TWI441274B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Sung Jae Jung
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Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於一種基板處理裝置以及一種基板處理方法，更具體而言，係關於一種能夠防止基板受熱並有效地收集殘餘沈積材料之基板處理裝置及基板處理方法。
太陽能電池(solar cell)係例如藉由以下方式製成：形成硒(Se)或含Se化合物之一薄膜於一太陽能電池基板上，並將該Se薄膜圖案化成具有一預定圖案。更具體而言，藉由例如化學氣相沈積(chemical vapor deposition；CVD)及物理氣相沈積(physical vapor deposition；PVD)等氣相沈積製程(vapor deposition process)而形成多數個薄膜層於一玻璃基板上。之後，將該等薄膜層圖案化以製造太陽能電池。
用於太陽能電池之沈積材料係在由一汽化器(vaporizer)加熱後以一汽化狀態供應至玻璃基板。由一加熱單元加熱該沈積材料之一傳送線(transfer line)及一噴射單元(injection unit)，以傳送汽化之沈積材料至玻璃基板。因此，受到加熱之傳送線及噴射單元會升高腔室之內部溫度，導致置於腔室中之基板受熱。如此一來，會降低沈積材料之沈積效率。
由於沈積效率降低，未沈積於玻璃基板上而殘餘之沈積材料可能會沈積於腔室之內壁上或腔室中各種組件之外表面上，進而會污染裝置並降低裝置之壽命。
本發明提供一種基板處理裝置以及一種基板處理方法，其能夠藉由集中地冷卻用於執行氣相沈積之腔室中之薄膜形成段而提升沈積材料之沈積效率，藉此防止置於薄膜形成段中之基板受熱。
本發明亦提供一種基板處理裝置及一種基板處理方法，其能夠藉由為薄膜形成段設置一殘餘沈積材料收集單元而防止殘餘沈積材料造成污染，藉此延長裝置之壽命。
根據一實例性實施例，一種基板處理裝置包括：一腔室單元，包括一內部空間，該內部空間包括一引入段、一薄膜形成段及一卸出段；至少一個材料噴嘴單元，設置於該腔室單元之該薄膜形成段中，用以噴射一沈積材料至所傳送之一基板；以及一冷卻板單元(cooling plate unit)，設置成圍繞該腔室單元之該薄膜形成段並適以冷卻該薄膜形成段之內部。
該基板處理裝置可更包括：一上貫穿孔與一下貫穿孔，分別形成於該腔室單元之該薄膜形成段之一上表面與一下表面；以及一上封蓋與一下封蓋，分別可移除地安裝至該上貫穿孔與該下貫穿孔，其中該冷卻板單元包括至少一上冷卻板及一下冷卻板，該上冷卻板與該下冷卻板分別與該上封蓋與該下封蓋一體成型。
該冷卻板單元可包括一第一側面冷卻板及一第二側面冷卻板，該第一側面冷卻板與該第二側面冷卻板分別設置於該腔室單元之該引入段與該薄膜形成段之間以及該薄膜形成段與該卸出段之間。
該基板處理裝置可更包括：一第一側面貫穿孔與一第二側面貫穿孔，位於該腔室單元之一側壁上，並位於對應多個邊界的多個位置處，該等邊界介於該引入段與該薄膜形成段之間以及介於該薄膜形成段與該卸出段之間；以及一第一側面封蓋與一第二側面封蓋，分別可移除地安裝至該第一側面貫穿孔與該第二側面貫穿孔，其中該第一側面冷卻板與該第二側面冷卻板分別與該第一側面封蓋與該第二側面封蓋一體成型。
該腔室單元可更包括一滑軌，該滑軌形成於該腔室單元之一下部內表面，並位於對應該等邊界的多個位置處，該等邊界介於於該引入段與該薄膜形成段之間以及介於該薄膜形成段與該卸出段之間，且該第一側面冷卻板與該第二側面冷卻板藉由在該等滑軌上滑動而進出於該腔室單元之該內部空間。
該基板處理裝置可更包括至少一個冷阱單元(cold trap unit)，該至少一個冷阱單元設置於該材料噴嘴單元下方，用以收集未沈積於該基板上而殘餘的該沈積材料。
根據另一實例性實施例，一種基板處理裝置包括：一腔室單元，包括一內部空間，該內部空間包括一引入段、一薄膜形成段及一卸出段；至少一個材料噴嘴單元，設置於該腔室單元之該薄膜形成段中，用以噴射一沈積材料至所傳送之一基板；以及至少一個冷阱單元，設置於該材料噴嘴單元下方，用以收集未沈積於該基板上而殘餘的該沈積材料。
該冷阱單元可包括：一基準面(base plane)，設置成涵蓋一區域之一下部面積，該區域中設置有該材料噴嘴單元；多數個散熱片(heat sink)，垂直地安裝至該基準面；一冷卻路徑，形成於該等散熱片處，俾使一冷卻水於該冷卻路徑中流動；以及一支撐封蓋，適以支撐該基準面之至少一個側面。
該腔室單元可包括至少一個第三側面貫穿孔，該至少一個第三側面貫穿孔形成於該腔室單元之一側壁上，並位於設置有該材料噴嘴單元的該區域之一下部部分；且該支撐封蓋係可移除地安裝至該第三側面貫穿孔，俾使該冷阱單元與該支撐封蓋成一體地分開及安裝。
該等散熱片可相間隔地垂直安裝，各該散熱片自該基準面延伸至長於該材料噴嘴單元之一長度，以及該等散熱片之多個上端具有自該冷阱單元之二外部朝該冷阱單元之一中部逐漸減小之高度。
該冷卻路徑可形成於該等散熱片之外表面上，以面朝該冷阱單元之一中部。
該腔室單元可包括至少一個滑軌，該至少一個滑軌形成於該腔室單元之一下部內表面上，且位於設置有該冷阱單元之一位置處，且該冷阱單元之該基準面可藉由在該滑軌上滑動而進出於該腔室單元之該內部空間。
該基板處理裝置可更包括一冷卻板單元，該冷卻板單元設置成圍繞該腔室單元之該薄膜形成段，並適以冷卻該薄膜形成段之內部。
該基板處理裝置可更包括一基板傳送單元，該基板傳送單元設置於該腔室單元之該內部空間中，並適以將該基板依序地傳送至該引入段、該薄膜形成段及該卸出段。
該基板傳送單元可包括：多數個第一滾輪，設置於該腔室單元之該引入段中；至少二第二滾輪，設置於該腔室單元之該薄膜形成段中；以及至少二第三滾輪，設置於該腔室單元之該卸出段中，其中該等第一滾輪可被供以一冷卻媒體並相應地被冷卻，且該等第二滾輪可被選擇性地供以另一冷卻媒體或一加熱媒體，並相應地被冷卻或加熱。
該材料噴嘴單元可包括：一直線式噴嘴(linear nozzle)，包括形成於其中的一饋送路徑，用於饋送該沈積材料以噴射該沈積材料；以及一反射器(reflector)，圍繞該直線式噴嘴之一側部及一上部。
該反射器可包括多數個板構件，該等板構件係相間隔地交疊。
根據又一實例性實施例，一種基板處理方法包括：冷卻一薄膜形成段，以執行蒸氣沈積，該薄膜形成段形成於一腔室單元之一內部空間中；引入一基板至該薄膜形成段；藉由噴射一沈積材料至該基板，形成一薄膜層；將未沈積於該基板上而殘餘的該沈積材料收集至一冷阱單元；自該薄膜形成段卸出該基板；以及更換該冷阱單元。
該基板處理方法可更包括：於引入該基板至該薄膜形成段之前，冷卻該基板。
在形成該薄膜層期間，可藉由交替地操作設置於該薄膜形成段中之至少二材料噴嘴單元，連續地噴射該沈積材料。
根據實例性實施例，可致使基板受熱之周圍因素被盡可能地消除，且基板直接或間接地受到冷卻。因此，可提升沈積一沈積材料至一基板之效率。
此外，因提供一專用單元以收集在沈積材料之氣相沈積後所產生之殘餘沈積材料，故可防止基板處理裝置之內部受到殘餘沈積材料之污染。因此，可延長裝置之壽命。
一冷卻單元於該裝置中圍繞一薄膜形成段設置以冷卻一反應空間，該冷卻單元以及一殘餘沈積材料收集單元被配置成可輕易地與該裝置連接及分離。因此，可選擇性地更換受到頻繁污染之部件，進而有利於裝置之修復及維護。
此外，提供至少二沈積材料供應單元至腔室中之薄膜形成段，以依序供應沈積材料及被供以沈積材料。因此，可連續地執行沈積製程。
以下，將參照附圖詳細闡述本發明之具體實施例。然而，本發明亦可實施為不同之形式，而不應被視為僅限於本文所述之實施例。相反，提供該等實施例係為了使本揭露內容透徹且完整、並向熟習此項技術者全面傳達本發明之範圍。在以下說明中，所有附圖中相同之參考編號皆指代相同之元件。
第1圖係為顯示根據一實例性實施例之一基板處理裝置之縱剖面示意圖。第2圖係為示意性顯示該基板處理裝置之主要部件之連接及分離操作之縱剖面示意圖。第3圖係為示意性顯示該基板處理裝置之剖面示意圖。第4圖係為示意性顯示該基板處理裝置之主要部件之連接及分離操作之剖面示意圖。第5圖及第6圖顯示該基板處理裝置之一材料噴嘴部件之視圖。第7圖及第8圖顯示該基板處理裝置之一冷阱部件之視圖。
如圖所示，根據一實施例之基板處理裝置包含：一腔室單元100，包含一內部空間，該內部空間被劃分成一引入段121、一薄膜形成段123及一卸出段125；一基板傳送單元200，設置於腔室單元100中，用以將基板依序傳送至引入段121、薄膜形成段123及卸出段125；至少一個材料噴嘴單元300，設置於腔室單元100之薄膜形成段123中，用以噴射一沈積材料至所傳送之基板；以及至少一個冷阱單元500，設置於材料噴嘴單元300之一下部，用以收集由材料噴嘴單元300所噴射之全部沈積材料中未沈積於基板上而遺留之殘餘沈積材料。
腔室單元100包含閘道(gateway)110a及110b，分別設置於腔室單元100之一端與另一端，以用於引入及卸出基板。另外，可設置狹縫閥(slot valve)111a及111b或閘閥(gate valve)以封閉閘道110a及110b。腔室單元100可透過狹縫閥111a及111b而與供基板在其中等待被引入或卸出之空間(例如承載室(load lock chamber))相連。用於引入基板之閘道110a及110b可與例如一預處理腔室(preprocessing chamber)相連，例如與用於冷卻基板之冷卻腔室相連。
腔室單元100之內部空間被劃分成：引入段121，用以引入及傳送基板；薄膜形成段123，用以對基板執行氣相沈積；以及卸出段125，用以傳送已完成氣相沈積之基板以卸出基板。較佳地，引入段121、薄膜形成段123及卸出段125係根據基板之傳送及氣相沈積製程而在功能上分開，但並不在實體上分隔開。然而，因本發明並不僅限於此，故段121、123及125亦可藉由安裝於段121、123及125之間邊界處之分隔板(partition)而在實體上分開。此外，該等段亦可由多數個腔室實施，該等腔室用作引入段121、薄膜形成段123及卸出段125並彼此流體連通。
如圖所示，腔室單元100之一上表面及一下表面分別包含一上貫穿孔及一下貫穿孔133。一冷卻板單元400之一上封蓋411及一下封蓋421以插入方式安裝至上貫穿孔131及下貫穿孔133，以分別封閉上貫穿孔131及下貫穿孔133。此外，一第一側面貫穿孔135a及一第二側面貫穿孔135b形成於腔室單元100之一側壁上且對應於多數個邊界之位置處，該等邊界介於引入段121與薄膜形成段123之間以及介於薄膜形成段123與卸出段125之間。冷卻板單元400之一第一側面封蓋431a及一第二側面封蓋431b以插入方式安裝至第一側面貫穿孔135a及第二側面貫穿孔135b，以分別封閉第一側面貫穿孔135a及第二側面貫穿孔135b。一或多個第三側面貫穿孔137a及137b形成於腔室單元100之該一側壁上且位於設置有材料沈積噴嘴單元300的區域之一下部部分處。此外，冷阱單元500之支撐封蓋540(將於下文予以說明)以插入方式安裝至第三側面貫穿孔137a及137b，以封閉第三側面貫穿孔137a及137b。
根據上述結構，因閘道110a及110b被狹縫閥111a及111b封閉且上貫穿孔131、下貫穿孔133以及第一貫穿孔至第三貫穿孔135a、135b、137a及137b被冷卻板單元400及冷阱單元500封閉，故腔室單元100之內部空間得到密封。因此，冷卻板單元400及冷阱單元500係以一密封方式可移除地安裝於腔室單元100中。
基板傳送單元200包含：多數個第一滾輪(roller)210，設置於引入段121中；至少二第二滾輪220a及220b，設置於薄膜形成段123中；以及至少二第三滾輪230，設置於腔室單元100之卸出段125中。第一滾輪至第三滾輪210、220及230藉由一單獨之驅動器(圖未示出)進行滾動，以傳送放置於其上面之基板。
一冷卻媒體(例如冷卻水)被供應至第一滾輪210之內部並於第一滾輪210之內部被冷卻。一冷卻媒體及一加熱媒體(例如冷卻水及加熱水)被選擇性地供應至第二滾輪220之內部並於第二滾輪220之內部被冷卻或加熱。
尤其是，適以將在引入段121中引入之基板傳送至薄膜形成段123之第一滾輪210冷卻在引入段121中所引入之基板。為此，相較於第二滾輪220，第一滾輪210排列得相對緊湊，以增大基板與第一滾輪210間之接觸面積，進而使第一滾輪210有效地冷卻基板。
第二滾輪220及第三滾輪230分別設置於薄膜形成段123及卸出段125中，用以將由引入段121所傳送之基板引導至薄膜形成段123及卸出段125中。考慮到基板之長度，較佳提供最少數目之第二滾輪220及第三滾輪230。舉例而言，第二滾輪220及第三滾輪230可在薄膜形成段123及卸出段125中逐一地設置於一前端及一後端。在本實施例中，於薄膜形成段123中設置四第二滾輪220a及220b，並於卸出段125中設置二第三滾輪230。
尤其是，第二滾輪220a及220b能夠選擇性地執行冷卻及加熱。因此，藉由在一氣相沈積製程中加熱第二滾輪220a及220b，可防止由材料噴嘴單元300所噴射之全部沈積材料中未沈積於基板上而遺留之殘餘沈積材料附著於第二滾輪220a及220b之表面並污染第二滾輪220a及220b。同時，為提高沈積材料之沈積速率，可冷卻第二滾輪220a及220b，以冷卻與第二滾輪220a及220b相接觸地傳送之基板。
一或多個材料噴嘴單元300設置於腔室單元100之薄膜形成段123中，用於噴射一沈積材料至基板。較佳地，設置至少二材料噴嘴單元300，以達成連續之氣相沈積。本實施例採用二材料噴嘴單元300。因此，在其中之一材料噴嘴單元300(310a及320a)在氣相沈積製程中噴射沈積材料至基板之同時，另一材料噴嘴單元300(310b及320b)被預熱，以於先前運作之材料噴嘴單元300(310a及320a)之沈積材料饋送器(圖未示出)之沈積材料用盡而需要重新充填沈積材料時進行運作。在此種狀態下，當先前運作之材料噴嘴單元300(310a及320a)停止運作時，另一材料噴嘴單元300(310b及320b)將同時運作以噴射沈積材料至基板，藉此連續地執行氣相沈積。在此期間，對與先前運作之材料噴嘴單元300(310a及320a)相連之沈積材料饋送器重新充填沈積材料。藉此，藉由交替使用該二材料噴嘴單元300而達成對基板之連續氣相沈積。
各該材料噴嘴單元300包含：一直線式噴嘴310，包括形成於其中的一用於饋送該沈積材料之饋送路徑311以及一用於線性地噴射該沈積材料之噴射孔(jet orifice)313；以及一反射器320，圍繞直線式噴嘴310之一側部及一上部。此處，直線式噴嘴310連接至一沈積材料饋送裝置(圖未示出)，該沈積材料饋送裝置單獨設置於腔室單元100之外側。
較佳地，直線式噴嘴310略短於基板之一寬度，以便不會無謂地噴射沈積材料於基板之寬度以外，藉此減少沈積材料之消耗。此外，因基板於寬度方向上之二側端並非必需的或者將於基板之一後處理(post processing)中被移除，故直線式噴嘴310可形成為短於基板之寬度，以便不會在該二側端形成未被沈積有該沈積材料之區域。
另外，較佳使直線式噴嘴310之噴射孔313靠近所傳送之基板設置。舉例而言，噴射孔313與基板間之距離可設定為約20毫米或以下，亦即盡可能短，俾使自噴射孔313噴射之沈積材料以最小之損耗直接沈積於基板上。
一汽化沈積材料穿過直線式噴嘴310移動或噴射，直線式噴嘴310維持於約200℃至約300℃之受熱狀態。為此，圍繞直線式噴嘴310設置反射器320，以防止自直線式噴嘴310發出之熱量加熱腔室單元100之內部以及基板。反射器320可藉由使多數個板相間隔地交疊而形成，以最大化隔熱效率。該等板之數目可根據直線式噴嘴310之溫度以及反射器320之隔熱效率而選擇性地加以確定。舉例而言，較佳使該等板其中之一最外側的板之溫度可低於直線式噴嘴310之溫度並高於一可達成有效沈積之溫度(即約70℃)。
冷卻板單元400適以藉由環繞腔室單元100之薄膜形成段123而冷卻薄膜形成段123之內部。冷卻板單元400包括：一上冷卻板413及一下冷卻板423，分別設置於薄膜形成段123之一上部及一下部；一第一側面冷卻板433a及一第二側面冷卻板433b，分別設置於引入段121與薄膜形成段123之間以及薄膜形成段123與卸出段125之間；以及側壁冷卻板440a及440b，分別設置於薄膜形成段123之一前側壁與一後側壁。
上冷卻板413與下冷卻板423藉由固定托架(bracket)415及425而成一體地固定至上封蓋411及下封蓋421，上封蓋411及下封蓋421安裝於上貫穿孔131及下貫穿孔133。藉此，上冷卻板411與下冷卻板412可與上封蓋411及下封蓋421成一體地一起方便地與腔室單元100分離及連接。儘管在本實施例中係設置單個上貫穿孔131及單個下貫穿孔133且相應地設置單個上封蓋411及下封蓋421，然本發明並不僅限於此。根據該裝置之配置，可設置多數個上貫穿孔131及多數個下貫穿孔133，且亦可對應於該等貫穿孔131及133而設置多數個上封蓋411及多數個下封蓋421。另外，由於上冷卻板413安裝至上封蓋411，可廣泛地形成一單個冷卻板。此外，由於下冷卻板423安裝至下封蓋421，亦可在所需位置分別形成多數個冷卻板。在本實施例中，下冷卻板423被劃分成多個部件且設置成不交疊冷阱單元500。上封蓋411可直接用作冷卻板，而不單獨提供上封蓋411及上冷卻板413。同樣地，下封蓋421可直接用作冷卻板，而不單獨提供下封蓋421及下冷卻板423。
第一側面冷卻板433a及第二側面冷卻板433b可成一體地固定至安裝於腔室單元100之第一側面貫穿孔135a及第二側面貫穿孔135b之第一側面封蓋431a及第二側面封蓋431b。因此，可藉由第一側面封蓋431a及第二側面封蓋431b相對於腔室單元100之分開及連接操作而方便地分開及連接第一冷卻板433a及第二冷卻板433b。尤其是，為更方便地更換及連接第一側面冷卻板433a及第二側面冷卻板433b，在腔室單元100之一下部內表面上且對應於多數個邊界之位置形成一滑軌140，該些邊界係介於引入段121與薄膜形成段123之間以及介於薄膜形成段123與卸出段125之間。亦即，第一冷卻板433a及第二冷卻板433b在滑軌140上滑動以被引入腔室單元100之內部空間以及自該內部空間卸出。舉例而言，滑軌140可呈在本實施例中所述之軌道形式。然而，第一側面冷卻板433a及第二側面冷卻板433b之更換不僅可以滑動方式執行，且亦可以其他各種方法執行。另外，第一側面冷卻板433a及第二側面冷卻板433b可分別包含子閘道(sub gateway)435a及435b，以供基板通過。
側壁冷卻板440a及440b可安裝至薄膜形成段123之前側壁及後側壁之一內表面或者嵌於該前側壁及該後側壁中。側壁冷卻板440a及440b可構造成各種方式，只要不干擾安裝於前側壁及後側壁處之其他部件(例如，材料噴嘴單元300，第二傳送滾輪220及冷阱單元500)即可。
冷阱單元500用於冷卻及收集由材料噴嘴單元300所噴射之全部沈積材料中未沈積於基板上而遺留之殘餘沈積材料。冷阱單元500之數目可設置成對應於材料噴嘴單元300之數目。
冷阱單元500包括：一基準面510，設置成涵蓋一區域之一下部面積，該區域中設置有材料噴嘴單元300；多數個散熱片520，垂直地安裝至基準面510；一冷卻路徑530，形成於散熱片520處，一冷卻水於冷卻路徑530中流動；以及支撐封蓋540，適以支撐基準面510之至少一個側面。
以與第一側面冷卻板433a及第二側面冷卻板433b相同之方式，冷阱單元500穿過腔室100之一側壁安裝。為此，使一或多個第三側面貫穿孔137a及137b形成於腔室單元100之一側壁上並位於設置有材料噴嘴單元300的該區域之下部部分處。支撐封蓋540係可移除地連接至第三側面貫穿孔137a及137b，俾藉由支撐封蓋540之分開及連接而方便地分開及連接冷阱單元500。
此處，該等散熱片520分別具有一實質矩形板之形狀，並相間隔地垂直安裝。各該散熱片520安裝至基準面510，且延伸之長度長於材料噴嘴單元300，更佳地延伸過直線式噴嘴310之長度。藉此，可增大由材料噴嘴單元300所產生之殘餘沈積材料之一收集量。
另外，較佳地使散熱片520具有自冷阱單元500之二外部朝冷阱單元500之一中部逐漸減小之高度。亦即，冷阱單元500之一上端形成一「U」形。冷阱單元500之中部設置於材料噴嘴單元300之正下方，俾使冷阱單元500之上端環繞自材料噴嘴單元300沿徑向噴出之沈積材料之一噴射路徑。此外，該等散熱片520係垂直地安裝，沈積材料與散熱片520間之接觸面積增大，進而相應地提升沈積材料收集效率。
冷卻路徑530形成於散熱片520之外表面上，且更具體而言，形成於指向冷阱單元500之中部的外表面上。因此，冷卻路徑530直接面對沈積材料噴射路徑，藉此提升沈積材料收集效率。散熱片520及冷卻路徑530之配置及形狀並不限於所述實施例，而是亦可有所變化。亦即，冷卻路徑530可形成於散熱片520內部。
藉由與第一側面冷卻板433a及第二側面冷卻板433b相同之方式，冷阱單元500可以一滑動方式沿腔室單元100之下部內表面移動，以便於使冷阱單元500相對於腔室單元100連接及分開。舉例而言，腔室單元100之下部內表面可於對應於冷阱單元500之一位置包含至少一個滑軌427，俾使冷阱單元500之基準面510沿滑軌427滑動。在本實施例中，滑軌427係呈軌道之形式。
以下，將參照附圖來闡述根據本發明實施例之基板處理裝置組裝方法及基板處理方法。
第9圖至第14圖係為示意性顯示基板處理裝置之運作狀態之運作狀態視圖。如第2圖及第4圖所示，上封蓋411及下封蓋421安裝至形成於腔室單元100上之上貫穿孔131及下貫穿孔133，藉此密封腔室單元100之上表面及下表面。第一側面封蓋431a及第二側面封蓋431b以及支撐封蓋540安裝至第一側面貫穿孔至第三側面貫穿孔135a、135b、137a及137b，藉此密封腔室單元100之側壁。同時，冷卻板單元400及冷阱單元500環繞腔室單元100之薄膜形成段123。因此，腔室單元100之內部空間由此得到密封並隨後被抽空至一高真空度狀態。
當沈積製程由此準備就緒時，經由設置於腔室單元100之引入段121處之閘道110a引入基板W，如第9圖所示。此處，基板W在被引入至腔室單元100之前，可藉由一單獨之冷卻裝置而預先冷卻，以提升沈積材料之沈積效率。
引入於引入段121中之基板W被安放於第一滾輪210之上部並藉由第一滾輪210傳送至薄膜形成段123。此處，基板W可在無專用載具之情況下藉由接觸第一滾輪210而進行傳送。因藉由在第一滾輪210中流動之冷卻水而使第一滾輪210維持於一被冷卻狀態，基板W可僅藉由接觸第一滾輪210而得到冷卻。如上所述，基板W之傳送係在無專用載具支撐基板W之情況下執行，此可藉由省卻用於驅動載具之專用裝置而簡化基板傳送單元200之結構。此外，用於驅動基板傳送單元200之驅動器可以一低之輸出來傳送基板W。儘管基板W可僅藉由基板傳送單元200進行傳送，然本發明並非僅限於此。根據基板W之狀態而定，基板W可在被固定至一載具之狀態下傳送。
在由第一滾輪210自引入段121傳送至薄膜形成段123之後，基板W被傳送經過第一側面冷卻板433a之子閘道435a並引入至薄膜形成段123。此時，材料噴嘴單元320(310a及320a)其中之任一者首先運作，以透過直線式噴嘴310a噴射沈積材料。
接著，如第10圖所示，基板W藉由第二滾輪220a被引入至薄膜形成段123並經過直線式噴嘴310a之一下部部分。噴射至基板W之上表面之沈積材料被氣相沈積成一薄膜層。由直線式噴嘴310a噴射之全部沈積材料中未沈積於基板W上而遺留之殘餘沈積材料首先接觸反射器320a。然而，因反射器320a維持於一不會造成沈積材料發生氣相沈積之溫度(例如為約70℃或以上)，故沈積材料不會發生沈積而是向周圍擴散。此外，由於加熱水流動於第二滾輪220a中，故殘餘沈積材料亦不會發生沈積。因此，殘餘沈積材料被直線式噴嘴310a正下方的維持於被冷卻狀態之冷阱單元500收集。更具體而言，在擴散之同時，殘餘沈積材料一俟接觸冷阱單元500之散熱片520，便會沈積於散熱片520之外表面或冷卻路徑530之外表面上。此處，擴散至冷阱單元500內之殘餘沈積材料會因冷阱單元500之散熱片520之配置及形狀而受到阻擋並沈積於散熱片520及冷卻路徑530之外表面上，進而得到收集。
參見第11圖，在經過直線式噴嘴310之下部部分時在外表面上被沈積有沈積材料之後，基板W由第二滾輪220b繼續傳送，在經過形成於第二側面冷卻板433b處之子閘道435b之後，卸出至卸出段125。接著，基板W被進一步傳送並卸出至腔室單元100之外部。
儘管上文係以一單片基板W來闡釋沈積製程及基板處理操作，然而本發明並不僅限於此。多數個基板W可經由基板傳送單元200而接連饋送至腔室單元100之引入段121，並傳送至薄膜形成段123及卸出段125。
在使用材料噴嘴單元300(310a及320a)連續地執行氣相沈積之同時，對另一材料噴嘴單元300(310b及320b)進行預熱，以便能夠在先前運作之材料噴嘴單元300(310a及320a)之沈積材料用盡時在同一腔室單元100中繼續進行氣相沈積。如第12圖所示，當先前運作之材料噴嘴單元300(310a及320a)中之沈積材料用盡時，便由另一材料噴嘴單元(310b及320b)噴射沈積材料。在此種狀態下，如第13圖所示，基板W只是經過前一材料噴嘴單元300(310a及320a)，並在基板W經過目前正在運作之材料噴嘴單元300(310b及320b)之下部部分時執行氣相沈積。在此期間，殘餘沈積材料亦被集中地收集至冷阱單元500。
在完成沈積材料之沈積後，基板W被卸出至卸出段並接著被卸出至腔室單元100之外部，如第14圖所示。
如上所述，可藉由交替地運作多數個材料噴嘴單元300而於一個腔室單元100中連續執行沈積製程。
當冷阱單元500在收集大量殘餘沈積材料之後需要更換時，便暫止沈積製程並將腔室100之內部空間變換至一大氣壓力狀態。接著，使安裝至腔室100之側壁上的支撐封蓋540分離，藉此使冷阱單元500自腔室單元100分離。接著，安裝一新的冷阱單元於腔室單元100中。亦即，無需拆卸基板處理裝置便可以一簡單之方式達成冷阱單元500之更換。藉此，可縮短用於修復或維護該裝置之停機時間。
儘管上文係參照具體實施例闡述一種基板處理裝置及基板處理方法，然本發明並不僅限於此。因此，熟習此項技術者應易於理解，可在不脫離由隨附申請專利範圍所界定之本發明精神及範圍之條件下對其作出各種修飾及更動。
100．．．腔室單元
110a．．．閘道
110b．．．閘道
111a．．．狹縫閥
111b．．．狹縫閥
121．．．引入段
123．．．薄膜形成段
125．．．卸出段
131．．．上貫穿孔
133．．．下貫穿孔
135a．．．第一側面貫穿孔
135b．．．第二側面貫穿孔
137a．．．第三側面貫穿孔
137b．．．第三側面貫穿孔
140．．．滑軌
200．．．基板傳送單元
210．．．第一滾輪
220．．．第二滾輪
220a．．．第二滾輪
220b．．．第二滾輪
230．．．第三滾輪
300．．．材料噴嘴單元
310．．．直線式噴嘴
310a．．．直線式噴嘴
310b．．．材料噴嘴單元
311．．．饋送路徑
313．．．噴射孔
320．．．反射器/直線式噴嘴
320a．．．材料噴嘴單元/反射器
320b．．．材料噴嘴單元
400．．．冷卻板單元
411．．．上封蓋
413．．．上冷卻板
415．．．固定托架
421．．．下封蓋
423．．．下冷卻板
425．．．固定托架
427．．．滑軌
431a．．．第一側面封蓋
431b．．．第二側面封蓋
433a．．．第一側面冷卻板
433b．．．第二側面冷卻板
435a．．．子閘道
435b．．．子閘道
440a．．．側壁冷卻板
440b．．．側壁冷卻板
500．．．冷阱單元
510．．．基準面
520．．．散熱片
530．．．冷卻路徑
540．．．支撐封蓋
W．．．基板
結合附圖閱讀上文說明，可更詳細地理解本發明之實例性實施例，附圖中：
第1圖係為顯示根據一實例性實施例之一基板處理裝置之縱剖面示意圖；
第2圖係為示意性顯示該基板處理裝置之主要部件之連接及分離操作之縱剖面示意圖；
第3圖係為示意性顯示該基板處理裝置之剖面示意圖；
第4圖係為示意性顯示該基板處理裝置之主要部件之連接及分離操作之剖面示意圖；
第5圖及第6圖顯示該基板處理裝置之一材料噴嘴單元之視圖；
第7圖及第8圖顯示該基板處理裝置之一冷阱單元之視圖；
第9圖至第14圖係為示意性顯示該基板處理裝置之運作狀態之運作狀態視圖。
100．．．腔室單元
110a．．．閘道
110b．．．閘道
111a．．．狹縫閥
111b．．．狹縫閥
121．．．引入段
123．．．薄膜形成段
125．．．卸出段
140．．．滑軌
210．．．第一滾輪
220a．．．第二滾輪
220b．．．第二滾輪
230．．．第三滾輪
310a．．．材料噴嘴單元
310b．．．材料噴嘴單元
320a．．．材料噴嘴單元
320b．．．材料噴嘴單元
411．．．上封蓋
413．．．上冷卻板
415．．．固定托架
421．．．下封蓋
423．．．下冷卻板
425．．．固定托架
427．．．滑軌
433a．．．第一側面冷卻板
433b．．．第二側面冷卻板
435a．．．子閘道
435b．．．子閘道
440a．．．側壁冷卻板
510．．．基準面
520．．．散熱片
530．．．冷卻路徑

Claims (17)

  1. 一種基板處理裝置，包括：一腔室單元，包括一內部空間，該內部空間包括一引入段、一薄膜形成段及一卸出段；至少一個材料噴嘴單元，設置於該腔室單元之該薄膜形成段中，用以噴射一沈積材料至所傳送之一基板；以及一冷卻板單元，設置成圍繞該腔室單元之該薄膜形成段，並適以冷卻該薄膜形成段之內部；其中，該冷卻板單元包括一第一側面冷卻板及一第二側面冷卻板，該第一側面冷卻板與該第二側面冷卻板分別設置於該腔室單元之該引入段與該薄膜形成段之間以及該薄膜形成段與該卸出段之間。
  2. 如請求項1所述之基板處理裝置，更包括：一上貫穿孔與一下貫穿孔，分別形成於該腔室單元之該薄膜形成段之一上表面與一下表面；以及一上封蓋與一下封蓋，分別可移除地安裝至該上貫穿孔與該下貫穿孔，其中該冷卻板單元包括至少一上冷卻板及一下冷卻板，該上冷卻板與該下冷卻板分別與該上封蓋與該下封蓋一體成型。
  3. 如請求項1所述之基板處理裝置，更包括：一第一側面貫穿孔與一第二側面貫穿孔，位於該腔室單元之一側壁上，並位於對應多個邊界的多個位置處，該些邊界介於該引入段與該薄膜形成段之間以及介於該薄膜形成段 與該卸出段之間；以及一第一側面封蓋與一第二側面封蓋，分別可移除地安裝至該第一側面貫穿孔與該第二側面貫穿孔，其中該第一側面冷卻板與該第二側面冷卻板分別與該第一側面封蓋與該第二側面封蓋一體成型。
  4. 如請求項3所述之基板處理裝置，其中該腔室單元更包括一滑軌，該滑軌形成於該腔室單元之一下部內表面，並位於對應該些邊界的多個位置處，該些邊界介於於該引入段與該薄膜形成段之間以及介於該薄膜形成段與該卸出段之間，且該第一側面冷卻板與該第二側面冷卻板藉由在該等滑軌上滑動而進出於該腔室單元之該內部空間。
  5. 如請求項1所述之基板處理裝置，更包括至少一個冷阱單元，該至少一個冷阱單元設置於該材料噴嘴單元下方，用以收集未沈積於該基板上而殘餘的沈積材料。
  6. 一種基板處理裝置，包括：一腔室單元，包括一內部空間，該內部空間包括一引入段、一薄膜形成段及一卸出段；至少一個材料噴嘴單元，設置於該腔室單元之該薄膜形成段中，用以噴射一沈積材料至所傳送之一基板；以及至少一個冷阱單元，設置於該材料噴嘴單元下方，用以收集未沈積於該基板上而殘餘的沈積材料；其中該冷阱單元包括：一基準面，設置成涵蓋一區域之一下部面積，該區域中設置有該材料噴嘴單元； 多數個散熱片，垂直地安裝至該基準面；一冷卻路徑，形成於該等散熱片處，俾使一冷卻水於該冷卻路徑中流動；以及一支撐封蓋，適以支撐該基準面之至少一個側面。
  7. 如請求項6所述之基板處理裝置，其中該腔室單元包括至少一個第三側面貫穿孔，該至少一個第三側面貫穿孔形成於該腔室單元之一側壁上，並位於設置有該材料噴嘴單元的該區域之一下部部分；以及該支撐封蓋係可移除地連接至該第三側面貫穿孔，俾藉由該支撐封蓋之分開及連接而分開及連接該冷阱單元。
  8. 如請求項6所述之基板處理裝置，其中該等散熱片係相間隔地垂直安裝，各該散熱片自該基準面延伸至長於該材料噴嘴單元之一長度，以及該等散熱片之多個上端具有自該冷阱單元之二外部朝該冷阱單元之一中部逐漸減小之高度。
  9. 如請求項6所述之基板處理裝置，其中該冷卻路徑形成於該等散熱片之外表面上，以面朝該冷阱單元之一中部。
  10. 如請求項6所述之基板處理裝置，其中該腔室單元包括至少一個滑軌，該至少一個滑軌形成於該腔室單元之一下部內表面上，且位於設置有該冷阱單元之一位置處，且該冷阱單元之該基準面藉由在該滑軌上滑動而進出於該腔室單元之該內部空間。
  11. 如請求項6所述之基板處理裝置，更包括一冷卻板單元，該 冷卻板單元設置成圍繞該腔室單元之該薄膜形成段，並適以冷卻該薄膜形成段之內部。
  12. 如請求項1或6所述之基板處理裝置，更包括一基板傳送單元，該基板傳送單元設置於該腔室單元之該內部空間中，並適以將該基板依序地傳送至該引入段、該薄膜形成段及該卸出段。
  13. 如請求項12所述之基板處理裝置，其中該基板傳送單元包括：多數個第一滾輪，設置於該腔室單元之該引入段中；至少二第二滾輪，設置於該腔室單元之該薄膜形成段中；以及至少二第三滾輪，設置於該腔室單元之該卸出段中，其中該等第一滾輪被供以一冷卻媒體並相應地被冷卻，且該等第二滾輪被選擇性地供以一冷卻媒體或一加熱媒體，並相應地被冷卻或加熱。
  14. 如請求項1或6所述之基板處理裝置，其中該材料噴嘴單元包括：一直線式噴嘴，包括形成於其中的一饋送路徑，用於饋送沈積材料以噴射該沈積材料；以及一反射器，圍繞該直線式噴嘴之一側部及一上部。
  15. 如請求項14所述之基板處理裝置，其中該反射器包括多數個板構件，該等板構件係相間隔地交疊。
  16. 一種基板處理方法，包括：冷卻一薄膜形成段，以執行蒸氣沈積，該薄膜形成段形 成於一腔室單元之一內部空間中；引入一基板至該薄膜形成段；藉由噴射一沈積材料至該基板，形成一薄膜層；將未沈積於該基板上而殘餘的沈積材料收集至一冷阱單元；自該薄膜形成段卸出該基板；以及更換該冷阱單元；更包括：於引入該基板至該薄膜形成段之前，冷卻該基板。
  17. 如請求項16所述之基板處理方法，其中在形成該薄膜層期間，藉由交替地操作設置於該薄膜形成段中之至少二材料噴嘴單元，連續地噴射該沈積材料。
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