CN102598240B - 垂直整合的处理腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明描述对大体上呈垂直定向的基板进行等离子体处理的方法和设备。基板被定位在承载件上，所述承载件包括至少两个大体上垂直定向的框架。所述承载件设置在等离子体腔室中，所述等离子体腔室具有定位在基板间的天线结构。多个等离子体腔室可耦接至具有转盘的传送腔室，所述转盘将承载件引导至目标腔室。装载器将基板在承载件与负载锁定腔室之间进行移动，在所述负载锁定腔室中基板被设置为大体上水平的位向。

Description

垂直整合的处理腔室
技术领域
在此描述的实施例涉及处理半导体基板的设备和方法。更具体来说，本文描述了对大体上呈垂直位向的半导体基板进行整合处理的设备与方法。
背景技术
在许多半导体器件的制造中经常处理大型基板。大型半导体基板最普遍的最终用途为光伏面板和大型显示器基板。这些基板在典型的处理中历经多个的处理步骤，包括材料沉积步骤、材料移除步骤、清洁步骤等。在大部分的这些步骤中，基板以大体上水平的位向被处理和传送，并且经常是一次处理一个基板。
以水平位向处理大型基板将需要大面积的设备以实现期望的产量。这种设备的制造和操作的费用高昂，因而提高了每个基板的单位成本。此外，一次处理一个基板也会提高成本。
随着市场对于大型半导体基板的需求的增长，仍旧需要可实现高性价比地制造与操作的大基板制造工艺。
发明内容
本发明描述了用于对大体上呈垂直位向的基板进行处理的方法和设备。基板安装在承载件上，所述承载件将基板移动至大体上垂直的处理腔室。基板在承载件上从系统中的个一腔室移动至另一个腔室，以对大体上呈垂直定向的基板进行处理。
描述了一种用于等离子体处理基板的腔室，所述腔室包含具有大体上垂直的主轴的封入件。天线结构置中地设置于封入件中，所述天线与大体上垂直的主轴平行定向并耦接至功率源。两个基板处理区域界定于封入件内。基板处理区域共享共同空间并由天线结构分开。
在另一个实施例中，还描述了一种处理基板的过程，所述过程包括在垂直等离子体处理腔室内同时等离子体处理两个大体上呈垂直位向的基板。在大体上垂直的等离子体处理腔室中产生单一等离子体场，并利用单一等离子体场同时处理两个基板。
在又一实施例中，描述了一种用于对大体上呈垂直定向的基板进行真空处理的系统。所述系统包括：大体上垂直的等离子体处理腔室，所述大体上垂直的等离子体处理腔室耦接至负载锁定腔室；承载件，用于在所述系统内传送大体上呈垂直定向的基板；以及装载器，用于在负载锁定腔室与承载件之间移动基板。
附图说明
可以更详细的方式理解本发明的上述特征，已在上文简要概括了本发明的内容，本发明更详细的描述可通过参考以下实施例获得，一些实施例在附图中图示。应注意，附图仅图示本发明的典型实施例，因此不应被看成限制本发明的范围，因为本发明包含其它的具有同等效果的实施例。
图1为朝向光或太阳辐射定向的多结太阳能电池的实施例的示意图。
图2为图1的多结太阳能电池进一步包括n型非晶硅缓冲层的示意图。
图3为图1的多结太阳能电池进一步包括p型微晶硅接触层的示意图。
图4A至图4B为具有置中天线结构的处理腔室的不同实施例剖面图。
图5为具有置中天线结构的处理腔室的另一个实施例的剖面图。
图6为具有垂直处理腔室的处理系统的三维视图。
图7为具有多个垂直基板处理腔室的处理系统的一个实施例的俯视示意图。
图8为具有多个垂直基板处理腔室的处理系统的另一个实施例的俯视示意图。
图9为具有垂直处理腔室的处理系统的三维视图。
图10A图示负载锁定腔室和具有一个真空机械臂的基板重新定向与定框腔室的实施例。
图10B图示负载锁定腔室和具有两个真空机械臂的基板重新定向与定框腔室的另一个实施例。
图11A图示机械臂固持基板的实施例。
图11B图示机械臂固持已从水平位向旋转到垂直位向的基板的实施例。
图11C图示机械臂将基板安装到框架上的实施例。
图12A图示两个单一基板框架的实施例。
图12B图示定位在滚轮上的双重基板框架的实施例。
图12C图示移动通过图9的处理系统的双重基板框架的实施例。
图13A为双重基板框架的一个实施例的示意截面图。
图13B为双重基板框架的另一个实施例的示意截面图。
图13C为双重基板框架的第三实施例的示意截面图。
图13D为具有形成双重基板框架的指状物的两个静电夹盘的示意截面图。
图13E为具有坐落于处理腔室中的双重基板框架的处理腔室的示意截面图。
图13F为具有双重基板框架的另一个实施例的处理腔室的示意截面图。
图13G和图13H为双重基板框架的其它实施例的示意截面图。
图13I为具有双重基板框架的另一个实施例的处理腔室的示意截面图。
图13J为图13I的处理腔室的俯视图。
图14为图9的处理系统具有框架传送车的三维视图。
图15为图9的处理系统具有固持两个基板的框架的另一个截面图。
图16A为适于加热和/或冷却大型玻璃基板的腔室的三维视图。
图16B为图16A的加热/冷却卡匣的截面图。
图17A为用于大型玻璃基板的加热/冷却腔室的三维视图。
图17B为图17A的卡匣的截面图。
图18A为用于大型玻璃基板的负载锁定/冷却腔室的三维视图。
图18B为图18A的负载锁定/冷却卡匣的截面图。
各个附图中的相同的参考符号代表相同的元件。
具体实施方式
图1为朝向光或太阳辐射102定向的多结太阳能电池100的一些实施例的示意图。太阳能电池100包括基板104，所述基板例如玻璃基板、聚合物基板、金属基板或其它适合的基板，在所述基板上形成有薄膜。太阳能电池100还包括形成在基板104上的第一透明导电氧化物(TCO)层106，形成在第一TCO层106上的第一p-i-n结108，形成在第一p-i-n结108上的第二p-i-n结116，形成在第二p-i-n结116上的第二TCO层124以及形成在第二TCO层124上的金属背层126。为减少光反射以改善光吸收，可藉由湿式处理、等离子体处理、离子处理和/或机械处理选择性地将基板和/或一个或更多个形成在基板上的薄膜纹理化(texture)。例如，在图1所示的实施例中，第一TCO层106被纹理化，而后续沉积在所述第一TCO层106上的薄膜一般将遵循所述薄膜下方表面的形貌。
第一TCO层106和第二TCO层124可各自包括氧化锡、氧化锌、氧化铟锡、镉锡酸盐、上述物质的组合或其它适合的材料。应了解，TCO材料也可包括额外的掺杂物和组成物。例如，氧化锌可还包括掺杂物，例如铝、镓、硼和其它合适的掺杂物。氧化锌优选地包括5原子百分比(atomic %)或更少的掺杂物，更优选地包括2.5原子百分比或更少的铝。在一些例子中，可由玻璃制造商提供已经具有第一TCO层106的基板104。
第一p-i-n结108可包括p型非晶硅层110，形成在p型非晶硅层110上的本征型非晶硅层112以及形成在本征型非晶硅层112上的n型微晶硅层114。在一些实施例中，p型非晶硅层110可形成为介于约60埃和约300埃之间的厚度。在一些实施例中，本征型非晶硅层112可形成为介于约1500埃和约3500埃之间的厚度。在一些实施例中，n型微晶半导体层114可形成为介于约100埃和约400埃之间的厚度。
第二p-i-n结116可包括p型微晶硅层118，形成在p型微晶硅层118上的本征型微晶硅层120以及形成在本征型微晶硅层120上的n型非晶硅层122。在一些实施例中，p型微晶硅层118可形成为介于约100埃和约400埃之间的厚度。在一些实施例中，本征型微晶硅层120可形成为介于约10000埃和约30000埃之间的厚度。在一些实施例中，n型非晶硅层122可形成为介于约100埃和约500埃之间的厚度。
金属背层126可包括，但不限于从由以下物质组成的群组中选出的材料：Al、Ag、Ti、Cr、Au、Cu、Pt、上述材料的合金或上述材料的组合。可执行其它处理以形成太阳能电池100，例如激光刻划处理。可在金属背层126上提供其它膜、材料、基板和/或封装来完成太阳能电池。可互相连接太阳能电池以形成模组，所述模组可继而连接形成阵列。
太阳辐射102被p-i-n结108、116的本征层所吸收，并转换成电子-空穴对。在p型层与n型层之间横跨本征层产生的电场使电子流向n型层并使空穴流向p型层，由此产生电流。因为非晶硅与微晶硅吸收不同波长的太阳辐射102，第一p-i-n结108包括本征型非晶硅层112，而第二p-i-n结116包括本征型微晶硅层120。因此，由于太阳能电池100撷取了大部分的太阳辐射光谱，因此太阳能电池100的效率更高。由于非晶硅具有比微晶硅大的能隙，因此以使太阳辐射102首先照射至本征型非晶硅层112，然后照射至本征型微晶硅层120的方式来堆叠非晶硅的本征层与微晶硅的本征层。未被第一p-i-n结108吸收的太阳辐射继续前进到第二p-i-n结116。
太阳能电池100不需要在第一p-i-n结108与第二p-i-n结116之间使用金属穿隧层。第一p-i-n结108的n型微晶硅层114以及p型微晶硅层118具有足够的导电性以提供使电子能从第一p-i-n结108流到第二p-i-n结116的穿隧结。
据信，由于第二p-i-n结116的n型非晶硅层122更可抵抗氧(例如空气中的氧)的影响，而能提高电池的效率。氧可能影响硅膜，因此形成不纯物，不纯物会降低膜参与电子/空穴输送的能力。
图2为图1的多结太阳能电池100进一步包括n型非晶硅缓冲层228的示意图，所述n型非晶硅缓冲层228形成在本征型非晶硅层112与n型微晶硅层114之间。在一些实施例中，n型非晶硅缓冲层228可形成为介于约10埃和约200埃之间的厚度。据信，n型非晶硅缓冲层228有助于桥接存在于本征型非晶硅层112与n型微晶硅层114之间的能隙偏移（bandgapoffset）。因此，据信由于增进的电流的收集而可提高电池效率。
图3为图1的多结太阳能电池100进一步包括p型微晶硅接触层330的示意图，所述p型微晶硅接触层330形成在第一TCO层106与p型非晶硅层110之间。在一些实施例中，p型微晶硅接触层330可形成为介于约60埃和约300埃之间的厚度。据信，p型微晶硅接触层330有助于实现与TCO层的低电阻接触。因此，据信，由于提高了p型非晶硅层110与氧化锌第一TCO层106之间的电流，因此提高了电池效率。优选地，由于大量的氢用来形成接触层，因此p型微晶硅接触层330可与包括抗氢等离子体的材料的TCO层结合使用，所述材料例如氧化锌。已发现氧化锡会因氢等离子体而被化学还原，因此氧化锡不适合与p型微晶硅接触层共用。应了解，太阳能电池100可如图2所示进一步选择性地包括形成在本征型非晶硅层112与n型微晶半导体层114之间的n型非晶硅缓冲层。
如上所述的太阳能电池通常制造为大型基板，并随后被切割成想要的尺寸。可使用在这里描述的实施例来处理表面积为10,000平方厘米或更大，例如25,000平方厘米或更大，40,000平方厘米或更大，或55,000平方厘米或更大的基板。
图6为具有多个垂直处理腔室的处理系统600的透视图。处理系统600包括传送腔室602和十一个处理腔室604-624。在其它实施例中，取决于处理腔室的占地面积以及可供处理系统600使用的空间，处理系统600包括5-15个处理腔室，优选为8-13个处理腔室，更优选为11个。垂直处理腔室减少了处理系统600的整体尺寸，并使系统可包括更多的处理腔室，这可提高产量。在一些实施例中，处理系统600为与处理系统500相同的系统。
处理系统600包括两个预热腔室604及624，两个退火腔室606及622，以及七个CVD腔室608-620。在一些实施例中，处理系统600包括负载锁定腔室(未图示)，其可预热进入处理系统600的基板以及冷却在处理系统600中已经处理过的基板。将参照图16A和图16B描述加热/冷却卡匣的实施例。
在一些实施例中，处理腔室604-624包括化学气相沉积(CVD)腔室。CVD腔室在一些实施例中可将硅、锗、镓、铜、铝、锡、氧化物、锌或银沉积到基板上。在一些实施例中，为了沉积具有期望性质的膜，将掺杂剂添加至处理气体中。掺杂剂包括磷、硼以及诸如二硼烷(B2H6)的化合物。在一些实施例中，处理腔室604-624包括物理气相沉积(PVD)腔室。PVD腔室在一些实施例中可沉积锌、铜、银、铝、铬、氧化锌、氧化铟锡或锗。处理腔室604-624可包括一个或多个退火腔室，所述退火腔室用于在将材料沉积到基板上之前或之后处理基板。在一些实施例中，处理系统600包括一个或多个蚀刻腔室。蚀刻腔室在一些实施例中移除在其它处理腔室604-624或其它系统中沉积的膜。处理系统600可包括预热及冷却腔室，分别在处理之前加热基板以及在处理之后冷却基板。在一些实施例中，一个或多个清洁腔室包括在处理腔室604-624之中。清洁腔室从基板移除粒子以防止污染。粒子污染源包括，但不限于基板通过处理系统600的移动，以及处理系统600、蚀刻腔室以及激光刻划系统外的环境。
图7为处理系统700的俯视图。处理系统700包括负载锁定腔室702、传送腔室704、定框(framing)腔室706以及七个处理腔室708-720。处理腔室708-720可以是具有单一处理体积的等离子体处理腔室，所述单一处理体积藉由一个或多个大体上垂直的天线分离成两个处理区域，每一个处理区域经配置以容纳大体上垂直定向的基板。在一些实施例中，如参照图6所述，处理腔室708-720包括CVD腔室、PVD腔室、退火腔室、蚀刻腔室、基板清洁腔室、预热腔室以及/或冷却腔室，所述CVD腔室例如PECVD腔室400。
负载锁定腔室702从处理系统700的外部环境接收呈垂直位向的基板。位于外部环境中的玻璃装载机械臂(未图示)将基板装载到负载锁定腔室702中。玻璃装载机械臂使用机械夹具以从位于工厂车间的传送器拾起基板，将基板旋转成垂直位向，并将垂直的基板放入负载锁定腔室702。为了以尽可能对基板正面产生最小损伤的方式而安全地旋转基板，玻璃装载机械臂上的机械夹具碰触基板的边缘以及基板正面的一小部分。在其它实施例中，玻璃装载机械臂利用在基板背面上进行真空抽吸以拾起及旋转基板而将基板放到负载锁定腔室702中。真空抽吸的使用减少了污染基板正面的机会。
在一些实施例中，负载锁定腔室702包括两个腔室。基板通过进入上述两个腔室中的一个而被载入处理系统700，而通过进入另一个腔室而被载出处理系统700。在一些实施例中，在基板被引入处理腔室708-720之前，负载腔室预热基板。预热腔室将基板提升至或接近处理温度，例如介于约100℃和约500℃之间，优选介于约200℃和约300℃之间。对在室温下或接近室温执行的处理而言，可省去预热腔室。在一些实施例中，用来将基板从处理系统700载出的腔室将基板冷却至周围环境的温度或接近周围环境的温度。负载锁定腔室702的高度(例如，2.4米)小于负载锁定腔室702的深度(例如，2.8米)，使待载入负载锁定腔室702的基板的短边朝前。在其它实施例中，负载锁定腔室702的高度(例如，3.4米)大于负载锁定腔室的深度(例如，3.2米)。
定框腔室706包括真空机械臂722。真空机械臂722拾起位于负载锁定腔室722中的基板，并将基板安装到用来将基板移动通过处理系统700的框架上。真空机械臂722利用在晶圆背面上进行真空抽吸以拾起和安装基板。在其它实施例中，基板独立地移动通过处理系统700而不需要框架。在一些实施例中，基板以水平位向载入处理系统700。真空机械臂722在基板安装到框架上之前将水平位向的基板旋转至垂直位向。框架的尺寸可比基板大、比基板小、或与基板的尺寸几乎相同。
在一个实施例中，框架可小于基板。较小的尺寸减少了在框架上的膜沉积并减少了清洁框架的需求。减少的清洁时间提高了处理系统700中的产量。在一些实施例中，框架具有帮助将基板固定在原位的四个上指状物和四个下指状物。在其它实施例中，框架在基板的顶部、底部以及侧边具有多个指状物以将基板固定在原位(例如，在基板每个侧边上的四个指状物)。两个单一基板框架可与基板下方的铝横挡构件选择性地连接以形成双重基板框架，如在后文参阅图13A-D所述。在一些实施例中，两个单一基板框架在形成双重基板框架时在基板的上方和下方都连接在一起。双重基板框架在处理腔室708-720中使基板以面对面的位向固定以供处理。在一些实施例中，基板以背对背的位向安装以供在处理腔室708-720中进行处理。框架可使用静电夹盘(ESC)利用静电电荷将基板固定在原位，所述静电夹盘位于框架的内侧，如参照图13A和图13D所述。在其它实施例中，在通过处理系统700的移动期间，框架利用真空抽吸将基板固定在原位。在一些实施例中，框架使用方向性黏着剂以将基板固定在原位，而不会污染基板。框架由阳极氧化铝制成或涂覆有阳极氧化铝以提高框架的耐久性。或者，框架可选择性地由陶瓷材料制成。
在一些实施例中，负载锁定腔室702包括两个真空机械臂722，每一个用于各个单一基板框架。在旋转基板和将基板放置到框架上期间，机械臂722利用真空压力以将基板固定在原位。在其它实施例中，机械臂722利用双极静电夹盘(ESC)或单极ESC产生的静电电荷。在一些实施例中，机械臂722利用机械夹具来旋转基板和将基板安装到框架上。机械夹具接触晶圆的背面及边缘。在一些实施例中，机械夹具接触基板的正面，以提供额外的支撑。
传送腔室704使基板在定框腔室706与一个或多个处理腔室708-720之间移动。传送腔室704以相同的界面从所有的腔室706-720接收基板并将基板引入到所有的腔室706-720(例如，传送腔室704无法分辨定框腔室706及处理腔室708-720之间的差异)。传送腔室704包括八个传送器724，以将基板移入和移出腔室706-720。位于定框腔室706中的传送器726将基板框架滑动到传送腔室704的一个传送器724上。在未连接的单一基板框架的情形中，传送腔室704的传送器724可同时操作两个框架，使在每一个框架上的基板面向在另一框架上的基板。在基板经过处理之后，传送器726从传送器724接收一对基板框架。真空机械臂722从基板框架移除基板并将基板放入负载锁定腔室702。处理腔室708-720包括相似的传送器(未图示)以移动基板框架通过处理系统700，所述基板框架例如连接为双重框架、一对未连接的框架、或独立的单一框架。在其它实施例中，使用滚轮将双重框架移动通过处理系统700。
传送腔室704包括围绕传送腔室704的中央垂直轴旋转的转盘728。转盘728的旋转使传送器724与位于腔室706-720中的传送器对齐。转盘728标示每个腔室706-720之间旋转的角度，使得转盘728旋转45度以将双重基板框架或一对基板框架从一个腔室移动至紧挨的下一个腔室。刻度可为10-45度，优选为22.5-45度，更优选为45度。在其它实施例中，控制处理系统700的软件追踪在腔室706-720之间旋转转盘728所需的时间量(例如，当在任意两个相邻腔室之间旋转时花费相同的时间)。在一些实施例中，软件可追踪不等的时间或旋转角度，使得任意两个相邻的腔室在腔室的开口之间具有不等的距离。这允许不同尺寸的腔室可附接至处理系统700。不等的距离也允许腔室被附接至处理腔室700以最大化地使用工厂车间的空间。当传送器724中的一个支撑框架并与腔室706-720中的一个对齐时，利用传送器724和匹配的传送器726(未在处理腔室708-720中图示)将框架滑动至腔室中。在其它实施例中，具有轮子的梭动器使基板框架在传送腔室704中介于腔室706-720之间移动。梭动器包括侧支撑件以帮助稳定基板框架并防止框架倾斜。在一些实施例中，梭动器沿着轨道移动，同时在腔室706-720之间移动框架。在其它实施例中，在传送腔室704中的位于转盘728上的机械臂在腔室706-720之间移动基板框架。除了底部机构(例如传送器724-726)之外，转盘728还包括用于基板框架的侧支撑件或顶支撑件，以帮助稳定基板框架。在一些实施例中，传送器724-726包括位于基板框架下方的电动轮及位于框架上方的非电动轮，以竖直地固定每个基板框架。
处理腔室708-720可包括电容耦合等离子体(CCP)腔室、感应耦合等离子体(ICP)腔室、微波腔室、CVD腔室、PVD腔室、预热腔室、冷却腔室以及/或退火腔室。在一些实施例中，CCP和/或微波腔室用于PECVD处理以将膜沉积到基板上。在其它实施例中，ICP腔室用来产生高密度等离子体(HDP)以将膜沉积到基板上，在所述ICP腔室中用于形成等离子体的电极上的污染减少。在一些实施例中，处理腔室708-720利用单一等离子体场在同一时间处理两个以面对面位向的基板。处理腔室708-720在面对面的基板之间形成等离子体并同时在两个基板上沉积膜。在其它实施例中，将固定两个以背对背位向的基板的基板框架引入到处理腔室708-720中。处理腔室708-720产生两个等离子体场，以将膜沉积到以背对背的定位固定的基板上。在一些实施例中，处理腔室708-720一次处理两对基板(例如，两对固定在双重基板框架上或固定在分离的未连接的框架上的基板)。
处理腔室708-720具有屏蔽(未图示)，所述屏蔽可防止材料沉积在双重基板框架上。下屏蔽防止处理气体沉积在位于两个单一基板框架下方的铝横挡构件上。在一些实施例中，上屏蔽防止材料沉积在双重基板框架的上部连接上。在一些实施例中，使用额外的屏蔽来防止材料沉积在双重基板框架的侧边上。在一些实施例中，屏蔽可为安装在处理腔室708-720侧边上的悬臂。或者，屏蔽可安装到处理腔室708-720的顶部或底部上。
一旦基板框架中的两个基板处理完成，传送腔室704将基板框架移回定框腔室706。定框腔室706中的机械臂722从基板框架移除两个基板，并将基板放置在负载锁定腔室702中。在一些实施例中，机械臂722将基板载入位于负载锁定腔室702中的冷却腔室。基板可从负载锁定腔室702卸载到处理系统700的外部周围环境中以供在另一个系统(例如另一处理系统700)中进行处理。一旦完成膜至基板上的沉积，可将基板移送到模拟系统中以进行测试。
图8为处理系统800的俯视图。处理系统800可与处理系统500、600以及/或700的任意一个相同。处理系统800包括负载锁定腔室802、传送腔室804、定框腔室806以及十三个垂直基板处理腔室808-832。在一些实施例中，包括处理系统800的生产线处理约1平方米或更大的基板。在其它实施例中，基板尺寸的范围为从约1.4平方米至约10.03平方米。
传送腔室804具有圆形的形状使得处理腔室808-832可为模块化连接。这种配置允许额外的处理腔室可被附接至传送腔室804以提高产量。腔室从传送腔室804移除，以减少产量或进行维修及其它保养。除了负载锁定腔室之外，处理系统800的圆形形状由于空间允许而允许任何数量的处理腔室能够被附接至处理系统800。在一些实施例中，超过一对的负载锁定腔室802与定框腔室806被附接至传送腔室804，以提高产量。基板被载入具有第一负载锁定腔室的处理系统800并在第一定框腔室中被附接至框架。第二定框腔室从框架移除基板并将基板放置在第二负载锁定腔室中以从处理系统800载出。
附接至传送腔室804的处理腔室的数量基于系统800中期望的处理而变化。在一些实施例中，额外的处理腔室被附接至处理系统800并在太阳能电池的本征层沉积期间使用。在一些实施例中，围绕传送腔室804的圆周的处理腔室808-832间的距离介于约10厘米和约200厘米，优选地介于约50公分和约100公分。
位于定框腔室806中的真空机械臂834将基板装载在单一或双重基板框架（未图示）上以传送通过处理系统800。在一些实施例中，两个真空机械臂834位于定框腔室806中，以一次将两个基板装载到单独的基板框架上。一个机械臂834安装在定框腔室806的顶部，另一个机械臂834安装在定框腔室806的底部。在一些实施例中，此举允许一个机械臂834从顶部将基板装载到框架上，而允许另一个机械臂834将基板从底部装载到框架上。在其它实施例中，两个基板都从顶部被装载到框架上。或者，两个基板都可藉由机械臂834从底部装载到框架上。真空机械臂834按照与上述参照图7讨论的真空机械臂722相似的方式来拾取及移动基板。在一些实施例中，基板框架利用静电电荷将基板固定在原位。真空机械臂834将基板装载到框架上，且定框腔室806施加电压至框架而产生静电电荷，这将基板原位固定在框架上。在其它实施例中，基板框架利用真空抽吸将每个基板固定在原位。
八个传送器836将框架从定框腔室806移动至传送腔室804。位于定框腔室806内侧的传送器838有助于将框架移动到传送器836上。在一些实施例中，传送器836和/或传送器838为一对传送器。将一组传送器安装至处理系统800的底部，并将一组安装至顶部（例如，一个传送器位于定框腔室806的底板上，而另一个传送器位于顶板上）。位于传送腔室804中的转盘840有助于框架在定框腔室806与处理腔室808-832之间移动。转盘840围绕贯穿传送腔室804的中心的垂直轴旋转。转盘840标示在两个腔室806-832之间移动基板框架所需的角度的大小。转盘840旋转特定的角度以在腔室806-832中的任意两个之间传送基板框架。在任意两个相邻的腔室之间旋转的角度可基于腔室大小和附接至传送腔室804的腔室的数量而变化。在其它实施例中，在腔室806-832的每一个之间旋转的角度相同。
图9为处理系统900的截面图，所述处理系统900包括负载锁定腔室902、传送腔室904、定框腔室906以及处理腔室908。在一些实施例中，处理系统900是与处理系统500、处理系统700以及/或处理系统800相同的系统。处理系统900可沉积层至用于太阳能面板或薄膜晶体管的半导体基板上。处理系统900接收呈水平位向的基板并将基板旋转至垂直位向以供处理。在一些实施例中，处理系统900接收呈垂直位向的基板以供垂直处理。或者，处理系统900可从处理系统900外部的周围环境接收呈水平位向的基板以在处理系统900中进行水平处理。在一些实施例中，有4-25个处理腔室附接至传送腔室904，例如8-17个处理腔室，例如13个处理腔室。
负载锁定腔室902包括多个实体上支撑基板的搁架910。搁架具有接触到基板912边缘的边缘以及接触基板912背面的中心的中心部分。藉由位于工厂车间的玻璃装载机械臂（未图示）将多个基板912载入负载锁定腔室902并放置在搁架910上。一个或多个搁架910的每一个包括开口以及边缘，以将基板9 12载入负载锁定腔室902及载出负载锁定腔室902。基板藉由玻璃装载机械臂以水平位向被载入负载锁定腔室902。在其它实施例中，基板912以垂直位向被载入和载出负载锁定腔室902。
在一些实施例中，负载锁定腔室902在处理之前预热基板912或在处理之后冷却基板912。在一些实施例中，负载锁定腔室902的壁中的电阻加热线圈在处理之前预热基板912，或在处理之后藉由冷却通道将基板912冷却至环境温度。在一些实施例中，冷却气体流过基板912以将基板912冷却至环境温度。在其它实施例中，冷却气体或液体流经负载锁定腔室902的壁以冷却基板912而不流经基板912的表面。在一些实施例中，负载锁定腔室902相同于负载锁定腔室702及负载锁定腔室802。在一些实施例中，负载锁定腔室902包括多个腔室，从而负载锁定腔室902可同时预热及冷却基板。负载锁定腔室902包括预热基板912（例如，预热至处理温度）的上隔间（未图示）以及在处理之后冷却基板912（例如，冷却至处理系统900外部的环境温度）的下隔间（未图示）。在一些实施例中，处理系统900包括多于一个负载锁定腔室。处理系统900可包括用于将基板载入处理系统900以及预热基板的输入负载锁定腔室以及用于冷却基板以及将基板从处理系统900载出至处理系统900外部的周围环境的输出负载锁定腔室。
定框腔室906包括两个机械臂914a-b，用于将基板912安装到基板框架916上。机械臂914a-b利用静电电荷以拾取基板912以及将基板912安装到框架916上。一旦框架916牢牢地固定基板912，静电电荷自机械臂914a-b移除。在一些实施例中，两个机械臂914a-b利用真空抽吸来移动基板912。或者，机械臂914a-b可使用夹具以将基板912从负载锁定腔室902移除并将基板912安装到框架916上。两个基板912被装载到两个框架916上，且随后两个框架916选择性地利用基板下方的阳极氧化铝横挡构件而连接在一起。在其它实施例中，在两个基板装载到框架916上之前，两个框架916选择性地通过框架916底部的阳极氧化铝横挡构件而附接在一起。在一些实施例中，两个或更多个框架916选择性地在框架916的底部连接在一起。在一些实施例中，选择性地使用位于两侧的额外横挡构件来附接两个单一基板框架916。或者，可使用底部及两侧的横挡构件来附接两个单一基板框架916。两个单一基板框架916附接在一起以形成双重基板框架918。在一些实施例中，当两个机械臂914a-b将基板安装到双重基板框架918上时，定框腔室906与其中有基板安装到单一基板框架916上的定框腔室具有不同的尺寸（例如，较大）。在一些实施例中，框架916利用在基板背面上进行真空抽吸以将基板912固定在原位。在其它实施例中，框架916利用一个或多个静电夹盘及支撑指状物以将基板912固定在原位。或者，双重基板框架91 8可使用固定在基板912的背面及侧边的夹具以将基板912固定在原位。在一些实施例中，位于工厂车间的玻璃装载机械臂将基板912安装在位于负载锁定腔室902中的双重基板框架918上。若框架916未附接形成双重基板框架918，框架916可成对穿过系统。
横挡构件利用夹接器连接至单一基板框架916以将单一基板框架916固定在原位。在一些实施例中，制造横挡构件，使得所述横挡构件焊接至两个单一基板框架916并且所述横挡构件具有可调整的宽度。横挡构件延展以允许机械臂914a-b将基板912安装到框架916上。一旦基板912安装到框架916上，步进马达缩小横挡构件的宽度使得安装在框架916上的两个基板间的距离介于约10厘米和15厘米之间，更优选地介于约11厘米和13厘米之间。在一些实施例中，框架916可围绕水平轴枢转，框架916在所述水平轴处接合横挡构件。枢转框架916不像其它框架需要使横挡构件延展到那样多的程度即可允许基板912的安装。在一些实施例中，框架916枢转至水平位向，使得负载锁定腔室902中的水平基板直接滚动到框架916上。框架916利用轴承围绕水平轴枢转，其中所述轴承位于横挡构件利用铰链实体连接至框架的地方。
传送腔室904包括转盘920，所述转盘920围绕传送腔室904的中心垂直轴旋转。转盘920在附接至传送腔室904的多个腔室之间移动基板框架916。位于传送腔室904中的底部滚轮922及顶部滚轮924实体上接触基板框架916并将基板框架916移进及移出传送腔室904。在一些实施例中，转盘920包括分别附接至底部滚轮922的底部部分及附接至顶部滚轮924的顶部部分。底部滚轮922是电动的以实体移动框架916，而顶部滚轮924是被动的（例如，非电动）并协助维持框架916直立。与滚轮922及924相同功能的滚轮位于定框腔室906中。一旦框架916在定框腔室906中装载两个基板，位于定框腔室906中的滚轮的移动将框架916传送到位于传送腔室904中的滚轮922上。在其它实施例中，底部滚轮922及顶部滚轮924是电动的。在一些实施例中，使用传送带取代底部滚轮922和/或顶部滚轮924。在其它实施例中，位于传送腔室904中的梭动器在定框腔室906与一个或多个处理腔室908之间移动双重基板框架。或者，可使用轨道来移动框架916通过处理系统900。在一些实施例中，位于轨道上的梭动器在一个或多个处理腔室908与定框腔室906之间移动。在其它实施例中，框架916具有位于其底部和顶部的轮子。在另外的实施例中，框架916在底部及侧边具有轮子与磁铁的组合，以利于框架916移动通过处理系统900并保持框架916直立。
在一些实施例中，转盘920具有和转盘728和/或转盘840相同的配置。转盘920包括可转动转盘920特定角度以在腔室906与908之间移动双重基板框架918的马达。转盘920以相同方式（例如，使用滚轮）将基板框架916移入和移出定框腔室906及处理腔室908。在一些实施例中，设计控制转盘920的软件，使得当基板框架916在两个处理腔室908之间移动时，转盘920的旋转角度是小的。在处理腔室908与定框腔室906之间转动的角度大于在两个处理腔室908之间转动的角度。
基板框架916以与在定框腔室906与传送腔室904之间的移动相似的方式而从传送腔室904移动至一个或多个处理腔室908。位于处理腔室908中的两个底部滚轮926和四个顶部滚轮928帮助将基板框架916移动至处理腔室908中。在一些实施例中，滚轮926及928中的一组或皆可为电动的。在一些实施例中，使用不同数量的底部滚轮926及顶部滚轮928来移动基板框架916。如上参照图6所述，处理腔室908可为PVD腔室、蚀刻腔室、CVD腔室、退火腔室或预热腔室。一个或多个处理腔室908在同一时间处理固定在基板框架916上的两个基板。在处理腔室908中，基板框架916固定以面对面位向的两个基板。或者，在处理腔室908中，两个基板可以背对背的位向被固定。在一些实施例中，处理腔室908固定超过一对的框架916，例如两对或三对。在处理腔室908（例如预热腔室、三个CVD腔室以及退火腔室）中处理基板912之后，基板框架916移回到传送腔室904中。当完成处理时，转盘920旋转以使基板框架916与定框腔室906对齐。定框腔室906将基板912从基板框架916移除，并将基板912载入负载锁定腔室902或载入到负载锁定腔室902内的冷却腔室中。
图10A图示包括负载锁定腔室1002及基板定框腔室1004的一对腔室1000。在一些实施例中，处理系统900包括这对腔室1000。负载锁定腔室1002包括多个搁架1006。搁架1006包括将基板固定呈水平位向的边缘。在其它实施例中，搁架1006将基板固定呈垂直位向。
定框腔室1004包括机械臂1008和基板框架1010。机械臂1008利用ESC1012产生的静电电荷以将基板固定在原位。在其它实施例中，机械臂1008使用机械夹具以拾取和移动基板。机械夹具可接触基板的边缘及基板的背面。在又一些其它实施例中，机械臂利用真空抽吸以拾取及移动基板。在拾取基板之后，机械臂1008垂直地和/或水平地移动以从负载锁定腔室1002撤出基板并将基板移动至定框腔室1004中，机械臂1008将水平基板转动至垂直位向以将基板安装至基板框架1010上。在其它实施例中，机械臂1008不需要旋转在负载锁定腔室1002中呈垂直位向的基板，仅需将垂直基板安装到基板框架1010上。机械臂1008从顶部将基板安装至基板框架1010上。在其它实施例中，机械臂1008从底部将基板安装到基板框架1010上。如以上参照图9中的单一基板框架916所讨论的，基板框架1010可利用机械夹具、静电电荷或真空抽吸以将基板固定在原位。
图10B为一对腔室1000的另一实施例。在此实施例中，定框腔室1004包括两个机械臂1008a-b以及两个基板框架1010a-b。机械臂1008a-b利用静电力分别从一个或多个搁架1006a-b拾取基板并将基板移动到定框腔室1004中。机械臂1008a-b分别包括一个或多个静电夹盘1012a-b。机械臂1008a-b分别将基板安装到基板框架1010a-b上。机械臂1008a从顶部将基板安装到基板框架1010a上，以及机械臂1008b从底部将基板安装到基板框架1010b上。从相对的两侧安装基板可提高处理系统的产量并减小腔室尺寸。机械臂1008a-b可为与机械臂1008相同类型的机械臂。机械臂1008a及1008b为相同类型的机械臂（例如，两个机械臂1008a-b都为真空机械臂）。在其它实施例中，机械臂1008a及1008b使用不同方法来拾取及移动基板。在基板已经被装载至基板框架1010a-b上之后，两个基板框架1010a-b可选择性地连接以形成双重基板框架，例如双重基板框架918，或者基板框架1010a-b可被处理成未连接的一对框架。
所有三个基板框架1010、1010a及1010b为不同的设计。在一些实施例中，基板框架1010具有与基板框架1010a-b相同的配置。在其它实施例中，基板框架1010不同于基板框架1010a-b（例如，该等框架使用不同的方法以将基板固定在原位，和/或该等框架以不同方式设计或制造）。在又一些其它实施例中，基板框架1010与基板框架1010a-b中的一个具有相同的配置。基板框架1010的设计使基板框架1010可接收单个基板并将基板传送通过处理系统，例如处理系统900。基板框架1010a的设计考虑：空中的机械臂可将基板装载到基板框架1010a上，以及框架1010a可附接至或连接至另一基板框架以形成双重基板框架，例如双重基板框架918。基板框架1010b的设计允许机械臂（例如机械臂1008b）从底部装载基板框架1010b。若基板框架1010a-b待连接，在将基板框架1010a-b连接在一起之前，机械臂1008a-b将基板安装至基板框架1010a-b上。在其它实施例中，机械臂1008a-b在连接两个框架1010a-b之后将基板安装至基板框架1010a-b上。
图11A为重新定向及定框腔室1100的透视图。在一些实施例中，重新定向及定框腔室1100为与定框腔室706、定框腔室806以及/或定框腔室906相同的腔室。重新定向及定框腔室1100包括机械臂1102及基板1104。重新定向及定框腔室1100附接至负载锁定腔室及传送腔室（未图示）。机械臂1102延伸至负载锁定腔室中以拾取基板1104。在处理之后，机械臂1102将处理过的基板送回负载锁定腔室，并且位于负载锁定腔室外部的周围环境的玻璃装载机械臂将基板从处理系统移除。负载锁定腔室将基板1104固定呈水平位向的。当从负载锁定移除基板或送回基板时，机械臂1102的叶片是在一个水平平面上以载入和载出水平基板。在其它实施例中，负载锁定腔室将基板固定呈垂直位向，并且在载入及载出基板时机械臂1102将机械臂叶片定向为垂直位向。
图11B为图11A的重新定向及定框腔室1100在机械臂1102已将基板1104围绕水平轴从水平位向旋转成垂直位向之后的透视图。选定水平轴使得机械臂1102可在重新定向及定框腔室1100中的自由移动尽可能大。机械臂1102包括机械臂叶片1106。在一些实施例中，将轴选定在基板1104的长边的中间（例如，若基板为2.2x2.6米，轴选定在距离基板短边1.3米处）。在其它实施例中，轴定位在距离基板短边边缘的三分之一处，所述基板短边边缘最接近机械臂叶片1106的末端（例如约0.8667米）。机械臂叶片1106支撑基板1104的底部，并允许机械臂1102拾取及旋转基板1104。机械臂叶片1106利用真空抽吸以在基板移动时将基板固定在原位。在一些实施例中，机械臂叶片1106利用由一个或多个静电夹盘产生的静电电荷以拾取和旋转基板1104。在其它实施例中，机械臂叶片1106附接至基板1104的边缘。为了便于从负载锁定腔室载入与载出基板1104，负载锁定腔室中的搁架具有支撑基板1104背面的边缘以及中心，并使机械臂叶片1106接触基板1104的背面（如参照图10A-B所描述的）
重新定向及定框腔室1100包括单一基板框架1108及框架横挡构件1110。在一些实施例中，单一基板框架1108具有与框架916和/或框架1010相同的配置。一旦基板1104呈垂直位向，机械臂1102将基板1104安装到单一基板框架1108上。在一些实施例中，重新定向和定框腔室1100包括两个可选择性使用框架横挡构件1110连接的单一基板框架。若基板框架待连接，一旦基板安装至两个单一基板框架的每一个，机械臂（未图示）拾取并使用框架横挡构件1110将两个基板框架连接在一起。
在一些实施例中，负载锁定腔室固定呈垂直位向的基板。当基板1104以垂直位向从负载锁定腔室移除时，机械臂1102将基板1104安装至单一基板框架1108，而不需将基板1104从水平位向旋转至垂直位向，
图11C为图11B的重新定向及定框腔室1100在机械臂1102已将基板1104安装至单一基板框架1108之后的透视图。横挡构件1110通过支撑基板1104的底部边缘而帮助将基板固定在原位。单一基板框架1108利用静电电荷将基板1104固定在原位。单一基板框架1108包括用来产生静电电荷的电极。或者，单一基板框架1108可包括多个电极，使得这些电极足以原位固定基板1104。单一基板框架1108包括双极静电夹盘。在其它实施例中，静电夹盘为单极。在一些实施例中，单一基板框架1108利用真空抽吸将基板固定在原位。在其它实施例中，单一基板框架1108可藉由机械地夹持基板1104的边缘来固定基板1104。横挡构件1110及夹具分别固定基板1104的底部及侧边。
在一些实施例中，重新定向及定框腔室1100包括两个单一基板框架1108。一旦基板装载到两个单一基板框架1108上，两个单一基板框架1108可选择性地与横挡构件1110实体连接。在其它实施例中，横挡构件1110在单一基板框架的顶部选择性地附接两个单一基板框架1108。在一些实施例中，横挡构件1110同时在单一基板框架1108的顶部及底部选择性地连接两个单一基板框架1108以增加支撑。单一基板框架1108由阳极氧化铝制成。在其它实施例中，框架1108由诸如氧化铝或氮化铝的陶瓷材料制成。
图12A为定框腔室1200的透视图。在一些实施例中，定框腔室1200为与重新定向及定框腔室1100相同的腔室。定框腔室1200包括两个基板1204a-b、两个单一基板框架1208并且选择性地包括一个横挡构件1210。通过参照图11A-C所描述的过程，机械臂将基板1204a-b安装到两个单一基板框架1208上。
机械臂（未图示）附接至两个单一基板框架1208。机械臂将两个单一基板框架1208朝向定框腔室1200的中心滑动。在其它实施例中，机械臂拾取两个单一基板框架1208（例如，两个单一基板框架）以使所述两个单一基板框架1208朝向定框腔室1200的中心移动。在一些实施例中，将两个基板1204a-b安装到基板框架1208上的机械臂与用来将基板框架1208朝向定框腔室1200的中心滑动的机械臂相同。一旦机械臂将两个单一基板框架1208定位在定框腔室1200的中心，可选择性地使用横挡构件1210将两个单一基板框架1208连接在一起。选择性的横挡构件1210利用夹接器连接至两个单一基板框架1208的每一个。在其它实施例中，横挡构件1210焊接至两个单一基板框架1208并可延展和收缩，以使基板1204a-b能够安装到单一基板框架1208上。在一些实施例中，单一基板框架1208安装至定框腔室1200的部分壁或全部的壁上。一旦基板被装载在框架1208上，定框腔室1200的壁向内移动以使两个单一基板框架1208间隔约10厘米至约15厘米，更优选为间隔约11厘米至约13厘米。随后，降低框架1208并利用夹接器将框架1208安装到横挡构件1210上。在一些实施例中，横挡构件1210在每一端包括垂直部分（参照图13C-D在下文描述），所述垂直部分实际上支撑框架1208并连接至框架1208。在一些实施例中，横挡构件1210的垂直部分利用轴承（例如，铰链）附接至框架1208。所述铰链允许单一基板框架1208围绕水平轴旋转，以更加利于将基板1204a-b安装至单一基板框架1208。在一些实施例中，单一基板框架1208旋转成水平位向以将基板1204a-b装载到框架1208上。在负载锁定腔室中呈水平位向的基板滑动到垂直框架1208上，随后框架1208旋转回到垂直位向以处理基板1204a-b。框架1208可分开地或连接成对地移动通过处理系统，所述处理系统例如系统900。
在一些实施例中，机械臂利用机械夹具连接至一个或多个单一基板框架1208。制造单一基板框架1208以允许机械臂能夹持单一基板框架1208的部分并将框架移动至定框腔室1200中的不同位置。在其它实施例中，机械臂利用真空抽吸附接至单一基板框架1208。在一些实施例中，四个单一基板框架1208可选择性地与三个横挡构件连接以形成四重基板框架。四重基板框架移动通过处理系统（例如，处理系统900）以处理四个基板。横挡构件1210具有交织的指状物，所述指状物允许两个横挡构件1210附接至单一基板框架1208。四个基板可以面对面的方式配置，使得最左边两个基板为面对面，最右边两个基板为面对面，而中间两个基板将以背对背的方式配置。或者，所有的四个基板可为背对背，使得四个单一基板框架1208形成正方形。在其它实施例中，四个单一基板框架形成正方形，并且基板以面对面的方式配置。
图12B为具有两个单一基板框架1208的定框腔室1200的透视图，其中两个单一基板框架1208选择性地与横挡构件1210连接在一起以形成双重基板框架1212。应理解，框架1208也可独立地或连接成对地移动通过处理系统，所述处理系统例如系统900。基板框架1208位于两个滚轮1214a-b的顶部。两个滚轮1214a-b帮助将基板框架1208移出定框腔室1200以及移入传送腔室（未图示）。在一些实施例中，定框腔室1200包括一个或多个上滚轮（未图示），所述上滚轮协助移动及稳定基板框架1208。在其它实施例中，一个或多个传送器将基板框架1208移动到传送腔室中。机械臂（未图示）可用来将支撑基板1204a-b的两个单一基板框架1208移动到定框腔室1200的中心，以允许选择性的横挡构件1210能附接至两个框架并形成双重基板框架1212。机械臂将基板框架1208放置在滚轮1214a-b上，使得滚轮1214a-b的移动将基板框架1208移出定框腔室1200。
在其它实施例中，机械臂（未图示）将基板1204a-b装载到定位在滚轮1214a-b上的空的基板框架1208上。一旦机械臂（例如参照图10B所描述的机械臂1008a-b）将基板1204a-b安装到基板框架1208上，滚轮1214a-b围绕穿过滚轮中央的水平轴旋转，并将基板框架1208移动到传送腔室中。
图12C为具有两个基板框架1208及两个滚轮1214a-b的定框腔室1200的透视图。基板框架1208可选择性地耦接在一起以形成双重基板框架1212。在一些实施例中，定框腔室1200为与图9所示的定框腔室906相同的腔室。两个滚轮1214a-b将基板框架1208从定框腔室1200移动至传送腔室。传送腔室包括两个底部滚轮1216a-b及四个顶部滚轮1218a-b。当基板框架1208移动至传送腔室时，底部滚轮1216a-b接触基板框架1208（亦即，使用横挡构件1210时的双重基板框架1212）的底表面。每一个顶部滚轮1218a-b具有碰触固定在基板框架1208中的基板1204a-b的顶部边缘的“V”形凹槽。顶部滚轮1218a-b与基板1204a-b之间的接触防止基板框架1208倾斜并保持基板框架处于垂直位向。在其它实施例中，顶部滚轮1218a-b的表面支撑单一基板框架1208的上部分的平坦表面，以保持基板框架1208直立。在一些实施例中，底部滚轮为设计成帮助将基板框架1208从定框腔室1200移动至传送腔室的传送器。在其它实施例中，顶部滚轮1218a-b为传送带，用于从重新定向及定框腔室1200移动基板框架1208。顶部或底部传送器可与滚轮或传送器一起使用。在一些实施例中，四个顶部滚轮1218a-b为两个顶部滚轮，使得每一个滚轮同时支撑两个基板1204a-b。
滚轮1214a-b为电动的并将一对基板框架1208从定框腔室1200移出到传送腔室中。在一些实施例中，滚轮1214a-b为非电动的，并且在定框腔室1200中的一个或多个顶部滚轮（未图示）将基板框架1208移动到传送腔室中。在其它实施例中，一个或多个机械臂（未图示）将基板框架沿着滚轮1214a-b滑动到传送腔室中。底部滚轮1216a-b为电动的并帮助将一对基板框架1208从定框腔室1200移动至传送腔室。底部滚轮1216a-b将基板框架1208移入连接至传送腔室的处理腔室（例如，处理腔室808-832），和从所述处理腔室移出。在其它实施例中，底部滚轮1216a-b为被动的（例如，非电动的）并且顶部滚轮1218a-b为电动的，并将基板框架1208移动通过传送腔室。在一些实施例中，底部滚轮1216a-b及顶部滚轮1218a-b皆为电动的，以移动及稳定基板框架1208。
图4A为处理腔室400a的截面图。处理腔室400a与处理腔室908相同。处理腔室400a可为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、感应耦合等离子体(ICP)蚀刻腔室、低压化学气相沉积腔室(LPCVD)或热线化学气相沉积腔室(HWCVD)。处理腔室400a可用于在太阳能电池的形成期间将本征硅、p型掺杂硅以及n型掺杂硅膜沉积在玻璃基板上，在平板显示器的制造期间沉积薄膜，或蚀刻垂直地固定在处理腔室400a中的平板显示器、200毫米晶圆、或300毫米晶圆。
处理腔室400a包括开口402以及包括上部天线404及下部天线406的天线结构。开口402允许基板移进和移出处理腔室400a并可在基板处理期间藉由门密封。在一些实施例中，使用狭缝阀当作门以在处理腔室400a中产生真空压力。在其它实施例中，滑动阀关闭处理腔室400a中的开口。处理腔室400a的压力在处理期间被降低至约50mTorr至约150mTorr的范围。
天线结构置中地设置在处理腔室400a内。上部天线404及下部天线406产生感应耦合或电容耦合等离子体以将层沉积到两个基板（未图示）上，例如定位在处理腔室中的一对基板。可用介于约300kHz和约3GHz之间的频率将功率供应至天线结构以产生时变电场。在一个实施例中，提供频率为13.56MHz的RF功率源。在其它实施例中，可提供HF或VHF功率。在又一个其它实施例中，可以提供频率介于约600MHz和约3GHz之间的微波频率(MF)功率，例如，约900MHz或约2.45GHz。在一些实施例中，固定基板的框架（例如，单一或双重基板框架918，或以下参照图13A-13I所描述的任意一个框架）向基板提供DC偏压，以减少基板损伤。施加至基板框架的DC偏压功率是来自与提供至天线406及406的源功率不同的功率供应器。在其它实施例中，基板未被基板框架偏压。天线404及406使用不同源功率供应器来产生等离子体。在其它实施例中，天线404及406使用相同的源功率供应器。天线404及406提供在处理腔室400a中产生和保持等离子体以用于在两个玻璃基板上进行沉积的功率。在沉积期间，处理腔室400a的温度介于约20℃（亦即，室温）和约400℃之间，例如约130℃。
天线404及406可由铝或石英制造。天线404及406形成为具有中空核心的圆柱形线圈的形状，以允许处理气体流过天线404及406。在一些实施例中，天线404及406为不具有核心的直导线导体。在其它实施例中，天线404及406为具有模铸中空核心的直导线导体，以允许处理气体流过中空核心。上部天线404及下部天线406具有约3米或更小的最长不间断(longest uninterrupted)尺寸，以减少沉积期间的电弧。未连接至源或地的较长天线尺寸具有高电阻，并且需要高电压以允许电流流经天线。在天线末端的提高的电压会增加电弧的机率。在一些实施例中，天线404及406具有多个用于源功率的馈入点，以降低最长不间断尺寸及电弧的可能性。上部天线404及下部天线406都为具有四个延伸至处理腔室400a中的叶片的梳形。在一些实施例中，上部天线404及下部天线406具有不同数量的叶片。在一些实施例中，上部天线404及下部天线406具有约2个至约8个叶片。陶瓷管（参照图12A-C所描述的）可围绕每一个天线404及406，以防止膜沉积至天线404及406。陶瓷管可包括用于将处理气体引入处理腔室400a的孔洞。陶瓷管可进一步包括电极，以减少处理气体在管上的沉积和产生溅射，使得所述管可自清洁(self-cleaning)。在一些实施例中，陶瓷管中的电极产生电容耦合，以溅射掉（sputter off）沉积在陶瓷管上的膜。
基板藉由一对基板框架以面对面的配置固定在处理腔室400a中。包括上部天线404和下部天线406的天线结构定位在两个面对面的基板之间，如图13A-I所示。气体被引入处理腔室400a中的两个基板之间。可如上所述从陶瓷管提供气体，或经由包括气体馈送管的气体馈送结构提供气体，所述气体馈送管散布于天线404及406的叶片之间，如以下参照图4B所进一步描述的。天线404和406在处理腔室400a中产生等离子体。天线404及406位于处理腔室400a中，使得天线404及406形成均匀的离子密度并使大体上平坦的膜沉积在两个基板上。
两个基板的面对面定向允许在处理腔室400a中仅需产生一个等离子体场，而不是在分离的处理腔室或分离的处理区域中产生用于两个基板的两个分离的等离子体场。仅使用一个等离子体场需要较少的气体来形成等离子体，从而减少气体的消耗及浪费。上部天线404及下部天线406使用比产生两个等离子体场以分别处理两个基板所需要的能量少的能量来在处理腔室400a中产生等离子体。因为仅需清洁一个腔室而非两个，因此可减少清洁时间和减少气体。在一些单一基板处理环境中，暴露于在处理腔室中形成的等离子体的处理腔室的百分比是高的。在双重基板处理腔室400a中，暴露于等离子体的腔室壁的百分比是低的，如以下参照图13A-I更详细地讨论的。减少暴露于等离子体的腔室的量也有助于减少清洁时间。在一个处理腔室（例如处理腔室400a）中处理两个基板降低了总成本（例如，腔室的成本）并节省了工厂车间的空间。在成对基板框架（例如基板框架916或双重基板框架918）中移动两个基板可提高基板产量。
在一些实施例中，处理腔室400a分成两个串接的处理腔室。壁（未图示）可选择性地放置在腔室的中间，使得天线404及406位于所述壁中。处理气体可从壁引入两个串接的腔室中。在此实施例中，开口402可分成两个开口，每个开口用于一个处理腔室。独立的基板框架，例如单一基板框架916，将基板移入和移出处理腔室400a。串接的处理腔室具有分离的排放泵。在一些实施例中，串接的处理腔室共享同一个排放泵。
图4B示出处理腔室400b的剖面图。处理腔室400b为处理腔室908的另一个实施例，用于处理在两个基板框架上大体上垂直固定的两个基板。处理腔室400b包括开口402和包括四个U形天线408a-d的天线结构。在优选实施例中，U形天线408a-d由铝制造并由陶瓷管围绕。在一些实施例中，陶瓷管由氧化铝制成。在其它实施例中，陶瓷管由碳化物制成。
U形天线408a-d定位在处理腔室400b中，使得U形天线408a-d在处理腔室400b中形成均匀的离子密度，并且使得大体上平坦的膜沉积到固定在天线408a-d的每一侧上的两个基板上。在其它实施例中，约三个至约八个U形天线位于处理腔室400b中。在一些实施例中，U形天线408a-d沿着水平轴翻转(flip)，使得“U”的底部在处理腔室400b的上方。在一些实施例中，处理腔室400b一次处理八个基板，在U形天线408a-d的两侧上各自有四个基板。在此实施例中，双重基板框架中的每一个单一基板框架经配置以大体上共平面的配置来固定总共八个基板中的四个基板。
气体可经由围绕天线408a-d的陶瓷管（如以上参照图4A所描述的）或经由包括气体馈送管403的气体馈送结构（所述气体馈送管403通过处理腔室400b的顶部或底部而进入处理腔室400b）而馈送至处理腔室400b。气体馈送管403散布于天线408a-d之间。气体馈送管403可沿着两个平面定向，每个平面介于天线结构和一个基板框架之间。气体馈送管403包括沿着所述气体馈送管403的长度分布的开口，用于将处理气体分散到基板框架之间的反应空间中。气体馈送管403的开口间隔开并经定向以提供均匀的气流而遍及反应区域。气体馈送管403可由任何用于处理腔室的习知材料形成，例如铝、石英、不锈钢、陶瓷（例如氧化铝）等。应注意，气体馈送管403仅在图4B的实施例中图示以增强该图的清晰度，且气体馈送管403可使用在图4A-B以及图5的实施例中的任何一个，或使用在垂直的或大体上垂直的处理腔室的任何其它实施例中。
图5为处理腔室500的另一剖面图。处理腔室500为处理腔室908的另一实施例。处理腔室500包括开口402及包括四个天线510a-d的天线结构。示出四个基板512a-d定位在处理腔室500中以图示使用处理腔室500的一种方法。处理腔室500可分成总共八个基板处理位置，其中四个位于四个天线510a-d的任一侧上。八个基板固定在多重基板框架中。在其它实施例中，在处理腔室500中处理固定在基板框架上的两个基板，实质上如以上参考图4A-B及以下参考图13A-I所描述的。在处理腔室500中使用的较短天线510a-d降低了在基板512a-d的处理期间产生电弧的机率。
在一些实施例中，可操作处理腔室500以一次处理四个垂直定向的基板。基板框架可定位在处理腔室500的每一侧上，使得四个基板的每一个定位在不同的平面内。在这样的实施例中，处理腔室500可在两个天线结构中包括两组天线510a-d，以产生两个等离子体处理场以将膜沉积到四个基板上。可使用包括两列或四列气体馈送管的气体馈送结构来提供气体馈送，所述气体馈送管例如图4B的气体馈送管403。处理腔室500通常包括一个排放系统，以在沉积之后排空处理腔室500，但可包括两个排放系统，每一个用于一个处理区域。
图13A为双重基板框架1302的示意截面图1300a，所述双重基板框架1302包括两个单一基板框架1304a-b及横挡构件1306a。双重基板框架1302承载两个基板1308a-b通过处理系统，例如处理系统900。横挡构件1306a的底表面接触底部滚轮1310的水平表面，并且双重基板框架1302藉由两个顶部滚轮1312a-b接触两个基板1308a-b的顶部边缘来稳定。底部滚轮1310通过围绕穿过底部滚轮1310中央的水平轴旋转以移动双重基板框架1302。连接至底部滚轮1310的马达（未图示）提供底部滚轮1310的旋转运动。在一些实施例中，多个底部滚轮1310有助于移动双重基板框架1302通过处理系统。
双重基板框架1302藉由顶部滚轮1312a-b的支撑件来稳定。顶部滚轮1312a-b具有位于顶部滚轮1312a-b的水平表面中的“U”形凹槽，其分别触碰基板1308a-b的顶部边缘，并保持基板1308a-b在“U”形凹槽内水平地置中。每一个顶部滚轮1312a-b并未连接至马达，且当基板1312a-b移动通过处理系统时每个滚轮围绕水平轴旋转，并且基板1308a-b的顶部边缘接触顶部滚轮1312a-b。底部滚轮1310具有与底部滚轮922相同的配置，并且顶部滚轮1312a-b与顶部滚轮924相同。在一些实施例中，底部滚轮1310及顶部滚轮1312a-b分别与底部滚轮926及顶部滚轮928相同。
双重基板框架1302利用静电电荷将基板1308a-b固定在原位。放置在双重基板框架中的电极形成双极静电夹盘以抵靠双重基板框架1302的表面固定基板1308a-b。在一些实施例中，双重基板单一基板框架1304a-b中的电极为单极，使得单一基板框架1304a中的电极的电荷及单一基板框架1304b中的电极的电荷产生静电力并将基板1308a-b固定在原位。在一些实施例中，双重基板框架1302在基板1308a-b的背面利用真空压力以将基板1308a-b固定在原位。双重基板框架1302包括凹槽（未图示），凹槽位于基板1308a-b正后方的框架1302的表面上。处理系统（例如处理系统900）在双重基板框架1302上的凹槽中产生真空，以将基板1308a-b固定在原位。在其它实施例中，双重基板框架1302通过实体接触基板1308a-b的边缘而将基板1308a-b固定在原位。双重基板框架1302可使用制动器（未图示）来与基板1308a-b的正面边缘接触。边缘排除区的尺寸（制动器和基板前表面形成接触的距离）为3毫米或更小，优选为2毫米或更小，更优选为1毫米或更小。
双重基板框架1302具有正好位于基板1308a-b后方的表面上的凹槽。凹槽容许惰性气体（例如氦）接触基板1308a-b的背表面，以在处理期间冷却基板1308a-b。或者，框架1302可具有允许冷却气体与基板1308a-b的背面形成接触的凹痕。在一些实施例中，双重基板框架1302具有正好位于基板1308a-b后方的表面上的两组凹槽：第一组凹槽提供真空抽吸以将基板固定在原位，第二组凹槽提供背面冷却气体以接触基板1308a-b。
在一些实施例中，底部滚轮1310分成左滚轮及右滚轮。这些实施例的范例图示于图13G及13H中。减少与双重基板框架1302底部的接触减少了在基板1308a-b上的粒子污染的机率。在其它实施例中，底部滚轮1310为传送器，所述传送器将双重基板框架1302移动通过处理系统。
在一些实施例中，顶部滚轮1312a-b包括“V”形凹槽，以分别将基板1308a-b固定在顶部滚轮1312a-b的中心。顶部滚轮1312a-b稳定双重基板框架1302并通过接触基板1308a-b以防止所述基板1308a-b倾斜，其中所述基板1308a-b抵靠双重基板框架1302牢固地固定在原位。
图13B为双重基板框架1302的另一个示意性截面图1300b。两个侧滚轮1314a-b接触双重基板框架1302的上部分。当侧滚轮1314a-b接触双重基板框架1302时，侧滚轮1314a-b的每一个围绕垂直轴旋转。侧滚轮1314a-b的垂直表面支撑双重基板框架1302并在双重基板框架1302移动通过处理系统时防止双重基板框架倾斜。在一些实施例中，侧滚轮1314a-b的每一个为传送器，所述传送器沿着底部滚轮1310引导双重基板框架1302。侧滚轮1314a-b的每一个以螺栓固定在处理系统的顶部。在一些实施例中，侧滚轮1314a-b的每一个附接至处理系统的底部。附接至处理系统底部的侧滚轮允许传送腔室仅具有一个转盘920并减少移动部件的数量，所述传送腔室例如传送腔室904。
在一些实施例中，底部滚轮1310包括引导两个突出物1318的两个凹槽1316，所述两个突出物1318安装在双重基板框架1302的底部。所述两个突出物1318垂直地延伸至位于底部滚轮1310上的两个凹槽1316的“U”形开口中。每一个凹槽1316将各个突出物1318置中于“U”形开口中。在双重基板框架1302的移动期间，突出物1318在凹槽1316的置中可保持双重基板框架1302置中在底部滚轮1310上。在其它实施例中，底部滚轮1310在底部滚轮1310的中心具有单一凹槽，并且双重基板框架1302具有单一突出物。单一突出物延伸至单一凹槽并将双重基板框架1302置中在底部滚轮1310的顶部，并且减少可能的污染源。
图13C为固定基板1308a-b的双重基板框架1302的另一截面示意图1300c。底部滚轮对1320a-b使双重基板框架1302移动通过处理系统，例如处理系统900。底部滚轮对1320a-b包括一对凹槽1322a-b，凹槽1322a-b将双重基板框架1302置中于底部滚轮对1320a-b的上方。安装在横挡构件1306b底部的两个突出物1324a-b垂直延伸至凹槽1322a-b的“U”形开口中。凹槽1322a-b接触突出物1324a-b的边缘并将独立的突出物1324a-b的每一个置中在对应的凹槽1322a-b，以保持双重基板框架1302在底部滚轮对1320a-b的上方置中。在一些实施例中，凹槽1322a-b具有接触突出物1324a-b的“V”形开口。在一些实施例中，突出物1324a-b设计为“U”形以填满凹槽1322a-b的对应的“U”形。
双重基板框架1302包括两个边缘1330以支撑基板1308a-b的底部边缘。边缘1330允许双重基板框架1302的横挡构件1306b具有两个实体连接至单一基板框架1304a-b的垂直侧片段。双重基板框架1302的横挡构件1306b从基板框架1304a-b向下延伸，这减少了在基板1308a-b的处理期间沉积在横挡构件1306b上的材料量。在一些实施例中，处理腔室（例如处理腔室908）包括进一步减少横挡构件1306b上的污染的屏蔽。在一些实施例中，惰性气体流经横挡构件1306b以进一步减少粒子污染。
图13D为安装至两个静电夹盘1304c-d上的基板1308a-b的截面图1300d。静电夹盘1304c-d的每一个包括用于双极静电操作的两个电极。静电夹盘1304c-d的每一个包括四个下指状物1332和四个上指状物1378。静电夹盘1304c-d将基板1308固定至双重基板框架1302，且上指状物1378及下指状物1332有助于将基板1308固定在原位并防止基板1308倾斜。在一些实施例中，静电夹盘1304c-d的每一个包括八个侧指状物以固定基板的左侧及右侧。在一些实施例中，静电夹盘1304c-d包括在基板一侧上的侧指状物。
当静电夹盘1304c-d固定基板1308时，基板1308支撑在下指状物1332上，并且在基板1308和上指状物1378之间具有间隔。在将基板1308装载至静电夹盘1304c-d以及从静电夹盘1304c-d卸载基板1308期间，定框机械臂（未图示）上的指状物与附接在静电夹盘1304c-d上的指状物1332和1378交错。定框机械臂指状物将基板1308固定在下指状物1332上方约1毫米至约10毫米以防止损伤基板1308，优选为2毫米。在其它实施例中，定框机械臂指状物将基板1308固定在下指状物1332上方小于1毫米处。上指状物1378及下指状物1332为正方形并具有从约5毫米至约10毫米的宽度，使得在基板1308的处理期间在指状物1378与1332上仅发生最少的沉积。
在一些实施例中，静电夹盘1304c-d为真空夹盘。在其它实施例中，静电夹盘1304c-d使用方向性黏着剂以原位固定基板1308a-b而不污染基板1308a-b。
图13E为处理腔室1301的示意截面图1300e，处理腔室1301具有坐落于处理腔室1301中的双重基板框架1302。处理腔室1301包括一对滚轮1320、屏蔽1376、横挡构件1306b以及天线1374。双重基板框架1302固定一对基板1308。该对滚轮1320将双重基板框架1302移进和移出处理腔室1301。滚轮1320的每一个包括“U”形凹槽1322，并且双重基板框架1302的横挡构件1306b包括一对突出物1324。突出物1324垂直延伸至“U”形凹槽1322。凹槽1322接触突出物1324的边缘，并且将独立的突出物1324的每一个置中于对应的“U”形凹槽1322中，以保持双重基板框架1302置中在一对滚轮1320上方且置中于处理腔室1301中。在一些实施例中，凹槽1322具有接触突出物1324的“V”形开口。在一些实施例中，突出物1324设计为“U”形以填满凹槽1322的对应的“U”形。
双重基板框架1302包括两个边缘1330以支撑基板1308的底部边缘。屏蔽1376减少横挡构件1306b上的粒子污染。屏蔽1376为安装在处理腔室1301的侧壁上的悬臂。在一些实施例中，惰性气体流经横挡构件1306而进一步减少粒子污染。在一些实施例中，额外的屏蔽防止处理气体沉积在处理腔室1301的顶面及壁上。
在一些实施例中，双重基板框架1302的每一个独立的框架1304a-b利用真空抽吸将基板1308a-b固定在原位。在其它实施例中，基板框架1304使用方向性黏着剂以将基板1308固定在原位而不污染基板1308。
图13F为处理腔室1301的另一示意截面图1300f，处理腔室1301包括一对滚轮1320、屏蔽1376以及天线1374。处理腔室1301为处理腔室908的一个实施例。滚轮1320在两个基板1308的处理期间支撑双重基板框架1302。双重基板框架1302包括横挡构件1306c及两个静电夹盘1304。静电夹盘1304的每一个包括四个上指状物1378、四个下指状物1332以及两个用于双极操作的电极。上指状物1378及下指状物1332原位固定基板1308并防止基板1308滑动。在一些实施例中，静电夹盘1304包括八个侧指状物（例如在每一侧上有四个指状物）以进一步减少基板在静电夹盘1304上滑动的可能性。静电夹盘1304将基板1308固定到双重基板框架1302上。
双重基板框架1302包括横挡构件1306c，其具有一对滚轮1320将双重基板框架1302移入和移出处理腔室1301。滚轮1320的每一个包括“U”形凹槽1322，并且双重基板框架1302的横挡构件1306c包括一对突出物1324。突出物1324垂直延伸至“U”形凹槽1322。凹槽1322接触突出物1324的边缘并将每一个独立的突出物1324置中于对应的“U”形凹槽1322中，以保持双重基板框架1302置中在一对滚轮1320的上方并置中于处理腔室1301中。在一些实施例中，凹槽1322具有接触突出物1324的“V”形开口。在一些实施例中，突出物1324设计为“U”形以填满凹槽1322的对应的“U”形。
图13G为双重基板框架1302的另一示意截面图1300g。图13G的双重基板框架1302大体上与图13A的双重基板框架1302相似，其中横挡构件1306a替换成双重横挡构件1306e-f，并且滚轮1310替换成双重滚轮1310c-d，双重滚轮1310c-d与双重横挡构件1306e-f界定出双重基板框架1302的框架1304a-b之间的开口1340。开口1340大体上延伸双重基板框架1302的整个长度并提供从腔室底部至基板1308之间的反应空间的进出口。双重滚轮1310c-d的每一个可独立地电动化，或者双重滚轮1310c-d可通过选择性的横轴(axle)1341接合，横轴1341可由共享马达驱动。或者，双重滚轮1310c-d可为被动的、非电动的构件。
图13H为双重基板框架1302的另一示意截面图1300j。图13H的双重基板框架1302与图13B的双重基板框架1302大体上相似，另包括横挡构件1306e-f及具有选择性横轴1341的双重滚轮1310c-d。图4A的包括上部天线404和下部天线406的天线结构与图13H中的双重基板框架1302并列图示，以图示由开口1340实现的经过腔室底部至两个基板1304间之反应区域的进出口。
图13I为根据另一实施例的处理腔室1301的另一示意截面图1300i。处理腔室1301的特征为上部传送器1346与下部传送器1344，分别用于设置在处理腔室1301的每一个大体上垂直的壁1372上的基板框架1342。传送器1344及1346可为滚轮或滑轨，所述滚轮或滑轨在各个框架延伸件1348与1360之中的凹部1350及1364中啮合基板框架1342。传送器1344及1346中的突出物1362啮合凹部1350及1364，以控制基板框架1342在处理腔室1301中的定位与移动。突出物1362可为轮子，在实施例中的特征为滚轮。延伸件1348及1360可为具有用于啮合滚轮的凹槽的轨道。基板1308可通过任何上述方式附着至基板框架1342上，例如静电、真空、或化学吸附或者若基板框架1342上包括指状物则通过物理夹持。下传送器1344的每一个可为双重滚轮，其中每一个双重滚轮的两个滚轮设置在基板承载件1342的中央平面的任一侧。因此，经定位的滚轮为基板支撑件1342提供稳定性，使基板承载件1342倾向于保持直立位置。也应注意，下传送器1344可降低到处理腔室1301的底板上，使得仅有轮子1362在处理腔室1301的底板上方突出。
天线结构1352线性地延伸穿过处理腔室1301。天线结构1352可置中地位于处理腔室1301内部，以在两个基板1308之间形成反应区域。天线结构1352包括一个或多个天线，每一个天线包括由绝缘套管1368围绕的导体1370。天线结构1352可包括多个设置成线性阵列的天线。导体1370可为固体金属棒或金属管。导体1370耦接至电源1354，电源1354可为图13I中所示的RF、HF、VHF或MF源。绝缘套管1368避免反应产物沉积在导体1370上。图示的天线结构1352通过顶部进入处理腔室1301，除了从顶部进入之外，天线也可从底部进入，如图4A-C的任何一个实施例。图13I的天线结构1352沿着贯穿处理腔室1301的中央位置的平面定向，所述平面大体上与由容纳在处理腔室1301中的基板1308所界定的平面共面。天线结构1352图示为突出穿过处理腔室1301的顶部，但应了解替代实施例中的天线结构1352可突出穿过腔室1301的底部，或同时穿过腔室1301的顶部及底部。
气体馈送管1356定位在天线结构1352和基板1308之间。气体馈送管1356沿着天线结构1352任一侧的平面定向，并大体上与天线结构1352的任一侧共平面。气体馈送管1356相对于天线结构1352及基板1356间隔开，以在基板1308间的整个反应空间提供均匀的反应物密度。气体馈送管1356上的孔洞1358经定位而间隔开以根据分配图案1366提供均匀的气流至反应空间。
图13J为图13H的处理腔室1301的俯视图。腔室壁1372及定位器1346将固定基板1308的基板框架1342定位在暴露于基板1308之间的反应空间的位置。天线1352及气体馈送管1356的形态为一范例实施例，所述形态可提供基板1308的均匀处理。气体馈送管1356散布在天线1352之间，并定位在天线1352与基板1356之间。气体馈送管1356上的孔洞1358的分配图案1366通常经选定以使输送至处理腔室1301的气体均匀。
通过以上描述应当了解气体馈送管不须在所有的实施例中皆为笔直的垂直管。事实上，可使用横越天线结构与基板之间的空间的任何配置的馈送管。
图14为具有框架传送梭动器1430的处理系统900的透视图。在双重基板框架918通过处理系统900的移动期间，框架传送梭动器1430支撑双重基板框架918。框架传送梭动器1430包括附接至双重基板框架918上的四个板1432以在移动期间稳固地将框架918固定在原位。在一些实施例中，针对每一个处理腔室908，处理系统900都包括一个框架输送梭动器1430。在其它实施例中，针对每一个处理腔室908具有超过一个的框架传送梭动器1430（例如，若有13个处理腔室908，则系统900包括17个框架传送梭动器1430）。
图15为具有基板框架1534的处理系统900的另一透视图，所述基板框架1534用来移动处理系统中的一对基板，所述处理系统例如处理系统900。基板框架1534包括导轨1536及十六个基板指状物1538，利用轴承使基板指状物1538附接至导轨1536。八个基板指状物1538连接至安装在基板框架1534上的每一个基板912。在处理期间，附接基板指状物1538及导轨1536的轴承允许指状物的移动并允许基板912可翘曲而不会破裂。基板指状物1538通过接触基板912的边缘及背面以及接触基板912的正面最少量的方式而机械式地附接至基板912。基板指状物1538优选地接触基板912正面3毫米或更少处，优选为2毫米或更少，更优选为1毫米或更少。
图16A为负载锁定/冷却卡匣的三维视图，所述负载锁定/冷却卡匣的截面图示于图16B。加热/冷却卡匣10包括侧壁12和14以及底壁16。顶盖18紧固至卡匣10的顶部。如图16A所示，另外的侧壁13及15垂直于侧壁12及14。邻近于系统40的侧壁13装配狭缝阀11，玻璃板可经由狭缝阀11送入和送出卡匣10。系统40可为系统600、700、800或900的任意一个或其它系统。在一些实施例中，可有两个狭缝阀11，一个用于将基板送入中央机械臂腔室50，另一个用于将基板送出中央机械臂腔室50。在一些实施例中，加热/冷却卡匣10包括两个分开的卡匣或腔室。上腔室在处理之前预热基板，并附接至狭缝阀以允许基板移入中央机械臂腔室50。下腔室在处理之后冷却基板，并附接至狭缝阀以允许基板能从中央机械臂腔室50放至冷却腔室中。加热/冷却卡匣10和/或任何包括在加热/冷却卡匣10中的卡匣/腔室固定一个或多个基板。卡匣可用于批次处理（例如，持有两个或多个基板）或单一基板处理。中央机械臂腔室50可为传送腔室602、704、804或904中的任意一个。
侧壁12及14装配有电阻加热线圈20以及冷却通道22，冷却气体或液体可在所述冷却通道22中循环。例如，冷却气体或液体能够藉由合适的泵（未图示）在通道22中可控制地循环，所述气体例如氦，所述液体例如水。
底壁16装配有入口管24和出口管26以及/或通道27，入口管24及出口管26分别用于冷却剂的循环，通道27含有供加热线圈20所用的线材，所述加热线圈20连接至功率源（未图示）。或者，可使用相同的通道24、26来环绕加热线圈20及用于循环通道22中的冷却气体或液体。
侧壁12及14的内部装配有多个导热搁架28。取决于壁12及14是否正被加热或冷却，搁架28必须保持与壁12及14的良好接触以确保快速且均匀地控制搁架28的温度。搁架28由良好的热导体制成，例如包括铝、铜、不锈钢覆铜(stainless steel clad copper)等的金属。
坐落在搁架28上的或紧固至搁架28的是多个支撑件30，所述多个支撑件30适当地由非导电材料制成，所述非导电材料例如高温玻璃或石英。支撑件30用来支撑待处理的玻璃基板32，使得搁架28和基板32之间存有间隙。这个间隙确保搁架与玻璃的直接接触得以避免，这种直接接触可能压迫或破坏玻璃。玻璃可藉由辐射或气体传导间接地加热或冷却，而非通过与基板32及搁架28的直接接触。此外，玻璃基板32与搁架28之间的间隔使玻璃基板可从两侧加热及冷却，因而使基板可更快速且更均匀地加热和冷却。
传导性搁架28的温度可通过侧壁12及14内的通道20、22中的加热线圈或冷却介质来调节，传导性搁架28接触或贴附至侧壁12及14。传导性搁架28在加热及冷却组态（arrangement）皆必须接触壁12及14。加热或冷却玻璃基板的速率是由搁架材料的发射率、玻璃本身的发射率以及腔室的真空压力来决定，且加热或冷却玻璃基板的速率可足够慢从而避免玻璃破裂。以下给出描述热传递的Stephan-Boltzmann方程式1)：
Er = σ Σ 1 Σ 2 Σ 1 + Σ 2 - Σ 1 Σ 2 ( T 1 4 - T 2 4 ) - - - 1 )
其中Er为能量传递的量，单位为Watts/cm2；
T1为搁架的温度，单位为Ko；
T2为玻璃的温度，单位为Ko；
∑1为搁架的发射率；
∑2为玻璃的发射率；
σ为Stephan-Boltzmann常数，并且因气体传导的热传导是正比于气体压力并可由下方的方程式2)给定：
Ec = Δ ( T 1 - T 2 ) B d + 2 Bc * P - - - 2 )
其中Ec为加热能量，单位为Watts/cm2；
Δ为平均传导率，单位为Ko；
d为平面之间的间隙，单位为cm；
B为气体调和系数；
C为气体平均自由径，单位为微米；
P为压力，单位为milliTorr；并且
T1及T2的定义如在上述方程式1)中给出的定义。
必须调整批次中的基板数量以实现符合经济效益的处理。藉由在批次型步骤中加热和冷却玻璃基板32，可有更多的时间来加热或冷却每一个单独的基板，因此防止玻璃的翘曲或破裂。
系统600、700、800或900中的任何一个的操作在图17A-B中图示，本发明的加热/冷却腔室在这些系统中使用。中央机械臂腔室50包括机械臂（未图示），所述机械臂可将玻璃基板32从加热/冷却卡匣43经由邻近腔室50的侧壁13中的适当的开口或狭缝阀11进行传送。腔室50可为传送腔室602、704、804或904中的任意一个。当玻璃基板已达到CVD处理温度时，机械臂将单个基板32传送至处理腔室以将薄膜沉积在所述基板上。机械臂也可依任何预定的顺序将玻璃基板32从一个处理腔室传送给另一个。在完成处理之后，机械臂将玻璃基板32传送回卡匣43以将基板32冷却至周围环境温度。因此，一批次的玻璃基板32在卡匣43中被加热至处理温度，在CVD处理腔室中将各种薄膜逐一沉积到玻璃基板32上，随后一批次的基板冷却到周围环境温度。在一些实施例中，加热/冷却卡匣43具有多个加热腔室和多个冷却腔室。卡匣43可具有两个加热腔室，一个用于将经加热的玻璃基板32传送至处理腔室，一个用于将玻璃基板32载入卡匣43。
尽管上述的处理腔室是关于CVD腔室，也可在真空系统40中添加或取代其它的处理腔室，例如物理气相沉积腔室、蚀刻腔室、退火腔室、预清洁腔室等。
或者，单独的或组合的加热和冷却腔室42及44可在系统40中提供。图18B为加热腔室42及加热卡匣43的截面图，图18A为加热腔室42的三维视图。加热腔室42包括加热卡匣43，所述加热卡闸43在侧壁12及14中仅含有电阻加热线圈，并且侧壁13中的单一狭缝阀11连接至机械臂腔室50，所述机械臂腔室50诸如图6的传送腔室602。
图18A及18B分别为冷却/负载锁定腔室44和冷却卡匣45的三维视图及截面图。冷却卡匣45仅含有使冷却剂在侧壁12及14中循环的通道。举例来说，冷却卡匣45可如同锁定腔室为双向的，因此侧壁13及15之中可各自具有狭缝阀59。一批次的基板经由侧壁15中的狭缝阀59(图18A)传送至冷却腔室44。当所有的搁架都已填满时，狭缝阀59关闭，腔室44由传统的排气泵（未图示）调制成真空。当达到期望的压力时，邻近机械臂腔室50的侧壁13中的狭缝阀11打开，以允许机械臂将基板32逐一传送至加热腔室42。为了使真空系统40的效率最大化，提供两个冷却/负载锁定腔室44，使得当一批次的玻璃基板32被处理时，第二批次的玻璃基板32可在大气压力下装载到系统40中并且在腔室44中调制成真空。
再次参照图16A-18A，加热及冷却卡匣安装在升降机60上。升降机可向上或向下移动卡匣43及45，使得在每一次传输玻璃基板32之后，不同的传导性搁架28可呈送给机械臂。这些升降机构为习知的且不需要于本文中详细描述。升降机构本身可在系统40的外部且可经由贯穿系统40的下壁的密封件连接。因此，在传送期间，卡匣43、45沿箭头62的方向移动，玻璃基板32沿箭头64的方向移动。
玻璃基板首先被载入负载锁定/冷却卡匣，在所述负载锁定/冷却卡匣中基板可被置于真空条件下。可立即加热或冷却的玻璃基板的数量并非决定性的，该数量可基于加热/冷却卡匣的方便尺寸(convenient size)，以及用于加热、传送以及处理玻璃基板所需的相对时间来进行选择。随后，玻璃基板被逐一地传送给加热卡匣，在所述加热卡闸中玻璃基板被辐射地加热至处理温度，例如约350-400℃。在负载锁定被腾空之后，可关闭阀门以将腔室连通大气，这时腔室再度装载并被抽气至真空。
随后，玻璃基板被逐一地传送至一个或多个膜处理腔室，以将一个或更多个薄膜沉积在玻璃基板上。在所有的沉积完成后，玻璃基板被传送回冷却卡匣，并且将新的玻璃基板放回到加热卡匣中。在最后一个玻璃基板在冷却腔室卡匣中交换之后，关闭真空侧的狭缝阀并且可将负载锁定/冷却腔室连通大气。在此期间，玻璃基板被冷却到约室温的温度。
在一个替代处理中，一批次的大面积玻璃基板被传送到冷却/负载锁定腔室中的卡匣中，在所述冷却/负载锁定腔室中，板被置于真空下，然后所述玻璃基板被传送至加热腔室及加热卡匣，在所述加热腔室及加热卡匣中，所述玻璃基板被置于CVD或其它处理温度下，随后所述玻璃基板被单独地传送至一个或更多个单一基板处理腔室，然后被传送回负载锁定腔室中的冷却卡匣，在所述冷却卡闸中玻璃基板被冷却至周围环境温度并连通环境压力。随后，基板可被传送出真空系统。
在一个处理实施例中，基板温度可维持在约400℃或更彽的温度，优选地介于约20℃和约400℃之间，更优选地介于约100℃和约300℃之间，例如约130℃。为了沉积硅膜，提供基于硅的气体及基于氢的气体。适当的基于硅的气体包括，但不限于硅烷(SiH4)、二硅烷（S2H6）、四氟化硅（SiF4）、四氯化硅(SiCl4)、二氯硅烷（SiH2Cl2）及上述物质的组合。适当的基于氢的气体包括，但不限于氢气(H2)。p型硅层的p型掺杂剂可各自包括III族元素，例如硼或铝。优选地，使用硼作为p型掺杂剂。含硼源的范例包括三甲基硼(TMB(或B(CH3)3))，二硼烷(B2H6)、BF3、B(C2H5)3及类似的化合物。优选地，使用TMB作为掺杂剂。n型硅层的n型掺杂剂可各自包括V族元素，例如磷、砷或锑。优选地，使用磷作为n型掺杂剂。含磷来源的范例包括磷化氢及类似的化合物。掺杂剂一般与载气一起提供，所述载气例如氢、氩、氦及其它合适的化合物。在本文所公开的处理范畴中，提供氢气的总流速。因此，若提供氢气作为载气，例如用于掺杂剂，应从氢的总流速减去载气流速以决定应提供多少额外的氢气至腔室中。
可在上述设备中使用的示例性处理配方(recipe)在下文描述。在这些实施例中，本发明中供应至电极的每单位基板面积的源功率是以瓦（Watt）表示。例如，就供应至电极以处理具有220厘米x260厘米尺寸的基板的10,385瓦的源功率而言，功率密度为10,385W/(220厘米x260厘米)=180mW/cm2。就下文的实施例而言，以介于约1W/cm2和约6W/cm2(例如约3W/cm2)之间的功率密度提供源功率。在一些沉积中，功率可在沉积期间从第一值升高或下降至第二值。腔室压力通常保持在约10mTorr和约1Torr之间，例如介于约100mTorr和约200mTorr之间。
沉积p型微晶硅接触层（例如图3的接触层330）的一些实施例可包括以约10:1或更大的比例提供氢气与硅烷气体混合气体。在一些实施例中，氢与硅烷的气体比例为约200:1或更大。可以介于约0.1sccm/L和约0.8sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约60sccm/L和约500sccm/L之间的流速提供氢气。可以介于约0.0002sccm/L和约0.0016sccm/L之间的流速提供三甲基硼。换言之，若在载气中提供0.5%摩尔浓度或体积浓度的三甲基硼，那么可以介于约0.04sccm/L和约0.32sccm/L之间的流速来提供掺杂剂/载气气体混合物。本发明中的流速以每单位内部腔室体积的每分钟标准立方公分（sccm）来表示。内部腔室体积定义为气体在腔室内部可占据的体积。
p型微晶硅接触层的沉积速率可为约10埃/分钟或更高。p型微晶硅接触层具有介于约20%和约80%之间的结晶分率(crystalline fraction)，优选为约50%和约70%之间。
沉积p型非晶硅层（例如图1、图2或图3中的硅层110）的一些实施例可包括提供比例为约20:1或更低的氢气与硅烷的混合气。可以介于约1sccm/L和约10sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约5sccm/L和60sccm/L之间的流速提供氢气。可以介于约0.005sccm/L和约0.05sccm/L之间的流速提供三甲基硼。换言之，若在载气中提供0.5%摩尔或体积浓度的三甲基硼，随后可以介于约1sccm/L和约10sccm/L之间的流速提供掺杂剂/载气混合物。可以介于约1sccm/L和15sccm/L之间的流速提供甲烷。p型非晶硅层的沉积速率可为约100埃/分钟或更高。甲烷或其它含碳化合物（例如C3H8、C4H10、C2H2）可用来改善p型非晶硅层的窗口性质（window property，例如对太阳辐射的低吸收）。因此，可通过本征层吸收更多的太阳辐射量，因此改善电池效率。
沉积本征型非晶硅层（例如图1、图2、图3的硅层112）的一些实施例包括提供比例为约20:1或更低的氢气与硅烷气体的混合气。可以介于约0.5sccm/L和约7sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约5sccm/L和约60sccm/L之间的流速提供氢气。本征型非晶硅层的沉积速率可为约100埃/分钟或更高。
沉积n型非晶硅缓冲层（例如图2的硅层228）的一些实施例可包括提供比例为约20:1或更低的氢气与硅烷气体。可以介于约1sccm/L和约10sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约4sccm/L和约50sccm/L之间的流速提供氢气。可以介于约0.0005sccm/L和约0.0075sccm/L之间的流速提供磷化氢。换言之，若在载气中提供0.5%摩尔或体积浓度的磷化氢，可以介于约0.1sccm/L和约1.5sccm/L之间的流速提供掺杂剂/载气混合物。n型非晶硅缓冲层的沉积速率可为约200埃/分钟或更高。
沉积n型微晶硅层（例如图1、图2、图3的硅层114）的一些实施例可包括提供比例为约100:1或更高的氢气与硅烷气体混合气。可以介于约0.1sccm/L和约0.8sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约30sccm/L和约250sccm/L之间的流速提供氢气。可以介于约0.0005sccm/L和约0.004sccm/L之间的流速提供磷化氢。换言之，若在载气中提供0.5%摩尔或体积浓度的磷化氢，随后可以介于约0.1sccm/L和约0.8sccm/L之间的流速提供掺杂剂/载气。n型微晶硅层的沉积速率可为约50埃/分钟或更高。n型微晶硅层具有介于约20%和约80%之间的结晶分率，优选为50%至约70%之间。
沉积p型微晶硅层（例如图1、图2、图3的硅层118）的一些实施例可包括提供比例为约200:1或更高的氢气与硅烷气体的混合气。可以介于约0.1sccm/L和约0.8sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约60sccm/L和约500sccm/L之间的流速提供氢气。可以介于约0.0002sccm/L和约0.0016sccm/L之间的流速提供三甲基硼。换言之，若在载气中提供0.5%摩尔或体积浓度的三甲基硼，随后可以介于约0.04sccm/L和约0.32sccm/L之间的流速提供掺杂剂/载气混合物。p型微晶硅层的沉积速率可为约10埃/分钟或更高。p型微晶硅接触层具有介于约20%和约80%之间的结晶分率，优选为介于50%至和70%之间。
沉积本征型微晶硅层（例如图1、图2、图3的硅层120）的一些实施例可包括提供比例为介于约1:20和1:200之间的硅烷气体与氢气的混合气。可以介于约0.5sccm/L和约5sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约40sccm/L和约400sccm/L之间的流速提供氢气。在一些实施例中，硅烷流速在沉积期间可从第一流速提高至第二流速。在一些实施例中，氢流速可在沉积期间从第一流速下降至第二流速。本征型微晶硅层的沉积速率可为约200埃/分钟或更高，优选为500埃/分钟。微晶硅本征层具有介于约20%和约80%之间的结晶分率，优选为介于55%和约75%之间。具有约70%或更低的结晶分率的微晶硅本质层提供增加的开路电压，并因而获致较高的电池效率。
沉积n型非晶硅层（例如图1、图2、图3的硅层122）的一些实施例可包括以第一硅烷流速沉积选择性的第一n型非晶硅层，并且以第二硅烷流速在第一选择性n型非晶硅层上沉积第二n型非晶硅层，其中第二硅烷流速小于第一硅烷流速。第一选择性n型非晶硅层可包括提供20:1或更低的氢气与硅烷气体的混合气。可以介于约1sccm/L和约10sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约4sccm/L和约40sccm/L之间的流速提供氢气。可以介于约0.0005sccm/L和约0.0075sccm/L之间的流速提供磷化氢。换言之，若在载气中提供0.5%摩尔或体积浓度的磷化氢，随后可以介于约0.1sccm/L和约1.5sccm/L之间的流速提供掺杂剂/载气混合物。第一n型非晶硅层的沉积速率可为约200埃/分钟或更高。第二n型非晶硅层可包括提供比例为约20:1或更低的氢气与硅烷气体的混合气。可以介于约0.1sccm/L和约1sccm/L之间的流速提供硅烷气体。可以介于约1sccm/L和约10sccm/L之间的流速提供氢气。可以介于约0.01sccm/L和约0.075sccm/L之间的流速提供磷化氢。换言之，若在载气中提供0.5%摩尔或体积浓度的磷化氢，随后可以介于约2sccm/L和约15sccm/L之间的流速提供掺杂剂/载气混合物。第二n型非晶硅层的沉积速率可为约100埃/分钟或更高。第二n型非晶硅层为重度n型掺杂并具有约500奥姆-公分(Ohm-cm)或更低的电阻率。据信，重度n型掺杂的非晶硅改善与TCO层（例如TCO层124）的奥姆接触。因此，提高了电池效率。使用选择性的第一n型非晶硅以提高整体n型非晶硅层的沉积速率。应了解，n型非晶硅层可在不具有选择性的第一n型非晶硅的情况下形成，并可主要由重掺杂的第二n型非晶层来形成。
可使用与在本文所描述的天线结构类似的天线结构来沉积氮化硅层。如上所述，在130℃的腔室温度下及介于约100mTorr和约200mTorr之间的腔室压力使用微波功率，可以约4200埃/分钟的沉积速率将SiN层沉积在基板上。
已描述了本发明的多个实施例。具体来说，大部分本文所述的实施例是详述或表明以大体上垂直的定向来处理基板。也应了解可使用在此描述的概念，以除大体上垂直的位向之外的其它位向处理基板，例如水平的或大体上水平的位向。可在不偏离本发明的精神与范围的情况下，作出各种其它的修改。

Claims (19)

1.一种用于基板的真空处理的系统，包括：
负载锁定腔室；以及
等离子体处理腔室，所述等离子体处理腔室耦接至所述负载锁定腔室并具有单一处理空间，所述处理空间藉由多个大体上垂直的天线分为两个处理区域，每一个处理区域经配置以接收呈大体上垂直定向的基板固持框架，其中所述等离子体处理腔室具有多个气体馈送管，所述多个气体馈送管定位于垂直天线与所述基板固持框架之间，所述多个气体馈送管散布于所述垂直的天线之间并且相对于所述垂直的天线和所述基板固持框架间隔开，并且每个所述气体馈送管包括沿所述气体馈送管的长度分布的开口，用于分配处理气体。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述负载锁定腔室经配置以接收至少一个垂直定向的基板。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述负载锁定腔室经配置以接收至少一个水平定向的基板。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述多个天线从所述等离子体处理腔室的顶部突出。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述多个天线从所述等离子体处理腔室的顶部及底部突出。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述处理区域固定以面对面的方式定向的所述基板。
7.如权利要求1所述的系统，还包括一个或更多个气体源，所述气体源在所述处理区域之间垂直地延伸。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述多个天线的每一个包括沉积屏蔽。
9.如权利要求1所述的系统，其中可操作所述基板固持框架以使所述基板在所述系统中的垂直位置水平移动。
10.如权利要求9所述的系统，所述系统还包括设置在所述负载锁定腔室与所述处理腔室之间的装载器，可操作所述装载器以将基板垂直地装载在所述基板固持框架上。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述基板固持框架包括多个指状物，以将基板垂直地固定在所述基板固持框架上。
12.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括传送器，可操作所述传送器以将所述基板移入所述处理腔室。
13.如权利要求1所述的系统，还包括至少两个传送器，可操作所述至少两个传送器以将两个基板以面对面的关系移入所述处理腔室。
14.一种用于真空处理基板的系统，包括：
负载锁定腔室，所述负载锁定腔室经配置以水平位向设置基板；
等离子体增强化学气相沉积腔室，所述等离子体增强化学气相沉积腔室具有单一处理区域以及至少两个大体上垂直的基板处理区域，所述至少两个大体上垂直的基板处理区域由多个垂直定向的天线结构所分开，所述天线结构置中地位于所述处理区域中，其中每个垂直基板处理区域配置以接收以大体上垂直定向的基板固持框架，并且多个气体馈送管定位在所述多个垂直定向的天线结构与所述基板固持框架之间，并且所述多个气体馈送管相对于所述多个垂直定向的天线结构和所述基板固持框架间隔开，并且所述多个气体馈送管散布于所述垂直定向的天线结构之间；以及
装载器，用于在所述负载锁定腔室与所述等离子体增强化学气相沉积腔室之间移动基板。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述天线结构耦接至微波频率功率源。
16.如权利要求14所述的系统，还包括至少两个传送器，可操作所述至少两个传送器以将两个基板以面对面的关系移入所述等离子体增强化学气相沉积腔室。
17.如权利要求14所述的系统，还包括传送腔室，所述传送腔室设置在所述负载锁定腔室与所述等离子体增强化学气相沉积腔室之间。
18.如权利要求16所述的系统，还包括多个等离子体增强化学气相沉积腔室，所述多个等离子体增强化学气相沉积腔室经定向以用于基板的垂直处理，所述多个等离子体增强化学气相沉积腔室耦接至所述传送腔室。
19.一种对基板进行等离子体增强化学气相沉积处理的方法，所述方法包括以下步骤：
从负载锁定腔室将两个基板传送至等离子体增强化学气相沉积腔室，其中每个所述基板被装配到基板固持框架上，以致所述基板在所述等离子体增强化学气相沉积腔室中具有垂直的面对面定向；
将气体通过定位在所述基板固持框架之间的多个气体馈送管馈送入所述基板固持框架之间的反应空间，其中所述多个气体馈送管相对于多个垂直定向的天线和所述基板固持框架间隔开，并且所述多个气体馈送管散布于垂直定向的天线之间；
通过将微波频率功率耦合至所述多个垂直定向的天线而在所述两个基板之间形成单一等离子体场；
利用所述单一等离子体场同时在所述两个基板上执行等离子体增强化学气相沉积处理；以及
将所述基板送回所述负载锁定腔室。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5877333B2 (ja) * 2010-03-31 2016-03-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池の製造方法
KR101932578B1 (ko) * 2010-04-30 2018-12-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 수직 인라인 화학기상증착 시스템
US20120279943A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 Applied Materials, Inc. Processing chamber with cooled gas delivery line
US9048518B2 (en) 2011-06-21 2015-06-02 Applied Materials, Inc. Transmission line RF applicator for plasma chamber
TW201327712A (zh) * 2011-11-01 2013-07-01 Intevac Inc 以電漿處理太陽能電池晶圓之系統架構
CN104080947B (zh) * 2012-01-27 2016-08-24 应用材料公司 分段式天线组件
WO2013122954A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-22 Applied Materials, Inc. Linear pecvd apparatus
KR101782874B1 (ko) * 2012-10-09 2017-09-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 인덱싱된 인라인 기판 처리 툴
WO2014149883A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Applied Materials, Inc. Chamber design for semiconductor processing
CN105358959A (zh) * 2013-07-22 2016-02-24 应用材料公司 用于处理大面积基板的设备和方法
CN105378569A (zh) * 2013-07-22 2016-03-02 应用材料公司 通过测量光性质来进行的闭环控制
KR20160062065A (ko) * 2013-09-20 2016-06-01 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어
CN104616955B (zh) * 2013-11-04 2017-02-08 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种等离子体加工设备
CN104752274B (zh) * 2013-12-29 2017-12-19 北京北方华创微电子装备有限公司 工艺腔室以及半导体加工设备
US10236197B2 (en) * 2014-11-06 2019-03-19 Applied Materials, Inc. Processing system containing an isolation region separating a deposition chamber from a treatment chamber
US9879341B2 (en) * 2015-06-22 2018-01-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for microwave assisted chalcogen radicals generation for 2-D materials
ES2745009T3 (es) * 2016-06-22 2020-02-27 Wheel Me As Elemento de pared móvil y sistema de pared móvil
CN115453818B (zh) 2016-07-29 2023-11-14 分子印记公司 微光刻中的基板加载
JP6830772B2 (ja) * 2016-08-04 2021-02-17 株式会社ジャパンディスプレイ 積層膜の製造装置、及び積層膜の製造方法
JP6493339B2 (ja) * 2016-08-26 2019-04-03 村田機械株式会社 搬送容器、及び収容物の移載方法
WO2019140989A1 (zh) * 2018-01-17 2019-07-25 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体设备
CN108149225A (zh) * 2018-02-06 2018-06-12 江苏微导纳米装备科技有限公司 一种真空反应装置及反应方法
TWI826925B (zh) 2018-03-01 2023-12-21 美商應用材料股份有限公司 電漿源組件和氣體分配組件
CN110835734A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 一种8腔体卧式pecvd-pvd一体化硅片镀膜工艺
CN110835728A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 用于太阳电池制造的9腔体卧式pecvd-pvd一体化设备
CN110835730A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 7腔体立式hwcvd-pvd一体化硅片镀膜生产工艺
CN110835732A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 一种9腔体卧式hwcvd-pvd一体化硅片镀膜工艺
CN110835733A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 一种9腔体立式hwcvd-pvd一体化硅片镀膜工艺
CN110835744A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 一种9腔体卧式pecvd-pvd一体化硅片镀膜工艺
CN110835743A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 用于太阳电池制造的9腔体立式hwcvd-pvd一体化设备
CN110835731A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 一种8腔体立式pecvd-pvd一体化硅片镀膜工艺
CN110835737A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 中智(泰兴)电力科技有限公司 一种7腔体卧式pecvd-pvd一体化硅片镀膜工艺
US11694913B2 (en) * 2018-12-18 2023-07-04 Intevac, Inc. Hybrid system architecture for thin film deposition
US11414748B2 (en) * 2019-09-25 2022-08-16 Intevac, Inc. System with dual-motion substrate carriers
US11821082B2 (en) * 2019-11-01 2023-11-21 Applied Materials, Inc. Reduced defect deposition processes
US11597999B2 (en) * 2020-02-24 2023-03-07 Sky Tech Inc. Method and device for decreasing generation of surface oxide of aluminum nitride
EP4298665A1 (en) * 2021-02-26 2024-01-03 HZO, Inc. Plasma-enhanced chemical vapor deposition coating system
CN114023620B (zh) * 2021-10-29 2023-07-14 德鸿半导体设备(浙江)有限公司 一种用于处理基片的处理站
CN114023621B (zh) * 2021-10-29 2023-07-14 德鸿半导体设备(浙江)有限公司 一种基片处理系统及其方法
TW202340498A (zh) * 2022-02-15 2023-10-16 美商因特瓦克公司 製作厚的多層介電質薄膜的系統與方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2948842B2 (ja) * 1989-11-24 1999-09-13 日本真空技術株式会社 インライン型ｃｖｄ装置
US6063233A (en) * 1991-06-27 2000-05-16 Applied Materials, Inc. Thermal control apparatus for inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna
US5824158A (en) * 1993-06-30 1998-10-20 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Chemical vapor deposition using inductively coupled plasma and system therefor
US5653811A (en) * 1995-07-19 1997-08-05 Chan; Chung System for the plasma treatment of large area substrates
US5846883A (en) * 1996-07-10 1998-12-08 Cvc, Inc. Method for multi-zone high-density inductively-coupled plasma generation
DE19826259A1 (de) * 1997-06-16 1998-12-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Einrichtung zum Vakuumbeschichten eines Substrates
US6217937B1 (en) * 1998-07-15 2001-04-17 Cornell Research Foundation, Inc. High throughput OMVPE apparatus
KR100732148B1 (ko) * 1999-09-09 2007-06-25 이시카와지마-하리마 주고교 가부시키가이샤 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리방법
US6322928B1 (en) * 1999-09-23 2001-11-27 3M Innovative Properties Company Modified lithium vanadium oxide electrode materials and products
JP4017796B2 (ja) * 1999-10-26 2007-12-05 株式会社アルバック プラズマ処理装置
JP4089113B2 (ja) * 1999-12-28 2008-05-28 株式会社Ｉｈｉ 薄膜作成装置
JP4856308B2 (ja) * 2000-12-27 2012-01-18 キヤノンアネルバ株式会社 基板処理装置及び経由チャンバー
JP3913123B2 (ja) * 2001-06-28 2007-05-09 キヤノン株式会社 電子写真感光体の製造方法
JP2003188104A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Fuji Xerox Co Ltd 窒化物半導体の製造装置、窒化物半導体の製造方法、及びリモートプラズマ装置
JP2003347220A (ja) * 2002-05-29 2003-12-05 Kyocera Corp Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法、それを用いて形成した膜、およびその膜を備えた薄膜デバイス
JP2004006536A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 薄膜製造方法及び装置
JP4197111B2 (ja) * 2002-08-27 2008-12-17 株式会社アルバック 縦型触媒化学気相成長装置及び該装置を用いた成膜方法
US20040040506A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-04 Ovshinsky Herbert C. High throughput deposition apparatus
JP4120546B2 (ja) * 2002-10-04 2008-07-16 株式会社Ｉｈｉ 薄膜形成方法及び装置並びに太陽電池の製造方法及び装置並びに太陽電池
JP5162108B2 (ja) * 2005-10-28 2013-03-13 日新電機株式会社 プラズマ生成方法及び装置並びにプラズマ処理装置
NL1032015C2 (nl) * 2006-06-16 2008-01-08 Draka Comteq Bv Inrichting voor het uitvoeren van een plasma chemische dampdepositie (PCVD) en werkwijze ter vervaardiging van een optische vezel.
US20080202420A1 (en) * 2007-02-27 2008-08-28 Smith John M Semiconductor substrate processing apparatus with horizontally clustered vertical stacks
US20080202892A1 (en) * 2007-02-27 2008-08-28 Smith John M Stacked process chambers for substrate vacuum processing tool
US7972471B2 (en) * 2007-06-29 2011-07-05 Lam Research Corporation Inductively coupled dual zone processing chamber with single planar antenna
JP5329796B2 (ja) * 2007-11-14 2013-10-30 株式会社イー・エム・ディー プラズマ処理装置
US20090320875A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-31 Applied Materials, Inc. Dual chamber megasonic cleaner
WO2010041446A1 (ja) * 2008-10-08 2010-04-15 株式会社アルバック 真空処理装置

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