CAMARA DE PROCESO, INSTALACION DE RECUBRIMIENTO EN LINEA Y PROCEDIMIENTO PARA TRATAR UN SUSTRATO.
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
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07101677.
Solicitante: APPLIED MATERIALS, INC..
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: A CORPORATION OF THE STATE OF DELAWARE 3050 BOWERS AVENUE,SANTA CLARA, CA 95054.
Inventor/es: SCHAFER, MICHAEL, HENRICH, JURGEN, HABERKORN,EDGAR.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 2 de Febrero de 2007.
Fecha Concesión Europea: 28 de Abril de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C23C16/54 QUIMICA; METALURGIA. › C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL. › C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; esmaltado o vidriado de metales C23D; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04). › C23C 16/00 Revestimiento químico por descomposición de compuestos gaseosos, no quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento, es decir, procesos de deposición química en fase vapor (pulverización catódica reactiva o evaporación reactiva en vacío C23C 14/00). › Aparatos especialmente adaptados para el revestimiento en continuo.
Clasificación PCT:
- C23C16/00 C23C […] › Revestimiento químico por descomposición de compuestos gaseosos, no quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento, es decir, procesos de deposición química en fase vapor (pulverización catódica reactiva o evaporación reactiva en vacío C23C 14/00).
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Cámara de proceso, instalación de recubrimiento en línea y procedimiento para tratar un sustrato.
Campo técnico
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).
Técnica anterior
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.
Objeto de la invención
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.
Solución técnica
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.
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...
Reivindicaciones:
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.
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:
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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