本發(fā)明是有關(guān)于一種鍍膜系統(tǒng)，尤其指一種應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝的鍍膜系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

薄膜沉積為半導(dǎo)體工藝中非常常見的工藝，其包括物理氣相沉積(PVD)工藝與化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，其中反應(yīng)性等離子體沉積(reactive plasma deposition，RPD)工藝屬于一種陽極電弧熱蒸氣型的PVD工藝，由于在工藝中會產(chǎn)生高溫蒸氣，因此半導(dǎo)體基板必須與靶材具有相當?shù)木嚯x，使得部分成膜材料無法有效沉積于半導(dǎo)體基板表面，造成材料的浪費。再者，在在線(in-line)鍍膜工藝中，蒸氣中的成膜粒子較容易集中沉積在靶材正上方部分的基板表面，造成鍍膜厚度不均。因此，業(yè)界仍須持續(xù)研究改良現(xiàn)行的鍍膜系統(tǒng)，以解決上述公知技術(shù)的材料浪費與成膜厚度不均等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鍍膜系統(tǒng)，其是在基板與靶材之間設(shè)置具有偏壓的導(dǎo)電網(wǎng)柵，以吸引蒸氣中的成膜粒子朝導(dǎo)電網(wǎng)柵與基板移動，有效沉積鍍膜并減少材料浪費。再者，本發(fā)明可進一步由調(diào)整導(dǎo)電網(wǎng)柵的偏壓值而改善公知技術(shù)中鍍膜不均的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的鍍膜系統(tǒng)，用以對至少一基板進行一鍍膜工藝，該鍍膜系統(tǒng)包括一坩堝、至少一載盤(tray)以及至少一第一導(dǎo)電網(wǎng)柵(grid)。該坩堝是用來承載一靶材，由提供一電流以使該靶材產(chǎn)生包括成膜粒子的離子化蒸氣。該載盤在該鍍膜工藝中用來承載并傳送該基板至該坩堝上側(cè)，該載盤具有至少一開口，曝露出該基板的下表面，以使該些成膜粒子沉積于該基板的下表面。在進行該鍍膜工藝時，該第一導(dǎo) 電網(wǎng)柵設(shè)于該基板與該坩堝之間，且該第一導(dǎo)電網(wǎng)柵包含復(fù)數(shù)條具導(dǎo)電性的第一柵線，在相鄰的該些第一柵線之間會暴露出在其上側(cè)的該基板。并且，在進行該鍍膜工藝時，該第一導(dǎo)電網(wǎng)柵被提供至少一偏壓，該偏壓是相反于該些離子化的成膜粒子的電性，以使該第一導(dǎo)電網(wǎng)柵吸引該些成膜粒子朝該第一導(dǎo)電網(wǎng)柵加速移動。

由于本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)系在靶材與基板之間設(shè)置第一導(dǎo)電網(wǎng)柵，且對第一導(dǎo)電網(wǎng)柵施加相反于成膜粒子電性的偏壓，因此可以吸引成膜粒子朝第一導(dǎo)電網(wǎng)柵加速前進，進而有效地沉積于基板下表面上，提高材料利用率，進而降低材料耗損與成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第一實施例的裝置配置示意圖。

圖2為圖1所示第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的俯視放大示意圖。

圖3為圖1所示第二導(dǎo)電網(wǎng)柵的俯視放大示意圖。

圖4為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第二實施例的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的放大俯視示意圖。

圖5為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第三實施例的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的放大俯視示意圖。

圖6為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第四實施例的載盤與第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的俯視示意圖。

圖7為圖6所示載盤的剖面示意圖。

圖8為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第五實施例的載盤與第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的俯視示意圖。

圖9為圖8所示載盤的側(cè)面示意圖。

圖10為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第六實施例的電壓供應(yīng)示意圖。

圖11為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第七實施例的電壓供應(yīng)示意圖。

附圖中符號說明

100鍍膜系統(tǒng)；102坩堝；104載盤；1041開口；1042主框架；1043、1043b接觸組件；1043a偏壓供應(yīng)組件；1044、1045絕緣組件；106第一導(dǎo)電網(wǎng)柵；1061、1062第一柵線；108第二導(dǎo)電網(wǎng)柵；1081、1082第二柵 線；110等離子體槍；112、114傳送機構(gòu)；1121、1122、1141、1142滾動條裝置；116電壓供應(yīng)裝置；118電壓調(diào)變器；202靶材；2021成膜粒子；2022離子化蒸氣；204基板；206密度等離子體；X第一方向；Y第二方向。

具體實施方式

為能更進一步了解本發(fā)明，以下特列舉本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖，詳細說明本發(fā)明的構(gòu)成內(nèi)容及所欲達成的功效。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第一實施例的裝置配置示意圖。本發(fā)明提供一種鍍膜系統(tǒng)100，用以對至少一基板204進行一鍍膜工藝。舉例而言，本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)100可進行的鍍膜工藝包括一種物理氣相沉積(PVD)工藝，例如陽極電弧熱蒸氣PVD工藝，進一步舉例為反應(yīng)性等離子體沉積(reactive plasma deposition)工藝，但不以此為限。再者，基板204舉例可為一太陽能電池基板，而本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)100可用來在太陽能電池基板進行薄膜沉積工藝，例如沉積如氧化銦錫的透明導(dǎo)電薄膜。本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)100包括一坩堝102、至少一載盤104以及至少一第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106。坩堝102是用來承載一靶材202，其可由提供一電流以使靶材202產(chǎn)生包含成膜粒子2021的離子化蒸氣2022。載盤104是在鍍膜工藝中用來承載并傳送基板204至坩堝102上側(cè)，載盤104具有至少一開口1041，以曝露出基板204的下表面，使成膜粒子2021可沉積于基板204被曝露出的下表面。載盤104的尺寸可依實際需要而改變，也可以同時承載復(fù)數(shù)個基板204，并可包含復(fù)數(shù)個開口1041分別對應(yīng)于所承載的各基板204，圖1僅以載盤104承載一個基板204為例，但不以此為限。舉例而言，本實施例的鍍膜系統(tǒng)100可進行一在線(in-line)鍍膜工藝，亦即，在鍍膜工藝進行中，載盤104會持續(xù)沿著圖中的第一方向X移動，使基板204的各部分會依序通過坩堝102的正上方，在鍍膜工藝中，可以使一或數(shù)個載盤104持續(xù)沿著第一方向X運送基板204至坩堝102上側(cè)進行鍍膜。

另一方面，在鍍膜時，第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106會設(shè)于載盤104與坩堝102之間，并且較接近載盤104，例如第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106與載盤104之間的距離不超過10公分，但不以此為限。在較佳情況下，第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106至 少應(yīng)位于坩堝102的正上方。請同時參考圖2，圖2為圖1所示的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106的俯視放大示意圖。第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106包含復(fù)數(shù)條具導(dǎo)電性的第一柵線1061、1062，第一柵線1061、1062可由金屬或任何具導(dǎo)電性的材料所制作，例如(但不限于)銅。舉例而言，第一柵線1061、1062可以分別為一導(dǎo)線，成陣列式排列。在相鄰的第一柵線1061、1062之間會有間隙或網(wǎng)格，暴露出在其上側(cè)的基板204。在本實施例中，第一柵線1061、1062的設(shè)置分別平行于第一方向X與第二方向Y，且第二方向Y不平行于第一方向X，本實施例是以第一方向X與第二方向Y互相垂直為例，因此第一柵線1061、1062交錯排列成復(fù)數(shù)個網(wǎng)格。需注意的是，根據(jù)本發(fā)明，在進行鍍膜工藝時，第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106會被提供至少一偏壓，該偏壓是相反于離子化的成膜粒子2021的電性，以使第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106吸引這些成膜粒子2021朝第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106的方向加速移動，亦即會朝基板204的方向移動。舉例而言，成膜粒子2021為帶有正電的例子，因此第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106較佳被施加一負偏壓，以吸引成膜粒子2021。在此設(shè)計下，在蒸氣中的成膜粒子2021因為被具有負偏壓的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106所吸引，因此可以避免公知技術(shù)中大量的成膜粒子四處飄移而造成材料浪費。

再者，本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)100可選擇性地另包括一第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108設(shè)置在第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106與載盤104之間。請同時參考圖3，圖3為圖1所示鍍膜系統(tǒng)的第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108的俯視放大示意圖。第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108包含復(fù)數(shù)條具導(dǎo)電性的第二柵線1081、1082，其材料可類似于第一柵線1061、1062，不再贅述。第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108的相鄰第二柵線1081、1082之間具有網(wǎng)格或間隙，會暴露出在其上側(cè)的基板204。本實施例的第二柵線1081、1082分別沿著第一方向X與第二方向Y平行設(shè)置，如前所述，本實施例的第一方向X與第二方向Y互相垂直，但不以此為限。在進行鍍膜時，第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108被提供至少一偏壓，其相同于離子化的成膜粒子2021的電性，但與第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106的偏壓電性相反，例如本實施例是對第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108施加正偏壓，以使成膜粒子2021在通過第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106后因和第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108的電性相斥而減速，進而減少對基板204的撞擊力道。因此，第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108的設(shè)置可以有效減少成膜粒子2021對基板204的撞擊傷害。

需注意的是，第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106與第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108的網(wǎng)柵圖案或柵線排列方式并不限于圖2與圖3，例如可以僅具有沿著同一方向平行排列的柵線。并且，第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106與第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108的各柵線被施加的偏壓值可不完全相同，其實施例將在第二實施例與第三實施例中介紹。

請再參考圖1，鍍膜系統(tǒng)100可另包括至少一傳送機構(gòu)112，其包括位于圖1左側(cè)的滾動條裝置1121與位于右側(cè)的滾動條裝置1122，分別設(shè)置于基板204的輸入端與輸出端。滾動條裝置1121用來卷送出(roll out)干凈的第一柵線1061、1062至載盤104下側(cè)，而滾動條裝置1122用來將已經(jīng)使用過或表面堆積有工藝材料(例如成膜粒子2021)的第一柵線1061、1062從載盤104下側(cè)卷出，例如卷入(roll in)至滾動條裝置1122中，或是將這些用過的第一柵線1061、1062卷送至清理機臺中。滾動條裝置1121與1122的設(shè)置位置可互換，并不限于圖1所示。此外，本實施例的傳送機構(gòu)112可耦接于一電源供應(yīng)器并用來提供偏壓給第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106，但不以此為限。鍍膜系統(tǒng)100也可由其他裝置提供偏壓給第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106。類似的，鍍膜系統(tǒng)100還可另包括傳送機構(gòu)114，包括分別位于輸入端的滾動條裝置1141與位于輸出端的滾動條裝置1142(亦即分別與滾動條裝置1121和滾動條裝置1122同側(cè))，用來卷送出干凈的第二柵線1081、1082至載盤104下側(cè)，并將已經(jīng)使用過或表面堆積有工藝材料的第二柵線1081、1082從載盤104下側(cè)卷出。類似的，傳送機構(gòu)114可用來提供偏壓給第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108，不再贅述。此外，鍍膜系統(tǒng)100可另包括一等離子體槍110，用來提供高密度等離子體206以進行鍍膜工藝。

請參考圖4，圖4為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第二實施例的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的放大俯視示意圖。本實施例的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106包括沿著第一方向X平行排列的第一柵線1061，其平行于在線鍍膜工藝中基板204的傳送方向(空心箭頭所標示方向)。由于各第一柵線1061是互相平行不相接觸，因此可以彼此電性絕緣而被分別提供獨立的偏壓，例如在最外圍的第一柵線1061有較大的偏壓值，而越接近中央或越靠內(nèi)側(cè)的第一柵線1061的偏壓值越小，此設(shè)計可以使外側(cè)的第一柵線1061對成膜粒子2021有更大的吸力，以平衡基板204表面整體的鍍膜均勻度，能有效改善公知基板中央鍍膜厚度較大而外圍鍍膜厚度較小的膜厚不均的問題。需注意的是，本實施例中 的偏壓值僅為舉例，且偏壓單位為任意單位。

在圖4所示實施例中，當鍍膜系統(tǒng)100應(yīng)用于在太陽能電池基板上透明導(dǎo)電層鍍膜時，第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106的第一柵線1061可以對應(yīng)太陽能電池的手指型電極圖案而設(shè)置，可以進一步減少因為第一柵線1061遮蔽成膜粒子2021而對鍍膜均勻度的影響。換句話說，當基板上的組件設(shè)置成島狀或手指型分布時，可以設(shè)計使第一柵線1061的設(shè)置對應(yīng)基板上的組件設(shè)置(例如對應(yīng)不需鍍膜的部分)，或者與欲鍍膜的組件的設(shè)置位置錯開，以進一步降低鍍膜不均的影響。

請參考圖5，圖5為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第三實施例的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的放大俯視示意圖。本實施例的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106包括沿著第二方向X平行排列的第一柵線1061，其垂直于在線鍍膜工藝中基板204的傳送方向(空心箭頭所標示方向)。類似前一實施例，各第一柵線1061可被提供獨立且不完全相同的偏壓值，由不同偏壓值的第一柵線1061的設(shè)置位置可以調(diào)整成膜粒子2021在整個基板204表面的撞擊能量與速度以及鍍膜厚度。例如在沿著基板204的傳送方向上，由于基板204會較晚移動到第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106的后側(cè)(右側(cè))部分，因此該后側(cè)部分的偏壓值越大，而第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106越前側(cè)(左側(cè))的偏壓值越小。以基板204的傳送方向而言，上述設(shè)計可以調(diào)整基板204的前端、中央?yún)^(qū)和后端部分的鍍膜情形，同樣能均勻化整體鍍膜厚度，甚至可更精細地調(diào)整各區(qū)域的鍍膜質(zhì)量。類似的，本實施例中的偏壓值僅為舉例，且偏壓單位為任意單位，例如為伏特。

請參考圖6與圖7，圖6為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第四實施例的載盤與第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的俯視示意圖，而圖7為圖6所示載盤的剖面示意圖。在本實施例中，載盤104包括主框架1042與貫穿主框架1042的開口1041，而第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106是設(shè)置于載盤104上，固定于開口1041內(nèi)并連接至開口1041的側(cè)壁。主框架1042可由任何適合的材料制作，當主框架1042由具導(dǎo)電性的材料(例如金屬材料)制作時，載盤104可另包括絕緣組件1045設(shè)置于第一柵線1061與主框架1042之間以電性絕緣第一柵線1061與主框架1042。絕緣組件1045可以由任何適合的絕緣材料所構(gòu)成。如圖7所示，當基板204設(shè)置于載盤104上時，其會直接設(shè)置在主框架1042上并與主框架1042相接觸，而第一柵線1061會位于基板204的下側(cè)但不與基 板204相接觸。需注意的是，雖然圖6顯示的載盤104只具有一個開口1041，用來對應(yīng)所承載的一個基板204，但在不同實施例中，載盤104也可同時承載多個基板204，并包括復(fù)數(shù)個貫穿載盤104的主框架1042的開口1041，對應(yīng)各個基板204，且各開口1041中也可分別設(shè)置一第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106。本實施例的鍍膜系統(tǒng)100可另包括類似于圖1所示的傳送機構(gòu)112或清潔裝置，其可用來傳送載盤104或是可以抽出載盤104中的第一柵線1061，并且對使用過的第一柵線1061進行清潔動作，以將第一柵線1061上累積的材料清除?；蛘?，上述抽出與清潔第一柵線1061的動作也可以在裝載或卸除基板204的時候進行。

請參考圖8與圖9，圖8為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第五實施例的載盤與第一導(dǎo)電網(wǎng)柵的俯視示意圖，而圖9為圖8所示載盤的側(cè)面示意圖。在本實施例中，一個載盤104可同時承載多個基板204(未示于圖8與圖9)，并包括復(fù)數(shù)個位于主框架1042中的開口1041，圖8是以載盤104包括六個開口1041為例，但不以此為限。此外，類似于前一實施例，本實施例的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106設(shè)置于載盤104上，且包括六組第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106對應(yīng)設(shè)置于開口1041中。如圖9所示，主框架1043的左右兩側(cè)下部可包括接觸組件1043，其可用來與外部的載盤傳送裝置相接，以用來在在線鍍膜系統(tǒng)中傳送載盤104。本實施例的其中一個接觸組件1043可當作偏壓供應(yīng)組件1043a，用來提供前述的偏壓給第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106，且當主框架1042主要由導(dǎo)電材料構(gòu)成時，偏壓供應(yīng)組件1043a可由一絕緣組件1044而絕緣于主框架1042的其他部分。主框架1043的其他接觸組件1043(例如左側(cè)的接觸組件1043b)則可耦接于一接地裝置，使主框架1042的其他部分接地。值得注意的是，本發(fā)明第四實施例與第五實施例的載盤104設(shè)計可互相搭配應(yīng)用，例如第五實施例中的各第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106與主框架1042連接處都設(shè)有絕緣組件1045，或是第四實施例的載盤104包括第五實施例的絕緣組件1044與偏壓供應(yīng)組件1043a，不再贅述。

請參考圖10，圖10為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第六實施例的電壓供應(yīng)示意圖。在本實施例中，鍍膜系統(tǒng)100可另包括一電壓供應(yīng)裝置116，以提供偏壓給第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106。其中，電壓供應(yīng)裝置116可分別提供偏壓給多個載盤104，或是提供給同一載盤104上的多個第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106。電壓 供應(yīng)裝置116可以包括一直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC converter)，也可以包括一電壓倍增器(voltage multiplier)與一交流電壓源(AC input supplier)，但不以此為限。舉例而言，當電壓供應(yīng)裝置116包括直流-直流轉(zhuǎn)換器時，其可以另包括一高壓電源供應(yīng)器，輸出較大的直流電流給直流-直流轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)由直流-直流轉(zhuǎn)換器輸入適當?shù)钠珘航o各第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106。此外，直流-直流轉(zhuǎn)換器也可與主框架1042耦接并使主框架1042接地。

請參考圖11，圖11為本發(fā)明鍍膜系統(tǒng)的第七實施例的電壓供應(yīng)示意圖。與第六實施例相較，本實施例的鍍膜系統(tǒng)100可另包括復(fù)數(shù)個電壓調(diào)變器(voltage modulator)118耦接于電壓供應(yīng)裝置116，且各電壓調(diào)變器118分別對應(yīng)于第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106的其中之一，以個別提供各第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106不同的偏壓值。此設(shè)計的優(yōu)點是在在線鍍膜工藝中，可以由不同偏壓值的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106而針對各工藝時間點中成膜粒子2021對基板204的撞擊能量，或是調(diào)整不同時間點的鍍膜厚度。并且，上述偏壓值的調(diào)整與設(shè)定可以由程序所控制。值得注意的是，雖然圖11繪制出復(fù)數(shù)個載盤104當作例子以作為說明，但實際上也可以是同一個載盤104上設(shè)置復(fù)數(shù)個彼此電性絕緣的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106(例如圖8所示)，而各電壓調(diào)變器118分別對應(yīng)耦接一或數(shù)個第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106，使得該載盤104上的各第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106具有不完全相同的偏壓值，又或者使各第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106被施加的偏壓值皆不相同。

上述本發(fā)明第二實施例至第七實施例中第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106的設(shè)置方式與提供偏壓給第一導(dǎo)電網(wǎng)柵106的方式都可應(yīng)用于第二導(dǎo)電網(wǎng)柵108中，不再贅述。由上述可知，本發(fā)明由在基板與靶材之間提供與成膜粒子電性相反的第一導(dǎo)電網(wǎng)柵，可以吸引成膜粒子集中朝第一導(dǎo)電網(wǎng)柵以及基板的方向移動，并有效沉積在基板表面，大幅減少材料的浪費。并且，藉由使不同第一柵線具有不完全相同的偏壓值，還可以改善鍍膜的均勻性，進一步調(diào)整鍍膜品質(zhì)。再者，由在第一導(dǎo)電網(wǎng)柵與基板之間設(shè)置和成膜粒子電性相同的第二導(dǎo)電網(wǎng)柵，可以降低成膜粒子撞擊基板的速度與能量，減少基板的傷害，同樣能提高產(chǎn)品良率。此外，上述導(dǎo)電網(wǎng)柵可以與載盤相結(jié)合，減少傳送裝置或傳送機構(gòu)的設(shè)置，并且還可搭配電源供應(yīng)裝置以及清潔裝置的設(shè)置，進一步提高整體工藝效率與良率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。