CN110387539B - 晶片保持装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于接收在PECVD系统(51)中经受处理的晶片(201)的保持装置(1)，其中保持装置(1)具有接收晶片(201)的多个石墨接收板(2)，晶片(201)彼此隔开以形成间隙(3)。本文提出了，接收板(2)中的一个或多个为可使用电流恒温化的接收板，其中每一所述可使用电流恒温化的接收板具有第一和第二接触点(6、7)以承载通过所述可使用电流恒温化的接收板以对它们进行加热的电流。此外，本文还提出了，保持装置(1)具有外接收板(2a)和内接收板(2b)，其中每一内接收板(2b)设置于两个接收板(2)之间，并且其中仅内接收板(2b)为可使用电流恒温化的接收板(2b)。

Description

晶片保持装置
技术领域
本发明涉及一种晶片保持装置，一种恒温化所述保持装置的方法，以及一种具有此类保持装置的处理晶片的装置。
背景技术
在光伏行业中，为制备太阳能电池，通常需要将一个或多个层沉积于硅晶片上的晶片的表面上，例如单晶硅的晶片(c-Si晶片)或多晶硅的晶片(mc-Si晶片)。这些层可特别地为抗反射层和/或钝化层。例如通过借助于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)而沉积电介质SiNx:H，SiOxNy:H或AlOx，此类层可沉积于表面上。
在许多情况下，为使用PECVD将层沉积于硅晶片上，采用管系统，该管系统也称为PECVD系统。一般来讲，所述管系统具有在其中执行沉积的石英管。所述石英管通常具有水平纵向轴线。在层的沉积期间保持硅晶片的保持装置或石墨的基板载体可用于将晶片插入所述管系统中。此类保持装置或基板载体也称为舟皿。此类舟皿(根据其目的也称为PECVD舟皿)例如根据WO 02/20871 A1和WO 2014/194892 A1为已知的。所述管系统可具有一个以上的石英管，例如，四个或五个石英管。这些石英管合适地布置于彼此之上。所述管系统可具有提升器以克服装载站和石英管之间的高度差，舟皿在该装载站可装载有硅晶片，层在该石英管中沉积于硅晶片上。
WO 02/20871 A1所描述的PECVD舟皿具有多个石墨接收板，这些石墨接收板布置成彼此水平且竖直地绝缘。晶片附接至接收板。接收板经由输出端子另选地连接至高频发生器(HF发生器)。借助于HF发生器，可生成电容耦合辉光放电等离子体(其可例如在40kHz至数百kHz的范围内)以将层沉积于硅晶片上。应当指出的是，在电气工程中高于10kHz至20kHz的频率已被称为高频。在等离子体技术中，术语“高频”通常指代13.56MHz的值(以及谐波；“射频”(rf))。也就是说，根据等离子体技术的观点，这些仍为中频等离子体。
形成于相邻接收板之间的间隙被分成所谓的容槽，其中多个容槽可形成于一个间隙中。相对于所有间隙彼此对准的容槽各自形成一个区。如果间隙中的每一者具有多个容槽，那么舟皿则具有多个区。一个容槽中设有两个相对插口，这两个插口各自可接收一个硅晶片。两个相对接收板之间的距离(即，间隙的宽度)通常被选择为使得一个容槽中相对的两个硅晶片之间的距离为大约10mm。由于相对硅晶片之间的距离，这些硅晶片在PECVD中保持彼此电绝缘。因此，相对硅晶片之间的距离使得PECVD工艺的辉光放电等离子体在容槽内被激发成为可能。
典型PECVD舟皿具有6个至8个区，其中每个区具有20个至30个容槽。在此，一个区的容槽的数量对应于少一个的接收板的数量。通常所用的舟皿可接收约200个至400个硅晶片。
根据WO 2014/194892 A1已知的PECVD舟皿还具有多个接收板，这些接收板竖直地布置，彼此水平且绝缘。具有大体上矩形的基本形状的表面侧的接收板借助于通过接收板中的开口所引导的绝缘体彼此隔开，其中这些开口形成于接收板的边缘处。例如，绝缘体可包含陶瓷，诸如氧化铝(Al2O3)。保持销(在WO 2014/194892中被称为保持凸耳)形成于接收板的表面侧处，这些保持销被期望能将由接收板所保持的晶片保持于给定位置。WO 2014/194892 A1所描述的PECVD舟皿(类似于WO 02/20871 A1所描述的PECVD舟皿)具有触点，接收板经由这些触点可连接至HF发生器以在硅晶片上层沉积期间激励辉光放电等离子体。
接收的硅晶片借助于舟皿被输送至管系统。然后，在管系统的石英管中，在大约300℃至450℃的工艺温度下，在1mbar至2mbar的工艺压力下，以及在大约40kHz至400kHz的频率下分批利用工艺气体(诸如SiH4、NH3、H、N2和N2O)在所接收硅晶片上对脉冲辉光放电等离子体进行操作，沉积一个或多个层。为将舟皿加热至工艺温度，可提供加热设备，该加热设备通常为红外照射加热器。加热设备一般布置于相应石英管外部。热电偶可布置于石英管内部，利用该热电偶可确定借助于加热设备在石英管中所实现的温度。热电偶合适地布置成可确定水平直线上的多个位置上的温度。测量的温度可借助于控制器(特别是PID控制器)馈送至加热设备的控制环路。
然而，借助于加热设备对由舟皿所保持的硅晶片进行加热具有一些缺点。对石英管中的舟皿进行加热需要相当长的时间。总工艺持续时间(即，从舟皿至石英管中的进入至舟皿从石英管的离开的时间段，其一般为大约30至40分钟)包括加热阶段、冷却阶段以及温度稳定阶段和沉积阶段，电介质层的沉积在该沉积阶段进行。这是由于，舟皿(其以管系统外部的大约25℃至40℃的装载温度装载硅晶片并且以该装载温度进入石英管)然后必须在石英管中被加热至大约300℃至450℃的工艺温度，便于良好品质的抗反射层和/或钝化层可在沉积阶段沉积于硅晶片上。舟皿的排出(即，从舟皿取出经涂布硅晶片)同样在管系统外部的大约25℃至40℃的排出温度下进行，使得舟皿必须在石英管中或石英管外部在邻近提升器的特定等待位置从工艺温度冷却至排出温度。总之，加热阶段、冷却阶段和温度稳定阶段相比于沉积阶段耗费远远更多的时间。缩短总工艺持续时间将增加管系统的吞吐量，这继而将减小每个硅晶片的工艺成本。
另一个缺点为，舟皿在石英管中的温度分布在沉积期间为不均匀的。更特别地，一个区的外容槽(即，最靠近于石英管的内护套表面和因此靠近加热设备的容槽)具有高于内容槽(即，与内护套表面隔得较远的区的容槽)的温度。外容槽和与内护套表面隔得最远的区的容槽之间的温度差值可为至多80℃。所述温度不均匀性可仅通过延长总工艺持续时间，更特别地通过额外温度稳定时间来减小。然而，这将与管系统的吞吐量的下降相关联。此外，不均匀温度分布导致，舟皿中某些位置的钝化层未在最佳温度范围内沉积，这导致相关太阳能电池的效率的下降。
根据WO 2017/220268 A1，基板的载体为已知的。包括复合材料与玻璃基质(元素硅嵌入其中)的载体装置具有上表面和下表面。可接收基板的凹陷部形成于上表面上。与凹陷部相对的银膏或铂电阻膏的传导路径打印且烧附于下表面上。传导路径被期望于用作基板的加热设备。然而，对于每个凹陷部提供独立传导路径，这意味着高技术付出。此外，为在工艺腔室中对载体装置进行加热，需要电触点的电流通路，传导路径必须经由该电流通路来供应电流。根据DE 10 2015 004 352 A1，晶片舟皿为已知的，其中所有接收板应由电流进行加热。
发明内容
本发明的目的是消除现有技术的缺点。特别地，本发明提供一种晶片的保持装置，利用该保持装置确保了在管系统中使用PECVD的层沉积的总工艺持续时间得以减少，以及确保了在管系统中在层沉积期间的更均匀的温度分布。此外，本发明还提供了一种用于使保持装置恒温化的方法，和一种用于处理晶片的装置，该装置具有此类保持装置。
此问题通过本发明要求保护的技术方案解决。本发明合适的改进也来自于本发明要求保护的技术方案。
根据本发明，一种用于接收在PECVD系统中经受处理的晶片的保持装置得以提出。所述保持装置具有多个石墨接收板以用于接收晶片，这些晶片彼此隔开以形成间隙。接收板中的一个或多个为可使用电流恒温化的接收板，其中可使用电流恒温化的接收板各自具有第一接触点和第二接触点，以将电流送至可使用电流恒温化的接收板以对它们进行加热。所述保持装置具有外接收板和内接收板，其中每个内接收板布置于两个接收板之间，并且其中仅内接收板为可使用电流恒温化的接收板。因此，所述可使用电流恒温化的接收板为电阻加热器。
在利用根据本发明的保持装置中，所述接收板中的一个或多个可进行加热，使得在PECVD系统的处理腔室中在晶片上进行层沉积所需的工艺温度不或至少不唯一地必须借助于布置于处理腔室的外部的加热设备来实现。利用可使用电流恒温化的接收板，所述接收板可在根据本发明的保持装置进入处理腔室之前已加热。另选地或此外，所述使用电流恒温化的接收板的加热可在处理腔室中执行。所述处理腔室可为管系统的管，特别地为石英管。所述管系统为PECVD系统。根据本发明的保持装置为PECVD舟皿，并且为简便起见，称为舟皿。例如，根据本发明的保持舟皿可接收200个至400个晶片。
本发明提出了，外接收板不借助于电流加热，而布置于所述外接收板之间的接收板为可使用电流恒温化的接收板。布置于外接收板之间的接收板为较薄的接收板。因此，本文提出了，根据本发明的保持装置具有外接收板和内接收板，其中仅内接收板为可使用电流恒温化的接收板。基本上，一内接收板处于两个其它接收板之间，其中其可处于两个其它内接收板之间或外接收板和内接收板之间。
如果处理腔室中的外接收板已可借助于PECVD系统的加热设备加热，那么仅对根据本发明的保持装置的内接收板进行加热是特别有利的。所述加热设备(一般为红外照射加热器)布置于处理腔室的外部并且朝向处理腔室发出热量。如果处理腔室为管，例如石英管，那么PECVD系统的加热设备则布置于管的外护套表面上。如果根据本发明的保持装置处于处理腔室的内部，那么根据本发明的保持装置的外接收板最靠近于加热设备，并且因此接收的热量最多。因此，借助于电流仅加热内接收板可提供外接收板加热较大的补偿。这样，根据本发明的保持装置的个体接收板之间的温度不均匀性得以减小。
可进行恒温化的接收板可具有一个以上的(例如两个)第一接触点。可进行恒温化的接收板可具有一个以上的(例如两个)第二接触点。优选地，可使用电流恒温化的每个接收板具有仅一个第一接触点和仅一个第二接触点。
根据本发明的保持装置的接收板可对应于本身根据现有技术(例如WO 2014/194892 A1)已知的接收板，不同的是，可使用电流恒温化的接收板额外地具有第一接触点和第二接触点以能够将电流送至所述接收板以对它们进行加热。为向根据本发明的保持装置的接收板供应电流，可使用自身已知的保持装置(例如，WO 2014/194892 A1所描述的保持装置)的一个或多个接触开口。所述接触开口用于在处理腔室中在一个或多个层在晶片上的沉积期间接收等离子体喷枪。自身已知的保持装置具有一个或多个(一般两个)接触开口，该接触开口各自用于在其前侧上接收等离子体喷枪。如果接收板具有大体上矩形基本形状的平行表面侧，那么保持装置的前侧为作为接收板的第一窄侧的侧部，而背侧为作为接收板的第二窄侧的侧部。将电流从根据本发明的保持装置的接触开口传导至接收板是经由导电元件(例如，输出端子)实现的，该导电元件从接触开口延伸至接收板。如果接触开口用于对可使用电流恒温化的接收板进行加热，那么根据本发明的保持装置的所有接收板得以加热，即，内接收板和外接收板。根据本发明的保持装置的实施例具有这样的优点：其不需要任何额外元件或构件就能够向可使用电流恒温化的接收板供应电流。然而，一般来讲，接触开口仅处于自身已知的保持装置的前侧上，而非其背侧上。因此，本文提出了，根据本发明的保持装置具有其它接触开口，这些其它接触开口经由前侧上的接触点之外的导电元件接触恒温接收板的第二接触点。这些导电元件还可为端子。其它接触开口优选地形成于根据本发明的保持装置的背侧上。相比于形成于根据本发明的保持装置的前侧上并且自身用于经由等离子体喷枪来承载和馈送中高频功率的接触开口，形成于背侧上的接触开口仅用于承载电流以对恒温接收板进行加热。此外，形成于前侧上的接触开口也用于该目的，即，用于承载电流以对恒温接收板进行加热。根据本发明的保持装置的背侧优选地为保持装置的侧部，该侧部当保持装置处于处理腔室的内部时面向处理腔室的门侧。保持装置的背侧还可表示其气体区。
在另一个实施例中，根据本发明的保持装置具有第一接触器件以用于接触第一接触点。第一接触器件可为电极。优选地，第一接触器件具有指状物以用于接触可使用电流恒温化的接收板的第一接触点。此类电极为梳状电极。本文提出了，指状物的数量对应于可使用电流恒温化的板的数量。如果两个外接收板未借助于电流来恒温化，而是仅内接收板，那么指状物的数量对应于内接收容槽的数量，其同时为所有接收板减去两个的数量。除了第一接触器件之外，根据本发明的保持装置还具有第二接触器件以用于接触第二接触点，其中第二接触器件为电极。优选地，第二接触器件对应于第一接触器件，不同的是，其用于接触可使用电流恒温化的接收板的第二接触点。特别地，第二接触器件的指状物的数量可对应于第一接触器件的指状物的数量。在一个优选实施例中，所述可使用电流恒温化的接收板中的每一个通过第一接触器件的指状物和第二接触器件的指状物接触。在第一接触器件的指状物和第二接触器件的指状物之间流动的电流实现了与这些指状物接触的接收板的加热。
根据本发明的保持装置具有石墨接收板。在此，本文提供了，接收板包括石墨或具有承载另一种材料涂层的石墨芯。如果石墨芯承载另一种材料涂层，那么第一接触点和第二接触点被期望配置成使得石墨芯的电接触可为经由第一接触点和第二接触点。借助于电流使石墨接收板恒温化为可能的，因为石墨为良好的导电材料。将电流送至石墨接收板实现了对接收板的加热。在此，接收板为电阻加热器，该电阻加热器还称被为欧姆电阻加热器。借助于欧姆电阻加热器，可实现根据本发明的保持装置的更均匀的温度分布。术语“可恒温化的接收板”涉及使用电流加热的接收板。这不意味着，其它接收板(例如，外接收板)不可借助于其它加热设备来恒温化。然而，它们不借助于电流来恒温化。借助于等离子体喷枪，等离子体在间隙中生成，并且因此，在接收板之间的容槽中生成。
为替代自身已知的保持装置的接触开口，还可使用所述保持装置的其它接触元件以保持根据本发明的恒温接收板。
被送至可使用电流恒温化的接收板的电流可为直流电流或交流电流。交流电流优选地具有50Hz的频率。尤其优选的是，除了50Hz的频率之外，其还具有230V的电压。为向可使用电流来恒温化的接收板供电，优选地提供了所述接收板与直流电流或交流电流经由第一接触点和第二接触点的直接接触。
接收板具有晶片的插口，一个或多个层，优选地SiNx:H，SiOxNy:H或AlOx的电介质层，将借助于等离子体增强化学气相沉积在处理腔室中沉积于该晶片上。晶片可为例如硅晶片，例如，单晶硅的晶片(c-Si晶片)或多晶硅的晶片(mc-Si晶片)。
本发明还提供了一种用于使根据本发明的保持装置恒温化的方法，其中通过将电流送至所述可使用电流恒温化的接收板中的至少一个来对所述接收板进行加热。用于对一个或多个恒温接收板进行加热的电流可为直流电流或交流电流。关于交流电流的细节已在上文中得到描述。
本文提供了，通过将电流送至所述可使用电流恒温化的接收板中的至少一个来将所述接收板加热至150℃或更高，优选地200℃或更高的温度至300℃至450℃的温度。例如，所述可使用电流来恒温化的接收板可被加热至200℃的温度。对可可使用电流恒温化的接收板进行加热很大程度上减少了用以达到处理腔室中的工艺温度(其通常在300℃至450℃的范围内)所需的持续时间。利用根据本发明的保持装置，处理腔室中的工艺温度可大体上更快速地实现，这减少了总工艺持续时间，即，减少了石英管中舟皿的进入至舟皿从石英管的离开的时间段。该减少归因于，用以将保持装置以及由其接收的晶片从进入温度(保持装置以该进入温度进入PECVD系统的处理腔室，例如，管，诸如石英管)加热至工艺温度所需的加热阶段的持续时间可显著地减少。在该工艺温度下，一个或多个层的电介质材料可在处理腔室中沉积于晶片上。
非强制的是，可完全地避免借助于布置于处理腔室的外部的加热设备在处理腔室中对根据本发明的保持装置进行加热。相反，本文提供了，所述加热设备，例如，红外照射加热器，其布置于管(例如，石英管)的外护套表面上，额外地用于借助于电流对恒温接收板进行加热以在处理腔室中将根据本发明的保持装置加热到工艺温度。然而，本文还提供了，唯一地通过借助于电流而对恒温接收板进行加热，将根据本发明的保持装置加热至工艺温度而不使用布置于处理腔室的外部的加热设备。
除了加热阶段的减短之外，还可能借助于根据本发明的保持装置来实现温度稳定阶段的减短，这进一步减少了总工艺持续时间。总之，当利用根据本发明的保持装置时，可实现总工艺持续时间的数分钟的减少。这样，PECVD系统的吞吐量可增加大约20％至30％。另外，可实现增强的工艺稳定性。这可包括电参数相对于晶片在根据本发明的保持装置中的位置的较低变化。
本文提出了，对根据本发明的保持装置的接收板(其可使用电流恒温化)进行加热在保持装置进入处理腔室之前已执行。例如，本文提出了，根据本发明的保持装置通过将电流送至根据本发明的保持装置的恒温接收板，使其在进入处理腔室之前已被加热至高于大约25℃至40℃的装载温度的温度，晶片在该装载温度下插入至保持装置中。然后，对应于保持装置在处理腔室中的进入温度的所述温度为例如在150℃至300℃的范围内，例如，200℃。然后，由于进入温度和工艺温度之间的低温度差值，保持装置在处理腔室中从进入温度至工艺温度的进一步加热仅需要非常少的时间。
因此，根据本发明的方法可使恒温接收板在处理腔室之内和/或外部借助于电流进行加热。如果加热是在处理腔室的外部，那么所述加热可在加热站执行，该加热站例如在处理腔室上游邻近至叠加的4个至5个石英管的提升器。在这种情况下，将根据本发明的保持装置被从装载站输送至加热站，其中在所述装载站在大约25℃至40℃的装载温度下装载晶片，并在所述加热站被加热至进入温度。在达到进入温度后，然后将保持装置从加热站输送至处理腔室。
根据本发明的方法的其它细节已在上文根据本发明的保持装置的环境中进行描述。此外，根据本发明的方法的细节还在下文根据本发明的PECVD系统的环境中进行描述。
此外，本发明提供了一种使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理晶片的装置，其中所述装置具有处理腔室，晶片通过根据本发明的保持装置被插入该处理腔室中。对此，该装置具有电流源设备以用于向根据本发明的保持装置的接收板中的至少一个供电，这些接收板可使用电流恒温化。电流源设备可为电流源以用于向恒温接收板供应电流。该装置具有加热站以用于对保持装置进行加热，其中该加热站具有载流设备，该载流设备实现了在加热站中对保持装置的可使用电流恒温化中的至少一个的供电，其中该加热站处于处理腔室的上游。在下文中，根据本发明的装置称为PECVD系统。根据本发明的PECVD系统可用于执行根据本发明的方法。根据本发明的PECVD系统可为管系统，该管系统的处理腔室为管，例如石英管。根据本发明的PECVD系统可具有一个以上的处理腔室。
根据本发明，本文提出了，根据本发明的PECVD系统具有加热站以用于对保持装置进行加热。所述加热站具有允许对接收板的中至少一个进行供电的第一载流设备，这些接收板可在加热站借助于电流实现恒温化。第一载流设备可为可移动载流设备。加热站处于处理腔室的上游。PECVD系统还可具有两个或更多个加热站。这些加热站可进行叠加，例如类似于叠加的石英管。加热站也可为加工就绪晶片的冷却站，这些加工就绪晶片已从处理腔室中排出。
除了加热站之外，本发明还提出了，PECVD系统的处理腔室具有允许对至少一个接收板供电的第二载流设备，该至少一个接收板可在加热站借助于电流实现恒温化。对此，通路形成于处理腔室的壁中，第二载流设备穿过该通路。第二载流设备可为可移动载流设备。通路必须为密封通路，因为当于晶片上进行层沉积时必须调整处理腔室中的真空。因此，一个优点为，如果恒温接收板在加热站中使用电流的加热在处理腔室外部执行，那么其可避免处理腔室中的密封通路。根据本发明的保持装置在加热站的加热可处于大气压下。
优选地，第一载流设备和/或第二载流设备被配置为可移动载流设备。这样，可实现保持装置的恒温接收板的临时供电。可移动载流设备朝向保持装置移动以向保持装置供应电流，使得电流可从电流源设备流向恒温接收板的第一接触点和第二接触点。当恒温保持装置已达到给定温度时，可移动载流设备移动远离保持装置，使得电流中断。
可移动载流设备可为电力线路，例如线缆。这些电力线路可与载流设备移动可与第一电极和第二电极接触，这在根据本发明的保持装置的环境中得到描述。电力线路与电流源设备相连。
另选地，可移动载流设备可为第一接触器件和第二接触器件，例如，第一电极和第二电极，其在根据本发明的保持装置的环境中得到描述。第一电极和第二电极各自经由电力线路例如，线缆，与电流源设备连接。
对根据本发明的保持装置的可使用电流恒温化的接收板的加热在承载晶片上的层沉积进行之前执行。即，当通过向恒温接收板供应电流而在处理腔室中对它们进行加热时，这种加热必须在通过馈送中频或高频功率激发接收板之间的间隙中的等离子体之前执行。
由于8欧姆mm2/m的石墨的较低比电阻，电流源可能必须提供数十安培的电流以确保根据本发明的保持装置在数分钟的时间段内的加热。电流源的最大输出电流越高，此类设备的成本越高。因此，在另一个实施例中，对根据本发明的保持装置的石墨材料进行改性以增加电阻。所述改性可为例如对接收板的表面加涂层，或对根据本发明的保持装置的接收板的石墨粉添加掺加物。增加电阻(例如，通过所描述石墨材料的改性)可涉及全部或仅一部分的根据本发明的保持装置的接收板。所述部分的接收板可为例如可使用电流恒温化的接收板。因此，本文提出了，可使用电流恒温化的接收板具有相比于不可使用电流恒温化的接收板的较高的比电阻。
当设有加热站时，该加热站优选地布置于装载站和处理腔室之间。然后，可将根据本发明的保持装置从装载站输送至加热站，其中在该装载站在大约25℃至40℃的装载温度下装载晶片，并在该加热站优选地被加热至进入温度。然后，在已达到进入温度之后，将保持装置从加热站输送至处理腔室中。
根据本发明的保持装置的可使用电流恒温化的接收板在加热腔室中可加热到的温度在例如150℃至300℃的范围内。
如果根据本发明的PECVD系统具有一个以上的处理腔室，例如，四个或五个石英管，那么这些处理腔室可布置于彼此之上。为克服装载站和处理腔室之间的高度差，可设置提升器，其中根据本发明的保持装置在所述装载站装载晶片，以及该处理腔室中由电介质材料制成的层沉积于晶片上。如果在装载站所装载的保持装置不能立即被送至处理腔室，那么装载的保持装置可移动至等待站。对于已知的PECVD系统，所述等待站还可称为冷却位置。本文提出了，根据本发明提供的加热站处于所述等待位置。等待位置可形成为在空间上邻近提升器。例如，如果在PECVD系统的所有腔室中已存在保持装置，那么在装载站所装载的其它保持装置可停留在等待位置。如果加热站位于等待位置，那么停留的保持装置可通过经由加热站的电力线路向保持装置的恒温接收板供应电流进行加热。例如，停留的保持装置的可使用电流恒温化的接收板可在加热站中被加热至200℃的温度。
根据本发明的PECVD系统可具有加热设备，该加热设备布置于处理腔室的外部并且将热量释放至处理腔室中以进一步对位于其中的保持装置进行加热。热电偶可布置于处理腔室中，利用该热电偶可确定在处理腔室中借助于加热设备所达到的温度。合适地，热电偶可被布置成确定在水平直线上的数个位置处的温度。测量的温度可借助于控制器，特别是PID控制器，馈送至加热设备的控制环路。根据本发明的PECVD系统的其它细节已在上文根据本发明的保持装置和根据本发明的方法的环境中得到描述。
本发明实现了PECVD系统的吞吐量的增加，该PECVD系统用于沉积由电介质材料，诸如，例如SiNx:H、SiOxNy:H或AlOx，所制成的层。此外，本发明实现了太阳能电池的效率的改善，该太阳能电池可在石墨PECVD舟皿中进行涂覆，通过不仅经由加热设备(诸如红外照射加热器)而且经由恒温接收板的欧姆加热(即，经由传导通过PECVD舟皿的直流电流的加热)对这些舟皿进行加热。
附图说明
下文借助于实例并结合附图对本发明进行详细解释，这些实例的目的不在于限制本发明。其中：
图1为根据本发明的保持装置的第一实施例的示意性平面图；
图2为根据本发明的保持装置的第二实施例的图示(图2a：侧正视图，图2b：前侧视图，图2c：后侧视图，图2d：平面图)；
图3为根据本发明的PECVD系统的一个实施例的示意图；
图4为图1和图2以示意图所示的实施例的剖面图，其此外还示出了由接收板所保持的晶片；
图5为非根据本发明的保持装置的一个实施例；和
图6为非根据本发明的保持装置的另一实施例(图6a：侧正视图，图6b：前侧视图，图6c：后侧视图，图6d：平面图)。
具体实施方式
图1所示的根据本发明的保持装置1的第一实施例具有多个接收板2，用于以已知方式接收晶片201(参见图4)。接收板2为石墨接收板。如可看出，接收板2竖直地布置，彼此电绝缘，并彼此平行。间隙3形成于相邻接收板2之间(参见图4)。间隙3被分成所谓的容槽4(参见图4)，其中数个容槽可形成于一个间隙3中。对于所有间隙3，彼此对准的容槽4各自形成区5。如果每一间隙3均具有多个容槽，那么舟皿具有多个区。图4示出了三个区5，其中保持装置1可具有三个以上的区。一个容槽设有两个相对插口(未示出)，每一插口可接收一个晶片201。容槽4中相对的两个晶片201与接收板2保持彼此隔开。
图1所示的实施例具有可借助于电流实现恒温化的接收板和不可借助于电流来恒温化的接收板。不可恒温化的接收板为外接收板2a。内接收板2b处于外接收板2a之间。外接收板2a和内接收板2b通常以附图标记2来命名。在第一实施例中，仅内接收板2b为可恒温化的接收板。
恒温内接收板2b各自具有第一接触点6和第二接触点7。恒温内接收板2b经由这些接触点6、7接收电流。设置第一电极8和第二电极10用以向恒温内接收板2b供应电流。经由第一电力线路12连接至电流源14的第一电极8具有指状物9。每个指状物9在其第一接触点6处接触恒温内接收板2b之一，其中指状物9的数量对应于恒温内接收板2b的数量。经由第二电力线路13连接至电流源14的第二电极10具有指状物11。每个指状物11在其第二接触点7处接触恒温内接收板2b之一，其中指状物11的数量对应于恒温内接收板2b的数量。如果电流现从电流源14流动通过第一电力线路12，经由其指状物9流过第一电极8，流过其第一接触点6和第二接触点7之间的内接收板2b，经由其指状物11流过第二电极10，以及通过第二电力线路13，那么每一恒温内接收板2b均形成欧姆电阻加热器，由此它们因电流而发热。两个外接收板2a(其不是可恒温化的接收板)不具有第一接触点和第二接触点并且未被提供电流。因此，它们不可借助于电流实现恒温化。
接收板2具有大体上矩形的基本形状的平行表面侧。恒温内接收板2b的第一接触点6和第二接触点7形成于恒温内接收板2b的相对窄侧处。这样，恒温内接收板2b的均匀加热得以实现。
图2所示的第二实施例对应于第一实施例，不同的是未提供用于向恒温内接收板2b供应电流的第一电极和第二电极。相反，电流经由第一接触开口15、15'(参见图2b)送至恒温内接收板2b的第一接触点6。因此，主要目的是接收等离子体喷枪的第一接触开口15、15'用于在通过等离子体喷枪将中频或高频功率馈送至保持装置1之前接收电力线路12。电流经由输出端子(未示出)从第一接触开口15、15'被送至第一接触点6。如从图2b可看出，设有两个第一接触开口15、15'。另选地，恒温内接收板2b可连接至上第一接触开口15或下第一接触开口15'。这是由于，利用自身已知的保持装置，第一接触开口15、15'仅用于馈送中频或高频功率；但利用根据本发明的保持装置1，还可额外地用于将电流送至恒温内接收板2b的第一接触点6，使得它们可用作欧姆电阻加热器。外接收板2a未接收电流。
第二接触开口18、18'形成于根据本发明的保持装置1的背侧上(参见图2c)，然而，它们不旨在接收等离子体喷枪，而是仅用于经由端子(未示出)将电流送至恒温接收板2b的第二接触点7。与第一接触开口15、15'相比，第二接触开口18、18'不存在于常规保持装置中，因为第二接触开口对于馈送中频或高频功率不是必须的。如从图2c可看出，设有两个第二接触开口18、18'。另选地，恒温接收板2b可连接至上第二接触开口18或下第二接触开口18'。这是由于，以尽可能少的变化使得自身已知的保持装置适用于根据本发明的保持装置1。
在图2中，除了根据本发明的保持装置的接收板2之外，使接收板2保持彼此隔开绝缘体16也得以示出。另外，可接收晶片201的插口17也得以示出，其中图2a所示的外接收板2a未在其外表面19上装载晶片201，因为外表面19在处理腔室中面向内壁，在采用例如石英管的管的情况下，面向该管的内护套表面。
图3示出了根据本发明的PECVD系统51的根据本发明的一个实施例的示意图，该实施例用作对根据本发明的方法的解释。PECVD系统51具有装载站52，例如在图1和图2中所示的保持装置1在装载站52中装载晶片201。PECVD系统51还具有加热站53，在装载站52中装载的保持装置1被输送至加热站53(箭头A)。在加热站53中，装载的保持装置1通过向保持装置1的恒温内接收板2b供应电流进行加热，例如至200℃的温度。加热站53处于常规PECVD系统的等待位置。然后，加热的保持装置1被输送至提升器54(箭头B)。提升器54为PECVD系统51的一部分。在提升器54中，加热的保持装置1可被输送至PECVD系统51的处理腔室55所处的高度。然后，加热的保持装置1从提升器54中进入处理腔室55(箭头C)。在其中，通过再次向保持装置1的恒温内接收板2b供应电流或通过布置于处理腔室的外部并且作为PECVD系统51的一部分的加热设备将热量释放至处理腔室55中，或两者，保持装置1可进一步被加热。PECVD系统51还具有可叠加的多个加热站53，类似于叠加的石英管。所述加热站也可为已从处理腔室55排出的加工就绪晶片的冷却站。作为图3所示实施例的替代选择，也可提出，首先借助于提升器54将保持装置1从装载站52带至加热站53。
加热站53具有电流源设备和可移动载流设备。在一个实例中，所述电流源设备可为图2a至图2d所示的电流源14，而所述可移动载流设备可为图2a至图2d所示的电力线路12、13。在该实例中，为向保持装置1的恒温内接收板2b供电，可将电力线路12引导至接触开口15、15'处，并将电力线路13引导至接触开口18、18'处，以实现至恒温内接收板2b的接触点6、7的电连接。电力线路12、13向恒温内接收板2b输送电流，直至保持装置1的恒温内接收板2b升温至给定温度。随后，引导电力线路12远离接触开口15、15'，并引导电力线路13远离接触开口18、18'，以切断至恒温内接收板2b的接触点6、7的电连接。
如果保持装置1在处理腔室55中通过将电流送至恒温内接收板2b进行加热，那么PECVD系统51将具有布置在处理腔室外部的电流源设备、可移动载流设备和用于将所述可移动电流源设备从电流源设备处引导至处理腔室内的通路。在一个实例中，电流源设备可为图2a至图2d所示的电流源14，并且可移动载流设备可为图2a至图2d所示的电力线路12、13。在该实例中，为向保持装置1的恒温内接收板2b供电，可将电力线路12引导至接触开口15、15'，将电力线路13引导至接触开口18、18'，以实现至恒温内接收板2b的接触点6、7的电连接。电力线路12、13将电流送至恒温内接收板2b，直至保持装置1的恒温内接收板2b已被加热至给定温度。随后，将电力线路12引导远离接触开口15、15'，将电力线路13引导远离接触开口18、18'，以切断至恒温内接收板2b的接触点6、7的电连接。在电连接被切断后，接触开口15、15'可用于借助等离子体喷枪而将中频或高频功率馈送至保持装置1，以激发保持装置1的间隙中的等离子体。
图5和图6示出了未根据本发明的保持装置。这些图中所用的附图标记对应于图1和图2中所用的附图标记，不同的是已加上100。
图5所示的未根据本发明的保持装置101的实施例对应于图1所示的第一实施例，不同的是，外接收板102a也为可恒温化的接收板。因此，图5所示的实施例仅具有可恒温化的接收板102，但不具有不可恒温化的接收板。外接收板102a还各自具有第一接触点106和第二接触点107，并且可经由电极108、110的额外指状物109、111，通过这些接触点106、107向外接收板102a供应电流。与图1所示的第一实施例相比，在图5所示的未根据本发明的实施例中，所有接收板102a、102b为可恒温化的接收板。因此，当将电流由接收板承载时，所有接收板102a、102b为欧姆电阻加热器。
图6所示的未根据本发明的另一实施例对应于图5所示的实施例，不同的是未提供用于向恒温内接收板102a、102b供应电流的第一电极和第二电极。相反，电流经由第一接触开口115、115'(参见图6b)流至恒温接收板102a、102b的第一接触点106。因此，主要目的是接收等离子体喷枪的第一接触开口115、115'用于在使用等离子体喷枪将中频或高频功率馈送至保持装置101之前接收电力线路112。从第一接触开口115、115'处，电流经由输出端子(未示出)被送至第一接触点106。如从图6b可看出，设有两个第一接触开口115、115'。另选地，恒温接收板102a、102b可与上第一接触开口115或下第一接触开口115'相连。这是由于，在自身已知的保持装置中，第一接触开口115、115'仅用于馈送中频或高频功率，但在图6所示的保持装置101中，其还额外地用于将电流送至恒温接收板102a、102b的第一接触点106，使得它们可被用作欧姆电阻加热器。
第二接触开口118、118'于未根据本发明的保持装置101的背侧上形成(参见图6c)，然而，它们的目的不在于接收等离子体喷枪，而是仅用于经由端子(未示出)将承载的电流送至恒温接收板102a、102b的第二接触点107。与第一接触开口115、115'相比，第二接触开口118、118'不存在于常规保持装置中，因为第二接触开口对于馈送中频或高频功率不是必须的。如从图6c可看出，设有两个第二接触开口118、118'。恒温接收板102a、102b另选地连接至上第二接触开口118或下第二接触开口118'。这是由于，通过尽可能少的变化使得自身已知的保持装置适用于图6所示的未根据本发明的保持装置101。
在图6中，除了保持装置101的接收板102之外，还示出了绝缘体116，绝缘体116使接收板102保持彼此隔开。另外，附图还示出了可接收晶片201的插口117(参见图4)，其中图6a所示的外接收板102a未在其外表面119上装载晶片201，因为外表面19在处理腔室中面向内壁，在采用例如石英管的管的情况下，面向该管的内护套表面。
代替图1和图2所示的根据本发明的保持装置1的实施例，图3所示的根据本发明的PECVD系统还可与图5和图6所示的未根据本发明的保持装置101的实施例之一一起使用。
附图标记列表
1、101 保持装置
2、102 接收板
2a、102a 外接收板
2b、102b 内接收板
3、103 间隙
4、104 容槽
5、105 区
6、106 第一接触点
7、107 第二接触点
8、108 第一电极
9、109 指状物
10、110 第二电极
11、111 指状物
12、112 第一电力线路
13、113 第二电力线路
14、114 电流源
15、15'、115、115' 第一接触开口
16、116 绝缘体
17、117 插口
18、18'、118、118' 第二接触开口
19、119 外部
51 PECVD系统
52 装载站
53 加热站
54 提升器
55 处理腔室
201 晶片

Claims (14)

1.一种用于接收在PECVD系统(51)中经受处理的晶片(201)的保持装置(1)，其中所述保持装置(1)具有用于接收所述晶片(201)的多个石墨接收板(2)，所述晶片(201)彼此隔开以形成间隙(3)，其中所述接收板(2)中的一个或多个为能使用电流恒温化的接收板，其中每一能使用电流恒温化的接收板具有承载通过所述能使用电流恒温化的接收板以对它们进行加热的电流的第一和第二接触点(6、7)，其中所述保持装置(1)具有外接收板(2a)和内接收板(2b)，其中每一内接收板(2b)设置在两个接收板(2)之间，并且其中仅所述内接收板(2b)为能使用电流恒温化的接收板(2b)。
2.根据权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述电流为直流电流或交流电流。
3.根据权利要求2所述的保持装置，其特征在于，所述交流电流具有50Hz的频率和230V的电压。
4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的保持装置，其特征在于，其具有用于接触所述第一接触点(6)的第一接触器件，其中所述第一接触器件为电极(8)。
5.根据权利要求4所述的保持装置，其特征在于，所述第一接触器件具有指状物(9)，其中所述指状物(9)的数量对应于所述能使用电流恒温化的接收板的数量。
6.根据权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述保持装置具有用于接触所述第二接触点(7)的第二接触器件，其中所述第二接触器件为电极(10)。
7.根据权利要求6所述的保持装置，其特征在于，所述第二接触器件具有指状物(11)，其中所述指状物(11)的数量对应于所述能使用电流恒温化的接收板的数量。
8.根据权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述保持装置具有接触开口(15、15',18、18')，经其向所述能使用电流恒温化的接收板的第一接触点(6)和/或第二接触点(7)供应电流。
9.根据权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述能使用电流恒温化的接收板相比不能使用电流恒温化的接收板具有较高的比电阻。
10.一种用于恒温化根据权利要求1至9中的任一项所述的保持装置(1)的方法，所述方法特征在于，能使用电流恒温化的接收板中的至少一个通过承载通过所述接收板的电流进行加热。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，用于加热所述至少一个能使用电流恒温化的接收板的电流为直流电流或交流电流。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一个能使用电流恒温化的接收板在所述保持装置(1)进入PECVD系统(51)的处理腔室(55)之前加热至150℃至250℃的温度。
13.一种使用等离子体增强化学气相沉积处理晶片(201)的装置(51)，其中所述装置(51)具有处理腔室(55)和电流源设备(14)，所述晶片(201)通过根据权利要求1至9中任一项所述的保持装置(1)插入所述处理腔室(55)中处理，所述电流源设备(14)用于对所述至少一个能使用电流恒温化的接收板供电，其中所述装置(51)具有用于对所述保持装置(1)进行加热的加热站(53)，其中所述加热站(53)具有载流设备(12、13)，所述载流设备(12、13)在所述加热站(53)中对所述保持装置(1)的至少一个能使用电流恒温化的接收板进行供电，其中所述加热站(53)处于所述处理腔室(55)的上游。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置(51)的处理腔室(55)具有一通路，穿过所述通路，所述载流设备(12、13)在所述处理腔室(55)中对所述至少一个能使用电流恒温化的接收板进行供电。
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