室；一個(gè)或更多個(gè)電解質(zhì)沉積腔室；以及鋰沉積腔室。工廠1000還包括:第三處理工具1008，用以進(jìn)行快速熱處理；第四處理工具1010，用以沉積介電層；以及第五處理工具1012，用以執(zhí)行反應(yīng)性離子蝕刻。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，工廠1000還包括額外的處理工具1014、1016、1018與1020，用以執(zhí)行制造薄膜電池中的處理操作。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖10所示，處理工具1014被配置為沉積聚合物層，處理工具1016被配置為進(jìn)行光刻暴露與光刻膠剝離操作，處理工具1018被配置為進(jìn)行蝕刻與清洗操作，而處理工具1020被配置為進(jìn)行其上制造有薄膜電池的晶片的激光劃線。類似于圖9，分別用于金屬層與有源層的第一工具組1002與第二工具組1006可裝配板上退火腔室。取決于整合方案，有可能在異位圖案化過程中將氣敏層的側(cè)壁暴露。上述實(shí)例中，需要設(shè)置適當(dāng)工具以排除空氣暴露、例如通過以手套箱接合或群集腔室以進(jìn)行直接傳送。
[0049]圖11描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用無掩模整合工藝的在線大面積涂覆器薄膜電池制造工廠的方塊圖。
[0050]參照圖11，利用無掩模整合工藝的制造薄膜電池的工廠1100包括第一處理工具1102，用以沉積有源層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖11所示，第一處理工具1102包括:多個(gè)陰極沉積腔室1104、金屬沉積腔室1106、多個(gè)電解質(zhì)沉積腔室1108與多個(gè)鋰沉積腔室1110。工廠1100還包括第二處理工具1112，用以沉積金屬或半導(dǎo)體層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第二處理工具1112包括多個(gè)金屬腔室1114。在實(shí)施例中，工廠1100還包括額外的處理工具1116、1118、1120、1122與1124，用以執(zhí)行制造薄膜電池中不同的處理操作。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖11所示，處理工具1116被配置為進(jìn)行快速熱處理，工具1118被配置為沉積聚合物層，處理工具1120被配置為進(jìn)行光刻暴露與光刻膠剝離操作，處理工具1122被配置為進(jìn)行蝕刻與清洗操作，而處理工具1124被配置為在其上制造有薄膜電池的晶片的激光劃線。此沉積工具的特定構(gòu)造是用于陰極，所述陰極為非氣敏(具有或不具有退火)或氣敏但不需要鋰陽極的退火?？衫孟嗨聘拍钊菀籽苌銎渌愋偷年帢O-陽極對與工藝整合流程的類似構(gòu)造。
[0051]圖12描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)計(jì)用于高產(chǎn)量的利用無掩模整合工藝的在線大面積涂覆器薄膜電池制造工廠的方塊圖。
[0052]參照圖12，設(shè)計(jì)用于高產(chǎn)量的利用無掩模整合工藝制造薄膜電池的工廠1200包括第一處理工具1202，用以沉積電解質(zhì)與陽極層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖12所示，第一處理工具1202包括:多個(gè)電解質(zhì)沉積腔室1204、一個(gè)或更多個(gè)金屬沉積腔室1206以及一個(gè)或更多個(gè)鋰沉積腔室1208。工廠1200還包括第二處理工具1210，用以沉積陰極層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖12所示，第二處理工具1210包括多個(gè)陰極沉積腔室1212。工廠1200還包括第三處理工具1214，用以沉積金屬或半導(dǎo)體層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第三處理工具1214包括多個(gè)金屬腔室1216與多個(gè)半導(dǎo)體腔室1218。在實(shí)施例中，工廠1200還包括額外的處理工具1218、1220、1222、1224、1226與1228，用以執(zhí)行制造薄膜電池中的各種工藝操作。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖12所示，處理工具1218被配置為進(jìn)行快速熱處理，工藝處理工具1220被配置為沉積聚合物層，處理工具1222被配置為進(jìn)行光刻暴露與光刻膠剝離操作，處理工具1224被配置為進(jìn)行蝕刻與清洗操作，處理工具1226被配置為進(jìn)行激光燒蝕，而處理工具1228被配置為用于介電層沉積。針對LiCoO2-Li電池建立此特殊系統(tǒng)?？衫孟嗨聘拍钊菀籽苌銎渌愋偷年帢O-陽極對與處理整合流程的類似構(gòu)造。
[0053]圖13描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組合式200毫米與在線大面積涂覆器薄膜電池制造工廠的方塊圖。此實(shí)例中，在線工具將處理多個(gè)200毫米工具兼容的基板。
[0054]參照圖13，制造薄膜電池的工廠1300包括第一處理工具1302，用以沉積金屬或半導(dǎo)體層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第一處理工具1302包括鋰腔室1304。第一處理工具1302可裝配圖7與圖8所示的板上退火腔室。工廠1300還包括在線第二處理工具1306，用以沉積有源層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖13所示，第二處理工具1306包括:多個(gè)陰極沉積腔室1308、一個(gè)或更多個(gè)金屬沉積腔室1310、多個(gè)電解質(zhì)沉積腔室1312以及一個(gè)或更多個(gè)鋰沉積腔室1314。工廠1300還包括:第三處理工具1316，用于進(jìn)行快速熱處理；第四處理工具1318，用以沉積介電層；以及第五處理工具1320，用以執(zhí)行反應(yīng)性離子蝕刻。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，工廠1300還包括額外的處理工具1322、1324、1326與1328，用以執(zhí)行制造薄膜電池中的工藝操作。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖13所示，處理工具1322被配置為沉積聚合物層，處理工具1324被配置為進(jìn)行光刻暴露與光刻膠剝離操作，處理工具1326被配置為進(jìn)行清洗操作，而處理工具1328被配置為進(jìn)行其上制造有薄膜電池的晶片的激光劃線。
[0055]在本發(fā)明另一方面中，提供遮光掩模式整合方案的在線工廠模型。在實(shí)施例中，原位執(zhí)行掩模對準(zhǔn)與管理。在一個(gè)實(shí)施例中，工具組是基于示范性工藝整合方案且可容易適應(yīng)于整合流程中的任何改變。圖14描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有包括原位掩模管理的掩模式整合的用于制造薄膜電池的高容量制造工具組的方塊圖。
[0056]參照圖14，具有包括原位掩模管理的掩模式整合的用于制造薄膜電池的工廠1400包括系統(tǒng)1402，所述系統(tǒng)1402具有多個(gè)處理工具，用以沉積有源層、金屬與半導(dǎo)體。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，系統(tǒng)1402包括:第一處理工具1404，用以沉積金屬與介電層；第二處理工具1406，用以沉積半導(dǎo)體層；第三處理工具1408，用以沉積電解質(zhì)層；第四處理工具1410，用以沉積陰極層；以及第五處理工具1412，用以沉積金屬層。工廠1400還包括:系統(tǒng)1414，用以沉積聚合物；以及系統(tǒng)1416，具有用以形成保護(hù)涂層的數(shù)個(gè)處理工具。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，系統(tǒng)1416用于保護(hù)涂層沉積與圖案化。此特定構(gòu)造描繪能夠具有兩個(gè)不同掩模操作的多層與材料系統(tǒng)。因此，三個(gè)整合式模塊1418、1420與1422可用于通用或特定材料(諸如，介電與金屬層)以及圖案化的蝕刻處理的組合。圖14還繪示掩模管理系統(tǒng)的單元。例如，1450是旋轉(zhuǎn)-對準(zhǔn)模塊，而1452是掩模存儲區(qū)，具有不同的掩模負(fù)載/卸載端口，以在不排空對應(yīng)腔室下再生與重新裝載。
[0057]在本發(fā)明另一方面中，提供具有標(biāo)準(zhǔn)蒸鍍工具的工廠模型。圖15描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用標(biāo)準(zhǔn)鋰蒸鍍工具的200毫米薄膜電池制造工廠的方塊圖。此構(gòu)造可用于處理氣敏陰極材料。
[0058]參照圖15，用于制造薄膜電池的工廠1500包括第一處理工具1502，用以沉積金屬或半導(dǎo)體層以形成薄膜電池的接觸。工廠1500還包括第二處理工具1504，用以沉積陰極層、電解質(zhì)層與鋰。第二處理工具1504包括:第一群集工具1550，用以沉積陰極層；以及第二群集工具1552，用以沉積電解質(zhì)層。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖15所示，第一群集工具1550裝設(shè)有熱退火腔室1554以進(jìn)行原位退火，但不裝設(shè)沉積鋰或含鋰層的腔室。反之，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第二處理工具1504包括標(biāo)準(zhǔn)鋰蒸鍍工具1556，所述鋰蒸鍍工具1556裝設(shè)有將標(biāo)準(zhǔn)鋰蒸鍍工具1556耦接至第一群集工具1550與第二群集工具1552的一個(gè)或更多個(gè)手套箱(GB)。
[0059]再次參照圖15，工廠1500還包括第三處理工具1506，用于進(jìn)行快速熱處理；第四處理工具1508，用以通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)來沉積層；第五處理工具1510，用以執(zhí)行反應(yīng)性離子蝕刻；以及第六處理工具1512，用以沉積薄膜電池的特制層、例如聚合物層。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖15所示，第四處理工具1508耦接至手套箱(GB)以符合特制處理需求。
[0060]圖16描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)計(jì)用于高產(chǎn)量的利用單一掩模整合工藝的在線大面積涂覆器薄膜電池制造工廠的方塊圖。
[0061]參照圖16，利用單一掩模整合工藝的薄膜電池制造工廠1600(設(shè)計(jì)用于高產(chǎn)量)包括第一處理工具1602，用以沉積電解質(zhì)與鋰基層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖1