(57)【要約】  （複数の）本発明は、１つまたは複数の処理される基板上に再現性のある、正確なスクリーン印刷されるパターンを供給することができる、スクリーン印刷チャンバ（１０２）内で基板（１５０）を処理するための装置および方法を提供する。一実施形態では、このスクリーン印刷チャンバは、基板が所望の材料でパターン化される、結晶シリコン太陽電池製造ラインの一部分内で、スクリーン印刷工程を実施するようになされている。一実施形態では、このスクリーン印刷チャンバは、Ｂａｃｃｉｎｉ  Ｓ．ｐ．Ａから入手可能なＲｏｔａｒｙ  ｌｉｎｅ  ｔｏｏｌまたはＳｏｆｔｌｉｎｅ（商標）ｔｏｏｌ内に位置決めされる処理チャンバである。
2011524287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料コンベアアセンブリであって、
基板支持表面を有するプラテンと、
前記基板支持表面に支持材料を供与するように構成された第１の材料位置決め機構と、
上に複数の特徴点が形成される第１の表面を有する前記支持材料と、
前記基板支持表面の少なくとも一部分を横切って移送される前記支持材料を前記第１の材料位置決め機構から受け取るように構成された第２の材料位置決め機構を備える、材料コンベアアセンブリと、
前記第１の表面上方に配設される１つまたは複数のセンサアセンブリであって、前記第１の表面上に形成される前記複数の特徴点の位置の変化を検知するように位置決めされるセンサアセンブリと、
前記１つまたは複数のセンサアセンブリから信号を受け取り、前記第１の材料位置決め機構または前記第２の材料位置決め機構に連結されるアクチュエータを使用して、前記基板支持表面上の前記支持材料の前記位置を制御するように構成された制御器を備える、基板を処理するための装置。
【請求項２】
前記１つまたは複数のセンサアセンブリのそれぞれがさらに、
前記支持材料の前記第１の表面に近接して搭載され、電磁放射線を放射するように構成された電磁放射線源と、
前記支持材料の前記第１の表面に近接して搭載され、前記第１の表面上に形成される複数の特徴点との相互作用の後の、前記電磁放射線源から供給される前記電磁放射線の強度の変動を検出するように構成された検出器と、
前記検出器からの信号を受信し、前記基板支持表面上の前記支持材料の前記位置を制御するように構成された制御器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記支持材料の前記第１の表面上に配設される基板を監視するように位置決めされる第１のカメラを備える検査システムをさらに備え、前記制御器が前記検査システムによって受信される情報に基づいて前記基板を位置決めするように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記支持材料が、前記第１の材料位置決め機構に連結される１つの端部と、前記第２の材料位置決め機構に連結される対向する端部とを有する材料の連続シートである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
少なくとも１つのベルトと前記少なくとも１つのベルトに連結されるコンベアアクチュエータとを備えるコンベアをさらに備え、前記コンベアが前記少なくとも１つのベルト上に配設される基板を前記支持材料の前記第１の表面まで移送するように位置決めされる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の特徴点が、前記支持材料内に堆積される材料または前記支持材料内の孔の規則正しく間隔をあけて配置される区域のパターンを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記１つまたは複数のセンサアセンブリのそれぞれが、容量型式のセンサ、光学測定センサ、または渦電流測定センサを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
支持材料の第１の表面上に基板を受け取るステップであって、前記第１の表面がその上に形成される複数の特徴点を有するステップと、
基板支持部の表面を横切って前記支持材料を移動させるステップと、
センサアセンブリを通り過ぎる前記複数の特徴点の移動を検知するステップと、
前記複数の特徴点の前記検知された移動から受信するデータに少なくとも部分的に基づいて、前記基板支持部の前記表面上の前記基板の位置を制御するステップを含む、基板を処理する方法。
【請求項９】
第１のコンベア上に前記基板を受け取るステップと、
前記支持材料の前記第１の表面上に前記基板を受け取る間に、前記第１のコンベアから前記支持材料まで前記基板を移送するステップと、
前記基板が第１の位置にあるとき、前記基板支持部の前記表面を横切って移動する前記支持材料を停止させるステップと、
前記第１の表面上に配設される前記基板を、前記基板が前記第１の位置に維持されるように保持するために、前記支持材料の第２の表面の後ろの区域を空にするステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板支持部の前記表面上の前記基板の前記位置を制御した後で、前記基板をスクリーン印刷チャンバ内に位置決めするステップと、
前記スクリーン印刷チャンバ内に配設される前記基板上に材料を堆積させるステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の特徴点の前記移動を検知するステップが、
源からの電磁放射線を前記支持材料の前記第１の表面上に放射するステップであって、前記放射される放射線が前記第１の表面上に形成される前記複数の特徴点と相互作用するステップと、
前記電磁放射線の少なくとも一部分が前記複数の特徴点と相互作用した後で、前記電磁放射線の強度を受信するステップと、
前記基板支持部の前記表面上の前記基板の前記位置を求めるために、前記受信される電磁放射線の前記強度を監視するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の特徴点の前記移動を検知するステップが、容量型式のセンサ、光学測定センサ、または渦電流センサを通り過ぎる前記複数の特徴点のうちの少なくとも１つの移動を検知するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
カメラを使用して前記基板支持部上の前記第１の位置に配設される第１の基板を検査するステップをさらに含み、
センサアセンブリを通り過ぎる前記複数の特徴点の前記移動を検知するステップが、
前記支持材料の前記第１の表面上に源からの電磁放射線を放射するステップであって、前記第１の表面を打つ前記放射された放射線が前記第１の表面上に形成される前記複数の特徴点と相互作用するステップと、
前記電磁放射線のうちの少なくとも一部分が前記複数の特徴点と相互作用した後で、前記電磁放射線の強度を受信するステップを含み、
前記検知された移動から受信したデータに少なくとも部分的に基づいて、前記基板支持部の前記表面上の前記基板の位置を制御するステップが、
前記基板支持部の前記表面上の前記基板の前記位置を求めるために、前記受信される電磁放射線の前記強度を監視するステップと、
前記受信された電磁放射線の前記強度を監視することから受け取られた前記データに少なくとも部分的に基づいて、前記基板支持部の前記表面上の前記基板の前記位置を調整するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
第１の表面と、第１の端部および第２の端部を有する材料と、
前記第１の端部と第２の端部の間の方向に延びる、前記第１の表面のある区域上に形成される複数の特徴点とを備える、処理中に基板を支持するために使用される支持材料であって、
前記材料の前記第１の側の反対側に真空が加えられるとき、空気がその厚さを通過できるような十分な厚さを、前記第１の表面に対して実質的に直角な方向に有する、支持材料。
【請求項１５】
前記複数の特徴点が等間隔に配置される線のアレーを備える、請求項１４に記載の支持材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン印刷方法などの、パターン化された層を基板の表面上に堆積させるために使用するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光を電力に直接変換する光起電（ＰＶ）デバイスである。ＰＶデバイスは通常、１つまたは複数のｐ‐ｎ接合部を有する。各接合部は半導体材料内に、１つの側はｐ型領域という名称の、もう１つはｎ型領域という名称の２つの異なる区域を含む。ＰＶ電池のこのｐ‐ｎ接合部が（光子のエネルギからなる）太陽光に曝されるとき、この太陽光はＰＶ効果を介して電気に直接変換される。ＰＶ太陽電池は特定量の電力を発生し、電池は所望量のシステム電力を供給するようなサイズのモジュールにタイル張りされる。ＰＶモジュールは、特定のフレームおよびコネクタを有するパネルに連結される。これらの太陽電池は一般に、単結晶または多結晶シリコン基板の形態であり得るシリコン基板上に形成される。代表的なＰＶ電池は、基板内に形成されるｐ型領域の頂部上のｎ型シリコンの薄い層を有する、通常厚さ約０．３ｍｍより薄いｐ型シリコンウエハー、基板またはシートを備える。
【０００３】
光起電力市場は、過去１０年間３０％を超える年成長率で成長を遂げてきている。いくつかの論文は、世界中での太陽電池電力発生は近い将来１０ＧＷｐを越える可能性があると示唆してきた。全ての光起電モジュールの９５％を超えるものは、シリコンウエハーベースであることが予測されてきた。太陽電気コストを顕著に低下させる必要性と組み合わされた高い市場成長率は、結果として高品質の光起電デバイスを安価に形成するための多数の真剣な挑戦を生じさせてきた。したがって、商業的に発展し得る太陽電池を作る１つの主要な構成要素は、デバイスの歩留まりを改善し、基板処理能力を増加させることによって、太陽電池を形成するために必要な製造コストを減少させることにある。
【０００４】
スクリーン印刷は、布などの物体上に意匠を印刷するために長く使用されてきており、電子産業で基板の表面上の電気的接点または相互接続部などの電気的構成部品設計を印刷するために使用されている。最新技術の太陽電池製作方法もスクリーン印刷方法を使用する。電子デバイスまたは太陽電池上のずれた、または不正確に配置されたスクリーン印刷されたパターンは、デバイス歩留まりに影響を及ぼす可能性がある。さらに、太陽電池基板上にスクリーン印刷されるパターンを配置することの正確性は、太陽電池デバイスを生産するコストおよび太陽電池生産ラインの所有者のコストに影響を及ぼす可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、デバイス歩留まりを改善し、他の知られた装置より低い所有者（ＣｏＯ）のコストを生じさせるために、スクリーン印刷される材料の正確な配置を提供する、太陽電池、電子回路または他の有用なデバイスを生産するためのスクリーン印刷装置が求められている。
【０００６】
本発明は一般に、基板支持表面を有するプラテンと、基板支持表面に支持材料を供与する第１の材料位置決め機構と、上に複数の特徴点が形成される第１の表面を有するこの支持材料と、基板支持表面の少なくとも一部分を横切って移送される支持材料を第１の材料位置決め機構から受け取る第２の材料位置決め機構とを備える材料コンベアアセンブリと、第１の表面の上方に配設されるセンサアセンブリであって、第１の表面上に形成される複数の特徴点の位置の変化を検知するように位置決めされるセンサアセンブリと、センサアセンブリから信号を受け取り、第１の材料位置決め機構または第２の材料位置決め機構に連結されるアクチュエータを使用して、基板支持表面上の支持材料の位置を制御するようになされた制御器とを備える、基板を処理するための装置を提供する。
【０００７】
本発明の実施形態は、支持材料の第１の表面上に基板を受け取るステップであって、この第１の表面がその上に形成される複数の特徴点を有するステップと、基板支持部の表面を横切ってこの支持材料を移動させるステップと、センサアセンブリを通り過ぎる複数の特徴点の移動を検知するステップと、この複数の特徴点の検知された移動に少なくとも部分的に基づいて、基板支持部の表面上の基板の位置を制御するステップとを含む、基板を処理する方法をさらに提供する。
【０００８】
本発明の実施形態は、支持材料の第１の表面上に基板を受け取るステップであって、この第１の表面が上に形成される複数の特徴点を有するステップと、この支持材料を基板支持部の表面を横切って移動させるステップと、源からの電磁放射線を支持材料の第１の表面上に放射するステップであって、この第１の表面を打つ放射された放射線が第１の表面上に形成される複数の特徴点と相互作用するステップと、電磁放射線の少なくとも一部分がこの複数の特徴点と相互作用した後で、電磁放射線の強度を受信するステップと、基板支持部の表面上の基板の位置を求めるために、受信される電磁放射線の強度を監視するステップとを含む、基板を処理する方法をさらに提供する。
【０００９】
本発明の実施形態は、第１の表面と、第１の端部および第２の端部とを有する材料と、第１の端部と第２の端部の間の方向に延びる第１の表面のある区域上に形成される複数の特徴点とを備える、処理中に基板を支持するために使用される支持材料をさらに提供し、この材料は、この材料の前記第１の側と反対側に真空が加えられるとき、空気が厚さを通過できるような十分な厚さを第１の表面に対して実質的に直角な方向に有する。一例では、この複数の特徴点は、第１の表面上の形成される等間隔に配置される線のアレーを備える。
【００１０】
本発明の上記で述べた特徴が実現される方式が詳細に理解できるように、上記で短く要約された本発明のより詳細な説明を、添付の図面に示すその実施形態を参照することによって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による、スクリーン印刷システムの等角投影図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１に示すスクリーン印刷システムの平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による、ロータリーアクチュエータアセンブリの等角投影図である。
【図４】本発明の一実施形態による、スクリーン印刷システムの印刷ネスト部分の等角投影図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、印刷ネストの等角投影図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、図５Ａに示す印刷ネストの一区域の拡大等角投影図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、印刷ネストの一実施形態を示す側面概略横断面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、印刷ネストの一実施形態を示す側面概略横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
理解を容易にするために、可能な場合は、図に共通な同一の要素を指定するために同一の参照数字が使用されている。一実施形態の要素および特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み入れることができることが企図されている。
【００１３】
しかし添付の図面は、本発明の例示的な実施形態のみを示し、本発明は他の同等に効果的な実施形態も認めることができるので、本発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意すべきである。
【００１４】
（複数の）本発明は、１つまたは複数の処理される基板上に繰り返し可能な、正確なスクリーン印刷されるパターンを供給することができる、スクリーン印刷チャンバ内で基板を処理するための装置および方法を提供する。一実施形態では、このスクリーン印刷チャンバは、基板が所望の材料でパターン化される、結晶シリコン太陽電池生産ラインの一部分内でスクリーン印刷工程を実施するようになされている。一実施形態では、このスクリーン印刷チャンバは、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎｔａ  ＣｌａｒａのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．によって所有されるＢａｃｃｉｎｉ  Ｓ．ｐ．Ａ．から入手可能な、Ｒｏｔａｒｙ  ｌｉｎｅ  ｔｏｏｌまたはＳｏｆｔｌｉｎｅ（商標）ｔｏｏｌ内に配置される処理チャンバである。
【００１５】
スクリーン印刷システム
図１〜２は、本発明の様々な実施形態と共に使用することができる多重スクリーン印刷チャンバ処理システム、またはシステム１００を示す。一実施形態では、このシステム１００は一般に、２つの入って来るコンベア１１１と、ロータリーアクチュエータアセンブリ１３０と、２つのスクリーン印刷ヘッド１０２と、２つの出て行くコンベア１１２とを含む。２つの入って来るコンベア１１１のそれぞれは、入力コンベア１１３などの入力デバイスから基板をそれぞれ受け取り、この基板をロータリーアクチュエータアセンブリ１３０に連結される印刷ネスト１３１に移送することができるように平行処理構成に構成される。また、出て行くコンベア１１２のそれぞれは、ロータリーアクチュエータアセンブリ１３０に連結される印刷ネスト１３１から処理された基板を受け取り、各処理された基板を出口コンベア１１４などの基板取り出しデバイスまで移送するように構成される。この入力コンベア１１３および出口コンベア１１４は一般に、システム１００に連結されるより大きな生産ライン、例えばＲｏｔａｒｙ  ｌｉｎｅ  ｔｏｏｌまたはＳｏｆｔｌｉｎｅ（商標）ｔｏｏｌの一部分である自動化された基板ハンドリングデバイスである。図１〜４は、本明細書で説明される様々な実施形態から利益を得ることができる１つの考えられる処理システム構成のみを示すことを意図しており、したがって本明細書で説明される本発明の基本的な範囲から逸脱することなく他のコンベア構成および他の型式の材料堆積チャンバを使用できることに留意されたい。本明細書で説明される実施形態のうちの１つまたは複数から利益を受け取るように構成することができる他のシステム構成の例は、２００１年１２月１１日出願の同一出願人による米国特許第６，５９５，１３４号、および２００６年１０月３１日出願の同一出願人による米国特許出願第１１／５９０，５００号にさらに記載されており、それらは参照により本明細書に組み込まれている。
【００１６】
図２は、印刷ネスト１３１のうちの２つ（例えば、参照数字「１」および「３」）が、それらが基板１５０を印刷ネスト１３１のそれぞれから出て行くコンベア１１２まで移送することができ、各々が入って来るコンベア１１１のそれぞれから基板１５０を受け取ることができるように、向きを定められているロータリーアクチュエータアセンブリ１３０の位置を概略的に示すシステム１００の平面図である。したがって、この基板の動きは一般に、図１および２に示す経路「Ａ」に従う。この構成では、他の２つの印刷ネスト１３１（例えば、参照数字「２」および「４」）は、スクリーン印刷工程が２つのスクリーン印刷チャンバ（すなわち、図１のスクリーン印刷ヘッド１０２）内に位置決めされる基板１５０上に行うことができるように向きが定められている。また、この構成では、印刷ネスト１３１は、ネスト上での基板移動の方向がロータリーアクチュエータアセンブリ１３０に対して接線方向であるように向きが定められており、これは半径方向に向きが定められている基板移動を有する他の商業的に入手可能なシステムと異なる。ロータリーアクチュエータアセンブリ１３０に対してコンベアの向きを接線方向に定めることによって、システムの設置面積を増大させずに、基板を２つの位置、例えば参照番号「１」および「３」（図２）に供給し、２つの位置から受け取ることが可能になる。
【００１７】
１つの基板のみが一時にスクリーン印刷されるとき、印刷ヘッド１０２は一時に２つ以上の基板ではなく単一の基板にしか正確に位置合わせする必要がないので、印刷精度は非常に高いままであり得ると考えられる。したがって、この構成はスクリーン印刷処理の精度に影響を与えずに、システム処理能力およびシステム動作可能時間を増加させるために使用される。
【００１８】
入って来るコンベア１１１および出て行くコンベア１１２は一般に、基板１５０を支持し、システム制御器１０１と通信するアクチュエータ（図示せず）の使用によって基板１５０をシステム１００内の所望の位置に移送することができる、少なくとも１つのベルト１１６を含む。図１〜２は一般的に２つのベルト１１６型式の基板移送システムを示すけれども、本発明の基本的な範囲から変更せずに他の型式の移送機構を（複数の）同じ基板移送および位置決め機能を実施するために使用することができる。
【００１９】
このシステム制御器１０１は一般に、システム１００全体の制御および自動化を容易にするように設計され、通常中央処理ユニット（ＣＰＵ）（図示せず）と、記憶装置（図示せず）と、支持回路（またはＩ／Ｏ）（図示せず）とを含むことができる。このＣＰＵは、様々なチャンバ工程およびハードウエア（例えば、コンベア、検出器、モータ、流体供給ハードウエア、等）を制御し、このシステムおよびチャンバ工程（例えば、基板位置、処理時間、検出器信号、等）を監視するために工業的な設定に使用される任意の形態のコンピュータプロセッサのうちの１つであることができる。記憶装置はＣＰＵに接続され、現地または遠隔での、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）、読み出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、フロッピィディスク、ハードディスク、またはデジタル記録の任意の他の形態などの、直ぐに入手できる記憶装置の１つまたは複数であることができる。ソフトウエア命令およびデータは、ＣＰＵに命令するためにコーディングし、記憶装置内に記憶させることができる。支持回路もプロセッサを支持するために従来方式でＣＰＵに接続される。この支持回路は、キャッシュと、電力供給部と、時計回路と、入力／出力回路構成と、サブシステム等を含むことができる。システム制御器１０１によって読み出し可能なプログラム（またはコンピュータ命令）が、基板上でどの仕事が実施可能であるかを決める。このプログラムが、少なくとも基板位置情報と、様々な制御される構成部品の移動順序と、基板検査システム情報と、それらの任意の組み合わせを発生させ、それらを記憶するためのコードを含む、システム制御器１０１によって読み出し可能なソフトウエアであることが好ましい。
【００２０】
このシステム１００で利用される２つのスクリーン印刷ヘッド１０２は、スクリーン印刷工程中印刷ネスト１３１上に位置決めされる基板の表面上に所望のパターンで材料を堆積させるようになされた、Ｂａｃｃｉｎｉ  Ｓ．ｐ．Ａ．から入手可能な従来型のスクリーン印刷ヘッドであることができる。一実施形態では、このスクリーン印刷ヘッド１０２は、太陽電池基板上に金属含有材料または絶縁体含有材料を堆積させるようになされている。一例では、この基板は、サイズで約１２５ｍｍと１５６ｍｍの間の幅と約７０ｍｍと１５６ｍｍの間の長さを有する太陽電池基板である。
【００２１】
一実施形態では、このシステム１００は検査アセンブリ２００も含み、この検査アセンブリ２００は、スクリーン印刷工程が実施される前または後で基板１５０を検査するようになされている。この検査アセンブリ２００は、図１および２に示すように、位置「１」および「３」に位置決めされる、入ってくるまたは処理された基板を検査するために位置決めされる１つまたは複数のカメラ１２０を含むことができる。この検査アセンブリ２００は一般に、破損した、または誤処理された基板を生産ラインから取り除くことができるように、検査しその検査結果をシステム制御器１０１に通信できる少なくとも１つのカメラ１２０（例えば、ＣＣＤカメラ）および他の電子構成部品を含む。この誤処理された基板は、印刷ネスト１３１によって廃棄収集箱１１７に移送することができる。一実施形態では、この印刷ネスト１３１はそれぞれ、検査アセンブリ２００によって基板１５０をより容易に検査できるように、支持プラテン１３８（図４）の上方に位置決めされる、基板１５０を照明するためのランプ、または他の同様な光学的放射デバイスを含むことができる。
【００２２】
この検査アセンブリ２００は、印刷ネスト１３１のそれぞれの上の基板の正確な位置を求めるためにも使用することができる。各印刷ネスト１３１上の各基板１５０のこの位置データは、引き続くスクリーン印刷工程の精度を改善するために、スクリーン印刷ヘッド１０２内のスクリーン印刷ヘッド構成部品を位置決めし、向きを定めるようにシステム制御器１０１によって使用することができる。この場合は、印刷ヘッドのそれぞれの位置は、（複数の）検査工程ステップ中に受信したデータに基づき、印刷ネスト１３１上に配置される基板の正確な位置に対してスクリーン印刷ヘッド１０２を位置合わせするように自動的に調整することができる。
【００２３】
一実施形態では、図１〜３に示すように、ロータリーアクチュエータアセンブリ１３０は、各スクリーン印刷ヘッド１０２内で実施されるスクリーン印刷工程中、基板１５０をそれぞれ支持する４つの印刷ネスト１３１を含む。図３は、基板１５０が４つの印刷ネスト１３１のそれぞれの上に配設される構成を示す、ロータリーアクチュエータアセンブリ１３０の等角投影図である。このロータリーアクチュエータアセンブリ１３０は、印刷ネスト１３１を所望どおりにシステム内に位置決めできるように、ロータリーアクチュエータ（図示せず）とシステム制御器１０１を使用して軸「Ｂ」の周りを回転させ、その周りに角度的に位置決めすることができる。このロータリーアクチュエータアセンブリ１３０は、システム１００内で基板処理順序を実施するために使用される印刷ネスト１３１あるいは他の自動化されたデバイスの制御を容易にする、１つまたは複数の支持構成部品を有することもできる。
【００２４】
印刷ネスト構成
図４に示すように、各印刷ネスト１３１は一般に、送り込みスプール１３５と、巻き取りスプール１３６と、供給スプール１３５および／または巻き取りスプール１３６に連結される１つまたは複数のアクチュエータ（図示せず）とを有するコンベアアセンブリ１３９から構成され、それらはプラテン１３８を横切って位置決めされる支持材料１３７を送り込み、保持するように構成されている。このプラテン１３８は一般に、スクリーン印刷ヘッド１０２内で実施されるスクリーン印刷工程中、上に基板１５０および支持材料１３７が位置決めされる基板支持表面を有する。一実施形態ではこの支持材料１３７は、支持材料１３７の１つの側上に配設される基板１５０を、従来型の真空発生デバイス（例えば、真空ポンプ、真空エジェクター）によって支持材料１３７の反対側に加えられる真空によってプラテン１３８上に保持することができる多孔質の材料である。一実施形態では、基板がプラテンの基板支持表面１３８Ａに「チャック」され得るように、プラテン１３８の基板支持表面１３８Ａ内に形成される真空ポート（図示せず）に真空が加えられる。一実施形態では、この支持材料１３７は、例えばタバコに使用される蒸散可能な紙または同じ機能を果たすプラスチックまたは布地材料などの別の類似の材料からなる蒸散可能な材料である。一例では、この支持材料１３７は、ベンゼン系統を含まないタバコ紙である。
【００２５】
一構成では、支持材料１３７上に位置決めされる基板１５０の移動を印刷ネスト１３１内で正確に制御できるように、ネスト駆動機構１４８が送り込みスプール１３５および巻き取りスプール１３６に連結され、あるいはそれらと係合するように構成されている。一実施形態では、送り込みスプール１３５および巻き取りスプール１３６は、それぞれ支持材料１３７の長さの対向する端部を受け取るように構成されている。一実施形態では、このネスト駆動機構１４８は、プラテン１３８を横切る支持材料１３７の動きおよび位置を制御するために、送り込みスプール１３５および／または巻き取りスプール１３６上に位置決めされる支持材料１３７の表面に連結される、または表面と接触している１つまたは複数の駆動輪１４７を含む。
【００２６】
図６Ａは、印刷ネスト１３１内のコンベアアセンブリ１３９の一実施形態を示す側面概略横断面図である。この構成では、プラテン１３８の両端間の支持材料１３７の張力および動きは、送り込みスプール１３５および／または巻き取りスプール１３６の回転移動を制御することができる、ネスト駆動機構１４８内の従来型のアクチュエータ（図示せず）によって制御される。一実施形態では図６Ａに示すように、この支持材料１３７は、送り込みスプール１３５と巻き取りスプール１３６の間でいずれかの方向に移動するとき、複数のプーリー１４０によって案内され、支持される。
【００２７】
図４および６Ａ〜６Ｂに示すようなロールからロール型式のコンベアシステムを使用する基板の移送および位置決めで生じる１つの問題点は、送り込みスプール１３５または巻き取りスプール１３６の角度的な移動によってプラテン１３８を横切って移動する支持材料１３７の量が変動し、したがって支持材料１３７上に配設される基板をプラテン１３８上の所望の処理位置に正確に、再現性高く移動させるシステム制御器の能力に影響を及ぼす可能性があることである。プラテン１３８上の基板の実際の位置の変動によって、所望どおりに位置合わせされる基板１５０およびカメラ１２０の全ての領域を検査工程中に確実に視るのに必要になるものより大きな視野を有するカメラ１２０が、検査アセンブリ２００内に必要となる。したがって、カメラの解像度は視野のサイズに反比例するので、基板上の欠陥を検出し、プラテン１３８上の基板の位置を求める検査システムの能力がしばしば所望の能力より悪くなる。したがって検査工程を改善するためには、デバイス歩留まりおよびスクリーン印刷工程の所有者のコストを改善するために、欠陥をより良好に検出するためのより高い解像度のカメラを使用できるように、プラテン１３８上に配設される基板の処理位置の変動を最小限にすることが望ましい。
【００２８】
プラテン１３８上の支持材料１３７上の基板の位置の変動の起こり得る１つの原因は、作動デバイスと送り込みスプール１３５または巻き取りスプール１３６上に位置決めされる支持材料１３７のスプールとの間の滑りによって生じる可能性がある。プラテン１３８を横切る支持材料１３７の移動の変動に対応するために、１つまたは複数のスプール（例えば、送り込みスプール１３５または巻き取りスプール１３６）の直径を測定する、または直径を変更することが可能である。あるいは、１つまたは複数のプーリー１４０または他の同様な支持材料１３７係合デバイスの回転を監視することによって、支持材料１３７の直線の動きを監視することが可能である。しかし、これらの技術の一般的な不正確さ、および材料係合構成部品（例えば、駆動輪１４７、プーリー１４０）間の起こり得る滑りに起因して、プラテン１３８の表面上の基板の位置決め精度は一般に、今日のまたは将来の生産ニーズに合致しないであろう。これらの技術を使用する変動の別の起こり得る原因は、材料が処理中に１つのスプールから別のスプールに移送されるとき、駆動される送り込みスプール１３５または巻き取りスプール１３６の１回転当りにプラテン１３８を横切って移送される支持材料１３７の量の変動である。一例では、プラテン１３８を横切る材料の動きが巻き取りスプール１３６の回転の動きによって制御される場合、プラテン１３８を横切るこの材料の移動は、巻き取りスプール１３６の周りに巻かれる支持材料１３７の直径、または量によって影響される。したがって、プラテン１３８を横切って直線的に通る支持材料１３７の量は、支持材料１３７が巻き取りスプール１３６の周りに巻かれたときに対比して、ほとんどの支持材料１３７が送り出しスプール１３５に巻かれたときに変動する。したがって、支持材料上に配設される基板の移動および位置をより正確に制御できるように、支持材料１３７の移動または位置を測定し、そのデータをシステム制御器１０１にフィードバックすることができるより直接的な測定技術が求められている。この改善される精度によって、より高い解像度のカメラ１２０（図１）をシステム１００内で処理される、入って来るおよび／または出て行く基板内の欠陥を検出するために使用することが可能になる。このより高い解像度のカメラは、誤処理される基板の数を減少させ、デバイス歩留まりを改善するのを助けることができる。
【００２９】
さらに、支持材料１３７の移動を直接監視することによって、システム処理能力を改善するために基板をより高い速度で搬送することができると思われる。支持材料１３７のより高い速度または加速に起因する、支持材料１３７と他のコンベアアセンブリ構成部品１３９との間の滑りが、プラテン１３８上の支持材料１３７および基板１５０の位置（図５Ａ）の精度および制御に影響を及ぼさない可能性が増加するので、より高い基板移送速度が一般に達成可能になる。
【００３０】
図５Ａ〜５Ｂおよび６Ａ〜６Ｂは、支持材料１３７の移動および位置を監視し、そのデータをシステム制御器１０１にフィードバックするために使用される検出システム１４３を含む印刷ネスト１３１を示す。一般に、支持材料１３７の移動および位置は、上に形成されるパターン１３７Ａを有する支持材料１３７の１つまたは複数の区域を視るように位置決めされる、検出システム１４３内のセンサアセンブリ１４２を使用して監視することができる。形成される要素のこのパターン１３７Ａは、それがセンサアセンブリ１４２の検出区域１４２Ｃ（図５Ｂ）を通過するとき、センサアセンブリ１４２によって検出することができる堆積される材料または形成される特徴点の規則正しいパターンを含むことができる。一例では、このパターン１３７Ａは、支持材料１３７の表面上に堆積される印刷インクの線の規則正しいアレーである。別の例ではこのパターン１３７Ａは、支持材料１３７内にエンボス加工される特徴点のアレーである。さらに別の例では、このパターン１３７Ａは、孔などの取り除かれた支持材料１３７の区域のアレーである。本明細書で使用されるとき用語孔は、限定ではなく支持材料１３７内に形成される、丸い孔、楕円形の孔、多角形状の孔、スロット、溝、切断部または他の同様な特徴点を含むことができる。
【００３１】
図５Ａは、支持材料１３７の１つの縁部上に形成され、検出システム１４３によって検査されるパターン１３７Ａの一実施形態を示す印刷ネスト１３１の等角投影図である。図５Ｂは、センサアセンブリ１４２と支持材料１３７上に形成されるパターン１３７Ａの拡大等角投影図である。一実施形態では、図５Ａ〜５Ｂに示すように、このパターン１３７Ａは、センサアセンブリ１４２を通過し、その中の構成部品によって検知される、支持材料１３７上に配設されまたは支持材料１３７内に形成される等間隔に配置される特徴点（例えば、線）のアレーを備える。
【００３２】
このセンサアセンブリ１４２は一般に、コンベアアセンブリ１３９内の構成部品によってパターン１３７Ａが移動するとき、その移動を監視することができる１つまたは複数の構成部品を含む。このセンサアセンブリ１４２は、パターン１３７またはパターン１３７Ａ内の特徴点がセンサアセンブリ１４２のそばを通過するとき、それを検出することができる、光学監視技術、容量測定技術、渦電流測定技術、または他の同様な適切な技術を利用することができる。一実施形態ではこのセンサアセンブリ１４２は、システム制御器１０１に接続される光源１４２Ａおよび検出器１４２Ｂを含む。通常この光源１４２Ａは、支持材料１３７の表面に向けられる、ＬＥＤまたはレーザーから供給される光などの、何らかの形態の電磁気的エネルギ源を一般に含む。通常この検出器１４２Ｂは、このエネルギとパターン１３７Ａ内の特徴点との相互作用に起因する、光源１４２Ａによって供給されるエネルギの強度の変動を検出するようになされた光伝導性センサ、熱電検出器、交流式光学センサ、直流式光学センサ、または他の同様なデバイスなどの従来型の光学検出器である。
【００３３】
一実施形態では、各印刷ネスト１３１は、パターン１３７Ａの動きを検出するようにそれぞれ位置決めされ、支持材料１３７の実際の動きを求めるためにシステム制御器１０１と組み合わせて使用される２つ以上のセンサアセンブリ１４２を含む。一構成では、この２つ以上のセンサアセンブリ１４２は、実際の位置を求めることができるようにパターン１３７Ａの異なる部分を監視するように位置決めされる。
【００３４】
一構成では、形成されるパターン１３７Ａ内の形状または１つまたは複数の材料は、光源１４２Ａから供給され、検出器１４２Ｂによって検知される光の１つまたは複数の波長を選択的に吸収する、あるいは選択的に反射する。一事例では、インク材料の等間隔で配置される線のアレーが支持材料１３７の表面上に堆積され、パターン１３７Ａがセンサアセンブリ１４２を通り過ぎて移動するとき、それは検出器１４２Ｂおよびシステム制御器１０１によって一連の信号強度の頂上と谷として見られる。このシステム制御器１０１は、この強度の頂上と谷の情報を、どれくらい支持材料１３７がセンサアセンブリ１４２を通り過ぎて移動したかを求めるために、あるいは支持材料１３７の一部分の実際の位置を求めるために使用することができる。いくつかの場合では、パターン１３７Ａ内の特徴点の形状は、支持材料１３７のロールの１つの区域から別の区域まで（すなわち、支持材料のロールの開始からロールの終了まで）変化させ、したがって、このロール上の支持材料１３７の区域の実際の位置についてのある情報を提供することができる。当業者は、本明細書で説明される本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、支持材料および基板の移動についての情報をシステム制御器１０１に提供するために、任意の知られた形状の、または間隔のパターン１３７Ａを使用できることを理解するであろう。同様に、基板１５０の表面の少なくとも一部分を視るようにセンサアセンブリ１４２を位置決めすることによって、基板および支持材料の位置および／または移動を制御するのを助けるために、基板１５０上の１つまたは複数の特徴点をセンサアセンブリ１４２およびシステム制御器１０１によって使用することもできる。
【００３５】
図６Ａは、支持材料１３７の移動を監視するために反射エネルギを使用するセンサアセンブリ１４２の一実施形態を示す、印刷ネスト１３１の側面横断面図である。この構成では、センサアセンブリ１４２は全体的に、パターン１３７Ａを含む支持材料１３７上の検出区域１４２Ｃ（図５Ｂ）を照射し、パターン１３７Ａとの干渉または相互作用によって変更される反射される光のある量を検出器１４２Ｂのところで受信する「Ｂ１」光源１４２Ａとから構成される。パターン１３７Ａとの相互作用に起因して検出器１４２Ｂによって受信されるこの変更されたエネルギは、支持材料１３７の移動および／または位置を制御できるようにシステム制御器１０１にフィードバックされる。一事例では、光源１４２Ａによって供給される電磁気的エネルギは、パターン１３７Ａの移動をシステム制御器１０１によって監視することができるように、支持材料１３７の表面またはパターン１３７Ａが形成される材料から選択的に反射されるように設計される。別の実施形態では、光源１４２Ａによって供給される電磁気的エネルギは、プラテン１３８から反射され、したがって、パターン１３７Ａ内の支持材料１３７の存在または不在が支持材料１３７の移動および／または位置を監視するために使用される。さらに別の実施形態では、光源１４２Ａによって供給される電磁気的エネルギは、支持材料１３７の不透明な性質のために主としてプラテン１３８から反射され、したがって、支持材料１３７の表面上に形成されるパターン１３７Ａ（例えば、堆積されるインク区域）内の材料の存在および不在は反射されるエネルギを変更するために使用され、その結果センサアセンブリ１４２を通り過ぎる支持材料１３７の移動についての情報を提供する。代替の構成では、このセンサアセンブリ１４２は、印刷ネスト１３１内などの、プラテン１３８の下方に位置決めされる。この場合には、支持材料１３７の表面上に形成されるパターン１３７Ａは、プラテン１３８内に形成される孔（図示せず）を介して視ることができる。
【００３６】
図６Ｂは、支持材料１３７の移動を監視するために貫通ビームセンサの構成を使用するセンサアセンブリ１４２の一実施形態を示す、印刷ネスト１３１の側面横断面図である。この構成では、このセンサアセンブリ１４２は一般に、支持材料１３７の反対側に配設される検出器１４２Ｂに光を供与するように位置決めされる光源１４２Ａから構成される。したがって、光源１４２Ａによって供給されるエネルギのパターン１３７Ａとの干渉または相互作用は、材料の移動および／または位置を制御できるように検出器１４２Ｂによって受信される。一実施形態では、光源１４２Ａによって供給される電磁気的エネルギは、支持材料１３７内の孔のアレーを通過し、したがってパターン１３７Ａ内の支持材料１３７の存在または不在は、支持材料１３７の移動および／または位置を監視するために使用される。別の実施形態では、光源１４２Ａによって供給される電磁気的エネルギは、主として支持材料１３７を通過し、したがってパターン１３７Ａ（例えば、インク）内の材料の存在は、支持材料１３７の移動についての情報を提供するのを助けるために、検出器１４２Ｂによって受信されるエネルギを変更するために使用される。一実施形態では、光源１４２Ａがプラテン１３８内に形成される孔１４４を貫通して光を供給する。
【００３７】
前述は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の他のおよびさらなる実施形態を本発明の基本的な範囲から逸脱することなく考え出すことができ、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって決められる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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