专利名称：可快速量产的直立式薄膜沉积装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜沉积装置与方法，特别涉及一种可快速量产的直立式薄膜沉积装置及方法。
背景技术：
随着光电与半导体等产业的发展，电浆成长薄膜的制程方式已逐渐获得广泛的应用，其中，电楽■增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)，在大面积基板上进行薄膜成长，已是光电与半导体工业中的重要技术的一。电浆增强化学气相沉积制程乃是通过电浆增强，利用化学反应方式，将通入的气体反应成固体，于沉积被镀物(玻璃)时需特别注意几点:反应器设计、气流分布、真空度、加热温度、均匀性及电浆密度控制等。请请参阅图1，现今市面上常见的批次式电浆增强化学气相沉积加工装置，包括:一真空腔体1，该真空腔体I入口处设有闸门11，且该真空腔体I设有加热器12、高压电极13及气体供应装置14 ;至少两个分子涡流泵15，该分子涡流泵15与真空腔体I相接；至少两个干式泵16，该干式泵16与真空腔体I相接；一电极承盘17，该电极承盘17内可供待镀物放置。上述习知的「批次式PECVD加工装置」，虽可通过分子涡流泵15与干式泵16，对真空腔体I进行抽气而达真空状态，再由加热器12加热，另由气体供应装置14提供制程时所需的气体，再由高压电极13提供解离该气体所需的电场，而达成PECVD制程。然而，该「批次式PECVD加工装置」同一时间仅能对一电极承盘17内所放置的待镀物进行PECVD加工处理，且整个PECVD加工处里时间通常为4 6.5个小时。故在这段时间里此台「批次式PECVD加工装置」，不能再对其它待镀物进行加工，因此，使用者如需再有更大的产能，则需另行购置一台相同的「批次式PECVD加工装置」以供其它待镀物加工使用，往往造成制程成本的提升、产能不佳。且每次处理完一批待镀物后，要进行下一批的处里时，该「批次式PECVD加工装置」则需再次进行完整的抽气动作以维持在真空状态，也因而更加长制程时间。另外，目前批次式PECVD加工装置，大多都是采用多组活动式电极内于单一腔体内载有多片小面积基板，在进出镀膜腔体都是人工方式在高温环境下操作，无法自动化生产且快速量产。且因在高温环境下，人工结合电极接头时所耗费的时间甚巨，且传统多组活动式电极接头容易接触不良，将影响制程稳定度。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的主要目的在提供一种可快速量产的直立式薄膜沉积装置，通过将热处理与薄膜沉积所需的腔体分离，以得到稳定且薄膜质量，可应用大面积且快速量产的制程中。 本发明的另一目的在提供一种可快速量产的直立式薄膜沉积方法，通过预先热处理基板，再置入薄膜沉积所需的腔体，以得到高质量的薄膜，可应用大面积且快速量产的制程中。为达本发明的主要目的，本发明采用以下技术方案:—种可快速量产的直立式薄膜沉积装置,包括:一热处理系统；一薄膜沉积腔体；一卸片装置。热处理系统，具有一加热腔体、一冷却腔体及一切换装置，用于对至少两个直立式基板进行一加热或一冷却制程。切换装置具有一第一对准感应装置及一第二对准感应装置。薄膜沉积腔体，设置于热处理系统的一侧，用以对直立式基板进行一薄膜沉积制程。卸片装置，设置于薄膜沉积腔体的一侧且相对于热处理系统，具有一卸片推杆，用以将直立式基板由薄膜沉积腔体送出至热处理系统。其中，通过第一对准感应装置，热处理系统的切换装置可移动加热腔体以对准薄膜沉积腔体。通过第二对准感应装置，热处理系统的切换装置可移动冷却腔体以对准薄膜沉积腔体。为达本发明的另一目的，本发明可快速量产的直立式薄膜沉积方法，包括以下步骤:步骤(I):将至少两个直立式基板经由一加热腔体的一第一开口端送入加热腔体中以进行一加热处理；步骤(2):由配置于一切换装置上的一第一对准感应装置将加热腔体对准一薄膜沉积腔体，将该些直立式基板由加热腔体在一第一时间内移动至薄膜沉积腔体以进行一薄膜沉积制程；以及步骤(3):通过配置于切换装置上的一第二对准感应装置将一冷却腔体对准薄膜沉积腔体，将直立式基板由薄膜沉积腔体在一第二时间内移动至冷却腔体以进行一冷却处理。本发明可快速量产的薄膜沉 积装置与方法具有以下的功效:(I)采用至少两个直立式基板同时进行薄膜沉积制程，可提高产量。(2)通过将热处理与薄膜沉积所需的腔体分离，直立式基板于薄膜沉积腔体沉积薄膜时可以具有稳定的均温性且不易变形。(3)采用精密卸片装置，能准确稳定将至少两个直立式基板推出薄膜沉积腔体外，并进入冷却腔体降温后取出直立式基板，提供一自动化且快速量产的制程，进而降低生产成本。为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1为本发明的习知技术的提高太阳能电池产能制程装置示意图；图2为本发明的可快速量产的直立式薄膜沉积装置的示意图；图3为本发明可快速量产的薄膜沉积装置另一实施例的示意图；以及图4为本发明可快速量产的直立式薄膜沉积方法的流程图。主要组件符号说明100薄膜沉积装置1001至少两个直立式基板110热处理系统1110加热腔体1111第一开口端1112第二开口端1113第一送片装置1120冷却腔体1121第三开口端
1122第四开口端1123第二送片装置1130切换装置1131第一对准感应装置1132第二对准感应装置120薄膜沉积腔体121第五开口端122第六开口端130卸片装置131卸片推杆
具体实施例方式现请参照图2，本发明快速量产的薄膜沉积装置100，包括:一热处理系统110 ; —薄膜沉积腔体120以及一卸片装置130。热处理系统110具有一加热腔体1110、一冷却腔体1120及一切换装置1130。热处理系统110用于对至少两个直立式基板1001进行一加热或一冷却制程。切换装置1130设置在加热腔体1110与冷却腔体1120底下，具有滑动的装置，例如一线性滑轨装置，可以移动承载于其上的加热腔体1110与冷却腔体1120至适当位置。热处理系统110具有一第一对准感应装置1131及一第二对准感应装置1132。其中，用于本发明的制程的该些直立式基板1001可选自玻璃、硅晶圆、不锈钢或II1-V族化合物等材料之一。薄膜沉积腔体1120设置于热处理系统110的一侧，用以对该些直立式基板1001进行一薄膜沉积制程。卸片装置130设置于薄膜沉积腔体120 的一侧且相对于热处理系统110，具有一卸片推杆131，用以将该些直立式基板1001由薄膜沉积腔体120送出至热处理系统110。于实施时，利用第一对准感应装置1131可将加热腔体1110对准薄膜沉积腔体120，此时热处理系统110的切换装置1130可移动加热腔体1110至适当位置以对准薄膜沉积腔体120。相似地，利用第二对准感应装置1132可将冷却腔体1120对准薄膜沉积腔体120，此时，热处理系统110的切换装置1130可移动冷却腔体1120至适当位置以对准薄膜沉积腔体120。第一对准感应装置1131与第二对准感应装置1132可以是机械式，例如扣环；电磁感应式:例如射频认证(RF ID);光学式:例如发光二极管(LED)、雷射、红外线感应装置。较佳地，第一对准感应装置1131与第二对准感应装置1132为一雷射，其光束波长介于IOOOnm至 2500nm。参考图2,加热腔体1110包括有一第一开口端1111 ;一第二开口端1112 ;—第一送片装置1113。第一开口端1111配置于于加热腔体1110的一侧，提供至少两个直立式基板1001由外部进出加热腔体1110的接口。第二开口端1112配置于加热腔体1110的另一侧且平行相对于第一开口端1111，提供直立式基板1001进出加热腔体1110另一侧至薄膜沉积腔体120的界面。第一送片装置1113，配置于加热腔体1110中，用以将直立式基板1001进出加热腔体1110。相似地，冷却腔体1120包括一第三开口端1121 ;—第四开口端1122 ;—第二送片装置1123。第三开口端1121配置于冷却腔体1120的一侧，提供直立式基板1001进出冷却腔体1120的界面。第四开口端1122配置于冷却腔体1120的另一侧且平行相对于第三开口端1121，提供直立式基板1001进出冷却腔体1120另一侧至薄膜沉积腔体120的界面。第二送片装置1123，配置于冷却腔体1120中，用以将直立式基板1001进出冷却腔体120。薄膜沉积腔体120包括一第五开口端121 ;—第六开口端122，配置于薄膜沉积腔体120的另一侧，且与第五开口端121平行相对。在加热制程后，第一送片装置1113将直立式基板1001由加热腔体1110的第二开口端1112送至薄膜沉积腔体120的第五开口端121，以进入薄膜沉积腔体120进行薄膜沉积制程。在薄膜沉积制程后，卸片装置130的卸片推杆131用于将直立式基板1001由薄膜沉积腔体120的第五开口端121送出并进入冷却腔体1120的第四开口端1122以进行冷却制程。薄膜沉积腔体120可为电衆增强化学气相沉积腔体(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition, PECVD)、热线丝化学气相沉积腔体(Hot-Wire Chemical VaporDeposition, HWCVD)、电子回旋共振式化学气相沉积腔体(Electron Cyclotron ResonatorChemical Vapor Deposition, ECRCVD)、常压式化学气相沉积腔体(Atmospheric PressureChemical Vapor Deposition, APCVD)、低压式化学气相沉积腔体(Low-Pressure ChemicalVapor Deposition, LPCVD)、超高真空化学气相沉积(Ultrahigh Vacuum ChemicalVapor Deposition, UHVCVD)、微波电衆增强化学气相沉积(Microwave plasma-assistedChemical Vapor Deposition, MPCVD)、有机金属化学气相沉积(Metalorganic ChemicalVapor Deposition, MOCVD)或混合物理化学气相沉积(Hybrid PhysicalChemical VaporDeposition, HPCVD)之一。较佳地，在本实施例中，薄膜沉积腔体120为电浆增强化学气相沉积腔体，且其射频电浆的操作频率介于IOMHz至100MHz之间，更佳为13.56MHz或40.68MHz。现请同时参考图2及图3，图3为本发明可快速量产的薄膜沉积装置的另一实施例。其与第2图的差异在于:第一对准感应装置1131可配置于加热腔体1110的第二开口端1112，第二对准感应装置1132可配置于冷却腔体1120的第四开口端1122。通过第一对准感应装置1131，可将加热腔体1110及薄膜沉积腔体120进行对准，通过第二对准感应装置1132，可将冷却腔体1120及薄膜沉积腔体120进行对准。需注意的是，图2中加热腔体1110与薄膜沉积腔体120的对准是通过切换装置1130将冷却腔体1120移动至第一对准感应装置1131。冷却腔体1120与薄膜沉积腔体120的对准是通过切换装置1130将加热腔体1110移动至第二对准感应装置1132。而在图3中的对准方式则是通 过第一对准感应装置1131及第二对准感应装置1132对薄膜沉积腔体120直接进行对准。现请参照图4，本发明快速量产的薄膜沉积方法，包括以下步骤:步骤(I):将至少两个直立式基板1001经由一加热腔体1110的一第一开口端1111送入加热腔体1110中以进行一加热处理；步骤(2):由配置于一切换装置1130上的一第一对准感应装置1131将加热腔体1110对准一薄膜沉积腔体120，将直立式基板1001由加热腔体1110在一第一时间内移动至薄膜沉积腔体120以进行一薄膜沉积制程；以及步骤(3):通过配置于切换装置1130上的一第二对准感应装置1132将一冷却腔体1120对准薄膜沉积腔体120，将直立式基板1001由薄膜沉积腔体120在一第二时间内移动至冷却腔体1120以进行一冷却处理。需注意的是，步骤⑵与步骤(3)中，加热腔体1110与冷却腔体1120的对准动作通过设置于加热腔体1110与冷却腔体1120底部的一切换装置1130来达成加热腔体1110与冷却腔体1120的移动。在步骤(3)中，通过一卸片装置130的一卸片推杆131将直立式基板1001由薄膜沉积腔体120送出至冷却腔体1120，其中卸片装置130设置于薄膜沉积腔体120的一侧且相对于加热腔体1110与冷却腔体1120的另一侧。第一对准感应装置1131与第二对准感应装置1132可以是机械式，例如扣环；电磁感应式:例如射频认证(RF ID);光学式:例如发光二极管(LED)、雷射、红外线感应装置。较佳地，第一对准感应装置1131与第二对准感应装置1132为一雷射，其光束波长介于IOOOnm至 2500nm。另外，步骤(3)还包括:通过冷却腔体1120中的一第二送片装置1123将直立式基板1001送出至冷却腔体1120的外部。而在步骤(2)中，加热处理的加热温度介于200°C至350°C之间。薄膜沉积腔体120为电楽■增强化学气相沉积腔体(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD),其射频电浆的操作频率介于IOMHz至IOOMHz之间，更佳为13.56MHz或40.68MHz。需注意的是，第一时间与第二时间应越短越好，以防止基板温度变动，其较佳在30秒之内。综上所述，本发明可快速量产的薄膜沉积装置与方法，在薄膜沉积制程中，通过加热制程所需的腔体与薄膜沉积制程所需的腔体分离，使至少两个直立式基板具有稳定的均温性且不易变形，稳定了至少两个直立式基板上的薄膜质量，且可应用大面积的量产制程中。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种可快速量产的直立式薄膜沉积装置，其特征在于，包括: 一热处理系统，具有一加热腔体、一冷却腔体及一切换装置，用于对至少两个直立式基板进行一加热制程或一冷却制程，切换装置具有一第一对准感应装置及一第二对准感应装置； 一薄膜沉积腔体，设置于热处理系统的一侧，用以对直立式基板进行一薄膜沉积制程；以及 一卸片装置，设置于薄膜沉积腔体相对于热处理系统的另一侧，具有一卸片推杆，用以将直立式基板由薄膜沉积腔体送出至热处理系统； 其中， 通过第一对准感应装置，热处理系统的切换装置可移动加热腔体以对准薄膜沉积腔体； 通过第二对准感应装置，热处理系统的切换装置可移动冷却腔体以对准薄膜沉积腔体。
2.根据权利要求1所述的直立式薄膜沉积装置，其特征在于，所述加热腔体包括: 一第一开口端，配置于加热腔体的一侧，提供直立式基板由外部进出加热腔体的接n ； 一第二开口端，配置于加热腔体的另一侧且平行相对于第一开口端，提供直立式基板进出加热腔体另一侧至薄膜沉积腔体的界面；以及 一第一送片装置，配置于加热腔体中，用以将直立式基板进出加热腔体。
3.根据权利要求1所述的直立式薄膜沉积装置，其特征在于，所述冷却腔体还包括: 一第三开口端，配置于冷却腔体的一侧，提供直立式基板进出冷却腔体的界面； 一第四开口端，配置于冷却腔体的另一侧且平行相对于第三开口端，提供直立式基板进出冷却腔体另一侧至薄膜沉积腔体的界面；以及 一第二送片装置，配置于冷却腔体中，用以将直立式基板进出冷却腔体。
4.根据权利要求1所述的直立式薄膜沉积装置，其特征在于，所述卸片装置的卸片推杆用于将直立式基板由薄膜沉积腔体送出至热处理系统的冷却腔体。
5.根据权利要求1所述的直立式薄膜沉积装置，其特征在于，所述薄膜沉积腔体为一电浆增强化学气相沉积腔体，且其操作频率介于IOMHz至IOOMHz之间。
6.根据权利要求5所述的直立式薄膜沉积装置，其特征在于，所述电浆增强化学气相沉积腔体的操作频率为13.56MHz及40.68MHz之一。
7.根据权利要求1所述的直立式薄膜沉积装置，其特征在于，所述第一对准感应装置与第二对准感应装置是镭射、红外线或电磁感应装置。
8.根据权利要求7所述的直立式薄膜沉积装置，其特征在于，所述第一对准感应装置与第二对准感应装置为光束波长介于IOOOnm至2500nm的镭射。
9.一种可快速量产的薄膜沉积方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(I):将至少两个直立式基板经由一加热腔体的一第一开口端送入加热腔体中以进行一加热处理； 步骤(2):由配置于一切换装置上的一第一对准感应装置将加热腔体对准一薄膜沉积腔体，将直立式基板由加热腔体在一第一时间内移动至薄膜沉积腔体以进行一薄膜沉积制程；以及 步骤(3):通过配置于切换装置上的一第二对准感应装置将一冷却腔体对准薄膜沉积腔体，将直立式基板由薄膜沉积腔体在一第二时间内移动至冷却腔体以进行一冷却处理。
10.根据权利要求9所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第一对准感应装置与第二对准感应装置雷射、红外线或电磁感应装置。
11.根据权利要求9所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在步骤(2)与步骤(3)中，加热腔体与冷却腔体的对准动作通过设置于加热腔体与冷却腔体底部的一切换装置来达成加热腔体与冷却腔体的移动。
12.根据权利要求9所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在步骤(2)中，通过加热腔体的一第一送片装置将直立 式基板送入薄膜沉积腔体进行薄膜沉积制程。
13.根据权利要求9所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在步骤(3)中，通过一卸片装置的一卸片推杆将直立式基板由薄膜沉积腔体送出至冷却腔体，其中卸片装置设置于薄膜沉积腔体的一侧且相对于加热腔体与冷却腔体的另一侧。
14.根据权利要求9所述的薄膜沉积方法，其特征在于，步骤(3)还包括:通过冷却腔体中的一第二送片装置将直立式基板送出至冷却腔体的外部。
15.根据权利要求9所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第一时间与第二时间在30秒之内。
全文摘要
本发明公开了一种可快速量产的直立式薄膜沉积装置与方法。通过将热处理与薄膜沉积所需的腔体分离，直立式基板于薄膜沉积腔体沉积薄膜时可以具有稳定的均温性且不易变形，以得到高质量的薄膜质量，可应用大面积且快速量产的制程中。
文档编号C23C16/44GK103160805SQ20111041449
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者李炳寰, 杨主见 申请人:亚树科技股份有限公司