CN114023620B - 一种用于处理基片的处理站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于处理基片的处理站，该处理站包括上腔室本体、设于上腔室本体的第一电极、下腔室本体、设于下腔室本体的第二电极、设于下腔室本体的基座、由导电材料制成的托盘、上腔室本体的底端设有射频垫圈。托盘与上腔室本体分离，托盘用于承载基片，托盘的尺寸大于基座的尺寸；当基座被加热向上运动直至接触托盘的背面，且推动托盘的正面部分边缘与射频垫圈相接触，使得托盘通过射频垫圈与上腔室本体之间构成接地回路。该处理站用于改善基片上的等离子体沉积或蚀刻不均匀性的问题，实现了将等离子体集中在基片区域上以，最大化等离子体对基片表面沉积或蚀刻的效果。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种用于处理基片的处理站。
背景技术
在基片的处理过程中，基片被承载在托盘上，然后承载了基片的托盘被传送到处理站的反应腔室中进行处理。处理站具有基座，该基座形成电极接地的一部分。当基座上下移动时，接地连接可能是通过不同的材料连接，因此可能在反应腔室内产生不同的电位。接地电位之间的差异会导致电弧，而且还会干扰基片上的等离子体沉积或蚀刻的均匀性。
因此，亟需一种处理站可以改善基片上的等离子体沉积或蚀刻不均匀的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于处理基片的处理站，用于改善基片上的等离子体沉积或蚀刻不均匀性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种用于处理基片的处理站，所述处理站包括上腔室本体、设于上腔室本体的第一电极、下腔室本体、设于下腔室本体的第二电极、设于下腔室本体的基座、由导电材料制成的托盘、上腔室本体的底端设有射频垫圈；
所述托盘位于所述上腔室本体和所述下腔室本体所构成的腔体中，所述托盘与所述上腔室本体分离，所述托盘用于承载基片，所述托盘的尺寸大于基座的尺寸；这种设置能够确保等离子体不会泄露到基座上，从而避免背面的基片受到污染。
当基座被加热，基座向上运动直至接触托盘的背面，且推动托盘的正面部分边缘与射频垫圈相接触，使得所述托盘通过射频垫圈与上腔室本体之间构成接地回路。这种设置能够实现良好的周边接地以确保射频的良好返回路径，使得密闭腔体内的接地电位相同，因此不会产生电弧，并且消除因为接地电位不同对基片上方等离子体均匀性的影响。
可选的，所述下腔室本体外侧设有第一喷头，所述第一喷头用于在托盘的正面部分边缘与射频垫圈相接触时，向上腔室本体和托盘的接触点外吹扫非反应性气体，形成气体屏障。通过非反应性气体形成的气体屏障阻挡托盘与射频垫圈相接触部分外侧的沉积或蚀刻，有助于保持托盘清洁并且消除对托盘的定期清洁的需要，实现减少交叉污染的同时省去了清洁托盘的繁琐步骤；另外值得说明的是，当密闭腔体内为负压的真空环境时，非反应性气体形成的气体屏障能够阻挡空气进入，避免外界空气进入上腔室本体造成污染。
在一种可选的实施例中，所述子模块框架置于所述托盘的内侧，当基座向上提升时支撑所述托盘；同时，射频垫圈的底端面推压子模块框架的顶端面，所述第二电极通过机械的方式连接基座，当所述第二电极接触或靠近子模块框架时，所述基座能够隔热，减少所述第二电极向所述托盘的热传递，这种设置有利于减少与生产无关的热传递，提升安全性的同时节约能源。
可选的，所述下腔室本体内侧设有第二喷头，第二喷头用于向所述基座的背面吹扫非反应性气体，当基座向上移动时，基座底侧与下腔室本体内侧出现空隙，第二喷头向所述基座的背面吹扫非反应性气体，实现保持基座清洁并且避免托盘在从一个处理站移动到下一个处理站时的交叉污染。
可选的，所述托盘上设有具有开口的子模块框架，所述子模块框架活动设置于所述托盘。通过子模块框架覆盖托盘的一侧，从而确保托盘保持清洁并且消除对托盘的定期清洁的需要。
可选的，当托盘的正面部分边缘与射频垫圈相接触，第一电极、托盘和上腔室本体之间形成密闭腔体。实现了将等离子体集中在基片区域上以，最大化等离子体对基片表面沉积或蚀刻的效果。
可选的，所述密闭腔体为真空环境，有助于减少空气中的杂质混入密闭腔体，确保等离子体反应效果。
可选的，所述基座的下方设有加热器，所述加热器用于提供等离子反应温度。
可选的，所述第一电极设有气体喷头，用于向托盘上的基片吹扫等离子体。
可选的，所述第一电极是可移动的，可用于调整第一电极和托盘之间的间隙。
可选的，所述第一电极到托盘的距离可调整范围为[5,30]mm，通过这种设置能够调整托盘内整个区域的等离子体沉积速率和沉积均匀性，有助于优化生产工艺，提升产品品质。
在可选的一种技术方案中，所述子模块框架一侧设有薄膜，所述薄膜耦合到所述子模块时，所述薄膜处于张紧状态，这种设置有利于保持基片的待处理表面位于同一平面上。值得说明的是，子模块框架可能需要周期性的清洁或更换薄膜，但是子模块框架的清洁成本将比托盘的清洁成本更便宜，有助于节省成本。
在可选的一种技术方案中，所述薄膜的一侧通过背胶层粘合有基片，所述薄膜开口面积小于所述基片的总面积，这种设置操作简便，能够确保基片不会在子模块框架移动的途中掉落。
值得说明的是，在可选的另外一种技术方案中，所述子模块框架的一侧设有一个或多个夹具，所述基片经由夹具耦合到所述薄膜，这种设置能够免去在薄膜开口的一侧边缘设置背胶层的步骤，且能够避免基片表面残留背胶的污染问题。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明图1的A-A剖面图；
图3为本发明图2的B-B剖面图；
图4为本发明基片表面形成本征半导体层的流程图；
图中：1-托盘、2-基座、3-薄膜、4-子模块框架、5-上腔室本体、6-第一电极、7-第二电极8-射频垫圈、9-下腔室本体、10-加热器、11-第一喷头、12-第二喷头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题，本发明的实施例一提供一种用于处理基片的处理站，如图1所示，该处理器包括上腔室本体5、设于上腔室本体5的第一电极6、下腔室本体9、设于下腔室本体9的第二电极7、设于下腔室本体9的基座2、由导电材料制成的托盘1、上腔室本体5的底端设有射频垫圈8。
在图1中的（a）中，所述第一电极6设有气体喷头，用于向托盘1上的基片吹扫等离子体。托盘1位于所述上腔室本体5和所述下腔室本体9所构成的腔体中，所述托盘1与所述上腔室本体5分离，所述托盘1用于承载基片，所述托盘1的尺寸大于基座2的尺寸；这种设置能够确保等离子体不会泄露到基座2上，从而避免背面的基片受到污染。
在图1中的（b）中，当基座2被加热器加热，基座2向上运动直至接触托盘1的背面，且推动托盘1的正面部分边缘与射频垫圈8相接触，使得所述托盘1通过射频垫圈8与上腔室本体5之间构成接地回路。这种设置能够实现良好的周边接地以确保射频的良好返回路径，使得密闭腔体内的接地电位相同，因此不会产生电弧，并且消除因为接地电位不同对基片上方等离子体均匀性的影响。
另外，当托盘1的正面部分边缘与射频垫圈8相接触，第一电极6、托盘1和上腔室本体5之间形成密闭腔体。可选的，所述密闭腔体为真空环境。一方面，实现了将等离子体约束在托盘区域，最大化等离子体对基片表面沉积或蚀刻的效果；另一方面，真空环境有助于减少空气中的杂质混入密闭腔体，确保等离子体反应效果。
可选的，图2为图1的A-A剖面图，图3为图2的B-B剖面图，所述下腔室本体9外侧还设有第一喷头11，所述第一喷头11用于在托盘1的正面部分边缘与射频垫圈8相接触时，向上腔室本体5和托盘1的接触点外吹扫非反应性气体，形成气体屏障。通过非反应性气体形成的气体屏障阻挡等离子体扩散到上腔室本体，有助于保持上腔室本体的清洁，减少交叉污染。另外值得说明的是，当密闭腔体内为负压的真空环境时，非反应性气体形成的气体屏障能够阻挡空气进入，避免外界空气对基片的沉积造成污染。
在一种可选的实施例中，如图3所示，所述子模块框架4置于所述托盘1的内侧，当基座2向上提升时支撑所述托盘1；同时，射频垫圈8的底端面推压子模块框架4的顶端面，所述第二电极7通过机械的方式连接基座2，当所述第二电极7接触或靠近子模块框架4时，所述基座2能够隔热，减少所述第二电极7向所述托盘1的热传递，这种设置有利于减少与生产无关的热传递，提升安全性的同时节约能源。
可选的，在图1中，所述下腔室本体9内侧设有第二喷头12，第二喷头12用于向所述基座2的背面吹扫非反应性气体，当基座2向上移动时，基座2底侧与下腔室本体9内侧出现空隙，第二喷头12向所述基座2的背面吹扫非反应性气体，实现保持基座2清洁，以避免托盘1在从一个处理站移动到下一个处理站时带来的交叉污染。
可选的，在图2中，所述托盘1上设有多个具有开口的子模块框架4，所述子模块框架4活动设置于所述托盘1。通过子模块框架4覆盖托盘1的一侧，从而确保托盘1保持清洁并且消除对托盘1的定期清洁的需要。
可选的，在图1中，所述基座2的下方设有加热器10，所述加热器10用于提供等离子反应温度。
一种可能的实施例中，所述子模块框架4一侧设有薄膜，所述薄膜耦合到所述子模块时，所述薄膜处于张紧状态，这种设置有利于保持基片的待处理表面位于同一平面上。值得说明的是，子模块框架4可能需要周期性的清洁或更换薄膜，但是子模块框架4的清洁成本将比托盘的清洁成本更便宜，有助于节省成本。
一种可能的实施例中，所述薄膜的一侧通过背胶层粘合有基片，所述薄膜开口面积小于所述基片的总面积，这种设置操作简便，能够确保基片不会在子模块框架4移动的途中掉落。
值得说明的是，在另外一种可能的实施例中，所述子模块框架4的一侧设有一个或多个夹具，所述基片14经由夹具耦合到所述薄膜3，这种设置能够免去在薄膜开口的一侧边缘设置背胶层的步骤，且能够避免基片表面残留背胶的污染问题。
实施例二
实施例二是基于实施例一的方案，其改进之处在于，本发明提供一种用于处理基片的处理站的使用方法，用于实施例一所述的等离子体的处理站，如图4所示，为在基片表面形成本征半导体层的流程图，包括以下步骤：
S101，传输轨道将托盘1传输至在上腔室本体5底端与下腔室本体9顶端之间的缝隙中，使得承载基片的托盘1移动到处理站中。
S102，当托盘1移动到基座2上方时，基座2被加热器10加热，同时，基座2向上运动直至接触托盘1的背面。
S103，基座2推动托盘1上升，托盘1的正面部分边缘与射频垫圈8相接触，使得所述托盘1通过射频垫圈8与上腔室本体5之间构成接地回路。与此同时，第一电极6、托盘1和上腔室本体5之间形成密闭腔体；实现了将等离子体集中在基片区域上以，最大化等离子体对基片表面沉积或蚀刻的效果。
S104，第一电极6底侧设置的气体喷头向基片吹扫等离子体，密闭腔体内的等离子体在基片的第一表面沉积形成第一本征I层。
S105，第二喷头12向所述基座2的背面吹扫非反应性气体；实现保持基座2清洁并且避免托盘1在从一个处理站移动到下一个处理站时的交叉污染。
S106，在托盘1的正面部分边缘与射频垫圈8相接触时，第一喷头11向上腔室本体5和托盘1的接触点外吹扫非反应性气体，形成气体屏障。
S107，当基片的第一表面完成第一本征I层的沉积之后，将子模块框架4沿水平轴翻转180度，控制仍然在该密闭腔体内进行基片的第二表面的第二本征I层的沉积；这样，基片并不需要脱离真空环境，即不需要离开密闭腔体进行翻转，因此可以有效地避免污染，以及避免对基片的损坏。
S108，当基片的第二表面的第二本征I层的沉积结束时，基座2下降，托盘1回归原位。
S109，将托盘1移动至下一处理站。
一种可能的实施例中，上腔室本体5向下运动直至射频垫圈8接触托盘1的正面，上腔室本体5和射频垫圈8推动托盘1向下移动直至接触基座2的顶端；使得所述托盘1通过射频垫圈8与上腔室本体5之间构成接地回路，与此同时，第一电极6、托盘1和上腔室本体5之间形成密闭腔体，这种设置能够保持基座2静止，保证等离子反应平稳进行。
值得说明的是，在另外一种可能的实施例中，上腔室本体5向下运动直至射频垫圈8接触托盘1的正面，基座2被加热同时向上运动直至接触托盘1的背面；使得所述托盘1通过射频垫圈8与上腔室本体5之间构成接地回路，与此同时，第一电极6、托盘1和上腔室本体5之间形成密闭腔体，这种设置能够保持托盘1在等离子反应前后静止，减少运动对基片的损伤。
在一种可能的实施例中，当托盘1移动到第二电极7和上腔室本体5之间时，所述第一电极6可以上下平移，这种设置有利于调整托盘1到第一电极6之间的距离。示例性的，所述第一电极6到托盘1的距离可调整范围为[5,30]mm，通过这种设置能够调整托盘1内整个区域的等离子体沉积速率和沉积均匀性，有助于优化生产工艺，提升产品品质。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (9)
1.一种用于处理基片的处理站，其特征在于，所述处理站包括上腔室本体（5）、设于上腔室本体（5）的第一电极（6）、下腔室本体（9）、设于下腔室本体（9）的第二电极（7）、设于下腔室本体（9）的基座（2）、由导电材料制成的托盘（1）、上腔室本体（5）的底端设有射频垫圈（8）；
所述托盘（1）位于所述上腔室本体（5）和所述下腔室本体（9）所构成的腔体中，所述托盘（1）与所述上腔室本体（5）分离，所述托盘（1）用于承载基片，所述托盘（1）的尺寸大于基座（2）的尺寸；
当基座（2）被加热，基座（2）向上运动直至接触托盘（1）的背面，且推动托盘（1）的正面部分边缘与射频垫圈（8）相接触，使得所述托盘（1）通过射频垫圈（8）与上腔室本体（5）之间构成接地回路。
2.根据权利要求1所述的处理站，其特征在于，所述下腔室本体（9）外侧设有第一喷头（11），所述第一喷头（11）用于在托盘（1）的正面部分边缘与射频垫圈（8）相接触时，向上腔室本体（5）和托盘（1）的接触点外吹扫非反应性气体，形成气体屏障。
3.根据权利要求1或2所述的处理站，其特征在于，所述下腔室本体（9）内侧设有第二喷头（12），第二喷头（12）用于向所述基座（2）的背面吹扫非反应性气体。
4.根据权利要求1或2所述的处理站，其特征在于，
所述托盘（1）上设有具有开口的子模块框架（4），所述子模块框架（4）活动设置于所述托盘（1）。
5.根据权利要求1或2所述的处理站，其特征在于，
当托盘（1）的正面部分边缘与射频垫圈（8）相接触，第一电极（6）、托盘（1）和上腔室本体（5）之间形成密闭腔体。
6.根据权利要求5所述的处理站，其特征在于，所述密闭腔体为真空环境。
7.根据权利要求1或2所述的处理站，其特征在于，
所述基座（2）的下方设有加热器（10），所述加热器（10）用于提供等离子反应温度。
8.根据权利要求1或2所述的处理站，其特征在于，所述第一电极（6）设有气体喷头，用于向托盘（1）上的基片吹扫等离子体。
9.根据权利要求1或2所述的处理站，其特征在于，所述第一电极（6）是可移动的，可用于调整第一电极（6）和托盘（1）之间的间隙。
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