WO2021185413A1 - Haltevorrichtung für wafer, pecvd-abscheidevorrichtung und verwendung der haltevorrichtung - Google Patents

Haltevorrichtung für wafer, pecvd-abscheidevorrichtung und verwendung der haltevorrichtung Download PDF

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WO2021185413A1
WO2021185413A1 PCT/DE2021/100255 DE2021100255W WO2021185413A1 WO 2021185413 A1 WO2021185413 A1 WO 2021185413A1 DE 2021100255 W DE2021100255 W DE 2021100255W WO 2021185413 A1 WO2021185413 A1 WO 2021185413A1
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spacer
casing
holding device
carrier plates
diameter
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PCT/DE2021/100255
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Axel Schwabedissen
Klaus DUNCKER
Matthias Junghänel
Hans-Günther Böhme
Original Assignee
Hanwha Q Cells Gmbh
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Publication date
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    • C23C—COATING 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
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    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/458—Chemical 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
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
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    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/50—Chemical 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 using electric discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/673—Apparatus 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 using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67313—Horizontal boat type carrier whereby the substrates are vertically supported, e.g. comprising rod-shaped elements

Definitions

  • the invention relates to a holding device, a PECVD separating device and a use of the holding device.
  • the invention relates to a holding device for holding a plurality of substrates during plasma-assisted deposition of an electrically conductive layer, in particular doped amorphous silicon, from the gas phase on the substrates, which is designed as a boat for a gas phase deposition device.
  • a holding device is known from WO2014 / 194892A1. It has several carrier plates arranged parallel to one another for supporting the substrates during the deposition, the carrier plates being isolated from one another and alternately connected to connections of an alternating voltage generator.
  • the carrier plates have a suitable holder, such as substrate pockets, holding pins or the like Allow plasmas between the substrates to ensure a uniform coating of the substrates.
  • a suitable holder such as substrate pockets, holding pins or the like Allow plasmas between the substrates to ensure a uniform coating of the substrates.
  • there must be no conductive connection between adjacent carrier plates so that no power loss occurs and the alternating voltage required to ignite the plasma can be applied.
  • the holding device therefore has electrically insulating spacers which are arranged between the carrier plates and are designed to space the carrier plates from one another and to isolate them electrically from one another.
  • the substrates In order to coat the substrates in a chemical vapor deposition or a PECVD process, they are first placed on the carrier plates of the Holding device arranged and then coated in a pipe - PECVD system.
  • the substrates are arranged on the carrier plates in such a way that in each case two substrates are electrically insulated from one another and are connected in an electrically conductive manner to connections of an alternating voltage generator.
  • a layer is deposited on the substrates that are located in the holding device.
  • the layer is applied not only to the substrate surface, but also to the spacers. This is not a problem if the substrates are coated with a non-conductive layer.
  • a conductive layer such as amorphous silicon doped with phosphorus or boron (a-Si (n) / a-Si (p)), or doped
  • the spacers are each surrounded by a casing with a casing inside diameter that is larger than an outside diameter of the spacer that it surrounds, so that a cavity is located between the casing and the spacer.
  • the parasitic coating of the spacers no longer leads to an electrically conductive connection between opposing substrates due to the geometry and nature of the surface and / or the formation of the conductive coating of the spacers is slowed down to an acceptable level for mass production.
  • the jacket is an inexpensive solution for mass production.
  • the cover prevent or reduce coating of the spacer during the PECVD process. This prevents or reduces the formation of a conductive channel between adjacent carrier plates by preventing a continuous conductive firm from being deposited on the spacers, which can bring about potential equalization between the carrier plates.
  • the cavity is not or, if necessary, only partially coated. This means that no continuously conductive layer can form between the carrier plates during the PECVD process.
  • the substrate is preferably a wafer, for example a silicon wafer.
  • a base material of the carrier plates can have graphite or carbon fiber reinforced plastic (CFRP) or carbon fiber reinforced carbon (CFC). It is preferably made of graphite or CFRP.
  • a base material made of graphite has proven particularly useful in practice, in particular for the coating of substrates for the production of semiconductor components such as, for example, solar cells.
  • the carrier plates can have recesses for holding the substrates.
  • the carrier plates preferably have retaining pins and / or retaining lugs in order to fix the substrates.
  • the spacer is preferably formed from a ceramic, for example from aluminum oxide ceramic. It is preferably designed as a hollow cylinder.
  • the spacer can be circular cylindrical and preferably has a constant inside diameter and / or a constant outside diameter.
  • the spacer can be designed in one or more parts. In a preferred embodiment, the spacer is designed in one or two parts. If the spacer has several parts, preferably in two parts, it is preferably divided perpendicular to its direction of extension, for example in the middle.
  • the sheathing is also particularly advantageous if the spacer is formed from an aluminum oxide ceramic, which is relatively difficult to machine, so that special turning and milling tools are usually necessary for this.
  • the sheathing protects the spacer from being coated during the chemical vapor deposition without the spacer having to be machined to produce the desired geometry.
  • the spacer and the casing can be produced by means of sintering, and the holding device can be provided by simple assembly such as sliding the spacer and the casing over one another.
  • the sheathing preferably partially but not completely surrounds the spacer.
  • the casing preferably surrounds the spacer in the manner of a sleeve.
  • the sleeve can have any cross-section, but is preferably round.
  • the casing is preferably designed as a hollow cylinder.
  • the casing is preferably formed from a ceramic, preferably from an aluminum oxide ceramic.
  • Both the spacer and the casing are preferably designed as hollow cylinders with different inside and outside diameters, the casing inside diameter being greater than the outside diameter of the spacer.
  • the holding device can be provided by sliding the casing and the spacer onto and / or over one another.
  • the holding device is therefore easy to manufacture and inexpensive, and the cavity is created in a simple manner.
  • the cavity is preferably symmetrical about a longitudinal axis of the preferably cylindrical spacer.
  • the casing is spaced from one or two adjacent carrier plates, while the spacer is in mechanical contact with both carrier plates.
  • the casing is separated from at least one of the carrier plates by means of a gap.
  • one or two gaps between the casing and the carrier plate (s) and one or two cavities between the spacer and the casing are formed in such a way that the spacer is not or only partially coated depending on a penetration depth of the plasma will.
  • the casing forms a dark room shield. Charge carriers in a plasma have a defined mean free path and - especially if there is a small gap - cannot penetrate the cavity due to the plasma dark room shielding effect. This means that no continuous conductive layer can form between the carrier plates in a PECVD process.
  • the spacer and the casing preferably extend along an extension direction, a length of the casing along the extension direction being smaller than a length of the spacer along the extension direction.
  • the direction of extension preferably runs along a longitudinal axis of the preferably cylindrical spacer.
  • the length of the spacer is, for example, in the range from 8 to 12 mm, while the length of the casing is, for example, in the range from 5 to 11 mm, while the cavity has, for example, a width perpendicular to the direction of extension that is in the range from 0.5 to 3.0 mm lies.
  • the casing preferably also has a connecting section.
  • the expression “connecting section” is to be understood as a section of the casing which furthermore extends perpendicularly or essentially perpendicularly to the direction in which the casing extends.
  • the connecting section is preferably formed at one of the two ends of the casing.
  • the connecting section is preferably designed centrally or centrally if the spacer is designed in two parts. If the two-part spacer is connected by means of the connecting section of the casing, this has the advantage that two cavities are thus created with a firm connection between the spacer and the casing.
  • the connecting section is preferably positioned centrally along the direction of extension. It is preferably clamped between the two parts of the spacer.
  • the connecting section is preferably connected to or in contact with the spacer which the casing surrounds.
  • the connecting section is preferably arranged in the middle or, more preferably, at one end of the casing.
  • the casing preferably has a hollow cylinder section and the connecting section extending perpendicularly or essentially perpendicularly thereto. As a result, it is designed as a hollow cylinder with a bottom.
  • the connecting section preferably has a connecting section inside diameter which is equal to an outside diameter of the spacer, while the hollow cylinder inside diameter is the casing inside diameter.
  • Such a holding device can be provided, for example, in that the casing with the hollow cylinder section and the connecting section with their respective inner diameters is pushed over the spacer, so that the cavity is formed due to the fact that the connecting section diameter is essentially the same as the outer diameter of the spacer and the shell inside diameter is larger than the outside diameter of the spacer.
  • Such a holding device can, however, be provided, for example, in that a sheathing precursor, which has the connecting section and the connecting section inner diameter along its direction of extension, is pushed over the spacer and the hollow cylinder section is then milled or chamfered so that the sheathing inner diameter is formed, which is larger than the outer diameter of the spacer.
  • an electrically conductive layer only forms at the edges of the cavity between the casing and the spacer, since the coating plasma does not completely penetrate the cavity due to the principle the dark room shield.
  • the connecting section is preferably arranged between the spacer which the casing surrounds and one of the carrier plates, which this spacer separates from a further carrier plate.
  • the second variant corresponds to the first variant with the difference that the connecting section is not arranged on the spacer, but rather adjacent to it. Even when the holding device according to the second variant is operated with a PECVD deposition, an electrically conductive layer only forms at the edges of the cavity, since the coating plasma does not completely penetrate the cavity due to the principle of dark room shielding.
  • the casing has a varying casing inside diameter.
  • the inside diameter of the casing can be designed to be constantly increasing or decreasing, that is to say in the form of a ramp, or can vary in an undulating manner.
  • the casing inner diameter preferably tapers in the direction of the connecting section when the casing has the connecting section. More preferably, the shell inner diameter varies between a diameter that is substantially equal to an outer diameter of the spacer that the shell surrounds and at least one diameter that is greater than the outer diameter of the spacer. If the casing has the connecting section and the hollow cylinder section, the hollow cylinder inside diameter preferably varies, while the connecting section diameter is preferably constant.
  • the holding device furthermore has a connecting element which connects the casing and the spacer to one another.
  • a holding device is realized, for example, in that the connecting element is attached to the spacer and the casing is attached to the connecting element.
  • the connection is realized by sliding the named components one over the other.
  • the connecting element preferably has a connecting element inside diameter and a connecting element outside diameter, wherein the connecting element inside diameter is preferably essentially the same as the outside diameter of the spacer and the connecting element outside diameter is essentially the same as the sheathing inside diameter.
  • the connecting element is preferably designed as a ring.
  • the ring preferably has a length along the extension direction of the casing and the spacer which is smaller than the length of the casing along the extension direction, which is furthermore preferably smaller than the length of the spacer along the extension direction.
  • the ring is preferably in the middle or arranged centered on the spacer, so that two cavities are formed between the casing and the spacer, which are separated from one another by the ring, and two gaps are formed between the casing and the carrier plates, which the spacer spaced apart.
  • the ring is preferably arranged adjacent to one of the two carrier plates spaced apart by the spacer, so that a cavity is formed between the casing and the spacer and a gap is formed between the casing and the other carrier plate that does not adjoin the ring.
  • a PECVD separation device such as a pipe PECVD system
  • an electrically conductive layer only forms at the edges of the cavity or cavities, since the coating plasma does not completely penetrate into the cavity or cavities due to the principle of dark room shielding.
  • all of the at least two carrier plates are connected to one another via one or more rods and the spacers are each arranged in the form of a sleeve surrounding the rods.
  • the rods connecting all the carrier plates are preferably also formed from a ceramic, preferably aluminum oxide ceramic.
  • the rods are preferably designed as solid cylinders. They are more preferably designed as a threaded rod which can be provided with a counter-element in order to interact with it to form a clamping unit.
  • the casing and the spacer are preferably designed in one piece.
  • This one-piece part made of casing and spacer is preferably connected via the connecting section, which can be arranged at one end of the extension direction of the spacer and the casing, but does not have to, but can also be arranged, for example, in the middle or centered.
  • the casing and the spacer are preferably two separately formed parts. The two separately formed parts are either pushed over one another in the holding device so that they are connected, or by means of the Connection element connected.
  • the two-piece design has the advantage over the one-piece design that the casing and the spacer can be assembled to establish the connection between them and do not have to be made by turning or sintering together, so that the holding device can be manufactured more easily.
  • the casing and the spacer are made of ceramic, they are difficult to machine, so it is advantageous to manufacture the casing and the spacer as two simple parts, preferably as two sleeves, and to mount them in the holding device Has the connecting section in the form of a sleeve base.
  • the invention further relates to a PECVD separation device which has the holding device according to one or more of the embodiments described above.
  • the PECVD separation device is preferably a pipe PECVD system.
  • the invention also relates to a use of the holding device in the deposition of one or more electrically conductive layers on a substrate such as a wafer.
  • the holding device is preferably intended for use in a PECVD deposition device in which one or more electrically conductive layers are deposited.
  • the electrically conductive layer to be deposited is a doped layer, more preferably a doped amorphous silicon (aSi (n) or aSi (p)), silicon carbide (Sic (n) or SiC (p)), silicon nitride (SiNx) (n) or SiNx (p)), silicon oxynitride (SiN x O y (n) or SiN x O y (p)) or aluminum oxide (AlOx (n) or AlOx (p)) layer.
  • the holding device is preferably used to deposit a layer, the dopant concentration in the layer being> 10 19 cm 3 .
  • the dopant is preferably phosphorus or boron.
  • FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to the prior art
  • FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a first embodiment
  • FIG. 3 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a second embodiment
  • FIG. 4 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a third embodiment
  • FIG. 5 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a fourth embodiment
  • FIG. 6 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a fifth embodiment.
  • the holding device is designed to hold a plurality of substrates during plasma-assisted deposition of a layer from the gas phase on the substrates and as a boat for a PECVD deposition device. It has carrier plates (not shown) arranged parallel to one another for carrying the substrates during the deposition, the carrier plates being isolated from one another and alternately connected to connections of an alternating voltage generator. It also has rods 2, one of which is visible and which connect all of the carrier plates to one another. Furthermore, it has electrically insulating spacers 1, one of which is shown and which are arranged between the carrier plates and are designed to space the carrier plates from one another and to isolate them electrically from one another.
  • the spacers 11 surround the rods 2.
  • the rods 2 are designed as solid cylinders, while the spacers 11 are designed as hollow cylinders.
  • the holding device is arranged in a PECVD deposition device, a layer 3 being formed on the spacer 11 during the PECVD deposition.
  • FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a first embodiment.
  • the first embodiment shown in FIG. 2 corresponds to the embodiment according to the prior art shown in FIG. 1 with the difference that the spacer 11 is surrounded by a casing 12.
  • the casing 12 has a casing inside diameter d1 which is greater than an outside diameter D3 of the spacer 11 which it surrounds, so that a cavity 4 is located between the casing 12 and the spacer 11. Both the casing inner diameter d1 and the outer diameter D3 of the spacer 11 are constant. Furthermore, the casing has a casing outer diameter d2, which is constant.
  • the casing 11 has an inner diameter (not shown) which is equal to an outer diameter (not shown) of the rod 2.
  • the casing 12 has a connecting section 121 and a hollow cylinder section 122.
  • the connecting section 121 is formed at one end of the hollow cylinder section 122 and is arranged between the spacer 11 and one of the two carrier plates (not shown) which the spacer 11 separates and has a connecting section inner diameter (not shown) which is essentially equal to an outer diameter the rod 2 is.
  • the casing inside diameter d1 is therefore an inside diameter of the hollow cylinder section 122.
  • Both the spacer 11 and the casing 12 extend along an extension direction E, along which the casing has a length L1 which is smaller than a length L2 of the spacer 11 along the extension direction E.
  • the casing 12 is through from one of the two the spacer 11 spaced apart carrier plates, so that there is a gap 5 between the casing 12 and this carrier plate.
  • the holding device is arranged in a PECVD separation device, for example a pipe PECVD system, the layer 3 being on the casing 12, on an area of the spacer 11 adjoining the gap 5, and on during the PECVD process Edges of the cavity 4 forms because the coating plasma does not completely penetrate into the cavity 4 due to the dark space shielding. This prevents a continuous layer 3 from forming between the carrier plates, which are spaced apart by the spacer 11.
  • a PECVD separation device for example a pipe PECVD system
  • FIG. 3 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a second embodiment.
  • the second embodiment shown in FIG. 3 corresponds to the first embodiment shown in FIG. 2 with the difference that the casing 12 has a varying casing inner diameter and that the connecting section 121 is on the spacer 11 - and not between the spacer 11 and one of the Carrier plates - is arranged and has a connecting section inner diameter which is essentially equal to the outer diameter (not shown) of the spacer 11, the lengths, outer and inner diameters not being shown for the sake of clarity.
  • the shell inner diameter varies from a diameter that is substantially equal to the outer diameter of the spacer 11 and a diameter that is larger than the outer diameter of the spacer 11, tapering toward the connecting portion 121.
  • the holding device is arranged in a PECVD deposition device, the layer 3 being formed on the casing 12, on an area of the spacer 11 which adjoins the gap 5, and at the edges of the cavity 4 during the PECVD process.
  • 4 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a third embodiment.
  • the third embodiment shown in FIG. 4 corresponds to the first embodiment shown in FIG. 2 with the difference that the casing 12 is connected to the spacer 11 by means of a connecting element 13, the lengths, outer and inner diameters not being shown for the sake of clarity .
  • the connecting element 13 is designed as a ring which has a connecting element inner diameter D4 and a connecting element outer diameter D5.
  • the connector inner diameter D4 is substantially equal to the outer diameter (not shown) of the spacer 11, and the connector outer diameter D5 is substantially equal to the jacket inner diameter (not shown).
  • the spacer 11 and the casing 12 are constructed in two parts.
  • the holding device is arranged in a PECVD deposition device, the layer 3 being formed on the casing 12, on an area of the spacer 11 which adjoins the gap 5, and at the edges of the cavity 4 during the PECVD deposition.
  • FIG. 5 shows a partial cross-sectional view of a holding device according to a fourth embodiment.
  • the fourth embodiment shown in FIG. 5 corresponds to the third embodiment shown in FIG are not shown for the sake of clarity.
  • This creates two cavities 4 which are separated by the connecting element 13.
  • the length of the casing 12 and the length of the spacer 11 are such that the casing 12 is spaced from the carrier plates (not shown) spaced apart by the spacer 11, so that two gaps 5 are formed between the casing 12 and the two carrier plates.
  • the holding device is arranged in a PECVD deposition device, the layer 3 being formed on the casing 12, on areas of the spacer 11 adjacent to the gaps 5 and at the edges of the cavities 4 during the PECVD deposition.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a holding device according to a fifth embodiment.
  • the fifth embodiment shown in FIG. 6 corresponds to the first embodiment shown in FIG. 2 with the difference that the connecting section 121 is not formed at one end of the hollow cylinder section 122 and that the spacer 11 is formed in two parts.
  • the connecting section 121 is clamped between the parts of the two-part spacer 11, the lengths, outer and inner diameters not being shown for the sake of clarity.
  • the length of the casing 12 or of the hollow cylinder section 122 and the length of the two-part spacer 11 are such that the casing 12 is spaced from the carrier plates (not shown) spaced apart by the spacer 11, so that two gaps 5 between the casing 12 and the two carrier plates are formed.
  • the holding device is arranged in a PECVD deposition device, the layer 3 being formed on the casing 12, on areas of the spacer 11 adjacent to the gaps 5 and at the edges of the cavities 4 during the PECVD deposition.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Halten mehrerer Substrate bei einer plasmaunterstützten Abscheidung einer Schicht aus der Gasphase auf den Substraten, die als Boot für eine PECVD-Abscheidevorrichtung ausgebildet ist und aufweist: - parallel zueinander angeordnete Trägerplatten zum Tragen der Substrate während der Abscheidung, wobei die Trägerplatten gegeneinander isoliert wechselweise mit Anschlüssen eines Wechselspannungsgenerators verbunden sind, - elektrisch isolierende Abstandshalter (11), die zwischen den Trägerplatten angeordnet sind und ausgebildet sind, um die Trägerplatten voneinander zu beabstanden und elektrisch voneinander zu isolieren, - wobei die Abstandshalter (11) jeweils durch eine Ummantelung (12) mit einem Ummantelungs-Innendurchmesser umgeben sind, der größer als ein Außendurchmesser des Abstandshalters (11) ist, den sie umgibt, so dass sich ein Hohlraum (4) zwischen der Ummantelung (12) und dem Abstandshalter (11) befindet. Ferner betrifft die Erfindung eine PECVD-Abscheidevorrichtung, die die Haltevorrichtung aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung der Haltevorrichtung bei der Abscheidung einer elektrisch leitfähigen Schicht auf einem Substrat.

Description

Haltevorrichtung für Wafer, PECVD-Abscheidevorrichtung und Verwendung der
Haltevorrichtung Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung, eine PECVD-Abscheidevorrichtung und eine Verwendung der Haltevorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Haltevorrichtung zum Halten mehrerer Substrate bei einer plasmaunterstützten Abscheidung einer elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere dotiertes amorphes Silizium, aus der Gasphase auf den Substraten, die als Boot für eine Gasphasen-Abscheidevorrichtung ausgebildet ist. Eine solche Haltevorrichtung ist aus der WO2014/194892A1 bekannt. Sie weist mehrere parallel zueinander angeordnete Trägerplatten zum Tragen der Substrate während der Abscheidung auf, wobei die Trägerplatten gegeneinander isoliert wechselweise mit Anschlüssen eines Wechselspannungsgenerators verbunden sind. Die Trägerplatten weisen eine geeignete Halterung wie beispielsweise Substrattaschen, Haltestifte oder dgl. auf, um die Substrate zu halten, wobei einzelne Substrate in der Haltevorrichtung in einem Abstand zueinander gehalten werden müssen, um ein möglichst gleichmäßiges Durchströmen von Gasen durch sämtliche Zwischenräume und die Ausbildung eines Plasmas zwischen den Substraten zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Beschichtung der Substrate zu ermöglichen. Zwischen benachbarten Trägerplatten darf es zudem keine leitende Verbindung geben, damit keine Verlustleistung auftritt und die für das Zünden des Plasmas benötigte Wechselspannung angelegt werden kann. Die Haltevorrichtung weist daher elektrisch isolierende Abstandshalter auf, die zwischen den Trägerplatten angeordnet sind und ausgebildet sind, die Trägerplatten voneinander zu beabstanden und elektrisch voneinander zu isolieren.
Um die Substrate bei einer chemischen Gasphasenabscheidung bzw. einem PECVD-Prozess zu beschichten, werden sie zunächst auf den Trägerplatten der Haltevorrichtung angeordnet und dann in einer Rohr - PECVD Anlage beschichtet.
Die Substrate werden dabei so auf den Trägerplatten angeordnet, dass sich jeweils zwei Substrate gegeneinander elektrisch isoliert gegenüberliegen und elektrisch leitend mit Anschlüssen eines Wechselspannungsgenerators verbunden sind.
In einem Rohr-PECVD Prozess wird eine Schicht auf den Substraten abgeschieden, die sich in der Haltevorrichtung befinden. Die Schichtauftragung erfolgt während des PECVD Prozesses aber nicht nur auf Substratoberflächen, sondern auch auf den Abstandshaltern. Dies ist unproblematisch, wenn die Substrate mit einer nicht-leitenden Schicht beschichtet werden. Werden die Substrate aber mit einer leitfähigen Schicht beschichtet, wie z.B. mit Phosphor oder Bor dotiertem amorphem Silizium (a-Si(n)/ a-Si(p)), oder dotiertem
Siliziumnitrid (SiNx(n) / SiNx(p)) oder dotiertem Aluminiumoxid (AlOx(n) / AlOx (n)), so werden auch die Abstandshalter zwangsläufig mit einer leitfähigen Schicht versehen. Diese parasitäre, leitfähige Beschichtung der elektrisch isolierenden Abstandshalter führt mit fortschreitender Beschichtungsdauer zu einer zunehmenden Leitfähigkeit der Abstandshalter. Dadurch verliert die Haltevorrichtung ihre elektrische Isolation zwischen den Trägerplatten. Dies führt dazu, dass eine Abscheiderate signifikant mit einer Anzahl an Abscheidungen bzw. Beschichtungen sinkt und dass der elektrische Widerstand zwischen den Trägerplatten deutlich verringert wird. Weiterhin kommt es zu Plasmainstabilitäten durch Funkenbildung (engl. „Arcing“) zwischen den
Halteplatten und den beschichteten Abstandshaltern. Zudem kann ein Plasma im Fall einer sehr leitfähigen Schicht auf dem Abstandshalter nicht mehr gezündet werden. In der Folge tritt eine Verlustleistung über die Abstandshalter auf und reduziert die für die Beschichtung effektiv zur Verfügung stehende Leistung, bis eine Abscheidung auf den Substraten nicht mehr möglich ist. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Haltevorrichtung und eine PECVD-Abscheidevorrichtung bereitzustellen, bei denen ein Verlust der Funktionsfähigkeit verhindert oder reduziert wird und die kostengünstig ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Haltevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine PECVD-Abscheidevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abstandshalter jeweils durch eine Ummantelung mit einem Ummantelungs-Innendurchmesser umgeben sind, der größer als ein Außendurchmesser des Abstandshalters ist, den sie umgibt, so dass sich ein Hohlraum zwischen der Ummantelung und dem Abstandshalter befindet.
Mittels der Ummantelung führt die parasitäre Beschichtung der Abstandshalter durch eine Geometrie und Beschaffenheit der Oberfläche nicht mehr zu einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen sich gegenüberstehenden Substraten und/oder wird die Entstehung der leitfähigen Beschichtung der Abstandshalter auf ein für eine Massenproduktion akzeptables Maß verlangsamt. Ferner ist die Ummantelung eine kostengünstige Lösung für die Massenproduktion.
Die Ummantelung sowie der Hohlraum zwischen der Ummantelung und dem Abstandshalter verhindern oder reduzieren eine Beschichtung des Abstandshalters währenddes PECVD Prozesses. Dadurch wird die Ausbildung eines leitfähigen Kanals zwischen benachbarten Trägerplatten verhindert oder reduziert, in dem verhindert wird, dass auf den Abstandshaltern ein durchgängiger leitfähiger Firm abgeschieden wird, der einen Potentialausgleich zwischen den Trägerplatten herbeiführen kann. Der Hohlraum wird nicht oder ggf. nur teilweise beschichtet. Somit kann sich keine durchgängig leitfähige Schicht zwischen den Trägerplatten beim PECVD Prozess ausbilden. Das Substrat ist bevorzugt ein Wafer, beispielsweise ein Siliziumwafer. Ein Grundmaterial der Trägerplatten kann Graphit oder carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK) oder carbonfaserverstärkten Kohlenstoff (CFC) aufweisen. Vorzugsweise besteht es aus Graphit oder CFK. Ein Grundmaterial aus Graphit hat sich in der Praxis insbesondere bei der Beschichtung von Substraten zur Herstellung von Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Solarzellen besonders bewährt. Die Trägerplatten können Aussparungen zum Halten der Substrate aufweisen. Bevorzugt weisen die Trägerplatten Haltepins und/oder Haltenasen auf, um die Substrate zu fixieren.
Der Abstandshalter ist bevorzugt aus einer Keramik gebildet, beispielsweise aus Aluminiumoxidkeramik. Bevorzugt ist er als Hohlzylinder ausgebildet. Der Abstandshalter kann kreiszylindrisch sein und weist bevorzugt einen konstanten Innendurchmesser und/oder einen konstanten Außendurchmesser auf. Der Abstandshalter kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstandshalter ein- oder zweiteilig ausgebildet. Wenn der Abstandshalter mehrere Teile aufweist, bevorzugt zweiteilig ist, ist er bevorzugt senkrecht zu seiner Erstreckungsrichtung geteilt, beispielsweise mittig.
Die Ummantelung ist insbesondere weiterhin vorteilhaft, wenn der Abstandshalter aus einer Aluminiumoxidkeramik gebildet ist, die relativ schwer maschinell bearbeitbar ist, so dass üblicherweise dazu spezielle Dreh- und Fräswerkzeuge notwendig sind. Durch die Ummantelung wird der Abstandhalter vor einer Beschichtung während der chemischen Gasphasenabscheidung geschützt, ohne dass der Abstandshalter zur Erzeugung der gewünschten Geometrie maschinell bearbeitet werden muss. Der Abstandshalter und die Ummantelung sind mittels Sinterns herstellbar, und die Haltevorrichtung kann durch einfaches Zusammensetzen wie Übereinanderschieben des Abstandshalters und der Ummantelung bereitgestellt werden. Bevorzugt umgibt die Ummantelung den Abstandshalter teilweise aber nicht vollständig. Die Ummantelung umgibt den Abstandshalter bevorzugt hülsenartig. Die Hülse kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen ist aber bevorzugt rund.
Bevorzugt ist die Ummantelung als ein Hohlzylinder ausgebildet. Die Ummantelung ist bevorzugt aus einer Keramik ausgebildet, bevorzugt aus einer Aluminiumoxidkeramik. Bevorzugt sind sowohl der Abstandshalter als auch die Ummantelung als Hohlzylinder mit unterschiedlichem Innen- und Außendurchmessern ausgebildet, wobei der Ummantelungs-Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Abstandshalters. Dadurch kann die Haltevorrichtung durch An- und/oder Übereinanderschieben der Ummantelung und des Abstandshalters bereitgestellt werden. Die Haltevorrichtung ist daher einfach herstellbar und kostengünstig und der Hohlraum entsteht auf einfache Weise. Bevorzugt ist der Hohlraum symmetrisch um eine Längsachse des vorzugsweise zylindrischen Abstandshalters.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ummantelung von einer oder von zwei benachbarten Trägerplatten beabstandet, während der Abstandshalter im mechanischen Kontakt mit beiden Trägerplatten ist. Dadurch ist die Ummantelung zumindest von einer der Trägerplatten mittels eines Spalts getrennt. An einer oder beiden Seiten der Ummantelung sind eine oder zwei Spalten zwischen der Ummantelung und den Trägerplatte(n) und ein oder zwei Hohlräume zwischen dem Abstandshalter und der Ummantelung derart ausgebildet, dass der Abstandhalter nicht oder nur teilweise in Abhängigkeit von einer Eindringtiefe des Plasmas beschichtet wird. Die Ummantelung bildet eine Dunkelraum-Abschirmung aus. Ladungsträger in einem Plasma haben eine definierte mittlere freie Weglänge und können - insbesondere bei einem kleinen Spalt - aufgrund des Plasma-Dunkelraum-Abschirmungseffekts nicht in den Hohlraum eindringen. Somit kann sich keine durchgängige leitfähige Schicht zwischen den Trägerplatten in einem PECVD Prozess ausbilden.
Bevorzugt erstrecken sich der Abstandshalter und die Ummantelung entlang einer Erstreckungsrichtung, wobei eine Länge der Ummantelung entlang der Erstreckungsrichtung kleiner ist als eine Länge des Abstandshalters entlang der Erstreckungsrichtung. Die Erstreckungsrichtung läuft vorzugsweise entlang einer Längsachse des vorzugsweise zylindrischen Abstandshalters. Die Länge des Abstandshalters liegt beispielsweise im Bereich von 8 bis 12mm, während die Länge der Ummantelung beispielsweise im Bereich von 5 bis 11 mm liegt, während der Hohlraum beispielsweise eine Breite senkrecht zur Erstreckungsrichtung aufweist, die im Bereich von 0,5 bis 3,0 mm liegt.
Bevorzugt weist die Ummantelung weiterhin einen Verbindungsabschnitt auf. Unter dem Ausdruck „Verbindungsabschnitt“ ist ein Abschnitt der Ummantelung zu verstehen, der sich weiterhin senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Ummantelung erstreckt.
Der Verbindungsabschnitt ist bevorzugt an einem der beiden Enden der Ummantelung ausgebildet.
Alternativ bevorzugt ist der Verbindungsabschnitt mittig oder zentral ausgebildet ist, wenn der Abstandshalter zweiteilig ausgebildet ist. Wenn der zweiteilige Abstandshalter mittels des Verbindungsabschnitts der Ummantelung verbunden ist, hat das den Vorteil, das so zwei Hohlräume bei einer festen Verbindung zwischen dem Abstandshalter und der Ummantelung entstehen. Bevorzugt ist der Verbindungsabschnitt mittig entlang der Erstreckungsrichtung positioniert. Er ist bevorzugt zwischen den beiden Teilen des Abstandshalters eingeklemmt.
Bevorzugt ist der Verbindungsabschnitt in einer ersten Variante mit dem Abstandshalter verbunden oder in Berührung, den die Ummantelung umgibt.
Der Verbindungsabschnitt ist bevorzugt mittig oder bevorzugter an einem Ende der Ummantelung angeordnet. Bevorzugt weist die Ummantelung einen Hohlzylinderabschnitt und den sich senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht dazu erstreckenden Verbindungsabschnitt auf. Dadurch ist sie als Hohlzylinder mit Boden ausgebildet. Bevorzugt weist der Verbindungsabschnitt einen Verbindungsabschnitt-Innendurchmesser auf, der gleich einem Außendurchmesser des Abstandshalters ist, während der Hohlzylinder- Innendurchmesser der Ummantelungs-Innendurchmesser ist. Eine derartige Haltevorrichtung kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass die Ummantelung mit dem Hohlzylinderabschnitt und dem Verbindungsabschnitt mit ihren jeweiligen Innendurchmessern über den Abstandshalter geschoben ist, sodass sich der Hohlraum aufgrund dessen ausbildet, dass der Verbindungsabschnitt-Durchmesser im Wesentlichen gleich zu dem Außendurchmesser des Abstandshalters ist und der Ummantelungs- Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Abstandshalters. Eine derartige Haltevorrichtung kann aber beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass ein Ummantelungs-Vorläufer, der den Verbindungsabschnitt und den Verbindungsabschnitt-Innendurchmesser entlang seiner Erstreckungsrichtung aufweist über den Abstandshalter geschoben wird und der Hohlzylinderabschnitt anschließend ausgefräst oder angefast wird, sodass der Ummantelungs- Innendurchmesser ausgebildet wird, der größer ist als der Außendurchmesser des Abstandshalters. Beim Betrieb der Haltevorrichtung in einer Gasphasen-Abscheidevorrichtung bzw. PECVD- Abscheidevorrichtung wie einer Rohr PECVD Anlage bildet sich eine elektrisch leitfähige Schicht nur an Rändern des Hohlraums zwischen der Ummantelung und dem Abstandshalters aus, da das Beschichtungsplasma nicht vollständig in den Hohlraum eindringt aufgrund des Prinzips der Dunkelraumabschirmung.
Alternativ bevorzugt ist der Verbindungsabschnitt zwischen dem Abstandshalter, den die Ummantelung umgibt, und einer der Trägerplatten angeordnet, den dieser Abstandshalter von einer weiteren Trägerplatte beabstandet. Die zweite Variante entspricht der ersten Variante mit dem Unterschied, dass der Verbindungsabschnitt nicht auf dem Abstandshalter angeordnet ist, sondern angrenzend zu ihm. Auch bei Betrieb der Haltevorrichtung gemäß der zweiten Variante bei einer PECVD-abscheidung bildet sich eine elektrisch leitfähige Schicht nur an Rändern des Hohlraums aus, da das Beschichtungsplasma aufgrund des Prinzips der Dunkelraumabschirmung nicht vollständig in den Hohlraum eindringt. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ummantelung einen variierenden Ummantelungs-Innendurchmesser auf. Der Ummantelungs- Innendurchmesser kann konstant an- oder absteigend d.h. rampenförmig ausgebildet sein oder wellenförmig variieren. Bevorzugt verjüngt sich der Ummantelungs-Innendurchmesser in Richtung zum Verbindungsabschnitt, wenn die Ummantelung den Verbindungsabschnitt aufweist. Bevorzugter variiert der Ummantelungs-Innendurchmesser zwischen einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich zu einem Außendurchmesser des Abstandshalter ist, den die Ummantelung umgibt, und mindestens einem Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Abstandshalters. Wenn die Ummantelung den Verbindungsabschnitt und den Hohlzylinderabschnitt aufweist, variiert bevorzugt der Hohlzylinder-Innendurchmesser, während der Verbindungsabschnitt-Durchmesser bevorzugt konstant ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Haltevorrichtung weiterhin ein Verbindungselement auf, das die Ummantelung und den Abstandshalter miteinander verbindet. Eine derartige Haltevorrichtung wird beispielsweise dadurch realisiert, dass das Verbindungselement an dem Abstandshalter angebracht ist und die Ummantelung an dem Verbindungselement angebracht ist. Beispielsweise wird die Verbindung durch Aufschieben der genannten Bauteile eines über das andere realisiert. Das Verbindungselement weist bevorzugt einen Verbindungselement-Innendurchmesser und einen Verbindungselement-Außendurchmesser auf, wobei bevorzugt der Verbindungselement-Innendurchmesser im Wesentlichen gleich zu dem Außendurchmesser des Abstandshalters ist und der Verbindungselement- Außendurchmesser im Wesentlichen gleich zu dem Ummantelungs- Innendurchmesser ist.
Bevorzugt ist das Verbindungselement als ein Ring ausgebildet. Der Ring weist bevorzugt eine Länge entlang der Erstreckungsrichtung der Ummantelung und des Abstandshalters auf, die kleiner ist als die Länge der Ummantelung entlang der Erstreckungsrichtung, die weiterhin bevorzugt kleiner ist als die Länge des Abstandshalters entlang der Erstreckungsrichtung. Bevorzugt ist der Ring mittig oder zentriert auf dem Abstandshalter angeordnet, so dass zwei Hohlräume zwischen der Ummantelung und dem Abstandshalter ausgebildet sind, die durch den Ring voneinander getrennt sind, und zwei Spalten zwischen der Ummantelung und den Trägerplatten ausgebildet ist, die der Abstandshalter beabstandet. Alternativ bevorzugt ist der Ring angrenzend zu einer der beiden durch den Abstandshalter beabstandeten Trägerplatten angeordnet, so dass ein Hohlraum zwischen der Ummantelung und dem Abstandshalter ausgebildet ist und ein Spalt zwischen der Ummantelung und der anderen Trägerplatte ausgebildet, die nicht an den Ring angrenzt. Bei Betrieb der Haltevorrichtung in einer PECVD-Abscheidevorrichtung wie einer Rohr PECVD Anlage bildet sich eine elektrisch leitfähige Schicht nur an Rändern des Hohlraums oder der Hohlräume aus, da das Beschichtungsplasma nicht vollständig in den Hohlraum oder die Hohlräume aufgrund des Prinzips der Dunkelraumabschirmung eindringt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind alle der mindestens zwei Trägerplatten über eine oder mehrere Stangen miteinander verbunden und die Abstandhalter jeweils in Form einer Hülse die Stangen umgebend angeordnet. Die alle Trägerplatten verbindenden Stangen sind bevorzugt ebenfalls aus einer Keramik bevorzugt Aluminiumoxidkeramik gebildet. Die Stangen sind bevorzugt als Vollzylinder ausgebildet. Bevorzugter sind sie als Gewindestange ausgebildet, die mit einem Gegenelement versehen werden kann, um mit diesem zur Ausbildung einer Spanneinheit zusammenzuwirken. Bevorzugt sind die Ummantelung und der Abstandshalter einstückig ausgebildet. Dieses einstückig ausgebildete Teil aus Ummantelung und Abstandshalter ist bevorzugt über den Verbindungsabschnitt verbunden, der an einem Ende der Erstreckungsrichtung des Abstandshalters und der Ummantelung angeordnet sein kann, aber nicht muss, sondern auch beispielsweise mittig oder zentriert angeordnet sein kann. Alternativ bevorzugt sind die Ummantelung und der Abstandshalter zwei separat ausgebildete Teile. Die beiden separat ausgebildeten Teile sind in der Haltevorrichtung entweder übereinander geschoben, so dass sie verbunden sind, oder mittels des Verbindungselements verbunden. Die zweistückige Ausbildung hat gegenüber der einstückigen Ausbildung den Vorteil, dass die Ummantelung und der Abstandshalter zur Herstellung der Verbindung zwischen ihnen zusammensetzbar sind und nicht durch Ausdrehen oder Zusammensintern hergestellt werden müssen, so dass die Haltevorrichtung einfacher herstellbar ist. Insbesondere, wenn die Ummantelung und der Abstandshalter aus einer Keramik gefertigt sind, sind sie schwer maschinell bearbeitbar, daher ist es vorteilhaft die Ummantelung und den Abstandshalter als zwei einfache Teile bevorzugt als zwei Hülsen zu fertigen und in der Haltevorrichtung zu montieren, wobei die Ummantelung ggf. den Verbindungsabschnitt in Form eines Hülsenbodens aufweist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine PECVD-Abscheidevorrichtung, die die Haltevorrichtung nach einer oder mehrerer der vorangehenden beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Bevorzugt ist die PECVDAbscheidevorrichtung eine Rohr-PECVD-Anlage.
Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung der Haltevorrichtung bei der Abscheidung von einer oder mehreren elektrisch leitfähigen Schichten auf einem Substrat wie einem Wafer.
Bevorzugt ist die Haltevorrichtung zur Verwendung in einer PECVD Abscheidevorrichtung vorgesehen, in der eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten abgeschieden werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die abzuscheidende elektrisch leitfähige Schicht eine dotierte Schicht, bevorzugter eine dotierte amorphe Silizium- (aSi(n) oder aSi(p)), Siliziumcarbid-(Sic(n) oder SiC(p)), Siliziumnitrid- (SiNx(n) oder SiNx(p)), Siliziumoxynitrid- (SiNxOy(n) oder SiNxOy(p)) oder Aluminiumoxid- (AlOx(n) oder AlOx(p)) Schicht.
Bevorzugt wird die Haltevorrichtung zur Abscheidung einer Schicht verwendet, wobei die Dotanten -Konzentration in der Schicht > 1019 cnr3 ist. Der Dotand ist bevorzugt Phosphor oder Bor. Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den Figuren gezeigt und nachfolgend exemplarisch beschrieben. Es zeigen schematisch und nicht maßstabsgetreu:
Fig. 1 eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß Stand der Technik;
Fig. 2 eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 3 eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 4 eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
Fig. 5 eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform; und
Fig. 6 eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß Stand der Technik. Die Haltevorrichtung ist zum Halten mehrerer Substrate bei einer plasmaunterstützten Abscheidung einer Schicht aus der Gasphase auf den Substraten und als Boot für eine PECVD-Abscheidevorrichtung ausgebildet. Sie weist parallel zueinander angeordnete Trägerplatten (nicht gezeigt) zum Tragen der Substrate während der Abscheidung auf, wobei die Trägerplatten gegeneinander isoliert wechselweise mit Anschlüssen eines Wechselspannungsgenerators verbunden sind. Weiterhin weist sie Stangen 2 auf, von denen eine sichtbar ist und die alle Trägerplatten miteinander verbinden. Weiterhin weist sie elektrisch isolierende Abstandshalter 1 auf, von denen einer gezeigt ist und die zwischen den Trägerplatten angeordnet sind und ausgebildet sind, die Trägerplatten voneinander zu beabstanden und elektrisch voneinander zu isolieren. Die Abstandshalter 11 umgeben die Stangen 2. Die Stangen 2 sind als Vollzylinder ausgebildet, während die Abstandshalter 11 als Hohlzylinder ausgebildet sind. Bei Betrieb ist die Haltevorrichtung in einer PECVD Abscheidevorrichtung angeordnet, wobei während der PECVD Abscheidung eine Schicht 3 auf dem Abstandshalter 11 ausgebildet wird.
Fig. 2 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Die in Fig. 2 gezeigte erste Ausführungsform entspricht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform gemäß Stand der Technik mit dem Unterschied, dass der Abstandshalter 11 von einer Ummantelung 12 umgeben ist. Die Ummantelung 12 weist einem Ummantelungs- Innendurchmesser d1 auf, der größer als ein Außendurchmesser D3 des Abstandshalters 11 ist, den sie umgibt, so dass sich ein Hohlraum 4 zwischen der Ummantelung 12 und dem Abstandshalter 11 befindet. Sowohl der Ummantelungs-Innendurchmesser d1 als auch der Außendurchmesser D3 des Abstandshalters 11 sind konstant. Weiterhin weist die Ummantelung einen Ummantelungs-Außendurchmesser d2 auf, der konstant ist. Der Abstandshalter
11 weist einen Innendurchmesser (nicht gezeigt) auf, der gleich einem Außendurchmesser (nicht gezeigt) der Stange 2 ist. Die Ummantelung 12 weist einen Verbindungsabschnitt 121 und einen Hohlzylinderabschnitt 122 auf. Der Verbindungsabschnitt 121 ist an einem Ende des Hohlzylinderabschnitts 122 ausgebildet und zwischen dem Abstandshalter 11 und einer der beiden Trägerplatten (nicht gezeigt) angeordnet, die der Abstandshalter 11 beabstandet und weist einen Verbindungsabschnitt-Innendurchmesser (nicht gezeigt) auf, der im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser der Stange 2 ist. Der Ummantelungs-Innendurchmesser d1 ist also ein Innendurchmesser des Hohlzylinderabschnitts 122. Der Abstandshalter 11 und die Ummantelung
12 können ein- oder zweistückig ausgebildet sein. Sowohl der Abstandshalter 11 als auch die Ummantelung 12 erstrecken sich entlang einer Erstreckungsrichtung E, entlang der die Ummantelung eine Länge L1 aufweist, die kleiner ist als eine Länge L2 des Abstandshalters 11 entlang der Erstreckungsrichtung E. Dadurch ist die Ummantelung 12 von einer der beiden durch den Abstandshalter 11 beabstandeten Trägerplatten beabstandet, so dass sich ein Spalt 5 zwischen der Ummantelung 12 und dieser Trägerplatte befindet.
Bei Betrieb ist die Haltevorrichtung in einer PECVD-Abscheidevorrichtung, beispielsweise einer Rohr-PECVD-Anlage angeordnet, wobei sich während des PECVD Prozesses die Schicht 3 auf der Ummantelung 12, auf einem Bereich des Abstandshalters 11 , der an den Spalt 5 angrenzt, und an Rändern des Hohlraums 4 bildet, da das Beschichtungsplasma nicht vollständig in den Hohlraum 4 aufgrund der Dunkelraumabschirmung eindringt. Dadurch wird verhindert, dass sich eine durchgängige Schicht 3 zwischen den Trägerplatten ausbildet, die durch den Abstandshalter 11 beabstandet sind.
Fig. 3 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die in Fig. 3 gezeigte zweite Ausführungsform entspricht der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass die Ummantelung 12 einen variierenden Ummantelungs- Innendurchmesser aufweist und dass der Verbindungsabschnitt 121 auf dem Abstandshalter 11 - und nicht zwischen dem Abstandshalter 11 und einer der Trägerplatten - angeordnet ist und einen Verbindungsabschnitt- Innendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser (nicht gezeigt) des Abstandshalters 11 ist, wobei die Längen, Außen- und Innendurchmesser der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind. Der Ummantelungs-Innendurchmesser variiert von einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Abstandshalters 11 ist und einem Durchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Abstandshalters 11 ist, wobei er sich in Richtung zu dem Verbindungsabschnitt 121 verjüngt.
Bei Betrieb ist die Haltevorrichtung in einer PECVD-Abscheidevorrichtung angeordnet, wobei sich während des PECVD Prozesses die Schicht 3 auf der Ummantelung 12, auf einem Bereich des Abstandshalters 11 , der an den Spalt 5 angrenzt, und an Rändern des Hohlraums 4 bildet. Fig. 4 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. Die in Fig. 4 gezeigte dritte Ausführungsform entspricht der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass die Ummantelung 12 mit dem Abstandshalter 11 mittels eines Verbindungselements 13 verbunden ist, wobei die Längen, Außen- und Innendurchmesser der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind. Das Verbindungselement 13 ist als Ring ausgebildet, der einen Verbindungselement- Innendurchmesser D4 und einen Verbindungselement-Außendurchmesser D5 aufweist. Der Verbindungselement- Innendurchmesser D4 ist im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser (nicht gezeigt) des Abstandshalters 11 , und der Verbindungselement-Außendurchmesser D5 ist im Wesentlichen gleich dem Ummantelungs-Innendurchmesser (nicht gezeigt). Der Abstandhalter 11 und die Ummantelung 12 sind zweiteilig ausgebildet.
Bei Betrieb ist die Haltevorrichtung in einer PECVD Abscheidevorrichtung angeordnet, wobei sich während der PECVD Abscheidung die Schicht 3 auf der Ummantelung 12, auf einem Bereich des Abstandshalters 11, der an den Spalt 5 angrenzt, und an Rändern des Hohlraums 4 bildet.
Fig. 5 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. Die in Fig. 5 gezeigte vierte Ausführungsform entspricht der in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass das Verbindungselement 13 nicht an einem Ende des Abstandshalters 11 und der Ummantelung 12 angeordnet ist, sondern mittig, wobei die Längen, Außen- und Innendurchmesser der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind. Dadurch entstehen zwei Hohlräume 4, die durch das Verbindungselement 13 getrennt sind. Die Länge der Ummantelung 12 und die Länge des Abstandshalters 11 sind derart, dass die Ummantelung 12 zu den durch den Abstandshalter 11 beabstandeten Trägerplatten (nicht gezeigt) beabstandet sind, so dass zwei Spalten 5 zwischen der Ummantelung 12 und den beiden Trägerplatten ausgebildet sind. Bei Betrieb ist die Haltevorrichtung in einer PECVD -Abscheidevorrichtung angeordnet, wobei sich während der PECVD Abscheidung die Schicht 3 auf der Ummantelung 12, auf Bereichen des Abstandshalters 11 , die an die Spalten 5 angrenzt, und an Rändern der Hohlräume 4 bildet.
Fig. 6 ist eine Teil-Querschnittsansicht einer Haltevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform. Die in Fig. 6 gezeigte fünfte Ausführungsform entspricht der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass der Verbindungsabschnitt 121 nicht an einem Ende des Hohlzylinderabschnitts 122 ausgebildet ist und dass der Abstandshalter 11 zweiteilig ausgebildet ist. Der Verbindungsabschnitt 121 ist zwischen den Teilen des zweiteiligen Abstandshalters 11 eingeklemmt, wobei die Längen, Außen- und Innendurchmesser der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind. Die Länge der Ummantelung 12 bzw. des Hohlzylinderabschnitts 122 und die Länge des zweiteiligen Abstandshalters 11 sind derart, dass die Ummantelung 12 zu den durch den Abstandshalter 11 beabstandeten Trägerplatten (nicht gezeigt) beabstandet sind, so dass zwei Spalten 5 zwischen der Ummantelung 12 und den beiden Trägerplatten ausgebildet sind.
Bei Betrieb ist die Haltevorrichtung in einer PECVD -Abscheidevorrichtung angeordnet, wobei sich während der PECVD Abscheidung die Schicht 3 auf der Ummantelung 12, auf Bereichen des Abstandshalters 11 , die an die Spalten 5 angrenzt, und an Rändern der Hohlräume 4 bildet.
Bezugszeichenliste: d1 Ummantelungs-Innendurchmesser d2 Ummantelungs-Außendurchmesser D3 Außendurchmesser des Abstandhalters D4 Verbindungselement-Innendurchmesser D5 Verbindungselement-Außendurchmesser E Erstreckungsrichtung
L1 Länge der Ummantelung
L2 Länge des Abstandshalters
1 Abstandshalter
2 Stange
3 elektrisch leitfähige Schicht
4 Hohlraum
5 Spalt
11 Abstandshalter
12 Ummantelung
13 Verbindungselement
121 Verbindungsabschnitt
122 Hohlzylinderabschnitt

Claims

Patentansprüche:
1 . Haltevorrichtung zum Halten mehrerer Substrate bei einer plasmaunterstützten Abscheidung einer Schicht aus der Gasphase auf den Substraten, die als Boot für eine PECVD-Abscheidevorrichtung ausgebildet ist und aufweist:
- parallel zueinander angeordnete Trägerplatten zum Tragen der Substrate während der Abscheidung, wobei die Trägerplatten gegeneinander isoliert wechselweise mit Anschlüssen eines Wechselspannungsgenerators verbunden sind, und
- elektrisch isolierende Abstandshalter (11 ), die zwischen den Trägerplatten angeordnet sind und ausgebildet sind, um die Trägerplatten voneinander zu beabstanden und elektrisch voneinander zu isolieren,
- wobei die Abstandshalter (11 ) jeweils durch eine Ummantelung (12) mit einem Ummantelungs-Innendurchmesser umgeben sind, der größer als ein Außendurchmesser des Abstandshalters (11 ) ist, den sie umgibt, so dass sich ein Hohlraum (4) zwischen der Ummantelung (12) und dem Abstandshalter (11 ) befindet.
2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (12) von einer der oder von beiden benachbarten Trägerplatten beabstandet ist, welche der Abstandshalter (11 ) beabstandet.
3. Haltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (12) weiterhin einen Verbindungsabschnitt aufweist, der mit dem Abstandshalter (11 ) verbunden ist, den die Ummantelung (12) umgibt, oder der zwischen dem Abstandshalter (11 ), den die Ummantelung (12) umgibt, und einer der Trägerplatten angeordnet ist, den dieser Abstandshalter (11 ) von der weiteren Trägerplatte beabstandet.
4. Haltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (12) einen variierenden Ummantelungs-Innendurchmesser aufweist, wobei der Ummantelungs- Innendurchmesser bevorzugt zwischen einem Durchmesser, der gleich zu einem Außendurchmesser des Abstandshalter (11 ) ist, den sie umgibt, und mindestens einem Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Abstandshalters (11 ), variiert.
5. Haltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Verbindungselement (13), dass die Ummantelung (12) und den Abstandshalter (11 ) miteinander verbindet.
6. Haltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (13) als ein Ring mit einem Verbindungselement- Innendurchmesser und einem Verbindungselement-Außendurchmesser ausgebildet ist, wobei der Ring von der Ummantelung (12) umgeben ist, die einen Ummantelungs-Innendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich dem Verbindungselement-Außendurchmesser ist, und wobei der Ring auf dem Abstandshalter (11 ) diesen zumindest teilweise umgebend angeordnet ist und der Verbindungselement-Innendurchmesser im Wesentlichen gleich zu einem Außendurchmesser des Abstandshalters (11 ) ist.
7. Haltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle der mindestens zwei Trägerplatten über eine oder mehrere Stangen (2) miteinander verbunden sind und die Abstandhalter (11 ) jeweils in Form einer Hülse die Stangen (2) umgebend angeordnet sind.
8. PECVD -Abscheidevorrichtung, aufweisend eine Haltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
9. Verwendung einer Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bei der Abscheidung einer elektrisch leitfähigen Schicht auf einem Substrat.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht eine dotierte amorphe Silizium- , Siliziumnitrid- , Siliziumoxinitrid- oder Aluminiumoxid-Schicht ist.
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