TW201323651A - 用於在多個化學氣相沉積反應器之間平衡氣流的方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示用於使用多個平行反應器的太陽能電池生產的氣體供應系統及方法。第一氣體供應控制系統具有氣體分配盤，該氣體分配盤具有複數個氣體出口管線，該複數個氣體出口管線向第一主要供應管線供氣，該第一主要供應管線具有主要管線質量流量計，該主要管線質量流量計量測該第一主要供應管線中經合併的總氣體質量流率。第一分支管線、第二分支管線及第三分支管線由第一主要供應管線供氣，每一分支管線具有質量流量控制器，且一或更多個控制迴路建立在該質量流量計與該等分支管線質量流量控制器之間。控制迴路基於將總氣流之流動速率除以使用中的反應器的數目，來決定該等分支質量流量控制器中之每一分支質量流量控制器的設定點。此外，第二氣體供應控制系統可耦接至第一氣體供應控制系統，以避免在某些氣體進入該等氣體所供應至的各別反應器之前混合該等氣體。

Description

用於在多個化學氣相沉積反應器之間平衡氣流的方法

本發明大體而言係關於用於氣體輸送系統及控制氣體輸送至多個半導體處理腔室(諸如，化學氣相沉積反應器)之方法及設備。

在處理半導體基板時，可能希望同時操作多個反應器。舉例而言，多個反應器可同時執行化學氣相沉積(CVD)製程，以增加經處理元件(諸如，結晶矽太陽能電池及薄膜太陽能電池)之整體產量。在分批反應器製程中，氣體輸送系統已難以配置及調整來產生以由後續品質評估決定的相同或實質上相同製程條件操作的多個反應器。當氣體成分之質量流率在處理腔室之間不可預見地改變時，由此等製程所得的基板必須經個別量測以評估實際基板轉變(層沉積或移除)是否滿足已在每一反應器腔室中發生的製程之品質標準。在分批平行處理腔室中，假定發生在匹配的相鄰平行基板處理反應器中的製程各自未被經處理基板之後續評估支援。使用多個質量流量控制器(為反應器製程指定的每一種氣體使用一個質量流量控制器)及個別地調整每一供應管線中的氣體流動速率的製程氣體供應管道(管線)配置已成為實現相同或幾乎相同的製程氣體流動速率之可接受但繁 瑣的解決方案。每一個別處理腔室的氣體供應控制已利用單獨的「氣體分配盤」來實現所要的統計上可接受的相同(在製程規格要求的範圍內)結果，該單獨的「氣體分配盤」含有已被個別地調整的多個氣體質量流量控制器。

第1圖圖示習知氣體供應系統，在該習知氣體供應系統中，三個反應器10、20、30中之每一反應器分別具有單獨的氣體分配盤40、50、60，單獨的氣體分配盤40、50、60經配置以將選定的製程氣體直接供應至僅一個反應器(或基板處理腔室)。此配置允許每一反應器之製程控制，但需要用於多個氣體分配盤及反應器的(氣體)質量流量控制器(mass flow controllers；MFCs)、配件及閥之多種佈置。舉例而言，氣體分配盤40包括四個單獨的氣體入口管線41、42、43及44，四個單獨的氣體入口管線41、42、43及44各自需要單獨的MFC或質量流率計(mass flow rate meter；MFM)總成45、46、47及48，以將選定量之特定製程氣體或氣體之混合物供應至管道49中。管道49合併氣體且輸送氣體至噴淋頭11中，以饋送至反應器10中。

為努力降低複雜性及簡化在並排的分批製程反應器中實現相同製程條件之目標所需要的調整步驟，過去的方法嘗試過藉由安裝固定孔口或可調整的針形閥以平衡及管理至多個反應器的流量，來節流來自單一氣體分配盤的合併出口流量。然而，由於製程條件(諸如，氣體流 動速率、壓力、溫度等)的頻繁變化及每一反應器的氣體供應管道的安裝及機械磨損與任何其他反應器不同，所以所嘗試的調整至一個反應器的質量流率以匹配多個分批反應器配置中其他類似地配置及定位的反應器的靜態方法並不成功。

因此，需降低複雜性及改良多個反應器分批配置中至製程反應器的氣體質量流率的匹配，該等製程反應器用以製造基於基板的元件(諸如，太陽能電池)。

本發明提供用於控制至多個反應器的氣流之設備及方法。此等控制氣流之方法可用於(諸如藉由化學沉積製程)生產太陽能電池。在一個實施例中，提供一種用於多個基板處理腔室之第一氣體供應系統，該第一氣體供應系統包含：一或更多個氣體供應管線，該一或更多個氣體供應管線經配置以將一或更多種製程氣體供應至多個反應器；主要供應管線，該主要供應管線由一或更多個氣體管線供氣；主要供應管線質量流量量測裝置，該主要供應管線質量流量量測裝置經定位以量測指示主要供應管線中一或更多種製程氣體之總質量流率的參數；一系列分支管線，該系列分支管線由主要供應管線供氣，其中至少一個分支管線將一或更多種製程氣體供應至每一反應器；及一系列分支管線質量流量控制器，其 中存在至少一個質量流量控制器，該至少一個質量流量控制器經定位以根據自主要供應管線質量流量量測裝置之經量測參數導出的一或更多個設定點控制通過每一分支管線的一或更多種製程氣體之質量流量。

在另一實施例中，一或更多個氣體供應管線包含第一複數個氣體供應管線，該第一複數個氣體供應管線各自經配置以供應製程氣體，以使得複數種製程氣體可用來輸送至多個反應器。在又一實施例中，氣體分配盤向第一複數個氣體供應管線供氣。在進一步實施例中，一共用歧管，該共用歧管由第一複數個氣體供應管線供氣且向主要供應管線供氣，其中第一複數種製程氣體在共用歧管中合併成主要供應管線中的總氣流；及分流歧管，該分流歧管由主要供應管線供氣，其中第一複數種製程氣體之總氣流被近似平均地分流，以向該等分支管線中之每一分支管線供氣。在另一實施例中，提供一系列噴淋頭，以使得由至少一個分支管線供氣的每一反應器內含有一個噴淋頭，其中多個反應器為經配置以平行操作的化學氣相沉積反應器。

在又一實施例中，主要供應管線質量流量量測裝置包含決定總質量流率的質量流量計，且藉由將總質量流率除以由該系列分支管線饋送的反應器之數目來決定分支管線質量流量控制器的一或更多個設定點。在進一步實施例中，一或更多個控制迴路建立在主要供應管線質量流量量測裝置與分支管線質量流量控制器之間。在額外 實施例中，藉由將總氣流除以反應器之數目或者分支管線之數目或者質量流量控制器之數目，來決定一或更多個設定點。在進一步實施例中，存在三個反應器，且分支管線的數目及質量流量控制器的數目等於反應器的數目。在又進一步實施例中，存在四個反應器。

在另一實施例中，設立第二氣體供應系統，以將一或更多種額外製程氣體饋送至由第一氣體供應系統饋送的多個反應器，而不將來自第二氣體供應系統的第二組一或更多種額外製程氣體與來自第一複數個氣體供應管線的一或更多種製程氣體混合，其中該第二系統包含：一或更多個次級氣體供應管線，該一或更多個次級氣體供應管線經配置以將第二組一或更多種額外製程氣體供應至多個反應器；次級主要供應管線，該次級主要供應管線由一或更多個次級氣體供應管線供氣；次級流量量測裝置，該次級流量量測裝置經配置及定位以量測次級主要供應管線中的次級總質量流量；一系列次級分支管線，該系列次級分支管線由次級主要供應管線供氣，其中至少一個次級分支管線將氣流供應至多個反應器中之每一反應器；及一系列次級分支管線質量流量控制器，其中至少一個次級流量控制器根據次級設定點控制至該系列次級分支管線中之每一次級分支管線的質量流量，該次級設定點藉由劃分由次級質量流量量測裝置量測的質量流量及將質量流量除以由該系列次級分支管線饋送的反應器的數目來決定。

在不同實施例中，提供一種用於多個平行化學氣相沉積反應器的氣體供應控制系統，該氣體供應控制系統包含至少一個第一氣體供應系統，該第一氣體供應系統包含：氣體分配盤，該氣體分配盤具有複數個氣體出口管線，其中每一氣體出口管線經配置以將複數種製程氣體中之一種製程氣體供應至多個反應器；主要供應管線，該主要供應管線由該複數個氣體出口管線供氣，形成合併的總氣流；質量流量計，該質量流量計經定位以量測主要供應管線中合併的總氣流之合併的總氣體流動速率；第一分支管線、第二分支管線及第三分支管線，該第一分支管線、該第二分支管線及該第三分支管線各自由主要供應管線供氣；控制第一分支管線中質量流率的第一分支質量流量控制器、控制第二分支管線中質量流率的第二分支質量流量控制器及控制第三分支管線中質量流率的第三分支質量流量控制器，該第一分支管線向該多個反應器中的第一反應器供氣，該第二分支管線向該多個反應器中的第二反應器供氣，該第三分支管線向該多個反應器中的第三反應器供氣；及一或更多個控制迴路，該一或更多個控制迴路建立在主要供應管線質量流量計與第一分支質量流量控制器、第二分支質量流量控制器及第三分支質量流量控制器之間。

在進一步實施例中，控制迴路經連線以基於將合併的總氣體流動速率除以使用中的反應器的數目，來決定第一分支質量流量控制器、第二分支質量流量控制器及第 三分支質量流量控制器中之每一支質量流量控制器的設定點，且該控制迴路進一步包含電腦控制單元。在又進一步實施例中，氣體供應控制系統進一步包含：第四分支管線，該第四分支管線由該主要供應管線供氣；及控制第四分支管線中質量流率的第四分支質量流量控制器，該第四分支管線向該多個反應器中的第四反應器供氣，其中控制迴路建立在主要管線質量流量計與第四分支質量流量控制器之間。

在另一實施例中，氣體供應控制系統進一步包含：第二氣體供應系統，該第二氣體供應系統包含：一或更多個次級氣體出口管線，該一或更多個次級氣體出口管線經配置以分別供應一或更多種次級製程氣體；次級主要供應管線，該次級主要供應管線由一或更多個次級氣體出口管線供氣，形成合併的總次級氣流；次級主要供應管線質量流量計，該次級主要供應管線質量流量計量測總次級氣流之次級主要供應管線質量流率；第一次級分支管線、第二次級分支管線、第三次級分支管線及第四次級分支管線，該第一次級分支管線、該第二次級分支管線、該第三次級分支管線及該第四次級分支管線由該次級主要供應管線供氣；控制次級第一分支管線中質量流率的次級第一分支質量流量控制器、控制次級第二分支管線中質量流率的次級第二分支質量流量控制器、控制次級第三分支管線中質量流率的次級第三分支質量流量控制器、以及控制次級第四分支管線中質量流率的次 級第四質量流量控制器，該次級第一分支管線向該多個反應器中的第一反應器供氣，該次級第二分支管線向該多個反應器中的第二反應器供氣，該次級第三分支管線向該多個反應器中的第三反應器供氣，該次級第四分支管線向該多個反應器中的第四反應器供氣；及一或更多個控制迴路，該一或更多個控制迴路建立在該次級主要供應管線質量流量計與次級第一質量流量控制器、次級第二質量流量控制器、次級第三質量流量控制器及次級第四質量流量控制器之間。

在其他實施例中，提供一種用於控制至用於太陽能電池生產的多個平行反應器的製程氣體之流量之方法，該方法包含以下步驟：將一或更多種製程氣體供應至管道總成，其中該管道總成佈置成使得當供應該等製程氣體中的多於一種製程氣體時，合併該複數種製程氣體；藉由使用總氣體質量流量計，量測合併的製程氣體之總氣體流動速率；藉由操作控制系統將總氣體質量流率近似平均地分流至三個或三個以上分支氣體供應管線中，該控制系統使用總氣體質量流量計產生的訊號決定多個分支供應管線氣體質量流率控制器中之每一分支供應管線氣體質量流率控制器的一設定點，其中該總氣體質量流率分流成近似等量的多個單獨氣流，且該等單獨的分支供應氣流中之每一分支供應氣流由該多個分支氣體質量流率控制器中之一個分支氣體質量流率控制器控制，以調節饋送至多個平行反應器中之一個平行反應器中的氣 體質量流率；及操作該多個平行反應器中之每一平行反應器。

在某實施例中，該方法可進一步包含以下步驟：操作該多個平行反應器中之每一平行反應器，該操作步驟包含以下步驟：在該多個反應器內對太陽能電池執行化學氣相沉積製程。在又進一步實施例中，操作四個反應器。

在又一實施例中，方法進一步包含以下步驟：將一或更多種額外製程氣體供應至額外管道總成中，其中該額外管道總成佈置成使得當供應該等額外製程氣體中的多於一種額外製程氣體時，合併該複數種額外製程氣體；及藉由使用額外氣體質量流量計，來量測合併的總質量流率且產生表示該一或更多種額外製程氣體之總額外氣體質量流率的額外訊號，其中操作控制系統之該步驟進一步包含以下步驟：使用額外氣體質量流量計產生的額外訊號決定多個額外氣體質量流量控制器中之每一額外氣體質量流量控制器的設定點，其中來自質量流量計的總額外氣體質量流量分流成多個單獨的額外分支氣流，且該等單獨的額外氣流中之每一額外氣流供應至該多個額外氣體質量流量控制器中之一個額外氣體質量流量控制器，且該多個額外氣體質量流量控制器中之每一額外氣體質量流量控制器將額外氣流之流量調節成近似等量，以向多個平行反應器中之一個平行反應器供氣。在進一步實施例中，製程氣體包含來自外部電漿源的電漿。

本文論述的實施例提供用於平衡(例如，平均分流)供應至多個反應器的氣流之新穎氣體供應配置及用於平衡供應至多個反應器的氣流之方法。進一步實施例係關於多個CVD反應器。如本文所使用的，術語「多個」是指三個或三個以上。

在一些實施例中，提供氣體供應系統，在該氣體供應系統中，一或更多種製程氣體被導引至流量計且隨後分流成多個分支氣流，其中每一分支氣流(供應)被導引至多個基板處理腔室中之一個基板處理腔室。可提供一系列流量控制裝置(諸如，控制閥或質量流量控制器)，以使得每一流量控制裝置控制多個分支氣流中之每一分支氣流的流動速率。且流量計可用以決定各個流量控制裝置的設定點。在一個實施例中，藉由將測得的總流動速率除以氣流或正在使用的反應器的數目，來決定設定點。此外，可在流量計與流量控制裝置之間建立一或更多個控制迴路。為實現額外效率，可合併多於一種製程氣體且導引至流量計。在進一步實施例中，第二氣流系統可與第一系統合並，(諸如)以將額外製程氣體饋送至該等反應器，而在額外製程氣體進入反應器之前不將額外製程氣體與來自第一系統的其他一或多種製程氣體混合。可按需要添加額外氣流系統。

第2圖圖示氣體質量流量平衡系統的進一步實施例。 提供氣體分配盤210，氣體分配盤210可包含該技術中已知的常見氣體分配盤。在此實例中，圖示氣體分配盤具有第一氣體供應管線211、第二氣體供應管線212、第三氣體供應管線213及第四氣體供應管線214。氣體供應管線可來自與氣體分配盤210流體連接的貯氣槽(未圖示)。示例性氣體可包含該技術中已知的氮氣、氫氣、氧氣、矽烷及其他製程氣體。應瞭解，可為其他類型之製程氣體提供更多氣體供應管線。氣體分配盤210進一步包含分別用於氣體供應管線211至214中之每一者的質量流量控制器221、222、223及224。因此，第一質量流量控制器221可用以控制第一製程氣體之供應，第二質量流量控制器222可用以控制第二製程氣體之供應，第三質量流量控制器223可用以控制第三製程氣體之供應，且第四質量流量控制器224可用以控制第四製程氣體之供應。可按需要使用用於額外氣體供應管線的額外流量控制裝置。在替代性實施例中，可用用於流量控制的其他管道及/或閥總成代替質量流量控制器221至224。

自氣體分配盤210，第一製程氣體自第一質量流量控制器221通過第一氣體分配盤出口管線231進入第一管道總成240中。類似地，第二製程氣體通過第二氣體分配盤出口管線232進入第一管道總成240中，第三製程氣體通過第三氣體分配盤出口管線233進入第一管道總成240中，且第四製程氣體通過第四氣體分配盤出口管 線234進入第一管道總成240中。在第一管道總成240中，自氣體分配盤接收一或更多種製程氣體且將該一或更多種製程氣體導引至總質量流率計(MFM)250。因此，若氣體分配盤210僅供應一種製程氣體，則僅一種氣體將被導引至總MFM 250。若氣體分配盤210供應多於一種製程氣體，則在第一管道總成240中合併該等製程氣體且將總流量導引至總MFM 250。在一個實施例中，第一管道總成240包含共用歧管241，在共用歧管241中，不同氣體分配盤出口管線匯聚以形成合併的氣流，該合併的氣流輸送至單一主要供應管線242。在另一實施例中，第一管道總成包含匯聚成單一主要供應管線242的一或更多個管道區段。主要供應管線242可隨後被導引至總MFM 250。以此方式，製程氣體之各種合併可自單一氣體分配盤輸送至單一主要供應管線質量流率計。

質量流量計250可用以量測來自第一管道總成240通過主要供應管線242的所有氣體之總質量流量。來自MFM 250的氣體可被導引至第二管道總成260。第二管道總成260允許氣流分流(成平均的部分)以饋送至多個反應器中之每一反應器中。在第2圖中，第二管道總成260允許總氣體質量流量分流至第一分支供應管線261、第二分支供應管線262及第三分支供應管線263中。每一分支供應管線包括用於彼特定分支管線的質量流量控制裝置。因此，第一分支供應管線261包括第一 質量流量控制裝置271，第二分支供應管線262包括第二質量流量控制裝置272，且第三分支供應管線263包括第三質量流量控制裝置273。在一個實施例中，流量控制裝置為質量流量控制器。在另一實施例中，流量控制裝置為控制閥，該等控制閥可按指定量或指定百分比開啟或關閉。

為針對每一分支管線將來自質量流量計250的總氣流分流成均勻部分，第二管道總成260亦可包括流量分流裝置270。在一些實施例中，流量分流裝置270可包含具有用於每一分支管線的單獨出口的流量分流歧管。在其他實施例中，一或更多個管道區段可配置為具有用於每一分支管線的出口。可添加或自一或更多個管線移除影響壓降或流量的配件或孔口或其他裝置，使得氣流均等穿過為反應器饋送的不同分支管線。

對於第2圖中所示實例而言，第一流量控制裝置271、第二流量控制裝置272及第三流量控制裝置273為第一質量流量控制器、第二質量流量控制器及第三質量流量控制器(MFCs)，該第一質量流量控制器、該第二質量流量控制器及該第三質量流量控制器各自控制通過該第一質量流量控制器、該第二質量流量控制器及該第三質量流量控制器的氣體量。通常所提供的設定點可用以提供此控制。因此，氣體流經控制以質量計的氣體供應速率的第一MFC 271，且氣體向下游流動至第一反應器291。在第2圖中所示的實施例中，氣體自第一MFC 271流動 至第一噴淋頭281中且繼續流動至第一反應器291中。同樣地，氣體自第二MFC 272流動至第二噴淋頭282中且繼續流動至第二反應器292中。此外，氣體自第三MFC 273流動至第三噴淋頭283中且繼續流動至第三反應器293中。反應器可為電漿反應器。在一個實施例中，反應器為CVD反應器。在一些實施例中，反應器為在相同製程條件下被同時操作的平行反應器。應瞭解，額外分支供應管線及流量控制裝置可以所示之相同方式用於額外反應器。舉例而言，第二管道總成260(或流量分流裝置270)可經配置以將總氣流分流至第四分支管線(未圖示)中，該第四分支管線可將氣體供應導引至第四流量控制裝置(諸如，第四MFC)且繼續導引至第四反應器中。

為有效地控制至每一反應器的氣流量，自MFM 250讀取的總流量(或指示總流量的訊號)可用以控制多個MFC 271、272、273等。由於總氣流針對每一分支供應管線分流成均勻的部分，故總流量讀數可除以分支供應管線的數目(或MFC的數目或所饋送的反應器的數目)，以決定每一MFC的設定點。可向每一MFC供應設定點，以提供有效的設定點值。每一MFC隨後可使用質量流量之1/n設定點，以有效地控制至每一反應器的氣體流量。在一些實施例中，計算單一設定點，且將單一設定點輸入至每一MFC中。在其他實施例中，計算各別MFC的第一設定點、第二設定點、第三設定點及/或第 四設定點。可針對為額外反應器饋送的額外MFC添加額外設定點。在進一步實施例中，可在MFM 250與分支MFC中之每一分支MFC之間建立控制迴路。在一些實施例中，可在MFM 250與各別分支MFC中之每一分支MFC之間建立第一控制迴路、第二控制迴路、第三控制迴路及/或第四控制迴路。可針對任何額外反應器建立額外控制迴路。且控制系統可用以電子地或經由電腦介面操作控制迴路。

在一些實施例中，MFM 250可產生類比輸出訊號。此訊號可轉換成一或更多個設定點。在進一步實施例中，類比輸出訊號可轉換成一或更多個數位設定點。

可基於混合時的相容性來選定用於流動的氣體分配盤210中使用的氣體。在一個實施例中，僅向氣體分配盤提供可在引入反應器中之前混合而不產生不利製程結果的氣體。若需要將由於不利製程結果而無法與其他製程氣體混合的一或更多種額外氣體供應至反應器，則具有耦接至次級分支供應管線質量流量控制器的第二個別質量流量計的第二氣體供應系統可將一或更多種額外氣體供應至反應器中之每一反應器中。因此，可一起操作第一氣體供應系統及第二氣體供應系統以引入各種製程氣體。

在另一實施例中，可向相同氣體分配盤提供不希望在進入反應器之前混合不良的製程氣體。然而，在操作期間僅合併在混合時相容的製程氣體。此氣體之選擇可由 控制系統執行，以確保正確選擇待合併之氣體。若不希望混合不良的製程氣體必須同時進入反應器，則非相容的製程氣體中之一或更多種非相容的製程氣體可(諸如)藉由耦接至次級分支管線質量流量控制器的單獨次級質量流量計單獨地供應至反應器中。在另一實施例中，管道可經配置以用單一質量率計操作，直至需要同時添加兩種或兩種以上非相容的製程氣體為止。在彼情況下，第一管道總成240可配置有閥，該等閥可將該等非相容的製程氣體中之一種非相容的製程氣體輸送至單獨的次級質量流量計，該單獨的次級質量流量計分別耦接至多個反應器的一系列次級分支管線質量流量控制器。額外質量流量計及分支管線質量流量控制器可用以控制每一額外非相容的製程氣體之流動速率。耦接至控制閥的控制系統可決定何時將製程氣體導引至第二質量流量計或第二系統。

在一個實例中，氮氣可用來經由第一氣體供應管線211供應，氫氣可用來經由第二氣體供應管線212供應，氧氣可用來經由第三氣體供應管線213供應，且矽烷(SiH₄)可用來經由第四氣體供應管線214供應。然而，可能不希望在引入至反應器中之前將氧氣與矽烷混合。因此，控制系統不會將氧氣與矽烷同時供應至第一管道總成240中。在替代性方案中，氧氣及矽烷可各自由單獨的管道系統供應，該單獨的管道系統各自具有向分支管線質量流量控制器提供設定點控制的該單獨的管道系 統自身的質量流量計。

在另一實例中，可能希望在反應器中將矽烷與氨氣合併，以產生氮化矽膜。然而，在引入至反應器中之前將矽烷與氨氣混合可能使矽烷分子過早地分解且釋放矽離子及氫離子。為避免過早的反應，將需要藉由單獨的第一氣體供應(管道)系統及第二氣體供應(管道)系統來添加矽烷及氨氣，該第一氣體供應(管道)系統及該第二氣體供應(管道)系統各自具有該第一氣體供應(管道)系統及該第二氣體供應(管道)系統自身的質量流量計。第一MFM將分別向多個反應器的第一系列分支MFC提供設定點控制。第二MFM將分別向多個反應器的第二系列分支MFC提供設定點控制。第一氣體分配盤及第二氣體分配盤亦可用以向第一氣體供應管道系統及第二氣體供應管道系統供氣。

在特定氣體分配盤中，額外氣體供應管線可用於其他製程氣體。對於一些實施例而言，可添加惰性氣體(諸如，氬氣)作為載氣。亦可使用其他含氧或含氮的氣體，分別諸如，水蒸氣或氨氣。取決於所要沉積製程或膜組成，亦可使用其他含矽的氣體。在其他實施例中，一或更多種蝕刻氣體可用於氣體分配盤中。在進一步實施例中，可使用含有摻雜劑的氣體。

在一些實施例中，耦接至一系列分支管線質量流量控制器的單一質量流量計之佈置可應用於多個反應器的單獨的個別電漿源。在此情況下，可使用外部電漿源。在 一個實施例中，四個電漿源將與單一質量流量計一起使用，該單一質量流量計決定各自為單獨反應器饋送的四個分支管線質量流量控制器的設定點。

雖然前述內容係針對實施例，但可在不脫離本發明之基本範疇的情況下設計其他及進一步實施例，且本發明之範疇由以下申請專利範圍決定。

10‧‧‧反應器

20‧‧‧反應器

11‧‧‧噴淋頭

30‧‧‧反應器

40‧‧‧氣體分配盤

41‧‧‧氣體入口管線

42‧‧‧氣體入口管線

43‧‧‧氣體入口管線

44‧‧‧氣體入口管線

45‧‧‧質量流率計總成

46‧‧‧質量流率計總成

47‧‧‧質量流率計總成

48‧‧‧質量流率計總成

49‧‧‧管道

50‧‧‧氣體分配盤

60‧‧‧氣體分配盤

210‧‧‧氣體分配盤

211‧‧‧第一氣體供應管線

212‧‧‧第二氣體供應管線

213‧‧‧第三氣體供應管線

214‧‧‧第四氣體供應管線

221‧‧‧質量流量控制器

222‧‧‧質量流量控制器

223‧‧‧質量流量控制器

224‧‧‧質量流量控制器

231‧‧‧第一氣體分配盤出口管線

232‧‧‧第二氣體分配盤出口管線

233‧‧‧第三氣體分配盤出口管線

234‧‧‧第四氣體分配盤出口管線

240‧‧‧第一管道總成

241‧‧‧共用歧管

242‧‧‧主要供應管線

250‧‧‧質量流量計

260‧‧‧第二管道總成

261‧‧‧第一分支供應管線

262‧‧‧第二分支供應管線

263‧‧‧第三分支供應管線

270‧‧‧流量分流裝置

271‧‧‧第一質量流量控制裝置

272‧‧‧第二質量流量控制裝置

273‧‧‧第三質量流量控制裝置

281‧‧‧第一噴淋頭

282‧‧‧第二噴淋頭

283‧‧‧第三噴淋頭

291‧‧‧第一反應器

292‧‧‧第二反應器

293‧‧‧第三反應器

因此，可詳細理解上述特徵結構之方式，即更特定描述可參照實施例進行，該等實施例中的一些實施例圖示於附加圖式中。然而，應注意，該等附加圖式僅圖示示例性實施例，因此不應視為範疇之限制。

第1圖圖示對每一反應器使用一個氣體供應分配盤的習知氣體供應系統之示意圖。

第2圖圖示使用一個氣體供應分配盤向多個反應器供氣的氣流平衡分支供應系統配置之示意圖。

設想一個實施例之元件及特徵結構可有利地併入其他實施例中而無需進一步敘述。

210‧‧‧氣體分配盤

211‧‧‧第一氣體供應管線

212‧‧‧第二氣體供應管線

213‧‧‧第三氣體供應管線

214‧‧‧第四氣體供應管線

221‧‧‧質量流量控制器

222‧‧‧質量流量控制器

223‧‧‧質量流量控制器

224‧‧‧質量流量控制器

231‧‧‧第一氣體分配盤出口管線

232‧‧‧第二氣體分配盤出口管線

233‧‧‧第三氣體分配盤出口管線

234‧‧‧第四氣體分配盤出口管線

240‧‧‧第一管道總成

241‧‧‧共用歧管

242‧‧‧主要供應管線

250‧‧‧質量流量計

260‧‧‧第二管道總成

261‧‧‧第一分支供應管線

262‧‧‧第二分支供應管線

263‧‧‧第三分支供應管線

270‧‧‧流量分流裝置

271‧‧‧第一質量流量控制裝置

272‧‧‧第二質量流量控制裝置

273‧‧‧第三質量流量控制裝置

281‧‧‧第一噴淋頭

282‧‧‧第二噴淋頭

283‧‧‧第三噴淋頭

291‧‧‧第一反應器

292‧‧‧第二反應器

293‧‧‧第三反應器

Claims (20)

1. 一種用於多個基板處理腔室之第一氣體供應系統，該第一氣體供應系統包含：一或更多個氣體供應管線，該一或更多個氣體供應管線經配置以將一或更多種製程氣體供應至多個反應器；一主要供應管線，該主要供應管線由該一或更多個氣體管線供氣；一主要供應管線質量流量量測裝置，該主要供應管線質量流量量測裝置經定位以量測指示該主要供應管線中該一或更多種製程氣體之總質量流率的一參數；一系列分支管線，該系列分支管線由該主要供應管線供氣，其中至少一個分支管線將該一或更多種製程氣體供應至每一反應器；以及一系列分支管線質量流量控制器，其中存在至少一個質量流量控制器，該至少一個質量流量控制器經定位以根據自該主要供應管線質量流量量測裝置之該經量測參數導出的一或更多個設定點控制通過每一分支管線的該一或更多種製程氣體之質量流量。
2. 如請求項1所述之系統，其中該一或更多個氣體供應管線包含一第一複數個氣體供應管線，該第一複數個氣體供應管線各自經配置以供應一製程氣體，以使得複數種 製程氣體可用來輸送至該多個反應器。
3. 如請求項2所述之系統，該系統進一步包含供應該第一複數個氣體供應管線的一氣體分配盤。
4. 如請求項3所述之系統，該系統進一步包含：一共用歧管，該共用歧管由該第一複數個氣體供應管線供氣且向該主要供應管線供氣，其中該第一複數種製程氣體在該共用歧管中合併成該主要供應管線中的一總氣流；以及一分流歧管，該分流歧管由該主要供應管線供氣，其中該第一複數種製程氣體之該總氣流被近似平均地分流，以向該等分支管線中之每一分支管線供氣。
5. 如請求項3所述之系統，該系統進一步包含一系列噴淋頭，以使得由至少一個分支管線供氣的每一反應器內含有一個噴淋頭，其中該多個反應器為經配置以平行操作的化學氣相沉積反應器。
6. 如請求項3所述之系統，其中該主要供應管線質量流量量測裝置包含決定該總質量流率的一質量流量計，且藉由將該總質量流率除以由該系列分支管線饋送的反應器之數目來決定該等分支管線質量流量控制器的該一或更多個設定點。
7. 如請求項6所述之系統，該系統進一步包含一或更多個控制迴路，該一或更多個控制迴路建立在該主要供應管線質量流量量測裝置與該等分支管線質量流量控制器之間。
8. 如請求項7所述之系統，其中藉由將該總氣流除以反應器之數目或者分支管線之數目或者質量流量控制器之數目，來決定該一或更多個設定點。
9. 如請求項8所述之系統，其中存在三個反應器，且分支管線的該數目及質量流量控制器的該數目等於反應器的該數目。
10. 如請求項9所述之系統，其中存在四個反應器。
11. 如請求項3所述之系統，該系統進一步包含一第二氣體供應系統，該第二氣體供應系統經設立以將一或更多種額外製程氣體饋送至由該第一氣體供應系統饋送的該多個反應器，而不將來自該第二氣體供應系統的一第二組該一或更多種額外製程氣體與來自該第一複數個氣體供應管線的該一或更多種製程氣體混合，其中該第二系統包含：一或更多個次級氣體供應管線，該一或更多個次級 氣體供應管線經配置以將該第二組一或更多種額外製程氣體供應至該多個反應器；一次級主要供應管線，該次級主要供應管線由該一或更多個次級氣體供應管線供氣；一次級流量量測裝置，該次級流量量測裝置經配置及定位以量測該次級主要供應管線中的一次級總質量流量；一系列次級分支管線，該系列次級分支管線由該次級主要供應管線供氣，其中至少一個次級分支管線將氣流供應至該多個反應器中之每一反應器；以及一系列次級分支管線質量流量控制器，其中至少一個次級流量控制器根據一次級設定點控制至該系列次級分支管線中之每一次級分支管線的該質量流量，該次級設定點藉由劃分由該次級質量流量量測裝置量測的該質量流量及將該質量流量除以由該系列次級分支管線饋送的反應器的該數目來決定。
12. 一種用於多個平行化學氣相沉積反應器之氣體供應控制系統，該氣體供應控制系統包含至少一個第一氣體供應系統，該第一氣體供應系統包含：一氣體分配盤，該氣體分配盤具有複數個氣體出口管線，其中每一氣體出口管線經配置以將複數種製程氣體中之一種製程氣體供應至多個反應器；一主要供應管線，該主要供應管線由該複數個氣體 出口管線供氣，形成一合併的總氣流；一質量流量計，該質量流量計經定位以量測該主要供應管線中該合併的總氣流之一合併的總氣體流動速率；一第一分支管線、一第二分支管線及一第三分支管線，該第一分支管線、該第二分支管線及該第三分支管線各自由該主要供應管線供氣；控制該第一分支管線中該質量流率的一第一分支質量流量控制器、控制該第二分支管線中該質量流率的一第二分支質量流量控制器及控制該第三分支管線中該質量流率的一第三分支質量流量控制器，該第一分支管線向該多個反應器中的一第一反應器供氣，該第二分支管線向該多個反應器中的一第二反應器供氣，該第三分支管線向該多個反應器中的一第三反應器供氣；以及一或更多個控制迴路，該一或更多個控制迴路建立在該主要供應管線質量流量計與該第一分支質量流量控制器、該第二分支質量流量控制器及該第三分支質量流量控制器之間。
13. 如請求項12所述之氣體供應控制系統，其中該控制迴路經連線以基於將該合併的總氣體流動速率除以使用中的反應器的數目，來決定該第一分支質量流量控制器、該第二分支質量流量控制器及該第三分支質量流量控制器中之每一分支質量流量控制器的一設定點，且該控制 迴路進一步包含一電腦控制單元。
14. 如請求項13所述之氣體供應控制系統，該氣體供應控制系統進一步包含：一第四分支管線，該第四分支管線由該主要供應管線供氣；以及控制該第四分支管線中該質量流率的一第四分支質量流量控制器，該第四分支管線向該多個反應器中的一第四反應器供氣，其中一控制迴路建立在該主要管線質量流量計與該第四分支質量流量控制器之間。
15. 如請求項14所述之氣體供應控制系統，該氣體供應控制系統進一步包含一第二氣體供應系統，該第二氣體供應系統包含：一或更多個次級氣體出口管線，該一或更多個次級氣體出口管線經配置以分別供應一或更多種次級製程氣體；一次級主要供應管線，該次級主要供應管線由該一或更多個次級氣體出口管線供氣，形成一合併的總次級氣流；一次級主要供應管線質量流量計，該次級主要供應管線質量流量計量測該總次級氣流之一次級主要供應管線質量流率；第一次級分支管線、第二次級分支管線、第三次級 分支管線及第四次級分支管線，該第一次級分支管線、該第二次級分支管線、該第三次級分支管線及該第四次級分支管線由該次級主要供應管線供氣；控制該次級第一分支管線中該質量流率的一次級第一分支質量流量控制器、控制該次級第二分支管線中該質量流率的一次級第二分支質量流量控制器及控制該次級第三分支管線中該質量流率的一次級第三分支質量流量控制器、控制該次級第四分支管線中該質量流率的一次級第四質量流量控制器，該次級第一分支管線向該多個反應器中的該第一反應器供氣，該次級第二分支管線向該多個反應器中的該第二反應器供氣，該次級第三分支管線向該多個反應器中的該第三反應器供氣，該次級第四分支管線向該多個反應器中的該第四反應器供氣；以及一或更多個控制迴路，該一或更多個控制迴路建立在該次級主要供應管線質量流量計與該次級第一質量流量控制器、該次級第二質量流量控制器、該次級第三質量流量控制器及該次級第四質量流量控制器之間。
16. 一種控制至用於太陽能電池生產的多個平行反應器的製程氣體之流量之方法，該方法包含以下步驟：將一或更多種製程氣體供應至一管道總成，其中該管道總成佈置成使得當供應該等製程氣體中的多於一種製程氣體時，合併該複數種製程氣體； 藉由使用一總氣體質量流量計，量測該合併的製程氣體之一總氣體流動速率；藉由操作一控制系統將該總氣體質量流率近似平均地分流至三個或三個以上分支氣體供應管線中，該控制系統使用該總氣體質量流量計產生的訊號決定多個分支供應管線氣體質量流率控制器中之每一分支供應管線氣體質量流率控制器的一設定點，其中該總氣體質量流率分流成近似等量的多個單獨氣流，且該等單獨的分支供應氣流中之每一分支供應氣流由該多個分支氣體質量流率控制器中之一個分支氣體質量流率控制器控制，以調節饋送至多個平行反應器中之一個平行反應器中的該氣體質量流率；以及操作該多個平行反應器中之每一平行反應器。
17. 如請求項16所述之方法，其中操作該多個平行反應器中之每一平行反應器之該步驟包含以下步驟：在該多個反應器內對太陽能電池執行一化學氣相沉積製程。
18. 如請求項16所述之方法，其中操作四個反應器。
19. 如請求項18所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：將一或更多種額外製程氣體供應至一額外管道總成中，其中該額外管道總成佈置成使得當供應該等額外製程氣體中的多於一種額外製程氣體時，合併該複數種額 外製程氣體；以及藉由使用一額外氣體質量流量計來量測該合併的總質量流率且產生表示該一或更多種額外製程氣體之一總額外氣體質量流率的一額外訊號，其中操作該控制系統之該步驟進一步包含以下步驟：使用該額外氣體質量流量計產生的該額外訊號決定多個額外氣體質量流量控制器中之每一額外氣體質量流量控制器的一設定點，其中來自該質量流量計的該總額外氣體質量流量分流成多個單獨的額外分支氣流，且該等單獨的額外氣流中之每一額外氣流供應至該多個額外氣體質量流量控制器中之一個額外氣體質量流量控制器，且該多個額外氣體質量流量控制器中之每一額外氣體質量流量控制器將該額外氣流之該流量調節成近似等量，以向多個平行反應器中之一個平行反應器供氣。
20. 如請求項16所述之方法，其中該等製程氣體包含來自一外部電漿源的電漿。