WO2020229529A1 - Dispositif de depôt chimique en phase vapeur presentant des zones de depôt reconfigurables - Google Patents

Dispositif de depôt chimique en phase vapeur presentant des zones de depôt reconfigurables Download PDF

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Rémi Monna
Thibaut Desrues
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Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Definitions

  • the present invention relates to a plasma-assisted chemical vapor deposition device having reconfigurable deposition zones.
  • Plasma-assisted chemical vapor deposition or PECVD for Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition is a process used to deposit thin layers on a substrate from a gaseous state.
  • This deposition is for example implemented in the field of the manufacture of photovoltaic cells for the deposition of dielectric layers on a substrate, for example made of silicon.
  • the plasma assisted chemical vapor deposition process proceeds as follows. Chemical reactions take place after the formation of a plasma from gas.
  • the plasma is created from one or more gases in it or by applying an excitation to them by electric discharge generated from radiofrequency sources (40 kHz to 440 kHz).
  • an excitation by capacitive discharge is carried out by applying an alternating current or radiofrequency between two electrodes.
  • the gas being injected from the top of the tube, extinctions and ignitions of the plasma over time make it possible to obtain good homogeneity of the deposit along the tube.
  • Low frequency excitations 40 kHz to 440 kHz
  • the working pressure is between 100 mTorrs and 2000 mTorrs.
  • SiN x Silicon nitride
  • SiO x silicon oxide
  • N 2 O nitrous oxide
  • PECVD deposition is also very widely used in order to deposit layers of aluminum oxide (AIO x ) in order to passivate the rear face of photovoltaic cells with a PERC structure (Passivated Emitter and Rear Cell in English terminology).
  • AIO x aluminum oxide
  • PERC structure Passivated Emitter and Rear Cell in English terminology
  • a nacelle In the case of industrial manufacture, a nacelle is used, for example, comprising a plurality of trays stacked one on top of the other, intended to form electrodes, the trays being electrically insulated from one another. Each plate forms a support for one or more substrates on which it is desired to make the deposit (s).
  • opposite polarities are applied to two adjacent plates by means of a high frequency generator.
  • An electric field between two adjacent electrodes is then generated, which allows the formation of a plasma and the deposition on the substrate or substrates supported by the plates.
  • a PECVD deposition device comprising an enclosure configured to perform a PECVD deposition, at least one nacelle comprising a plurality of electrically conductive plates superimposed and electrically insulated from each other, at least one electric generator supplying power.
  • the plates and electrical connection means between the generator and the plates, said connection means comprise switching means allowing, in a switching state, that at least one plate has the same polarity as the directly adjacent plate. The zone located between these two plates of the same polarity is then not the seat of an electric field and no plasma is generated in this zone. No deposit then takes place on the substrate located in this zone.
  • the deposition device has at least 3 trays, so two adjacent trays can be at the same polarity and two adjacent trays can be at opposite polarities.
  • the invention it is therefore possible to individualize at least in part the polarization of the plates and therefore to individualize at least in part the deposits. It is then possible to at least partially configure the drop zones as required.
  • connection means are configured to make it possible to modify the polarity of every other plate and the plates are each pierced at least with one through window.
  • the two faces of the substrate are exposed to the environment in the enclosure and are liable to be covered by a deposit.
  • individually managing at least in part the polarities of the plates it is possible during a deposition phase to deposit on a single face of the substrate. This is particularly advantageous in the manufacture of photovoltaic cells and in particular of silicon photovoltaic cells, which comprise on the front face a final antireflection layer and on the rear face a final passivation layer.
  • Window trays also offer the advantage of not having to handle the substrates between deposition phases on two different sides of the substrates. In one mode of operation, it is conceivable to only polarize a group of plates in order to effect deposits only on the substrates housed between these plates.
  • the present invention therefore relates to a plasma-assisted chemical vapor deposition device on a plurality of substrates comprising an enclosure configured to perform plasma-assisted chemical vapor deposition, at least one nacelle comprising n superimposed plates intended to support each at least one substrate, the plates being made of an electrically conductive material and being electrically insulated from each other, gas supply means and discharge means connected to the enclosure, an electric generator, a connection circuit between the electric generator and the trays.
  • the connection circuit has switching means such that, at least in a switching state, two adjacent platters have the same polarities and two adjacent platters have opposite polarities.
  • the switching means have a switching state, in which the adjacent plates have opposite polarities.
  • connection circuit can include direct electrical connections between the generator and at least m plates, 0 ⁇ m, and electrical connections with switching means between the generator and n-m plates.
  • At least part of the plates comprise at least one window forming a housing for a substrate, said window comprising means for supporting the outer edge of said substrate.
  • the support means include pins.
  • connection circuit may include means for controlling the switching means associated with the deposits to be made.
  • the trays are oriented such that the substrates are horizontal in the pod.
  • the present invention also relates to a plate for a plasma-assisted chemical vapor deposition device, made of an electrically conductive material and comprising at least one through window forming a housing for a substrate, said window comprising means for supporting the outer edge of said substrate.
  • the support means comprise, for example, pins.
  • a subject of the present invention is also a plasma-assisted chemical vapor deposition process using the deposition device according to the invention, comprising:
  • the deposition process can comprise after stopping the polarization: a ′) A purge of the enclosure to remove the gases remaining from the previous deposition phase.
  • Steps a ') to f') can be repeated for each additional layer deposited.
  • the trays comprise at least one window forming a housing for a substrate and the substrates have a first face and a second face
  • the substrates can be loaded so that the substrates supported by two adjacent trays have either their first faces oriented towards one another, ie their second faces oriented towards one another.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a PECVD deposition device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 is an exemplary schematic representation of a nacelle and of an example of a connection circuit implemented in a deposition device in a first connection state
  • FIGS. 3A and 3B are perspective views of an example of a tray comprising windows with and without a substrate respectively
  • FIG. 4 is a graphic representation of an example of polarizations of two adjacent plates allowing the formation of a plasma
  • FIG. 5 is a graphic representation of an example of polarizations of two adjacent plates not allowing the formation of a plasma
  • FIG. 6 represents the nacelle and the connection circuit of FIG. 2 in a second connected state.
  • the following description relates more particularly to a PECVD deposition device in which the substrates are arranged horizontally.
  • the invention also applies to PECVD devices in which the substrates are arranged vertically.
  • FIG 1 we can see a schematic representation of a PECVD deposition device comprising a sealed enclosure 2 with an access door, a nacelle 4 intended to be housed in the enclosure 2 during the deposition phases and able to exit. at least to load / unload substrates.
  • the nacelle 4 comprises plates PI, P2, P3 ... Pn.
  • n 8.
  • N is at least equal to 3.
  • n is of the order of 70 to 100.
  • the plates are superimposed on each other so that a space E1, E2 ,. ..En-l is spared between each pair of trays.
  • the plates are made of an electrically conductive material and are intended to form electrodes between which an electric field can appear.
  • the trays are in graphite.
  • the trays are electrically isolated from each other.
  • electrically insulating spacers for example made of alumina, are interposed between each pair of plates. The spacers also ensure the spacing of the plates from one another in order to spare the spaces El, E2 ... En-l.
  • the distance between the plates is for example between 8 mm and
  • the device also includes fluidic supply connections 6.1 for supplying the gases forming the plasma and carrying out the deposition, and fluidic connections 6.2 for discharging the gases after the deposition phase.
  • the feed is from the top and the evacuation is from the bottom ensuring the gas passes through the nacelle.
  • the device also comprises at least one electric generator 8 for electrically supplying the platforms of the nacelle 4.
  • the generator 8 is for example a radiofrequency voltage generator or an alternating current generator.
  • the deposition device also comprises an electrical connection circuit 10 between the + and - terminals of the generator and the platforms of the nacelle.
  • the frequency of the RF generator is between 40 kHz to 440 kHz, and the voltage between 2 electrodes is between 50 Volts and 500 Volts.
  • connection circuit 10 comprises electrical connectors 12 directly connecting the + terminal to plates P2, P6, electrical connectors 14 directly connecting the - terminal to the plates P4, P8.
  • connection circuit also comprises electrical connectors 16, connecting the + terminal to plates PI, P3, P5, P7 by means of switching means C1, C2 and electrical connectors 18, connecting the terminal + to plates PI , P3, P5, P6 via the switching means C1, C2.
  • the plates PI, PB, P5, P7 can be either all connected to the + terminal, or all to the - terminal, or partly to the + terminal and partly to the terminal
  • the plates P2 ... Pn-1 (P2 in FIGS. 3A and 3B) comprise through openings 20 in the thickness of the plate, and intended to accommodate the substrates S on the faces of which deposits must take place.
  • the PI and PN plates (P8 in FIG. 2) are full to avoid having substrates comprising a face on which it is not possible to deposit.
  • the P1 tray is full and does not support a substrate
  • the P8 tray is full and supports substrates.
  • all the plates are identical.
  • the substrates of the PI and P8 plates are then treated specifically.
  • the openings 20 have supports for the substrates.
  • the supports are formed by pins 22 projecting from the edges of the openings 20. The use of pins reduces the surface area not exposed to the plasma.
  • the openings and the substrates are square. Alternatively, the substrates are square in shape with the four cut corners, designated "pseudo-square".
  • the substrates are disc-shaped and the openings are circular.
  • the shapes of the openings are such that the substrates close them off substantially completely.
  • each plate the two faces F1, F2 or the front face and the rear face of each substrate are therefore accessible for a deposit.
  • the impedance of each plate is reduced, which makes it possible to increase the deposition rate, in fact the voltage at the terminals of the electrode is then higher for the same radiofrequency power.
  • the thermal mass of each plate is also reduced, which makes it possible to reduce the time it takes for the nacelle to heat up.
  • Plates P2 to P8 have been loaded with substrates S.
  • the substrates are loaded such that the same faces of the substrates carried by two adjacent plates are oriented towards the same space En.
  • the front face of a substrate supported by a plate is oriented towards the same space as the front face of a substrate carried by the adjacent plate.
  • layers of the same material can be deposited simultaneously on the same faces of two substrates of two adjacent plates.
  • the surfaces F1 of the substrates are oriented upwards on the plates PB, P5 and P7, and downwards on the plates P2, P4, P6 and P8.
  • the interior of the enclosure is supplied with gas, for example with a mixture of silane (SiFU) and ammonia (NH3) to produce a layer of silicon nitride.
  • gas for example with a mixture of silane (SiFU) and ammonia (NH3) to produce a layer of silicon nitride.
  • the adjacent platters PI and P2 are positively polarized.
  • the adjacent platters P5 and P6 are positively biased.
  • the adjacent platters P3 and P4 are negatively biased.
  • the adjacent platters P5 and P6 are negatively biased.
  • FIG. 4 one can see graphically represented the variations of the voltage V as a function of time t applied to two adjacent plates, for example P2 and P3, allowing a state of polarization of the plates between which a plasma can be generated. At every moment the two plates are at opposite polarities. This state corresponds to the pairs of trays P2-P3, P4-P5, P6-P7.
  • a plasma can only be generated when an electric field appears between two adjacent plateaus. In view of the above polarizations, plasmas are generated only in the spaces E2, E4, E6. Deposits then take place on the Fl faces of the substrates of the plates P2, PB, P4, P5, P6 and P7.
  • the switches C1 and C2 can be seen in another connection state, which implies that the plates P1, P3, P5, P7 are in another state of polarization.
  • the adjacent plates P2 and P3 are positively polarized.
  • the adjacent platters P6 and P7 are positively biased.
  • the adjacent platters P4 and P5 are negatively biased.
  • the adjacent platters P1 and P8 are negatively biased.
  • a passivation layer for example made of silicon oxide (SiOx) from silane and protoxide of nitrogen (N2O), generally at pressures ranging from a few hundred millitorrs to a few torrs, in two stages (switching states of figure 2 then switching state of figure 6), then depositing on the front face F2 only the silicon nitride antireflection layer from a mixture of silane (SiFU) and ammonia (NH 3 ).
  • SiOx silicon oxide
  • N2O protoxide of nitrogen
  • connection circuit comprises means for controlling the switching of switches C1 and C2 in a programmed manner. depending on a cycle of deposits on both sides of the substrates. Thus the operator does not need to intervene on the deposition device during the entire deposition cycle.
  • the perforated plates and the connection circuit according to the invention have the advantage of making it possible to carry out all the deposits on both sides of the substrates without having to turn the substrates over, which represents a saving of time and a significant saving of energy. .
  • the deposition on each face involves turning the substrates upside down.
  • turning over involves purging the enclosure, opening it and allowing the nacelle to cool before handling. This time is very long relative to the deposit time.
  • the deposits can be made successively without having to open the enclosure.
  • a gain in energy can be achieved since the enclosure can remain at a high temperature.
  • the windows are made so that when the plates are superimposed they are aligned along the vertical direction, but this configuration is not limiting. Indeed, the substrates of two adjacent plates may not be facing each other.
  • connection circuit configuration makes it possible to implement only two switches. But it does not make it possible to modify the polarity of all the plates.
  • connection circuit comprises a switch associated with each plate making it possible to modify the polarity of each plate individually and thus making it possible to manage each deposit space individually.
  • the connection circuit can then be configured to allow deposition on all faces simultaneously, which is advantageous for depositing the dielectric layer on the front and rear faces of the photovoltaic cells.
  • connection circuit making it possible to modify the polarity of at least one platform of the nacelle so that it has either the same polarity as that of the adjacent plate, or an opposite polarity falls within the scope of the present invention.
  • the operation of the device has been described as making it possible to carry out a deposition on one or the other of the faces of a substrate during a deposition phase.
  • the switching state of the switches may not be modified between two successive deposits.
  • the present invention also applies to PECVD devices in which the substrates are vertical.
  • the trays are vertical and include means for maintaining the substrates vertically.
  • the connection circuit is similar to that described above.
  • the device can also operate so as to deposit on both faces of the substrates carried by plates located in one or more zones of the nacelle, for example the substrates of the plates located in the upper part of the nacelle, these plates then have alternate polarities and the platters in the lower part all have the same polarity.
  • the device according to the invention therefore has great flexibility in the production of deposits, in particular their succession.
  • it can make it possible to carry out several deposits successively on different faces of the substrates without having to handle the substrates, which represents a saving of time and a significant saving of energy.

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Abstract

Dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma sur une pluralité de substrats comportant : - une enceinte (2) configurée pour réaliser un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. - une nacelle (4) comportant n plateaux (P1, P2) superposés destinés à supporter chacun au moins un substrat, les plateaux (P1, P2) étant en un matériau conducteur électrique et étant isolés électriquement les uns des autres. - des moyens (6) d'alimentation en gaz et d'évacuation connectés à l'enceinte. - un générateur électrique (8). - un circuit de connexion électrique (10) entre le générateur électrique et les plateaux. comportant des moyens de commutation (C1, C2) de sorte que, au moins dans un état de commutation, deux plateaux adjacents ont les mêmes polarités et deux plateaux adjacents ont des polarités opposées.

Description

DISPOSITIF DE DÉPÔT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR PRESENTANT DES ZONES
DE DÉPÔT RECONFIGURABLES
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La présente invention se rapporte à un dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma présentant des zones de dépôt reconfigurables.
Le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma ou PECVD (pour Plasma-Enhanced Chemical Vapor Déposition en terminologie anglo-saxonne) est un procédé utilisé pour déposer des couches minces sur un substrat à partir d'un état gazeux.
Ce dépôt est par exemple mis en œuvre dans le domaine de la fabrication des cellules photovoltaïques pour le dépôt de couches diélectriques sur un substrat, par exemple en silicium.
Le procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma se déroule de la manière suivante. Des réactions chimiques ont lieu après la formation d'un plasma à partir de gaz. Par exemple, le plasma est créé à partir d'un ou plusieurs gaz en lui ou en leur appliquant une excitation par décharge électrique générée à partir de sources radiofréquences (40 kHz à 440 kHz).
Par exemple, une excitation par décharge capacitive est réalisée en appliquant un courant alternatif ou radiofréquence entre deux électrodes. Le gaz étant injecté par le haut du tube, des extinctions et allumages du plasma dans le temps permettent d'obtenir une bonne homogénéité du dépôt le long du tube. Les excitations à basse fréquence (40 kHz à 440 kHz) nécessitent plusieurs centaines de volts pour maintenir la décharge. Ces tensions importantes conduisent à un bombardement ionique à haute énergie des surfaces. La pression de travail est comprise entre 100 mTorrs et 2000 mTorrs.
Dans le cas de la fabrication des cellules photovoltaïques en silicium, le dépôt par plasma est utilisé pour réaliser les passivations des surfaces avant et arrière ainsi que les couches antireflets. Le nitrure de silicium (SiNx) est largement utilisé pour réaliser les couches antireflets déposées sur la face avant des cellules en utilisant un mélange de gaz silane (S1H4) et ammoniac (NH3). Un oxyde de silicium (SiOx) peut être déposé à partir de silane et de protoxyde d'azote (N2O), généralement à des pressions allant de quelques centaines de millitorrs à quelques torrs.
Le dépôt PECVD est également très largement utilisé afin de déposer des couches d'oxyde d'aluminium (AIOx) afin de passiver la face arrière des cellules photovoltaïques à structure PERC (Passivated Emitter and Rear Cell en terminologie anglo-saxonne).
Dans le cas d'une fabrication industrielle, on utilise par exemple une nacelle comportant une pluralité de plateaux empilés les uns sur les autres, destinés à former des électrodes, les plateaux étant isolés électriquement les uns des autres. Chaque plateau forme un support pour un ou plusieurs substrats sur lesquels on souhaite effectuer le ou les dépôts.
Pour effectuer le dépôt, on applique des polarités opposées à deux plateaux adjacents au moyen d'un générateur haute fréquence. Un champ électrique entre deux électrodes adjacentes est alors généré, qui permet la formation d'un plasma et le dépôt sur le ou les substrats supportés par les plateaux.
Il résulte du fonctionnement de ce dispositif de dépôt que des dépôts sur tous les substrats ont lieu simultanément. Or, il peut être souhaitable de pouvoir ne réaliser des dépôts que sur une partie des substrats disposés dans la nacelle.
Par ailleurs, comme indiqué ci-dessus, dans le cas des cellules photovoltaïques, plusieurs couches de natures différentes peuvent être déposées sur les deux faces des substrats. Il est alors souhaitable d'offrir un dispositif qui permette d'effectuer des dépôts différenciés sur les deux faces des substrats.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un dispositif de dépôt PECVD offrant une plus grande liberté dans la réalisation des dépôts sur les substrats disposés dans une nacelle. Le but énoncé ci-dessus est atteint par un dispositif de dépôt PECVD comportant une enceinte configurée pour réaliser un dépôt PECVD, au moins une nacelle comportant une pluralité de plateaux conducteurs électriques superposés et isolés électriquement les uns des autres, au moins un générateur électrique alimentant les plateaux et des moyens de connexion électriques entre le générateur et les plateaux, lesdits moyens de connexion comportent des moyens de commutation permettant, dans un état de commutation, qu'au moins un plateau ait la même polarité que le plateau directement adjacent. La zone située entre ces deux plateaux de même polarité n'est alors pas le siège d'un champ électrique et aucun plasma n'est généré dans cette zone. Aucun dépôt n'a alors lieu sur le substrat situé dans cette zone.
Le dispositif de dépôt comporte au moins 3 plateaux, ainsi deux plateaux adjacents peuvent être à la même polarité et deux plateaux adjacents peuvent être à des polarités opposées.
Grâce à l'invention il est donc possible d'individualiser au moins en partie la polarisation des plateaux et donc d'individualiser au moins en partie les dépôts. Il est alors possible de configurer au moins en partie les zones de dépôt selon les besoins.
De manière très avantageuse, les moyens de connexion sont configurés pour permettre de modifier la polarité d'un plateau sur deux et les plateaux sont percés chacun au moins d'une fenêtre traversante. Ainsi les deux faces du substrat sont exposées à l'environnement dans l'enceinte et sont susceptibles d'être recouvertes par un dépôt. En gérant individuellement au moins en partie les polarités des plateaux, il est possible lors d'une phase de dépôt d'effectuer un dépôt sur une seule face du substrat. Ceci est particulièrement intéressant dans la fabrication des cellules photovoltaïques et en particulier des cellules photovoltaïques en silicium, qui comportent sur la face avant une couche finale antireflet et sur la face arrière une couche finale de passivation.
Les plateaux à fenêtre offrent en outre l'avantage de ne pas avoir à manipuler les substrats entre des phases de dépôt sur deux faces différentes des substrats. Dans un mode de fonctionnement, il est envisageable de ne polariser qu'un groupe de plateaux pour n'effectuer des dépôts que sur les substrats logés entre ces plateaux
La présente invention a alors pour objet un dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma sur une pluralité de substrats comportant une enceinte configurée pour réaliser un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma, au moins une nacelle comportant n plateaux superposés destinés à supporter chacun au moins un substrat, les plateaux étant en un matériau conducteur électrique et étant isolés électriquement les uns des autres, des moyens d'alimentation en gaz et des moyens d'évacuation connectés à l'enceinte, un générateur électrique, un circuit de connexion électrique entre le générateur électrique et les plateaux. Le circuit de connexion comporte des moyens de commutation de sorte que, au moins dans un état de commutation, deux plateaux adjacents ont les mêmes polarités et deux plateaux adjacents ont des polarités opposées.
Dans un exemple de réalisation, les moyens de commutation ont un état de commutation, dans lequel les plateaux adjacents ont des polarités opposées.
Le circuit connexion peut comporter des connexions électriques directes entre le générateur et au moins m plateaux, 0<m, et des connexions électriques avec des moyens de commutation entre le générateur et n-m plateaux.
De manière très avantageuse, au moins une partie des plateaux comportent au moins une fenêtre formant un logement pour un substrat, ladite fenêtre comportant des moyens de support du bord extérieur dudit substrat. Par exemple, les moyens de support comportent des pions.
Le circuit de connexion peut comporter des moyens de commande des moyens de commutation associés aux dépôts à effectuer.
Par exemple, es plateaux sont orientés de telle sorte que les substrats soient horizontaux dans la nacelle.
La présente invention a également pour objet un plateau pour dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma, réalisé en un matériau conducteur électrique et comportant au moins une fenêtre traversante formant un logement pour un substrat, ladite fenêtre comportant des moyens de support du bord extérieur dudit substrat. Les moyens de support comportent par exemple des pions.
La présente invention a également pour objet un procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma mettant en œuvre le dispositif de dépôt selon l'invention, comportant :
a) La mise en place des substrats sur les plateaux.
b) Choix d'un état de commutation des moyens de commutation en fonction du dépôt à effectuer.
c) Alimentation en gaz.
d) Polarisation des plateaux.
e) Formation d'un plasma entre les plateaux présentant des polarités opposées, et dépôt d'une couche de matériau sur tout ou partie des substrats.
f) Arrêt de la polarisation.
Le procédé de dépôt peut comporter après l'arrêt de la polarisation : a') Une purge de l'enceinte pour retirer les gaz restant de la phase de dépôt précédente.
b') Choix d'un état de commutation des moyens de commutation en fonction du dépôt à effectuer.
c') Alimentation en gaz.
d') Polarisation des plateaux.
e') Formation d'un plasma entre les plateaux présentant des polarités opposées, et dépôt d'une couche de matériau sur tout ou partie des substrats.
f') Arrêt de la polarisation.
Les étapes a') à f') peuvent être répétées pour chaque couche supplémentaire déposée.
Lorsque les plateaux comportent au moins une fenêtre formant un logement pour un substrat et les substrats comportent une première face et une deuxième face, lors de la phase a) les substrats peuvent être chargés de sorte que les substrats supportés par deux plateaux adjacents aient soit leurs premières faces orientées l'une vers l'autre, soit leurs deuxièmes faces orientées l'une vers l'autre. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels:
La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de dépôt PECVD selon un exemple de réalisation,
La figure 2 est une représentation schématique d'exemple d'une nacelle et d'un exemple d'un circuit de connexion mis en oeuvre dans un dispositif de dépôt dans un premier état de connexion,
Les figures 3A et 3B sont des vues en perspective d'un exemple de plateau comportant des fenêtres avec et sans substrat respectivement,
La figure 4 est une représentation graphique d'un exemple de polarisations de deux plateaux adjacents permettant la formation d'un plasma,
La figure 5 est une représentation graphique d'un exemple de polarisations de deux plateaux adjacents ne permettant pas la formation d'un plasma,
La figure 6 représente la nacelle et le circuit de connexion de la figure 2 dans un deuxième état de connexion.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La description qui va suivre porte plus particulièrement sur un dispositif de dépôt PECVD dans lequel les substrats sont disposés horizontalement. L'invention s'applique également aux dispositifs PECVD dans lesquels les substrats sont disposés verticalement.
Sur la figure 1, on peut voir une représentation schématique d'un dispositif de dépôt PECVD comportant une enceinte 2 étanche avec une porte d'accès, une nacelle 4 destinée à être logée dans l'enceinte 2 pendant les phases de dépôt et pouvant sortir de l'enceinte au moins pour charger/décharger les substrats.
La nacelle 4 comporte des plateaux PI, P2, P3...Pn. Dans l'exemple représenté n = 8. N est au moins égal à 3. En général n est de l'ordre de 70 à 100. Les plateaux sont superposés les uns sur les autres de sorte qu'un espace El, E2,...En-l soit ménagé entre chaque paire de plateaux. Les plateaux sont en matériau conducteur électrique et sont destinés à former des électrodes entre lesquelles un champ électrique peut apparaître. Par exemple les plateaux sont en graphite.
Les plateaux sont isolés électriquement les uns des autres. Par exemple, des entretoises isolantes électriques, par exemple en alumine, sont interposées entre chaque paire de plateaux. Les entretoises assurent également l'écartement des plateaux les uns des autres afin de ménager les espaces El, E2...En-l.
La distance entre les plateaux est par exemple comprise entre 8 mm et
12 mm.
Le dispositif comporte également des connexions fluidiques 6.1 d'alimentation pour amener les gaz formant le plasma et effectuer le dépôt, et des connexions fluidiques 6.2 d'évacuation des gaz après la phase de dépôt. De préférence l'alimentation se fait par le haut et l'évacuation se fait par le bas assurant au gaz de traverser la nacelle.
Le dispositif comporte également au moins un générateur électrique 8 pour alimenter électriquement les plateaux de la nacelle 4. Le générateur 8 est par exemple un générateur de tension radiofréquence ou un générateur de courant alternatif. Le dispositif de dépôt comporte également un circuit de connexion électrique 10 entre les bornes + et - du générateur et les plateaux de la nacelle.
Par exemple, la fréquence du générateur RF est comprise entre 40 kHz à 440 kHz, et la tension entre 2 électrodes est comprise entre 50 Volts et 500 Volts.
Sur la figure 2, on peut voir un exemple détaillé du circuit de connexion électrique 10.
Dans cet exemple, le circuit de connexion 10 comporte des connecteurs électriques 12 reliant directement la borne + à des plateaux P2, P6, des connecteurs électriques 14 reliant directement la borne - à des plateaux P4, P8.
Le circuit de connexion comporte également des connecteurs électriques 16, reliant la borne + à des plateaux PI, P3, P5, P7 par l'intermédiaire de moyens de commutation Cl, C2 et des connecteurs électriques 18, reliant la borne + à des plateaux PI, P3, P5, P6 par l'intermédiaire des moyens de commutation Cl, C2. En fonction des positions des moyens de commutation, les plateaux PI, PB, P5, P7 peuvent être soit tous reliés à la borne +, soit tous à la borne -, soit en partie à la borne + et en partie à la borne
Dans cet exemple et de manière très avantageuse, les plateaux P2...Pn-l (P2 sur les figures 3A et 3B) comportent des ouvertures 20 traversantes dans l'épaisseur du plateau, et destinées à loger les substrats S sur les faces desquels les dépôts doivent avoir lieu. Les plateaux PI et PN (P8 sur la figure 2) sont pleins pour éviter d'avoir des substrats comprenant une face sur laquelle on ne peut effectuer de dépôt. Dans cet exemple, le plateau PI est plein et ne supporte pas de substrat, et le plateau P8 est plein et supporte des substrats.
En variante tous les plateaux sont identiques. Les substrats des plateaux PI et P8 sont alors traités spécifiquement.
Les ouvertures 20 comportent des supports pour les substrats. Dans l'exemple représenté, les supports sont formés par des pions 22 en saillie des bords des ouvertures 20. La mise en oeuvre de pions réduit la surface non exposée au plasma. Dans l'exemple représenté, les ouvertures et les substrats sont carrés. En variante, les substrats sont de forme carrée avec les quatre coins coupés, désignés par « pseudo-square ».
En variante encore les substrats sont en forme de disque et les ouvertures sont circulaires.
De préférence, les formes des ouvertures sont telles que les substrats les obturent sensiblement complètement.
Sur la figure 2, on peut voir les substrats montés dans les plateaux.
Grâce à ces plateaux, les deux faces Fl, F2 ou face avant et face arrière de chaque substrat sont donc accessible pour un dépôt. En outre, du fait de ces ouvertures 20, l'impédance de chaque plateau est réduite, ce qui permet d'augmenter la vitesse de dépôt, en effet la tension aux bornes de l'électrode est alors plus élevée pour une même puissance radiofréquence. La masse thermique de chaque plateau est également réduite, ce qui permet de diminuer le temps de mise en température de la nacelle.
Le fonctionnement du dispositif de dépôt selon l'invention va maintenant être décrit. Considérons les commutateurs Cl et C2 dans les états de commutation de la figure 2.
Les plateaux P2 à P8 ont été chargés avec des substrats S. De préférence, les substrats sont chargés de telle sorte que les mêmes faces des substrats portés par deux plateaux adjacents soient orientées vers le même espace En. Par exemple la face avant d'un substrat supporté par un plateau est orientée vers le même espace que la face avant d'un substrat porté par le plateau adjacent. Ainsi, grâce à l'invention et à cette orientation particulière, des couches en un même matériau peuvent être déposées simultanément sur les mêmes faces de deux substrats de deux plateaux adjacents.
Les faces Fl des substrats sont orientées vers le haut sur les plateaux PB, P5 et P7, et vers le bas sur les plateaux P2, P4, P6 et P8.
L'intérieur de l'enceinte est alimenté en gaz, par exemple en un mélange de silane (SiFU) et ammoniac (NH3) pour réaliser une couche de nitrure de silicium.
L'état de polarisation de chaque plateau est indiqué sur la figure 2 à l'instant t.
Les plateaux adjacents PI et P2 sont polarisés positivement.
Les plateaux adjacents P5 et P6 sont polarisés positivement.
Les plateaux adjacents P3 et P4 sont polarisés négativement.
Les plateaux adjacents P5 et P6 sont polarisés négativement.
Sur la figure 4, on peut voir représenté graphiquement les variations de la tension V en fonction du temps t appliquées à deux plateaux adjacents, par exemple P2 et P3, permettant un état de polarisation des plateaux entre lesquels un plasma peut être généré. A chaque instant les deux plateaux sont à des polarités opposées. Cet état correspond aux paires de plateaux P2-P3, P4-P5, P6-P7.
Sur la figure 5, on peut voir représenté graphiquement la variation de la tension V en fonction du temps t appliquées à deux plateaux adjacents, par exemple P2 et P3, dont l'état de polarisation ne permet pas la formation d'un plasma. A chaque instant les deux plateaux sont à la même polarité. Cet état correspond aux paires de plateaux PI-
P2, P3-P4, P5-P6, P7-P8. Un plasma ne peut être généré que lorsqu'un champ électrique apparaît entre deux plateaux adjacents. Au vu des polarisations ci-dessus, des plasmas sont générés uniquement dans les espaces E2, E4, E6. Des dépôts ont alors lieu sur les faces Fl des substrats des plateaux P2, PB, P4, P5, P6 et P7.
Aucun dépôt sur les autres faces des autres substrats n'a lieu.
Sur la figure 6, on peut voir les commutateurs Cl et C2 dans un autre état de connexion, ce qui implique que les plateaux PI, P3, P5, P7 soient dans un autre état de polarisation.
Les plateaux adjacents P2 et P3 sont polarisés positivement.
Les plateaux adjacents P6 et P7 sont polarisés positivement.
Les plateaux adjacents P4 et P5 sont polarisés négativement.
Les plateaux adjacents PI et P8 sont polarisés négativement.
Dans cet état de commutation, les plasmas seront générés dans les espaces El, E3, E5 et E7.
Des dépôts ont alors lieu sur les faces F2 des substrats des plateaux P2, P3 et P4, P5 et P6, P7 et P8.
Il sera compris que l'on peut déposer le même matériau ou des matériaux différents sur les faces Fl et F2 des substrats en passant de l'état de commutation de la figure 2 à celui de la figure 6.
Grâce à l'invention, dans le cas de fabrication de cellules photovoltaïques il est possible de déposer sur les deux faces Fl, F2 de chaque substrat une couche de passivation par exemple en oxyde silicium (SiOx) à partir de silane et de protoxyde d'azote (N2O), généralement à des pressions allant de quelques centaines de millitorrs à quelques torrs, en deux étapes (états de commutation de la figure 2 puis état de commutation de la figure 6), puis de déposer sur la face avant F2 uniquement la couche antireflet en nitrure de silicium à partir d'un mélange de silane (SiFU) et ammoniac (NH3).
De manière avantageuse, le circuit de connexion comporte des moyens pour commander de manière programmée les commutations de commutateurs Cl et C2 en fonction d'un cycle de dépôts sur les deux faces des substrats. Ainsi l'opérateur n'a pas besoin d'intervenir sur le dispositif de dépôt pendant tout le cycle de dépôt.
Les plateaux ajourés et le circuit de connexion selon l'invention présentent l'avantage de permettre de réaliser tous les dépôts sur les deux faces des substrats sans avoir à retourner les substrats, ce qui représente un gain de temps et un gain d'énergie importants. En effet, dans un dispositif de dépôt PECVD de l'état de la technique, tous les plateaux sont pleins, le dépôt sur chaque face implique de retourner les substrats. Or le retournement implique de purger l'enceinte, de l'ouvrir et de laisser refroidir la nacelle avant manipulation. Ce temps est très long relativement au temps de dépôt. Grâce à l'invention, les dépôts peuvent être réalisés successivement sans avoir à ouvrir l'enceinte. En outre, on peut réaliser un gain en énergie puisque l'enceinte peut rester à une température élevée.
Dans l'exemple représenté les fenêtres sont réalisées de sorte que lorsque les plateaux sont superposés elles soient alignées le long de la direction verticale, mais cette configuration n'est pas limitative. En effet les substrats de deux plateaux adjacents peuvent ne pas être en regard.
Cette configuration de circuit de connexion permet de ne mettre en oeuvre que deux commutateurs. Mais elle ne permet pas de modifier la polarité de tous les plateaux.
Dans un autre exemple de réalisation (non représenté), le circuit de connexion comporte un commutateur associé à chaque plateau permettant de modifier la polarité de chaque plateau individuellement et ainsi permettre de gérer chaque espace de dépôt individuellement. Le circuit de connexion peut alors être configuré pour permettre un dépôt sur toutes les faces simultanément, ce qui est avantageux pour déposer la couche diélectrique sur les faces avant et arrière des cellules photovoltaïques.
Il sera compris que toute configuration du circuit de connexion permettant de modifier la polarité d'au moins un plateau de la nacelle de sorte qu'il présente soit la même polarité que celle du plateau adjacent, soit une polarité opposée entre dans le cadre de la présente invention. Le fonctionnement du dispositif a été décrit comme permettant d'effectuer un dépôt sur l'une ou l'autre des faces d'un substrat pendant une phase de dépôt.
Il est à noter que l'état de commutation des commutateurs peut ne pas être modifiés ente deux dépôts successifs.
Dans le cas de plateaux pleins, de préférence ils comportent sur leurs plus grandes faces des saillies, par exemple des picots, pour supporter les substrats
Comme cela a été indiqué ci-dessus, la présente invention s'applique également aux dispositifs PECVD dans lesquels les substrats sont à la verticale. Dans ce cas les plateaux sont verticaux et comportent des moyens pour maintenir les substrats à la verticale. Le circuit de connexion est similaire à celui décrit ci-dessus.
Le dispositif peut fonctionner également de sorte à réaliser un dépôt sur les deux faces des substrats portés par des plateaux situés dans une ou plusieurs zones de la nacelle par exemple les substrats des plateaux situés dans la partie haute de la nacelle, ces plateaux ont alors des polarités alternées et les plateaux dans la partie basse ont tous la même polarité.
Le dispositif selon l'invention présente donc une grande flexibilité dans la réalisation des dépôts, notamment leur succession. En outre il peut permettre de réaliser plusieurs dépôts successivement sur différentes faces des substrats sans avoir à manipuler les substrats, ce qui représente un gain de temps et un gain d'énergie importants.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma sur une pluralité de substrats comportant :
- une enceinte (2) configurée pour réaliser un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma,
- au moins une nacelle (4) comportant n plateaux (PI, P2), n étant supérieur ou égal à 3, superposés destinés à supporter chacun au moins un substrat, les plateaux (PI, P2) étant en un matériau conducteur électrique et étant isolés électriquement les uns des autres,
- des moyens (6.1) d'alimentation en gaz et des moyens d'évacuation (6.2) connectés à l'enceinte,
- un générateur électrique (8),
- un circuit de connexion électrique (10) entre le générateur électrique et les plateaux,
dans lequel le circuit de connexion (10) comporte des moyens de commutation (Cl, C2) de sorte que, au moins dans un état de commutation, deux plateaux adjacents ont les mêmes polarités et deux plateaux adjacents ont des polarités opposées.
2. Dispositif de dépôt selon la revendication 1, dans lequel les moyens de commutation (Cl, C2) ont un état de commutation, dans lequel les plateaux adjacents ont des polarités opposées.
3. Dispositif de dépôt selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le circuit de connexion comporte des connexions électriques directes entre le générateur (8) et au moins m plateaux, 0<m et des connexions électriques avec des moyens de commutation entre le générateur et n-m plateaux.
4. Dispositif de dépôt selon l'une des revendications 1 à B, dans lequel au moins une partie des plateaux (P2) comportent au moins une fenêtre (20) formant un logement pour un substrat (S), ladite fenêtre (20) comportant des moyens de support du bord extérieur dudit substrat.
5. Dispositif de dépôt selon la revendication 4, dans lequel les moyens de support comportent des pions (22).
6. Dispositif de dépôt selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le circuit de connexion (10) comporte des moyens de commande des moyens de commutation associés aux dépôts à effectuer.
7. Dispositif de dépôt selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les plateaux sont orientés de telle sorte que les substrats soient horizontaux dans la nacelle.
8. Plateau pour dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma, réalisé en un matériau conducteur électrique et comportant au moins une fenêtre (20) formant un logement pour un substrat (S), ladite fenêtre (20) comportant des moyens de support du bord extérieur dudit substrat.
9. Plateau selon la revendication 8, dans lequel les moyens de support comportent des pions (22).
10. Procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma mettant en œuvre le dispositif de dépôt selon l'une des revendications 1 à 7, comportant :
a) La mise en place des substrats sur les plateaux. b) Choix d'un état de commutation des moyens de commutation en fonction du dépôt à effectuer.
c) Alimentation en gaz. d) Polarisation des plateaux.
e) Formation d'un plasma entre les plateaux présentant des polarités opposées, et dépôt d'une couche de matériau sur tout ou partie des substrats.
f) Arrêt de la polarisation.
11. Procédé de dépôt selon la revendication précédente, comportant après l'arrêt de la polarisation :
a') Une purge de l'enceinte pour retirer les gaz restant de la phase de dépôt précédente,
b') Choix d'un état de commutation des moyens de commutation en fonction du dépôt à effectuer.
c') Alimentation en gaz.
d') Polarisation des plateaux.
e') Formation d'un plasma entre les plateaux présentant des polarités opposées, et dépôt d'une couche de matériau sur tout ou partie des substrats.
f') Arrêt de la polarisation.
12. Procédé de dépôt selon la revendication précédente, dans lequel les étapes a') à f') sont répétées pour chaque couche supplémentaire déposée.
13. Procédé de dépôt selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel, lorsque les plateaux comportent au moins une fenêtre formant un logement pour un substrat et les substrats comportent une première face et une deuxième face, lors de la phase a) les substrats sont chargés de sorte que les substrats supportés par deux plateaux adjacents aient soit leurs premières faces orientées l'une vers l'autre, soit leurs deuxièmes faces orientées l'une vers l'autre.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022152020A1 (fr) * 2021-01-14 2022-07-21 营口金辰机械股份有限公司 Appareil de palier, et dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma et son procédé d'utilisation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020046810A1 (en) * 2000-10-25 2002-04-25 Masayuki Tanaka Processing apparatus
US20020076507A1 (en) * 2000-12-15 2002-06-20 Chiang Tony P. Process sequence for atomic layer deposition
US20110151141A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Sub-One Technology, Inc. Chemical vapor deposition for an interior of a hollow article with high aspect ratio
WO2012071929A1 (fr) * 2010-12-01 2012-06-07 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Dispositif à plateaux et appareil de croissance de membrane cristalline
EP2730677A1 (fr) * 2011-07-06 2014-05-14 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Dispositif de formation de film sous vide
FR3055468A1 (fr) * 2016-08-30 2018-03-02 Semco Tech Dispositif de traitement de pieces
US20180105934A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-19 Wonik Ips Co., Ltd. Substrate processing apparatus and substrate processing method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070048456A1 (en) * 2004-09-14 2007-03-01 Keshner Marvin S Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus and method
EP1921178A1 (fr) * 2006-11-02 2008-05-14 Dow Corning Corporation Procédé de formation d'un film amorphe par résonance cyclotronique électronique
CN101245449A (zh) * 2007-02-14 2008-08-20 北京行者多媒体科技有限公司 大批量生产薄膜的等离子箱
CN101245448A (zh) * 2007-02-14 2008-08-20 北京行者多媒体科技有限公司 单室等离子箱制作薄膜硅光电转换器件的方法
CN101328581B (zh) * 2008-07-22 2010-12-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 等离子体处理设备及其基片载板
CN101880867B (zh) * 2010-07-02 2012-12-26 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 等离子体增强化学气相沉积装置
JP6356516B2 (ja) * 2014-07-22 2018-07-11 東芝メモリ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US10654147B2 (en) * 2017-10-17 2020-05-19 Applied Materials, Inc. Polishing of electrostatic substrate support geometries

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020046810A1 (en) * 2000-10-25 2002-04-25 Masayuki Tanaka Processing apparatus
US20020076507A1 (en) * 2000-12-15 2002-06-20 Chiang Tony P. Process sequence for atomic layer deposition
US20110151141A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Sub-One Technology, Inc. Chemical vapor deposition for an interior of a hollow article with high aspect ratio
WO2012071929A1 (fr) * 2010-12-01 2012-06-07 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Dispositif à plateaux et appareil de croissance de membrane cristalline
EP2730677A1 (fr) * 2011-07-06 2014-05-14 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Dispositif de formation de film sous vide
FR3055468A1 (fr) * 2016-08-30 2018-03-02 Semco Tech Dispositif de traitement de pieces
US20180105934A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-19 Wonik Ips Co., Ltd. Substrate processing apparatus and substrate processing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022152020A1 (fr) * 2021-01-14 2022-07-21 营口金辰机械股份有限公司 Appareil de palier, et dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma et son procédé d'utilisation

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