TW201201319A - Susceptor for plasma processing chamber - Google Patents

Description

201201319 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 相關申請 本申請f駐紐先權絲美國專利暫料請轉絲_8,627號（申 請日為2〇10年6月25日），該優先權案的說明内容全部已併入此案以供參考。 【先前技術】 1. 應用領域 本件申請案是關於真空處理腔，例如可使用於化學氣相沉積（cvd)、電 賴助化學氣相沉積（PECVD)、物理氣相沉積（pVD)科之腔室。本發明 特別是有關用於在處理腔内支持基板之基座。 2. 習知技術 真空處理腔比如電漿處理腔（例如電衆輔助化學氣相沉積製程， PECVD)，是使用射頻功率（RFpower)點燃並維持電聚。射頻功率透過電極 板、天線等施用於腔室。在某些腔體的設計巾，基座被當作電極板之一，此外 其功用也包括在電漿處理期間可支撐基板。今日大部分的設計中’基座的溫度 疋可控獅。基座的本質要求是在處理溫度下具有導電性以及賊定性。因 此，基座的可能材質之一為石墨。然而，使用石墨帶來一些因為電漿之穩定性 及溥膜厚度的非均勻度所產生之問題。除此之外，在腔體清淨製程期間，基座 谷易蝕刻，因為腔體清洗製程中通常沒有放基板在基座上即使電漿點燃，使該 基座暴露在電漿下。 【發明内容】 以下對本發明内容之簡述，目的乃在對本發明之各種面向及特徵作一基本 說明。本發明簡述並非對本發明之全面的概括，因此其目的不在特定指出本發 3 201201319 明之關鍵或主要元件，也不是肋限定本發明之範圍^其唯—目的是在以一簡 要方式呈現本發明之-些概念，作為呈現在下段之本發簡詳細說明之前言。 本發明之貫施例改善基座設計’並提供基座可以維持穩定的電聚以及沈積 均勻的薄膜。本案所揭露之—些實例是有關以棘處理腔製造太陽能電池。具 體來說，在製造在太驗電池的抗反触層（ARC)時，若以^墨基座作 為接地地極’如果要達成所需的I置特^，處理腔的視窗必須設成較窄的尺 寸因此，根據本發明貫施例，是在該石墨基座上形成一層薄的介電質塗層。 在一些例子中，該介電質塗層為以電㈣駐少3微米（mie_)厚度的氧 化鋁，而在一些例子中，介電質塗層為約50微米厚度。在其他例子中，該介 電質塗層Μ切。使等塗層之基座，將大纽善賴敎性、薄膜厚度 的均勻度以及發射器之飽和電流密度。 根據本發明實施例，如上所述有關習知技術基座的問題，可以透過提供 一介電質塗層在基座上表面解決。根據一個例子，該介電質塗層為電漿喷灑至 少3微米厚度之氧化鋁。根據一個例子，該介電質塗層為約邓微米厚度。使 用》玄等基座’可改善電漿穩d 4膜厚度均勻性以及發射器的飽和電流密度 (saturation current density) ° 氮化矽為另一種介電質，可作為一本發明的塗層。氮化矽之介電常數 (dielectricconstant)(為6-8)接近於氧化鋁之介電常數（約9)。然而，實際 上電漿喷麗氧化鋁更易於製造。因此，以下提供的實施例都是有關電漿喷麗氧 化紹之例子。 第1A圖為一顯示PECVD處理腔（包含石墨基座）的主要規格之示意圖。 由主體100、頂板105及底板115形成一腔室，内有處理空間12〇，該處理空 4 201201319 間120是以幫浦152抽真空。一噴灑頭125透過導管13〇接收氣體，並將氣體 引導進入空間120。基座135由臺座140支撐，該臺座14〇可包含一加熱器。 2：座140在升尚時可（或不可）移動。如果射頻功率源連接至一在頂板或喷灑 頭中的電極，則一接地線145連接基座至接地電位^ 第1B圖顯示根據本發明一實施例之基座135設計的更多細節。本例中， 該基座135用於處理多個例如製造太陽能電池之基板。基板（未顯示於圖中） 位於石墨基座135之上表面上所形成之收容槽15〇内。該上表面塗有以一介電 質，比如氧化紹。 第2A圖顯示一使用習知技術之基座，將氮化矽沈積在多晶矽晶圓上所 得的不均勻薄膜如圖所示，越接近基板的邊緣部分，沈積越薄，而事實上，幾 乎沒有沈積物在晶圓的最邊緣部分出現。該等結果是不可能被接受的，因為在 本例十氮化層是啊作為—絕緣賴層以及抗反射層，使得光線能夠進入太陽 能電池轉化為電能’而不是將光線反射。以鱗彳刚的沈積，太陽能電池效 率將會降低’ m為在邊緣部分統將會被反射，而不能完全使用在光電轉換。 第2B圖則顯不使用根據本發明一實施例，具有電聚喷麗塗層的石墨基 座，將氮化石夕沈積在多晶石夕晶圓所得的均勻薄膜。如圖所示，藍色均句地分布 在全部晶圓表面上’使用具有塗層的基座，氮僻沈赫賴更為均勻。 【實施方式] 以5 N型石夕晶太陽能電池（c Si s〇lar㈣）晶圓作為測试晶圓。在沈積 抗反射層之W，先對該晶圓作雙面表面紋理處理、雙面p型摻雜以及雙面二氧 化砂塗層處理。在肢射層沈積步職間，將大約_A錢切薄膜沈積在 Ba圓兩面fl/成深藍色。在雙面氮化珍沈積後以加⑽公司的wcT_12〇光 5 201201319 導生命期測量儀（photoconductance lifetime tester )測量該測試晶圓。照明模式 設定為瞬間（transient，閃光設定為1/64)。由PCID模擬軟體指示發射器的總 飽和電流密度（J。）。該測試晶圓雙面都有發射器。所以發射器之單面飽和電 流密度為來自PCID總J。的一半。以有塗層及沒有塗層及不同條件之石墨基座 來處理該監控晶圓。表1顯示該發射器之單面飽和電流密度。J。值越小表示其 開路電壓（Voc)以及太陽能電池效率越大。 曰曰 表1顯示以有塗層及無塗層之基座，在雙面氮化石夕沈積後，紋理化測試 圓（TTW)之發射器飽和電流密度比較表。 表1 :紋理化測試晶圓之發射器的飽和電流密度比較。 基座 石墨無塗層 石墨有氧化紹塗層 Jo(fA/cm2) 條件1:低N2流量及高氣壓 58 15 66 13 J〇(fA/cm2) 條件2:高N2流量及低氣壓 J〇(fA/cm2) 條件3:電極間距小 如表1所示，以根據本發明實施例之基座處理晶目，可提供一大幅改進之 J。。在本例中，基座是以電聚喷邀約50微米厚度之氧化紹塗層。 本發明既已根據特定實例說明如上，其目的是以全方面性說明解釋，而不 在限制其範圍。習於此藝之人士均可使用各種不同的硬體、軟體及減之结 合，實施本發明。此外，本發明之其他實施方式，也可由此行業之人士根據本 發明之專概明書加以達成，絲實施。本案實施例之不戰點及/或元件， 6 201201319 可單獨或結合任何電驗體技術使用。核之說明t及所舉實例，目的只在展 不，而本發明之專利真正細及精神，只能由以下_請專概圍限定。 【圖式簡單說明】 本發明所_式納人本件專利說明書中，並成為其__部分，是用來例示本 發明的實施例’並與本案的說嘱容共關來說明及展示本發明的原理。圓示 的目的只在以圖形方式例示本發明實施例的主要特徵。圖示的目的不是用來顯 示實際上_子的每-個舰，也不來表示其中各元件之相對尺寸，或其 比例。 第1Α圖顯示根據本發明一實施例的PECVD處理腔之主要元件之示意 圖，該處理腔包含一石墨基座。 第1B圖顯示根據本發明一實施例之一基座設計示意圖。 第2A圖顯示一使用習知技術之基座，將氮化矽沈積在多晶矽晶圓上，所 得的不均勻薄膜。而第2B圖則顯示使驗據本發明—實施例的石墨基座，將 氮化石夕沈積在多晶石夕晶圓所得的均勻薄膜。 【主要元件符號說明】 100 主體 105 頂板 115 底板 120 處理空間 125 噴灑頭 130 導管 基座 135

S 7 201201319 140 臺座 145 接地線 150 收容槽 152 幫浦 8

Claims (1)

1. 201201319 七、申請專利範圍： 1. 一電漿處理裝置的基座，包括： 石墨主體’有-用以支持至少一個基板之上表面，該上表面上形成一介 電質塗層。 2. 如申睛專她圍第1項之基座，其中該介電質塗層包括—職喷壤的氧化 鋁塗層。 3. 如申叫專利乾圍第2項之基座，其中該電聚喷激的氧化銘塗層之厚度至少 3微米。 之厚度約為 4. 如申晴專利範圍第2項之基座，其_該電聚喷灌的氧化紹塗層 50微米。 5. 如申糊觸也基座，㈣_峨括氮切。 6· 一電漿·處理裝置的基座，包括： 一石墨主體’有—上表面肋支持錄基板，該上表面有用以容納該基板 之多個收容槽，且該上表面场成—介電質塗声。 7. ^糊觸6項塊，_介繼㈣-絲侧氣化 |呂塗層。 8. 如申糊瓣㈣爾，Μ麵爾 9. 如申糊刪7項遍，射麵爾物 1〇·如Γ糊瓣6狀麵，㈣傾輪括氮切。 11. 一真空處理腔，包括： 一主腔體； 一喷灑頭，設置在該腔體之頂板； 201201319 一臺座，設置在腔體内部； 一基座，連接至該臺座，該基座包括一石墨主體，具有一用以支持至少一 個基板之上表面，該上表面上形成一介電質塗層。 I2,如申请專利範圍第u項之腔體其中該介電質塗層包括電浆喷灌的氧化 鋁塗層。 13.如申請專利範圍第12項之腔體，其中該基座包括多數收容槽，每一收* 槽用以容納一個基座。 各 14. 如申請專利範圍第12項之腔體， 15. 如申請專利範圍第12項之腔體， 16·如申請專利範圍第11項之腔體， 其中該塗層之厚度至少3微米。 其中該塗層之厚度約為50微米。 其中該介電質塗層包括氣化分。 10