CN104040732A - 钝化结晶硅太阳能电池的先进平台 - Google Patents

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CN104040732A CN201280065730.9A CN201280065730A CN104040732A CN 104040732 A CN104040732 A CN 104040732A CN 201280065730 A CN201280065730 A CN 201280065730A CN 104040732 A CN104040732 A CN 104040732A
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Abstract

本发明大体提供一种用于形成太阳能电池装置的一或更多个区域的高产出基板处理系统。在处理系统的一个配置中，于包含在高产出基板处理系统内的一或更多个处理腔室内沉积并进一步处理一或更多个太阳能电池钝化层或介电层。处理腔室可为(例如)等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)腔室、低压化学气相沉积(LPCVD)腔室、原子层沉积(ALD)腔室、物理气相沉积(PVD)或溅镀腔室、热处理腔室(例如，RTA或RTO腔室)、基板重定向腔室(例如，翻转(flip)腔室)及/或其他类似的处理腔室。

Description

钝化结晶硅太阳能电池的先进平台
技术领域
本发明的实施例大体而言关于在用于形成太阳能电池装置的基板上形成层的设备及方法。本发明对结晶硅太阳能电池的制造特别有用。
背景技术
光电(PV)电池或太阳能电池系将日光转换成直流(DC)电力的装置。典型的PV电池包括厚度通常小于约0.3mm的p型结晶硅圆或p型基板，其中n型硅材料薄层设置在p型基板的顶部上。由PV电池产生的电压或光电压及产生的电流取决于p-n结的材料性质、沉积层之间的介面性质以及装置的表面积。在暴露于日光(由来自光子的能量组成)时，PV电池的p-n结产生自由电子与空穴对。形成在p-n结的耗尽区上的电场使自由电子与空穴分离，产生电压。在PV电池连接至电力负载时，自n侧至p侧的电路允许电子的流动。电功率是在电子与空穴移动穿过外部电力负载并最终再结合时产生的电流与电压的乘积。每一太阳能电池产生特定量的电功率。多个太阳能电池平铺(tile)成经定尺寸以输送期望系统功率量的模组。
在过去的十年中，PV市场已经经历年增长率大于30％的增长。一些文章已提示全球的太阳能电池电功率产能在不久的将来可能超过10GWp。已估计所有光电模块的大于90％的光电模块是基于硅晶圆的。高市场增长率结合充分降低太阳能电力成本的需求已对用于光电设备的硅晶圆生产开发造成许多严峻挑战。
存在用于制造所形成的太阳能电池的有源区及载流金属线或导体的各种方法。在低成本下制造高效率的太阳能电池对于使太阳能电池在用于大规模消费的电力生产中更具竞争力是关键的。太阳能电池的效率与电池收集由各个层中吸收的光子产生的电荷的能力直接相关。良好的前表面钝化层与后表面钝化层可有助于降低形成的太阳能电池装置中产生的电子或空穴的再结合，并重定向电子与空穴返回至太阳能电池中以产生期望的光电流。在电子与空穴再结合时，入射太阳能重发射为热或光，从而降低太阳能电池的转换效率。此外，一般而言，钝化层将具有在光穿过钝化层时最小化光反射与光吸收的期望光学性质，并具有以下的期望功能性质：“表面”钝化(surfacepassivate)于上设置有该钝化层的表面，“主体”钝化(bulk passivate)基板表面及相邻区域，并储存期望电荷，以“场”钝化(field passivate)于上设置有该钝化层的太阳能电池基板表面。太阳能电池上的期望钝化层的形成可极大地改良太阳能电池的效率，然而，一或更多个形成的前侧钝化层的折射指数(n)与固有的消光系数(k)需随周围的层调整以最小化光反射并提高太阳能电池装置的光吸收。然而，沉积速率且因而在设定时段中可处理的基板的最终数目对折射指数及k值以及膜的物理性质(诸如，密度)有影响。
为了应对此等挑战，大体需要满足以下太阳能电池处理要求：1)需要改善基板制造设备的拥有成本(cost of ownership；CoO)(例如，高系统产出、高机器工作时间、便宜的机器、低耗材成本)；2)需要增加每个处理周期中处理的面积(例如，降低每个Wp的处理)；及3)需要良好控制形成层及膜堆迭形成制程的品质且该品质需足以产生非常高效的太阳能电池。因此，对成本有效地形成及制造用于太阳能电池应用的硅片材存在需求。
此外，随着对太阳能电池装置的需求的持续增长，藉由增加基板产出并改良在基板上执行的沉积制程的品质来降低成本为一种趋势。然而，与在太阳能电池生产线中的生产及支援所有处理部件相关的成本却持续快速增加。为了降低此成本同时亦降低表面污染，需要设计具有高产出、改良的装置产出率、降低的基板处理步骤的数目及紧凑的系统占据面积的新颖的太阳能电池处理系统及处理顺序。
发明内容
本发明的态样大体提供用于形成太阳能电池装置的一或更多个区域的高产出基板处理系统。在处理系统的一个配置中，于包含在高产出基板处理系统内的一或更多个处理腔室内沉积并进一步处理一或更多个太阳能电池钝化层或介电层。处理腔室可为(例如)等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)腔室、低压化学气相沉积(LPCVD)腔室、原子层沉积(ALD)腔室、物理气相沉积(PVD)或溅镀腔室、热处理腔室(例如，RTA或RTO腔室)、基板重定向腔室(例如，翻转(flip)腔室)及/或其他类似的处理腔室。
在一个实施例中，提供一种太阳能电池处理系统，该太阳能电池处理系统包含：基板自动化系统，该基板自动化系统具有经配置以在第一方向上移送基板顺次穿过处理区域的一或更多个输送机，其中处理区域维持在低于大气压力的压力下；第一处理腔室，该第一处理腔室具有设置在处理区域中的两个或两个以上第一沉积源，其中每一第一沉积源经配置以在基板相对于两个或两个以上第一沉积源被移送穿过处理区域时将处理气体单独地输送至基板的每一者的表面；以及第二处理腔室，该第二处理腔室具有设置在处理区域中的两个或两个以上第一沉积源，其中每一第二沉积源经配置以在基板相对于两个或两个以上第二沉积源被移送穿过处理区域时将处理气体单独地输送至基板的每一者的表面。
在另一实施例中，提供一种太阳能电池处理系统，该太阳能电池处理系统包含：基板自动化系统，该基板自动化系统具有经配置以在第一方向上移送基板穿过处理区域的两个或两个以上输送机，其中处理区域维持在低于大气压力的压力下；两个或两个以上第一沉积源，该两个或两个以上第一沉积源的每一者设置在处理区域中，且以沿第一方向并距离两个或两个以上输送机的一者的第一部分一距离的间隔关系设置两个或两个以上第一沉积源的每一者，其中每一第一沉积源经配置以在基板相对于两个或两个以上第一沉积源被移送穿过处理区域时将第一处理气体单独地输送至输送机的第一部分；一或更多个第一能源，该一或更多个第一能源经配置以将能量输送至形成在输送机的第一部分与两个或两个以上第一沉积源的一者之间的区域；以及两个或两个以上第二沉积源，该两个或两个以上第二沉积源的每一者设置在处理区域中，且以沿第一方向并距离两个或两个以上输送机的一者的第二部分一距离的间隔关系设置两个或两个以上第二沉积源的每一者，其中每一第二沉积源经配置以在基板相对于两个或两个以上第二沉积源被移送穿过处理区域时将第二处理气体单独地输送至输送机的第二部分。
在又一实施例中，提供一种形成太阳能电池的方法，该方法包含以下步骤：将太阳能电池处理系统的处理区域中的压力降低至低于大气压力的压力；将基板定位在至少部分地设置在处理区域中的基板自动化系统上，其中基板自动化系统经配置以在第一方向上将基板移送穿过处理区域的至少一部分；输送来自两个或两个以上第一沉积源的第一处理气体，该两个或两个以上第一沉积源的每一者设置在处理区域中，且以沿第一方向并距离基板自动化系统的第一部分一距离的间隔关系设置该两个或两个以上第一沉积源的每一者，其中两个或两个以上第一沉积源的每一者经配置以将第一处理气体输送至形成在第一沉积源与定位于基板自动化系统上的基板的至少一者之间的沉积区域；以及藉由输送来自源的能量在沉积区域中形成等离子体。
附图说明
为了可以详细理解获得本发明的上述特征结构的方式，可参照实施例对简要概述于上的本发明进行更加详细的描述，该等实施例的一些实施例图示于附图中。然而应注意的是，附图仅图示本发明的典型实施例并因此不应视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其他等效实施例。
图1为基板处理系统的一个实施例的示意性等角视图。
图2A为根据本文描述的一个实施例的自动化基板处理系统的示意性横截面平面图。
图2B为根据本文描述的一个实施例的自动化基板处理系统的示意性横截面平面图。
图2C为根据本文描述的一个实施例的自动化基板处理系统的示意性侧横截面视图。
图3为根据本文描述的一个实施例形成在基板处理系统中的太阳能电池基板的横截面图。
图4为根据本发明的一个实施例的处理腔室的示意性侧横截面视图。
图5A为根据本发明的一个实施例的沉积腔室的示意性侧横截面视图。
图5B为根据本发明的实施例图示于图5A中的沉积腔室的示意性侧横截面视图。
图5C为根据本发明的实施例图示于图5A中的沉积腔室的区域的更详细示意性侧横截面视图。
图5D为根据本发明的一个实施例图示于图5A的沉积腔室的区域的示意性侧横截面视图。
图6为根据本发明的一个实施例的沉积腔室的示意性侧横截面视图。
图7A为根据本发明的实施例的重定向腔室的示意性部分横截面等角视图。
图7B为根据本发明的实施例的重定向腔室的示意性侧横截面视图。
图7A为根据本文描述的一实施例的基板处理系统的示意性平面视图。
图7B为根据本文描述的一实施例的基板处理系统的示意性平面视图。
图7C为根据本文描述的一实施例的基板处理系统的示意性平面视图。
图8图示根据本文描述的实施例的可在自动化基板处理系统中执行的处理顺序。
为了清晰起见，在可能的地方使用相同的元件符号指示诸图所共有的相同元件。可想到一个实施例的特征可有利地并入其他实施例而无需进一步详述。
具体实施方式
本发明大体提供用于现场处理(in-situ processing)用于形成太阳能电池装置区域的膜堆迭的高产出基板处理系统或群集工具。在一个配置中，形成在基板的每一者上的膜堆迭含有一或更多个钝化层或介电层，于包含在高产出基板处理系统内的一或更多个处理腔室内沉积并进一步处理该一或更多个钝化层或介电层。处理腔室可为(例如)等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)腔室、低压化学气相沉积(LPCVD)腔室、原子层沉积(ALD)腔室、物理气相沉积(PVD)腔室、热处理腔室(例如，RTA或RTO腔室)、基板重定向腔室(例如，翻转腔室)及/或其他类似的处理腔室。
高产出基板处理系统可包括一或更多个沉积腔室，在该一或更多个沉积腔室中，基板暴露于一或更多个气相材料及射频等离子体。在一个实施例中，处理系统包括至少一个等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)处理腔室，该等处理腔室已适于在多个基板以直线方向穿过系统时同时处理该多个基板。在一个实施例中，在真空或惰性环境中同时地移送太阳能电池基板穿过线性系统以防止基板污染并改良基板产出。在一些实施例中，基板200以线性阵列(诸如图2A至图2B中所图示)排列以用于处理，，这与处理垂直堆迭的基板(例如，堆迭在晶匣中的分批基板)或处理通常在基板载体上被分批移送的平面阵列的基板相反。以线性阵列排列的基板的此处理允许基板的每一者直接并均匀地暴露于产生的等离子体、辐射热及/或处理气体。线性阵列可含有基板的子集或群组，该等基板在被顺次移送穿过处理系统时经类似处理。在此配置中，基板的子集或群组大体为以在垂直于基板移送方向的方向上相似排列的线性阵列设置的基板，并因而将在处理顺序期间的任何给定时间类似地处理该等基板。因而，处理以线性阵列设置的多组基板不依赖扩散型工艺或能量从一个基板至下一个基板的顺次移送(诸如，在常规配置的垂直堆迭或背对背基板分批处理中不期望发现的扩散型工艺或顺次移送)。
本领域技术人员将明白，常规基板处理系统在基板移送穿过处理系统时要求分批基板在多个方向上移动，该常规基板处理系统将需要结构元件(诸如，基板载体)以在处理期间支撑并维持基板相对于彼此的对准及位置。处理系统内基板载体的添加导致许多不期望的处理问题、增加的系统复杂性及装置产出率问题。在一个实例中，由于处理期间处理腔室的处理区域中基板载体质量的增加，因为由基板载体的添加引起的腔室的增加热质量及热惯量而更加难以实现基板的快速加热或冷却。基板载体的添加还增加系统复杂性，这是由于基板载体在系统中经处理后需要不断地被清洁及返回，以使该基板载体可接收下一批基板。此外，基板载体的添加引发对额外自动化及机器人硬件的需求以在系统中处理基板之前将基板定位在基板载体中并随后在系统中处理基板之后将基板从基板载体移除。随着太阳能电池基板变得越来越薄(例如，＜0.3mm)，对最小化在基板上执行的机器人拾取、移送及放下移动的数目的需求已极大地增加。因此，在本发明的一个实施例中，处理系统100(图1)经配置以使在基板穿过处理系统的移动期间没有执行“拾取及放下”类型的机器人移送步骤。拾取及放下类型的移送过程大体包括以下步骤：藉由使用机器人叶片、真空夹持装置或使用其他类似的独立的重定位方法在处理系统中将基板从一个位置移送至另一位置，该个别重定位方法需要末端执行器的重复相互作用以使基板能够从系统中的一个点移送至另一点。此外，通常“拾取及放下”类型的装置仅最低限度地支撑移送基板的重量以减少由基板与末端执行器之间的频繁相互作用产生的颗粒数目，该末端执行器在将基板移送穿过系统时支撑基板。
本文所揭示的本发明的实施例可用于快速形成高产出基板处理系统(诸如，图1至图2B及图7A至第7C图中所图示且下文所进一步论述的处理系统100)中的下一代太阳能电池装置。在一些配置中，下一代太阳能电池装置将包含形成在处理系统100中的太阳能电池基板的两侧上的多个沉积层(诸如，先进钝化层)。如上所述，在基板的两侧上形成层(诸如，高品质钝化层)可降低载体再结合、重定向电子与空穴返回至太阳能电池中以产生期望的光电流，并作为后侧反射器以更好地收集入射太阳能。然而，如本领域技术人员将了解，处理系统在维持高基板产出(例如，每小时＞3000个基板)并提供可重复的期望膜品质的同时在基板的两侧上形成并处理多个层的能力对太阳能电池制造行业而言是难以把握的。本文描述的处理系统配置因而大体经配置以在太阳能电池基板的两个表面上可靠地形成高品质的先进钝化层。
图1及图2A至图2B图示根据本发明的实施例的基板处理系统100，该基板处理系统100用于执行线性阵列的基板上的一或更多个太阳能电池制造制程。在一个实施例中，基板处理系统100可包括：基板接收腔室105、动态装载锁定腔室120、预处理腔室130、至少一个处理腔室(诸如，第一处理腔室140、第二处理腔室160及第三处理腔室180)、至少一个移送腔室(诸如，移送腔室150及170)、缓冲腔室190、第二动态装载锁定腔室192及基板卸载腔室195。下文将进一步论述的图7A至第7C图的每一者图示根据本发明的一些实施例的处理系统100的一些替代性配置。总体而言，处理腔室130-190可包括以下类型的腔室的一者：PECVD腔室、LPCVD腔室、热线式化学气相沉积(HWCVD)腔室、离子植入/掺杂腔室、等离子体氮化腔室、原子层沉积(ALD)腔室、物理气相沉积(PVD)或溅镀腔室、等离子体或气相化学蚀刻腔室、热处理腔室(例如，RTA或RTO腔室)、基板重定向腔室(例如，翻转腔室)及/或其他类似的处理腔室。
图3图示太阳能电池基板310的横截面图，该太阳能电池基板310具有形成的太阳能电池装置300的前表面(例如，顶表面305)上的钝化/ARC层堆迭320、前侧电接触件307、后表面(例如，后表面306)上的后表面钝化层堆迭340及形成后侧电接触件346的导电层345，该后侧电接触件346经由在钝化层堆迭340中形成的通孔区域347电接触基板310的表面。在一个实施例中，基板310包含硅基板，该硅基板具有p型掺杂剂设置在该硅基板中以形成太阳能电池装置300的一部分。在此配置中，基板310可具有通常藉由掺杂及扩散/退火制程(尽管可使用包括离子植入的其他制程)形成在该基板310上的p型掺杂基极区301及n型掺杂发射极区302。基板310亦包括设置在太阳能电池的基极区301与发射极区302之间的p-n结区303，且基板310为在由来自太阳350的光的入射光子“I”照射太阳能电池装置300时产生电子空穴对所处的区域。导电层345及前侧电接触件307可包含金属(诸如，铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、镍钒(NiV)，或其他类似材料，以及以上的组合物)。
在一个实例中，形成的太阳能电池装置300包含钝化/ARC层堆迭320及后表面钝化层堆迭340，该钝化/ARC层堆迭320及该后表面钝化层堆迭340的每一者含有全部形成在处理系统100中的基板310上的至少两个或两个以上沉积材料层。类似于本文所论述的基板200的基板310可包含单晶硅、多晶态硅(multi-crystalline silicon)或多晶硅(polycrystalline silicon)，但是该基板310亦可对于包含锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、铜铟镓硒化合物(CIGS)、铜铟硒化物(CuInSe2)、磷化镓铟(GaInP2)、有机材料以及用于将日光转换成电力的异质结电池(诸如，GaInP/GaAs/Ge或ZnSe/GaAs/Ge基板)是有用的。钝化/ARC层堆迭320可包含与基板表面305接触的第一层321及设置在第一层321上的第二层322。在一个实例中，第一层321可包含藉由等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)制程形成的厚度在约50埃与约350之间(诸如，150厚)的氮化硅(SiN)层，并具有形成在该第一层321中的期望量(Q1)的捕获电荷，以有效地钝化基板表面305。在一个实例中，第二层322可包含藉由PECVD制程形成的厚度在约400与约700(诸如，600厚)之间的氮化硅(SiN)层，并具有形成在该第二层322中的期望量(Q2)的捕获电荷，以有效地钝化基板表面305。应注意，可按偏好根据于上形成钝化层的基板的类型来设置电荷的类型(诸如，基于Q1与Q2之和的正净电荷或负净电荷)。然而，在一个实例中，期望在n型基板表面上方实现在约5×1011库仑/cm2至约1×1013库仑/cm2之间的总净正电荷，而期望在p型基板表面上方实现在约5×1011库仑/cm2至约1×1013库仑/cm2之间的总净负电荷。在太阳能电池装置300的此配置中，后表面钝化层堆迭340可包含与基板后表面306接触的第一后侧层341及设置在第一后侧层341上的第二后侧层342。在一个实例中，第一后侧层341可包含藉由PECVD制程形成的厚度在约200埃与约1300之间的氧化铝(AlxOy)层，并具有形成在该第一后侧层341中的期望量(Q3)的捕获电荷，以有效地钝化基板后表面306。在一个实例中，第二后侧层342可包含藉由PECVD制程形成的厚度在约600与约2500之间的氮化硅(SiN)层，并具有形成在该第二后侧层342中的期望量(Q4)的捕获电荷，以有效地帮助钝化基板后表面306。应注意，如上文所论述，可按偏好根据于上形成钝化层的基板的类型来设置电荷的类型(诸如，基于Q3与Q4之和的正净电荷或负净电荷)。在太阳能电池装置300的一个实施例中，如图3所图示，钝化/ARC层堆迭320与后表面钝化层堆迭340的选择在形成的装置中将分别最小化前表面反射R1并最大化后表面反射R2，以改良太阳能电池装置的效率。
在某些实施例中，如图2A至图2B中所图示，基板处理系统100具有处理区域210，使用基板自动化系统515在处理期间于方向“M”上将线性阵列的基板从基板接收腔室105移送穿过该处理区域210至基板卸载腔室195(图5A至图5C)。如图1至图2C中所图示，基板接收腔室105与基板卸载腔室195的每一者具有定位于基板自动化系统515的一侧上的至少一个基板移送区域(诸如，基板移送区域104A、104B、108A及108B)。然而，此配置不意欲对本文描述的本发明的范围形成限制。
参照图2A，在一个实施例中，基板接收腔室105包含一或更多个自动化装置(诸如，致动器组件122)，该一或更多个自动化装置经配置以接收来自基板传输接口121的基板(例如，基板200)，并将该等基板定位在基板自动化系统515的一部分上，使得可将该等基板可被移送穿过处理系统100中存在的各个处理腔室。基板移送接口121将大体接收来自上游位置(例如，太阳能电池制造线中的上游处理模块)的基板。在操作中，在基板接收腔室105中，基板自动化系统515大体装载有未经处理的基板200。在一个实施例中，经由一或更多个模块化基板输送机123将基板200传输至基板传输接口121，该一或更多个模块化基板输送机123经配置以接收含有多个基板200的晶匣或堆迭箱。在一个实施例中，致动器组件122可为经调适以将基板从基板传输接口121移送至基板自动化系统515的一部分的SCARA、六轴式、并联式、带式输送机或线性型机器人。在一个实例中，致动器组件122为可购自美国加利福尼亚州普列三顿市的Adept Technology Inc.的Quattro Parallel Robot。在另一实例中，致动器组件122包含可购自美国加利福尼亚州圣克拉拉市的Applied Materials,Inc.的Applied MaterialsItalia S.r.l.分公司的一或更多个滚轴或带式输送机。
在一个实施例中，基板自动化系统515具有第一端209和第二端211，其中基板200在该第一端209处进入基板自动化系统，以及具有材料沉积于其上的经处理基板200在该第二端211处从基板自动化系统515移除。在第一端209处，包含在基板自动化系统515中的输入输送机220支撑并导引基板200进入动态装载锁定腔室120中，动态装载锁定腔室120随后将基板200移送至预处理腔室130中。一系列中间输送机221大体用于支撑并导引基板穿过处理系统100中存在的各个处理腔室。在第二端211处，包含在基板自动化系统515中的出口输送机222接收在处理系统100中已经处理的基板200。尽管已经图示具有多个独立输送机220、221及222的基板自动化系统515，但是可使用具有在第一端209与第二端211之间延伸的材料连续腹板(a continuous webof material)的单个输送机。
在一个配置中，基板自动化系统515中的输送机包括支撑并驱动支撑材料的支撑滚轴512(图5A至图5C)，该支撑材料被配置成支撑基板。在一个实例中，支撑材料包含能够经受在处理期间由基板实现的处理环境气体与温度的材料连续腹板513(例如，不锈钢网格、高温聚合材料)。在使用独立输送机220、221及222时，可藉由共用驱动系统(未图示)机械驱动滚轴512以使该等滚轴512一致地移动。由系统控制器110提供用于滚轴512、移送埠418及其他系统致动器的各个驱动信号。尽管在图1至图2B所图示的实施例中具有七个沉积及处理腔室，但是因为取决于制程的数目及每个制程需要的设备可提供任何数目的腔室，所以此配置不意欲对本发明的范围形成限制。其他可能的处理系统配置的一些实例图示于图7A至图7C中。
在一个实施例中，基板自动化系统515经配置以快速移送一或更多个列的基板200穿过处理系统100的处理区域210。在一个实例中，如图2A中所图示，基板自动化系统515经调适以顺次移送多个列的基板200从第一端209穿过处理区域210至第二端211。然而，应注意，尽管在图2A中图示五列(亦即，列R1至列R5)基板，但是可顺序地处理更少或更多列的基板而不脱离本文描述的本发明的范围。在一个实例中，如图2B中所图示，基板自动化系统515经调适以将两个列的基板200(亦即，列R1至列R2)从第一端209连续移送至第二端211。在另一实例中，如图7A中所图示，基板自动化系统515经调适以顺次移送单一列的基板200(亦即，列R1)从第一端209穿过处理区域210至第二端211。
已发现，为了实现期望的基板产出以满足当前太阳能电池处理成本目标(诸如，每小时处理＞3000个基板)，并最小化成本，需要将顺次处理的基板列的数目限制在约一个基板列至三个基板列之间。因而，在一个实例中，如图2B中所示，基板自动化系统515经调适以移送两个基板列R1及R2穿过处理系统100中存在的处理区域210。相信单一列或乃至两个或三个列的处理基板优于移送三个以上连续列的基板(例如，大于5列)的配置。此信心源于下文所论述的方面：要求支援机器人(例如，致动器组件122)可靠地共同工作以实现易损坏的太阳能电池基板的高系统产出所需要的该支援机器人的高速相对速度；处理期间将处理区域210(例如，沉积腔室)中的处理环境有效地维持在适度真空度(例如，1-100mTorr)下的需要；一次处理多个列所要求的腔室部件(例如，壁202及埠517)的结构完整性；以及为了在各种高处理温度及真空压力下处理多个列的基板而对腔室部件(例如，壁202、真空泵542、埠517、阀)进行尺寸调整所产生的材料成本问题，其中该各种高处理温度以及真空压力是在太阳能电池基板上形成各种层所需的。应注意，随着接收基板列所要求的开口的宽度(例如，图2A至图2B及图4中的Y轴方向上的基板移送埠418的尺寸)增加，使处理环境维持在适度真空度下的能力变得更加难以实现，这是由于随着开口的横截面积(例如，孔尺寸)增加，实现一或更多个处理腔室的处理区域中的适度真空压力所要求的泵抽容量的非线性增加。如图2A至图2B中所图示，可藉由适当选择顺次输送穿过系统的基板列的数目来减小沉积及处理腔室的处理区域的宽度并因而减小该等处理区域的体积，以致力于改良基板产出、降低系统成本、改良沉积及处理腔室的结构完整性并改良装置产出率(例如，降低机器人移送错误、降低自动化诱发的污染)。在一个实例中，具有五个列的处理系统的要求宽度W1大于具有两个列的处理系统的要求宽度W2。由于腔室在抽空至真空压力时可除气的腔室体积与壁表面积的量较小及必须冷却用于保养或加热用于操作的材料的量较小，处理系统的宽度的减少亦改良系统可维护性、降低修复系统问题的维修时间并降低在腔室的一者上执行维修后的系统启动时间。
参照图2A至图2B，在一个配置中，基板卸载腔室195包含经配置以将经处理的基板(例如，基板200)从基板自动化系统515移送至基板传输接口126的一或更多个自动化装置(诸如，上文所论述的致动器组件122)。基板移送接口126将大体将基板移送至下游位置(例如，太阳能电池制造线中的下游处理模块)。在操作中，致动器组件122将大体从第二端211移除经处理的基板200并将该等经处理的基板200移送出处理系统100。在一个实施例中，经由一或更多个模块化基板输送机127从基板传输接口126位置传输基板200，该一或更多个模块化基板输送机127经配置以将含有多个基板的接收的晶匣或堆迭箱移送至太阳能电池制造厂的其他部分。
在一个实施例中，藉由使用下文所论述的狭缝阀组件417有选择地将设置在处理系统100中的腔室130-190彼此隔离。每一狭缝阀组件417经配置以有选择地将腔室130-190的一者中的处理区域与基板自动化系统515隔离，且该每一狭缝阀组件417邻近腔室130-190与基板自动化系统515之间的接口而设置。在一个实施例中，基板自动化系统515维持在真空环境内以消除或最小化移送腔室110与独立腔室130-190之间的压力差，该等独立腔室130-190通常用于在真空条件下处理基板。然而，在替代实施例中，移送区域210与独立腔室130-190可用于在清洁及惰性大气压力环境中处理基板。
一般而言，处理系统100包括经配置以控制系统的自动化态样的系统控制器110。系统控制器110促进整个基板处理系统100的控制及自动化且该系统控制器110可包括中央处理单元(central processing unit；CPU)(未图示)、存储器(未图示)及支援电路(或I/O)(未图示)。CPU可为任何形式的计算机处理器的一者，该等计算机处理器在工业环境中用于控制各个腔室制程及硬件(例如，输送机、马达、液体输送硬件等)并监视系统及腔室制程(例如，基板位置、制程时间、侦测器信号等)。存储器连接至CPU，且该存储器可为容易获得的存储器(诸如，随机存取存储器(random accessmemory；RAM)、只读存储器(read only memory；ROM)、软盘、硬盘或任何其他形式的本地或远端数字储存装置)的一或更多者。软件指令及数据可被编码并储存在存储器内用于命令CPU。支援电路亦连接至CPU用于以习知方式支援处理器。支援电路可包括闪存、电源、时钟电路、输入/输出电路系统、子系统以及诸如此类者。可由系统控制器110读取的程序(或计算机指令)决定哪些项任务可在基板上执行。较佳地，程序为可由系统控制器110读取的软件，该软件包括用于产生并储存至少基板位置信息、各个受控制部件的动作顺序及以上的任何组合的代码。
图1及图2A至图2B为包括多个处理腔室(例如，附图标记140、160及180)的基板处理系统100的一个实施例的示意图。尽管如上文所论述，在设置于处理系统100中的处理腔室140、160及180中执行的处理技术的类型可包括PVD、PECVD、LPCVD等，但是相信类似于图示于图5A至图5D中的配置的一者的PECVD沉积腔室有利于在太阳能电池基板200的两个表面上形成高品质的层。
图2C为图示于图2B中的基板处理系统100的一部分的侧横截面图。应注意，为了清晰起见，已从图2C中所图示的侧横截面图移除图示于图2B中的处理腔室170，然而，在一些配置中，处理腔室170可定位于处理腔室160与处理腔室180之间以控制进入处理腔室180的基板的温度。在处理系统100的一个配置中，如图2C中所图示，多个处理腔室经设置以使基板自动化系统515内的独立输送机220、221及222经调适以移送基板穿过处理系统100内存在的处理区域210的不同部分的每一者。处理区域210可包含处理区域131、141、151、161、171、181及191(图2A至图2B)，该等处理区域131、141、151、161、171、181及191存在于可选择地隔离的处理腔室130-190中。可藉由使用设置在处理腔室130-190的每一者的入口及/或出口处的一或更多个狭缝阀组件417将处理区域210的各部分彼此间歇地隔离。尽管结合在图4中示意性图示的处理腔室400论述狭缝阀组件417，但是此配置不意欲对可在处理系统100中使用狭缝阀组件的数目及/或位置形成限制。在处理系统100的一个实施例中，狭缝阀组件417的每一者为可关闭的并安装在处理腔室壁的一者上。可与本文论述的处理腔室的任一者结合使用的狭缝阀组件417可含有可关闭的门417B，藉由使用设置在壁402的顶部上的弹性体带402A使可关闭的门417B与壁402的一部分形成密封以密封基板移送埠418。基于自系统控制器110的支援电路162接收的命令，致动器417A使门417B伸展及缩回。在门417B处于关闭位置中时，密封处理腔室以使门417B的两侧上的区域彼此隔离。在一个实施例中，门417B为经配置以防止气体泄漏穿过基板移送埠418的常规闸阀。在处理期间，可关闭门417B，使得可在设置于处理腔室壁402之间的处理区域210的部分中执行一或更多个基板处理步骤。在执行与每一腔室相关的制程之后，打开每一腔室的门417B。基于由驱动机构从系统控制器110的支援电路162接收到的命令，输送机220、221及222使基板200在方向“M”上前进进入后续处理腔室中。然而，在一些配置中，基板移送埠418在基板处理期间保持至少部分地打开，且因此仅在于处理系统上执行维修活动时阻碍基板的移动(亦即，移送埠为“关闭的”)。
基板处理腔室设计
图4为处理腔室400的一个实施例的侧横截面图，该处理腔室400可形成设置在处理系统100中的处理腔室(诸如，处理腔室130-190(图1至图2B))的一或更多者。图4为处理腔室400的侧横截面图，该处理腔室400相对于移送方向对准或平行于处理系统100的X轴方向。在一个实施例中，处理腔室400包含一或更多个能源(诸如，源410)、至少部分地封围处理区域210或处理区域406的一部分的腔室壁402，以及基板自动化系统515的至少一部分。壁402大体包含在该壁402被加热到期望温度并由真空泵542泵抽至真空压力时可结构上支撑由在处理区域406之外的外部环境543施加的负载的材料。类似于图2A中所图示的壁202的壁402大体包含诸如铝材料或不锈钢的材料。
在一个配置中，源410的每一者包含反射器412与辐射源(诸如，IR灯、钨丝灯、弧光灯、微波加热器或其他辐射能源)，该辐射源经配置以在由基板自动化系统515移送设置在处理腔室400的处理区域406中的基板200时将能量“E”输送至该等基板200的表面。在处理期间，处理腔室400可用于在由后续处理腔室(诸如，沉积腔室140、160或180)接收基板之前输送期望量的能量至基板200，以使基板在进入后续处理腔室的处理区域时达到期望的处理温度。
图5A至图5C为处理腔室500的一个实施例的侧横截面图，该处理腔室500可定位于设置在处理系统100中的处理腔室(诸如，处理腔室140、160及180(图1至图2B))的一或更多者内或替换该等处理腔室的一或更多者。图5A为处理腔室500的侧横截面图，该处理腔室500相对于移送方向对准或平行于处理系统100的X轴方向。图5B为处理腔室500的侧横截面图，该处理腔室500相对于与移送方向垂直的方向对准或平行于Y轴方向。在一个实施例中，处理腔室500包含一或更多个沉积源(诸如，图5A中所图示的沉积源560A-560D)、气体源528及529、电源530、至少部分地封围处理区域210(例如，处理区域506)的一部分的腔室壁502、以及基板自动化系统515的至少一部分。图5C为两个沉积源560A及560B的放大侧横截面图，该两个沉积源560A及560B意欲在基板200通过沉积源下方时在基板200的表面上形成层。壁502大体包含在该壁502被加热到期望温度并由真空泵542泵抽至真空压力时可结构上支撑由在处理区域506之外的环境543施加的负载的材料。类似于图2A中所图示的壁202的壁502大体包含诸如铝材料或不锈钢的材料。
在一个配置中，基板自动化系统515的部分包含中间输送机221，该中间输送机221经调适以藉由使用一或更多个致动器(未图示)(例如，步进马达或伺服马达)支撑、导引并移动基板200穿过处理腔室。在一个配置中，中间输送机221包含经配置以在处理期间在正的+X轴方向上支撑并移动基板列200的两个或两个以上滚轴512及输送带513。
在处理腔室500的一个实施例中，沉积源560A-560D的每一者耦接至至少一个气体源(诸如，气体源528及529)，该至少一个气体源经配置以将一或更多种处理气体输送至与处理区域506一起形成的处理区域525，且该处理区域525在沉积源的每一者下方并在设置于在该处理区域525下方的基板200的表面上方。如图5B中所图示，沉积源560A-560D大体经配置以在设置于基板自动化系统515上的基板200的上方延伸。
如图5C中所图示，沉积源将大体包含至少一个气体输送元件(诸如，第一气体输送元件581及第二气体输送元件582)，该至少一个气体输送元件的每一者经配置以将处理气体导引至处理区域525。第一气体输送元件581包含流体气室561，该流体气室561经配置以接收来自气体源528的处理气体并经由形成在该流体气室561中的多个孔563将接收到的气体输送至该处理区域525。类似地，第二气体输送元件582包含流体气室562，该流体气室562经配置以接收来自气体源529的处理气体并经由形成在该流体气室562中的多个孔564将接收到的气体输送至该处理区域525。气体源528及529大体经配置以提供一或更多种前驱物气体及/或载气，该一或更多种前驱物气体及/或载气用于藉由使用PECVD制程在基板200的表面上沉积层。在一个制程顺序中，气体源528及529的至少一者经配置以将含硅气体(诸如，硅烷(SiH4))、含氮气体(诸如，氮(N2)或氨(NH3))输送至沉积源以在基板的表面上形成氮化硅层。在一个制程顺序中，气体源528及529的至少一者经配置以将含铝气体(诸如，三甲基铝(TMA))及含氧气体(诸如，氧(O2))输送至沉积源以在基板的表面上形成氧化铝层(AlxOy)。
在一个配置中，如图5C中所图示，电源530经配置以藉由使用射频电源530C、可选匹配530A(例如，匹配网路)及电连接530B将射频能量输送至处理区域525以在处理区域525内形成等离子体“P”来增强在基板200上执行的沉积制程。在一个实施例中，电偏压施加至设置于处理区域506内的电极580以帮助改良沉积膜的性质。在一个配置中，藉由使用电源587(图5A)来将偏压施加至电极580，该电源587可包含有有源电偏压源(例如，交流电源或直流电源)或选择性地使电极580的部分接地的开关。在一个实施例中，电极580可包括可由独立加热器电源(未图示)供电的加热元件584(诸如，电阻加热元件584)。邻近基板200定位电极580以在处理期间将基板200加热至约200℃至约550℃的温度。可用导电材料制造电极580及/或加热元件584以起到接地电极或射频(RF)电极的作用，以充当电容耦合的等离子体中的电极。
在另一处理腔室配置中，如图5D中所图示，图5A中所图示的沉积源560A-560D可包含流体分配源565，该流体分配源565经配置以在至少两个不同的方向(诸如，相对于基板移动方向+X轴方向的两个不同方向F1及F2)上输送前驱物气体。图5D为相对于移送方向对准或平行于X轴方向的处理腔室100的侧横截面图。流体分配源565进一步包含注气双歧管566，该注气双歧管566具有两个分立流道574及575形成在该注气双歧管566中。流道574耦接至第一气体源528且流道575耦接至第二气体源529。第一气体源528及第二气体源529大体经配置以将一或更多种前驱物气体或载气输送至注气双歧管566。第一气体源528及第二气体源529的每一者可经调适以输送包含选自包含以下的群组的气体的处理气体：含硅气体(例如，硅烷(SiH4))、氨(NH3)、含铝气体(例如，三甲基铝(TMA))、氧(O2)、氮(N2)、氢(H2)，以及以上的组合物或以上的衍生物。
第一气体源528及第二气体源529耦接至流量控制器(未图示)。流量控制器可包含经配置以控制自第一气体源528及第二气体源529至注气歧管566的前驱物气体的流动速率的一系列受控阀或质量流量控制器。流道574、575的每一者可包括穿过流体分配源565的部分而形成的多个分立孔，以将流动气体在期望方向F1或F2上从气室568及569分别导引进入处理区域525。在一个实施例中，流体分配源565的每一者可含有多个单独隔离的气室(诸如，分布在Y轴方向上的气室568、569)，且该等流体分配源565的每一者经调适以在流向F1及/或流向F2上从该等流体分配源565的流道单独地输送一或更多种处理气体。可各自控制从第一气体源528及第二气体源529输送的气体的流动速率以提供待从流道574或流道575输送的期望的气体组成物。
在一个配置中，流体分配源565的每一者经配置以将不对称的流体分配及/或气体组成物输送至处理区域525内的空间以在基板200相对于流体分配源565的每一者移动时在该基板200上产生不均匀的沉积。由于流道574及575的配置及/或电源530的配置，可将处理区域525有效地分成两个或两个以上区域，因此允许独立地改变及控制每一区域中的制程变量。在处理腔室100的一个配置中，流体分配源565经配置以藉由使用由射频电源530C、可选匹配530A及电连接530B输送的射频能量将处理区域525划分成第一等离子体空间578及第二等离子体空间579。在一个实例中，处理区域506的部分可被分成由假想垂直平面571(例如，与图5D中的Y-Z平面平行)分隔的两个区段。在一个实施例中，将电偏压施加至设置在处理区域506内的电极580以帮助改良沉积膜的性质。在一个配置中，电极580可具有经配置以单独地改变形成在第一等离子体空间578或第二等离子体空间579中的等离子体的独立电极元件585A、585B。
依据由流体分配源565产生的等离子体的性质，第一等离子体空间578不同于第二等离子体空间579。举例而言，与第二等离子体空间579相比，第一等离子体空间578可具有较低等离子体密度(亦即，每单位面积的离子数)、较低通量(亦即，每单位面积/时间的离子密度)或以上的组合。或者，与第一等离子体空间578相比，第二等离子体空间579可具有较低的等离子体密度及/或较低的通量。由于流体分配源565的配置及处理区域525分割成第一等离子体空间578与第二等离子体空间579，使用者可改变沉积制程参数，在一个实施例中，这促进了具有分级组成物的膜在基板200上的形成。
在一个实施例中，可由真空泵542(图5A)调整处理区域525中的压力以在处理区域525中提供期望的气体流动型态来增强沉积膜的品质或性质。在一个实例中，在处理区域525中产生低压(例如，小于约500mTorr)以提供层流反应物(例如，前驱物气体)并亦防止在跨越假想垂直平面571的第一等离子体空间578与第二等离子体空间579之间反应物混合的量。另外，流道574与575可经定位以在移送气流穿过处理区域506时朝基板200的不同区域导引该等气流。在一个实施例中，流道574及575包括以相对于假想垂直平面571分别成约30度至约45度的角度572与573(例如，在-X轴方向或+X方向上)形成的多个开口。
因此，流体分配源565可用于形成分级膜，该分级膜可由单一膜层组成，该单一膜层具有具不同化学组成物及/或晶体结构的区域。在一个实施例中，分级膜可具有在与沉积膜厚度平行的方向(例如，与图5A中的Z轴方向平行)上具不同化学组成物及/或晶体结构的区域。分级膜可由在基板200于X轴方向上相对于一或更多个流体分配源565移动时相继沉积的层组成。由于流道574、575的定向及在基板200相对于流体分配源565移动时基板200的速度，每一层或层的一部分的沉积是暂时分隔开的。在一个实施例中，来自第二气体源529的前驱物气体的第二流动速率大于来自第一气体源528的前驱物气体的第一流动速率。因此，第一前驱物气体与第二前驱物气体相比以较高的速率流向处理区域525，此举在与第一等离子体空间578相比在第二等离子体空间579中提供较高的等离子体密度及/或较高的通量，并可形成具有不同组成物的膜。可由相同前驱物或不同前驱物形成分级膜。在一个实施例中，分级膜可为整个具有不同的氢浓度及/或Si:N键结的一或更多个氢化氮化硅(SiXNY:H)层。在另一实施例中，分级膜可为具有不同的化学计量(诸如，不同的铝与氧的比率)的氧化铝(AlXOY)。尽管形成在基板200上的材料层将遇到微小的时间分离，但是可在基板200的表面上形成单一连续膜。在一个实例中，来自第一气体源528的前驱物气体的第一流动速率与来自第二气体源529的前驱物气体的第二流动速率。
可藉由促进第一等离子体空间(例如，第一沉积源560A下方的等离子体空间578)、第二等离子体空间(例如，第一沉积源560A下方的等离子体空间579)、第三等离子体空间(例如，第二沉积源560B下方的等离子体空间578)及第四等离子体空间(例如，第二沉积源560B下方的等离子体空间579)的形成来利用沉积源560A与560B的组合以在基板200上形成分级膜。第一等离子体空间、第二等离子体空间、第三等离子体空间或第四等离子体空间的每一者可含有不同的等离子体密度及/或不同的通量以促进在基板200上以不同的沉积速率沉积第一层及第二层。在一个实施例中，沉积源560A及沉积源560B的一者或两者可耦接至至少垂直地可移动的致动器。可使用致动器调整基板与相应流体分配源565之间的间距。此举允许藉由改变相应注气双歧管与基板200之间的间距来进行额外制程控制。
相信与常规处理技术相比，藉由使用至少两个沉积源560A、560B、560C、560D以顺次的方式在基板上处理或沉积层可极大地改良沉积层的性质。在基板正被快速地移送穿过处理区域210时，分开控制处理腔室的不同区域内的处理条件与气体浓度的能力允许容易地控制在不同的时期沉积在基板的表面上的材料。因此，藉由使用两个或两个以上沉积源，于在处理系统中执行的沉积顺序期间可产生具有不同组成物、分级组成物及/或不同实体结构(例如，质量密度、晶体结构)的膜。在一个实例中，首先利用多个处理气体的第一混合物与等离子体功率以第一沉积速率在基板表面上沉积高品质钝化层(诸如，设置在基板310的基板表面305上的第一层321(图3))，且然后利用多个处理气体的第二混合物与等离子体功率以第二沉积速率在高品质钝化层的表面上方沉积较低品质钝化层(诸如，图3所图示的第二层322)，该第二沉积速率高于第一沉积速率。
图6为处理腔室600的一个实施例的侧横截面图，该处理腔室600可定位于设置在处理系统100中的处理腔室(诸如，处理腔室140、160及180(图1至图2B))的一或更多者内或替换该等处理腔室的一或更多者。图6为处理腔室600的侧横截面图，该处理腔室600相对于移送方向对准或平行于处理系统100的X轴方向。在一个实施例中，处理腔室600包括一或更多个能源(诸如，源612与614)、至少部分地封围处理区域210或处理区域606的一部分的腔室壁602、以及基板自动化系统515的至少一部分。壁602大体由在该壁602被加热到期望温度并由真空泵642泵抽至真空压力时可结构上支撑由在处理区域606的外的外部环境643施加的负载的材料构成。类似于图2A中所图示的壁202的壁602可由诸如铝材料或不锈钢的材料构成。
在图6中所图示的配置中，源612、614为“霍尔效应(Hall effect)”等离子体源。在此类型的源中，第一源612由第二源614围绕。图示用于将处理气体引入至处理区域606中的喷嘴616。提供气体源628以输送处理气体穿过喷嘴616。每一源612、614包括封围电极610A、610B的外壳608。每一电极610A、610B具有形成在该每一电极610A、610B中的冷却通道613。电极610A、610B耦接至共用电源634，且在操作中以反相驱动该等电极610A、610B。在一个实施例中，电源634为交流电源。
亦将气体从气体源626经由形成在板材620中的气体歧管628引入至源612、614。藉由流动穿过冷却通道622的冷却液冷却板材620。藉由熟知的紧固机构(未图示，诸如，螺钉)将板材620耦接至外壳608。板材620具有穿过该板材620形成喷嘴622的开口。
每一源612、614具有由覆盖电极610A、610B的衬垫623界定的空腔部分621。电极610A、610B经定形以形成空腔部分。衬垫623促进源612、614中的热传递。邻近空腔部分621的端部并邻近板材620设置磁铁624A、624B。磁铁624A、624B可包括永久磁铁或磁控管。磁铁624A、624B为相反极性。另外，磁分路(magnet shunts)636A、636B存在于空腔部分621内并耦接至电极610A、610B。磁分路636A、636B为与相应的磁铁624A、624B相反的极性。总体而言，磁铁624A、624B及分路636A、636B形成影响沉积的磁场。
两个电极610A、610B连接在交流电源634的相对侧上。经由气体歧管628将反应性气体及/或惰性气体引入至空腔部分621中。同时，经由喷嘴616引入第二气体。电极610A、610B各者在处理期间交替作为阴极及阳极。在一个电极610A、610B为阴极时，另一个电极610A、610B为电路的阳极。交替作为阳极与阴极的两个源610A、610B因为连续地移除任何堆积而阻止材料堆积在衬垫623上。
源612、614产生用于将材料沉积至基板200上的离子束。尽管操作为阳极，但是来自源612的所有电子必须流向源614以回到电源624。为了到达内部电极610A、610B，电子必须经由喷嘴632进入空腔部分621。在电子朝喷嘴632移动时，藉由经由喷嘴632发出的带正电荷的电场阻挡电子。带正电荷的电场由喷嘴632中的强磁场产生，该喷嘴632延伸出至更靠近基板200的较弱场区。因为阻挡了带正电荷的电场上的电子电流，所以产生电压降。
因为阻挡电子流入空腔部分621中，所以气体原子经由喷嘴632流出空腔部分621。此等中性原子与电子碰撞以形成离子。随后加速离子离开源612、614朝向基板200。此整体效应类似于离子源在轴向电子镜限制的情况下使用“端部霍尔“End Hall””效应。在操作中，在每半个周期中，密集的线性离子束流出源612、613流向基板200。同时，流出阴极源612、614的电子中和产生的离子束。结果为导向基板200的理想中和的、均匀的密集束。
如图6中所图示，第一源612由第二源614围绕。因此，在第一源612操作为阴极时，阳极围绕阴极。相反地，在第二源614操作为阴极时，阳极被阴极围绕。阴极与阳极之间的快速循环使得电子在邻近源612、614之间连续转移。
在操作中，两个源612、614共同操作以在基板200的每一者上沉积均匀的膜。经由喷嘴616引入来自气体源628的处理气体。同时，经由顶部板材620中的歧管618引入来自气体源626的反应性气体及/或惰性气体。随着经由歧管618与喷嘴616引入气体，将来自电源624的功率施加至电极610A、610B。反相驱动电极610A、610B，以使电极610A、610B中的一个电极操作作为阳极，而电极610A、610B中的另一个电极操作为阴极。至电极610A、610B的电偏压引起操作为阴极的源612、614产生电子，该等电子在操作为阴极的源612、614的喷嘴616附近聚集，在操作为阳极的源612、614的喷嘴616附近聚集。由于由磁铁624A、624B与分路626A、626B产生的磁场，电子不能穿透到阳极源612、614的空腔部分621中。同时，自歧管618引入的气体原子流出喷嘴632。气体原子与电子碰撞并产生离子。随后由于由在喷嘴632附近聚集的电子产生的电场与施加至电极610A、610B的偏压之间的电位差而将离子朝向基板200加速。离子产生等离子体羽流(plasma plume)，该等离子体羽流允许在所有基板200上的均匀沉积。
在一个制程顺序中，源612及614的至少一者经配置以将含硅气体(诸如硅烷(SiH4))、含氮气体(诸如，氮(N2)或氨(NH3))输送至沉积源以在基板200的前表面(例如，前表面305)上形成氮化硅层。
如在图6中所进一步图示，基板自动化系统515的一部分包括中间输送机221，该中间输送机221经调适以藉由使用一或更多个致动器(未图示)(例如，步进马达或伺服马达)支撑、导引并移动基板200穿过处理腔室600。在一个配置中，中间输送机221包含经配置以在处理期间在正的+X轴方向上支撑并移动基板列200的支撑滚轴512及材料腹板513。
在一个实施例中，由真空泵642调整处理区域606中的压力以在处理区域606中提供期望的气体流动型态来增强沉积膜的品质或性质。在一个实例中，在处理区域606中产生低压(例如，小于约500mTorr)以提供层流反应物(例如，前驱物气体)。
基板重定向腔室
参照图7A至图7B，在一个实施例中，处理系统100可进一步包括处理腔室700(诸如，处理腔室150)，该处理腔室700(诸如，处理腔室150)用于重定向或翻转设置在处理区域210或处理区域701的一部分内的真空环境中的基板200。在一些实施例中，随后可将在一侧上已经处理的线性阵列基板200的一部分移送至处理腔室150中用于重定向基板200以可在下游处理腔室中处理相对侧。例如，若首先处理每一基板的朝上侧，则处理腔室150重定向基板200的每一者以使先前朝上侧朝下而先前朝下侧朝上用于后续处理。在重定向基板200之后，随后可将基板200移送至后续处理腔室(诸如，处理腔室160-190)中用于处理基板200的相对侧。在一个实施例中，将基板200移送至处理腔室160(诸如，PECVD腔室)中，并在基板200上执行沉积制程。因此，处理基板200的第一侧、随后翻转基板200并处理基板200的相对侧的步骤可在处理系统100内全部实现而不破坏系统内的真空。
图7A为包含基板重定向装置705的处理腔室700的一部分的等角视图。基板重定向装置705可包含全部耦接至系统控制器110的旋转致动器720、串联的输送机组件710A及710B，以及支撑件780。在基板反转器系统705的一个配置中，串联输送机组件710A及710B与基板移送方向708(例如，图5A及图6中的X轴方向)共面定位。使用安装在每一输送机组件710A及710B内部的旋转致动器(未图示)的系统控制器110启动传送带770以促进沿着基板移送方向708装载并分配基板。若要求基板反转，则在基板的群组(诸如，基板的列R1-R5及一或更多个行(X轴方向))定位于运输带770之间时停止传送带770，以使可应用真空梯度以使基板进一步紧固至运输带770的至少一者。基板反转器系统700藉由使用旋转致动器720(图7A)一致地旋转串联的输送机来反转基板，该旋转致动器720耦接至输送机组件710A及710B的每一者内的支撑结构元件。可绕基板的群组的中心线上的任何旋转轴或邻近基板的群组的中心线的任何旋转轴执行反转操作。在此实施例中，绕基板中心线“Y”(图7B)发生反转旋转“R”(图7B)，该基板中心线“Y”与基板移送方向708成90度。绕与基板中心线一致的任何轴反转基板导致相对于基板移送方向708的基板的反转前前边缘变为反转后后边缘。在自动化基板生产系统中，相对于基板移送方向708的基板边缘定向的控制可为处理所期望的。另外，此方法允许在基板移送方向708上输送的基板被装载、反转并从串联的输送机组件710A及710B的两侧上卸载，因而消除原本重置反转器以收集另一基板群组所需的时间。
图7B图示设置在处理腔室150中的输送机组件710A及710B的一个实施例的示意性横截面图。在一个实施例中，传送带770设置在包含在输送机组件710A中的滚轴711及712上方，且第二传送带770设置在包含在输送机组件710B中的滚轴713及714上方。在一个实施例中，由系统控制器110控制的第一旋转致动器(例如，电动马达)耦接至输送机组件710A中的滚轴的一者，且亦由系统控制器110控制的第二旋转致动器(例如，电动马达)耦接至输送机组件710B中的滚轴。在一个实施例中，经由使用由系统控制器110发送至旋转致动器的每一者的命令来独立地操作输送机组件710A及710B的每一者中的传送带770。在一个实施例中，传送带770的弹性性质结合两个输送机组件710A与710B之间的间距(亦即，形成在输送机组件710A与710B之间的间隙)用于调整基板厚度、基板翘曲及输送机的平面度的变化。
另外，传送带770的每一者可为多孔的以允许流体从传送带770的一侧被移送至另一侧。在一个实施例中，传送带770由挠性及多孔材料(诸如，聚氨酯泡沫或金属线网格或其他类似的材料)形成。在一个实施例中，系统控制器110可用于有选择地控制在输送机组件710A与710B的每一者中的气体源791与气室790之间的气流。在一个实例中，由于施加至与流体源791流体连通的相对表面的真空的应用，可在传送带770的一个表面上产生次大气压(例如，真空)。在一个态样中，藉由在形成于输送机组件710A与710B的每一者中的埠794内提供真空压力，在设置于支承表面792上方的多孔传送带770上捕获并保持基板。在一个配置中，流体源791为真空泵或真空抽气器，该真空泵或真空抽气器经调适自形成于气室790中的一或更多个埠794提供真空至传送带770的表面。在处理区域210中的压力太低以致不能藉由施加真空至传送带770的一侧来形成期望的“夹紧力”的配置中，致动器可用于重定位输送机组件710A与710B的至少一者以闭合形成在该等输送机组件710A与710B之间的间隙，使得在重定向处理期间限制设置在该间隙中的基板200移动。
在处理系统100的一些实施例中，处理腔室700可进一步包含一或更多个能源(诸如，能源704)。能源704可包含如上文所论述的类似元件连同源410，且因而能源704的每一者可包含反射器412与辐射源411，该反射器412与该辐射源411经配置以在由基板重定向装置705重定向设置在处理腔室700的处理区域701中的基板200并由基板自动化系统515中存在的部件移送该等基板200时将能量“E”输送至该等基板200。在一个配置中，能源704经配置以将能量输送至由基板重定向装置705接收及/或设置在基板重定向装置705中的基板。能源704与系统控制器110通常用于维持及/或控制重定向基板的温度，以保证在从处理腔室700移送该等重定向基板及/或由下游处理腔室接收该等重定向基板时该等重定向基板处于期望的温度。
动态装载锁定腔室
图8A为根据本发明的一个实施例的动态装载锁定腔室800的示意性平面图。图8B为沿图8B中的剖面线B-B所取的动态装载锁定腔室800的示意性横截面图。如图8A与图8B中所图示，动态装载锁定腔室800在经配置以在前向方向“F”(例如，从大气压力至真空)上传输基板201时可对应于第一动态装载锁定腔室120，且该动态装载锁定腔室800在经配置以在相反方向“R”(例如，从真空至大气压力)上传输基板201时可对应于第二动态装载锁定腔室192。
无论移送基板201所在的方向，动态装载锁定腔室800的功能是连续地传输基板201至处理腔室130或从处理腔室190连续地传输基板201，同时消除从动态装载锁定腔室800的大气压力侧至处理腔室130、190内部的真空条件的气流。为了实现此期望的功能，动态装载锁定腔室800的内体积配置成多个分立体积，当在动态装载锁定腔室800的大气侧与一或更多个处理腔室130、190内部的真空条件之间传输设置于此等分立体积内的基板时，该多个分立体积沿该大气侧与该真空条件之间的直线路径为可移动的。如随后于下文所描述，在基板移送处理期间沿基板移送路径移送分立体积时，分别地将该等分立体积内的压力降低至分阶位准(staged levels)。由设置于连续移动的线性基板传输带上的分离机构提供分立体积之间的间隔，该传输带在动态装载锁定腔室800的大气侧与一或更多个处理腔室130、190之间传输基板。
动态装载锁定腔室800包括封围分阶装载锁定区域(staged load lock region)808的顶壁802、底壁804以及侧壁806。可以用于基板处理腔室的典型材料(诸如，不锈钢或铝)制造壁802、804及806。线性输送机构810从动态装载锁定腔室200的大气压力侧812延伸穿过分阶装载锁定区域808至动态装载锁定腔室200的处理压力侧814。线性输送机构810包括定位于动态装载锁定腔室800的大气压力侧812上的一或更多个滚轴816及定位于动态装载锁定腔室800的处理压力侧上的一或更多个滚轴818。一或更多个滚轴816、818支撑并驱动材料的连续传输带820，该材料的连续传输带820经配置以支撑并传输基板201穿过装载锁定腔室800。可由机械驱动894(图8A，诸如，马达/链驱动(未图示))驱动滚轴816、818，且该等滚轴816、818可经配置以高达约10m/min的线性速度传输传输带。机械驱动894可为经调整以在处理期间提供期望的传输带820速度的电动马达(例如，交流伺服马达或直流伺服马达)。传输带820可由不锈钢、铝或聚合材料制成。一或更多个支撑板822可在侧壁806之间延伸以支撑传输带820的内表面。传输带820的内表面通常由一或更多个支撑板822的表面822A(图8D)支撑。
装载锁定腔室800的上壁802包括形成在该上壁802中的多个凹穴(pockets)826、827、828、829及830，该多个凹穴826、827、828、829及830分别流体耦接至多个致动器831、832、833、834及835。凹穴826-830的每一者与分阶装载锁定区域808的相应分立区域进一步流体连通。举例而言，凹穴826与区域846流体连通。凹穴827与区域847流体连通。凹穴828与区域848流体连通。凹穴829与区域849流体连通，且凹穴830与区域850流体连通。
下壁804包括形成在该下壁804中并分别耦接至多个致动器831、832、833、834及835的多个对应凹穴836、837、838、839及840。凹穴836-840的每一者与分阶装载锁定区域808的相应分立区域进一步流体结合。举例而言，凹穴836与区域856流体连通。凹穴837与区域857流体连通。凹穴838与区域858流体连通。凹穴839与区域859流体连通，且凹穴840与区域860流体连通。
另外,一或更多个支撑板822亦可包括形成在该一或更多个支撑板822中并分别耦接至多个致动器831、832、833、834及835的对应凹穴841、842、843、844及845。凹穴841-845的每一者流体地耦接至分阶装载锁定区域808的相应分立区域。举例而言，凹穴841与相应区域846及856流体连通。凹穴842与相应区域847及857流体连通。凹穴843与相应区域848及858流体连通。凹穴844与相应区域849及859流体连通，且凹穴845与相应区域850及860流体连通。
在一个实施例中，多个致动器831-835包括多个泵，该多个泵经设置以逐步降低动态装载锁定腔室800中从大气压力侧812至处理压力侧814的压力。在此实施例中，泵的每一者经配置以降低分阶装载锁定区域808内对应于凹穴的体积，泵耦接至该凹穴。举例而言，致动器831可经配置以降低相应区域846及856中的压力至小于大气压力的第一压力(例如，480-600毫巴)。致动器832可经配置以降低相应区域847及857中的压力至小于第一压力的第二压力(例如，100-300毫巴)。致动器833可经配置以降低相应区域848及858中的压力至小于第二压力的第三压力(例如，10-100毫巴)。致动器834可经配置以降低相应区域849及859中的压力至小于第三压力的第四压力(10-2-1毫巴)，且致动器835可经配置以降低相应区域850及860中的压力至小于第四压力且可大于一或更多个处理腔室130、190内的压力(例如，10-5毫巴)的第五压力(10-4-10-2毫巴)。在一个配置中，多个致动器831-835由流体耦接至凹穴826-830及836-845的每一者的单一致动器来替代，其中单一致动器经单独地连接及装阀以控制此等凹穴的每一者内的压力及/或从此等凹穴的每一者接收的气流。在另一实施例中，致动器831可包括压缩机，该压缩机经配置以将清洁干空气(CDA)或者惰性气体(诸如，氩或氮)注入至处于稍高于大气压力(例如，高于大气压力15-100毫巴)的第一压力的相应区域846及856中。区域846及856内的此过压条件保证来自大气压力侧812的污染物不被引入至动态装载锁定腔室800中且因此不被引入至一或更多个处理腔室130、190中。
在此实施例中，致动器832-835包括多个泵，该多个泵经设置以逐步降低从相应区域846及856至动态装载锁定腔室800的处理压力侧814的压力。举例而言，致动器832可经配置以降低相应区域847及857中的压力至小于第一压力的第二压力(例如，300-600毫巴)。致动器833可经配置以降低相应区域848及858中的压力至小于第二压力的第三压力(例如，50-200毫巴)。致动器834可经配置以降低相应区域849及859中的压力至小于第三压力的第四压力(1-50毫巴)，且致动器835可经配置以降低相应区域850及860中的压力至小于第四压力且可大于一或更多个处理腔室130、190内的压力(例如，10-5毫巴)的第五压力(10-2-1毫巴)。
尽管致动器831-835经配置用于从动态装载锁定腔室800的大气压力侧812至动态装载锁定腔室800的处理压力侧814的增加的压降，但是因为分阶装载锁定区域808内的邻近区域的每一者彼此流体连通，所以在维持该等邻近区域之间的一些分离上仍存在困难。为了保证邻近区域之间的此分离并提供半封围区域，多个分离机构852附接于传输带820，其中在基板201穿过动态装载锁定腔室800时，半封围区域将独立基板201或基板201群组暴露至每一压力阶。分离机构852可沿着传输带的表面间隔开，以使一或更多个基板201(例如，两个或两个以上基板201阵列)可定位于每一分离机构852之间。
另外，分离机构852可经定位以在每一分离机构852的表面之间提供小间隙“G”，该每一分离机构852耦接至传输带820以及动态装载锁定腔室800的顶壁802、侧壁806及/或底壁804的一部分。间隙“G”可具有在0mm与3mm之间、较佳地在0mm与0.2mm之间的高度“H”，以及1mm与30mm之间的宽度“W”。在一个配置中，在每一分离机构852与动态装载锁定腔室800的顶壁802、侧壁806及/或底壁804之间界定的间隙“G”提供受控的固定间隙，当邻近的较高压力区与邻近的较低压力区两者随着由机械驱动894移动传输带820而在期望方向上移动时，设置在该邻近较高压力区(例如，区域846)中的气体在泄漏至该邻近的较低压力区(例如，区域847)中时将穿过该受控的固定间隙。分离机构852用于形成已知且可重复空间，在分离机构852与基板(例如)从第一动态装载锁定腔室800的大气压力侧812移动至第一动态装载锁定腔室800的处理压力侧814时，气体将流动穿过该已知的可重复空间。致动器831-835的每一者的泵抽容量与形成在壁802、804、806与分离机构852之间的间隙“G”的尺寸经选择以在基板移送制程期间在分离机构852与壁802、804、806之间产生受控的气流或“气体泄漏”，以使在向前“F”方向(亦即，第一动态装载锁定腔室120)上将基板201从动态装载锁定腔室800的一端移送至另一端时连续降低该等基板201上方的压力，或在相反方向“R”(亦即，第二动态装载锁定腔室192)上反之亦然。在一个实施例中，分离机构852的一或更多者的至少一部分经配置以接触壁802、804、806的一或更多者来最小化间隙，气体可从分离机构的一侧上的较高压力区域流动穿过该间隙至分离机构的另一侧。
此外，因为基板传输带820的后侧821可提供动态装载锁定腔室800的邻近区域之间的“气体泄漏”路径，所以设置在一或更多个支撑板822内的凹穴841-845经配置以保证传输带820的后侧821与一或更多个支撑板822之间的压力条件维持在与流体连通的相应区域的剩余区域的压力相同的压力下。举例而言，凹穴841经配置以保证区域846内的传输带820的后侧821维持在与区域846的压力相同的压力下。
图8C为根据一个实施例附接于传输带820的分离机构801的部分平面图。图8D为沿线D-D所取的分离机构的横截面图。图8E为沿线E-E所取的分离机构801的横截面图。图8F为来自图8C的分离机构801的示意性端视图。
如图所示，分离机构801为跨越传输带820的宽度设置的线性构件。分离机构801包括使用一或更多个适合的紧固件(诸如，螺钉、螺栓、粘接剂等)附接于传输带820的壳体构件872。可以通常用于基板处理环境中的材料(诸如，不锈钢、铝或适合的聚合材料)制造壳体构件872。叶片874设置在壳体构件872内。叶片874可由适合的聚合物材料(诸如，自润滑聚合物)制造，以在叶片872与顶壁802或底壁804接触时提供低滑动阻力与低污染可能性。可用于叶片874的聚合物材料的一个实例是由德国多特蒙德的Murtfeldt Kunststoffe GmbH&Co.KG制造的ORIGINAL MATERIAL8000。或者，叶片874可由其他材料(诸如，金属材料(例如，不锈钢、铝)或石墨)制造。
使用弹簧构件876在壳体构件872内以弹簧负载叶片874。弹簧部件876可为机械弹簧。或者，弹簧构件876可包括磁性致动器、液压致动器或气动致动器。视情况而言，弹簧构件876可包括重力启动的致动，诸如可经配置以在正常情况下处于伸展位置且若接触则枢转至收缩位置的枢轴或摇杆。弹簧构件876可设置在狭槽878内并接触壳体部件872，以使叶片874的上部880延伸穿过在壳体部件872中的开口882并超出壳体部件872的上表面884。因而，叶片874在分离机构801与顶壁802及/或底壁804之间提供间隙“G”。较佳地，在传输基板穿过动态装载锁定腔室800时，叶片874与顶壁802及/或底壁804接触以最小化腔室800的分立区域之间的气体泄漏。另外，因为叶片874为弹簧负载的，所以在接触期间提供分离机构801与顶壁802或底壁804之间的较小摩擦力。因此，显著降低动态装载锁定腔室800内的污染概率。
分离机构801进一步包括设置在分离机构801的每个端部处的端构件886。使用弹簧构件888在叶片874内以弹簧负载每一端构件886。弹簧构件888可设置在狭槽890内并接触叶片874，以使端构件886的外部892在叶片874的外表面的外部延伸。因而，每一端构件886在分离机构801与相应侧壁806之间提供小间隙(例如，与间隙“G”的尺寸相同)。较佳地，在传输基板穿过动态装载锁定腔室800时，每一端构件886与相应侧壁806接触以最小化腔室800的分立区域之间的气体泄漏。另外，因为端构件886为弹簧负载的，所以在接触期间提供分离机构801与侧壁806之间的较小摩擦力。此外，可用与叶片874相同的材料(诸如，自润滑聚合物)制造弹簧构件888。因此，显著降低动态装载锁定腔室801内的污染概率。端构件874通常经配置以在该端构件874的外表面与支撑板822的表面822A及侧壁806与顶壁802的内表面之间形成期望的间隙(例如，间隙“G”)。如上文所描述，间隙“G”足够小，以在传输基板201穿过动态装载锁定腔室800时最小化该动态装载锁定腔室800的相邻区域之间的“气体泄漏”。
处理系统配置实例
图9A至图9C图示处理系统100的不同实施例的进一步实例。应注意，处理腔室940-945图示图9A至图9C可包含处理腔室(诸如，本文所论述的处理腔室400、500、600、700)的一者。一般而言，图9A至图9C中所图示的处理系统100将包括基板接收腔室105、一或更多个处理腔室940-945及基板卸载腔室195。尽管图9A图示经调适以处理单一列(R1)的基板的处理系统，且图9B至图9C的每一者图示经调适以处理两个列(R1-R2)的基板的处理系统，但是因为可在此等图或上文所图示的诸图的任一者所图示的此等处理系统100配置的任一者中期望地处理更多或更少列的基板，所以此等配置不意欲对本文描述的本发明的范围形成限制。
图9A图示基板处理系统100的实施例，该基板处理系统100允许基板堆迭箱或晶匣在处理系统100的输入部分与输出部分之间的简化移送。在此等配置中，由基板接收腔室105中的自动化部件倒空的晶匣或堆迭箱被随后移送至基板卸载腔室195，其中被倒空的堆迭箱或晶匣随后可接收在系统中经处理的基板。在一个配置中，处理系统100可包括基板接收腔室105、预处理腔室930、至少一个处理腔室(诸如，第一处理腔室940(例如，处理腔室500、700))，以及至少一个支撑腔室(例如，腔室400、600)，以及基板卸载腔室195。在处理期间，基板接收腔室105经配置以从基板传输接口921接收基板(例如，基板200)并将该等基板定位在基板自动化系统515的一部分上，以移送该等基板穿过处理系统100中存在的各个处理腔室。基板移送接口921通常将从一或更多个模块化基板输送机123接收基板，该一或更多个模块化基板输送机123经配置以接收含有多个基板的晶匣或堆迭箱。在一个配置中，设置在基板接收腔室105的入口部分910中的致动器组件122经配置以从处于大气压力下的传输接口921移送基板至由于使用真空泵961而处于中间真空压力下的分阶区域920中。致动器组件122随后可将移送基板定位至基板自动化系统515的一部分上。随后在方向“M”上移动定位于基板自动化系统515上的基板穿过处理腔室，直到该等基板到达处理系统100的第二端211。一旦基板在第二端211处，随后藉由使用基板卸载腔室195的出口部分970中存在的致动器组件122从基板自动化系统515移除基板。设置在基板卸载腔室195中的致动器组件122通常经配置以移送基板从基板自动化系统515穿过处于藉由使用真空泵961的中间真空压力的分阶区域960，并随后将该等基板移送至设置在处于大气压力下的区域中的传输接口926上。设置在基板接收腔室105及基板卸载腔室195中的致动器组件122可各自包含一或更多个滚轮式输送机，该等滚轮式输送机经配置以在于基板自动化系统515与接口921、926之间移动基板时支撑并移送该等基板。尽管正在处理系统100内的处理腔室内处理基板200，但是藉由使用一或更多个模块化基板输送机923可将在基板接收腔室105中被倒空的基板堆迭箱或晶匣输送至基板卸载腔室195，该一或更多个模块化基板输送机923经调适以藉由使用常规输送带、滚轴、线性马达或其他类似的输送系统传输此等元件。尽管图9A仅图示经调适处理单一列(R1)的基板的单一处理腔室，但是因为在不脱离本文描述的本发明的基本范围的情况下，图9A中所图示的处理系统100可含有一或更多个处理腔室及/或支撑腔室，所以此配置不意欲对本文描述的本发明的实施例的范围形成限制。
图9B图示基板处理系统100的实施例，该基板处理系统100允许将基板定位在该处理系统100内并自相同端从该处理系统100移除基板，因而更加易于将处理系统100连接至太阳能电池生产厂(fab)中存在的其他上游处理系统与下游处理系统。在一个配置中，处理系统100可包括基板接收腔室105、至少一个处理腔室(诸如，第一处理腔室940-943(例如，处理腔室500、700))，以及至少一个支撑腔室930、950、951(例如，腔室400、600)以及基板卸载腔室195。在一个配置中，腔室950包含上文所论述的类似于图7A中所图示的基板重定向装置的基板重定向装置。
在处理期间，基板接收腔室105经配置以从基板传输接口921接收基板(例如，基板200)并将该等基板定位在基板自动化系统515的一部分上，以移送该等基板穿过处理系统100的第一处理区域901中存在的各个处理腔室。应注意，将基板从基板移送接口921移送至基板自动化系统515的第一部分(此后称为第一基板自动化系统515A)，并从基板自动化系统515的第二部分(此后称为第二基板自动化系统515B)移送至在图9B中所图示的处理系统100的配置中的基板移送接口926的制程类似于上文的论述且因而在本文中不再叙述该制程。一旦藉由使用自动化装置(例如，致动器组件122)将基板定位在第一基板自动化系统515A上，随后在方向“M1”上移动该等基板穿过设置于处理系统100的第一处理区域901中的处理腔室并在该等处理腔室内处理该等基板，直到该等基板到达第二端211。一旦该等基板在第二端211处，随后藉由使用一或更多个致动器组件981将该等基板从第一处理区域901中的第一基板自动化系统515A移送至设置在第二处理区域902(图7B)中的第二基板自动化系统515B。随后于方向「M2」上移动定位于第二基板自动化系统515B上的基板穿过设置于第二处理区域902中的处理腔室并在该等处理腔室内处理该等基板直到该等基板到达处理系统100的第三端213。随后藉由使用基板卸载腔室195的出口部分970中存在的致动器组件122从基板自动化系统515B移除经处理的基板。
致动器组件981通常经配置以从第一基板自动化系统515A的第一部分的端部接收基板且随后将到达第一基板自动化系统515A的第一部分的端部的基板顺次移送至第二基板自动化系统515B。致动器组件981可包含第一组机动化滚轴或第一滚轴983，以及第二组机动化滚轴或第二滚轴982，该等滚轴经彼此垂直定位以允许基板从邻近定位的基板自动化系统或至邻近定位的基板自动化系统的快速移动。在一个实例中，如图9B及图9C中所图示，至少一个致动器组件981经配置以藉由从出口输送机222接收基板200并将该等基板200定位在第一滚轴983上来从设置在第一处理区域901中的第一基板自动化系统515A接收基板。一旦基板已经接收并由第一滚轴983支撑，则相对于第一滚轴983致动第二滚轴982，以使基板此刻支撑在第二滚轴982上。然后一旦由第二滚轴982支撑基板，则致动该等第二滚轴982以使该等第二滚轴982在与由第一滚轴983从基板自动化组件接收基板的方向垂直的方向(例如，方向“T”)上移动基板200。接下来，致动器组件981可移送基板至第二致动器组件981以使基板可定位于基板自动化组件的第二部分或第二基板自动化系统515B上。可藉由使用一或更多组机动化滚轴982、983将基板定位在第二基板自动化系统515B上。应注意，除了相反地执行制程步骤之外，将基板200装载至第二基板自动化系统515B上的制程类似于从第一基板自动化系统515A卸载基板的制程。在此基板移送配置中，往往易损坏的太阳能电池基板不太可能会由于在移送制程期间施加的负载而折断或裂缝，因为该等基板一直由多个滚轴至少部分地支撑。
在类似于图9B中所图示的配置的处理系统100的一个配置中，基板接收腔室105与基板卸载腔室195耦接在一起以使基板接收腔室105可从基板传输接口921接收含有多个基板(例如，基板200)的晶匣，将基板从晶匣卸载至第一基板自动化系统515A并随后将接收到的经卸载晶匣直接移送至基板卸载腔室195，随后在该基板卸载腔室195中可将经处理的基板再装载至等待的晶匣中，并随后可从处理系统移除晶匣。在一个实施例中，基板接收腔室105与基板卸载腔室195耦接在一起并藉由使用真空泵(未图示)维持在低于大气压力的压力下，使得从由基板接收腔室105接收晶匣的时间起使该晶匣可保持在真空压力下，直到该晶匣退出基板卸载腔室195。基板接收腔室105与基板卸载腔室195可各自含有装载锁定区域，该装载锁定区域经配置以接收晶匣，且亦在真空与大气压力之间抽空并排气该装载锁定区域。输送机或机器人致动器可用于在晶匣周围的环境维持在真空压力下时在基板接收腔室105与基板卸载腔室195之间移送晶匣。
图9C图示基板处理系统100的实施例，该基板处理系统100允许使用使不同处理时间整合在一起以提供高基板产出的制程对基板的原位处理。在一个配置中，处理系统100可包括一或更多个基板接收腔室105、至少一个处理腔室(诸如，第一处理腔室940-945)、至少一个支撑腔室930、951(例如，腔室400、700)，以及一或更多个基板卸载腔室195。因而，在一个配置中，如图9C中所图示，处理系统100含有在处理系统100的第一处理区域901中的两个处理腔室940、941、在处理系统100的第二处理区域902中的两个处理腔室942、944以及在处理系统100的第三处理区域903中的两个处理腔室943、945。在如图所图示的配置中，在处理系统100的第一处理区域901中执行的制程允许基板自动化组件的第一部分或第一基板自动化系统515A以高速传送并处理基板，而在第二处理区域902与第三处理区域903中执行的制程将仅允许第二基板自动化组件515B与第三基板自动化组件515C以低于第一高速的第二速度分别移送基板。在一个实例中，第一基板自动化组件515A经调适以约5米/分钟的速度移送基板穿过处理腔室940、940与支撑腔室930、951，而基板自动化组件515B、515C的第二部分与第三部分经调适以约2.5米/分钟的速度移送基板穿过处理腔室以及存在于处理区域902与903中的支撑腔室。
在处理期间，基板接收腔室105经配置以从基板传输接口921接收基板(例如，基板200)并将该等基板定位在第一基板自动化系统515A上，使得可移送该等基板穿过存在于处理系统100的第一处理区域901中的各个处理腔室。如上文所论述，一旦已经由存在于第一处理区域901中的处理腔室接收并处理基板，则可由腔室950中的组件处理该等基板及/或藉由使用设置在处理系统100的第二端222处的一或更多个致动器组件981将该等基板有选择地分别移送至第二处理区域902与第三处理区域903。随后可移送由第二基板自动化系统515B或第三基板自动化系统515C接收的基板穿过存在于处理系统100的第二处理区域902或第三处理区域903中的各个处理腔室并在该等处理腔室内处理该等基板。在一个实例中，钝化/ARC层堆迭320(图3)形成在使用第一自动化系统515A移送穿过第一处理区域901的基板200上，该第一自动化系统515A经配置以第一移送速度移送至少一个列的基板(R1)，且后表面钝化层堆迭340形成在使用第二自动化系统515B与第三自动化系统515C移送穿过第二处理区域902或第三处理区域903的基板200上，该第二自动化系统515B与该第三自动化系统515C各自经配置以第二移送速度移送至少一个列的基板(R1)。在一个实例中，第一自动化系统515A可经配置以第一移送速度移送两个列的基板，且第二自动化系统515B与第三自动化系统515C各自经配置以第二移送速度移送两个列的基板，其中第一移送速度为第二移送速度的两倍。在一个实例中，第一自动化系统515A可经配置以第一移送速度移送单一列的基板，且第二自动化系统515B与第三自动化系统515C各自经配置以第二移送速度移送两个列的基板，其中第一移送速度为比第二移送速度快四倍。
参照图9C，一旦基板在第三端213处，随后藉由使用存在于基板卸载腔室195的分阶区域960中的一或更多个致动器组件122从基板自动化系统515移除基板。在一个实施例中，设置在基板卸载腔室195中的一或更多个致动器组件122通常经配置以移送基板200从基板自动化系统515B、515C穿过处于藉由使用真空泵(未图示)达到的中间真空压力的分阶区域960，并随后将该等基板移送至设置在处于大气压力下的区域中的一或更多个后续处理系统196的传输接口上。设置在基板卸载腔室195中的致动器组件122可各自包含一或更多个滚轮式输送机，该等滚轮式输送机经配置以在于基板自动化系统与接口926之间移动基板时支撑并移送该等基板。在一些配置中，一或更多个后续处理系统196可包括一或更多个基板输送机，该一或更多个基板输送机经调适以将经处理的基板输送至一或更多个金属化腔室(诸如，可购自AppliedMaterials Italia S.r.l.的网印腔室(例如，Soft LineTM系统))，以使含有胶状物的金属可沉积在基板的表面上以形成与基板的各个区域接触的金属接触件。在于2009年4月6日提出申请的美国专利公开案第2009/0305441中进一步描述可与基板卸载腔室195耦接的网印系统的实例，该公开案以引用的方式整体并入。
处理顺序实例
图10为图示根据本文描述的本发明的一个实施例在处理系统中的多个基板上执行的处理顺序的框图。在一个实施例中，可在类似于图2B至图2C中所图示的处理系统100的处理系统中执行处理顺序1000。应注意，图8中所图示的处理顺序仅作为可用于制造太阳能电池装置的制程流程的实例。另外，根据不同装置结构要求的需要可在图10中所图示的步骤的任何步骤之间添加步骤。类似地，亦可根据需要取消本文所叙述的一或更多个步骤。
在一个实施例中，在于处理系统100中经处理的多个基板上执行的处理顺序1000起始于步骤1002处，在该步骤1002中，制备多个基板200并将该多个基板200输送至处理系统100。如上所述，可经由模块化输送机123将经处理的基板输送至基板传输接口121。在一个实例中，经预处理的基板包括具有形成在基板200中的p型掺杂基极区301与n型掺杂发射极区302的基板，基板200已经纹理化并经化学清洁，使得可在真空环境中进一步处理基板以在基板200的纹理化前表面305上形成钝化/ARC层堆迭320并在处理系统100中的基板200的后表面306上形成后表面钝化层堆迭340。在插入至处理系统100中之前对基板200执行的清洁制程通常用于移除可能影响钝化层性质及/或可能污染处理系统100的处理区域210的任何不期望的材料。可使用具清洁溶液(诸如，最后HF式清洁溶液、臭氧水清洁溶液、氢氟酸(HF)及过氧化氢(H2O2)溶液或其他适合的清洁溶液)的湿式清洁制程清洁基板200。在一些配置中，基板200可为单晶硅基板或多晶态硅基板、含基板、含掺杂硅的基板，或其他适合的基板。在本文叙述的实施例中，如上文结合图3所论述，基板200为p型结晶硅(c-Si)基板。
接下来，在步骤1004处，基板接收腔室105从一或更多个模块化基板输送机123接收基板，该一或更多个模块化基板输送机123经配置以接收含有多个基板的晶匣或堆迭箱。在一个配置中，设置在基板接收腔室105中的致动器组件122(例如，输送机、机器人)经配置以将基板从处于大气压力下的模块化基板输送机123移送至动态装载锁定腔室120中，使得随后移动该等基板穿过耦接至处理系统100中的处理区域210的处理腔室。致动器组件122可用于在于第一方向(例如，+X轴方向)上平移输送机220的表面时将基板顺次移送至该表面，使得沿第一方向形成并对准至少一个列(例如，R1-R2)的基板。
在步骤1006处，移送基板穿过一或更多个预处理腔室(诸如，含有上文所论述的处理腔室400(图4)的处理腔室130(图2B))以制备用于在后续处理腔室中执行的沉积制程的基板。在一个配置中，预处理腔室经配置以在由基板自动化组件515移送基板穿过存在于预处理腔室中的处理区域210的部分时输送能量(诸如，辐射热能)至该等基板。在一个实例中，预处理腔室部件经配置以在移送基板穿过预处理腔室的处理区域时加热该等基板至约100℃与450℃之间的温度。在一些配置中，可在顺次移送多个基板穿过预处理腔室的处理区域时在该多个基板上执行加热、干式蚀刻、掺杂或其他类似的制程。
在步骤1008处，在藉由使用基板自动化系统515相对于沉积源560A-560D移送基板时，使用两个或两个以上沉积源(例如，沉积源560A、560B、560C、560D)在基板200的前表面305上形成钝化/ARC层堆迭320的一或更多个层，该两个或两个以上沉积源设置在设置于处理腔室140中的处理区域210的部分中。在一个配置中，处理腔室140可包含图5A至图5D中所图示的处理腔室500。在一个实例中，钝化/ARC层堆迭320可包含两个或两个以上抗反射/钝化层，该两个或两个以上抗反射/钝化层可包含氧化硅及/或氮化硅。在一个实例中，在处理腔室中的处理期间，第一气体源528与第二气体源529经配置以藉由使用设置在处理腔室140中的沉积源560A-560D将一或更多种前驱物气体或载气输送至基板200的表面。第一气体源528与第二气体源529可经调适将硅烷(SiH4)、氨(NH3)、氮(N2)与氢(H2)输送至形成在基板200上方的处理区域525。电源530可经调适以将射频能量(例如，在高达13.56MHz处的100W至4kW)输送至设置在基板200上方的处理区域525中的处理气体。在一个实施例中，第一沉积源560A与第二源560B经配置以藉由提供约1:1或更小的比率(N2/SiH4)的氮(N2)与硅烷(SiH4)形成钝化/ARC层堆迭320的第一层321，同时藉由使用加热元件584使基板维持在约300-400℃之间的温度下，由电源530提供约4000瓦特的射频电力并维持约10mTorr的处理压力以在基板的表面上形成厚度在约50埃与约350之间的氮化硅(SiN)层。第三沉积源560C与第四源560D亦可经配置以藉由提供约1:1或更大的比率(N2/SiH4)的氮(N2)与硅烷(SiH4)及约1:1的比率(NH3/SiH4)的氨(NH3)与硅烷在第一层321上形成钝化/ARC层堆迭320的第二层322，同时藉由使用加热元件584使基板维持在约300-400℃之间的温度下，由电源530提供约4000瓦特的射频电力并维持约10mTorr的处理压力以在基板的表面上形成厚度在约400埃与约700之间的氮化硅(SiN)层。
在步骤1010处，视情况重定向基板以在基板的后表面306上可执行沉积制程，该后表面306在相对于前表面305的基板200的侧上。重定向基板的制程通常类似于上文结合上文所论述的图7A至图7B所描述的制程。在处理顺序1000的一个配置中，成群组地(例如，至少一个行的基板(例如，两行(R1-R2)式配置中的两个基板))全部重定向基板200。在一个实例中，为了允许重定向基板，将设置在基板自动化系统515上的基板成群组地移送至重定向装置(诸如，图7A中所图示的重定向装置705)中，且随后暂时停止设置在基板自动化系统515上的所有基板使得重定向装置可将基板的定向从面向上的配置“翻转”至面向下的配置。然而，通常期望使基板自动化系统515中的各个输送机220、221、222以持续的速度移动以实现针对太阳能电池制造业的高基板产出要求。
在步骤1012与步骤1014处，后表面钝化层堆迭340沉积在基板200的第二表面306(例如，背表面)上。后表面钝化层堆迭340可为提供降低形成的太阳能电池装置中的再结合损耗的介面性质的介电层。在一个实施例中，可用选自由以下组成的群组的介电材料制造后表面钝化层堆迭340：氮化硅(Si3N4)、氮化硅氢化物(SixNy:H)、氧化硅、氮氧化硅、氧化硅与氮化硅的复合膜、氧化铝层、氧化钽层、二氧化钛层或任何其他适合的材料。在一个配置中，后表面钝化层堆迭340包含第一后表面层341，该第一后表面层341包含氧化铝层(Al2O3)。在藉由使用基板自动化系统515相对于沉积源560A-560D移送基板时，可藉由使用两个或两个以上沉积源(例如，沉积源560A、560B、560C、560D)形成氧化铝层(Al2O3)，该两个或两个以上沉积源设置在设置于处理腔室160中的处理区域210的部分中。在一个配置中，处理腔室160可包含图5A至图5D中所图示的处理腔室500。在一个实例中，在处理腔室中的处理期间，第一气体源528与第二气体源529经配置以藉由使用设置在处理腔室160中的沉积源560A-560D将一或更多种前驱物气体或载气输送至基板200的表面。第一气体源528与第二气体源529可经调适以将三甲基铝(TMA)与氧(O2)输送至形成在基板200上方的处理区域525。电源530可经调适以将射频能量(例如，在高达13.56MHz处的100W至4kW)输送至设置在基板200上方的处理区域525中的处理气体。在制程顺序800的一个实施例中，第一沉积源560A与第二源560B经配置以藉由提供约1:3的比率(TMA/O2)的三甲基铝(TMA)与氧(O2)形成第一后表面层341，同时藉由使用加热元件584使基板维持在约350℃的温度下，由电源530提供约4000瓦特的射频电力并维持约10mTorr的处理压力以在基板200的表面上形成厚度在约50埃与约1200之间的氧化铝层(Al2O3)。
在步骤1014处，可选择地，后表面钝化层堆迭340中的第二后表面层342沉积在设置于基板200的第二表面306(例如，背表面)上的第一后表面层341上。第二后表面层342可为提供良好绝缘性质、主体钝化性质并作为用于后续金属化层的扩散障壁的介电层。在步骤814处，在藉由使用基板自动化系统515相对于沉积源560A-560D移送基板时，使用两个或两个以上沉积源(例如，沉积源560A、560B、560C、560D)在基板200的第二表面306上形成第二后表面层342，该两个或两个以上沉积源设置在设置于处理腔室180中的处理区域210的部分中。在一个配置中，处理腔室180可包含图5A至图5D中所图示的处理腔室500。在一个实例中，第二后表面层342可包含一或更多个钝化层，该一或更多个钝化层可包含氮化硅。在一个实例中，在处理腔室中的处理期间，第一气体源528与第二气体源529经配置以藉由使用设置在处理腔室180中的沉积源560A-560D将一或更多种前驱物气体或载气输送至基板200的表面。第一气体源528与第二气体源529可经调适以将硅烷(SiH4)、氨(NH3)、氮(N2)与氢(H2)输送至形成在基板200上方的处理区域525。电源530可经调适以将射频能量(例如，在高达13.56MHz处的100W至4kW)输送至设置在基板200上方的处理区域525中的处理气体。在一个实施例中，处理腔室180中的第一沉积源560A、第二源560B、第三源560C及第四源560D经配置以藉由提供约1:1或更大比率(N2/SiH4)的氮(N2)与硅烷(SiH4)及约1:1的比率(NH3/SiH4)的氨(NH3)与硅烷在第一后表面层341上形成第二后表面层342，同时藉由使用加热元件584使基板维持在约300-400℃之间的温度下，由电源530提供约4000瓦特的射频电力并维持约10mTorr的处理压力以在基板的表面上形成厚度在约400埃与约700之间的氮化硅(SiN)层。
在步骤1016处，可视情况在退出处理系统100之前于处理腔室190中进一步处理基板200。可在必要时在一或更多个额外处理腔室中执行此等后处理步骤以帮助可靠地形成期望的太阳能电池装置。在一个实施例中，后处理步骤可包括以下步骤：热处理(例如，快速热退火、掺杂剂驱进的步骤)步骤、雷射切除基板200的区域以在形成于基板的任一表面上的钝化层中开孔以随后形成至基板200的表面的背面场(BSF)区域及电接触件的步骤，及/或其他沉积制程步骤(诸如，PVD或蒸镀类型的接触层沉积步骤)。在一个实例中，藉由蒸镀制程将含铝层沉积在处理腔室190中的后表面钝化层堆迭340上方以形成至基板200的后表面306的部分的金属接触件。可藉由使用在形成后表面钝化层堆迭340之后且在铝层沉积制程步骤之前执行的雷射切除制程来形成在基板200上产生的接触区。
接下来，在步骤1018与步骤1020处，基板卸载腔室195从动态装载锁定腔室192接收基板200并将该等基板200移送至一或更多个模块化基板输送机127，该一或更多个模块化基板输送机127经配置以含有并移送经处理的基板的晶匣或堆迭盒。在一个配置中，设置在基板卸载腔室195中的致动器组件122(例如，输送机、机器人)经配置以从基板自动化系统515移送基板。致动器组件122随后将基板定位进设置在模块化基板输送机127上的晶匣中，使得随后可将该等基板移动至基板生产设施的其他区域。在步骤1020处，随后经由模块化输送机127从处理系统100移除多个经处理的基板200。
因而本发明的实施例大体提供一种太阳能电池处理系统，该太阳能电池处理系统包含：基板自动化系统，该基板自动化系统具有经配置以在第一方向上传送基板顺次通过处理区域的一或更多个输送机；第一处理腔室，该第一处理腔室具有设置在处理区域中的两个或两个以上第一沉积源，其中每一第一沉积源经配置以在基板相对于两个或两个以上第一沉积源被移送穿过处理区域时将处理气体单独地输送至基板的每一者的表面；以及第二处理腔室，该第二处理腔室具有设置在处理区域中的两个或两个以上第一沉积源，其中每一第二沉积源经配置以在基板相对于两个或两个以上第二沉积源被移送穿过处理区域时将处理气体单独地输送至基板的每一者的表面。
尽管上文为关于本发明的实施例，但在不脱离本发明的基本范围的情况下可设想出本发明的其他及进一步实施例，并由随附的权利要求决定本发明的范围。

Claims (15)

1.一种太阳能电池处理系统，该太阳能电池处理系统包含：
基板自动化系统，该基板自动化系统具有经配置以在第一方向上移送基板顺次穿过处理区域的一或更多个输送机，其中该处理区域维持在低于大气压力的压力下；
第一处理腔室，该第一处理腔室具有设置在该处理区域中的两个或两个以上第一沉积源，其中每一第一沉积源经配置以在该等基板相对于该两个或两个以上第一沉积源被移送穿过该处理区域时将处理气体单独地输送至该等基板的每一者的表面；及
第二处理腔室，该第二处理腔室具有设置在该处理区域中的两个或两个以上第一沉积源，其中每一第二沉积源经配置以在该等基板相对于该两个或两个以上第二沉积源被移送穿过该处理区域时将处理气体单独地输送至该等基板的每一者的该表面。
2.如权利要求1所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该太阳能电池处理系统进一步包含：
第一基板接口模块，该第一基板接口模块设置在该基板自动化系统的第一端处，并具有经配置以将基板从基板载体顺次移送至该基板自动化系统的自动化装置；及
第二基板接口模块，该第二基板接口模块设置在该基板自动化系统的第二端处，并具有经配置以将基板从该基板自动化系统顺次移送至基板载体的自动化装置。
3.如权利要求1所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该一或更多个输送机包含第一输送机及第二输送机，且该处理系统进一步包含：
基板重定向装置，该基板重定向装置设置在该处理区域中，并具有经配置以绕轴旋转基板以将该等基板从第一定向重定向至第二定向的致动器，其中该基板重定向装置经定位以从该第一输送机接收以该第一定向设置的基板并将该等经重定向的基板移送至该第二输送机。
4.如权利要求1所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该第二沉积源围绕该第一沉积源。
5.如权利要求5所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该第一沉积源包含：
第一外壳；
第一电极，该第一电极设置在该第一外壳中，该第一外壳经定形以形成第一空腔部分；第一磁分路，该第一磁分路与该第一电极耦接；
第一板材，该第一板材与该第一外壳耦接；及
第一磁铁，该第一磁铁邻近该第一板材并邻近该第一空腔部分的一端设置。
6.如权利要求6所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该第二沉积源包含：
第二外壳；
第二电极，该第二电极设置在该第二外壳中，该第二外壳经定形以形成第二空腔部分；
第二磁分路，该第二磁分路与该第二电极耦接；
第二板材，该第二板材与该第二外壳耦接；及
第二磁铁，该第二磁铁邻近该第二板材并邻近该第二空腔部分的一端设置。
7.如权利要求1所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该太阳能电池处理系统进一步包含装载锁定腔室，该装载锁定腔室具有设置在该装载锁定腔室中的装载锁定区域，其中该装载锁定腔室包含：
多个分离机构，该多个分离机构耦接至设置在该装载锁定腔室中的线性输送机构并且该多个分离机构经定位以将该装载锁定区域划分成多个分立区域；及
一或更多个致动器，该一或更多个致动器与该装载锁定区域流体连通并经配置以降低该多个区域的每一者中的该压力。
8.如权利要求8所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该装载锁定腔室进一步包含：
第一致动器，该第一致动器经配置以在该多个分立区域的第一分立区域内提供压力；
第二致动器，该第二致动器经配置以在该多个分立区域的第二分立区域内提供大于该第一分立区域内的该压力的压力；及
第三致动器，该第三致动器经配置以在该多个分立区域的第三分立区域内提供大于该第二分立区域内的该压力的压力。
9.一种太阳能电池处理系统，该太阳能电池处理系统包含：
基板自动化系统，该基板自动化系统具有经配置以在第一方向上移送基板穿过处理区域的两个或两个以上输送机，其中该处理区域维持在低于大气压力的压力下；
两个或两个以上第一沉积源，该两个或两个以上第一沉积源的每一者设置在该处理区域中，并以沿该第一方向且离该两个或两个以上输送机的一者的第一部分一距离的间隔关系来设置该两个或两个以上第一沉积源的每一者，其中每一第一沉积源经配置以在该等基板相对于该两个或两个以上第一沉积源被移送穿过该处理区域时将第一处理气体单独地输送至该输送机的该第一部分；
一或更多个第一能源，该一或更多个第一能源经配置以将能量输送至形成在该输送机的该第一部分与该两个或两个以上第一沉积源的一者之间的一区域；及
两个或两个以上第二沉积源，该两个或两个以上第二沉积源的每一者设置在该处理区域中，并以沿该第一方向且离该两个或两个以上输送机的一者的第二部分一距离的间隔关系来设置该两个或两个以上第二沉积源的每一者，其中每一第二沉积源经配置以在该等基板相对于该两个或两个以上第二沉积源被移送穿过该处理区域时将第二处理气体单独地输送至该输送机的该第二部分。
10.如权利要求9所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该两个或两个以上输送机包含第一输送机及第二输送机，且该处理系统进一步包含：
一基板重定向装置，该基板重定向装置设置在该处理区域中，并具有经配置以绕轴旋转基板以将该等基板从第一定向重定向至第二定向的致动器，其中该基板重定向装置经定位以从该第一输送机接收以该第一定向设置的基板并将该等经重定向的基板移送至该第二输送机。
11.如权利要求9所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该太阳能电池处理系统进一步包含装载锁定腔室，该装载锁定腔室具有设置在该装载锁定腔室中的装载锁定区域，其中该装载锁定腔室包含：
多个分离机构，该多个分离机构耦接至设置在该装载锁定腔室中的线性输送机构并且该多个分离机构经定位以将该装载锁定区域划分成多个分立区域；及
一或更多个致动器，该一或更多个致动器与该装载锁定区域流体连通并经配置以降低该多个区域的每一者中的该压力。
12.如权利要求11所述的太阳能电池处理系统，其特征在于，该装载锁定腔室进一步包含：
第一致动器，该第一致动器经配置以在该多个分立区域的第一分立区域内提供压力；
第二致动器，该第二致动器经配置以在该多个分立区域的第二分立区域内提供大于该第一分立区域内的该压力的压力；及
第三致动器，该第三致动器经配置以在该多个分立区域的第三分立区域内提供大于该第二分立区域内的该压力的压力。
13.一种形成太阳能电池的方法，该方法包含：
将太阳能电池处理系统的一处理区域中的压力降低至低于大气压力的压力；
将基板定位在至少部分地设置在该处理区域中的基板自动化系统上，其中该基板自动化系统经配置以在第一方向上将基板移送穿过该处理区域的至少一部分；
输送来自两个或两个以上第一沉积源的第一处理气体，该两个或两个以上第一沉积源的每一者设置在该处理区域中，其中该两个或两个以上第一沉积源的每一者经配置以将该第一处理气体输送至形成在该第一沉积源与定位于该基板自动化系统上的该等基板中的至少一者之间的一沉积区域；
输送来自两个或两个以上第二沉积源的第二处理气体，该两个或两个以上第二沉积源的每一者设置在该处理区域中，其中该两个或两个以上第二沉积源的每一者经配置以将该第二处理气体输送至形成在该第二沉积源与定位于该基板自动化系统上的该等基板中的至少一者之间的一沉积区域；及
藉由输送来自一或更多个源的能量在该等沉积区域的每一者中形成一等离子体。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法进一步包含：
从该第一基板自动化系统接收以第一定向设置的基板，该第一基板自动化系统包含第一输送机及第二输送机，其中接收基板的步骤包含将该等基板的至少一者定位在设置于该处理区域中的基板重定向装置上；
绕轴旋转该至少一个基板以将该至少一个基板从该第一定向重定向至第二定向；及
将该经旋转的至少一个基板移送至该第二输送机。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法进一步包含：
将每一基板从大气压力移送至第一压力区域，其中该第一压力区域具有小于大气压力的压力；
将每一基板从该第一压力区域移送至第二压力区域，其中该第二压力区域具有小于第一压力区域中的该压力的压力；
将每一基板从该第二压力区域移送至第三压力区域，其中该第三压力区域具有小于该第二压力区域中的该压力的压力；及
将每一基板从该第三压力区域移送至该处理区域，其中该处理区域具有小于该第三压力区域中的该压力的压力。
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