JP2023543021A - 基板積載能力が高い、ｐｅｃｖｄ 処理用の半導体基板のための支持体 - Google Patents

基板積載能力が高い、ｐｅｃｖｄ 処理用の半導体基板のための支持体 Download PDF

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Abstract

Figure 2023543021000001
【解決手段】本明細書は、半導体基板が配置されるトレイ(58A, 58B, 58C, 58D)の集合体を備えている、半導体基板(56)のための支持体(54)に関する。各トレイは導電性材料で形成されており、実質的に垂直な少なくとも１つの表面を有しており、少なくとも２つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列に配置された空間を有している。各空間は、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板を受ける。各トレイは、各空間に半導体基板(56)で覆われた開口部又はキャビティを有している。互いに対向する各対のトレイは電気絶縁性のスペーサ(60)で隔てられている。

Description

本願は、半導体基板、特に太陽電池の製造用に構成されている半導体基板のための支持体に関する。
太陽電池の製造方法は、例えばプラズマ化学気相堆積法、つまりPECVD 法に従って、半導体基板、特にシリコン基板の表面に電気絶縁層を堆積させる工程を有する場合がある。
図１は、PECVD 法を実施可能な半導体基板処理装置10の例の部分的な断面を含む側面図を部分的且つ概略的に示す。
半導体基板処理装置10は、実質的に水平な軸芯を有する筐体12を備えており、筐体12内に減圧が維持される。半導体基板処理装置10は、実質的に垂直方向に向いたトレイ14が互いに隣り合って配置された支持体13を更に備えており、図１には１つのトレイ14が示されている。トレイ14は、例えば筐体12の一端部に設けられている扉15を通して筐体12に導入されるか又は筐体12から移されてもよい。例えば、黒鉛で形成された各トレイ14は、少なくとも１つの半導体基板16を受けてもよい。半導体基板16は、筐体12内で実質的に垂直方向に配置される。
図２は、１行に配置された半導体基板16を含むトレイ14の側面図である。
半導体基板処理装置10は、前駆体ガス及び任意に中性ガスを含むタンク18を備えている。タンク18は、前駆体ガス及び任意に中性ガスの混合物を形成するように適合されている制御パネル20に連結されている。制御パネル20は、バルブ22を介して筐体12に連結されており、バルブ22が開くと、供給ノズル23を通してガス状混合物を筐体12に導入することができる。半導体基板処理装置10は、バルブ26を介して筐体12に連結されている真空ポンプ24を備えており、バルブ26が開くと、筐体12を真空状態にして、筐体12内に存在するガス状混合物を吸込ポート25を介して吸い込むことができる。
半導体基板処理装置10は、筐体12を囲む加熱要素28を更に備えており、加熱要素28は、筐体12内のトレイ14及びガス状混合物の温度を制御することが可能である。半導体基板処理装置10は、筐体12内のトレイ14に電気的に連結されているAC電圧の発生器30を更に備えている。
PECVD 法は、乾式堆積の技術、すなわち気相からの技術である。PECVD 法には、筐体12に注入される前駆体ガスが使用され、基板16の表面での化学反応によるこれらのガスの分解によって堆積が生じる。PECVD 法では、ガスをイオン化してプラズマを形成する電気高周波放電（RF）によって化学反応が促進される。各トレイ14は熱伝導体として機能し、関連する半導体基板16との高周波接点として更に機能する。トレイ14は発生器30に連結されて、交互に設けられているカソード及びアノードを形成しており、夫々の対の隣り合うトレイ14間にプラズマが発生する。前駆体ガスは分解して、トレイ14と接する表面と反対側の各基板16の表面に薄膜堆積物を形成する。
装置10の処理能力を高めること、すなわち同時的に処理され得る半導体基板16の数を増やすことが望ましい。装置10では、トレイ14の数を増やすことにより、及び／又は行毎の半導体基板16の数を増やすことにより、及び／又はトレイ14毎の行数を増やすことにより、装置10の処理能力を高め得る。
しかしながら、装置10の水平配置では、半導体基板16をトレイ14に配置して半導体基板16をトレイ14から移すための半導体基板16の取り扱いが複雑になるか又は不可能になる場合があることを考慮すると、行毎の半導体基板の数を増やすことは困難な場合がある。実際、半導体基板16を水平に配置されたトレイ14に垂直に上から下に積載することのみが可能である。更に、トレイ14の数が増加してトレイ14毎の行数が増加することにより、装置10の筐体12の長さ及び設置面積が大幅に増加し、これは、工業規模での使用には望ましくない。
実施形態の目的は、前述した処理装置の不利点の全て又は一部を克服することである。
実施形態の目的は、処理装置の設置面積を減少させることである。
実施形態の目的は、処理装置の能力を高め得ることである。
実施形態は、半導体基板のための支持体であって、半導体基板が配置されるトレイの集合体を備えており、前記トレイは導電性材料で夫々形成されており、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板を受けるための夫々の位置が少なくとも２つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で設けられている少なくとも１つの実質的に垂直な表面を夫々有しており、前記トレイは、前記基板で覆われる開口部又はキャビティを夫々の位置に夫々有しており、互いに対向する夫々の対のトレイは、電気絶縁性のスペーサで隔てられている、支持体を提供する。
実施形態によれば、前記トレイの夫々の表面には、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板を受けるための夫々の位置が少なくとも３つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で設けられている。
実施形態によれば、前記トレイの夫々の表面には、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板を受けるための夫々の位置が少なくとも５つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で設けられている。
実施形態によれば、前記トレイの夫々の表面には、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板を受けるための夫々の位置が５～１０の水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で設けられている。
実施形態によれば、前記支持体は、１０～４０のトレイを備えている。
実施形態によれば、前記トレイの集合体は、２つの外側トレイ間に挟持された内側トレイを含んでおり、前記内側トレイは、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板を受けるための夫々の位置が少なくとも２つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で夫々設けられている２つの平行で実質的に垂直な表面を夫々有している。
実施形態によれば、前記２つの外側トレイは、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板を受けるための夫々の位置が少なくとも２つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で設けられている１つの実質的に垂直な表面を夫々有している。
実施形態によれば、前記内側トレイは、前記基板の１つによって前記内側トレイの２つの表面の各々で覆われるように構成されている貫通開口部を各位置に夫々有している。
実施形態によれば、前記外側トレイは、前記基板で覆われるように構成されている前記外側トレイの表面に非貫通キャビティを各位置に夫々有している。
実施形態によれば、前記トレイは少なくとも１つのタブを夫々有しており、前記支持体は、前記トレイの集合体の第１のトレイのタブに連結されている少なくとも１つの第１の導電性ロッド、及び前記トレイの集合体の第２のトレイのタブに連結されている第２の導電性ロッドを備えており、前記集合体は、交互に設けられた第１のトレイ及び第２のトレイを含んでいる。
実施形態によれば、前記トレイは前記位置毎に前記表面から突出しているパッドを夫々有しており、前記パッドは、前記位置に存在する前記半導体基板と接するように構成されている。
実施形態は、半導体基板を処理するための装置であって、実質的に垂直な軸芯を有する筐体と、前記筐体にガス状混合物を供給するための少なくとも１つの回路とを備えており、既に定められているような、前記半導体基板のための少なくとも１つの支持体を前記筐体内に更に備えており、複数のトレイに電気的に連結されている、AC電圧の少なくとも１つの高周波発生器を更に備えている、装置を更に提供する。
実施形態によれば、前記装置は、前記筐体に連結されている真空ポンプを備えている。
実施形態によれば、前記筐体はステンレス鋼で形成されている。
実施形態によれば、前記装置は、太陽電池の製造用に構成されている半導体基板の処理のために使用される。
前述及び他の特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明を限定するものではない例として与えられる以下の特定の実施形態に詳細に記載されている。
半導体基板をPECVD によって処理するための処理装置の例を部分的且つ概略的に示す図である。 図１の処理装置の半導体基板を有するトレイの例を部分的且つ概略的に示す図である。 半導体基板をPECVD 処理する処理装置の実施形態を示す部分的な断面略図である。 図３の処理装置の半導体基板支持体の実施形態を部分的且つ概略的に示す図である。 図４の支持体の半導体基板を備えた２列６行の第１のトレイの実施形態を部分的且つ概略的に示す図である。 図４の支持体の半導体基板を備えた第２のトレイの実施形態を部分的且つ概略的に示す図である。 半導体基板支持体の実施形態と共に図３の半導体基板のPECVD 処理装置を示す部分的な平面断面略図である。 半導体基板支持体の変形例を示す図７と同様の図である。
同様の特徴が、様々な図で同様の参照符号によって示されている。特に、様々な実施形態に共通する構造的特徴及び／又は機能的特徴は同一の参照符号を有してもよく、同一の構造特性、寸法特性及び材料特性を有してもよい。明瞭化のために、本明細書に記載されている実施形態の理解に有用な工程及び要素のみが示されて詳細に記載されている。以下の記載では、「最上部」、「底部」、「上側」、「下側」などの相対位置を表す用語に言及する場合、垂直方向を参照する。特に指定されていない場合、「約」、「略」、「実質的に」及び「程度」という表現は、該当する値の１０％の範囲内、好ましくは５％の範囲内を表す。「約」、「略」、「実質的に」及び「程度」という用語は、方向に関連付けられる場合、プラスマイナス１０°を表す。特に指定されていない場合、「約」、「略」、「実質的に」及び「程度」という表現は、該当する値の１０％の範囲内、好ましくは５％の範囲内を表す。
図３は、PECVD 法の実施に適合された部品を処理するための装置50の実施形態の断面を含む部分的な側面略図である。
装置50は、例えばステンレス鋼又は石英で形成されて垂直方向に向いた緊密な筐体52を備えており、筐体52内に低圧が維持され得る。筐体52がステンレス鋼で形成される場合、筐体52の内壁の処理を行ってもよい。機械抵抗及び熱抵抗の観点から尊重される仕様は、筐体52がステンレス鋼で形成される場合では筐体52が石英で形成される場合より制約を受けにくいことが有利である。筐体52は、垂直軸芯を有する実質的に円筒形状を有してもよい。装置50は、半導体基板56のための、キャリッジとも称される支持体54を更に備えている。キャリッジ54は、導電性材料で形成されて交互に配置された内側トレイ58A 及び内側トレイ58B を有している。交互に配置された内側トレイ58A 及び内側トレイ58B は、２つの外側トレイ58C 及び外側トレイ58D 間に挟持されている。各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは導電性材料、例えば黒鉛で形成されている。隣り合うトレイ58A, 58B, 58C, 58Dの各対のトレイは、電気絶縁性材料で形成されたスペーサ60によって隔てられている。スペーサ60は、例えばセラミックで形成されている。
図４は、キャリッジ54の実施形態の断面を含む部分的な側面略図である。図５及び６は、半導体基板56が積載された内側トレイ58A, 58Bを夫々示す部分的な側面略図であり、図５及び６は、図４の紙面に直交する水平方向に沿った図である。図７は、装置50の断面を含む部分的な平面略図であり、図８は、装置50の変形例の図７と同様の図である。スペーサ60は図７及び８には示されていない。
トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは互いに強固に連結されている。実施形態によれば、キャリッジ54は、電気絶縁性材料、例えばセラミックで形成されたロッド62を有している。各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは、ロッド62が通過するための貫通孔64を有している。同様に、各スペーサ60は、ロッド62が通過するための貫通孔66を有している。従って、各ロッド62は、トレイ58A, 58B, 58C, 58Dの内の１つ及びスペーサ60の内の１つを交互に通過して貫通孔64, 66を延びている。ロッド62毎に、電気絶縁性材料、例えばセラミックで形成されてロッド62の端部にねじ留めされているナット68が、トレイ58A, 58B, 58C, 58D及びスペーサ60の集合体を圧縮して保持している。実施形態によれば、ロッド62は実質的に平行である。
キャリッジ54は、電気絶縁性材料で形成された台座70を有しており、台座70にトレイ58A, 58B, 58C, 58Dが載置されている。実施形態によれば、外側トレイ58C, 58Dは台座70に接する足部72を有する一方、内側トレイ58A, 58Bは台座70に接しない。台座70は、トレイ58A, 58B, 58C, 58Dが台座70に配置されている間、足部72と協働するように適合されているガイド74を有してもよい。
内側トレイ58A は共に電気的に連結されて外側トレイ58C に電気的に連結されている。内側トレイ58B は共に電気的に連結されて外側トレイ58D に電気的に連結されている。このため、各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは、孔78が横切る少なくとも１つのタブ76を有している。図３～８では、トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは２つのタブ76を有して示されており、トレイの上側部分に一方のタブが設けられており、トレイの下側部分に他方のタブが設けられている。図５及び６に示されているように、トレイ58A, 58Bは実質的に同一の構造を有しており、タブ76の位置が異なる。
実施形態によれば、キャリッジ54は、内側トレイ58A 及び外側トレイ58C と接しながら、内側トレイ58A 及び外側トレイ58C の孔78を通過する、導電性材料、例えば黒鉛で形成された第１のロッド80を有している。導電性の第１のロッド80毎に、第１のロッド80の端部に取り付けられた、導電性材料、例えば黒鉛で形成されたナット82が第１のロッド80の保持を保証する。実施形態によれば、キャリッジ54は、内側トレイ58B 及び外側トレイ58D と接しながら、内側トレイ58B 及び外側トレイ58D の孔78を通過する、導電性材料、例えば黒鉛で形成された第２のロッド84を有している。導電性の第２のロッド84毎に、第２のロッド84の端部に取り付けられた、導電性材料、例えば黒鉛で形成されたナット86が第２のロッド84の保持を保証する。実施形態によれば、第１のロッド80及び第２のロッド84は実質的に平行である。
各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは、実質的に垂直方向に向いた実質的に平坦なトレイ90を有しており、トレイ90からタブ76が突出しており、半導体基板56を受けるための夫々の位置がトレイ90に設けられている。内側トレイ58A, 58Bは、実質的に垂直な２つの反対側にある表面を夫々有しており、内側トレイ58A, 58Bの各表面に、半導体基板56を受けるための夫々の位置が設けられている。処理される半導体基板56の表面は、２つの隣り合うトレイ間の空間の方を向いた表面である。外側トレイ58C, 58Dには、内側トレイ58A, 58Bの１つに対向して配置された外側トレイ58C, 58Dの、実質的に垂直な１つの表面に半導体基板56を受けるための夫々の位置が夫々設けられている。
半導体基板56は、トレイ58A, 58B, 58C, 58D上に実質的に垂直に配置される。実施形態によれば、半導体基板56は、垂直方向に対して僅かに傾いてトレイ58A, 58B, 58C, 58Dに垂直方向に取り付けられるため、半導体基板の重心に対する安定性が保証される。垂直方向に対する傾斜角は、半導体基板56の大きさに応じて１°～10°の範囲内であり、好ましくは２°～６°の範囲内である。各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dには、半導体基板56が行及び列に配置される。実施形態によれば、各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dには、少なくとも１列の半導体基板56のための位置が設けられており、好ましくは２列の半導体基板56のための位置が設けられている。実施形態によれば、各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dには、少なくとも２行の半導体基板56のための位置が設けられており、好ましくは少なくとも４行の半導体基板56のための位置が設けられており、より好ましくは少なくとも８行の半導体基板56のための位置が設けられている。トレイ58A, 58B, 58C, 58Dの数は５～100 の範囲内であってもよく、好ましくは10～40の範囲内であってもよい。特に、トレイ58A, 58B, 58C, 58Dの数は、キャリッジ54を受ける筐体52の直径に応じて決められる。図３，４，７及び８では、図示されているキャリッジ54は１０のトレイ58A, 58B, 58C, 58Dを有しており、夫々の内側トレイ58A, 58Bには、各表面に２行２列の半導体基板56のための位置が設けられており、夫々の外側トレイ58C, 58Dには、２行２列の半導体基板56のための位置が設けられている。図５及び６では、図示されている夫々の内側トレイ58A, 58Bには、各表面に２列６行の半導体基板56のための位置が設けられている。例として、２列７行の３０のトレイのキャリッジには８１２の半導体基板が夫々収容され得る。一般に、筐体52の直径が増加すると、キャリッジ54のトレイ58A, 58Bの数が増加し得る場合があり、筐体52の高さが増加すると、キャリッジ54の行数が増加し得る場合がある。
実施形態によれば、各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは、半導体基板56に当接するように構成されているパッド又はピン92を位置毎に有している。パッド92の少なくとも一部は、トレイ58A, 58B, 58C, 58Dに押し付けられた基板56を維持するように適合されている。図５及び６では、各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは、位置毎に３つのパッド92を有している。各パッド92は、トレイ90の表面から突出する円錐形状又は円錐台形状を有してもよい。各パッド92は、例えば0.5 mm～２mmの範囲内、例えば１mm程度でトレイ90の表面から高さに沿って凸状に突出してもよい。
実施形態によれば、夫々の内側トレイ58A, 58Bは、半導体基板56で覆われるように構成されている開口部又はキャビティ94を位置毎に有している。開口部94の輪郭は、図３，４，５及び６に破線で示されている。開口部94は、好ましくは貫通してもよい。このため、特にトレイの重量を減らして、キャリッジ54の熱慣性及びその電気抵抗を低下させ得ることが有利である。実施形態によれば、外側トレイ58C, 58Dは、貫通開口部を位置毎に有さず、半導体基板56で覆われるように構成されているキャビティとも称される非貫通開口部を位置毎に有してもよい。各開口部94の大きさは、半導体基板56が内側トレイ58A, 58Bの所定位置にある場合、半導体基板56が下にある開口部を実質的に完全に覆い、その周縁部のみでトレイ90と接するように選択されている。
実施形態によれば、２つの隣り合うトレイ58A, 58B, 58C, 58D間の間隔は、例えば10mm～20mmの範囲内、好ましくは10mm～12mmの範囲内で実質的に一定である。各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dの最大厚さは、１mm～10mmの範囲内であり、好ましくは２mm～５mmの範囲内であり、例えば５mm程度である。各半導体基板56の厚さは100 μｍ～200 μｍの範囲内であってもよい。各半導体基板56は、図５及び６の側面図では、辺の長さが100 mm～220 mmの範囲内で、場合によっては丸みを帯びた角部を有する実質的に正方形の形状を有する。一般に各基板56は、図５及び６の側面図では、（一般的に完全な正方形又は疑似正方形として知られている）正方形若しくは実質的な正方形、矩形又は円形の形状を有してもよい。
装置50は、特にキャリッジ54を筐体52に導入するか又は筐体52から取り出すためにキャリッジ54を移動させるための移動手段（不図示）を備えている。移動手段は、関節式アームを有してもよい。筐体52は、例えば筐体52の基部に配置されているゲート96を有しており、ゲート96は開いているとき、キャリッジ54を筐体52に導入するか又は筐体52から取り出すことを可能にする（図３の矢印98）。変形例として、ゲート96はキャリッジ54に連結されてもよく、キャリッジ54が筐体52に導入されると筐体52を緊密に閉じることができる。
装置50は、前駆体ガス及び任意に少なくとも１つの中性ガスを含むタンク100 と、任意に、液体前駆体容器から前駆体ガスを供給するための気化・蒸気調節システムとを備えている。容器100 は、特に質量流量調整器を介して制御パネル102 に連結されており、制御パネル102 は、前駆体ガス及び任意に少なくとも１つの中性ガスを含むガス状混合物を形成することができ、ガス状混合物は行われる処理に応じて決められる。制御パネル102 は、バルブ104 を介して筐体52に連結されており、バルブ104 は開くと、ガス状混合物を吸込ダクト106 を介して筐体52に導入することができる。変形例として、特定のガス又は気相液体が、場合によっては調整されて混合器とは無関係に筐体に導入されてもよい。
装置50は、一又は複数のバルブ110 を介して筐体52に連結されている真空ポンプ108 を備えている。例として、１つのバルブ110 が図３に示されており、バルブ110 が開くと、送出チャネル112 を通した筐体52に存在するガス状混合物の送出が可能になる。実施形態によれば、送出チャネル112 は筐体52の最上部に配置されており、供給回路100, 102及び筐体52間の連結部分は筐体52の基部に配置されている。変形例として、送出チャネル112 は筐体52の基部に配置されてもよく、供給回路100, 102及び筐体52間の連結部分は筐体52の最上部に配置されてもよい。
装置50は、筐体52を囲んでトレイ58A, 58B, 58C, 58D及び筐体52内のガス状混合物の温度を制御し得る少なくとも１つの加熱要素114 、例えば電気抵抗器を更に備えている。実施形態によれば、加熱要素114 は互いに独立して制御されてもよい。
装置50は、トレイ58A, 58B, 58C, 58Dに連結されたAC電圧の少なくとも１つの発生器116 を更に備えている。内側トレイ58A 及び外側トレイ58C は、AC電圧の発生器116 の第１の端子に連結されており、内側トレイ58B 及び外側トレイ58D は、発生器116 の第２の端子に連結されている。２つの隣り合うトレイ58A, 58B, 58C, 58Dは、スペーサ60によって互いに電気的に絶縁されている。
台座70は、キャリッジ54が載置されている平面を有する基部118 と、例えばセラミックロッドに相当して基部118 から延びて台座70の操作を可能にする足部120 とを有してもよい。例として、キャリッジ54は、足部120 を介してゲート96に取り付けられている台座70上に取り付けられてもよい。図７は、基部118 が平面視で筐体52の内部形状に相補的な形状、例えば円盤形状を有する台座70を示している。図８は、基部118 が平面視で矩形形状を有する台座70を示している。この構成により、堆積筐体の高さに応じて反応性ガス注入システムの設置が容易になる。
ここで、PECVD 法の場合の装置50の動作について説明する。
実施形態によれば、キャリッジ54はトレイ58A, 58B, 58C, 58D及びスペーサ60の集合体によって取り付けられている。キャリッジ54は、複数の連続した堆積動作に使用されてもよい。支持体54の保守作業を、複数の堆積動作後に行ってもよく、保守作業では、支持体54を分解してトレイ58A, 58B, 58C, 58Dを清浄化してもよい。
別の実施形態によれば、筐体に対するキャリッジ54の移動を保証する関節式アームにより、キャリッジ54を操作してもよい。この構成では、キャリッジは、複数の堆積に使用された後、新しいきれいなキャリッジに交換される。従って、使用されたキャリッジを、マスク時間内で清浄化して、後で再利用する準備をしてもよい。
半導体基板56は、トレイ58A, 58B, 58C, 58D上に配置される。実施形態によれば、トレイ58A, 58B, 58C, 58D上への基板56の配置を、グリッパを備えたロボット、例えばベルヌーイチャックを使用して行う。グリッパの大きさは、基板56又は複数の基板56を有するグリッパを、２つの隣り合うトレイ58A, 58B, 58C, 58D間の空間に挿入し得るように適合されている。マルチグリッパは、トレイの表面の行及び列に積載して、同一の行及び列のトレイの第２の表面に移ることができる。同一の動作を他の行で行う。第２の列の積載を、積載ロボットのステーションのレベルでキャリッジを180 °回転させるか、又は反対側に配置されている第２のロボットにより行う。第２のロボットを使用する場合、２列の積載を基板積載ステーションのレベルで同時的に行ってもよい。
次に、半導体基板56が積載されたキャリッジ54を筐体52に導入する。
動作中、ガス状混合物を供給ダクト106 を介して筐体52に導入する。各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは熱伝導体として機能して、トレイに配置される半導体基板56との高周波接触要素として機能する。トレイ58A, 58B, 58C, 58Dは発生器116 に連結されて、交互に設けられるカソード及びアノードを形成しており、夫々の対の隣り合うトレイ58A, 58B, 58C, 58D間にプラズマが発生する。例として、発生器116 によって制御されるプラズマの周波数は40 kHz～2.45 GHzの範囲内であり、例えば50 kHz程度である。実施形態によれば、発生器116 は、関連するトレイ58A, 58B, 58C, 58Dにパルス状に、すなわち、AC電圧が印加される段階ton 及びAC電圧が印加されない段階toffを周期的に交互に生じさせることによりAC電圧を印加する。パルスの周期は10msから200 msの間で変わり得る。パルスのデューティサイクル、すなわち、段階ton の継続時間対パルスの周期の比は略10％であってもよい。
加熱要素114 は、例えば垂直方向に沿って筐体52内で均一な温度を得るため、又は筐体52内で温度勾配を得るために制御されてもよい。行われる処理に応じて、筐体52内の温度は200 ℃～600 ℃の範囲内で調節されてもよい。
実施形態によれば、各基板56は単結晶シリコン基板又はポリシリコン基板であり、装置50は、各基板56の上面に薄層、例えば電気絶縁層を堆積させるために使用される。変形例として、処理装置は、半導体基板エッチング処理、特にプラズマエッチング処理を行うために使用されてもよい。絶縁層は、窒化シリコン(SiNx)、酸化シリコン(SiOx）、酸窒化シリコン(SiOxNy)、炭化シリコン(SiC) 、炭窒化シリコン(SiCN)、酸化アルミニウム(AlOx)、ホウケイ酸ガラス、リンケイ酸ガラス、ホウ素若しくはリンがドープされたアモルファスシリコン、又は真性アモルファスシリコンの層であってもよい。筐体52に導入されるガスは、シラン(SiH4)、アンモニア(NH3) 、トリメチルアルミニウム(TMA) 、窒素プロトキシド(N2O) 、三フッ化窒素(NF3) 、メタン(CH4) 、三塩化ホウ素(BCl3)、二酸素(O2)、窒素(N2)、アルゴン(Ar)、ジボラン(B2H6)、ホスフィン(PH3) 、ホウ酸トリメチル(TMB) 、リン酸トリメチル(TMP) 及びオルトケイ酸トリエチル(TEOS)を含む群から選択されてもよい。堆積層の厚さは５nm～150 nmの範囲内であってもよく、好ましくは10nm～100 nmの範囲内であってもよく、例えば40nm程度であってもよい。
真空ポンプ108 は、筐体52内に67Pa（略0.5 Torr）～667 Pa（略５Torr）の範囲内の圧力を維持するように始動する。実施形態によれば、真空ポンプ108 は連続的に動作してもよい。真空ポンプ108 と送出チャネル112 との間に設けられている隔離バルブによって、真空ポンプによって行われる送出を中断することができ、真空ポンプ108 と送出チャネル112 との間に設けられている調整バルブによって、送出流量に応じて筐体52内の圧力を制御することができる。
前駆体ガスは分解して基板56の露出表面に薄膜の堆積物を形成する。
処理の終わりに、キャリッジ54を筐体52から移し、処理された基板56を各トレイ58A, 58B, 58C, 58Dから移す。
キャリッジ54の２つの隣り合うトレイ58A, 58B, 58C, 58D間の距離は実質的に一定であることが有利である。そのため、キャリッジ54の構成は簡略化され、トレイ58A, 58B, 58C, 58Dへの半導体基板56の、例えば自動的な取り付けが更に簡略化される。
開口部94により、空気が基板56の下で自由に流れることができ、これは、特に基板56がトレイ58A, 58B, 58C, 58Dから移されるとき、ベルヌーイチャックの適切な動作に有利であり、基板56とトレイ58A, 58B, 58C, 58Dとの直接的な表面接触が大きすぎるために生じ得るトレイ58A, 58B, 58C, 58Dへの基板56の付着の危険性を回避する。
装置50の設置面積が小さいことが有利である。更に、トレイ58A, 58B, 58C, 58D毎の行数を増やすことにより、ひいては有利に装置50の設置面積を変えることなく、装置50の処理能力を向上させることができる。キャリッジの高さは、装置50の開放後の天井までの高さによって制限される。太陽電池の生産ラインの天井までの高さは、一般的に略４メートルに設定されている。
様々な実施形態及び変形例が述べられている。当業者は、これらの様々な実施形態及び変形例のある特徴を組み合わせることができると理解し、他の変形例が当業者に想起される。特に、薄膜堆積処理の例が記載されているが、処理装置は、半導体基板又はシリコンベースの薄膜のエッチング処理、特にプラズマエッチング処理を行うために使用されてもよい。
最後に、記載されている実施形態及び変形例の実際の実施は、上述されている機能的な表示に基づく当業者の技能の範囲内である。
本願は、「Support pour substrats semiconducteurs pour traitement PECVD avec forte capacite de chargement de substrats」という題名で2020年９月25日に出願された仏国特許出願番号第2009792 号の優先権を主張しており、その内容が、法律で認められているように参照によって本明細書に組み込まれている。

Claims (15)

  1. 半導体基板(56)のための支持体(54)であって、
    半導体基板が配置されるトレイ(58A, 58B, 58C, 58D)の集合体を備えており、
    前記トレイは導電性材料で夫々形成されており、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板を受けるための夫々の位置が少なくとも２つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で設けられている少なくとも１つの実質的に垂直な表面を夫々有しており、前記トレイは、前記半導体基板(56)で覆われる開口部(94)又はキャビティを夫々の位置に夫々有しており、互いに対向する夫々の対のトレイは、電気絶縁性のスペーサ(60)で隔てられている、支持体。
  2. 前記トレイ(58A, 58B, 58C, 58D)の夫々の表面には、少なくとも３つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で前記位置が設けられている、請求項１に記載の支持体。
  3. 前記トレイ(58A, 58B, 58C, 58D)の夫々の表面には、少なくとも５つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で前記位置が設けられている、請求項２に記載の支持体。
  4. 前記トレイ(58A, 58B, 58C, 58D)の夫々の表面には、５～１０の水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で前記位置が設けられている、請求項３に記載の支持体。
  5. １０～４０のトレイ(58A, 58B, 58C, 58D)を備えている、請求項１～４のいずれか１つに記載の支持体。
  6. 前記トレイの集合体は、２つの外側トレイ(58C, 58D)間に挟持された内側トレイ(58A, 58B)を含んでおり、
    前記内側トレイは、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板(56)を受けるための夫々の位置が少なくとも２つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で夫々設けられている２つの平行で実質的に垂直な表面を夫々有している、請求項１～５のいずれか１つに記載の支持体。
  7. 前記２つの外側トレイは、１°～１０°の範囲内で垂直方向に対して傾いた半導体基板(56)を受けるための夫々の位置が少なくとも２つの水平方向に向いた行及び２つの垂直方向に向いた列で設けられている１つの実質的に垂直な表面を夫々有している、請求項６に記載の支持体。
  8. 前記内側トレイ(58A, 58B)は、前記半導体基板(56)の１つによって前記内側トレイの２つの表面の各々で覆われるように構成されている貫通開口部(94)を各位置に夫々有している、請求項６に記載の支持体。
  9. 前記外側トレイ(58A, 58B)は、前記半導体基板(56)で覆われるように構成されている前記外側トレイの表面に非貫通キャビティ(94)を各位置に夫々有している、請求項６に記載の支持体。
  10. 前記トレイ(58A, 58B, 58C, 58D)は少なくとも１つのタブ(76)を夫々有しており、
    前記支持体(54)は、前記トレイの集合体の第１のトレイ(58C, 58A)のタブに連結されている少なくとも１つの第１の導電性ロッド(80)、及び前記トレイの集合体の第２のトレイ(58D, 58B)のタブに連結されている第２の導電性ロッド(84)を備えており、
    前記集合体は、交互に設けられた第１のトレイ及び第２のトレイを含んでいる、請求項１～７のいずれか１つに記載の支持体。
  11. 前記トレイ(58A, 58B, 58C, 58D)は前記位置毎に前記表面から突出しているパッド(92)を夫々有しており、前記パッドは、前記位置に存在する前記半導体基板(56)と接するように構成されている、請求項１～８のいずれか１つに記載の支持体。
  12. 半導体基板を処理するための装置(50)であって、
    実質的に垂直な軸芯を有する筐体(52)と、前記筐体にガス状混合物を供給するための少なくとも１つの回路(100, 102)とを備えており、
    請求項１～１１のいずれか１つに記載の、前記半導体基板のための少なくとも１つの支持体(54)を前記筐体内に更に備えており、
    複数のトレイに電気的に連結されている、AC電圧の少なくとも１つの高周波発生器(116) を更に備えている、装置。
  13. 前記筐体(52)に連結されている真空ポンプ(108) を備えている、請求項１２に記載の装置。
  14. 前記筐体(52)はステンレス鋼で形成されている、請求項１２又は１３に記載の装置。
  15. 太陽電池の製造用に構成されている半導体基板(56)の処理のための、請求項１２～１４のいずれか１つに記載の装置。
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