用于处理扁平、易碎基体的装置

摘要

本发明涉及一种用于处理扁平、易碎基体(2)的装置(1)，其中，所述基体(2)在一处理腔中由处理液(14)加载作用。为此所述基体由输送装置(3)沿多个相互平行的轨迹引导水平穿行通过所述处理腔。至少一个对置保持装置(7、22)作用在基体(2)朝上的一侧上，并防止基体从输送装置(3)上抬起。为此将多个对置保持元件(7)这样固定在一共同的、跨越在不同轨迹上的轴(22)上，即，所述对置保持元件沿垂直方向可以相互独立地运动，并且能够在基体(2)上施加与基体的厚度基本上无关的压力。

权利要求

1.一种用于处理扁平、易碎基体的装置，包括：

a)一处理腔，在该处理腔中可利用处理液对基体进行加载作用；

b)一输送装置，利用该输送装置可以按多个相互平行的轨迹引导所述基体水平地穿行通过处理腔；

c)至少一个对置保持装置，所述对置保持装置作用在基体朝上的一侧上，防止其从输送装置上抬起，并包括一贯通全长的、跨越在多个轨迹上的轴，所述轴上固定有多个对置保持元件，其特征在于，

d)所述对置保持装置(7、22；107、122；207、222)设计成，使各对置保持元件(7；107；

207)沿垂直方向可相互独立地运动并由此能够在基体(2；102；202)上施加与基体的厚度基本上无关的压力。

2.按权利要求1的装置，其特征在于，所述扁平、易碎基体用于半导体工业和太阳能工业。

3.按权利要求1的装置，其特征在于，其上布置有所述对置保持元件(7；107)的所述轴(22；122)设计成柔性的，并为此设计得较细并由这样的材料制成，即，使所述轴在力加载作用时能够由于各对置保持元件(7；107)而向上弹性弯曲，并且使对置保持元件(7；

107)作用在基体(2；102)上的力的大小保持在基体的破坏极限以下。

4.按权利要求1的装置，其特征在于，所述对置保持元件(207)固定在可相对于所述轴(222)摆动的摆臂(240)上。

5.按权利要求1至4中任一项的装置，其特征在于，所述对置保持元件(7；107；207)同时还用作向基体(2；102；202)输入电流的接触元件并且所述轴(22；122；222)设计成对置保持元件(7；107；207)的电流输入部。

6.按权利要求1至4中任一项的装置，其特征在于，所述对置保持元件是滚轮(7；107；

207)。

说明书

用于处理扁平、易碎基体的装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于处理特别是用于半导体工业和太阳能工业的扁平、易碎基体的装置，包括：

[0002] a)一处理腔，在该处理腔中可利用处理液对基体进行加载作用；

[0003] b)一输送装置，利用该输送装置可以按多个相互平行的轨迹引导所述基体水平地穿行通过处理腔；

[0004] c)至少一个对置保持装置，所述对置保持装置作用在基体朝上的一侧上，防止其从输送装置上抬起，并包括一贯通(全长)的、跨越(设置)在多个轨迹(Spur)上的轴，所述轴上固定有多个对置保持元件。

背景技术

[0005] 在半导体工业和太阳能工业中，经常用到非常扁平的基体，如硅片(晶片(Wafer))、硅板和玻璃板，必须对所述基体进行各种不同种类的湿处理。所述处理例如是化学和电化学处理、清洗和干燥过程。处理液既可以用喷洒方法，也可以用浸渍方法施加。

[0006] 所述类型的基体非常易于破坏，因此必须以受到妥善保护的方式输送所述基体通过处理腔。

[0007] 已知的、如用于电路板电镀的水平通行电镀设备不能用于这里所述的基体。这种设备采用安装在跨越轨迹的共同的轴上的滚轮作为对置保持元件，这里通常也用作接触元件。电路板厚度较小的波动在这里不会对对置保持元件的压靠力产生强烈的影响；这种波动可由刚性的轴吸收，而不存在电路板破坏的危险。此外，水平电镀装置要求对置保持元件有大的压靠力，以考虑到这里高的流动电流保持过渡部电阻力较低。这种大的压靠力会破坏易碎的基体。

[0008] 在WO2005/093788A1、WO01/086913A1和WO03/086914中描述了专门为处理易碎基体设计的滚轮输送装置。但这里对置保持装置的构型非常复杂。

发明内容

[0009] 本发明的目的是，提供一种开头所述类型的装置，在所述装置中，可以用简单的结构对基体进行有保护的输送。

[0010] 根据本发明，这样来实现所述目的，即：

[0011] d)所述对置保持装置设计成，使各对置保持元件沿垂直方向可相互独立地运动并由此能够在基体上施加与基体的厚度基本上无关的压力。

[0012] 本发明基于这样的认知，即，基体的破坏通常是由于基体即使是很小的厚度差别造成的。如果多个对置保持元件布置在相同的刚性轴上，并且施加在极薄的基体上的压力刚好足够将其压住，对于较厚的基体可能已经超过破坏极限。因此，本发明设想了这样的可能性，即，配设给相同的贯通全长的轴的单个对置保持元件具有一定的向上和向下的可移动性，从而所述对置保持元件可跟随在平行的轨迹中的各基体的厚度差，并避免形成不允许地高的压力。

[0013] 在最简单的情况下，这可以这样来实现，即，布置有所述对置保持元件的所述轴设计成柔性的，并为此设计得较细并由这样的材料形成，即，使所述轴在力加载作用时可以由于各单个对置保持元件而向上弹性弯曲，并且使对置保持元件作用在基体上的力的大小保持在所述破坏极限以下。

[0014] 如果所述轴的材料是金属，则例如所述轴的直径在1至3毫米之间是合适的。

[0015] 此外另一种可选方案在于，所述对置保持元件固定在一可相对于所述轴摆动的摆臂上。在这种实施形式中，各种不同的、与相同的轴相配的对置保持元件的可移动性仍然是相互独立的。接触元件在基体表面上的支承力在必要时可以通过摆臂上的平衡重/对重调整。

[0016] 在电镀设备中，通常对置保持元件同时还用作向基体输入电流的接触元件，并且所述轴设计成对置保持元件的电流输入部。在根据本发明的装置中，这也可以用非常细的轴来实现，因为这里需要传递的电流比用于处理电路板的设备的情况小很多。

[0017] 对置保持元件适宜地是滚轮，因为滚轮会导致很小的摩擦并且特别有保护地贴靠在基体上。

附图说明

[0018] 下面借助于附图对本发明的实施例进行详细说明；其中

[0019] 图1以示意性侧视图示出用于对施加在一硅基体上的金属导体带进行电镀加强/加厚的装置；

[0020] 图2示出图1的装置垂直于其图平面的垂直剖视图；

[0021] 图3与图2类似地示出这种装置的第二实施例的视图；

[0022] 图4与图2和3类似地示出这种装置的第三实施例的视图；

[0023] 图5以俯视图示出图4的装置的局部；

[0024] 图6以放大的比例示出图4和5的装置的细部。

具体实施方式

[0025] 作为这里感兴趣的意义上的“处理”的示例，下面说明来自太阳能工业的一种应用场合：

[0026] 为了制造太阳能电池，使用厚度约为0.2mm的硅板，所述硅板在以后是“太阳能活性(sonnenaktiv)”的一侧具有蒸镀的或丝网印刷的薄的金属电导体带(Leiterzug)。所述导体带必须用电镀加强/加厚到1至20微米的层厚。加强材料可以是铜、锡、银或金。基体的相对侧是为此所需的、例如为接触条和/或接触窗形式的接触面，所述接触面与“太阳能活性”一侧上蒸镀的或丝网印刷的电导体带导电连接。

[0027] 图1示出总体用标号1表示的装置，可利用该装置对这种硅基体的蒸镀导体带进行加强。在图1中，示出三个这种硅基体，并用2a、2b和2c表示。借助于一个具有多个受驱动滚轮3a、3b、3c、3d的滚轮输送系统引导所述硅基体2a、2b、2c穿过电镀浴液14。输送方向由箭头4表示。电镀浴液14的液面15至少略微在硅基体2a、2b、2c的上方，例如在其上方0.1至10毫米。即硅基体2a、2b、2c在穿过电镀浴时完全浸入浴液14中。硅基体2a、2b、2c“太阳能活性”的一侧此时朝下，而硅基体2a、2b、2c具有接触面的一侧朝上。

[0028] 一板形的阳极5沿硅基体2a、2b、2c的运动路径并在其下方延伸，所述阳极与电镀电源6的正极相连。这里加强金属是铜、锡或银，由此可以使用可溶解的消耗性阳极5。但如果是镀金浴，则要利用不可溶解的阳极5工作。

[0029] 在硅基体2a、2b、2c与输送滚轮3a、3b、3c、3d相对的一侧布置有对置滚轮7a、7b、7c、7d。所述对置滚轮7a、7b、7c、7d有两个功能：一方面，所述对置滚轮构成将硅基体2a、
2b、2c柔和地向下压并由此将其保持在浴液14的液面15下方的引导装置。另一方面，所述对置滚轮7a、7b、7c、7d用作接触装置，利用所述接触装置可以使硅基体2a、2b、2c以及由此使蒸镀或丝网印刷在下侧上的导体带以未描述的方式与未示出的电镀电源的负极电连接。

[0030] 特别是如图2所示，设备1具有两个平行的“轨迹”，在所述轨迹中可以分别引导并排的硅基体2通过处理液14。每个所述轨迹都具有多个输送滚轮3，所述输送滚轮成对地彼此相对，并且所述输送滚轮在所述对中通过一中轴6彼此连接。侧向在输送滚轮3的外部，同样与中轴6相连地或与输送滚轮3结构统一地设有侧向引导滚轮20，所述侧向引导滚轮具有锥形的形状。基体2以其下侧在边缘侧支承在输送滚轮3上。输送滚轮3在其外周面上设有改善摩擦的O形环21。

[0031] 图2还示出，设备1的每个“轨迹”分别配设有一组对置滚轮7。不同轨迹在输送方向4上位于相同“高度”上的对置滚轮7安装在一共同的轴22上，并且是以这样的轴向位置布置，即，所述对置滚轮可以分别大致在两个输送滚轮3之间的中央在硅基体的上侧上滚动。轴22在两侧支承在轴承23中。所述轴不仅用作对置滚轮7的支架，而且用作对置滚轮的电流输入部。

[0032] 通过选择其材料和通过选择其几何形状，所述轴22设计成柔性的。这就是说，所述轴在较小的力的作用下就已经可以发生弯曲。这有这样的结果，即，如图2所示，两个位于相同的轴22上的对置滚轮7的垂直位置不必是相同的。例如，如果在图2右侧示出的硅基体2的上侧略高于左侧示出的轨迹体2的上侧，则在轴22发生一定程度的弹性变形的情况下，在右侧示出的对置滚轮7可以向上退让，而左侧示出的对置滚轮7保持贴靠在相配的硅基体2的上侧上。这样，即使在相互间有几何形状偏差的情况下，也可以有保护地引导硅基体2通过处理液14，从而避免了硅基体2的破坏破坏。

[0033] 由于在这里感兴趣的应用领域中待引导到基体2上的电流较小，轴22具有细的横2
截面对于引导所述电流就完全足够了。例如在具有180x80mm的尺寸、带有约0.25dm 的导
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电表面的太阳能板中，当电流密度为0.5A/dm 时，必须传递0.125A的电流。如果装置1具有例如六个平行的轨迹，则这对于每根轴22为0.75A。在这种较低的电流的情况下，对置滚轮7有较小的压靠力就足够了，这确保实现硅基体2受保护的通行。如果所述轴是由金属、特别是高级合金钢(Edelstahl)制成的，则可以考虑采用约1至约4mm的区间作为轴22的直径。

[0034] 图3以剖视图示出本发明的第二实施例，该剖视图与图2相对应。两个实施例彼此非常相似；因此，图3中相应的部件用与图2中相同的参考标号加100表示。唯一的区别在于，在轴122上，不是如图2的实施例那样，即，不是每个“轨迹”只设置一个(中央的)对置滚轮7，而是设置两个在边缘侧在硅基体102上滚动的对置滚轮107、107’。在硅基体102尺寸较大时可采用这种实施形式并这种实施形式可避免在硅基体中央区域内的下垂(Durchbiegen)。

[0035] 图4至6的内容是用于电镀加强施加在硅基体202上的金属导体带的装置201的第三实施例。所述第三实施例与上面所述的两个实施例也非常相似。如果图4至6中的部件对应于图1和2的实施例的部件，则所述部件用相同的参考标号加200表示。

[0036] 利用输送滚轮203、侧向引导滚轮220和使上述滚轮相互连接的中轴206来形成输送系统的两个“轨迹”，这完全对应于前述两个实施例的情况。区别仅在于保持对置滚轮207的形式。

[0037] 由于图4至6的实施例与图1和2的实施例非常相似，因此每个轨迹只配设有一组对置滚轮207，所述对置滚轮可以分别在输送滚轮203之间的中央在硅基体202的表面上滚动。但对置滚轮207不是直接与轴222相连，如所述两个前述实施例的情况那样。而是，所述对置滚轮支承在摆臂240叉状的端部区域中，所述摆臂本身以其相对的端部安装成可绕轴222旋转或摆动。在该实施例中，轴222可以是刚性的，即不需要为了避免在基体202上作用过大的力而是柔性的。可以看到，在相应地摆动时，两个对置滚轮207可以相互独立地沿垂直方向绕轴222移动，并且由此使得可以实现这样的压靠力，所述压靠力基本上与硅基体202和装置201本身的中的几何偏差无关。

[0038] 对置滚轮207用以支承在硅基体202上的力基本上由包括摆臂240和支承在摆臂中的对置滚轮207的可摆动单元的重量来确定。所述力在必要时可以通过一平衡重来调整。