[发明专利]工艺模块设施

说明书

技术领域

本发明所描述的实施例大体上有关于一种用来处理基板的系统 (system)以及方法，其中该基板举例但不限于玻璃与其它使用于太阳能或 光伏(photovoltaics，PV)工业的基板，以及使用于半导体工业的晶片。 且本发明描述的实施例特别是有关于一种包含一个或多个横向移动室 (mobile transverse chamber)在多个工艺模块(process module)之间传 输基板的系统与方法。

背景技术

半导体元件、平面显示面板以及光伏或太阳能电池的制作需要对各种 基板执行多重的工艺，例如蚀刻、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、溅镀(sputtering)以及清洁等工艺，以制作预定的装 置或产品。这些工艺可能由一单一且个别的工艺机台(process tool)或模 块(module)来分别执行一单一的工艺步骤。由于必须进行多重的工艺步 骤，基板便必须由一工艺机台被传送至下一工艺机台，因此容易导致基板 的破损或污染。再者，在不同工艺机台之间传送基板会增加整体工艺时间 与制造成本。

业界已使用了多种工艺建构设计。传统一贯式作业生产线制造系统 (inline processing tool)的流程是使多个工艺机台以线型方式设置，并 依序将基板由一工艺机台传送至下一工艺机台，为业界所知，其具有流程 效率不佳的问题，特别是当各工艺机台需要不同的工艺时间时。举例而言， 当经由较快速的工艺机台处理完成的基板必须各别等待工艺时间较漫长 的下游工艺机台以进行下一工艺时，便会产生流程瓶颈。

因此，业界研发出了系统建构设计，以提供能进行多重工艺的多重工 艺机台。常见的多重工艺机台例如丛聚式(cluster)系统。丛聚式系统使 用了以环状方式排列的多个工艺反应室单元(process chamber unit)，这 些工艺反应室单元基本上会连接于一单一且巨大而不能移动的真空传送 室(vacuum transfer chamber)，其具有一真空传送搬运装置(vacuum transfer robot)，以将基板经由多个装卸室(load lock chamber)而在上 述工艺反应室(process chamber)之间传送。由于基板是在单一的工艺设 备内被传送而进行不同的工艺，其被污染的可能性便因而降低。此外，基 板可以更快速地在工艺反应室单元之间被传送，能缩短整体工艺时间。

然而，传统的丛聚式系统仍然有几点明显的限制条件。第一，丛聚式 系统所包含的工艺设备在实际上有其数量限制。为了将工艺设备加至丛聚 式系统的群组设备中，必须增加传送室的尺寸以提供足够的空间来将基板 由传送室传输到工艺反应室单元，因此需要具有较长伸展距离的传送搬运 装置。再者，若需要在原群组设备中再加入一新的机台，而当目前的丛聚 式设备没有足够的空间来容纳这个新机台时，则便必须设计一全新的丛聚 式设备。因此，这样的系统设计不利于更新与扩充。

第二点，上述大型固定的真空传送室具有复杂的机械设计，且不易供 大型基板的传送使用。举例而言，用来制作光伏或平面面板的大尺寸玻璃 或硅基板便需要较大的旋转半径，以转动对应的大型真空传送室，同时需 要大型真空泵与昂贵的搬运装置元件才能快速地进行上述的基板传送程 序。

再者，制作这类光伏与半导体产品所需要的工艺步骤可能有各种不同 的工艺时间周期，会在工艺产线上导致严重的瓶颈。例如在制作光伏电池 时，需要以沉积工艺制作各种厚度的多层薄膜。通常本征层(intrinsic layer，I-layer)、N型掺杂层(n-doped layer，N-layer，或称负型层) 以及P型掺杂层(p-doped layer，P-layer，或称正型层)的沉积工艺需要 明显不同的沉积时间，以达到预定的薄膜层厚度。若在沉积一工艺时间较 短的膜层之后，接着要再进行一需要较长工艺时间的膜层沉积时，第二膜 层的制作便会产生瓶颈，进而限制影响了生产效率，此问题在连续式或一 贯式作业的制造程序中会更加明显，而在多重接面型(multiple junction) 光伏电池的制作中，上述问题又更加严重。

所以，已知系统与流程仍需要被进一步改善。

发明内容