TW202225471A - 用於用以進行pecvd處理且具有高基板裝載能力的半導體基板的支撐件 - Google Patents

用於用以進行pecvd處理且具有高基板裝載能力的半導體基板的支撐件 Download PDF

Info

Publication number
TW202225471A
TW202225471A TW110135339A TW110135339A TW202225471A TW 202225471 A TW202225471 A TW 202225471A TW 110135339 A TW110135339 A TW 110135339A TW 110135339 A TW110135339 A TW 110135339A TW 202225471 A TW202225471 A TW 202225471A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
tray
trays
support
housing
semiconductor substrate
Prior art date
Application number
TW110135339A
Other languages
English (en)
Inventor
貝契兒 希瑪切
蓋 磊札瑞利
釋維 阮
Original Assignee
法商塞姆科智慧科技法國公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 法商塞姆科智慧科技法國公司 filed Critical 法商塞姆科智慧科技法國公司
Publication of TW202225471A publication Critical patent/TW202225471A/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4581Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber characterised by material of construction or surface finish of the means for supporting the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4587Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332Coating
    • H01J2237/3321CVD [Chemical Vapor Deposition]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/182Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本說明書涉及:一種用於半導體基板(56)的支撐件(54),該支撐件包含:具有放置在其上的半導體基板的托盤(58A、58B、58C、58D)的組件。每個托盤由導電材料製成並且具有至少一個基本上垂直的表面,該表面具有排置成至少兩個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置。每個位置接收以相對於垂直方向的從1°變化至10°的傾斜來定向的半導體基板。每個托盤在每個位置包含:被基板(56)覆蓋的凹槽或空腔。彼此面對的每對托盤中的托盤由電絕緣墊片(60)分隔開。

Description

用於用以進行PECVD處理且具有高基板裝載能力的半導體基板的支撐件
本申請案主張法國專利申請案號2009792(其在2020年9月25日提出申請且標題為「Support pour substrats semiconducteurs pour traitement PECVD avec forte capacité de chargement de substrats」)的優先權的益處,該專利申請案的內容經法律授權而藉由引用的方式併入本文中。
本申請案涉及一種用於半導體基板(特別是用於製造光伏電池的半導體基板)的支撐件。
光伏電池製造方法可包含以下步驟:(例如)根據電漿增強化學氣相沉積或PECVD方法將電絕緣層沉積在半導體基板(特別是矽基板)的表面上的步驟。
圖1部分地且示意性地示出了具有能夠實施PECVD方法的半導體基板處理裝置10的示例的部分的剖面的側視圖。
裝置10包含:外殼12,該外殼具有基本上水平的軸,並且其中保持減壓。裝置10進一步包含:支撐件13,該支撐件具有基本上垂直地定向並且彼此相鄰地排置於其上的托盤14,其中在圖1中示出了單個托盤14。托盤14可以經由門15被引入外殼12或從外殼12移除(例如,設置在外殼12的一端)。例如,每個托盤14(由石墨製成)可以接收至少一個半導體基板16。半導體基板16被基本上垂直地排置在外殼12中。
圖2是包含一列的半導體基板16的托盤14的側視圖。
裝置10包含:含有前驅物氣體和任選的中性氣體的槽體18。槽體18連接到控制面板20,該控制面板經調適以形成前驅物氣體和任選的中性氣體的混合物。控制面板20藉由閥22連接到外殼12,當閥22在打開時能夠藉由進料噴嘴23將氣體混合物引入外殼12。裝置10包含:真空泵24,其藉由閥26連接到外殼12,其中當閥26在打開時能夠將外殼12置於真空下並經由吸入口25吸入存在於外殼12中的氣體混合物。
裝置10進一步包含:圍繞外殼12並且能夠控制托盤14和外殼12中的氣體混合物的溫度的加熱元件28。裝置10進一步包含:交流電壓的產生器30,其電連接到在外殼12中的托盤14。
PECVD方法是一種乾式沉積(意即,從氣相進行)的技術。它使用注入到外殼12中的前驅物氣體,並且沉積是由於這些氣體在基板16的表面處發生化學反應而分解的結果。在PECVD方法中,化學反應藉由電射頻放電(RF)來增強,該放電使得氣體離子化並形成電漿。每個托盤14作為熱導體,且提供與相關聯的半導體基板16的射頻接觸。托盤14連接到產生器30以形成陰極和陽極的交替,並且在每對相鄰的托盤14之間產生電漿。前驅物氣體將會分解以在相對於與托盤14接觸的表面的每個基板16的表面上形成薄膜沉積物。
希望增加裝置10的處理能力(意即,能夠同時處理的半導體基板的數量)。對於裝置10而言,這可以藉由增加托盤14的數量和/或藉由增加每列的半導體基板16的數量,以及/或藉由增加每個托盤14的列數來達成。
然而,考慮到搬動半導體基板16以將它們排置在托盤14上並將它們從托盤14移除可能會變得複雜或甚至不可能處於裝置10的水平配置中,增加每列的基板的數量可能是困難的。實際上,基板26的裝載僅可能從頂部到底部並垂直於水平排置的托盤14。此外,托盤14的數量的增加和每個托盤14的列數的增加導致外殼12的長度和裝置10的佔地面積的顯著增加,這對於在工業規模的使用是不合需要的。
實施例的目的在於克服前述的處理裝置的全部或部分的缺點。
實施例的一個目的是減小處理裝置的佔地面積。
實施例的一個目的是能夠增加處理裝置的容量。
一個實施例提供了用於半導體基板的支撐件,該支撐件包含:具有放置於其上的半導體基板的托盤的一組件,每個托盤由導電材料製成並且具有至少一個基本上垂直的表面,該表面具有排置成至少兩個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置,每個位置接收以相對於垂直方向的從1°變化至10°的傾斜來定向的半導體基板,每個托盤在每個位置包含:被基板覆蓋的凹槽或空腔,彼此面對的每對托盤中的托盤由電絕緣墊片分隔開。
根據一個實施例,每個托盤的該表面具有被排置成至少三個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置,每個位置接收以相對於垂直方向的從1°變化到10°的傾斜來定向的半導體基板。
根據一個實施例,每個托盤的該表面具有排置成至少五個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置,每個位置接收以相對於垂直方向的從1°變化到10°的傾斜來定向的半導體基板。
根據一個實施例,每個托盤的該表面具有被排置成從五到十個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置,每個位置接收以相對於垂直方向的從1°變化到10°的傾斜來定向的半導體基板。
根據一個實施例,支撐件包含:10至40個托盤。
根據一個實施例,托盤的該組件包含:夾在兩個外部托盤之間的內部托盤,每個內部托盤具有兩個平行的基本上垂直的表面,每個表面具有被排置成至少兩個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置,每個表面的每個位置接收以相對於垂直方向的從1°變化到10°的傾斜來定向的半導體基板。
根據一個實施例,兩個外部托盤各自包含:單個基本上垂直的表面,該表面具有被排置成至少兩個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置,每個位置接收以相對於垂直方向的從1°變化到10°的傾斜來定向的半導體基板。
根據一個實施例,每個內部托盤在每個位置包含:一貫穿凹槽,該貫穿凹槽在該內部托盤的兩個表面中的每一者上被基板中的一者覆蓋。
根據一個實施例,每個外部托盤在每個位置包含:在該外部托盤的該表面的一非貫穿空腔,其被基板覆蓋。
根據一個實施例,每個托盤包含:至少一個接片(tab),該支撐件包含:連接至托盤的該組件的第一托盤的接片的至少一第一導電桿和連接到托盤的該組件的第二托盤的接片的一第二導電桿,該組件包含:第一托盤和第二托盤的交替。
根據一個實施例,對於每個位置,每個托盤包含從該表面突出並且與存在於該位置處的半導體基板接觸的墊片(pad)。
一個實施例亦提供了一種用於處理半導體基板的裝置,該裝置包含:具有一基本上垂直的軸的一外殼和用於將一氣體混合物供給到該外殼中的至少一個電路,該裝置進一步地在該外殼中包含:半導體基板的至少一個支撐件(例如,先前界定者),該處理裝置進一步包含:電耦接至複數個托盤的AC電壓的至少一個射頻產生器。
根據一個實施例,該裝置包含:連接到外殼的真空泵。
根據一個實施例,外殼是由不銹鋼製成。
根據一個實施例,該裝置用於處理用於製造光伏電池的半導體基板。
相同的特徵在不同的圖示中由相同的參照標記來指定。特定地,在各種實施例中的共同的結構和/或功能特徵可以具有相同的參照標記並且可以具有相同的結構、尺寸,及材料特性。為了清楚起見,僅詳細地示例說明和描述了對理解在本文中描述的實施例有用的步驟和元件。在以下的描述中,當對於限定相對位置的詞彙(例如,詞彙「頂部(top)」、「底部(bottom)」、「上面(upper)」、「下面(lower)」等等)進行參照時,則是對於垂直方向進行參照。除非另有說明,表述「大約(around)」、「約略(approximately)」、「基本上(substantially)」,及「在......的數量級(in the order of)」表示在10%以內(優選在5%以內)。詞彙「大約(around)」、「約略(approximately)」、「基本上(substantially)」,及「在......的數量級(in the order of)」在它們與方向相關聯時表示正負10°。除非另有說明,表述「大約(around)」、「約略(approximately)」、「基本上(substantially)」,及「在......的數量級(in the order of)」表示在10%以內(優選在5%以內)。
圖3示出了局部的簡化的側視圖,其中具有用於處理經調適以實施PECVD方法的部件的裝置50的實施例的剖面。
裝置50包含:垂直定向的密封外殼52,該密封外殼(例如)由不銹鋼或石英製成,其中可以保持低壓力。在外殼52由不銹鋼製成的情況下,可以對外殼52的內壁進行處理。當外殼52由不銹鋼製成時,與外殼52由石英製成的情況相比,在機械和熱阻方面要遵守的規範可以有利地具有更少的約束性。外殼52可以具有:有垂直軸的基本上圓柱形的形狀。裝置50進一步包含:用於半導體基板56的支撐件54(也稱為舟皿)。舟皿54包含:由導電材料製成的內部托盤58A和58B的交替。內部托盤58A和58B的交替夾在兩個外部托盤58C和58D之間。每個托盤58A、58B、58C、58D由導電材料製成(例如,由石墨製成)。每對相鄰的托盤58A、58B、58C,及58D的托盤由電絕緣材料所製成的墊片60隔開。墊片60(例如)由陶瓷製成。
圖4是局部的簡化的側視圖,其中具有舟皿54的實施例的剖面。圖5和圖6分別是裝載有半導體基板56的內部托盤58A和58B的局部的簡化的側視圖,其中圖5和圖6的視圖是沿著垂直於圖4的視圖的方向的水平方向。圖7是具有裝置50的剖面的局部的簡化的俯視圖,且圖8是類似於圖7的視圖(其中圖8具有圖7的裝置50的變體)。墊片60未在圖7和圖8中示出。
托盤58A、58B、58C、58D彼此剛性地耦接。根據一個實施例,舟皿54包含:由電絕緣材料(例如:陶瓷)製成的桿62。每個托盤58A、58B、58C、58D包含:用於通過桿62的通孔64。類似地,每個墊片60包含:用於通過桿62的通孔66。每個桿62因此藉由交替地穿過托盤58A、58B、58C、58D中的一者和墊片60中的一者而延伸穿過孔64和66。對於每個桿62,由電絕緣材料製成(例如,由陶瓷製成)的螺帽68(其被擰緊至桿62的端部)將托盤58A、58B、58C、58D的組件和墊片62保持為壓合狀態。根據一個實施例,桿62是基本上平行的。
舟皿54包含:由電絕緣材料製成的基座70,其具有放置於其上的托盤58A、58B、58C、58D。根據一個實施例,輸出托盤58C和58D包含:與基座70接觸的支腳72,而內部托盤58A和58B沒有與基座70接觸。基座70可包含:導向件74,其經調適以在將托盤58A、58B、58C、58D放置在基座70上期間與支腳72配合。
內部托盤58A電耦接在一起且電耦接至外部托盤58C。內部托盤58B電耦接在一起且電耦接至外部托盤58D。為了達成此目的,每個托盤58A、58B、58C、58D包含:由孔78穿過的至少一個接片76。在圖3至圖8中,托盤58A、58B、58C、58D被顯示為具有兩個接片76,其中一個接片在托盤的上部,而另一個接片在托盤的下部。如圖5和圖6所示,托盤58A和58B具有基本上相同的結構,而其不同之處在於接片76的位置。
根據一個實施例,舟皿54包含:由導電材料(例如,石墨)製成的第一桿80,該第一桿80在與內部托盤58A和外部托盤58C的接觸的同時穿過內部托盤58A和外部托盤58C的孔78。對於每個第一導電桿80,附接到桿的端部的由導電材料(例如,石墨)製成的螺帽確保了桿80的持定狀態。根據一個實施例,舟皿54包含:由導電材料(例如,石墨)製成的第二桿84,該第二桿在與內部托盤58B和外部托盤58D接觸的同時穿過內部托盤58B和外部托盤58D的孔78。對於每個第二導電桿84,對附接到桿84的端部的由導電材料(例如,石墨)製成的螺帽確保了桿84的持定狀態。根據一個實施例,第一桿80和第二桿84是基本上平行的。
每個托盤58A、58B、58C、58D包含:基本上平面的托盤90(其基本上垂直地定向),該托盤具有從其突出的接片76,且具有設置於其上的數個位置,每個位置用於接收半導體基板56。每個內部托盤58A、58B包含:兩個相對的表面,其是基本上垂直的,內部托盤58A、58B的每個表面包含:數個位置,每個位置用於接收半導體基板56。待處理的半導體基板56的表面被定向為:朝向在兩個相鄰的托盤之間的空間。每個外部托盤58C、58D包含:數個位置,每個位置用於在位於內部托盤58A、58B中的一者的對面的托盤58C、58D的單個表面(其是基本上垂直的)上接收半導體基板56。
半導體基板56基本上垂直地排置在托盤58A、58B、58C、58D上。根據一個實施例,基板56被垂直地安裝在托盤58A、58B、58C、58D上,其相對於垂直方向略微地傾斜,以確保它們相對於其重心的穩定性。根據基板56的尺寸,相對於垂直方向的傾斜角度從1°到10°變化(優選地從2°到6°變化)。在每個托盤58A、58B、58C、58D上,半導體基板56以列和行的形式來排置。根據一個實施例,每個托盤58A、58B、58C、58D包含:用於至少一行的半導體基板56的位置(優選地,用於二行的半導體基板56的位置)。根據一個實施例,每個托盤58A、58B、58C、58D包含:用於至少兩列的半導體基板56的位置(優選地,用於至少四列的半導體基板56的位置(更優選地,用於至少八列的半導體基板56的位置))。托盤58A、58B、58C、58D的數量可以在5至100的範圍中(優選地,在10至40的範圍中)。特定地,托盤58A、58B、58C、58D的數量取決於接收舟皿54的外殼52的直徑。在圖3、圖4、圖7,及圖8中,所示的舟皿54包含:十個托盤58A、58B、58C、58D,並且每個內部托盤58A、58B包含:用於在每個表面上的兩列和兩行的半導體基板56的位置,且每個外部托盤58C、58D包含:用於兩列和兩行的半導體基板56的位置。在圖5和圖6中,每個所示的內部托盤58A和58B包含:用於在每個表面上的兩行和六列的半導體基板56的位置。作為一示例,一舟皿中的兩行和七列的三十個托盤中的每一者可包含:812個半導體基板。通常地,外殼52直徑的增加可以增加舟皿54的托盤58A、58B的數量,且外殼52的高度的增加可以增加舟皿54的列數。
根據一個實施例,對於每個位置,每個托盤58A、58B、58C、58D包含:用以抵靠半導體基板56的墊片或銷92。墊片92中的至少一些者經調適以保持基板56壓靠在托盤58A、58B、58C、58D上。在圖5和圖6中,每個托盤58A、58B、58C、58D包含:用於每個位置的三個墊片。每個墊片92可具有從托盤90的表面突出的圓錐形或截頭圓錐形。每個墊片92可以沿著(例如)在從0.5mm到2mm的範圍(例如,在1mm的數量級)內的高度從托盤90的表面凸起地突出。
根據一個實施例,對於每個位置,每個內部托盤58A、58B包含:用以被半導體基板56覆蓋的凹槽或空腔94。凹槽94的輪廓在圖3、圖4、圖5,以及圖6中以虛線表示。凹槽94可以優選地是貫穿的。有利地,這特別能夠減少托盤的重量、減少舟皿54的熱慣性以及其電阻。根據一個實施例,外部托盤58C、58D不包含:用於每個位置的貫穿凹槽,但是對於每個位置可以包含:非貫穿的凹槽(也稱為空腔),其用以被半導體基板56覆蓋。選擇每個凹槽94的尺寸,以使得當半導體基板56位於內部托盤58A、58B上時,它基本上完全地覆蓋在下面的凹槽並且僅在其圓周上與托盤90接觸。
根據一個實施例,在兩個相鄰的托盤58A、58B、58C、58D之間的間距基本上固定(例如,在10mm至20mm的範圍內(優選地,在10mm至12mm的範圍內))。每個托盤58A、58B、58C、58D的最大厚度在從1mm到10mm的範圍內(優選地,從2mm到5mm的範圍內(例如,在5 mm的數量級))。每個半導體基板56可以具有在從100μm到200μm範圍內的厚度。在圖5和圖6的側視圖中,每個基板56可以具有大致上正方形的形狀(可能具有圓角),其具有在100mm至220mm範圍內的邊長。通常地,在圖5和圖6的側視圖中,每個基板56可以具有正方形或基本上正方形(通常稱為完全的正方形或準正方形)形狀、矩形形狀,或圖形形狀。
裝置50包含:用於移動舟皿54(特別是將其引入外殼52或將其從外殼52中取出)的構件(未示出)。位移構件可包含:鉸接臂。外殼52包含:(例如)位於外殼52的底部的閘門96,當其打開時能夠將舟皿54引入外殼52中或從外殼52中取出(圖3中的箭頭98)。作為一變體,閘門96可以耦接至舟皿54並且可以在舟皿54被引入外殼52中時緊密地將外殼52關閉。
裝置50包括包含有前驅物氣體的和任選的至少一種中性氣體的槽體100和任選的汽化和蒸汽調節系統以從液體前驅物容器供應前驅物氣體。容器100特別地藉由質量流量調節器連接到控制面板102,該控制面板能夠形成氣態混合物(其包含前驅物氣體和任選的至少一種中性氣體(這取決於要進行的處理))。控制面板102藉由閥門104連接到外殼52,當閥門打開時能夠經由入口管道106將氣體混合物引入外殼52中。作為一變體,某些氣體或汽相液體可能獨立於混合器而被調節並引入到外殼中。
裝置50包含:藉由一個閥110(或複數個閥110)連接到外殼52的真空泵108。作為一示例,在圖3中示出了單個閥110,當閥門打開時允許藉由泵送通道112來泵送存在於外殼52中的氣體混合物。根據一個實施例,泵送通道112位於外殼52的頂部並且在饋電電路100和102與外殼52之間的連接位於外殼52的底部。作為變體,泵送通道112可以位於外殼52的底部,並且在饋電電路100和102與外殼52之間的連接可以位於外殼52的頂部。
裝置50進一步包含圍繞外殼52的至少一個加熱元件114(例如,電阻器),其能夠控制托盤58A、58B、58C、58D和外殼52中的氣體混合物的溫度。根據一個實施例,加熱元件114可以彼此獨立地控制。
裝置50進一步包含:耦接到托盤58A、58B、58C、58D中的至少一個AC電壓的產生器116。內部托盤58A和外部托盤58C連接到AC電壓的產生器116的第一端點,且內部托盤58B和外部托盤58D連接到產生器116的第二端點。兩個相鄰的托盤58A、58B、58C、58D藉由墊片60彼此電絕緣。
基座70可包含:基座118,該基座具有一平面表面,該平面表面具有放置於其上的舟皿54,以及支腳120(例如,對應於陶瓷桿),該支腳從基座118延伸並允許基座70的操作。作為一示例,舟皿54可以被安裝在基座70上,該基座藉由支腳120附接至閘門96。圖7示出了基座70,該基座在俯視圖中具有其基部188,該基部具有與外殼52的內部形狀互補的形狀(例如,盤狀)。圖8示出了基座70,該基座在俯視圖中具有其基部118,該基部具有矩形形狀。此版本根據沉積外殼的高度簡化了反應氣體注入系統的安裝。
現在將在PECVD方法的情況下描述了裝置50的操作。
根據一個實施例,舟皿54藉由托盤58A、58B、58C、58D和墊片60的組裝來裝設。舟皿54可用於複數個連續的沉積操作。可以在複數個沉積操作之後提供對於支撐件54的維護操作,並且該維護操作可以包含以下步驟:拆卸支撐件54和清潔托盤58A、58B、58C、58D。
根據另一個實施例,舟皿54可以藉由鉸接臂來操縱,該鉸接臂確保其移向外殼和移出外殼。在這種配置中,舟皿在被新的乾淨的舟皿替換之前用於多次的沉積。因此,使用過的舟皿可以在屏蔽的時間內進行清潔並準備好隨後重新使用。
半導體基板56被排置在托盤58A、58B、58C、58D上。根據一個實施例,藉由使用配備有夾持器(例如,伯努利卡盤)的機器人來執行:將基板56排置在托盤58A、58B、58C、58D上。夾持器的尺寸經調適以能夠將設置有基板56或複數個基板56的夾持器插入存在於兩個相鄰的托盤58A、58B、58C、58D之間的空間中。一個具有多個夾爪的夾持器能夠將托盤表面裝載在一列和一行上,然後傳遞到同一列和同一行的托盤的第二表面。對其他的列執行相同的操作。第二行的裝載是藉由在裝載機器人的工作站的位凖上將舟皿旋轉180°或藉由位於相對側的第二機器來執行。在最後一種情況下,兩行的裝載可以在基板裝載站的位凖上同時地執行。
然後將裝載有半導體基板56的舟皿54引入外殼52中。
在操作中,氣態混合物藉由進料管道106被引入外殼52。每個托盤58A、58B、58C、58D作為熱導體,並且作為:與放置在其上的半導體基板56接觸的射頻元件。托盤58A、58B、58C、58D耦接到產生器116以形成陰極和陽極的交替,並且在每對相鄰的托盤58A、58B、58C、58D之間產生電漿。作為一示例,由每個產生器116、88控制的電漿的頻率在從40kHz到2.45GHz的範圍內(例如,在50kHz的數量級)。根據一個實施例,產生器116以脈衝方式(意即,藉由週期性地交替施加AC電壓的相位ton和當沒有施加AC電壓時的相位toff)將AC電壓施加到相關聯的托盤58A、58B、58C、58D。脈衝的週期可在10 ms和200 ms之間變化。脈衝的責任週期(意即,相位ton的持續時間與脈衝週期的比率)可以是大約10%。
加熱元件114可以被控制以獲得外殼52中的均勻的溫度或獲得在外殼52中(例如)沿著垂直方向的溫度梯度。根據所進行的處理,在外殼52中的溫度可被調節在200℃和600℃之間。
根據一個實施例,每個基板56是單晶矽或多晶矽基板,並且裝置50被使用以在每個基板56的上表面上沉積薄層(例如,電絕緣層)。作為一變體,處理裝置可被使用以執行半導體基板蝕刻操作(特別是電漿蝕刻操作)。絕緣層可以是氮化矽(SiNx)的層、氧化矽(SiOx)的層、氧氮化矽(SiOxNy)的層、碳化矽(SiC)的層、碳氮化矽(SiCN)的層、氧化鋁(AlOx)的層、硼矽酸鹽玻璃(borosilicate glass)的層、磷矽酸鹽玻璃(phosphosilicate glass)的層、硼摻雜的矽或磷摻雜的矽的層,或本質非晶矽的層。被引入外殼52的氣體可以選自由以下所述者組成的群組:矽烷(SiH4)、氨(NH3)、三甲基鋁(trimethylaluminum(TMA))、一氧化二氮(nitrogen protoxide(N2O))、三氟化氮(NF3)、甲烷(CH4)、三氯化硼(boron trichloride (BCl3))、氧氣(dioxygen (O2))、氮氣(N2)、氬氣(Ar)、二硼烷(B2H6)、膦(PH3)、硼酸三甲酯(trimethylborate (TMB))、磷酸三甲酯(trimethylphosphate (TMP)),及原矽酸三乙酯(triethylorthosilicate (TEOS))。沉積層的厚度可以在從5nm到150nm的範圍內(優選地,10nm到100nm的範圍內(例如,在40nm的數量級))。
真空泵108被啟動以將外殼52中的壓力維持在67Pa(大約0.5Torr)至667Pa(大約5Torr)的範圍內。根據一個實施例,真空泵108可以連續地運行。設置在真空泵108與泵送通道112之間的隔離閥能夠中斷由真空泵執行的泵送,並且設置在真空泵108和泵送通道112之間的調節閥能夠根據泵送速率來控制外殼52中的壓力。
前驅物氣體將分解以在基板56的暴露表面上形成薄膜沉積物。
在處理結束時,舟皿54從外殼52中被移除,並且經過處理過的基板56從每個托盤58A、58B、58C、58D中被移除。
有利地,舟皿54的兩個相鄰的托盤58A、58B、58C、58D之間的距離基本上固定。然後簡化了舟皿54的設計,並且還簡化了(例如)以自動化的方式將半導體基板56安裝在托盤58A、58B、58C、58D上的步驟。
凹槽94使得空氣能夠在基板56下方自由地流動(這有利於伯努利卡盤的正確的操作(特別是當基板56從托盤58A、58B、58C、58D被移除時)),並且避免基板56依附在托盤58A、58B、58C、58D上的風險(這可能是由於基板56和托盤58A、58B、58C、58D之間的直接的表面接觸太顯著而導致的)。
裝置50有利地具有小的佔地面積。此外,裝置50的處理能力的增加可以藉由增加每個托盤58A、58B、58C、58D的列數來實現,因此有利地不會引起裝置50的佔地面積的改變。舟皿的高度受到裝置50打開後到頂部的高度的限制。到光伏電池生產線的頂部的高度通常地被設置為4米左右。
已經描述了各種實施例和變體。彼些習知技藝者將理解到這些各種實施例和變體的某些特徵可以組合,並且彼些習知技藝者將聯想到其他的變體。特定地,雖然已經描述了薄膜沉積處理的示例,但是處理裝置可以用於執行半導體基板或矽基薄膜的蝕刻操作(特別是,電漿蝕刻操作)。
最後地,基於在前文中給出的功能指示,所描述的實施例和變體的實際的實施落在彼些習知技藝者的能力範圍內。
10:半導體基板處理裝置 12:外殼 13:支撐件 14:托盤 15:門 16:半導體基板 18:槽體 20:控制面板 22:閥 23:進料噴嘴 24:真空泵 25:吸入口 26:閥 28:加熱元件 30:交流電壓的產生器 50:裝置 52:外殼 54:舟皿 56:半導體基板 58A、58B、58C、58D:托盤 60:墊片 62:桿 64:通孔 66:通孔 68:螺帽 70:基座 72:支腳 74:導向件 76:接片 78:孔 80:第一桿 84:第二桿 90:托盤 92:墊片 94:凹槽 96:閘門 98:箭頭 100:槽體 102:控制面板 104:閥門 106:入口管道 108:真空泵 110:閥 112:泵送通道 114:加熱元件 116:產生器 118:基座 120:支腳
前述的特徵和優點,以及其他的特徵和優點將在參照隨附圖式而藉由示例說明的方式(而非限制)給出的特定的實施例的後續的描述中詳細地描述,其中:
先前描述的圖1部分地和示意性地示出了用於藉由PECVD來處理半導體基板的裝置的示例。
先前描述的圖2部分地和示意性地示出了被設置有圖1的處理裝置的半導體基板的托盤的示例。
圖3是半導體基板的PECVD處理的裝置的實施例的局部的簡化的剖面圖。
圖4部分地和示意性地示出了圖3的處理裝置的半導體基板支撐件的實施例。
圖5部分地和示意性地示出了設置有圖4的支撐件的半導體基板的第一托盤的實施例,該托盤包含:兩個行和六個列。
圖6部分地和示意性地示出了設置有圖4的支撐件的半導體基板的第二托盤的實施例。
圖7是具有半導體基板支撐件的實施例的圖3的半導體基板的PECVD處理裝置的局部的簡化的俯視剖面圖。
圖8是類似於圖7的圖示,其具有半導體基板支撐件的變體。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
54:舟皿
56:半導體基板
58A、58B、58C、58D:托盤
60:墊片
62:桿
64:通孔
66:通孔
68:螺帽
70:基座
72:支腳
74:導向件
76:接片
78:孔
80:第一桿
84:第二桿

Claims (15)

  1. 一種用於半導體基板(56)的支撐件(54),該支撐件包含:具有放置於其上的半導體基板的托盤(58A、58B、58C、58D)的一組件,每個托盤由導電材料製成並且具有至少一個基本上垂直的表面,該表面具有排置成至少兩個水平定向的列和兩個垂直定向的行中的位置,每個位置經配置以接收以相對於一垂直方向的從1°變化至10°的一傾斜來定向的一半導體基板,每個托盤在每個位置包含:被該基板(56)覆蓋的一凹槽(94)或一空腔,彼此面對的每對托盤中的托盤由一電絕緣墊片(60)分隔開。
  2. 如請求項1所述之支撐件,其中每個托盤(58A、58B、58C、58D)的該表面具有被排置成至少三個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置。
  3. 如請求項2所述之支撐件,其中每個托盤(58A、58B、58C、58D)的該表面具有被排置成至少五個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置。
  4. 如請求項3所述之支撐件,其中每個托盤(58A、58B、58C、58D)的該表面具有被排置成從五到十個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置。
  5. 如請求項1所述之支撐件,該支撐件包含:10至40個托盤(58A、58B、58C、58D)。
  6. 如請求項1所述之支撐件,其中托盤的該組件包含:夾在兩個外部托盤(58C、58D)之間的內部托盤(58A、58B),每個內部托盤具有兩個平行的基本上垂直的表面,每個表面具有被排置成至少兩個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置,每個表面的每個位置接收以相對於一垂直方向的從1°變化到10°的一傾斜來定向的一半導體基板(56)。
  7. 如請求項6所述之支撐件,其中該兩個外部托盤各自包含:單個基本上垂直的表面,該表面具有被排置成至少兩個水平定向的列和兩個垂直定向的行的位置,每個位置接收以相對於一垂直方向的從1°變化到10°的一傾斜來定向的一半導體基板(56)。
  8. 如請求項6所述之支撐件,其中每個內部托盤(58A、58B)在每個位置包含:一貫穿凹槽(94),該貫穿凹槽用以在該內部托盤的兩個表面中的每一者上被基板(56)中的一者覆蓋。
  9. 如請求項6所述之支撐件,其中每個外部托盤(58A、58B)在每個位置包含:在該外部托盤的該表面的一非貫穿空腔(94),該非貫穿空腔用以被基板(56)覆蓋。
  10. 如請求項1所述之支撐件,其中每個托盤(58A、58B、58C、58D)包含:至少一個接片(76),該支撐件(54)包含:連接至托盤的該組件的第一托盤(58C、58A)的接片的至少一第一導電桿(80)和連接到托盤的該組件的第二托盤(58D、58B)的接片的一第二導電桿(84),該組件包含:該第一托盤和該第二托盤的一交替。
  11. 如請求項1所述之支撐件,其中對於每個位置,每個托盤(58A、58B、58C、58D)包含從該表面突出並且經配置以與存在於該位置處的半導體基板(56)接觸的墊片(92)。
  12. 一種用於處理半導體基板的裝置(50),該裝置包含:具有一基本上垂直的軸的一外殼(52)和用於將一氣體混合物供給到該外殼中的至少一個電路(100、102),該裝置進一步地在該外殼中包含:如請求項1-11中的任何一項所述之半導體基板的至少一個支撐件(54),該處理裝置進一步包含:電耦接至複數個托盤的一AC電壓的至少一個射頻產生器(116)。
  13. 如請求項12所述之裝置,包含:一真空泵(108),該真空泵耦接至該外殼(52)。
  14. 如請求項12所述之裝置,其中該外殼(52)是由不銹鋼製成。
  15. 如請求項12所述之裝置,其用以處理用於光伏電池製造的半導體基板(56)。
TW110135339A 2020-09-25 2021-09-23 用於用以進行pecvd處理且具有高基板裝載能力的半導體基板的支撐件 TW202225471A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2009792 2020-09-25
FR2009792A FR3114683A1 (fr) 2020-09-25 2020-09-25 Support pour substrats semiconducteurs pour traitement PECVD avec forte capacité de chargement de substrats

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202225471A true TW202225471A (zh) 2022-07-01

Family

ID=74045656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110135339A TW202225471A (zh) 2020-09-25 2021-09-23 用於用以進行pecvd處理且具有高基板裝載能力的半導體基板的支撐件

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230357930A1 (zh)
EP (1) EP4218047A1 (zh)
JP (1) JP2023543021A (zh)
KR (1) KR20230074139A (zh)
CN (1) CN116325117A (zh)
CA (1) CA3195714A1 (zh)
FR (1) FR3114683A1 (zh)
TW (1) TW202225471A (zh)
WO (1) WO2022063689A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE330900C (sv) 1968-05-31 1978-12-07 Uddeholms Ab Sett att vermebehandla band eller plat av rostfritt, herdbart kromstal
US8845809B2 (en) * 2008-10-09 2014-09-30 Silevo, Inc. Scalable, high-throughput, multi-chamber epitaxial reactor for silicon deposition
JP6716460B2 (ja) * 2014-09-30 2020-07-01 株式会社カネカ 試料移載システム及び太陽電池の製造方法
DE102015014903A1 (de) * 2015-11-18 2017-05-18 Centrotherm Photovoltaics Ag Waferboot und Plasma-Behandlungsvorrichtung für Wafer

Also Published As

Publication number Publication date
CA3195714A1 (fr) 2022-03-31
FR3114683A1 (fr) 2022-04-01
JP2023543021A (ja) 2023-10-12
CN116325117A (zh) 2023-06-23
KR20230074139A (ko) 2023-05-26
EP4218047A1 (fr) 2023-08-02
US20230357930A1 (en) 2023-11-09
WO2022063689A1 (fr) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI744378B (zh) 工件處理裝置
KR100319075B1 (ko) Cvd 성막 장치
KR20140068116A (ko) 선형­타입 대형­면적 플라즈마 반응기 내의 균일한 프로세스를 위한 가스 전달 및 분배
KR20080105617A (ko) 화학기상증착장치 및 플라즈마강화 화학기상증착장치
CN104046961B (zh) 衬底支撑器以及包含所述衬底支撑器的衬底处理设备
US20200105516A1 (en) Method and device for forming a layer on a semiconductor substrate, and semiconductor substrate
TW201729256A (zh) 基板處理裝置以及使用該裝置的基板處理方法
JP5377749B2 (ja) プラズマ生成装置
KR20130142972A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2013065872A (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
KR20080035735A (ko) 플라즈마 화학기상증착설비
TW202225471A (zh) 用於用以進行pecvd處理且具有高基板裝載能力的半導體基板的支撐件
US8931433B2 (en) Plasma processing apparatus
KR20100077887A (ko) 플라즈마 처리장치
KR100457455B1 (ko) 박막 증착 속도를 조절하는 샤워헤드를 구비한 화학 기상증착 장치.
KR100422398B1 (ko) 박막 증착 장비
KR20100055618A (ko) 샤워헤드 및 이를 구비하는 플라즈마 처리장치
JPH0565652A (ja) プラズマ増強形化学蒸着装置
JP4384645B2 (ja) 処理管
KR20130142480A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20110000861A (ko) 플라즈마를 이용한 저압 화학 기상 증착 장비
KR20140114093A (ko) 기판처리장치
US20230290669A1 (en) Semiconductor manufacturing apparatus
JPH0590939U (ja) プラズマcvd装置
TWI585232B (zh) 線性電漿輔助化學氣相沈積設備