專利名稱：基板支持框架及包含此支持框架的基板處理設備和利用此支持框架裝載與卸載基板的方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種基板處理設備，且尤其關于一種用以在基板處理設備 中支持基板的基板支持框架，及包含此支持框架的基板處理設備和利用此 支持框架裝載與卸載基板的方法。
背景技術：
為了因應化石燃料的耗盡并防止環(huán)境污染，如太陽能的潔凈能源已受 到矚目。尤其，用來將太陽能轉換成電能的太陽能電池已快速地發(fā)展。在可為硅晶圓或玻璃基板上的PN(positive-negative,正-負)接合二 極體或PIN (positive-intrinsic-negative, 正-本-負)二極體的薄非晶硅 層的太陽能電池中，由于太陽能而激發(fā)的少數載子擴散通過PN接合面，且 由PN接合二極體的兩端的電位差產生電動力。針對形成太陽能電池，需要形成抗反射層及P(positive，正)與 N(negative,負)型半導體層其中一個或P(positive,正)、I (Intrinsic, 本)與N(negative,負)型非晶硅薄膜其中一個的制程，以及蝕刻該疊層或 薄膜以形成預定的圖形的制程。近來，太陽能電池的基板尺寸日益擴大以改善產能。圖1顯示公知的 用以透過PECVE (plasma enhanced chemical vapor deposition, 電漿輔助 化學氣相沉積)法在基板上沉積薄膜的基板處理設備。在圖1中，基板處理設備lO包含腔室ll、基座12、上電極15、氣體 分配板14、氣體供應管16及排氣孔18?；?2設于由腔室11所定義的 內空間中，并將基板S裝載于基座12上。并且，基座12運作為上電極15 的相對電極。上電極15設于基座12上方且連接至RF(radio frequency,射 頻)電源17。氣體分配板14設于基座12與上電極15之間，且具有復數個 噴射孔。氣體分配板14可與上電極15結合以固定至腔室11。用以供應原料至氣體分配板14的氣體供應管16穿過上電極15的一部分，且腔室11 中的剩余氣體透過設置于腔室11的底部的排氣孔18排出。基座12可依據從基座12的中心部朝下延伸的基座支架12a的位移來 朝上及朝下移動。升降銷13穿過基座12以在基座12上裝載基板S或由基座12卸載基 板S?；?2朝下移動使得升降銷13由基座12突出，并將基板S運送至 腔室11中。且然后，將基板S設置至升降銷13上，且基座12朝上移動以 將基板S裝載于基座12上。相反地，基座在完成制程后朝下移動，使得升降銷13將基板S由基座 12向上推。因此，將基板S由基座12卸載。發(fā)明內容技術問題然而，在公知的基板處理設備中有一些問題。 一般而言，升降銷由陶 瓷材料所形成。升降銷在裝載及卸載基板期間運作為基板的支架。當升降 銷以相關于基板傾斜的狀態(tài)支持基板時，升降銷受到基板的負載，使得升 降銷發(fā)生損壞。尤其，太陽能電池的基板較半導體裝置的基板為厚。 一般而言，由于 太陽能電池的基板具有數毫米以上的厚度，所以具有相對高的重量。當由 升降銷所支持的基板具有相對高的重量時，升降銷便更加頻繁地發(fā)生損壞。 由于升降銷的損壞，故需要關閉設備以更換或修復升降銷，而降低產能。升降銷的損壞問題并不限于處理太陽能電池的基板用設備。升降銷亦 在處理其他用途的基板用設備中發(fā)生損壞。技術方案因此，本發(fā)明的實施例指向基板支持框架，及包含此支持框架的基板 處理設備和利用此支持框架裝載與卸載基板的方法，其實質上避免了所述 的相關技術的限制及缺點所致的一個或更多問題。本發(fā)明的實施例的目的在于提供一種能夠增加產能的基板處理設備。 為了達到這些及其他優(yōu)點，并依據本發(fā)明的實施例的目的，如同所實 施并廣泛地說明的， 一種基板支持框架，用以在腔室中裝載基板至基座上或由基座卸載基板，其中基板支持框架設置于基座上方，該基板支持框架包含支持基板的邊界部的本體；第一開口，穿透本體的中心部，且露出基 座的中心部；以及對應至本體的一側的第二開口，其中基板透過第二開口 設置于本體上，以與基座的中心部重疊。在另一態(tài)樣中， 一種基板處理設備包含具有內部空間的腔室；基座， 位于腔室的內部空間中，且可朝上或朝下移動；位于基座上方的電極；氣 體分配板，設置于基座與電極之間，且供應原料至腔室的內部空間中；以 及基板支持框架，包含第一及第二開口，且設置于基座上方，第一開口穿 透基板支持框架的中心部并露出基座的中心部，第二開口對應至基板支持 框架的一側，其中將基板透過第二開口運送至基板支持框架上，且其中基 板由基板支持框架所支持，并由基座利用基板支持框架上推至處理位置。在另一態(tài)樣中， 一種利用基板處理設備而將基板裝載于基座上的方法 包含將基板設置于基板處理框架上，其中基板的邊界部接觸基板支持框架， 且基板的中心部對應至第一開口；以及朝上移動基座，使得具有基板的基 板支持框架定位于預定位置，其中當基座朝上移動時，基座的中心部透過 第一開口接觸基板的中心部。在另一態(tài)樣中， 一種利用基板處理設備由基座卸載基板的方法包含朝 下移動基座，使得具有基板的基板支持框架設置在位于腔室的內部側壁的 框架支座上，以從基座分離；從基板支持框架分離基板；以及從腔室運送 基板至腔室的外側。有益效果在依據本發(fā)明的基板處理設備中，具有接觸基板底面的邊界部的基板 支持框架。由于基板支持框架包含沿著邊界部且由位于腔室的內部側壁的 框架支座所支持的本體，所以并無例如在公知的基板處理設備中升降銷損 壞的問題。因此改善了產能。


內含用以提供對于本發(fā)明的實施例進一步的了解、并結合且構成本說 明書的一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實施例，并伴隨描述用來說明本發(fā)明 的實施例的原理。在圖中圖1為公知的基板處理設備的橫剖面圖；圖2為依據本發(fā)明的實施例的基板處理設備的橫剖面圖；圖3為依據本發(fā)明的實施例的基板支持框架的透視圖；圖4顯示裝載基板的基板支持框架；圖5顯示裝載基板的基板支持框架；圖6A及6B分別為顯示裝載基板的具有框架支座的基板支持框架的橫 剖面圖；圖7為基座朝上移動時，依據本發(fā)明的基板處理設備的橫剖面圖；圖8為顯示基座與基板支持框架的接觸部分的橫剖面圖；圖9為依據本發(fā)明的實施例的基板支持框架的透視圖；圖IO為依據本發(fā)明的實施例的基板支持框架的透視圖；以及圖11為依據本發(fā)明的實施例的基板處理設備的橫剖面圖。
具體實施方式
圖2為依據本發(fā)明的實施例的基板處理設備的橫剖面圖。如圖2所示， 基板處理設備100包含腔室110、基座120、上電極160、氣體分配板150、 氣體供應管170及排氣孔112?；?20設置于由腔室110所定義的內部空 間中，且基板S裝載于基座120上。并且，基座120運作為上電極160的 相對電極。上電極160設置于基座120上方且連接至RF (radio frequency, 射頻)電源180。氣體分配板150設置于基座120與上電極160之間，且具 有復數個噴射孔152。氣體分配板150可與上電極160結合以固定至腔室 110。用以供應原料至氣體分配板150中的氣體供應管170穿過上電極160 的一部分，且腔室110中的剩余氣體經由設置于腔室110的底部的排氣孔 112排出。此外，基板處理設備100在基座120上或上方包含基板支持框架130。 (圖1的)升降銷13在裝載及卸載期間支持基板，而本發(fā)明中的基板支持框 架130支持基板S。另一方面，基板100不僅可包含基板支持框架130，并 可包含升降銷以在裝載及卸載基板S期間支持基板S。將圖3與圖2對照，基板支持框架130包含本體131以及第一及第二 開口 135及136。第一開口 135形成于本體131的前表面上，且第二開口形成于本體131的側表面。本體131具有對應至基板S的形狀。在圖3中， 本體131具有矩形外型。當基座120朝上移動時，基座120的上表面透過 第一開口 135接觸基板S的底面以上推基板S。因此，第一開口 135的形狀 依基座120的上表面的形狀來決定?；錝由機器人透過第二開口 136來 運送，以接觸本體并由本體加以支持。基板支持框架130針對第二開口 136 而定位，以對應至位于腔室110的側壁的基板入/出口(未顯示)。本體131 可具有由本體131的上表面凹入的邊緣部132，以有效地支持基板S。亦即， 邊緣部132的上表面具有小于本體131的高度。在此情形中，基板并非接 觸本體131的上表面，而是邊緣部132的上表面。當本體131具有平坦的 上表面而不具有邊緣部132時，基板S可能被誤置或錯列于本體131上。 由于基板S接觸本體131的邊緣部132并由其加以支持，故可預防以上的 問題。此外，基板支持框架130具有由基板支持框架130的底面突出、并 接觸基座120的一部分的足部133。足部133可沿本體131呈連續(xù)性。另一 方面，復數個足部133可形成為互相分離。足部可加以省略?；逯С挚蚣?30可由陽極化鋁(A1)所形成且具有一些優(yōu)點。鋁具有 對于處理氣體的化學耐受度。此外，基板支持框架130對運作為上電極160 的相對電極的基座電絕緣，以預防電漿密度不均勻?？蚣苤ё?40形成于腔室110的內部側壁?？蚣苤ё?40運作為基板 支持框架的支座。因此，只要框架支座140支撐基板支持框架130且不阻 礙基座120的動作，框架支座140便無形狀或數目上的限制。框架支座140 的高度對應至位于腔室110的側壁的基板入/出口 (未顯示)，以便于輸入或 輸出基板S。在圖6A及6B中說明了框架支座的兩實施例。在圖6A中有三框架支座 140。三框架支座140的每一個對應至基板支持框架130的各邊而設置。另 一方面，在圖6B中有四框架支座140。四框架支座140的二個位于基板支 持框架130的一側，且四框架支座140的另外二個位于基板支持框架130 的一相對側。再參照圖2，基座120可包含強化部126。強化部126可由陶瓷材料所 形成。當基座120接觸基板支持框架130的足部133時，基座120的一部 分120或足部133的陽極化膜可能磨損，使得基板支持框架130與基座120之間的電絕緣受到干擾。具有抗磨耗性質的材質(如陶瓷)的強化部126預 防了以上的問題。強化部126設置于基座120中或基座120上。在任一情 形中，當足部133接觸強化部126時，基座120應接觸基板S。參照顯示設置于基板支持框架的邊緣部上的基板的圖4,基板S以寬度 W接觸基板支持框架130的邊緣部132。寬度W可約為3毫米(mm)至約10mm。 當寬度過窄時，基板S可能具有不穩(wěn)定的定位。相反地，當寬度過寬時， 因基板支持框架130與基座120之間的溫度偏差而發(fā)生例如在邊界部的涂 布厚度不均勻的問題。此因加熱器(未顯示)設置于基座120中以加熱基板So在圖4中，邊緣部132的上表面與本體131的上表面之間的一部分向 其傾斜。此對于將基板S對準于基板支持框架130上具有優(yōu)勢。另一方面，邊緣部132的上表面與本體131的上表面之間的一部分對 其呈垂直。此對于預防薄膜形成于基板S的側面具有優(yōu)勢。圖7基座朝上移動時，依據本發(fā)明的基板處理設備的橫剖面圖?；?120的中心部接觸基板S的底面；基座120的第一外部122接觸邊緣部132 的底面；且基座120的第二外部124接觸足部133的底面。由于基座的中 心部的上表面在基座120朝上移動時接觸并上推基板S，所以第一外部122 的高度大于第二外部124的高度，并小于基座120的中心部的高度。參照顯示基座與基板支持框架的接觸部分的圖8，基座的中心部120 的厚度Dl等于或大于基板支持框架130的邊緣部132的厚度D2。在此情形 中，將基座120的中心部的厚度Dl定義為中心部與第一外部122之間的高 度差。若基座120的中心部的厚度D1小于基板支持框架130的邊緣部132 的厚度D2，則基板S無法接觸基座120，使得基板S上有溫度偏差。因此， 無法達到基板上的薄膜的均一性。當強化部126不由第二外部124的上表面突出時，足部133的厚度便 和第一與第二外部122及124之間的高度差相同。另一方面，當強化部126 由第二外部124的上表面突出時，足部133與強化部126的厚度總和與第 一及第二外部122及124之間的高度差相同。若未形成足部133，則基座 120不具有第二外部124。以下，參照圖2至7來說明裝載及卸載基板的制程。在未將基板S輸入腔室110中前，基板支持框架130設置于基座120上方，并由位于腔室 110的側壁的框架支座140所支持。基板S由機器人(未顯示)透過基板入/ 出口 (未顯示)輸入至腔室110中，并透過基板支持框架130的第二開口 136 設置于基板支持框架130的第一開口 135上方。然后，機器人(未顯示)朝 下移動，使基板S設置于基板支持框架130的邊緣部132上。在機器人(未 顯示)不存在后，腔室110的內部空間具有由真空泵(未顯示)透過排氣孔 112所產生的真空狀態(tài)。基座120朝上移動至處理位置。亦即，基座120 的中心部透過基板支持框架130的第一開口 135接觸基板S的底面，并利 用基板支持框架130上推基板S。此稱為裝載制程。當將基板S設置于處理 位置時，便透過氣體分配板150將原料噴灑在基板S上，且上電極160接 收到來自RF電源180的電力。因此，產生活化的自由基及離子所混合而成 的電漿，使得薄膜沉積于基板S上。在完成膜形成制程之后，基座120朝下移動。當基座移動120時，基 板支持框架130的本體131被框架支座140加以懸吊，使得具有基板S的 基板支持框架130由基座120分離。即使基板S因靜電而緊密地附著至基座120，仍由于基板S的足夠厚度 而在由基座120分離基板S時不損及基板S。當基座S下移至原始位置時，機器人(未顯示)進入腔室且位于基板S 下方。然后，基板S由機器人(未顯示)上推并從基板支持框架130分離， 且由腔室110輸出。此稱為卸載制程。上述的基板支持框架在側面具有開口。然而，位于側面的幵口造成溫 度偏差或電漿密度偏差。因此，產生了制程均一性。參照圖9來說明用以克服以上的問題的基板支持框架。在圖9中，開 口 135由本體131所圍繞。亦即，本體131包含四側壁而不具(圖3的)第 二開口 136。溝槽138形成于一側壁。基板由機器人200透過溝槽138運送 至開口 135中。溝槽138的數目由機器人200的臂部210的數目來決定。 在裝載或卸載期間，機器人200需要略為向上或向下移動。因此，溝槽138 的深度依據機器人200的位移來決定。圖10顯示基板支持框架的另一實施例。與圖3中的基板支持框架類似， 圖10中的基板支持框架130具有兩開口及三側壁。不若先前說明的實施例，將對應至基板支持框架130的第二開口的輔助框架190附加在基座120上。 當進行薄膜形成制程時，輔助框架的輔助邊緣部192接觸基板，使得如溫 度偏差及電漿密度偏差的問題受到完善的預防。上述的基板處理設備并不具有升降銷。然而，如圖11所示，為了預防 基板的中心部下沉，依據本發(fā)明的基板處理設備不僅包含基板支持框架， 亦包含升降銷?；錝的邊界部由基板支持框架130所支持，而基板S的 中心部由升降銷300所支持。對于本領域技術人員將顯而易見的，可在不背離本發(fā)明的精神或范疇 的情況下作出具有邊框的設備的各種修改及變化。于是，意圖使本發(fā)明涵 蓋在所附權利要求及其等同物的范圍內的本發(fā)明的修改及變化。工業(yè)實用性在本發(fā)明中，產能已因接觸基板的底面的邊界部的基板支持框架而改 善。包含基板支持框架的基板處理設備可用以處理太陽能電池、晶圓等等。
權利要求
1.一種基板支持框架，用以在一腔室中裝載一基板至一基座上或由該基座卸載該基板，其中該基板支持框架設置于該基座上方，該基板支持框架包含一本體，支持該基板的邊界部；一第一開口，穿透該本體的中心部，且露出該基座的中心部；以及一第二開口，對應至該本體的一側，其中該基板透過該第二開口設置于該本體上，以與該基座的中心部重疊。
2. 如權利要求1的基板支持框架，其中該本體包含由該本體突出至該 第一開口中并由該本體凹入的一邊緣部，且其中該基板接觸該本體的該邊 緣部。
3. 如權利要求1的基板支持框架，其中該第二開口在該本體的一側壁 包含至少一溝槽。
4. 如權利要求1的基板支持框架，更包含沿該基座由該本體突出的一 足部。
5. 如權利要求1的基板支持框架，其中該本體包含陽極化鋁。
6. —種基板處理設備，包含 一腔室，具有一內部空間；一基座，位于該腔室的該內部空間中，且可朝上或朝下移動； 一電極，位于該基座上方；一氣體分配板，設置于該基座與該電極之間，且供應一原料至該腔室 的該內部空間中；以及一基板支持框架，包含第一及第二開口，且設置于該基座上方，該第一開口穿透該基板支持框架的中心部并露出該基座的中心部，該第二開口 對應至該基板支持框架的 一側，其中將一基板透過該第二開口運送至該基板支持框架上，且其中該基 板由該基板支持框架所支持，并由該基座利用該基板支持框架上推至一處 理位置。
7. 如權利要求6的基板處理設備，其中該基板支持框架包含一第一本體及一第二本體，其中該第二本體由該第一本體突出至該第一開口中，且 具有由本體的底面起算比該第一本體更小的一高度，且其中該基板接觸該第二本體。
8. 如權利要求7的基板處理設備，其中該基座包含一第一邊緣部，該 第一邊緣部圍繞該基座的中心部，并具有由該基座的底面起算比該基座的 中心部更小的一高度，其中該基座的中心部與該第一邊緣部之間的一高度 差等于或大于該第二本體的厚度，且其中當該基座朝上移動時，該第一邊 緣部接觸該基板支持框架的該第二本體。
9. 如權利要求8的基板處理設備，其中該基板支持框架更包含由該第 一本體延伸至該基座中的一足部，且該基座更包含一第二邊緣部，使得該 第一邊緣部設置于該基座的中心部與該第二邊緣部之間，其中當該基座朝 上移動時，該第二邊緣部接觸該足部。
10. 如權利要求9的基板處理設備，更包含一谷形，該谷形接觸該第 二邊緣部并對應至該足部，使得該基座與該足部電絕緣。
11. 如權利要求6的基板處理設備，更包含通過該基座并對應至該基 板支持框架的該第一開口的一升降銷，其中該升降銷的由該腔室的底面起 算的高度與該基板支持框架的高度相同。
12. 如權利要求6的基板處理設備，更包含一輔助框架，設置于該基座上并對應至該第二開口。
13. 如權利要求6的基板處理設備，更包含位于該腔室的一內部側壁 的一框架支座，用以將該基板支持框架支持于該基座上方。
14. 如權利要求7的基板處理設備，其中該基板支持框架與該基座隔絕。
15. 如權利要求14的基板處理設備，其中該基板支持框架包含陽極化鋁。
16. —種利用權利要求6的基板處理設備而將基板裝載于基座上的方 法，包含將該基板設置于該基板處理框架上，其中該基板的一邊界部接觸該基 板支持框架，且該基板的中心部對應至該第一開口；以及朝上移動該基座，使得具有該基板的該基板支持框架定位于一預定位置，其中當該基座朝上移動時，該基座的中心部透過該第一開口接觸該基 板的中心部。
17. —種利用權利要求6的基板處理設備由基座卸載基板的方法，包含朝下移動該基座，使得具有該基板的該基板支持框架設置在位于該腔 室的一內部側壁的一框架支座上，以從該基座分離； 從該基板支持框架分離該基板；以及 從該腔室運送該基板至該腔室的外側。
全文摘要
一種基板支持框架，用以在腔室中裝載基板至基座上或由基座卸載基板，其中基板支持框架設置于基座上方，該基板支持框架包含支持基板的邊界部的本體；第一開口，穿透本體的中心部，且露出基座的中心部；以及對應至本體的一側的第二開口，其中基板透過第二開口設置于本體上，以與基座的中心部重疊。
文檔編號H01L21/683GK101622703SQ200880006621
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月27日 優(yōu)先權日2007年2月28日
發(fā)明者李龍炫 申請人:周星工程股份有限公司