a y 4b, donde el primer portador 4a está en una posición
de transporte y el segundo portador 4b en una posición de
transferencia (posición de desacoplamiento).
En la posición de transporte, el dispositivo 8a
elevador para el posicionador 6a de rodillo inferior está
extendido, de manera que el primer portador 4a con su carril 13a
guía superior y su carril 14a guía inferior está enganchado con
rodillos guía o cabrestantes 7a y 6a superiores e inferiores del
dispositivo de transporte y guiado de la instalación. El transporte
a lo largo de una ruta de transporte entre los módulos de la
instalación de tratamiento tiene lugar mediante el accionamiento de
los rodillos del posicionador 6a de rodillo inferior y la
transmisión de potencia al portador 4a mediante fricción.
El dispositivo 15a, 16a de
transferencia/recepción para el primer portador 4a está
desenganchado del primer portador 4a en la posición de transporte.
El dispositivo 15a, 16a de transferencia/recepción presenta primeros
brazos 15a de soporte en los que están dispuestas horquillas 16a de
captura. Estas horquillas 16a de captura pueden engancharse con
rebajes 17a de portador formados de manera correspondiente y, por lo
tanto, recibir el portador 4a y llevarlo desde una posición de
transporte a una posición adicional, por ejemplo una posición de
contacto o de recubrimiento en contacto con una estructura de
contacto (no mostrada), tan pronto como el primer portador 4a esté
mas ó menos colocado.
Los componentes mostrados que utilizan el
segundo portador 4b corresponden a los componentes ya descritos que
utilizan el primer portador 4a.
Sin embargo, el segundo portador 4b mostrado en
la Fig. 2 está en una posición de desacoplamiento. El segundo
portador 4b ha sido recibido por el segundo dispositivo 15b, 16b de
transferencia/recepción con brazos 15b de soporte y horquillas 16b
de captura, es decir, las segundas horquillas 16b de captura se
enganchan con rebajes 17b de portador correspondientes en el
segundo portador 4b y portan el portador 4b.
En la posición de desacoplamiento, el segundo
portador 4b está desacoplado o separado de la vía de deslizamiento
y del dispositivo de transporte. El carril 13b guía superior y el
carril 14b guía inferior del segundo portador 4b no están
enganchados o en contacto con los posicionadores 7b y 6b de rodillo
inferior.
Para cambiar de la posición de transporte a la
posición de desacoplamiento, el segundo portador 4b se transporta
primero hasta una posición asignada a una segunda estructura de
contacto (no mostrada) en la ruta de transporte y centrada de
manera aproximada con respecto a una estructura de contacto (no
mostrada). Para un centrado preciso, la cámara de reacción presenta
un dispositivo 19 de centrado preciso inferior y un dispositivo 19'
de centrado preciso superior, por ejemplo, en la forma de un mandril
de centrado con un lóbulo de sujeción, que se engancha con un
taladro de centrado correspondiente del portador 4b.
Después, los segundos brazos 15b de soporte se
mueven mediante accionamientos 17b de brazo de soporte hacia el
segundo portador 4b, de manera que las segundas horquillas 16b de
captura del segundo dispositivo 15b, 16b de transferencia/recepción
se empujan al interior de los rebajes 17b de portador del segundo
portador. Los accionamientos 17b de brazo de soporte pueden ser
adecuados para facilitar los movimientos verticales y horizontales
de los brazos 15b de soporte.
Después, la garra 9b magnética mostrada en la
Fig. 1 se desacopla. El segundo dispositivo 8b elevador, por
ejemplo, un motor eléctrico con transmisión de husillo o un
accionador de elevación mediante cilindros neumáticos, estará
dispuesto entonces de manera transversal en una posición inferior.
Como resultado, el segundo portador 4b también desciende. El
descenso hace que el carril 13b guía superior se desenganche del
posicionador 7b de rodillo superior. Mientras, después de un
descenso definido, el segundo portador 4b se engancha con las
horquillas 16b de captura retraídas en los rebajes 17b, hasta que
queda soportado mediante las mismas, y el segundo dispositivo 8b
elevador desciende adicionalmente, de manera que el posicionador 6b
de rodillo inferior también se desengancha del carril 14b guía
inferior del segundo portador 4b. El portador 4b ha sido recibido
por las horquillas 16b de captura de los brazos 15b de soporte. La
carrera se elige de manera que el portador 4b ya no esté en las
vías 7b y 6b de deslizamiento superior e inferior. El segundo
portador 4b ahora adopta la posición de desacoplamiento
mostrada.
A partir de la posición mostrada que utiliza el
segundo portador 4b, el segundo portador 4b puede transferirse o
llevarse a posiciones adicionales, en particular a la posición de
recubrimiento (estacionaria) deseada en contacto con electrodos (no
mostrados) (12b, véase la Fig. 1), en la que se lleva a cabo el
proceso de recubrimiento, o a una posición de contacto con una
estructura de contacto (no mostrada) (11b, véase la Fig. 1). La
transferencia se lleva a cabo mediante un movimiento de los brazos
15b de soporte mediante el accionamiento a través de accionamientos
18b de brazo de soporte.
Después de que haya finalizado el proceso de
recubrimiento, el portador 4b se lleva de nuevo en una secuencia
inversa a la posición de transporte y se transporta hacia el
siguiente módulo de proceso.
La Fig. 3 muestra una vista tridimensional de
componentes esenciales adicionales de la cámara de reacción según
la invención.
El portador 4a está en una posición de
transporte, en la que el carril 13a guía superior está enganchado
con rodillos 7a guía superiores. El carril 14a guía inferior está
enganchado por consiguiente con rodillos 6a guía inferiores. Los
rodillos 6a guía inferiores están conectados de manera acoplada o
desacoplada a un accionador 21 para el posicionador 6a de rodillo
inferior a través de alimentaciones 10 continuas de vacío con garras
magnéticas correspondientes.
El portador 4a está colocado más o menos delante
de una estructura 11a de contacto. Para el posicionamiento
aproximado se proporciona un sistema 23 de determinación de
posición. Después de que se haya llevado a cabo el posicionamiento
aproximado, los brazos 15a de soporte se dispondrán de manera
transversal mediante el accionamiento de los accionadores 18a de
brazo de soporte tal y como se ha descrito con relación con la Fig.
2. Las horquillas 16a de captura de los brazos 15a de soporte se
enganchan con receptores 17a correspondientes en el portador
4a.
Con el fin de que el portador 4a pueda separarse
del dispositivo 6a, 7a de transporte, el posicionador 6a de rodillo
se desacopla primero del accionador 21 y, mediante un dispositivo 8a
elevador, para el que se muestran el elemento 8aa de guiado de
elevación y el accionador 8ab elevador para el posicionador 6a de
rodillo, se dispone hacia abajo de manera transversal. Las
horquillas 16a de captura reciben el portador 4a durante el
descenso del posicionador 6a de rodillo.
Después de la recepción del portador 4a mediante
los brazos 15a de soporte, el portador 4a se desplaza mediante el
accionamiento de los brazos 15a de soporte hacia la estructura 11a
de contacto y hace contacto con la misma (posición de contacto). El
portador 4a se lleva mediante los brazos 15a de soporte contra la
estructura 11a de contacto con el electrodo (12a, véase la Fig. 1)
dispuesto en la estructura 11a de contacto con el fin de que pueda
crearse contacto entre los contactos 20a (conectados al electrodo
trasero del portador 4a) y el electrodo (12a, véase la figura 1). A
este respecto, se hace que los contactos 20a previstos en el
portador 4a hagan contacto con contracontactos 24 correspondientes
dispuestos en una estructura 11a de contacto (véase también la Fig.
1), de manera que se facilita la entrada de energía desde la
estructura 11a de contacto al portador 4a.
Con el fin de que pueda garantizarse un contacto
fiable, los contactos 20a del portador 4a también pueden diseñarse
como contactos elásticos. Además, el mandril 19 de centrado inferior
puede presentar un dispositivo giratorio, el cual lleva a cabo un
movimiento de avance adicional del portador 4b hacia la estructura
11a de contacto. El perno 19 de bloqueo se aprieta (por ejemplo se
gira 90º), de manera que el portador 4a se empuja a través de los
lóbulos de sujeción correspondientes contra la estructura 11a de
contacto.
En una realización especial y dada una forma
correspondiente de los brazos 15a, 15b de soporte y/o una
disposición correspondiente de la estructura 11a, 11b de contacto
con respecto a la ruta de transporte, es posible que otros
portadores 4a, 4b pasen por un portador 4a, 4b dispuesto en la
posición de recubrimiento y adelanten al portador 4a, 4b. Como
resultado, el enfoque estrictamente secuencial de todos los módulos
de recubrimiento es sorteado por todos los portadores en una
instalación en línea. Es posible una mayor flexibilidad y, por lo
tanto, el tiempo de ciclo de la instalación puede aumentarse. En
general, la utilización de la cámara de reacción según la
invención, por ejemplo una instalación de recubrimiento en línea,
aumenta el rendimiento de modo que, dependiendo del tiempo de ciclo
de la instalación, la proporción del tiempo de deposición con
respecto al tiempo de transporte/contacto mejora
sustancialmente.
Claims (22)
1. Una cámara (1) de proceso para el tratamiento
de un sustrato (5a, 5b), en particular para el recubrimiento de un
sustrato (5a, 5b) mediante un procedimiento PECVD (deposición
química en fase de vapor asistida por plasma), que comprende un
recipiente (2), herramientas de tratamiento para generar las
condiciones de reacción para el tratamiento del sustrato (5a, 5b),
y
al menos un portador (4a, 4b) móvil previsto en
el recipiente (2) que porta al menos un sustrato, y un dispositivo
de transporte para transportar el portador al interior del
recipiente (2) o desde el recipiente a lo largo de una ruta de
transporte definida por el movimiento, donde el dispositivo de
transporte presenta al menos un dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de
guiado para guiar al menos un portador (4a, 4b) a lo largo de la
ruta de transporte, caracterizada por el hecho de que dicho
sustrato (5a, 5b) está soportado en dicho portador (4a, 4b) móvil,
dicho dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de guiado comprende al menos un
carril guía y una pluralidad de rodillos guía para enganchar el
carril guía en los rodillos guía, la cámara (1) de proceso comprende
medios dentro del recipiente (2) para desacoplar del dispositivo
(6a, 6b, 7a, 7b) de guiado un portador (4a, 4b) colocado en una
posición de transporte, y medios para la recepción del portador (4a,
4b) desde el dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de guiado, donde los
medios de recepción presentan un dispositivo de transferencia para
transferir el portador (4a, 4b) desde la posición de transporte
hasta una posición de tratamiento transversal a la dirección de
transporte.
2. La cámara (1) de proceso según la
reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la cámara
(1) de proceso está formada de manera que el sustrato (5a, 5b)
dispuesto en el portador (4a, 4b) puede transportarse alineado
esencialmente de manera vertical a lo largo de la ruta de transporte
mediante el dispositivo de transporte.
3. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que la dirección de transferencia está alineada esencialmente de
manera perpendicular a la ruta de transporte, de manera que la
alineación del sustrato (5a, 5b) en la posición de tratamiento del
portador (4a, 4b) es esencialmente paralela a la alineación del
sustrato (5a, 5b) en la posición de transporte del portador (4a,
4b).
4. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que la cámara (1) de proceso presenta al menos una estructura
(11a, 11b) de contacto dispuesta dentro del recipiente (2) con el
fin de alinear el portador (4a, 4b) en la posición de tratamiento en
la estructura (12a, 12b) de contacto y para hacer contacto con la
estructura (11a, 11b) de contacto a través del portador (4a,
4b).
5. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que las herramientas de tratamiento comprenden al menos un
electrodo (12a, 12b).
6. La cámara (1) de proceso según la
reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que el al
menos un electrodo (12a, 12b) está dispuesto en la estructura (11a,
11b) de contacto.
7. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada por el hecho de
que en la posición de tratamiento, la estructura (11a, 11b) de
contacto presenta contactos (24) para crear una conexión con
contracontactos (20a, 20b) correspondientes dispuestos en el
portador (4a, 4b).
8. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que el dispositivo de transporte presenta al menos un accionador
(21) y medios para transmitir la fuerza de accionamiento para
transportar el portador (4a, 4b) a lo largo de la ruta de
transporte.
9. La cámara (1) de proceso según la
reivindicación 8, caracterizada por el hecho de que los
medios para transferir la fuerza de accionamiento presentan al
menos un primer posicionador (6a, 6b) de rodillo.
10. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que el dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de guiado presenta al menos
un posicionador de rodillo.
11. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que los medios para desacoplar el portador (4a, 4b) del
dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de guiado comprenden al menos un
dispositivo (8a, 8b) elevador.
12. La cámara (1) de proceso según la
reivindicación 11, caracterizada por el hecho de que el
dispositivo (8a, 8b) elevador está formado para hacer descender y/o
ascender al menos una parte del dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de
guiado, para hacer descender o ascender el portador (4a, 4b) y/o
para desacoplar el portador (4a, 4b) del dispositivo (6a, 6b, 7a,
7b) de guiado.
13. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que los medios de recepción comprenden al menos una estructura
y/o un brazo (15a, 15b) de soporte con un dispositivo (18a, 18b) de
accionamiento para mover la estructura o el brazo (15a, 15b) de
soporte.
\newpage
14. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que los medios de recepción presentan medios de enganche (16a,
16b) para el enganche con dispositivos (17a, 17b) correspondientes
formados en el portador (4a, 4b).
15. La cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones 13 y 14, caracterizada por el hecho de
que el dispositivo (18a, 18b) de accionamiento está formado de
manera que, a través del accionamiento y del movimiento del
portador (4a, 4b) acoplado a los medios de recepción, la ruta de
transporte queda libre para el transporte de otros portadores (4a,
4b).
16. Una instalación de recubrimiento en línea,
en particular una instalación de recubrimiento PECVD (deposición
química en fase de vapor asistida por plasma) en línea, que
comprende al menos una cámara (1) de proceso según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores.
17. La instalación de recubrimiento en línea
según la reivindicación 16, caracterizada por el hecho de que
la instalación de recubrimiento comprende dos o más cámaras (1) de
proceso dispuestas en serie según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores.
18. Un procedimiento para el tratamiento de un
sustrato (5a, 5b) dispuesto en un portador (4a, 4b), en particular
procedimientos de recubrimiento mediante un procedimiento PECVD
(deposición química en fase de vapor asistida por plasma), que
comprende las etapas de:
- a.
- transportar el portador (4a, 4b) cargado con el sustrato (5a, 5b) a lo largo de una primera ruta de transporte al interior de una cámara (1) de proceso, en particular al interior de una cámara (1) de proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en una posición de transporte mediante un dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de transporte y guiado, donde el dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de transporte y guiado comprende al menos un carril guía y una pluralidad de rodillos guía para el enganche del carril guía con los rodillos guía;
- b.
- accionar un dispositivo (15a, 15b, 16a, 16b, 18a, 18b) de recepción;
- c.
- accionar un dispositivo (8a, 8b, 9a, 9b) de desacoplamiento para crear un enganche para recibir el portador (4a, 4b) mediante el dispositivo (15a, 15b, 16a, 16b, 18a, 18b) de recepción y para desacoplar el portador (4a, 4b) del dispositivo (6a, 6b, 7a, 7b) de transporte y guiado;
- d.
- accionar el dispositivo (15a, 15b, 16a, 16b, 18a, 18b) de recepción para crear, con respecto a la ruta de transporte, un movimiento lateral del portador (4a, 4b) hacia una estructura (11a, 11b) de contacto dispuesta de manera lateral con respecto a la ruta de transporte, siendo la finalidad de dicha estructura que el portador (4a, 4b) haga contacto con la estructura (11a, 11b) de contacto y la creación de un contacto entre los contactos (20a, 20b; 24) formados en el portador y, de manera correspondiente, en la estructura (11a, 11b) de contacto, y
- e.
- iniciar el proceso de tratamiento.
19. El procedimiento según la reivindicación 18,
caracterizado por el hecho de que el sustrato (5a, 5b) está
alineado esencialmente de manera vertical durante la ejecución del
procedimiento.
20. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 18 y 19, caracterizado por el hecho de que
el accionamiento del dispositivo (8a, 8b, 9a, 9b) de
desacoplamiento en la etapa de proceso c) comprende hacer descender
el posicionador (6a, 6b) de rodillo mediante un accionador (8a, 8b)
de elevación.
21. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 20, caracterizado por el hecho de que
después de alcanzar la posición de contacto en la etapa d), el
portador (4a, 4b) se desvía lateralmente de manera que la ruta de
transporte queda libre de modo que otros portadores (4a, 4b) pueden
pasar a lo largo de la ruta de transporte.
22. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 21, caracterizado por el hecho de que
el procedimiento se repite en varias cámaras (1) de proceso
dispuestas en serie.
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