用於等離子體增強化學氣相沉積的腔室的製作方法

2023-07-07 18:26:31 3

專利名稱：用於等離子體增強化學氣相沉積的腔室的製作方法
技術領域：
本文所述實施例是關於處理半導體基板的設備及方法。詳言之，本文描述在實質垂直的位置用於半導體基板的整合工藝的設備與方法。
背景技術：
在許多半導體物品的製造中經常處理大基板。大半導體基板最普遍的終端應用為光伏面板及大顯示器基板。這些基板在典型的工藝中經受若干的工藝步驟，包括材料沉積步驟、材料移除步驟、清潔步驟等。在大部分的這些步驟中，基板是在實質水平的位置處理及輸送，並經常是一次處理一個基板。、在水平位置處理大基板將需要大佔地面積的設備以達成期望的產量。此設備的建造及操作費用昂貴，因而提高每個基板的單位成本。此外，一次處理一個基板也會提高成本。隨著市場對於大半導體基板的需求增長，仍舊需要符合成本效益來建造與操作的大基板製造工藝。

發明內容
本發明描述在實質垂直的位置處理基板的方法與設備。基板安裝在承載件上，承載件將基板移動至實質垂直的工藝腔室。基板在承載件上從系統中的一腔室移動至另一腔室，以實質垂直的定向處理基板。描述一種用於等離子體處理基板的腔室，腔室包含一具有實質垂直的主軸的封入件。天線結構置中安置於封入件中、平行於實質垂直的主軸定向、並耦合至功率源。兩個基板工藝區域界定於封入件內。基板工藝區域共用一共同空間並由天線結構分離。在另一實施例中，還描述一種處理基板的工藝，該工藝涉及在垂直的等離子體工藝腔室內以實質垂直的定向同時等離子體處理兩個基板。在實質垂直的等離子體工藝腔室中產生單一等離子體場，並使用單一等離子體場同時處理兩個基板。在又一實施例中，描述一種以實質垂直的定向真空處理基板的系統。系統包括一實質垂直的等離子體工藝腔室，該等離子體工藝腔室耦合至負載鎖定腔室；一承載件，用於在該系統內以實質垂直的定向來輸送基板；及一裝載器，用於在負載鎖定腔室與承載件之間移動基板。


為了更詳細地了解本發明的上述特徵，可參照實施例(一些描繪於附圖中)來理解本發明簡短概述於上的特定描述。然而，需注意附圖僅描繪本發明的典型實施例而因此不被視為本發明範圍的限制因素，因為本發明可允許其他等效實施例。圖I為朝向光或太陽輻射定向的多結太陽能電池的一實施例的示意圖。圖2為圖I的多結太陽能電池進一步包含η型非晶矽緩衝層的示意圖。
圖3為圖I的多結太陽能電池進一步包含P型微晶矽接觸層的示意圖。圖4A-4B為具有置中天線結構的工藝腔室的不同實施例剖面圖。圖5為具有置中天線結構的工藝腔室的另一實施例的剖面圖。圖6為具有垂直工藝腔室的工藝系統的三維視圖。圖7為具有多個垂直基板工藝腔室的工藝系統的一實施例的俯視示意圖。圖8為具有多個垂直基板工藝腔室的工藝系統的另一實施例的俯視示意圖。圖9為具有垂直工藝腔室的工藝系統的三維視圖。圖IOA為負載鎖定腔室、及具有一個真空機械臂的基板重新定向與定框腔室的實 施例。圖IOB為負載鎖定腔室、及具有兩個真空機械臂的基板重新定向與定框腔室的另一實施例。圖IlA為固定基板的機械臂的一實施例。圖IlB為固定基板的機械臂的一實施例，其中基板已從水平位置旋轉至垂直位置。圖IlC為機械臂將基板安裝至框架上的一實施例。圖12A為兩個單一基板框架的實施例。圖12B為定位在滾輪上的雙重基板框架的實施例。圖12C為移動通過圖9的工藝系統的雙重基板框架的實施例。圖13A為雙重基板框架的一實施例的示意截面圖。圖13B為雙重基板框架的另一實施例的不意截面圖。圖13C為雙重基板框架的第三實施例的示意截面圖。圖13D為具有形成雙重基板框架的指狀物的兩個靜電夾盤的示意截面圖。圖13E為具有坐落於工藝腔室中的雙重基板框架的工藝腔室的示意截面圖。圖13F為具有雙重基板框架的另一實施例的工藝腔室的示意截面圖。圖13G及H為雙重基板框架的其他實施例的示意截面圖。圖131具有雙重基板框架的另一實施例的工藝腔室的示意截面圖。圖13J為圖131的工藝腔室的俯視圖。圖14為圖9的工藝系統具有框架輸送車的三維視圖。圖15為圖9的工藝系統具有固定兩個基板的框架的另一截面圖。圖16A為適用於加熱及(或)冷卻大玻璃基板的腔室的三維視圖。圖16B為圖16A的加熱/冷卻卡匣的示意截面圖。圖17A為大玻璃基板的加熱/冷卻腔室的三維視圖。圖17B為17A圖的卡匣的截面圖。圖18A為大玻璃基板的負載鎖定/冷卻腔室的三維視圖。圖18B為圖18A的負載鎖定/冷卻卡匣的截面圖。各種圖示中的相似參考元件符號代表相似的元件。
具體實施例方式圖I為朝向光或太陽輻射102定向的多結太陽能電池100的一些實施例的示意圖。太陽能電池100包含基板104(例如玻璃基板、聚合物基板、金屬基板、或其他適合的基板)，基板上形成有薄膜。太陽能電池100還包含形成在基板104上的第一透明導電氧化物(TCO)層106、形成在第一 TCO層106上的第一 p-i-n結108、形成在第一 p-i-n結108上的第二 P-i-n結116、形成在第二 p-i-n結116上的第二 TCO層124、以及形成在第二 TCO層124上的金屬背層126。為減少光反射以改善光吸收，可通過溼式工藝、等離子體工藝、離子工藝、及(或)機械工藝選擇性將基板及(或)一或多個形成於基板上的薄膜紋理化(texture)。例如,在圖I的實施例中，第一 TCO層106經紋理化,而後續沉積於第一 TCO層106上的薄膜一般將遵循薄膜下方表面的形貌。第一 TCO層106及第二 TCO層124可各自包含氧化錫、氧化鋅、氧化銦錫、錫酸鎘、其組合、或其他適合材料。應了解，TCO材料也可包括額外的摻雜劑及組成物。例如，氧化鋅可進一步包括摻雜劑，例如鋁、鎵、硼、及其他合適的摻雜劑。氧化鋅較佳包含5原子百分比(atomic^)或更少的摻雜劑，且較佳包含2. 5原子百分比或更少的鋁。在一些例子中，可由玻璃製造商提供已經具有第一 TCO層106的基板104。
第一 p-i-n結108可包含P型非晶矽層110、形成在p型非晶矽層110上的本徵型非晶矽層112、以及形成在本徵型非晶矽層112上的η型微晶矽層114。在一些實施例中，P型非晶矽層110可形成約60埃至約300埃之間的厚度。在一些實施例中，可形成介於約1500埃至約3500埃間的厚度的本徵型非晶矽層112。在一些實施例中，可形成介於約100埃至約400埃間的厚度的η型微晶半導體層114。第二 p-i-n結116可包含P型微晶矽層118、形成在p型微晶矽層118上的本徵型微晶矽層120、以及形成在本徵型微晶矽層120上的η型非晶矽層122。在一些實施例中，可形成介於約100埃至約400埃間的厚度的P型微晶矽層118。在一些實施例中，可形成介於約10000埃至約30000埃間的厚度的本徵型微晶矽層120。在一些實施例中，可形成介於約100埃至約500埃間的厚度的η型非晶矽層122。金屬背層126可包括(但不限於)選自以下所構成的組的材料Al、Ag、Ti、Cr、Au、Cu、Pt、其合金、或其組合。可實行其他工藝來形成太陽能電池100，例如雷射刻劃工藝。可在金屬背層126上提供其他膜、材料、基板及(或)封裝來完成太陽能電池。可互相連接太陽能電池以形成模組，模組可繼而連接形成陣列。太陽輻射102由p-i-n結108、116的本徵層所吸收，並轉換成電子-空穴對。在p型層與η型層之間橫跨本徵層產生的電場使電子流向η型層且空穴流向P型層，而產生電流。因為非晶矽與微晶矽吸收太陽輻射102的不同波長，第一 p-i-n結108包含本徵型非晶娃層112,以及第二 p-i-n結116包含本徵型微晶娃層120。因此，由於太陽能電池100捕獲了大部分的太陽輻射光譜，太陽能電池100更有效率。由於非晶矽具有較微晶矽大的能帶，非晶矽的本徵層與微晶矽的本徵層的堆迭方式為使得太陽輻射102首先撞擊本徵型非晶娃層112,並隨後撞擊本徵型微晶娃層120。未被第一 p-i-n結108吸收的太陽福射持續前進到第二 p-i-n結116。太陽能電池100不需要在第一 p-i-n結108與第二 p_i_n結116之間使用金屬隧穿層。第一 P-i-n結108的η型微晶矽層114與ρ型微晶矽層118具有足夠的導電性以提供使電子能從第一 p-i-n結108流到第二 p-i-n結116的隧穿結。據信，由於第二 p-i-n結116的η型非晶矽層122更可抗氧(例如空氣中的氧)的攻擊，而能提升電池的效率。氧可能攻擊矽膜，且因此形成不純物，不純物會降低膜參與電子/空穴輸送通過該膜間的能力。圖2為圖I的多結太陽能電池100的示意圖，該多結太陽能電池100進一步包含形成在本徵型非晶矽層112與η型微晶矽層114之間的η型非晶矽緩衝層228。在一些實施例中，可形成介於約10埃至約200埃間的厚度的η型非晶矽緩衝層228。據信，η型非晶矽緩衝層228有助於橋接存在於本徵型非晶矽層112與η型微晶矽層114間的能帶隙偏移。因此，據信由於增進電流的收集而可改良電池效率。圖3為圖I的多結太陽能電池100的示意圖，該多結太陽能電池100進一步包含形成在第一 TCO層106與P型非晶娃層110之間的P型微晶娃接觸層330。在一些實施例中，可形成介於約60埃至約300埃間的厚度的ρ型微晶矽接觸層330。據信，ρ型微晶矽接觸層330有助於達成與TCO層的低電阻接觸。因此，據信，由於改善了 ρ型非晶矽層110與氧化鋅第一 TCO層106之間的電流，而改善電池效率。較佳地，由於使用大量的氫來形成接、觸層，P型微晶矽接觸層330可與包含能抗氫等離子體的材料(例如，氧化鋅)的TCO層結合使用。已發現氧化錫由於會由氫等離子體化學還原，故不適合與P型微晶矽接觸層結合使用。如圖2所示，應了解太陽能電池100可進一步選擇性包含形成在本徵型非晶矽層112與η型微晶半導體層114之間的η型非晶矽緩衝層。上述的太陽能電池一般製造為大基板，且隨後被切割成期望的尺寸。可使用本文所述實施例來處理具有10000平方釐米或更大的表面積的基板，例如25000平方釐米或更大，40000平方釐米或更大，或55000平方釐米或更大。圖6為具有多個垂直工藝腔室的工藝系統600的透視圖。工藝系統600包括移送腔室602及i^一個工藝腔室604-624。在其他實施例中，取決於工藝腔室的佔地面積以及可供工藝系統600使用的空間，工藝系統600包括5-15個工藝腔室，較佳為8-13個工藝腔室，更佳為11個。垂直工藝腔室減小工藝系統600的整體尺寸，並容許系統包括更多的工藝腔室，這樣可增加產量。在一些實施例中，工藝系統600相同於工藝系統500。工藝系統600包括兩個預熱腔室604及624，兩個退火腔室606及622，以及七個CVD腔室608-620。在一些實施例中，工藝系統600包括負載鎖定腔室(未圖示)，負載鎖定腔室可預熱進入工藝系統600的基板以及冷卻在工藝系統600中已經處理過的基板。將參照圖16A及16B描述加熱/冷卻卡匣的一實施例。在一些實施例中，工藝腔室604-624包括化學氣相沉積(CVD)腔室。CVD腔室在一些實施例中可沉積矽、鍺、鎵、銅、鋁、錫、氧化物、鋅、或銀至基板上。在一些實施例中，為了沉積具有期望性質的膜，可添加摻雜劑至工藝氣體中。摻雜劑包括磷、硼、及諸如二硼烷(B2H6)的化合物。在一些實施例中，工藝腔室604-624包括物理氣相沉積(PVD)腔室。PVD腔室在一些實施例中可沉積鋅、銅、銀、招、鉻、氧化鋅、氧化銦錫或鍺。工藝腔室604-624可包括一或多個退火腔室，退火腔室用於在沉積材料至基板上之前或之後處理基板。在一些實施例中，工藝系統600可包括一或多個蝕刻腔室。蝕刻腔室在一些實施例中可移除在其他工藝腔室604-624或其他系統中沉積的膜。工藝系統600可包括預熱及冷卻腔室，預熱及冷卻腔室分別在處理之前加熱基板以及在處理之後冷卻基板。在一些實施例中，一或多個清潔腔室包括在工藝腔室604-624之中。清潔腔室從基板移除粒子以防止汙染。粒子汙染源包括(但不限於)基板通過工藝系統600的移動及工藝系統600、蝕刻腔室、以及雷射刻劃系統外側的周圍環境。圖7為工藝系統700的俯視圖。工藝系統700包括負載鎖定腔室702、移送腔室704、定框(framing)腔室706、以及七個工藝腔室708-720。工藝腔室708-720可為具有單一工藝體積的等離子體工藝腔室，單一工藝體積由一或多個實質上垂直的天線分離成兩個工藝區域，各個工藝區域經配置以實質垂直的定向接收基板。在一些實施例中，如參照圖6所述，工藝腔室708-720包括CVD腔室(例如PECVD腔室400) ,PVD腔室、退火腔室、蝕刻腔室、基板清潔腔室、預熱腔室、及(或)冷卻腔室。負載鎖定腔室702在垂直位置從工藝系統700外側的周圍環境接收基板。位於周圍環境中的玻璃裝載機械臂(未圖示)將基板載入負載鎖定腔室702。玻璃裝載機械臂使用機械夾具以從位於工廠地板的傳送器拾起基板，將基板旋轉至垂直位置，以及將垂直的基板放入負載鎖定腔室702。為了儘可能以對基板正面最小損傷的方式而安全地旋轉基板，玻璃裝載機械臂上的機械夾具碰觸基板的正面的邊緣及一小部分。在其他實施例中，玻璃裝載機械臂使用基板背面上的真空抽吸以拾起及旋轉基板而將基板放至負載鎖定腔室702中。真空抽吸的使用減少了汙染基板正面的機會。在一些實施例中，負載鎖定腔室702包括兩個腔室。基板在一腔室載入工藝系統700而從另一腔室載出工藝系統700。在一些實施例中，在基板弓I入工藝腔室708-720之前，載入腔室預熱基板。預熱腔室將基板提升至或接近工藝溫度，例如約10(TC至約50(TC之間、較佳約200°C至約300°C之間。對在室溫下或接近室溫實行的工藝而言，可省略預熱腔室。在一些實施例中，用來將基板自工藝系統700載出的腔室將基板冷卻至或接近周圍環境的溫度。負載鎖定腔室702的高度(例如，2. 4米)是小於負載鎖定腔室702的深度(例如，2. 8米)，使基板是以短邊向前移動的方式載入負載鎖定腔室702。在其他實施例中，負載鎖定腔室702的高度(例如，3. 4米)是大於負載鎖定腔室的深度(例如，3. 2米)。定框腔室706包括真空機械臂722。真空機械臂722拾起位於負載鎖定腔室722中的基板，並將基板安裝至用來將基板移動通過工藝系統700的框架上。真空機械臂722使用晶圓背面的真空抽吸以拾起及安裝基板。在其他實施例中，基板獨立移動通過工藝系統700而不需要框架。在一些實施例中，基板在水平位置載入工藝系統700。真空機械臂722在基板安裝至框架上之前將位於水平位置的基板旋轉至垂直位置。框架的尺寸可比基板大、比基板小、或幾乎相同。在一實施例中，框架可小於基板。較小的尺寸減少了膜至框架的沉積並降低清潔框架的需求。降低清潔時間增加工藝系統700的產量。在一些實施例中，框架具有助於將基板固定在原位的四個上指狀物及四個下指狀物。在其他實施例中，框架在基板的頂部、底部、及側邊具有多個指狀物以將基板固定在原位(例如，在基板各側邊上的四個指狀物)。兩個單一基板框架可選擇性連接基板下方的鋁橫擋構件，以形成雙重基板框架，如後文參閱圖13A-D所述。在一些實施例中，兩個單一基板框架在形成雙重基板框架時於基板的上方及下方皆連接在一起。雙重基板框架在工藝腔室708-720中以面對面位置固定基板以供處理。在一些實施例中，基板在工藝腔室708-720中以背對背位置安裝以供處理。框架可通過靜電夾盤(ESC)使用靜電電荷將基板固定在原位，靜電夾盤位於框架的內側，如參照圖13A-13D所述。ESC於下文中參照圖37-38描述。在其他實施例中，在移動通過工藝系統700期間，框架使用真空抽吸將基板固定在原位。在一些實施例中，框架使用定向性粘著劑、以在將基板固定在原位，而不會汙染基板。框架為由陽極氧化鋁製成或塗覆有陽極氧化鋁以增加框架的耐久性。或者，框架也可由陶瓷材料製成。在一些實施例中，負載鎖定腔室702包括兩個真空機械臂722，個別用於各個單一基板框架。在基板於框架上旋轉及置放期間，機械臂722使用真空壓力以將基板固定在原位。在其他實施例中，機械臂722使用雙極靜電夾盤(ESC)或單極ESC產生的靜電電荷。在一些實施例中，機械臂722使用機械夾具來旋轉及框定基板。機械夾具接觸晶圓的背面及邊緣。在一些實施例中，機械夾具接觸基板的正面，以提供額外的支撐。移送腔室704有利於基板在定框腔室706與一或多個工藝腔室708-720之間的移動。移送腔室704以相同的界面自所有的腔室706-720接收基板並將基板引入到所有的腔室706-720 (例如，移送腔室704無法分辨定框腔室706及工藝腔室708-720之間的差異)。移送腔室704包括八個傳送器724，以將基板移動進出腔室706-720。位於定框腔室706中的傳送器726將基板框架滑動至移送腔室704的傳送器724中的一者。在單一基板框架未連接的情況中，移送腔室704的傳送器724可同時處理兩個框架，其中在各個框架上的基板面向在另一框架上的基板。在基板經過處理之後，傳送器726自傳送器724接收一對基 板框架。真空機械臂722自基板框架移下基板並將基板放入負載鎖定腔室702。工藝腔室708-720包括相似的傳送器(未圖示)以移動基板框架(例如，連接為雙重框架、一對未連接的框架、或獨立的個別框架)通過工藝系統700。在其他實施例中，使用滾輪將雙重基板框架移動通過工藝系統700。移送腔室704包括圍繞移送腔室704的中央垂直軸旋轉的轉盤728。轉盤728的旋轉將傳送器724對齊位於腔室706-720中的傳送器。轉盤728標示(index)各個腔室706-720之間旋轉的角度，使得轉盤728旋轉45度以將雙重基板框架或一對基板框架從一腔室移動至相鄰的下一個腔室。刻度(index)可為10-45度，較佳為22. 5_45度，更佳為45度。在其他實施例中，控制工藝系統700的軟體追蹤在腔室706-720之間旋轉轉盤728所需的時間量(例如，當在任何兩個相鄰腔室之間花費相同時間旋轉時)。在一些實施例中，軟體可追蹤不等的時間或旋轉角度，使得任兩相鄰腔室在腔室的開口之間可具有不等的距離。這允許不同尺寸的腔室附接至工藝系統700。不等的距離也允許腔室附接至工藝腔室700,以使工廠地板的空間使用最大化。當傳送器724的一者支撐框架並對齊腔室706-720中的一者時，使用傳送器724及匹配傳送器726 (在工藝腔室708-720中未圖示)將框架滑動至腔室中。在其他實施例中，具有輪子的梭動器將基板框架移動至介於腔室706-720之間的移送腔室704中。梭動器包括側支撐件以協助穩定基板框架並防止框架傾斜。在一些實施例中，梭動器在腔室706-720之間移動框架時沿著軌道移動。在其他實施例中，移送腔室704中位於轉盤728上的機械臂在腔室706-720之間移動基板框架。除了底部機構(例如傳送器724-726)之外，轉盤728還包括基板框架的側支撐件或頂支撐件，以協助穩定基板框架。在一些實施例中，傳送器724-726包括位於基板框架下方的電動輪及位於框架上方的非電動輪，以直立固定各個基板框架。工藝腔室708-720可包括電容耦合等離子體(CCP)腔室、感應耦合等離子體(ICP)腔室、微波腔室、CVD腔室、PVD腔室、預熱腔室、冷卻腔室、及(或)退火腔室。在一些實施例中，CCP及(或)微波腔室用於PECVD工藝以沉積薄膜至基板上。在其他實施例中，ICP腔室用來產生高密度等離子體(HDP)以沉積膜至基板上，其中減少了用來形成等離子體的電極上的汙染。在一些實施例中，工藝腔室708-720在同一時間使用單一等離子體場以面對面的位置來處理兩個基板。工藝腔室708-720在面對面的基板之間形成等離子體並同時在兩個基板上沉積膜。在其他實施例中，將以背對背位置固定兩個基板的基板框架引入工藝腔室708-720。工藝腔室708-720產生兩個等離子體場，以沉積膜至以背對背位置固定的基板上。在一些實施例中，工藝腔室708-720 —次處理兩對基板(例如，兩對固定在雙重基板框架或分離的未連接框架上的基板)。工藝腔室708-720具有遮罩(未圖示)，遮罩可防止材料沉積在雙重基板框架上。下遮罩防止工藝氣體沉積至位於兩個單一基板框架下方的招橫擋構件上。在一些實施例中，上遮罩防止材料沉積至雙重基板框架的上連接上。在一些實施例中，可使用額外的遮罩來防止材料沉積在雙重基板框架的側邊上。在一些實施例中，遮罩可為安裝在工藝腔室708-720側邊上的懸臂。或者，遮罩可安裝在工藝腔室708-720的頂部或底部上。一旦基板框架中的兩個基板處理完成，移送腔室704將基板框架移回定框腔室706。定框腔室706中的機械臂722從基板框架移下兩個基板並將基板放入負載鎖定腔室702。在一些實施例中，機械臂722將基板載入位於負載鎖定腔室702的冷卻腔室。基板可自負載鎖定腔室702載出進入工藝系統700外側的周圍環境以在另一系統(例如另一工藝系統700)中處理。一旦完成膜至基板上的沉積，可將基板移回模擬系統中測試。圖8為工藝系統800的俯視圖。工藝系統800可與工藝系統500、600、及(或)700的任一者相同。工藝系統800包括負載鎖定腔室802、移送腔室804、定框腔室806、及十三個垂直基板工藝腔室808-832。在一些實施例中，包括工藝系統800的生產線處理約I平方米或更大的基板。在其他實施例中，基板尺寸的範圍在約I. 4平方米至約10. 03平方米之間。移送腔室804具有圓形的形狀使得工藝腔室808-832可為模組化連接。此配置允許額外的工藝腔室附接至移送腔室804以增加產量。從移送腔室804卸下腔室，以減少產量、或維修或其他保養。除了負載鎖定腔室之外，工藝系統800的圓形形狀只要空間允許可使任何數量的工藝腔室附接至工藝系統800。在一些實施例中，超過一對的負載鎖定腔室802與定框腔室806可附接至移送腔室804，以增加產量。基板載入具有第一負載鎖定腔室的工藝系統800並在第一定框腔室中將基板附接至框架。第二定框腔室從框架移下基板並將基板放入第二負載鎖定腔室以從工藝系統800中載出。附接至移送腔室804的工藝腔室數量取決於系統800中期望的工藝而變化。在一些實施例中，額外的工藝腔室可附接至工藝系統800並用於太陽能電池的本徵層沉積期間。在一些實施例中，圍繞移送腔室804圓周的工藝腔室808-832間的距離是介於約10釐米至約200釐米之間，較佳介於約50釐米至約100釐米之間。位於定框腔室806中的真空機械臂834將基板載入單一或雙重基板框架(未圖不)以輸送通過整個工藝系統800。在一些實施例中，兩個真空機械臂834位於定框腔室806中，以一次將兩個基板載入分離的基板框架上。一個機械臂834安裝在定框腔室806的頂部，另一機械臂834安裝在定框腔室806的底部。在一些實施例中，這允許一機械臂834從頂部將基板載入至框架，以及另一機械臂834將基板自底部載入框架。在其他實施例中， 兩個基板都從頂部裝載至框架上。或者，兩個基板可由機械臂834從底部裝載至框架上。真空機械臂834以相似於上述參照圖7的真空機械臂722的方式來拾取及移動基板。在一些實施例中，基板框架使用靜電電荷將基板固定在原位。真空機械臂834將基板裝載至框架上，且定框腔室806施加電壓至框架產生靜電電荷，以將基板原位固定在框架上。在其它實施例中，基板框架使用真空抽吸原位固定各個基板。八個傳送器836將框架從定框腔室806移動至移送腔室804。位於定框腔室806內的傳送器838有助於將框架移動至傳送器836。在一些實施例中，傳送器836及(或)傳送器838為一對的傳送器。將一組傳送器安裝至工藝系統800的底部，並將一組安裝在頂部(例如，一傳送器位於定框腔室806的地板，及另一傳送器位於頂板)。位於移送腔室804中的轉盤840有利於框架在定框腔室806與工藝腔室808-832之間的移動。轉盤840圍繞一貫穿移送腔室804中心的垂直軸旋轉。轉盤840標示在兩個腔室806-832之間移動基板框架所需的角度。轉盤840旋轉特定的角度以在腔室806-832中的任兩者之間移送基板框架。任何兩個相鄰腔室之間旋轉的角度可取決於附接至移送腔室804的腔室尺寸及腔室數量而有所變化。在其他實施例中，各個腔室806-832之間旋轉的角度是相同的。
圖9為工藝系統900的截面示意圖，工藝系統900包括負載鎖定腔室902、移送腔室904、定框腔室906、及工藝腔室908。在一些實施例中，工藝系統900相同於工藝系統500、工藝系統700、及(或)工藝系統800。工藝系統900可沉積層至用於太陽能面板或薄膜電晶體的半導體基板上。工藝系統900在水平位置接收基板並將基板旋轉至垂直位置以供處理。在一些實施例中，工藝系統900在垂直位置接收基板以供垂直處理。或者，工藝系統900可在水平位置從工藝系統900外側的周圍環境接收基板以供工藝系統900中的水平處理。在一些實施例中，有4-25個工藝腔室附接至移送腔室904，例如8-17個工藝腔室，例如13個工藝腔室。負載鎖定腔室902包括多個實體上支撐基板的擱架910。擱架具有碰觸到基板912的邊緣的邊緣以及碰觸到基板912背面中心的中心部份。通過位在工廠地板的玻璃裝載機械臂(未圖示)將多個基板912載入負載鎖定腔室902並放至擱架910上。一或多個擱架910中的各者包括開口以及邊緣，以將基板912載入負載鎖定腔室902及載出負載鎖定腔室902。在水平位置由玻璃裝載機械臂將基板載入至負載鎖定腔室902中。在其他實施例中，基板912在垂直位置載入負載鎖定腔室902及自負載鎖定腔室902載出。在一些實施例中，負載鎖定腔室902在處理之前預熱基板912或在處理之後冷卻基板912。在一些實施例中，負載鎖定腔室902壁中的電阻加熱線圈在處理之前預熱基板912，或由冷卻通道在處理之後冷卻基板912至周圍溫度。在一些實施例中，冷卻氣體流過基板912以將基板912冷卻至周圍溫度。在其他實施例中，冷卻氣體或液體流經負載鎖定腔室902的壁以冷卻基板912，而不流經基板912的表面。在一些實施例中，負載鎖定腔室902相同於負載鎖定腔室702及負載鎖定腔室802。在一些實施例中，負載鎖定腔室902包括多個腔室，以致使得負載鎖定腔室902可同時預熱及冷卻基板。負載鎖定腔室902包括預熱基板912 (例如，至工藝溫度)的上隔間(未圖示)以及在處理之後冷卻基板912 (例如，至工藝系統900外側的周圍溫度)的下隔間(未圖示)。在一些實施例中，工藝系統900包括超過一個負載鎖定腔室。工藝系統900可包括一輸入負載鎖定腔室(用於將基板載入工藝系統900以及預熱基板)及一輸出負載鎖定腔室(用於冷卻基板及將基板從工藝系統900載出至工藝系統900外側的周圍環境)。定框腔室906包括兩個機械臂914a_b,用於將基板912安裝至基板框架916。機械臂914a-b使用靜電電荷以拾取基板912及安裝基板912至框架916上。一旦框架916牢牢地固定基板912，自機械臂914a-b移除靜電電荷。在一些實施例中，兩個機械臂914a_b使用真空抽吸來移動基板912。或者，機械臂914a-b使用夾具自負載鎖定腔室902移下基板912並將基板912安裝至框架916。兩個基板912裝載至兩個框架916上，且隨後兩個框架916選擇性使用基板下方的陽極氧化鋁橫擋構件而連接在一起。在其他實施例中，在將兩個基板裝載至框架916之前，兩個框架916選擇性使用框架916底部的陽極氧化鋁橫擋構件而附接在一起。在一些實施例中，二或多個框架916選擇性在框架916的底部連接在一起。在一些實施例中，兩個單一基板框架916選擇性使用位在兩側的額外橫擋構件來附接。或者，兩個單一基板框架916可使用底部及兩側上的橫擋構件來附接。兩個單一基板框架916附接在一起以形成雙重基板框架918。在一些實施例中，當兩個機械臂914a-b將基板安裝至雙重基板框架918上時，定框腔室906與其中基板安裝至單一基板框架916上的定框腔室具有不同的尺寸(例如，較大)。在一些實施例中，框架916使用基板背面的真空抽吸以將基板912固定在原位。在其他實施例中，框架916使用一或多個靜電夾盤及支撐指狀物以將基板912固定在原位。或者，雙重基板框架918可使用固定在基板912的背面及側邊的夾具以將基板912固定在原位。在一些實施例中，位於工廠地板上的玻璃裝載 機械臂將基板912安裝至位於負載鎖定腔室902中的雙重基板框架918。若框架916未附接形成雙重基板框架918，框架916可成對穿過系統。橫擋構件利用夾接器連接至單一基板框架916以將單一基板框架916固定在原位。在一些實施例中，以將橫擋構件焊接至兩個單一基板框架916的方式製造橫擋構件，且橫擋構件具有可調整的寬度。橫擋構件膨脹以允許機械臂914a-b將基板912安裝至框架916。一旦基板912安裝至框架916，步進馬達縮小橫擋構件的寬度使得安裝在框架916上的兩個基板間的距離介於約10釐米至15釐米之間，更佳介於約11釐米至13釐米之間。在一些實施例中，框架916可圍繞水平軸樞轉，框架916在該水平軸處接合橫擋構件。樞轉框架916允許基板912的安裝，而不需與其他方式一樣多地膨脹橫擋構件。在一些實施例中，框架916樞轉至水平位置，使得負載鎖定腔室902中的水平基板直接捲動至框架916上。框架916使用軸承圍繞水平軸樞轉，其中軸承位在橫擋構件利用鉸鏈實體連接框架之處。移送腔室904包括轉盤920，轉盤920圍繞移送腔室904的中心垂直軸旋轉。轉盤920在附接至移送腔室904的多個腔室之間移動基板框架916。位於移送腔室904中的底部滾輪922及頂部滾輪924實體上接觸基板框架916並將基板框架916移進及移出移送腔室904。在一些實施例中，轉盤920包括分別附接至底部滾輪922的底部部分及附接至頂部滾輪924的頂部部分。底部滾輪922是電動的以實體移動框架916，及頂部滾輪924是被動的(例如，非電動)並協助維持框架916直立。多個具有和滾輪922及924相同功能的滾輪位於定框腔室906中。一旦框架916在定框腔室906中裝載兩個基板，位於定框腔室906中的滾輪移動以將框架916移送至位於移送腔室904中的滾輪922上。在其他實施例中，底部滾輪922及頂部滾輪924為電動的。在一些實施例中，使用傳送帶取代底部滾輪922及(或)頂部滾輪924。在其他實施例中，位於移送腔室904中的梭動器在定框腔室906與一或多個工藝腔室908之間移動雙重基板框架。或者，可使用軌道來移動框架916通過工藝系統900。在一些實施例中，位在軌道上的梭動器在一或多個工藝腔室908與定框腔室906之間移動。在其他實施例中，框架916具有位在其底部及頂部的輪子。在另外的實施例中，框架916在底部及側邊具有輪子與磁鐵的組合，以利於框架916移動通過工藝系統900並保持框架916直立。在一些實施例中，轉盤920具有和轉盤728及(或)轉盤840相同的配置。轉盤920包括可轉動轉盤920特定角度的馬達，以在腔室906與908之間移動雙重基板框架918。轉盤920以相同方式(例如，使用滾輪)將基板框架916移進及移出定框腔室906及工藝腔室908。在一些實施例中，設計軟體控制的轉盤920，使得當基板框架916在兩個工藝腔室908之間移動時，轉盤920的旋轉角度是小的。在工藝腔室908與定框腔室906之間旋轉的角度大於在兩個工藝腔室908之間旋轉的角度。基板框架916以相似於在定框腔室906與移送腔室904之間的移動方式從移送腔室904移動至一或多個工藝腔室908中。位於工藝腔室908中的兩個底部滾輪926及四個頂部滾輪928有助於將基板框架916移動至工藝腔室908中。在一些實施例中，滾輪926及928中的一組或兩組可為電動的。在一些實施例中，使用不同數量的底部滾輪926及頂部滾輪928來移動基板框架916。如上述參照圖6，工藝腔室908可為PVD腔室、蝕刻腔室、CVD腔室、退火腔室、或預熱腔室。一或多個工藝腔室908在同一時間處理固定在基板框架 916中的兩個基板。基板框架916以面對面的位置來固定兩個基板在工藝腔室908中。或者，兩個基板可以背對背方式固定在工藝腔室908中。在一些實施例中，工藝腔室908固定超過一對的框架916，例如兩對或三對。在工藝腔室908 (例如，預熱腔室、三個CVD腔室、及退火腔室)中處理基板912之後，基板框架916移回移送腔室904中。當完成處理時，旋轉轉盤920以將基板框架916對齊定框腔室906。定框腔室906將基板912從基板框架916移除，並將基板912載入負載鎖定腔室902或負載鎖定腔室902內的冷卻腔室中。圖IOA顯示包括負載鎖定腔室1002及基板定框腔室1004的一對腔室1000。在一些實施例中，工藝系統900包括此對腔室1000。負載鎖定腔室1002包括多個擱架1006。擱架1006包括在水平位置固定基板的邊緣。在其他實施例中，擱架1006在垂直位置固定基板。定框腔室1004包括機械臂1008及基板框架1010。機械臂1008使用ESC1012產生的靜電電荷以將基板固定在原位。在其他實施例中，機械臂1008使用機械夾具以拾取及移動基板。機械夾具可接觸基板的邊緣及基板的背面。在又一些其他實施例中，機械臂使用真空抽吸以拾取及移動基板。在拾取基板之後，機械臂1008垂直及(或)水平移動以自負載鎖定腔室1002抽出基板並將基板移動至定框腔室1004中，機械臂1008將水平基板轉動至垂直位置以安裝至基板框架1010上。在其他實施例中，機械臂1008不需要旋轉在負載鎖定腔室1002中垂直定位的基板，僅需將垂直基板安裝至基板框架1010上。機械臂1008從頂部將基板安裝至基板框架1010上。在其他實施例中，機械臂1008從底部將基板安裝至基板框架1010上。如上述參照圖9中的單一基板框架916，基板框架1010可使用機械夾具、靜電電荷、或真空抽吸以將基板固定在原位。圖IOB為一對腔室1000的另一實施例。在此實施例中，定框腔室1004包括兩個機械臂1008a_b及兩個基板框架1010a-b。機械臂1008a_b使用靜電力分別從一或多個擱架1006a-b拾取基板並將基板移動至定框腔室1004中。機械臂1008a_b分別包括一或多個靜電夾盤1012a_b。機械臂1008a_b分別將基板安裝至基板框架1010a_b上。機械臂1008a從頂部將基板安裝至基板框架1010a，以及機械臂1008b從底部將基板安裝至基板框架1010b。從相對兩側安裝基板可增加工藝系統的產量並降低腔室尺寸。機械臂1008a-b可為與機械臂1008相同類型的機械臂。機械臂1008a及1008b為相同類型的機械臂(例如，兩個機械臂1008a-b皆為真空機械臂)。在其他實施例中，機械臂1008a及1008b使用不同方法來拾取及移動基板。在基板已經裝載至基板框架1010a-b上之後，兩個基板框架1010a-b可選擇性連接以形成雙重基板框架(例如雙重基板框架918)，或者基板框架1010a-b可處理成一對未連接的框架。所有三個基板框架1010、1010a及1010b為不同的設計。在一些實施例中，基板框架1010具有如同基板框架1010a-b的相同配置。在其他實施例中，基板框架1010不同於基板框架1010a-b(例如，這些框架使用不同的方法以將基板固定在原位，及(或)這些框架以不同方式設計或製造)。在又一些其他實施例中，基板框架1010具有如基板框架1010a-b中的一者的配置。基板框架1010的設計使基板框架1010可接收單一基板並將基板移送通過整個工藝系統(例如工藝系統900)。基板框架1010a的設計考量在高處的機械臂可將基板裝載至基板框架1010a，以及框架1010a可附接或連接至另一基板框架以形成雙重基板框架(如雙重基板框架918)。基板框架1010b的設計允許機械臂(例如機械臂1008b)從下方裝載基板框架1010b。若基板框架1010a-b是待連接的，在將基板框架1010a-b連接在一起之前，機械臂1008a_b將基板安裝至基板框架1010a-b。在其他實施例中，機械臂1008a-b在連接兩個框架1010a-b之後將基板安裝至基板框架1010a_b。圖IlA為重新定向及定框腔室1100的透視圖。在一些實施例中，重新定向及定框腔室1100為如定框腔室706、定框腔室806、及(或)定框腔室906的相同腔室。重新定向及定框腔室1100包括機械臂1102及基板1104。重新定向及定框腔室1100附接至負載鎖定腔室及移送腔室(未圖示)。機械臂1102延伸至負載鎖定腔室中以拾取基板1104。在處理之後，機械臂1102將處理過的基板送回負載鎖定腔室，以及一位於負載鎖定腔室外側的周圍環境中的玻璃裝載機械臂將基板從工藝系統移出。負載鎖定腔室在水平位置固定基板1104。當自負載鎖定腔室移出基板或返回基板時，機械臂1102的葉片是位於水平平面以載入或載出水平基板。在其他實施例中，負載鎖定腔室在垂直位置固定基板，以及在載入及載出基板時機械臂1102將機械臂葉片定向在垂直位置。圖IIB為圖IIA的重新定向及定框腔室1100的透視圖，其中機械臂1102已將基板1104圍繞水平軸從水平位置旋轉成垂直位置。選定水平軸使得機械臂1102可在重新定向及定框腔室1100中儘可能的自由移動。機械臂1102包括機械臂葉片1106。在一些實施例中，將軸選定在基板1104的長邊的中間(例如，若基板為2. 2x2. 6米，軸選定在距離基板短邊邊緣I. 3米處)。在其他實施例中，軸定位在最靠近機械臂葉片1106的末端的距離基板短邊邊緣三分之一處(例如約0. 8667米)。機械臂葉片1106支撐基板1104的底部，並允許機械臂1102拾取及旋轉基板1104。機械臂葉片1106使用真空抽吸在移動基板時將基板固定在原位。在一些實施例中，機械臂葉片1106使用一或多個靜電夾盤產生的靜電電荷以拾取及旋轉基板1104。在其他實施例中，機械臂葉片1106附接至基板1104的邊緣。為了便利基板1104自負載鎖定腔室的載入與載出，負載鎖定腔室中的擱架具有支撐基板1104背面的邊緣以及中心，並使機械臂葉片1106接觸基板1104的背面(如參照圖10A-B所述)重新定向及定框腔室1100包括單一基板框架1108及框架橫擋構件1110。在一些實施例中，單一基板框架1108具有如框架916及(或)框架1010的相同配置。一旦基、板1104處於垂直位置，機械臂1102將基板1104安裝至單一基板框架1108。在一些實施例中，重新定向及定框腔室1100包括兩個可選擇性使用框架橫擋構件1110連接在一起的單一基板框架。若基板框架是待連接的，一旦基板安裝至兩個單一基板框架的各者，機械臂(未圖示)拾取兩個基板並使用框架橫擋構件1110將兩個基板連接在一起。在一些實施例中，負載鎖定腔室在垂直位置固定基板。當基板1104在垂直位置自負載鎖定腔室移出時，機械臂1102將基板1104安裝至單一基板框架1108，不需將基板1104從水平位置旋轉至垂直位置。圖IlC為圖IlB的重新定向及定框腔室1100的透視圖，其中機械臂1102已將基板1104安裝至單一基板框架1108。橫擋構件1110通過支撐基板1104的底部邊緣而有助於將基板1104固定在原位。單一基板框架1108使用靜電電荷將基板1104固定在原位。單一基板框架1108含有用來產生靜電電荷的電極。或者，單一基板框架1108可包括多個電極，使得這些電極足以原位固定基板1104。單一基板框架1108包括雙極靜電夾盤。在其他實施例中，靜電夾盤為單極。在一些實施例中，單一基板框架1108使用真空抽吸將基板固 定在原位。在其他實施例中，單一基板框架1108可通過機械式夾持基板1104的邊緣來固定基板1104在原位。橫擋構件1110及夾具分別固定基板1104的底部及側邊。在一些實施例中，重新定向及定框腔室1100包括兩個單一基板框架1108。一旦基板裝載至兩個單一基板框架1108，兩個單一基板框架1108可選擇性使用橫擋構件1110實體連接在一起。在其他實施例中，橫擋構件1110在單一基板框架的頂部選擇性附接兩個單一基板框架1108。在一些實施例中，橫擋構件1110同時在單一基板框架1108的頂部及底部選擇性連接兩個單一基板框架1108以增加支撐。單一基板框架1108由陽極氧化鋁製成。在其他實施例中，框架1108由諸如氧化鋁或氮化鋁的陶瓷材料製成。圖12A為定框腔室1200的透視圖。在一些實施例中，定框腔室1200為如重新定向及定框腔室1100的相同腔室。定框腔室1200包括兩個基板1204a-b、兩個單一基板框架1208、及選擇性包括一個橫擋構件1210。參照圖IlA-C所述的工藝，機械臂將基板1204a_b安裝至兩個單一基板框架1208。機械臂(未圖示)附接至兩個單一基板框架1208。機械臂朝向定框腔室1200的中心滑動兩個單一基板框架1208。在其他實施例中，機械臂拾取兩個基板框架1208(例如，兩個單一基板框架)以將其朝向定框腔室1200的中心移動。在一些實施例中，將兩個基板1204a-b安裝至基板框架1208的機械臂是相同於用來將基板框架1208朝向定框腔室1200的中心滑動的機械臂。一旦機械臂將兩個單一基板框架1208定位在定框腔室1200的中心，可選擇性使用橫擋構件1210將兩個單一基板框架1208連接在一起。選擇性橫擋構件1210使用夾接器連接至兩個單一基板框架1208的各者。在其他實施例中，橫擋構件1210經焊接至兩個單一基板框架1208並可膨脹及收縮，以允許基板1204a-b能安裝至單一基板框架1208。在一些實施例中，單一基板框架1208安裝至定框腔室1200的部份壁或全部的壁上。一旦基板裝載至框架1208上，定框腔室1200的壁向內移動以將兩個單一基板框架1208間隔約10釐米至15釐米定位，更佳間隔約11釐米至13釐米。隨後，降低框架1208並使用夾接器將框架1208安裝至橫擋構件1210上。在一些實施例中，橫擋構件1210在各端包括一垂直部份(下文圖示於圖13C-D)，該垂直部份實體支撐框架1208並連接至框架1208。在一些實施例中，橫擋構件1210的垂直部份使用軸承(例如，鉸鏈)附接至框架1208。鉸鏈允許單一基板框架1208圍繞水平軸旋轉，以更加便利基板1204a-b至單一基板框架1208的安裝。在一些實施例中，單一基板框架1208旋轉成水平位置以將基板1204a-b裝載至框架1208。在負載鎖定腔室中處於水平位置的基板滑動至垂直框架1208，以及隨後框架1208旋轉回到垂直位置以處理基板1204a-b。框架1208可分別或連接成對而移動通過工藝系統，例如系統900。在一些實施例中，機械臂使用機械夾具連接至一或多個單一基板框架1208。製造單一基板框架1208以允許機械臂能夾持部份的基板框架1208以及將框架移動至定框腔室1200中的不同位置。在其他實施例中，機械臂使用真空抽吸附接至單一基板框架1208。在一些實施例中，四個單一基板框架1208可選擇性使用三個橫擋構件連接在一起以形成四重基板框架。四重基板框架移動通過整個工藝系統(例如，工藝系統900)以處理四個基板。橫擋構件1210具有交織的指狀物，其允許兩個橫擋構件1210附接至單一基板框架1208。四個基板可呈面對面配置，使得最左邊兩個基板為面對面，而最右邊兩個基板為面對面，其中中間兩個基板將為背對背配置。或者，所有的四個基板可為背對背，使得四個單一基板框架1208形成一正方形。在其他實施例中，四個單一基板框架形成一正方形，以及基板呈面對面配置。圖12B為具有兩個單一基板框架1208的定框腔室1200的透視圖，其中兩個單一基板框架1208選擇性使用橫擋構件1210連接在一起以形成雙重基板框架1212。應理解，框架1208也可獨立地或連接成對而移動通過工藝系統(例如系統900)。基板框架1208位於兩個滾輪1214a-b的頂部。兩個滾輪1214a-b有助於將基板框架1208移出定框腔室1200及移入移送腔室(未圖示)。在一些實施例中，定框腔室1200包括一或多個上滾輪(未圖示)，上滾輪協助移動及穩定基板框架1208。在其他實施例中，一或多個傳送器將基板框架1208移動至移送腔室中。機械臂(未圖示)可用來移動兩個支撐基板1204a-b的單一基板框架1208至定框腔室1200的中心，以允許選擇性橫擋構件1210能附接至兩個框架並形成雙重基板框架1212。機械臂將基板框架1208放至滾輪1214a-b上，使得滾輪1214a_b的移動將基板框架1208移出定框腔室1200。在其他實施例中，機械臂(未圖示)將基板1204a_b裝載至定位在滾輪1214a_b上的空基板框架1208。一旦機械臂(例如參照圖IOB所述的機械臂1008a-b)將基板1204a_b安裝至基板框架1208，滾輪1214a-b圍繞穿過滾輪中央的水平軸旋轉，以及移動基板框架1208至移送腔室中。圖12C為具有兩個基板框架1208及兩個滾輪1214a_b的定框腔室1200的透視圖。基板框架1208可選擇性耦合在一起以形成雙重基板框架1212。在一些實施例中，定框腔室1200為相同於圖9所示的定框腔室906的腔室。兩個滾輪1214a-b從定框腔室1200將基板框架1208移動至移送腔室。移送腔室包括兩個底部滾輪1216a-b及四個頂部滾輪1218a-b。當基板框架1208移動至移送腔室中時，底部滾輪1216a-b接觸基板框架1208(即，使用橫擋構件1210時的雙重基板框架1212)的底表面。頂部滾輪1218a-b的各者具有「V」形凹槽，該「V」形凹槽碰觸固定在基板框架1208中的基板1204a-b的頂部邊緣。頂部滾輪1218a_b與基板1204a-b之間的接觸防止基板框架1208傾斜並保持基板框架處於垂直位置。在其 他實施例中，頂部滾輪1218a-b的表面支撐單一基板框架1208的上部份的平坦表面，以保持基板框架1208直立。在一些實施例中，底部滾輪是經設計來助於將基板框架1208從定框腔室1200移動至移送腔室的傳送器。在其他實施例中，頂部滾輪1218a-b為傳送帶，用來自重新定向及定框腔室1200移動基板框架1208。頂部或底部傳送器可與滾輪或傳送器一起使用。在一些實施例中，四個頂部滾輪1218a-b為兩個頂部滾輪，使得各個滾輪同時支撐基板1204a-b。滾輪1214a_b為電動的並將一對基板框架1208移出定框腔室1200至移送腔室中。在一些實施例中，滾輪1214a-b為非電動的，以及在定框腔室1200中的一或多個頂部滾輪(未圖示)將基板框架1208移動至移送腔室中。在其他實施例中，一或多個機械臂(未圖示)沿著滾輪1214a-b滑動基板框架並進入移送腔室。底部滾輪1216a-b為電動的並有助於從定框腔室1200移動一對基板框架1208至移送腔室。底部滾輪1216a-b移動基板框架1208進出連接至移送腔室的工藝腔室(例如，工藝腔室808-832)。在其他實施例中，底部滾輪1216a-b為被動的(例如，非電動的)及頂部滾輪1218a-b為電動的，並將基板框架1208移動通過移送腔室。在一些實施例中，底部滾輪1216a-b及頂部滾輪1218a_b皆為電 動的，以移動及穩定基板框架1208。圖4A為工藝腔室400a的截面圖。工藝腔室400a相同於工藝腔室908。工藝腔室400a可為等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、感應耦合等離子體(ICP)蝕刻腔室、低壓化學氣相沉積腔室(LPCVD)、或熱線化學氣相沉積腔室(HWCVD)。工藝腔室400a可用於在太陽能電池的形成期間沉積本徵矽、P型摻雜矽、及η型摻雜矽膜至玻璃基板上、在平板顯示器製造期間沉積薄膜、或蝕刻垂直固定於工藝腔室400a中的平板顯示器、200毫米晶圓、或300暈米晶圓。 工藝腔室400a包括開口 402和天線結構,天線結構包含上天線404及下天線406。開口 402允許基板移動進出工藝腔室400a並可在基板處理期間由門密封。在一些實施例中，使用狹縫閥當作門以在工藝腔室400a中產生真空壓力。在其他實施例中，滑動閥關閉工藝腔室400a中的開口。工藝腔室400a的壓力在處理期間被降低至約50mTorr至約150mTorr的範圍。天線結構置中安置於工藝腔室400a之中。上天線404及下天線406產生感應耦合或電容耦合等離子體以沉積多個層至兩個基板上(未圖示)，例如定位在工藝腔室中的一對基板。可以約300kHz至約3GHz之間的頻率供應功率至天線結構而產生不同電場。在一實施例中，提供頻率為13. 56MHz的RF功率源。在其他實施例中，可提供HF或VHF功率。在又另一其他實施例中，可以介於約600MHz至約3GHz之間的頻率(例如，約900MHz或約2.45GHz)提供微波頻率(MF)功率。在一些實施例中，固定基板的框架(例如，單一或雙重基板框架918，或下述參照圖13A-13I所述的任何一個框架)提供DC偏壓至基板，以減少基板損傷。施加至基板框架的DC偏壓功率是來自與供應至天線406及406的源功率不同的功率供應器。在其他實施例中，基板未受到基板框架偏壓。天線404及406使用不同源功率供應器來產生等離子體。在其他實施例中，天線404及406使用相同的源功率供應器。天線406及406提供功率以點燃工藝腔室400a中的等離子體並維持等離子體以沉積至兩個玻璃基板上。工藝腔室400a的溫度在沉積期間介於約20°C (即，室溫)至約400°C之間，例如約130。。。天線404及406可由鋁或石英製造。天線404及406形成為具有中空芯的圓柱形線圈的形狀，以允許工藝氣體流經天線404及406。在一些實施例中，天線404及406為不具有芯的長直導線導體。在其他實施例中，天線404及406為具有模鑄中空芯的長直導線導體，以允許工藝氣體流經中空芯。上天線404及下天線406具有約3米或更小的最長不間斷(longest uninterrupted)尺寸，以減少沉積期間的電弧。未連接至源或接地的較長天線尺寸具有高電阻，並且需要高電壓以使電流能通過天線。在天線末端增加電壓會增加電弧的機率。在一些實施例中，天線404及406具有多個源功率的饋入點，以降低最長不間斷尺寸及電弧的可能性。上天線404及下天線406呈具有四個延伸至工藝腔室400a的葉片的梳形。在一些實施例中，上天線404及下天線406具有不同數量的葉片。在一些實施例中，上天線404及下天線406具有約2至約8個葉片。陶瓷管(參照圖12A-D所述)可圍繞各個天線404及406，以防止膜沉積至天線404及406上。陶瓷管可包括用於將工藝氣體引入工藝腔室400a的孔洞。陶瓷管可進一步包括電極，以減少工藝氣體沉積在管上以及產生派射，使得所述管是自清潔(self-cleaning)的。在一些實施例中，陶瓷管中的電極產生電容耦合，以濺射掉沉積在陶瓷管上的膜。 基板由一對基板框架以面對面配置固定在工藝腔室400a中。包含上天線404及下天線406的天線結構定位在兩個面對面的基板之間，如下文圖13A-I所示。氣體在兩個基板之間引入工藝腔室400a。可如上述自陶瓷管或經由包含氣體饋送管(散布於天線406及408的葉片之間)的氣體饋送結構提供氣體，如進一步參照下文圖4B所述。天線404及406點燃工藝腔室400a中的等離子體。天線404及406位於工藝腔室400a中，使得天線404及406形成均勻離子密度並在兩個基板上沉積實質平坦的膜。兩個基板的面對面定向僅允許在工藝腔室400a中點燃一個等離子體場，而非在兩個個別的工藝腔室或個別的工藝區域中點燃用於兩個基板的兩個個別的等離子體場。僅使用一個等離子體場需要較少的氣體來形成等離子體，並減少氣體的消耗及浪費。與產生兩個等離子體場以分別處理兩個基板所需能量相比，上天線404及下天線406在工藝腔室400a中使用較少的能量來產生等離子體。因為清潔一個腔室而非兩個，可減小清潔時間及氣體。在一些單一基板處理環境中，暴露至形成於工藝腔室中的等離子體的工藝腔室百分比是高的。在雙重基板工藝腔室400a中，暴露至等離子體的腔室壁百分比是低的，如下文將參照圖13A-I更詳細的討論。減少腔室暴露至等離子體的量也有助於減少清潔時間。在單一工藝腔室(例如工藝腔室400a)中處理兩個基板降低了間接成本(例如，腔室的成本)並節省工廠地板空間。移動一對基板框架(例如基板框架916或雙重基板框架918)中的兩個基板可增加基板產量。在一些實施例中，工藝腔室400a可分隔成兩個串接工藝腔室。可選擇性放置一壁(未圖示)在腔室的中間，使得天線404及406位於該壁中。可從壁將工藝氣體引入兩個串 接腔室中。在此實施例中，開口 402可分隔成兩個開口，各自用於工藝腔室中的一者。個別的基板框架(例如單一基板框架916)將基板移動進出工藝腔室400a。串接工藝腔室具有各自的排放泵。在一些實施例中，串接工藝腔室共用相同的排放泵。圖4B示出工藝腔室400b的剖面圖。工藝腔室400b為工藝腔室908的另一實施例，用於處理實質垂直固定於兩個基板框架中的兩個基板。工藝腔室400b包括開口 402及天線結構，天線結構包含四個U形天線408a_d。在一較佳實施例中，U形天線408a_d由招製造並由陶瓷管圍繞。在一些實施例中，陶瓷管由氧化鋁製成。在其他實施例中，陶瓷管由碳化物製成。
U形天線408a_d定位在工藝腔室400b中，使得U形天線408a_d在工藝腔室400b中形成均勻離子密度，以及沉積實質平坦的膜至固定於天線408a_d的兩側上的兩個基板上。在其他實施例中，約三至約八個U形天線位於工藝腔室400b中。在一些實施例中，U形天線408a-d沿著水平軸倒轉(flip)，使得「U」的底部高於工藝腔室400b。在一些實施例中，工藝腔室400b —次處理八個基板，各四個在U形天線408a-d的兩側上。在此實施例中，對於所有的八個基板，在雙重基板框架中的各個單一基板框架經配置以實質共平面的配置來固定四個基板。氣體可經由圍繞天線408a_d的陶瓷管(如上述連結圖4A所述)或經由包含氣體饋送管403的氣體饋送結構(氣體饋送管403穿過工藝腔室400b的頂部或底部而進入工藝腔室400b)而饋送至工藝腔室400b。氣體饋送管403散布於天線408a-d之間。氣體饋送管403可沿著兩個平面定向，各個平面介於天線結構及一基板框架之間。氣體饋送管403包含沿著其長度分布的開口，用於分散工藝氣體至基板框架之間的反應空間。氣體饋送管403的開口間隔開並經定向以在反應區域各處提供均勻氣流。氣體饋送管403可由任何用於工藝腔室的已知材料形成，例如鋁、石英、不鏽鋼、陶瓷(例如氧化鋁)等。應注意，圖4B中僅圖示出氣體饋送管403是為了增強附圖的清晰度，且氣體饋送管403可使用在圖4A-B 以及圖5中的任何一個實施例，或任何其他垂直或實質垂直的工藝腔室的實施例中。圖5為工藝腔室500的另一剖面圖。工藝腔室500為工藝腔室908的另一實施例。工藝腔室500包括開口 402及天線結構，天線結構包含四個天線510a-d。示出了四個基板512a-d定位在工藝腔室500中以例示一種使用工藝腔室500的方法。工藝腔室500可分隔成總共八個基板處理位置，各四個位在四個天線510a-d兩側上。八個基板固定在一多重基板框架中。在其他實施例中，在工藝腔室500中處理固定在基板框架中的兩個基板，實質上如上述連結圖4A-B及下文的圖13A-I所述。使用在工藝腔室500中的較短天線510a_d減少在處理基板512a-d期間產生電弧的機率。在一些實施例中，可操作工藝腔室500以一次處理四個垂直定向的基板。基板框架可定位在工藝腔室500的各側上，使得四個基板的各者定位在不同的平面。在此實施例中，工藝腔室500可在兩個天線結構中包括兩組天線510a_d，以產生兩個等離子體處理場而沉積膜至四個基板上。可使用包含兩列或四列氣體饋送管(例如圖4B的氣體饋送管403)的氣體饋送結構來提供氣體饋送。工藝腔室500通常包括一排放系統，以在沉積之後排空工藝腔室500，但可包括兩個排放系統，各自用於各個工藝區域。圖13A為雙重基板框架1302的示意截面圖1300a，雙重基板框架1302包括兩個單一基板框架1304a-b及一橫擋構件1306a。雙重基板框架1302承載兩個基板1308a_b通過整個工藝系統，例如工藝系統900。橫擋構件1306a的底表面接觸底部滾輪1310的水平表面，以及雙重基板框架1302是由兩個頂部滾輪1312a-b接觸兩個基板1308a_b的頂部邊緣來穩定。底部滾輪1310通過圍繞穿過底部滾輪1310中央的水平軸旋轉以移動雙重基板框架1302。連接至底部滾輪1310的馬達(未圖示)提供底部滾輪1310的旋轉運動。在一些實施例中，多個底部滾輪1310有助於移動雙重基板框架1302通過工藝系統。雙重基板框架1302是由頂部滾輪1312a_b的支撐來穩定。頂部滾輪1312a_b具有位在頂部滾輪1312的水平表面中的「U」形凹槽，所述「U」形凹槽分別觸碰基板1308a-b的頂部邊緣，並保持基板1308a-b水平置中於「U」形凹槽內。頂部滾輪1312a-b的各者並未連接至馬達，且當基板1312a-b移動通過工藝系統時各個滾輪圍繞一水平軸旋轉，以及基板1308a-b的頂部邊緣接觸頂部滾輪1312a-b。底部滾輪1310具有如底部滾輪922的相同配置，且頂部滾輪1312a-b相同於頂部滾輪924。在一些實施例中，底部滾輪1310及頂部滾輪1312a-b分別相同於底部滾輪926及頂部滾輪928。雙重基板框架1302使用靜電電荷將基板1308a_b固定在原位。放在雙重基板框架中的電極形成雙極靜電夾盤以抵靠雙重基板框架1302的表面固定基板1308a-b。在一些實施例中，雙重基板單一基板框架1304a-b中的電極為單極，使得單一基板框架1304a中的電極的電荷及單一基板框架1304b中的電極的電荷產生靜電力並將基板1308a-b固定在原位。在一些實施例中，雙重基板框架1302在基板1308a-b的背面使用真空壓力以將基板1308a-b固定在原位。雙重基板框架1302含有凹槽(未圖示)，凹槽位於基板1308a_b正後方的框架1302的表面上。工藝系統(例如工藝系統900)在雙重基板框架1302上的凹槽中產生真空，以將基板1308a-b固定在原位。在其他實施例中，雙重基板框架1302通過實體接觸基板1308a-b的邊緣而將基板1308a-b固定在原位。雙重基板框架1302可使用夾具(未圖示)以接觸基板1308a-b的正面邊緣。邊緣排除區的尺寸(夾具和基板正面形 成接觸的距離)為3毫米或更小，較佳2毫米或更小，更佳為I毫米或更小。雙重基板框架1302具有位於基板1308a_b正後方的表面上的凹槽。凹槽容許惰性氣體(例如氦)接觸基板1308a-b的背面，以在處理期間冷卻基板1308a-b。或者，框架1302可具有允許冷卻氣體與基板1308a-b背面形成接觸的凹痕。在一些實施例中，雙重基板框架1302具有兩組位在基板1308a-b正後方的表面上的凹槽第一組凹槽提供真空抽吸以將基板1308a-b固定在原位，以及第二組凹槽提供背面冷卻氣體以接觸基板1308a-b。在一些實施例中，底部滾輪1310分成左滾輪及右滾輪。該實施例的範例圖示於圖13G及13H中。減少與雙重基板框架1302底部的接觸可減少基板1308a_b上的粒子汙染的機率。在其他實施例中，底部滾輪1310為傳送器，將雙重基板框架1302移動通過工藝系統。在一些實施例中，頂部滾輪1312a_b包括「V」形凹槽，以分別在頂部滾輪1312a_b的中心固定基板1308a-b。頂部滾輪1312a-b穩定雙重基板框架1302並通過接觸基板1308a-b以防止其傾斜，其中基板1308a-b牢固地抵靠雙重基板框架1302固定在原位。圖13B為雙重基板框架1302的另一示意截面圖1300b。兩個側滾輪1314a_b接觸雙重基板框架1302的上部份。當側滾輪1314a-b接觸雙重基板框架1302時，側滾輪1314a-b的各者圍繞垂直軸旋轉。側滾輪1314a-b的垂直表面支撐雙重基板框架1302並在雙重基板框架1302移動通過工藝系統時防止雙重基板框架傾斜。在一些實施例中，側滾輪1314a-b的各者為傳送器，沿著底部滾輪1310引導雙重基板框架1302。側滾輪1314a_b的各者以螺栓固定在工藝系統的頂部。在一些實施例中，側滾輪1314a-b的各者附接至工藝系統的底部。附接至工藝系統底部的的側滾輪允許移送腔室(例如移送腔室904)僅具有一個轉盤920並減少移動部件的數量。在一些實施例中，底部滾輪1310包括兩個引導兩個突出物1318的凹槽1316，兩個突出物1318安裝在雙重基板框架1302的底部。兩個突出物1318垂直延伸至位於底部滾輪1310上的兩個凹槽1316的「U」形開口。凹槽1316的各者將個別突出物1318置中於「U」形開口中。在雙重基板框架1302的移動期間，突出物1318在凹槽1316中的置中可保持雙重基板框架1302置中在底部滾輪1310上。在其他實施例中，底部滾輪1310在底部滾輪1310中心具有單一凹槽，以及雙重基板框架1302具有單一突出物。單一突出物延伸至單一凹槽並將雙重基板框架1302置中在底部滾輪1310的頂部，以及減少可能的汙染源。圖13C為固定基板1308a_b的雙重基板框架1302的另一截面示意圖1300c。底部滾輪對1320a-b將雙重基板框架1302移動通過整個工藝系統，例如工藝系統900。底部滾輪對1320a-b包括一對凹槽1322a-b，凹槽1322a_b將雙重基板框架1302置中於底部滾輪對1320a-b上方。安裝在橫擋構件1306b底部的兩個突出物1324a_b垂直延伸至凹槽1322a-b的「U」形開口。凹槽1322a-b接觸突出物1324a_b的邊緣並將個別突出物1324a_b的各者置中在對應的凹槽1322a-b，以保持雙重基板框架1302置中在底部滾輪對1320a_b上方。在一些實施例中，凹槽1322a-b具有接觸突出物1324a-b的「V」形開口。在一些實施例中，突出物1324a-b設計為「U」形以填滿凹槽1322a-b的對應「U」形。雙重基板框架1302包括兩個邊緣1330以支撐基板1308a_b的底部邊緣。邊緣1330允許雙重基板框架1302的橫擋構件1306b可具有兩個實體接觸單一基板框架1304a-b的垂直側片段。雙重基板框架1302的橫擋構件1306b從基板框架1304a_b的向下 延伸減少了在基板1308a-b處理期間沉積於橫擋構件1306b的材料量。在一些實施例中，工藝腔室(例如工藝腔室908)包括進一步減少橫擋構件1306b上的汙染的遮罩。在一些實施例中，惰性氣體流經橫擋構件1306b以進一步減少粒子汙染。圖13D為基板1308a_b安裝至兩個靜電夾盤1304c_d的截面圖1300d。靜電夾盤1304c-d的各者包括兩個用於雙極靜電操作的電極。靜電夾盤1304c-d的各者包括四個下指狀物1332及四個上指狀物1378。靜電夾盤1304c_d將基板1308固定至雙重基板框架1302，且上指狀物1378及下指狀物1332有助於將基板1308固定在原位並防止基板1308滑動。在一些實施例中，靜電夾盤1304c-d的各者包括八個側指狀物以固定基板的左側及右側。在一些實施例中，靜電夾盤1304c-d包含在基板一側上的多個側指狀物。當靜電夾盤1304c_d固定基板1308時，基板1308支撐在下指狀物1332上，以及在基板1308及上指狀物1378之間存有間隔。在將基板1308裝載至靜電夾盤1304c_d及自靜電夾盤1304c-d卸載基板1308期間，定框機械臂(未圖示)上的指狀物與附接在靜電夾盤1304c-d上的指狀物1332與1378交錯。定框機械臂指狀物將基板1308固定在下指狀物1332上方約I毫米至約10毫米處以防止損傷基板1308，較佳為2毫米。在其他實施例中，定框機械臂指狀物將基板1308固定在下指狀物1332上方小於I毫米處。上指狀物1378及下指狀物1332為正方形並具有約5毫米至約10毫米的寬度，使得基板1308的處理期間可在指狀物1378與1332上發生最小的沉積。在一些實施例中，靜電夾盤1304c_d為真空夾盤。在其他實施例中，靜電夾盤1304c-d使用定向性粘著劑以原位固定基板1308a_b而不汙染基板1308a_b。圖13E為工藝腔室1301的示意截面圖1300e，工藝腔室1301具有坐落於工藝腔室1301中的雙重基板框架1302。工藝腔室1301包括一對滾輪1302、遮罩1376、橫擋構件1306b及天線1374。雙重基板框架1302固定一對基板1308。一對滾輪1320將雙重基板框架1302移動進出工藝腔室1301。滾輪1320的各者包括「U」形凹槽1322，以及雙重基板框架1302的橫擋構件1306b包括一對突出物1324。突出物1324垂直延伸至「U」形凹槽1322。凹槽1322接觸突出物1324的邊緣以及將個別突出物1324的各者置中於對應的「U」形凹槽1322中，以保持雙重基板框架1302置中在一對滾輪1320上方並置中於工藝腔室1301中。在一些實施例中，凹槽1322具有接觸突出物1324的「V」形開口。在一些實施例中，突出物1324設計為「U」形以填滿凹槽1322的對應「U」形。雙重基板框架1302包括兩個邊緣1330以支撐基板1308的底部邊緣。遮罩1376減少橫擋構件1306b上的粒子汙染。遮罩1376為安裝在工藝腔室1301的側壁的懸臂。在一些實施例中，惰性氣體流經橫擋構件1306b而進一步減少粒子汙染。在一些實施例中，額外的遮罩防止工藝氣體沉積在工藝腔室1301的頂面及壁上。在一些實施例中，雙重基板框架1302的個別框架1304a_b的各者使用真空抽吸將各個基板1308a-b固定在原位。在其他實施例中，基板框架1304使用定向性粘著劑以將基板1308固定在原位而不汙染基板1308。、圖13F為工藝腔室1301的另一示意截面圖1300f，工藝腔室1301包括一對滾輪1320、遮罩1376、及天線1374。工藝腔室1301為工藝腔室908的一實施例。滾輪1320在兩個基板1308的處理期間支撐雙重基板框架1302。雙重基板框架1302包括橫擋構件1306c及兩個靜電夾盤1304。靜電夾盤1304的各者包括四個上指狀物1378、四個下指狀物1332、及兩個用於雙極操作的電極。上指狀物1378及下指狀物1332原位固定基板1308並防止基板1308滑動。在一些實施例中，靜電夾盤1304包括八個側指狀物(例如在各側的四個指狀物)以進一步減少基板在靜電夾盤1304上滑動的可能性。靜電夾盤1304將基板1308固定至雙重基板框架1302上。雙重基板框架1302包括橫擋構件1306c，以及一對滾輪1320將雙重基板框架1302移動進出工藝腔室1301。滾輪1320的各者包括「U」形凹槽1322，以及雙重基板框架1302的橫擋構件1306c包括一對突出物1324。突出物1324垂直延伸至「U」形凹槽1322。凹槽1322接觸突出物1324的邊緣以及將個別突出物1324的各者置中於對應的「U」形凹槽1322中，以保持雙重基板框架1302置中在一對滾輪1320上方並置中於工藝腔室1301中。在一些實施例中，凹槽1322具有接觸突出物1324的「V」形開口。在一些實施例中，突出物1324設計為「U」形以填滿凹槽1322的對應「U」形。圖13G為雙重基板框架1302的另一示意截面圖1300g。圖13G的雙重基板框架1302實質相似於圖13A的雙重基板框架1302，其中橫擋構件1306a替換成雙重橫擋構件1306e-f，以及滾輪1310替換成雙重滾輪1310c_d，雙重滾輪1310c_d與雙重橫擋構件1306e-f界定出雙重基板框架1302的框架1304a_b之間的開口 1340。開口 1340實質延伸了雙重基板框架1302的整體長度並提供從腔室底部至基板1308間的反應空間的進出口。雙重滾輪1310c-d的各者可個別地電動化，或者雙重滾輪1310c-d可由選擇性輪軸(axle) 1341接合，輪軸1341可由共用馬達驅動。或者，雙重滾輪1310c_d可為被動、非電動的構件。圖13H為雙重基板框架1302的另一示意截面圖1300h。圖13H的雙重基板框架1302是實質相似於圖13B的雙重基板框架1302，另包含橫擋構件1306e-f及具有選擇性輪軸1341的雙重滾輪1310c-d。圖4A的包含上天線404及下天線406的天線結構與圖13H的雙重基板框架1302並列圖示，以例示通過開口 1340經過腔室底部至兩個基板1308間的反應區域的進出口。圖131為根據另一實施例的工藝腔室1301的另一示意截面圖1300i。工藝腔室1301的特徵為上傳送器1346與下傳送器1344，上傳送器1346與下傳送器1344分別用於設置在工藝腔室1301的各個實質垂直壁1372上的基板框架1342。傳送器1344及1346可為滾輪或滑軌，在個別框架延伸件1348與1360中的凹部1350及1364嚙合基板框架1342。傳送器1344及1346中的突出物1362嚙合凹部1350及1364，以控制基板框架1342在工藝腔室1301中的定位與移動。突出物1362可為輪子，在實施例中的特徵為滾輪。延伸件1348及1360可為具有凹槽的軌道以嚙合滾輪。基板1308可以任何前述的方式(例如靜電、真空、或化學吸附、或者若基板框架1342上包含指狀物則可物理夾持)附著至基板框架1342。下傳送器1344的各者可為雙重滾輪，其中各個雙重滾輪的兩個滾輪設置在基板承載件1342的中央平面的兩側。因此，經定位的滾輪提供基板承載件1342穩定性，使基板承載件1342傾向保持於直立位置。還應注意，下傳送器1344可降低至工藝腔室1301的地板中，僅使輪子1362突出在工藝腔室1301的地板上方。
天線結構1352線性延伸穿過工藝腔室1301。天線結構1352可置中於工藝腔室1301內，以在兩個基板1308之間形成反應區域。天線結構1352包含一或多個天線，天線中的各者包含由絕緣套管1368圍繞的導體1370。天線結構1352可包括多個設置成線性陣列的天線。導體1370可為固體金屬棒或金屬管。圖131中所示，導體1370耦合至電源1354，電源1354可為RF、HF、VHF或MF源。絕緣套管1368避免反應產物沉積在導體1370上。圖示的天線結構1352穿過頂部進入工藝腔室1301，除了從頂部進入之外，天線可反之從底部進入，如圖4A-C的任何一個實施例。圖131的天線結構1352沿著穿過工藝腔室1301的中央位置的平面定向，該平面實質上與容納在工藝腔室1301中的基板1308所界定的平面共平面。所示的天線結構1352突出穿過工藝腔室1301的頂部，但應了解替代實施例中的天線結構1352可突出穿過腔室1301的底部，或同時穿過腔室1301的頂部及底部。氣體饋送管1356定位在天線結構1352及基板1308之間。氣體饋送管1356沿著天線結構1352兩側的平面定向，並實質與天線結構1352的兩側共平面。氣體饋送管1356相對於天線結構1352及基板1308間隔開，以在基板1308間的整個反應空間提供均勻的反應物密度。氣體饋送管1356中的孔洞1358經定位並間隔開，以根據分配圖案1366提供均勻氣流至反應空間。圖13J為圖13H的工藝腔室1301的俯視圖。腔室壁1372及定位器1346將固定基板1308的基板框架1342定位於暴露至基板1308間的反應空間的位置。天線1352及氣體饋送管1356的形態為一範例實施例，其可提供基板1308的均勻處理。氣體饋送管1356散布在天線1352之間，並定位在天線1352與基板1356之間。氣體饋送管1356中的孔洞1358的分配圖案1366通常經選定以將均勻氣體輸入至工藝腔室1301。應了解，從上述的敘述當中，氣體饋送管不需在所有的實施例中皆為筆直的垂直管。事實上，饋送管可使用橫越天線結構與基板間的空間的任何配置。圖14為具有框架輸送梭動器1430的工藝系統900的透視圖。在雙重基板框架918移動通過工藝系統900期間，框架輸送梭動器1430支撐雙重基板框架918。框架輸送梭動器1430包括四個板1432 (附接至雙重基板框架918上)以在移動期間穩固地將框架918固定在原位。在一些實施例中，工藝系統900在各個工藝腔室908中包括一個框架輸送梭動器1430。在其他實施例中，各個工藝腔室908具有超過一個的框架輸送梭動器1430(例如，若有13個工藝腔室908，系統900包括17個框架輸送梭動器1430)。
圖15為具有基板框架1534的工藝系統900的另一透視圖，基板框架1534用來移動工藝系統(如工藝系統900)中的一對基板。基板框架1534包括導軌1536及十六個基板指狀物1538，基板指狀物1538使用軸承附接至導軌1536。八個基板指狀物1538連接至各個安裝在基板框架1534的基板912。在處理期間，附接基板指狀物1538及導軌1536的軸承允許指狀物的移動並允許基板912翹曲而不會破裂。基板指狀物1538通過接觸基板912的邊緣及背面以及接觸基板912正面最小量的方式而機械式附接至基板912。基板指狀物1538較佳接觸基板912正面3毫米或更少，較佳為2毫米或更少，更佳為I毫米或更少。圖16A為負載鎖定/冷卻卡匣的三維視圖，其截面圖示於圖16B。加熱/冷卻卡匣10包含側壁12及14以及底壁16。頂蓋18緊固至卡匣10的頂部。如圖16A所示，額外的側壁13及15垂直於側壁12及14。鄰近於系統40的側壁13裝配一狹縫閥11，玻璃板可經由狹縫閥11移送進出卡匣10。系統40可為系統600、700、800、或900的任一者或其他系統。在一些實施例中，可有兩個狹縫閥11，一個用於將基板移送至中央機械臂腔室50以 及另一個用於將基板移出中央機械臂腔室50。在一些實施例中,加熱/冷卻卡匣10含有兩個個別的卡匣或腔室。上腔室在處理之前預熱基板，以及附接至狹縫閥以允許基板移入中央機械臂腔室50。下腔室在處理之後冷卻基板，以及附接至狹縫閥以允許基板能從中央機械臂腔室50放至冷卻腔室中。加熱/冷卻卡匣10及(或)任何包含在加熱/冷卻卡匣10中的卡匣/腔室固定一或多個基板。卡匣可用於批次工藝(例如，固定二或多個基板)或單一基板工藝。中央機械臂腔室50可為移送腔室602、704、804、或904中的任何一者。側壁12及14裝配有電阻加熱線圈20以及冷卻通道22 (冷卻氣體或液體可在冷卻通道22中循環)。例如，冷卻氣體(例如氦)或液體(例如水)可受控地藉助合適的泵(未圖示)在通道22中循環。底壁16裝配有入口管24及出口管26與(或)通道27，入口管24及出口管26分別用於冷卻劑循環，通道27含有供加熱線圈20所用的線材，加熱線圈20連接至功率源(未圖示)。或者，可使用相同的通道24、26來環繞加熱線圈20及用於通道22中的冷卻氣體或液體循環。側壁12及14的內部裝配有多個導熱擱架28。取決於壁12及14是否正被加熱或冷卻，擱架28必須保持與壁12及14的良好接觸以確保快速且均勻地控制擱架28的溫度。擱架28由良好的熱導體製成,例如包括招、銅的金屬、不鏽鋼覆銅(stainless steel cladcopper)等。坐落於擱架28上或緊固至擱架28的多個支撐件30是適當地由非傳導性材料製成，例如高溫玻璃或石英。支撐件30用來支撐待處理的玻璃基板32，使得擱架28及基板32之間存有間隙。此間隙確保擱架與玻璃的直接接觸(可能壓迫或破壞玻璃)得以避免。玻璃可由輻射或氣體傳導間接地加熱或冷卻，而非通過基板32及擱架28的直接接觸來加熱或冷卻。再者，玻璃基板32與擱架28之間的交錯使玻璃基板32可從兩側加熱及冷卻，因而提供基板更快速且更均勻的加熱及冷卻。傳導性擱架28的溫度可由側壁12及14內的通道20、22中的加熱線圈或冷卻介質來調節，傳導性擱架28接觸或粘附至側壁12及14。在加熱及冷卻安排中，傳導性擱架28必須接觸壁12及14。加熱或冷卻玻璃基板的速率是由擱架材料的發射率、玻璃本身的發射率及腔室的真空壓力來決定，且加熱或冷卻玻璃基板的速率可慢到足以避免玻璃破裂。通過下方給定的Stephan-Boltzmann方程式I)來描述熱傳
權利要求
1.ー種用於處理基板的エ藝腔室，包含 PECVD腔室，所述PECVD腔室具有單ーエ藝體積，所述單ーエ藝體積具有兩個エ藝區域，所述兩個エ藝區域經配置以處理面對面、垂直定向固定的基板；及 垂直定向的天線結構，所述天線結構置中設置於所述PECVD腔室內，所述天線結構在所述單ーエ藝體積內分隔所述兩個エ藝區域。
2.如權利要求I的エ藝腔室，其中所述天線結構包含一或多個天線，所述天線突出到所述PECVD腔室外側。
3.如權利要求2的エ藝腔室，其中所述天線自所述PECVD腔室的頂部突出。
4.如權利要求2的エ藝腔室，其中所述天線自所述PECVD腔室的頂部及底部突出。
5.如權利要求I的エ藝腔室，還包含傳送器，所述傳送器可經操作以將基板移動進出所述PECVD腔室，同時保持所述基板處於垂直定向。
6.如權利要求I的エ藝腔室，還包含微波頻率功率源，所述微波頻率功率源耦合至所述天線結構。
7.如權利要求I的エ藝腔室，還包含垂直定向的氣體饋送結構，所述氣體饋送結構延伸至所述エ藝體積內且鄰近所述天線結構。
8.如權利要求I的エ藝腔室，還包含垂直定向的氣體饋送結構，所述氣體饋送結構延伸至所述エ藝體積內且鄰近所述天線結構，其中所述天線結構包含一或多個天線，各個天線包含多個葉片。
9.如權利要求8的エ藝腔室，其中所述天線結構耦合至微波頻率功率源。
10.如權利要求8的エ藝腔室，其中所述天線結構自真空腔室的頂部突出。
11.如權利要求8的エ藝腔室，其中所述天線結構自真空腔室的頂部及底部突出。
12.如權利要求8的エ藝腔室，其中所述垂直定向的氣體饋送結構包含多個氣體饋送管，所述多個氣體饋送管間散布著所述天線的所述葉片。
13.如權利要求I的エ藝腔室，其中所述垂直定向的天線結構包含多個線性天線。
14.如權利要求13的エ藝腔室，其中所述多個線性天線設置成線性陣列。
15.一種用於在基板上沉積膜的エ藝，所述エ藝包含以下步驟 在PECVD腔室中將兩個基板保持成面對面、垂直定向； 提供エ藝氣體混合物至所述PECVD腔室； 施加微波頻率功率至垂直定向的天線結構，以從位於各個垂直定向的基板間的所述エ藝氣體形成等離子體 '及 在所述等離子體的存在下，沉積膜至基板上。
16.如權利要求15的エ藝，還包含以下步驟 經由垂直延伸的管提供所述エ藝氣體混合物至所述PECVD腔室中，其中所述垂直延伸的管設置於所述兩個基板之間。
17.如權利要求15的エ藝，其中沉積膜的步驟包含以下步驟 沉積含矽膜至所述基板上。
18.如權利要求15的エ藝，其中沉積膜的步驟包含以下步驟 在實質上為室溫的溫度下，沉積含矽膜至所述基板上。
19.如權利要求15的エ藝，其中所述微波頻率功率是以約lW/cm2至約6W/cm2之間的功率密度施加的。
20.如權利要求19的エ藝，其中所述微波頻率功率的頻率介於約600MHz至約3GHz之間。
全文摘要
本發明描述以實質垂直的定向等離子體處理基板的方法與設備。基板定位在包含至少兩個實質垂直定向的框架的承載件上。承載件設置在等離子體腔室中，等離子體腔室具有定位於基板間的天線結構。多個等離子體腔室可耦合至具有轉盤的移送腔室，以將承載件引導至目標腔室。裝載器在承載件與負載鎖定腔室之間移動基板，在負載鎖定腔室中基板是置放在實質上水平的位置。
文檔編號H01L21/673GK102668031SQ201080048407
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月28日 優先權日2009年10月28日
發明者唐納德·J·K·奧爾加多 申請人:應用材料公司