[发明专利]用于气相沉积系统中基板检测的主动观察端口检测组件

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及薄膜气相沉积系统的领域，其中，薄膜层，诸如半导体层，沉积于经过该系统输送的基板上。更特定而言，本发明涉及一种检测系统，其在基板移动经过气相沉积系统时检测基板的存在。

背景技术

薄膜光伏(PV)模块(也被称作“太阳能电池板”)的生产通常涉及将基板(诸如玻璃面板)输送进出气相沉积腔室，其中诸如碲化镉(CdTe)这样的半导体材料的薄膜层(在工业中大体上被认为小于10μm)被沉积到基板表面上。沉积过程可为任何已知过程，例如，近空间升华(CSS)系统或化学气相沉积(CVD)系统。

由于多种原因，观察端口或“窗口”通常设于沉积腔室壁中或沉积系统的输送结构中。举例而言，观察端口可提供对过程进行视觉检查的工具，或者可被配置成向控制设备提供输入，控制设备控制各种过程参数，诸如输送机速度等。但这些常规观察端口通常由玻璃或玻璃组合物形成且易于凝结或积累自沉积或输送机腔室升华的材料。此情形需要频繁地关闭系统以移除并清洁或替换观察端口。

已知遮板式观察端口在该工业中用于保护观察端口防止向升华材料暴露。但是，这些装置具有有限的用途，因为必须关闭遮板以起作用，这使得光学观察端口不能操作。

卷膜观察端口也是已知的。这些装置通过在观察端口光学器件上提供透明保护膜而操作。膜材料以卷形式提供，且由于膜由于凝结物而变模糊，膜从卷前移使得膜的“清洁”部段定位于观察端口光学器件前方。但这些装置需要周期性地维护和关闭沉积系统以替换膜材料。

还已知加热该观察端口以降低凝结水平且延长在清洁维护程序之间的时间。就此而言，各个对比文件描述了用于沉积腔室或设备的热观察端口。现参考(例如)美国专利第5,129,994号、第5,977,526号和第6,367,415号。但在这些对比文件中所描述的热观察端口并不特别地适于主动传感系统(active sensing system)且具有有限的功能。

因此，存在对于特别适合对经过气相沉积系统输送的基板进行主动检测的改进观察端口检测组件的需要。本发明涉及用于此目的的加热的观察端口组件。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述而明显，或者可通过实践本发明而学习。

根据本发明的方面，提供主动观察端口组件的实施例用于检测经过气相沉积系统输送的基板。观察端口组件包括壳体，壳体被配置成安装到气相沉积模块的壁上，例如到模块的侧壁或顶壁上。该壳体还包括封闭腔室、外侧端口和内侧端口。当安装到气相沉积模块的壁上时，外侧端口在该模块外部且内侧端口与模块的内部连通。举例而言，该模块可安装到模块的外表面上，且内侧端口延伸穿过该壁并到模块内。该组件还包括透镜组件，透镜组件安置于该腔室中且延伸到内侧端口内使得透镜组件向模块内的条件暴露。加热器元件配置于腔室内的透镜组件上。举例而言，加热器元件可在周向安装于延伸到腔室内的透镜组件的部分周围。主动发送器(active transmitter)或主动信号接收器(active signal receiver)之一被配置于腔室外部的外侧端口。此主动构件与透镜组件间隔开且在轴向对准。在此配置中，利用在外端口的主动发送器，主动信号通过透镜组件发送到腔室中，且从内端口出来。对于接收器在外端口的配置，主动信号通过内端口和透镜组件输送到腔室内且由接收器接收。

对上文所讨论的观察端口组件的实施例的变型和修改在本发明的范围和实质内且可在本文中进一步描述。

本发明还涵盖可用于气相沉积系统的模块的各种实施例，其中基板被输送经过该模块。该模块包括外壳，外壳具有第一壁和第二壁。这些壁可为相对的壁，诸如相对的侧壁或顶壁和底壁。内部输送机容纳于模块内且被配置成运输基板经过该外壳。第一观察端口组件安装于第一侧壁中，且第二观察端口组件安装于第二侧壁中。这些观察端口组件中的一个或两个可如上文所讨论的配置。在特定实施例中，观察端口组件中的每一个包括安装到模块壁上的壳体，且壳体还具有封闭腔室、外侧端口和内侧端口，内侧端口延伸穿过相应的壁。观察端口组件还包括透镜组件，透镜组件安置于该腔室内且延伸穿过该内侧端口。加热器元件配置于腔室内的透镜组件上。第一观察端口组件具有主动发送器，主动发送器配置于外侧端口，以通过透镜组件将主动信号发送到腔室内，且到模块外壳内朝向第二侧壁。安装到相对的第二侧壁上的第二观察端口组件包括接收器，接收器被配置于外侧端口，以接收主动信号，该主动信号通过内端口和透镜组件输送，通过该腔室且由该接收器接收。