TWI686494B - 濺鍍工具 - Google Patents

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Abstract

濺鍍工具被描述。在一個實施例中，用以支撐晶片的設備包含具有凹陷以承接晶片的托盤。托盤包含在凹陷下方的開口，而在凹陷中的邊緣是用以支撐晶片在開口上方。蓋體至少部分地覆蓋開口。在一個示例中，蓋體可為具有一或多個孔洞的板體，且管體可位於在蓋體中的各孔洞的下方。在一個實施例中，晶片處理系統包含處理室及具有凹陷以承接晶片的托盤。托盤具有在凹陷下方的開口，而在凹陷中的邊緣支撐晶片在開口上方。在一個這樣的實施例中，蓋體至少部分地覆蓋開口。根據一個實施例，能量吸收材料設置在托盤中的開口下方。

Description

濺鍍工具
本發明的實施例是在晶片處理的領域中，且特別是使用濺鍍工具的用於太陽能電池的金屬晶種沉積。
俗稱為太陽能電池之光伏打電池，為用以將太陽輻射直接轉換為電能之眾所周知的裝置。一般而言，太陽能電池是用半導體製程技術來形成接近於基板表面的p-n接面，以製造於半導體晶片或基板上。衝射基板表面並進入基板之太陽輻射在塊狀基板中產生電子及電洞對。電子及電洞對移動至基板中之p-摻雜及n-摻雜區域，從而於摻雜區域間產生電壓差。摻雜區域被連接至太陽能電池上之導電區域以將來自電池之電流引導至與其耦接之外部電路。
效率是太陽能電池的重要特性，因為其與太陽能電池產生電力之能力直接相關。同樣的，生產太陽能電池的效率與此種太陽能電池的成本效益直接相關。此外，在實地的性能及穩定性通常也是重要的特徵。
據此，普遍期望用於增加效率、實地性能及穩定性的技術或用於增加太陽能電池製造效率的技術。
本發明提供在晶片處理系統中支撐晶片的一種設備，設備包含托盤，其包含凹陷以承接晶片，其中托盤進一步包含在凹陷下方的開口，且其中在凹陷中的邊緣係用以支撐晶片在開口上方；以及蓋體，其至少部分地覆蓋開口。
本發明又提供一種晶片處理系統，其包含處理室；托盤，其包含凹陷以承接晶片，其中托盤進一步包含在凹陷下方的開口，且其中在凹陷中的邊緣係用以支撐晶片在開口上方；以及蓋體，其至少部分地覆蓋開口。
本發明又提供一種晶片處理系統，其包含處理室；托盤，其包含凹陷以承接晶片，其中托盤進一步包含在凹陷下方的開口，且其中在凹陷中的邊緣係用以支撐晶片在開口上方；以及能量吸收材料，其設置在托盤中的開口下方。
100:沉積系統
101:沉積室
102:陰極
105:晶片凹穴
106、204:晶片
108:晶片托盤
110:基板入口
112:基板出口
114:氣體入口
116:氣體出口
201、703A、703B:凹陷
202、609、702A、702B:托盤
203、205:側
206、513、706:開口
208、308:蓋體
210、710:邊緣
309:孔洞
411:管體
413、417:直徑
511:板體
415、615:高度
611:靶材
613:電漿
617:間距
619:間隙
621:壁體
623:紫外光
717A、717B:深度
800:方法
802、804、806、808:操作
900:基板
902:光接收表面
904:背表面
914:抗反射塗層
920、922:射極區
921:溝槽
924:介電層
926:絕緣層
928、930:導電接觸結構
1002、1004:圖表
第1圖為根據本發明的實施例的濺鍍工具的示意圖。
第2圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的剖面圖。
第3圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的剖面圖。
第4圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的剖面圖。
第5圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤及位於托盤下方的能量吸收板的剖面圖。
第6圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤及位於托盤下方的紫外線陷阱(UV-trap)的剖面圖。
第7A圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的剖面圖。
第7B圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的具有深凹穴(deeper pocket)的托盤的剖面圖。
第8圖為根據本發明的實施例的處理晶片的方法的操作的流程圖。
第9圖根據本發明的實施例描繪示例太陽能電池的剖面圖。
第10圖描繪使用傳統濺鍍工具所生產的太陽能電池及使用根據本發明的實施例的濺鍍工具所生產的太陽能電池的紫外線衰解(UV degradation)的圖表。
以下之詳細描述僅為說明性質，且不意圖限制申請標的實施例或此些實施例之應用及使用。如用於本文中，用字「例示性」表示「用作為範例、例子或說明」。本文中被描述為例示性之任何實施不必然被解釋為較佳或優於其他實施方式。另外，不意圖被出現在前述技術領域、先前技術、發明內容或以下實施方式中明示或暗示之任何理論束縛。
本說明書包含參照「一個實施例(one embodiment)」或「一實施例(an embodiment)」。「於一個實施例中」或「於一實施例中」之語句的出現不必然表示相同實施例。具體特徵、結構或特性可以與本發明相符之適當的任何方式結合。
術語，以下段落提供在本發明中找到之用語的定義及/或語境(包含所附之申請專利範圍)：「包含(Comprising)」，此用語為開放式的。當用於所附之申請專利範圍時，此用語不排除其他結構或步驟。
「配置以」，各種單元或組件可描述或主張為「配置以」執行一或多個工作。在這樣的內文中，使用「配置以」以藉由指出單元/組件包含在操作期間執行那些一或多個工作的結構而暗示結構。因此，即使當特定單元/組件不是目前正在運作的(例如，不是開啟/活動的)，單元/組件也可說是被配置以進行工作。描述單元/電路/組件被「配置以」執行一或多個工作是明確地對於所述單元/組件，不意圖援引35 U.S.C.§112，第六段。
「第一(First)」、「第二(Second)」等，如在本文中使用，這些用語係用作為其所前綴之名詞的標示，而不意味著任何形式的排序(例如，空間、時間、邏輯等)。舉例來說，參照「第一」太陽能電池不必然意味著此太陽能電池在順序上為第一個太陽能電池；相反地，用語「第一」係用以區分另一太陽能電池(例如，「第二」太陽能電池)與此太陽能電池。
「耦接(Coupled)」，以下描述表示元件或節點或特徵被「耦接」在一起。如在本文中使用，除非另有明確地指出，否則「耦接」表示一元件/節 點/特徵係直接地或間接地連接至(或直接地或間接地相通於)另一元件/節點/特徵，而不必然為機械上的。
此外，一些用語也可僅為了參考之目的而使用在以下描述中，並且因此不意圖為限制。例如，用語如「上部(upper)」、「下部(lower)」、「上方(above)」及「下方(below)」表示進行參照之圖式中的方向。用語如「前(front)」、「後(back)」、「背(rear)」、「側(side)」、「外側(outboard)」及「內側(inboard)」藉由參照以下討論描述組件之內文及相關圖式，描述明確參照的一致但任意框架中的組件部分的方向及/或位置。這樣的用語可包含上面具體地提到的文字、其衍生詞及類似含意的文字。
「抑制(Inhibit)」，如本文所使用的，抑制被用來描述減少或最小化影響。當組件或特徵被描述來抑制動作、運動或狀況時，其可完全避免其結果或成果或完全地未來狀態。另外，「抑制」也可表示否則可能發生的結果、性能及/或影響的減少或減輕。因此，當組件、元件或特徵被表示來抑制結果或狀態時，其不需完全避免或消除該結果或狀態。
濺鍍工具在本文中描述。在以下敘述中，描述了許多具體細節，像是具體的濺鍍工具托盤，以提供本發明實施例之透徹的理解。對於所屬技術領域具有通常知識者將顯而易見的是，本揭露實施例可無需此些具體細節而執行。舉例來說，在本文所描述的實施例可應用於其他晶片處理系統(例如，其他基於電漿的蝕刻或沉積系統)。於其他例子中，習知之製造技術，像是金屬晶種濺鍍技術，不詳細描述以免不必要地模糊本揭露實施例。另外，將理解的是，圖式中所示之各種實施例為說明性表示，且不必然按比例繪製。
如前面所提到的，實地性能及穩定性通常是太陽能電池的重要的特徵。影響實地性能的一個問題是太陽能電池的紫外線特性(UV behavior)。紫外線特性通常表示隨著時間暴露於紫外線輻射如何影響太陽能電池，且特別是，太陽能電池如何隨著時間衰減。經歷了紫外線衰解(UV degradation)的太陽能電池通常具有VOC(開路電壓)的減少。製造程序具有造成影響太陽能電池的紫外線衰解的缺陷的可能性。一些太陽能電池技術可能比其他太陽能電池技術更易受紫外線衰解影響，且因此可能從改進紫外線特性的製造技術中受益。
看起來對紫外線特性有影響的一個特別的製造技術為使用濺鍍工具或其他沉積系統的金屬晶種的形成。第1圖描繪可用來形成金屬晶種層的沉積系統100的一個示例。沉積系統100可為通過式沉積系統(pass-through deposition system)。所描繪的沉積系統100包含沉積室101。在沉積室101內部的陰極102包含一或多個靶材(target)。靶材包含透過濺鍍氣體離子(標示為「+」)要沉積至一或多個晶片106上的材料。在一個實施例中，陰極102耦接用來在陰極102周圍產生強電磁場以產生造成濺鍍氣體離子的碰撞的磁控濺鍍源極(未示出)。濺鍍氣體離子撞擊陰極且導致靶材材料噴射(噴射靶材材料被標示為「M」)並沉積在晶片106的表面上。因為在沉積室101內的真空所以沉積材料也可能沉積在整個沉積室101的其他表面上。用於靶材的例示性沉積材料包含鋁(Al)、鎢(W)、鎢化鈦(TiW)、鎳(Ni)及銅(Cu)，雖然其他沉積材料亦可被使用。濺鍍氣體離子通常為氬離子或來自另一陽性氣體的離子。然而，沉積系統100的一些實施例可實施如02及N2製程的針對氧化物及氮化物的反應操作。晶片106可為沉積材料可沉積在其上的材料。
在一個實施例中，晶片106藉由晶片托盤108(在本文也被稱作「托盤」)來被輸送通過沉積室101。所描繪的晶片托盤108包含晶片凹穴105(在本文也被稱作「凹陷」)以容納晶片106。一或多個機器人可被用來裝載晶片106至托盤108上及在處理後從托盤108卸載晶片106。晶片106可被裝載至晶片托盤108上這樣材料要沉積至其上的那側面朝「上」(例如，面對沉積室101的內部且因此暴露於沉積材料)，而相對側面朝「下」(例如，面對晶片托盤108且遠離沉積材料)。舉例來說，在系統100被用來形成金屬晶種層在晶片106的背側上(例如，以形成背接觸太陽能電池)的一實施例中，晶片106將被以前側「下」及後側「上」的裝載至晶片托盤108上。雖然以下描述包含表示背接觸太陽能電池的示例，但在本文所描述的實施例也可適用於其他晶片。
系統100可進一步包含裝載鎖(locks)(未示出)及差分泵(differential pumping)(未示出)以為了處理晶片而建立真空。沉積室101係配置以令晶片托盤108可通過基板入口110而進入沉積室101及通過基板出口112而離開沉積室101。舉例來說，晶片托盤108可沿自動輸送晶片托盤108通過沉積室101的軌道(未示出)移動。替代地，晶片106可手動插入沉積室101或從沉積室101移除。另外，沉積室101包含氣體入口114及氣體出口116以令濺鍍氣體(例如，氬)進入及離開沉積室101。沉積系統100的其他實施例可包含額外的或不同的組件或特徵。
如前面所提到的，使用濺鍍工具(如第1圖之沉積系統100)的金屬晶種形成可在所得之太陽能電池造成高紫外線衰解的結果。高紫外線衰解的可能的原因是濺鍍氣體離子(例如，Ar+)到達晶片的前側，對前側造成損害。另一可能性是應該被沉積在晶片的背側的金屬離子到達晶片的前側，造成損害。又一可能性是來自濺鍍工具操作的x光(x-rays)及/或紫外光(UV rays)打到晶片的前 側。另一可能性是濺鍍電子可能打到晶片的前側，造成損害。因此，濺鍍工具的操作所造成的各種離子、粒子及/或高能射線無意中到達晶片的前側且導致損害是可能的。所導致的損害則可能造成更大的太陽能電池的紫外線衰解。
另一可能性是電荷收集在前側上，形成遍及太陽能電池的偏電壓(bias voltage)。偏電壓可能造成經過前表面的漏電流，其可能改變太陽能電池(例如，可能在前側造成鈍化變化)。在本文的實施例可解決一或多個前述問題以減少太陽能電池的紫外線衰解。
在本文的揭露為晶片處理系統中支撐晶片的設備，如濺鍍工具。在一個實施例中，設備包含具有凹陷以承接晶片的托盤。托盤包含在凹陷下方的開口，而在凹陷中的邊緣支撐晶片在開口上方。設備進一步包含蓋體以至少部分地覆蓋開口。在一個示例中，蓋體可為具有一或多個孔洞的板體，且管體可位於在蓋體中的各孔洞的下方。
在一個實施例中，設備包含托盤以在處理室中支撐晶片及在托盤下方的「紫外線陷阱(UV-trap)」。紫外線陷阱包含在托盤下方的複數個垂直壁體。垂直壁體具有高度及間距以使紫外光在離開壁體之間的空間前在壁體之間可反射多次。
根據一個實施例，設備包含具有深「凹穴(pockets)」(凹陷)的托盤以容納晶片。凹陷是形成為用以承接晶片的尺寸，且具有基本上大於晶片厚度的深度。
在本文亦揭露晶片處理系統。在一個實施例中，系統包含處理室及托盤。托盤包含凹陷以承接一晶片及在凹陷下方的開口。在凹陷中的邊緣係 用以支撐晶片在開口上方。在一個這樣的實施例中，蓋體至少部分地覆蓋開口。根據一個實施例，系統進一步包含設置在托盤中的開口下方的能量吸收材料。
如下面進一步詳細的描述，本發明的實施例可減少在處理期間對晶片的損害，且因此改進形成在晶片上的裝置的效率及性能。前面所提到的實施例，以及未在前面提到的額外的實施例，在下面的描述中係更詳細地描述。
再次參見圖式，第2圖至第5圖及第7A圖至第7B圖描繪在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的實施例。第2圖為根據本發明的一個實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的剖面圖。在所描繪的實施例中，托盤202具有凹陷201以承接晶片204。晶片204可為任何材料以在處理室中被處理。在一個示例中，晶片204可包含如在第9圖中所描繪的例示性太陽能電池中的材料的堆疊。
第9圖根據本發明的實施例描繪具有形成在基板的背表面904之上的射極區的背接觸太陽能電池的剖面圖。
參考第9圖，太陽能電池包含具有光接收表面902的矽基板900。抗反射塗(anti-reflective coating，ARC)層914設置在光接收表面902上。在一實施例中，ARC層包含氮化矽。其他實施例可包含可受益於在本文描述的技術的其它前側層。
再次參考第9圖，在基板900的背表面上，交替之P型射極區920及N型射極區922被形成。在一個這樣的實施例中，溝槽921設置在交替之P型射極區920及N型射極區922之間。更具體地，在一實施例中，第一多晶矽射極區922形成在薄介電層924的第一部分上且摻雜有N型雜質。第二多晶矽射極區920形成在薄介電層924的第二部分上且摻雜有P型雜質。在一實施例中穿隧介電層924為氧化矽層。
再次參考第9圖，導電接觸結構928/930藉由首先沉積及圖樣化絕緣層926以具有開口接著形成一或多個導電層在開口中來製造。在一實施例中，導電接觸結構928/930包含金屬且可藉由各種處理來形成，其可包含金屬晶種層的沉積。金屬晶種層的沉積可涉及如前述相對於第1圖的濺鍍處理。當沉積金屬晶種層時，前表面層可能易受來自離子、粒子及/或高能射線的損害影響，且可因此受益於本文所描述的技術。導電接觸結構928/930可藉由包含沉積、微影及蝕刻方法或，替代地，印刷或電鍍製程或，替代地，箔片黏合製程的進一步的處理來形成。
回到第2圖，凹陷201承接晶片204。在一個實施例中，凹陷201是形成為令晶片204可插入凹陷201的尺寸。舉例來說，在所描繪的實施例中，凹陷201的尺寸係稍微大於晶片204的尺寸，從而使晶片204的頂部表面稍微在托盤202的頂部下方。在其他實施例中，凹陷可具有其他尺寸。舉例來說，托盤可具有深凹陷(如在第7B圖中描繪)，或凹陷201可具有稍微小於晶片204的尺寸以令晶片204的頂部表面可在托盤202的頂部或在托盤202的頂部之上。因此，在實施例中，凹陷在處理期間維持晶片204定置在托盤202上。
在一些實施例中，托盤202可包含其他機構以容納晶片204(此外，或替代，凹穴)。舉例來說，垂直銷可與或獨立於凹陷201來使用。在其他實施例中，托盤202可不具晶片凹穴來構建。舉例來說，托盤202可包含平坦表面及用於在處理期間容納維持晶片的另一機構，如若干銷子或夾具以容納維持晶片在預定配置中。
所描繪的托盤202進一步包含在凹陷201下方的開口206。開口206為孔洞(hole)或空洞(void)，與凹陷201對齊。在一個實施例中，開口206的尺寸小 於凹陷201的尺寸，從而使一表面存在於凹陷201內以支撐晶片204。舉例來說，在凹陷201中的邊緣210支撐晶片204在開口206上方。如所描繪的，邊緣210為尺寸是用以支撐晶片204的具有向下傾斜的頂部表面的凸起(ledge)或凸緣(lip)。因此，在描繪的示例中，晶片204座落於在開口206上方並在梯形棱柱凸起或凸緣的頂部表面上。邊緣210在其他實施例中可形成為不同形狀及/或尺寸。舉例來說，邊緣210可為平面且大約與托盤202的頂部表面平行。在另一實施例中，邊緣210向下傾斜，但可為具有斜邊緣(beveled edge)的凸起或凸緣的部分而不是棱柱凸起或凸緣。
開口206可便於裝載及卸載晶片204至凹陷201之中。舉例來說，開口206可為通過托盤202的整個厚度而延伸的孔洞。開口206可足夠大以承接基座(或其他裝載/卸載機構)以裝載及卸載晶片。舉例來說，裝載機構可通過開口206延伸至在托盤202的頂部表面上方的一點。使用者或自動化機器人可放置晶片204在裝載機構上，而隨著裝載機構自開口206收縮裝載機構可降低晶片204至凹陷201之中。卸載可涉及反向處理，其中裝載(卸載)機構通過開口206上升以接觸晶片204，且升起晶片204至托盤202上方。
除了便於裝載及卸載，開口206可有利於處理室內的水蒸汽或其它氣體的通風。因此，開口206可能對自動化及對在晶片204上吸附的水分的有效抽出是有用的。雖然單一開口206被描繪在第2圖中，其他實施例可沒有包含開口，或包含超過一個開口。儘管在托盤202中的開口206可實現自動化及通風，但開口206也可能令晶片的前側205非期望地暴露於離子、粒子及/或高能射線。
在一個實施例中，蓋體208至少部份地覆蓋在托盤202中的開口206。在描繪在第2圖中的實施例中，蓋體208被示出為完全覆蓋開口206。然而，在以下更詳細描述的第3圖及第4圖描繪了包含具有孔洞的蓋體的實施例。
再次參見第2圖，蓋體208設置在凹陷201中於開口206上方且在晶片204下方。因此，將被處理的晶片的一側203朝上，而蓋體是在不被處理的晶片的一側205下方。蓋體208可或可不接觸(或可部分地接觸)晶片204。舉例來說，在所描繪的實施例中，蓋體208被支撐在凹陷201中的邊緣210上且是在晶片204下方的平面。在所描繪的實施例中，蓋體在低於晶片204的定位耦接邊緣210以形成在蓋體208與晶片204之間的間隙。蓋體208可附接(例如，永久附接或透過緊固機構可拆卸地附接緊固機構而可拆卸地附接)於托盤202，或可在晶片204下面靠在邊緣210上而沒有被附接。在所描繪的實施例中，分離的板體覆蓋各晶片開口。
在其他實施例中，蓋體208可位在與在第2圖中所描繪的不同的位置。舉例來說，蓋體208可在一定位耦接邊緣210以接觸晶片204。在另一實施例中，蓋體208可為定位在托盤202下方的單一板體(子托盤)。在一個這樣的實施例中，單一板體可定位在托盤202的底部的下方以至少部分地覆蓋複數個晶片開口。蓋體208可是固體或被圖樣化。在一個實施例中，蓋體包含金屬板(例如，鋁板或其他金屬板)。蓋體208也可由另一材料來製作，如矽、塑膠或另一適合的材料。根據一個實施例，蓋體208包含格狀圖樣。
如前面所提到的，在一個示例中，晶片204可為金屬晶種層沉積在其上的太陽能電池堆疊。在一個這樣的實施例中，以使用這種封閉凹穴 (closed-pocket)托盤的濺鍍工具形成金屬晶種層可能造成在紫外線特性的顯著改進。然而，以蓋體208封閉開口206可能限制自動化。
第3圖為根據本發明的另一實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的剖面圖。在描繪在第3圖中的實施例中，蓋體308可相似於第2圖的蓋體208，除了蓋體308包含一或多個孔洞309之外。舉例來說，如描繪在第3圖中，蓋體308包含具有兩個孔洞309的板體。在一個實施例中，孔洞309具有水蒸氣可穿過的尺寸。孔洞309可進一步形成為允許自動化的尺寸(例如，令裝載/卸載機構可穿過孔洞309)。孔洞的形狀可為圓形、矩形或另一自定形狀(例如，具有適合裝載/卸載機構來穿過的形狀的孔洞)。包含具有孔洞的蓋體以覆蓋開口206的托盤可令改進的紫外線性能相似於在第2圖中的實施例，同時保留自動化出入孔洞。其他實施例可包含具有不同數量、尺寸及/或形狀的孔洞的蓋體。舉例來說，蓋體308可包含單一孔洞或多於兩個孔洞。在另一示例中，孔洞309可小於或大於在第3圖中所描繪的。舉例來說，孔洞可對裝載/卸載機構來說太小而不能穿過，但可對水蒸氣或其他氣體來說夠大而可以穿過。在另一示例中，在蓋體308中的孔洞可大於在第3圖中所描繪的，但仍提供一些對晶片204的前側的保護。
在一個實施例中，晶片處理系統進一步包含配置以加熱托盤202、蓋體208及/或晶片204的加熱元件。舉例來說，托盤202及/或蓋體208可包含嵌入式加熱元件(例如，電阻加熱元件)。加熱托盤202可減少在托盤及晶片上的水蒸氣，其可減少對晶片的損害及改進晶片的紫外線特性。
第4圖為根據本發明的另一實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的剖面圖。描繪在第4圖中的托盤202及蓋體308可相似於，或相同於，描繪在第3圖中的實施例，具有位於蓋體308中各孔洞309下方的附加管體(例如，管 子(tube))411。在一個實施例中，管體411為圓柱形。其他實施例可包含具有其他形狀的管體，如具有矩形或其他幾何截面的管體。各管體411被定向相對於對應的孔洞，使得管體的開口與在蓋體308中對應的孔洞309對齊並位於在蓋體308中對應的孔洞309之下。管體411可由金屬、陶瓷、塑膠及/或其他適合的材料來製作。在一個實施例中，管體411由與蓋體308相同的材料來製作。管體411可附接蓋體308(例如，永久附接以與蓋體308形成單件，或透過緊固機構可拆卸地附接)，或與蓋體308分離。
管體411的尺寸可取決於蓋體308及孔洞309的尺寸及位置，以及濺鍍工具的其他組件的尺寸。舉例來說，根據一個實施例，在各孔洞309下方的管體411的直徑413大於或大約等於在蓋體中的對應的孔洞309的直徑417。在一個實施例中，管體411的高度415大約等於或大於在蓋體中的對應的孔洞309的直徑。實施例可提供對晶片204的損害的保護，同時仍實現自動化及/或通風。
第5圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤、及位於托盤下方的能量吸收材料的剖面圖。如描繪在第5圖中，能量吸收材料為設置在托盤202下方的板體511。板體511可包含紫外線或其他高能量吸收材料。在一個實施例中，板體511是由，或包含，矽或石墨來形成。在一個實施例中，板體511具有等於或大於托盤202的尺寸。在另一實施例中，板體511具有小於托盤202的尺寸，但是夠大以防止顯著量的紫外線，或其他高能量輻射到達晶片204的前表面。板體可相對於處理室是靜止的(例如，第1圖的沉積室101)。在一個這樣的實施例中，托盤202移動至板體511上方。當托盤202在為了晶片處理下定位時，板體511可直接設置在托盤202下方且接觸托盤202，或與托盤202分 離。在一個實施例中，板體511包含開口(例如，孔洞)513，其可實現晶片206的自動化裝載及卸載。
根據實施例，設置在托盤下方的能量吸收材料可藉由吸收否則可能到達晶片的前側的紫外光來減少對晶片的前側的損害。因此，包含在托盤下方的能量吸收材料的實施例可改進晶片的紫外線特性。雖然第5圖描繪有未被覆蓋的凹穴的托盤202，但能量吸收材料也可與封閉凹穴及/或管體被包含在實施例中(例如，如有蓋體308及管體411的在第4圖中所描繪的實施例)。
第6圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤及位於托盤下方的紫外線陷阱(UV-trap)的剖面圖。在描繪在第6圖中的實施例中，托盤609是在處理室(例如，第1圖的沉積室101)中支撐晶片。托盤可藉由間隙619而彼此分離。所描繪的實施例包含靶材611(其可相似或相同於前述相對於第1圖的陰極102)。在處理期間，電漿613產生在處理室中，其可造成紫外光623或其他高能量輻射。紫外光623可穿越在托盤609之間的間隙619。
在一個實施例中，包含複數個垂直壁體621的結構位於托盤609的下方。結構的垂直壁體621具有高度615及間距617以使紫外光623在離開壁體621之間的空間前在壁體621之間可反射多次。紫外線陷阱的垂直壁體621可由金屬、塑膠或其他適合的材料來形成。當紫外光在陷阱的壁體之間來回反射時，紫外光的強度減弱。減弱紫外線輻射可減少反射回晶片的紫外線輻射，其可減少對晶片的損害。因此，包含紫外線陷阱的實施例可造成改進在晶片中的紫外線特性。
第7A圖及第7B圖為根據本發明的實施例的在晶片處理系統中支撐晶片的托盤的剖面圖。托盤702A及托盤702B各自分別具有凹陷703A及凹陷 703B。相似於第2圖的托盤202，托盤702A及托盤702B各自分別包含在凹陷703A及凹陷703B下方的開口706。晶片204藉由邊緣710被支撐在開口206上方。然而，第7B圖的托盤702B具有比第7A圖的托盤702A更深的凹穴703B。凹陷703A具有稍微大於要被處理的晶片204的深度717A，造成晶片204稍微凹進托盤702A。然而，如前面所提到的，其他實施例甚至可具有更淺的凹穴或可沒有凹穴。
相反的，根據描繪在第7B圖中的實施例，托盤702B具有深凹穴。舉例來說，在托盤702B中的凹陷703B形成為用以承接晶片204的尺寸且具有基本上大於晶片204的厚度的深度717B。舉例來說，凹陷703B可具有大於要被處理的晶片204的厚度2至20倍的深度717B。因此，如描繪在第7B圖中，晶片座落在相對於托盤702B的頂部表面的基本上凹入的定位。在一個示例中，凹陷703B具有大於或等於0.5cm的深度。其他實施例可包含具有其他深度的凹陷。根據實施例，具有較深凹穴的托盤可最小化對晶片的前側的損害，例如，藉由減少到達晶片的前側的離子、粒子及/或高能射線。因此，實施例可致使具改進紫外線特性的晶片。
因此，第2圖至第7B圖描繪晶片處理系統及使用在晶片處理系統中的托盤的實施例。前述的實施例可分別地或組合地實施，且可改進根據那些實施例來處理的晶片的紫外線特性。
實施例也可(或替代地)包含可改進紫外線特性的其他特徵。舉例來說，實施例可包含在托盤之間及在托盤的一側上的壁體或屏蔽。舉例來說，第1圖的晶片托盤108可進一步包含沿托盤108的部分或全部外圍的壁體。壁體可位於或靠近托盤的外側邊緣且延伸於托盤的頂部表面之上。壁體可被佈置以形成盒子(box)，其可幫助含有電漿及防止沒有被處理的晶片的一側的損害。
在另一示例中，處理系統可包含支架以從托盤提高晶片。在包含具有凹陷以容納晶片的托盤(例如，第1圖的晶片托盤108)的一實施例中，支架可位於在托盤中的凹陷中以在凹陷中支撐晶片。舉例來說，在晶片將通常座落在凹陷中且接觸凹陷的底部的一實施例中，支架具有一高度以在凹陷的底部與晶片之間形成間隙。支架也可在沒有凹穴的實施例中被用以形成在托盤與晶片之間的間隙。支架可提高晶片離開托盤足夠量以允許蒸氣流在晶片下面。因此，實施例可不依靠在晶片下方的在托盤中的開口(如第2圖的開口206)來防止來自水蒸氣的顯著損害。因此，水蒸氣問題可在未引入相對於開放凹穴的問題下被規避。
實施例也可包含接地機構以接觸且接地要處理的晶片。舉例來說，托盤(例如，第1圖的托盤108)可包含接觸晶片的焊接墊的金屬指以在處理期間接地晶片。接地晶片可減少可能導致電流流通過晶片的前表面的電位差。在有具有凹穴的托盤的一實施例中，這樣的金屬指可位於凹陷中，如在凹陷中支撐晶片的邊緣上。
在一個實施例中，較長的接地桿可被用來降低電漿的電壓。實施例也可涉及RF濺鍍、軟濺鍍或金屬蒸鍍以潛在地減少電子濺鍍損害。
如前面所提到的，一些實施例包含沒有凹穴的托盤。舉例來說，在一個實施例中，固體托盤具有平坦表面而沒有凹穴。當晶片被裝載至托盤上時，沒有孔洞在晶片之間，而托盤的表面的尺寸使得其延伸出被裝載的晶片的邊緣。這樣的有延伸出晶片的邊緣的固體托盤實施例可至少部分地阻擋UV輻射，且因此造成了具改進紫外線特性的晶片(例如，減少在太陽能電池中的紫外線衰解)。
任何前述的實施例可被包含在晶片處理系統中，如與相對於第1圖描述的濺鍍工具，或使用托盤的另一處理系統。在一個實施例中，晶片處理系統包含處理室，其可相似或相同於前述的沉積室101。晶片處理系統根據本發明的一個實施例進一步包含托盤。舉例來說，在描繪在第2圖中的實施例中，托盤202包含凹陷201以承接晶片204，開口206在凹陷下方，而在凹陷201中的邊緣210是用以支撐晶片204在開口206上方。蓋體208至少部分地覆蓋開口206。其他系統實施例可包含在本文描述的其他托盤特徵。
晶片處理的方法可使用一或多個前述的實施例來執行。舉例來說，第8圖為根據本發明的實施例的處理晶片的方法的操作的流程圖。方法800描繪使用如第1圖的系統的晶片處理，並進一步使用具有覆蓋的凹穴的托盤，如描繪在第2圖中的托盤。因此，方法800主要是相對於第1圖及第2圖來描述。然而，相似的方法可與本文所描述的其他實施例來執行。
方法800開始於操作802，裝載晶片至托盤中的凹陷201中。舉例來說，參考第2圖，托盤202包含在凹陷201下方的開口206，而被裝載的晶片204被支撐在凹陷201中的邊緣210上且在開口206上方。
開口206至少部分地被蓋體208覆蓋。在蓋體是可拆卸的一實施例中，方法800於操作804可涉及以蓋體208覆蓋在托盤202中的開口206。在蓋體被附接至或為托盤202的一部份的一實施例中，在托盤202中的開口206可預設為被覆蓋且因此方法可不涉及覆蓋操作。在蓋體208具有孔洞的示例中，如描繪在第3圖中的實施例，裝載晶片至凹陷之中可涉及以基座通過在托盤中的開口且通過在蓋體中的一或多個孔洞而降低晶片至凹陷之中。
於操作806，有晶片的托盤則被裝載或轉移至處理室101之中。處理室101通常為真空室，因此被裝載的托盤202通常在處理室101之前穿過裝載鎖。
於操作808，晶片在處理室101中被處理。舉例來說，濺鍍處理可被執行以沉積金屬晶種層在晶片上，如前述相對於第1圖的處理。在描述在第8圖中的示例中，在托盤202中的開口206在處理期間被覆蓋。如前面所提到的，以蓋體208覆蓋在托盤中的開口可造成改進之晶片204的紫外線特性。在處理後，方法800可進一步涉及從托盤卸載晶片及從處理室卸載托盤。
第10圖描繪使用傳統濺鍍工具所生產的太陽能電池及使用根據本發明的實施例的濺鍍工具所生產的太陽能電池的紫外線衰解(UV degradation)的圖表。太陽能電池進行14天的大量的紫外線照射，且在第1、4、7及14天測量紫外線衰解。左側的圖表1002是收集自使用採用傳統的濺鍍工具所生產的太陽能電池。右側的圖表1004是收集自使用採用根據本發明的實施例的濺鍍工具所生產的太陽能電池。如可從圖表1002及1004看出，使用根據本發明的實施例的濺鍍所生產的太陽能電池展示顯著降低之紫外線衰解。
因此，濺鍍工具已被揭露。實施例實現具有改進紫外線特性的太陽能電池的生產，如當暴露於大量的紫外線輻射時減少紫外線衰解。
雖然已在前描述了具體的實施例，然而即使關於特定的特徵僅描述單一實施例，這些實施例並不意圖限制本揭露的範疇。除非另有說明，否則在本發明中所提供的特徵之示例是意圖為說明性的而非限制性的。前面的描述是意在涵蓋具有本發明的利益對於所屬技術領域中具有通常知識者而言為顯而易見之此類替代物、修改物及等效物。
本發明的範疇包含在本文中所揭露的任何特徵或特徵的組合(明顯地或隱含地)，或者其任何概括，而不論其是否減輕了本文中所解決的任何問題或所有問題。因此，在本申請(或其聲明優先權的申請案)的審查期間，可制定新的申請專利範圍成任何這樣的特徵組合。特別是，參照所附的申請專利範圍，來自附屬項的特徵可與獨立項的特徵組合，而來自各獨立項的特徵可以任何適當的方式組合，且不僅為所附的申請專利範圍中所列舉的特定組合。
100:沉積系統
101:沉積室
102:陰極
105:晶片凹穴
106:晶片
108:晶片托盤
110:基板入口
112:基板出口
114:氣體入口
116:氣體出口

Claims (19)

  1. 一種在晶片處理系統中支撐晶片的設備，該設備包含：一陰極；一托盤，其包含：複數個凹陷，在該托盤之一晶片處理區域承接對應之複數個晶片，其中該托盤進一步包含在各該複數個凹陷下方對應的一開口，且其中在各該複數個凹陷中的一邊緣係支撐對應之該晶片在對應之該開口上方；以及複數個蓋體，係至少部分地覆蓋每一個對應之該開口，該複數個蓋體係與該陰極分離設置，其中該陰極係設置於該托盤之該晶片處理區域之上方，該托盤之該晶片處理區域係位於該複數個蓋體上方，每一該複數個蓋體係位在傾斜延伸出且垂直相面對之該邊緣，且其中該陰極包含濺鍍至該晶片處理區域之靶材材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中各該複數個蓋體係設置在各該複數個凹陷中，而位於對應之該開口上方且在對應之該晶片下方。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之設備，其中各該複數個蓋體包含具有一或多個孔洞的一板體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之設備，其進一步包含： 一管體，係在各該複數個蓋體中的該一或多個孔洞之每一個下方。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中各該複數個蓋體包含一金屬板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中各該複數個蓋體被支撐在各該複數個凹陷中的該邊緣上且是在該晶片下方的平面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中：在各該複數個凹陷中的該邊緣包含尺寸是用以支撐對應之該晶片的具有向下傾斜的頂部表面的一凸緣。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中各該複數個蓋體在低於對應之該晶片的位置耦接該凸緣以形成在對應之該蓋體與對應之該晶片之間的間隙。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其進一步包含沿該托盤的外側邊緣的一或多個壁體，其中該一或多個壁體延伸於該托盤的頂部表面之上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其進一步包含一支架在各該複數個凹陷中以在各該複數個凹陷中支撐對應之該晶片，其中該支架具有一高度以在各該複數個凹陷的底部與對應之該晶片之間形成間隙。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其進一步包含一金屬指在各該複數個凹陷中以接地對應之該晶片。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其進一步包含一加熱元件以加熱該托盤。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中對應之該開口包含通過該托盤的整個厚度的一孔洞，且其中該孔洞形成為用以承接一基座的尺寸以裝載及卸載對應之該晶片。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該陰極係設置在被支撐之該晶片面對該複數個蓋體之側的相反側。
  15. 一種晶片處理系統，其包含：一處理室；一陰極；一托盤，其包含：複數個凹陷，在該托盤之一晶片處理區域承接對應之複數個晶片，其中該托盤進一步包含在各該複數個凹陷下方對應的一開口，且其中在各該複數個凹陷中的一邊緣係支撐對應之該晶片在對應之該開口上方；以及複數個蓋體，係至少部分地覆蓋每一個對應之該開口，該複數個蓋體係與該陰極分離設置，其中該陰極係設置於該托盤之該晶片處理區域之上方，該托盤之該晶片處理區域係位於該複數個蓋體上方，每一該複數個蓋體係位在垂直且相面對且傾斜延伸出之該邊緣，且其中該陰極包含濺鍍至該晶片處理區域之靶材材料。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之晶片處理系統，其中該晶片處理系統為一濺鍍沉積系統，且其中該系統進一步包含： 一或多個靶材，係在該托盤之上；以及一載體，係用以攜載該托盤通過該系統。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之晶片處理系統，其中各該複數個蓋體設置在各該複數個凹陷中，而位於對應之該開口上方且在對應之該晶片下方。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之晶片處理系統，其中各該複數個蓋體包含具有一或多個孔洞的一板體。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之晶片處理系統，其中該陰極係設置在被支撐之該晶片面對該複數個蓋體之側的相反側。
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