CN204834654U - 基板载体 - Google Patents

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Abstract

提供了一种基板载体，该基板载体上设置有类金刚石碳涂层。所述类金刚石碳涂层可具有实质上耐在光伏电池的制造期间执行的常用清洁工艺(诸如，使用NF3等离子体的清洁工艺)的性质。

Description

基板载体
技术领域
本公开案的实施方式一般涉及用于制造光伏电池或太阳能电池的装备，尤其涉及一种基板载体。
背景技术
光伏(PV)电池是将日光转化为直流(DC)电能的装置。典型的PV电池包括厚度一般小于约0.3mm的p型硅基板，以及设置在所述p型基板的顶端上的n型硅材料薄层。当暴露于日光时，p-n结产生成对的自由电子和空穴。跨所述p-n结的耗尽区形成的电场将所述自由电子与所述自由空穴分离开，所述电场可流过外部电路或者电负载。由所述PV电池产生的电压和电流取决于所述p-n结的材料性质、已沉积层之间的界面性质，以及所述装置的表面积。
形成p-n结的常规方法一般包括通过沉积工艺(诸如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD))形成n型和/或p型层。为了提高所述沉积工艺的处理能力，通过在沉积期间将多个基板放置在一基板载体上来同时处理多个基板。然而，常规的基板载体可能会遭受较短的使用寿命。另外，使用基板载体执行的沉积工艺可导致在沉积工艺期间增强的颗粒产生。在沉积工艺期间的颗粒产生可造成有缺陷的或者低性能的PV电池。
因为先前的说明，所以在本领域中存在对改善的基板载体的需要。
实用新型内容
提供了一种具有类金刚石碳涂层设置在其上的基板载体。所述类金刚石碳涂层可具有实质上耐在光伏电池的制造期间执行的常用清洁工艺(诸如，使用NF3等离子体的清洁工艺)的性质。另外，提供了一种在基板载体上形成类金刚石碳涂层的方法。所述方法包括将基板载体安置在处理腔室中，以及在所述基板载体上形成类金刚石碳涂层。形成类金刚石碳涂层的步骤包括使含碳气体流入处理腔室，以及分离所述含碳气体。
本公开案的一个实施方式包括基板载体。所述基板载体包括保持框架、子载体保持表面，以及至少一个子载体保持凹槽，所述凹槽配置成横向地保持一或多个子载体。所述基板载体还具有形成在子载体保持表面上的类金刚石碳涂层。
本公开案的另一实施方式包括一种涂覆基板载体的方法。所述方法包括将基板载体安置在处理腔室中。所述基板载体包括保持框架、子载体保持表面，以及至少一个子载体保持凹槽，所述凹槽配置成横向地保持一或多个子载体。所述方法进一步包括：将类金刚石碳涂层覆盖沉积在所述子载体保持表面上方。
可在用于处理基板的相同处理腔室中将所述类金刚石碳涂层沉积在载体上。所述类金刚石碳涂层具有对NF3等离子体的极高耐蚀性，在基板处理期间载体可能会暴露于所述NF3等离子体。耐NF3蚀刻导致所述载体的使用寿命发生惊人的增长。所述类金刚石碳涂层具有非常低的摩擦系数和非常高的表面硬度，这将导致最小的晶片表面损伤、较少的颗粒产生，以及高耐磨性。通过掺杂和/或改变处理条件，可以轻易地调整所述类金刚石碳涂层的电性质、机械性质、热学性质，以及化学性质。此外，通过将类金刚石碳涂层沉积在常规的载体(诸如，石墨载体)上，在处理期间产生的颗粒可减少。另外，通过将所述类金刚石碳涂层沉积在多孔载体或者其他载体上，在沉积工艺期间载体的排气可减少。
附图说明
因此，可详细地理解本公开案的上述特征结构的方式，即上文简要概述的本公开案的更具体描述可参照实施方式进行，一些实施方式图示在附图中。然而，应注意，附图仅图示本公开案的典型实施方式，且因此不应被视为本公开案范围的限制，因为本公开案可允许其他等效的实施方式。
图1是根据本公开案的一个实施方式用于处理一批基板的处理腔室的示意性横截面图。
图2是根据本文描述的一个实施方式的基板载体的俯视透视图。
图3是根据本文描述的一个实施方式的子载体的俯视透视图。
图4是流程图，说明用于沉积涂层的方法的一个实施方式。
为了促进理解，已尽可能使用相同元件符号指定各图所共有的相同元件。另外，一个实施方式的要素可有利地适用于本文描述的其他实施方式。
具体实施方式
提供了一种基板载体，该基板载体上设置有类金刚石碳涂层。所述类金刚石碳涂层可具有实质上耐在光伏电池的制造期间执行的常用清洁工艺(诸如，使用NF3等离子体的清洁工艺)的性质。另外，提供了一种在基板载体上形成类金刚石碳涂层的方法。所述方法包括将基板载体安置在处理腔室中，以及在所述基板载体上形成类金刚石碳涂层。形成类金刚石碳涂层的步骤包括使含碳气体流入处理腔室，以及分离所述含碳气体。
图1是根据本公开案的一个实施方式用于处理一批基板的处理腔室100的示意性横截面图。可受益于本文公开的实施方式的一个适当的处理腔室包括作为第2代到第8.5代处理平台的部分的处理腔室，所述处理平台可购自位于加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(AppliedMaterialsInc.)。可购自其他制造商的其他处理腔室和处理系统同样也可受益于本文公开的实施方式。
所述处理腔室100一般地包括壁102、底部104、喷淋头110和基板支撑件130，所述壁102、底部104、喷淋头110和基板支撑件130共同限定一工艺空间106。通过开口108进出所述工艺空间106，因此可将基板载体101传递进出所述处理腔室100。所述晶片载体可具有设置在晶片载体上的一或多个子载体S。每一子载体S可具有设置在所述子载体上的一或多个基板W(在图3中示出)。所述基板W可由例如玻璃或半导体材料构成。所述载体101具有形成在所述载体中的至少一个子载体保持凹槽101A(在图2中示出)。所述子载体保持凹槽101A配置成在传递进出所述处理腔室100期间支持和保持所述子载体S。
所述基板支撑件130包括用于支撑所述载体101的基板接收表面132，以及耦合至升降系统136以升高和降低所述基板支撑件130的杆134。阴影框架133可任选地安置在所述载体101的周缘上方。升降杆138穿过基板支撑件130可移动地设置，以移动载体101往返于基板接收表面132。基板支撑件130还可以包括加热和/或冷却元件139，以将所述基板支撑件130维持在所需温度。一或多个接地组件142通过附接设备144耦合至壁102、基板支撑件130和/或其他腔室元件。
所述喷淋头110通过悬挂件114耦合至背板112的周缘处。气源120耦合至所述背板112并且通过管道131提供气体，所述管道131穿过所述背板112。所述气体离开所述管道131并且穿过喷淋头110中的多个孔111，以进入所述工艺空间106。真空泵109耦合到所述处理腔室100，以控制工艺空间106处于所需压力。功率源122耦合至所述背板112和/或所述喷淋头110以提供功率到所述喷淋头110，从而在所述喷淋头110和所述基板支撑件130之间产生电场，以及在所述工艺空间106中从所述气体产生等离子体。所述功率源122可配置成供应例如射频或超高频功率。所述功率源122可供应处于例如约13.56MHz的射频功率。所述功率源122可供应处于例如约20MHz和约300MHz之间的超高频功率。
远程等离子体源124，诸如电感耦合的远程等离子体源，可任选地耦合在气源120和背板112之间。处理多批基板W以形成PV电池的步骤可包括在远程等离子体源124中从清洁气体产生等离子体，以及使从所述等离子体产生的被激发物种流入所述工艺空间106。可以进一步地用功率源122激发清洁气体并提供到喷淋头110。适当的清洁气体包括但不限于NF3、F2，以及SF6。
图2是所述载体101的一个代表性实施方式的俯视透视图。如图2所示，载体101包括保持框架203和16个子载体保持凹槽101A。所述保持框架203包括外壁223和子载体保持表面213。所述外壁223从子载体保持表面213延伸，并且具有顶表面224和内表面225。从所述子载体保持表面213测量的外壁223的高度可基于将被支撑在所述子载体保持表面213上的一或多个子载体S的尺寸来选择。外壁高度可以与所述子载体S的高度实质上相同，大于所述子载体S的高度，或者小于所述子载体S的高度。例如，在将由子载体保持表面213支撑的子载体具有624mm×624mm×0.2mm的尺寸的配置中，所述外壁223的高度可为从约0.1mm到约0.3mm。
如图2所示，每一子载体保持凹槽101A是通过子载体保持壁构件215或者保持框架中央挡板207而与每一邻近的子载体保持凹槽101A分隔的。所述子载体保持壁构件215作用为分隔子载体S以及将所述子载体S保持在载体101上。保持框架中央挡板207作用为分隔所述载体101上的子载体S以及还作用为提供载体101的结构稳定性。在一些实施方式中，所述保持框架中央挡板207和子载体保持壁构件215具有相同高度。在其他实施方式中，所述保持框架中央挡板207和所述子载体保持壁构件215具有不同的高度，例如如图2所示。
如图2所示，一对相交的子载体保持壁构件215安置在由所述保持框架中央挡板207限定的每一象限中。在其他实施方式中，这对子载体保持壁构件215在所述象限中可不相交，或者这对子载体保持壁构件215可以与图2所示出的角度不同的角度相交。在其他实施方式中，每一象限中可安置少于两个子载体保持壁构件215。例如，每一象限中可安置一个或零个保持壁构件215。在其他实施方式中，每一象限中可安置两个以上的子载体保持壁构件215。在每一象限中安置两个以上的子载体保持壁构件215的实施方式中，所述子载体保持壁构件215中的一些子载体保持壁构件可相交而其他子载体保持壁构件可不相交。例如，两个以上的子载体保持壁构件215可形成栅格。如图所示，所述外壁223的内表面225，所述子载体保持壁构件215，以及所述保持框架中央挡板207具有从所述子载体保持表面213延伸的垂直边缘；然而在其他实施方式中，所述边缘可以是倾斜的。
如图2所示，所述载体101配置成保持16个子载体S。在其他实施方式中，所述载体101可配置成支持16个以下或16个以上的子载体S。例如，在一个实施方式中，所述载体101配置成在平面阵列中每次支持高达约三十个子载体S。在一个实施方式中，所述载体101配置成在平面阵列中每次支持在约2个和约4个之间的子载体S。
在一些实施方式中，所述载体101不具有子载体保持壁构件215。在其他实施方式中，所述载体101不具有保持框架中央挡板207。在所述载体101不具有保持框架中央挡板207的实施方式中，所述子载体保持壁构件215可从一个外壁223延伸到一相对的外壁223。在一些实施方式中，所述载体101具有完全平坦的顶表面；即所述载体101不具有外壁223、保持框架中央挡板207、子载体保持壁构件215，或者子载体保持凹槽101A。在其他实施方式中，所述载体101具有完全平坦的顶表面，并且具有多个子载体凹槽101A。所述多个子载体凹槽101A可具有在约125mm至约156mm×约125mm至约156mm之间的横向尺寸。所述多个子载体凹槽101A可具有在约0.2mm至约0.3mm之间的深度。在其他实施方式中，所述多个子载体凹槽101A的尺寸可更大或更小。
如图2所示，所述载体101是正方形的。在其他实施方式中，所述载体101可为矩形的、圆形的，或者具有一不同的形状。如图所示，所述子载体保持表面213是实质上平坦的。在一些实施方式中，所述子载体保持表面213是凹陷的或者凸出的。所述载体101可由铝、不锈钢、石墨、陶瓷、碳纤维、碳纤维复合物、其他适当的材料，或其组合构成。所述载体101可任选地包括从载体101延伸的杆或凸台以在所述杆或凸台上保持所述子载体S。
图3是代表性子载体S的俯视透视图，所述子载体S上安置有基板W。如图所示，所述子载体包括保持框架303和多个基板保持凹槽301A。示出了六个基板保持凹槽301A，但是其他实施方式可包括任意数量的基板保持凹槽301A。例如，其他实施方式可包含高达约100个基板保持凹槽301A，例如20个和40个之间的基板保持凹槽301A。其他实施方式可包含100个以上的基板保持凹槽301A。将包含在所述保持框架303中的基板保持凹槽301A的数量将取决于例如基板大小、子载体大小、载体大小、处理腔室大小、基板支撑表面大小，以及每一批中需要处理的基板W的数量。
所述基板保持凹槽301A的尺寸将取决于将安置在所述基板保持凹槽301A内的基板W的尺寸。所述基板保持凹槽301A的横向尺寸将大于所述基板W的横向尺寸。例如，所述基板保持凹槽301A的每一横向尺寸可比所述基板W的每一横向尺寸大约1mm。所述基板保持凹槽301A的深度可比所述基板W的厚度深约0.1mm和约3mm之间。
所述子载体S可由铝、不锈钢、石墨、陶瓷、碳纤维、碳纤维复合物、其他适当的材料，或其组合构成。所述子载体S可任选地包括从所述子载体S延伸的杆或凸台以在所述杆或凸台上保持所述基板W。
在一个实施方式中，所述载体101具有形成在载体上的涂层。所述涂层可覆盖所述保持框架203、所述子载体保持表面213、所述子载体保持凹槽101A、所述外壁223、所述任选的保持框架中央挡板207、所述任选的子载体保持壁构件215，和/或所述载体101的其他表面。所述载体101的涂层可为类金刚石碳涂层。类金刚石碳涂层包括具有在碳原子之间的sp3和sp2键的混合的固体材料。所述涂层的厚度可在约0.1μm和约200μm之间，诸如在约0.5μm和约20μm之间，诸如约2μm。所述涂层的厚度可跨所述子载体保持表面213和其他表面为实质上均匀的。
在一些实施方式中，所述类金刚石碳涂层包含碳和氢。在其他实施方式中，所述类金刚石碳涂层可包含碳和氢，并且还掺杂有一或多种杂原子。掺杂原子的包含允许调整所述类金刚石碳涂层的性质。所述一或多种杂原子可为例如氮、硼、氟、钛、钨、铬，或它们的组合。用N、B、F、Ti、W和Cr中的一或多个掺杂可改善所述类金刚石碳涂层的电性质、机械性质、热学性质，或者化学性质。例如，氮掺杂物可使得所述类金刚石碳涂层更加类似于纯金刚石，更坚硬并且更导电。硼掺杂物可使得所述类金刚石碳涂层更加抗氧化，稳定sp3键，具有降低的内应力，以及保持高硬度、低摩擦力，并且耐用。氟掺杂物可使得所述类金刚石碳涂层更坚硬、更加耐化学侵蚀，具有较低的摩擦系数(这可导致在处理期间较少的颗粒产生)，改善疏水性性质，以及降低氢含量和内应力。在代表性的实施方式中，所述类金刚石碳涂层可包含选自由以下原子构成的群组的一种杂原子：氮、硼、氟、钛、钨和铬，以及该掺杂原子的摩尔％可高达约50摩尔％，诸如在约10摩尔％和约40摩尔％之间，诸如约30摩尔％。在其他实施方式中，所述类金刚石碳涂层可包含选自由以下原子构成的群组的一个种以上的杂原子：氮、硼、氟、钛、钨和铬，以及所述种掺杂物物种的总合并摩尔％可高达约50摩尔％，诸如在约10摩尔％和约40摩尔％之间，诸如约30摩尔％。
所述类金刚石碳涂层的性质还可基于处理参数来调整。可调整的代表性涂层性质包括：能带隙、折射率、消光系数、内应力、摩擦系数、蚀刻速率，以及表面硬度。例如，包含碳和氢的类金刚石碳涂层的代表性的性质可以如下所述地调整。所述涂层的能带隙可以在约0.9eV和约4eV之间调整。所述能带隙是在25℃用椭圆偏振光谱来测量的。所述折射率可在约1.5和约2.3之间调整。所述折射率是在633nm处用椭圆偏振光谱来测量的。所述涂层的消光系数可在约0.01和约0.40之间调整。所述消光系数是在400nm处用椭圆偏振光谱来测量的。所述涂层的内应力可以在约-40×109达因/平方厘米至约1×109达因/平方厘米之间调整。所述内应力是用薄膜应力测量系统(诸如，KLA-TencorFlexus仪器)测量的。
包含碳、氢和氮的类金刚石碳涂层的代表性的性质可以如下所述地调整。所述能带隙可以在约0.9eV和约1.8eV之间调整。所述折射率可在约1.8和约2.3之间调整。所述消光系数可以在约0.2和约0.40之间调整。所述涂层的内应力可以在约-32×109达因/平方厘米至约0.9×109达因/平方厘米之间调整。
本文公开的类金刚石碳涂层还可具有对传统腔室清洁工艺的高耐蚀性，这将允许载体101具有较长的使用寿命。PV电池的制造需要一系列处理阶段。在各处理阶段之间，可诸如用远程产生的NF3等离子体来清洁所述处理腔室100。在所述清洁工艺期间，所述载体101可安置在所述处理腔室100内。因此，对清洁等离子体(诸如，NF3等离子体)具有低耐蚀性的载体101将具有较短的使用寿命。反之，对传统清洁工艺具有增高的高耐蚀性的载体101将具有较长的使用寿命。载体的延长的使用寿命可减少生产设备的拥有成本并且增加处理能力，因为将耗费更少时间和金钱来替换载体。
用于测量耐NF3蚀刻性的实验条件可如下所述。氩气流入处理腔室(诸如，处理腔室100)的远程等离子体源(诸如远程等离子体源124)中。随后在所述远程等离子体源124中点燃等离子体。随后NF3流入远程等离子体源124，并且氩气的流动停止。每基板表面面积的流速在约100sccm/m2和约10,000sccm/m2之间，诸如约5000sccm/m2。在所述远程等离子体源124中用约6kW的射频功率从NF3产生等离子体。由所述远程等离子体源124产生的自由基此后流入工艺空间106，在所述工艺空间106中安置有具有类金刚石碳涂层的测试载体。当基板支撑件130维持在约200℃并且处理腔室100的压力维持在约100毫托至约500毫托之间时，执行蚀刻。所述间隔是约1500密耳。所述测试载体具有约4300cm2的表面积。对所述测试载体的蚀刻速率低至约30埃/小时。
类似于上面所列出的性质，NF3等离子体对载体的蚀刻速率还可以基于处理参数和掺杂来调整。例如，NF3等离子体的蚀刻速率可调整至实质上较低。实质上较低的NF3蚀刻速率在本文中定义为小于约50埃/小时，如在上文所叙述的条件下测量的。对包含碳和氢的类金刚石碳涂层的蚀刻速率可以调整为在约30埃/小时和约330埃/小时之间。所述蚀刻速率的精调是可能的。例如，对包含碳和氢的类金刚石碳涂层的蚀刻速率可以调整为在约30埃/小时和约50埃/小时之间。包含碳、氢和氮的类金刚石碳涂层可同样也被调整为具有实质上较低的NF3蚀刻速率，同时仍然具有对硅薄膜的高蚀刻速率，诸如大于约4000埃/分钟。
图4描绘用于在载体101上沉积类金刚石碳涂层的一种方法的流程图。所述用于在载体101上沉积类金刚石碳涂层的方法具有多个阶段。这些阶段可以按任何次序或者同时进行(除非其中上下文排除了那种可能)，并且所述方法可包括在所定义的阶段中的任何阶段之前，在所定义的阶段中的两个阶段之间，或者在所定义的所有阶段之后进行的一或多个其他阶段(除非其中上下文排除了那种可能)。
在阶段401处，所述载体101被安置在处理腔室100中，诸如在基板支撑件130的基板接收表面132上。例如，所述载体101可安置为使得子载体保持表面213面向所述喷淋头110。所述载体101上可以没有安置子载体S。或者，所述载体101可具有一或多个子载体S安置在所述载体上。在所述载体101具有子载体保持凹槽101A的一些实施方式中，所述子载体保持凹槽101A中的至少一者没有子载体S安置在所述凹槽上。在其它实施方式中，至少一半的子载体保持凹槽101A没有子载体S安置在所述凹槽上。在一些实施方式中，在被安置到所述基板接收表面132上之前，所述载体101上可以没有涂层。例如，在被安置到所述基板接收表面132上之前，所述载体101可以没有类金刚石碳涂层在所述载体上。或者，在被安置到所述基板接收表面132上之前，所述载体101可具有类金刚石碳涂层或者另一涂层在所述载体上。
在任选的阶段402处，调整处理腔室的多个条件。所述基板支撑件130的温度可维持在约50℃和约500℃之间，诸如在约200℃和约400℃之间，诸如约350℃。或者，所述基板支撑件130可维持在约200℃或者约380℃。所述处理腔室100的压力可维持在约100毫托和约10000毫托之间，诸如在约500毫托和约5000毫托之间。在其它实施方式中，所述处理腔室100的压力可维持在约200毫托和约750毫托之间。所述间隔可在约400密耳和约1200密耳之间，诸如在约600密耳和约1000密耳之间，诸如约800密耳。在一些实施方式中，可在将载体101安置在处理腔室100中之前调整所述处理腔室的多个条件。
在阶段403处，处理气体流入所述处理腔室100。所述处理气体可包含例如含碳气体、掺杂气体，以及惰性气体。含碳气体从气源120流入所述工艺空间106。所述含碳气体可包括一或多种烃气，诸如一或多种烷烃、一或多种烯烃、一或多种炔烃，一或多种芳香族烃，或者它们的组合。代表性的烷烃包括甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、环戊烷、环己烷，以及甲基环己烷。代表性的烯烃包括乙烯、丙烯、1-丁烯、(Z)-2-丁烯、(E)-2-丁烯、异丁烯，以及环己烯。代表性的炔烃包括乙炔、丙炔，以及1-丁炔。代表性的芳香族烃包括苯、萘、甲苯，以及二甲苯。所述含碳气体可以在约500sccm/m2和约5000sccm/m2之间的每载体表面积流动速率流动，诸如约2000sccm/m2。
掺杂气体可任选地从气源120流入所述工艺空间106。所述掺杂气体可包括氮原子、硼原子、氟原子、钛原子、钨原子、铬原子，其他原子，或它们的组合。代表性的氮掺杂气体包括氮气、氨气和肼。代表性的硼掺杂气体包括乙硼烷、三甲基硼，以及三氟化硼。代表性的氟掺杂物包括NF3、SF6、SF4、F2、CF4，以及CF2F6。代表性的钛掺杂气体包括异丙氧基钛(Ti[OCH2CH3]4)。在其它实施方式中，所述含碳气体诸如在原位掺杂工艺中还可包含掺杂原子。例如，甲胺或三甲胺可用于掺杂氮气。所述掺杂气体可以在约180sccm/m2和约2000sccm/m2之间的每载体表面积流动速率流动，诸如约500sccm/m2。在其它实施方式中，所述类金刚石碳涂层可以在沉积之后诸如用离子注入工艺或扩散工艺来掺杂。
惰性气体也可从所述气源120流入所述工艺空间106。所述惰性气体可为氩气、氢气、氦气、氖气、其他合适的气体，或它们的组合。所述惰性气体可以在约500sccm/m2和约10000sccm/m2之间的每基板表面积流动速率流动，诸如约4000sccm/m2。
在一些实施方式中，流入所述处理腔室100的气体混合物仅包括一种或多种含碳气体和一种或多种惰性气体。在其它实施方式中，流入所述处理腔室100的气体混合物主要由一种或多种含碳气体和一种或多种惰性气体构成。在一些实施方式中，流入所述处理腔室100的气体混合物仅包括一种或多种含碳气体、一种或多种惰性气体，以及一种或多种掺杂气体。在其它实施方式中，流入所述处理腔室100的气体混合物主要由一种或多种含碳气体、一种或多种惰性气体，以及一种或多种掺杂气体构成。在其它实施方式中，除了一种或多种含碳气体、一种或多种掺杂气体，以及一种或多种惰性气体之外的气体可流入所述处理腔室100。
在阶段404，将类金刚石碳涂层沉积在所述载体101上。在一个实施方式中，所述功率源122提供射频(RF)功率或者超高频(VHF)功率穿过背板112至所述喷淋头110。所述射频功率可具有例如约13.56MHz的频率。所述超高频功率可具有例如在约20MHz和约150MHz之间的频率，诸如约27MHz或者约40MHz。在其它实施方式中，所述超高频功率可高于约40MHz。所施加的功率可在约0.2W/cm2和约1.0W/cm2之间。所施加的功率可在所述工艺空间106中点燃源自在所述工艺空间106中流动的气体的等离子体。所述等离子体可在所述工艺空间106中活化所述气体。所述含碳气体和/或所述任选的掺杂气体的化学键可被所施加的功率和/或由点燃的等离子体产生的活性物种分解。在使用掺杂气体的各实施例中，所述含碳气体可反应以在所述含碳气体的碳原子和所述掺杂气体的杂原子之间形成键合。所述分解和/或活化的基团可联合将类金刚石碳涂层沉积到所述载体101上。例如，所述类金刚石碳涂层可为沉积在所述载体101上的覆盖层。所述类金刚石碳涂层可共形地沉积在所述载体101的上方。所述功率可持续施加，直到所述类金刚石碳涂层达到所需厚度。例如，所述功率可持续施加，直到所述涂层的厚度在约0.1μm和约200μm之间，诸如在约0.5μm和约20μm之间，诸如约2μm。在将所述类金刚石碳涂层沉积到所需厚度之后，可从所述处理腔室100去除载体101。
在替代性实施方式中，可从远程等离子体源(诸如，远程等离子体源124)中的惰性气体产生等离子体，并且所述活性物种可此后流入所述工艺空间106以沉积所述类金刚石碳涂层。在其它实施方式中，所述等离子体可用其他方法产生，诸如用电感耦合的等离子源或者用微波发生器。
如上所述，所述类金刚石碳涂层的性质可以通过改变处理条件来调整。例如，当根据下列条件沉积时，使用具有约2000sccm/m2的流动速率的CH4作为含碳气体以及具有约4000sccm/m2的流动速率的氩气作为惰性气体而沉积的类金刚石碳涂层具有下列性质。下面所描述的性质是使用如上所述的技术确定的。当压力是200毫托时，所施加的功率是1.2kW，以及所述基板支撑件温度是200℃；沉积速率是约60埃/分钟；能带隙是1.8eV；折射率(在633nm处测量)是约2.0；消光系数(在400nm处测量)是约0.24；内应力是约-10.7×109达因/平方厘米；以及NF3蚀刻速率是约330埃/小时。
当压力是9托时，所施加的功率是3kW，以及基板支撑件温度是200℃；沉积速率是约460埃/分钟；能带隙是约3.8eV；折射率(在633nm处测量)是约1.5，消光系数(在400nm处测量)是约0.006；以及内应力是约0.19×109达因/平方厘米。
当压力是200毫托时，所施加的功率是1.2kW，以及基板支撑件温度是380℃；沉积速率是约30埃/分钟；能带隙是约1.6eV；折射率(在633nm处测量)是约2.2；消光系数(在400nm处测量)是约0.30；内应力是约-32×109达因/平方厘米；以及NF3蚀刻速率是约150埃/小时。
当压力是750毫托时，所施加的功率是1.6kW，以及所述基板支撑件温度是380℃；沉积速率是约30埃/分钟；能带隙是约1.5eV；折射率(在633nm处测量)是约2.1；消光系数(在400nm处测量)是约0.40；内应力是约-30×109达因/平方厘米；以及NF3蚀刻速率是约30埃/小时。
当压力是9托时，所施加的功率是3kW，以及所述基板支撑件温度是380℃；沉积速率是约140埃/分钟；能带隙是约1.6eV；折射率(在633nm处测量)是约2.1；消光系数(在400nm处测量)是约0.30；以及内应力是约0.18×109达因/平方厘米。
当压力是5托时，所施加的功率是3kW，以及所述基板支撑件温度是380℃；沉积速率是约520埃/分钟；能带隙是约1.7eV；折射率(在633nm处测量)是约1.8；消光系数(在400nm处测量)是约0.21；以及内应力是约0.26×109达因/平方厘米。
在使用具有4000sccm/m2的流动速率的CH4作为含碳气体，具有1500sccm/m2的流动速率的氮气作为掺杂气体，以及具有8000sccm/m2的流动速率的氩气作为惰性气体而沉积的氮掺杂的类金刚石碳涂层中，从下列条件获得了以下性质。当压力是750毫托时，所施加的功率是1.6kW，以及所述基板支撑件温度是380℃；沉积速率是约14埃/分钟；能带隙是约1.7eV；折射率(在633nm处测量)是约2.3；消光系数(在400nm处测量)是约0.40；内应力是约-30×109达因/平方厘米；以及NF3蚀刻速率是约50埃/小时。当压力是5托时，所施加的功率是3kW，以及所述基板支撑件温度是380℃；沉积速率是约60埃/分钟；能带隙是约0.92eV；折射率(在633nm处测量)是约1.8；消光系数(在400nm处测量)是约0.32；以及内应力是约0.89×109达因/平方厘米。
在任选的阶段405处，可在处理腔室100中执行清洁工艺以去除任何可能已经形成在所述处理腔室壁或元件上的类金刚石碳沉积物。可在载体101从处理腔室100移除之后执行清洁工艺。或者，可当所述载体101保留在所述处理腔室100中时执行清洁工艺。
在所述清洁工艺期间，可调整所述处理腔室的多个条件。例如，所述基板支撑件130的温度可维持在约100℃和约500℃之间，诸如在约200℃和约400℃之间，诸如约300℃。所述处理腔室100的压力可维持在约100毫托和约1000毫托之间，诸如在约200毫托和约500毫托之间，诸如约250毫托。所述间隔可在约1000密耳和约2000密耳之间，诸如在约1200密耳和约1600密耳之间，诸如约1500密耳。在其它实施方式中，所述间隔可在约4000密耳和约5000密耳之间，诸如在约4200密耳和约4800密耳之间，诸如约4500密耳。
在所述清洁工艺期间，气体可流入远程等离子体源124以及随后流入所述处理腔室100的工艺空间106。例如，N2O、NF3、Ar、N2和O2中的一或多个可流入所述远程等离子体源124。在一个实施方式中，N2O、NF3、Ar、N2和O2的混合物可从所述气源120流入所述远程等离子体源124。在具有144升的腔室容积的一实施方式中，流动速率可如下所述。N2O可以在约1sccm/升和约50sccm/升之间的每处理腔室容积流动速率(诸如，约10sccm/升)从所述气源120流入所述远程等离子体源124。NF3同样可以在约1sccm/升和约30sccm/升之间的每处理腔室容积流动速率(诸如，约3sccm/升)从所述气源120流入所述远程等离子体源124。氩气同样可以在约1sccm/升和约30sccm/升之间的每处理腔室容积流动速率(诸如，约5sccm/升)从所述气源120流入所述远程等离子体源124。N2同样可以在约1sccm/升和约30sccm/升之间的每处理腔室容积流动速率(诸如，约5sccm/升)从所述气源120流入所述远程等离子体源124。其他的气体也可流入所述远程等离子体源124。
在另一实施方式中，除了N2O之外还可使用O2，或者可使用O2代替N2O。例如，O2可以在约1sccm升和约50sccm/升之间的每处理腔室容积流动速率(诸如，约10sccm/升)从所述气源120流入所述远程等离子体源124。
为了产生活性物种以执行清洁工艺，可以从功率源(未示出)施加功率到所述远程等离子体源124。例如，施加至所述远程等离子体源的功率可在约4kW和约8kW之间，诸如在约5kW和约7kW之间，诸如约6kW。
也可通过功率源122将射频功率施加至喷淋头110。所述功率源122可供应在例如约13.56MHz处的射频功率。所施加的射频功率可在约1kW和约2kW之间，诸如约1.5kW。在另一实施方式中，所述功率可在2kW和约4kW之间，诸如约3kW。例如，如果所述间隔是约1500密耳，那么所施加的射频功率可为约1.5kW。在另一实例中，如果所述间隔是约4500密耳，那么所施加的功率可为约3kW。在另一实施方式中，所述射频功率施加至背板112而不是喷淋头110，或者除了施加至所述喷淋头110之外所述射频功率还施加至背板112。
本文公开的清洁工艺的实施方式已表现出对在所述处理腔室100的壁和所述处理腔室100的元件上形成的类金刚石碳沉积物非常高的蚀刻速率。一个实施方式的所测得蚀刻速率大于约4400埃/分钟。相较于使用仅NF3或者仅NF3和氩气的处理，所测量的实施方式的蚀刻速率分别是所述处理的约3500倍和约4倍。
在替代性实施方式中，使用清洁工艺来从载体101去除类金刚石碳涂层。在一些实施方式中，在去除所述类金刚石碳涂层之后，可涂覆新的类金刚石碳涂层至所述载体101上。在其它实施方式中，在去除所述类金刚石碳涂层之后，可涂覆不同的涂层至所述载体101上。在一些实施方式中，本文公开的清洁工艺是用来清洁因为将类金刚石碳涂层沉积到基板载体101上以外的工艺而形成在所述处理腔室100的壁上的类金刚石碳沉积物。
先前描述的实施方式具有许多优点，包括以下优点。可在用于处理基板的相同处理腔室中将所述类金刚石碳涂层沉积在载体上。所述类金刚石碳涂层具有对NF3等离子体的极高耐蚀性，在基板处理期间载体可能会暴露于所述NF3等离子体。耐NF3蚀刻导致所述载体的使用寿命发生惊人的增长。所述类金刚石碳涂层具有非常低的摩擦系数和非常高的表面硬度，这将导致最小的晶片表面损伤、较少的颗粒产生，以及高耐磨性。通过掺杂和/或改变处理条件，可以轻易地调整所述类金刚石碳涂层的电性质、机械性质、热学性质，以及化学性质。此外，通过将类金刚石碳涂层沉积在常规的载体(诸如，石墨载体)上，在处理期间产生的颗粒可减少。另外，通过将所述类金刚石碳涂层沉积在多孔载体或者其他载体上，在沉积工艺期间载体的排气可减少。本文公开的实施方式还允许从处理腔室壁、处理腔室元件、基板载体以及其他物件上快速地去除类金刚石碳涂层。上述优点是说明性而非限制性的。未必所有的实施方式都具有所有的优点。
尽管上述内容是针对本公开案的实施方式，但可在不脱离本公开案的基本范围的情况下设计本公开案的进一步实施方式，并且本公开案的范围是由所附权利要求书来确定的。

Claims (6)

1.一种基板载体，其特征在于，所述基板载体包括：
保持框架；
子载体保持表面；
至少一个子载体保持凹槽，所述子载体保持凹槽配置用于横向地保持一或多个子载体；以及
类金刚石碳涂层，所述类金刚石碳涂层形成在所述子载体保持表面上。
2.根据权利要求1所述的基板载体，其特征在于，所述类金刚石碳涂层具有在约0.1μm和约200μm之间的厚度。
3.根据权利要求2所述的基板载体，其特征在于，所述基板载体包括至少一个保持框架中央挡板。
4.根据权利要求2所述的基板载体，其特征在于，跨所述子载体保持表面的所述类金刚石碳涂层的厚度为实质上均匀的。
5.如权利要求1所述的基板载体，其特征在于，所述基板载体还包括：一或多个子载体。
6.根据权利要求5所述的基板载体，其特征在于，所述一或多个子载体包括一或多个保持框架和一或多个基板保持凹槽。
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