專利名稱：等離子處理腔室的基座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本主題申請(qǐng)涉及真空處理腔室，例如用于化學(xué)汽相沉積(CVD)、等離子增強(qiáng) CVD(PECVD)、物理汽相沉積(PVD)等的腔室。本主題發(fā)明特別涉及一種用于支撐處理腔室內(nèi)部的襯底(基片)的基座。
2.現(xiàn)有技術(shù)舉例來(lái)說(shuō)，諸如PECVD等離子處理腔室的真空處理腔室利用射頻功率引發(fā)和維持等離子體。該射頻功率通過(guò)電極、天線等施加到該腔室。在一些腔室設(shè)計(jì)中，除了其在等離子處理期間支撐襯底的功能外，基座還被用作電極之一。在當(dāng)今的大部分設(shè)計(jì)中基座是溫控的?；谋举|(zhì)要求其在處理溫度下是導(dǎo)電并且熱穩(wěn)定的。因此，可能的材料之一是石墨。然而，石墨的使用在等離子體穩(wěn)定性和薄膜厚度的不均勻性方面帶來(lái)一些問(wèn)題。另外， 在處理腔室清洗過(guò)程中該基座易被蝕刻，該清洗過(guò)程通常采用不將襯底放置在基座上的等離子點(diǎn)火方式，即基座暴露在等離子體中。

發(fā)明內(nèi)容
下面的發(fā)明內(nèi)容意在提出本發(fā)明的一些方面和特征的基本知識(shí)。該發(fā)明內(nèi)容不是本發(fā)明的寬泛概述，同樣也不意欲特別標(biāo)識(shí)本發(fā)明的主要或關(guān)鍵元件或者劃定本發(fā)明的范圍。其唯一目的是以簡(jiǎn)化方式給出本發(fā)明的一些概念，作為接下來(lái)給出的更詳細(xì)說(shuō)明的序 言。本主題發(fā)明的實(shí)施例在基座設(shè)計(jì)上進(jìn)行改進(jìn)并且提供能夠保持穩(wěn)定等離子體和沉積均勻膜片的基座。在此公開的一些實(shí)例涉及用于太陽(yáng)能電池制造的等離子處理腔室。 具體而言，對(duì)于太陽(yáng)能電池制造中的ARC (抗反射涂層)，可以看出，如果石墨基座用作接地電極，處理窗口就希望的設(shè)備特性而言窄。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在石墨基座上形成薄的電介質(zhì)涂層。在一些實(shí)例中，該電介質(zhì)涂層是至少3微米厚的等離子噴涂氧化鋁，而在一些實(shí)例中是大約50微米厚的等離子噴涂氧化鋁。在其他實(shí)例中電介質(zhì)涂層是氮化硅。使用這種具有涂覆基座，發(fā)射器的薄膜厚度不均勻性和飽和電流密度得到實(shí)質(zhì)性改進(jìn)。


結(jié)合并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖例舉了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同說(shuō)明書一起用于解釋和舉例說(shuō)明本發(fā)明的原理。附圖意欲以概略方式舉例示出示例性實(shí)施例的大部分特征。附圖不意欲圖示實(shí)際實(shí)施例的每個(gè)特征或者圖示元件的相對(duì)尺寸，也不是按比例繪制的。圖IA是包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的石墨基座的PECVD處理腔室的示意性圖示的主要元件。圖IB圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基座設(shè)計(jì)。圖2A圖示了使用現(xiàn)有技術(shù)中的基座沉積在多晶硅晶片上的不均勻氮化硅薄膜， 而圖2B圖示了使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的石墨基座沉積在多晶硅晶片上的均勻氮化硅薄膜。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與如上所述的現(xiàn)有技術(shù)中的基座有關(guān)的問(wèn)題通過(guò)在基座的頂表面上設(shè)置電介質(zhì)涂層來(lái)解決。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，該電介質(zhì)涂層是至少3微米厚的等離子噴涂氧化鋁。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，厚度為大約50微米。使用這種基座可明顯改善薄膜厚度不均勻性和發(fā)射器的飽和電流密度。氮化硅是另一種可用作涂層的電介質(zhì)。氮化硅的介電常數(shù)(6-8)有些類似于氧化鋁(大約9)；然而，在實(shí)踐中，等離子噴涂氧化鋁更易于制造。因此，下面提供的實(shí)例涉及等離子噴涂氧化鋁。圖IA是包括石墨基座的PECVD處理腔室的示意性圖示的主要說(shuō)明。本體100、頂板105和底板115形成具有可由泵152抽空的處理空間120的腔室。蓮蓬頭125經(jīng)由管道130接收氣體并將氣體引入空間120?；?35由可包括加熱器的支座140支撐。支座 140在高度上可移動(dòng)或不可移動(dòng)。如果射頻功率源耦接到位于頂板或蓮蓬頭中的電極，接地 (母)線145將基座耦接到接地電位。圖IB更詳細(xì)地圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基座135的設(shè)計(jì)。該實(shí)例中的基座 135用于多個(gè)襯底的處理，例如用于制造太陽(yáng)能電池。將襯底(未示出)容納在形成于石墨基座135的頂表面上的凹槽(凹部)150內(nèi)。頂表面涂覆有例如氧化鋁的電介質(zhì)。圖2A圖示了使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的石墨基座在多晶硅晶片上沉積的不均勻氮化硅薄膜?？梢钥闯觯蛞r底邊緣沉積物更薄，并且實(shí)際上，在晶片的最邊緣處幾乎看不到沉積物。這種結(jié)果是不可接受的，因?yàn)樵谠搶?shí)例中氮化物層用作絕緣保護(hù)件和抗反射層，因此進(jìn)入太陽(yáng)能電池的光轉(zhuǎn)換為電力而不是被反射。由于這種不均勻沉積，太陽(yáng)能電池的效率將降低，因?yàn)樵谶吘壧幑鈱⒈环瓷涠皇峭耆糜诠怆娹D(zhuǎn)換。圖2B圖示了使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的帶有等離子噴射涂層的石墨基座在多晶硅晶片上沉積的均勻氮化硅薄膜?？梢钥闯觯捎谠诰恼麄€(gè)表面上可看到均勻的顏色 (藍(lán)色)，使用帶有涂層的基座使得氮化硅沉積明顯更均勻。實(shí)例5" N型C-Si太陽(yáng)能電池晶片被選為監(jiān)控器晶片。在沉積抗反射層之前，該晶片已經(jīng)通過(guò)雙面表面織構(gòu)化、雙面P型摻雜和雙面SiA涂覆進(jìn)行處理。在抗反射層沉積步驟中，大約800A SiN薄膜沉積在晶片的兩面，從而產(chǎn)生深藍(lán)色。在雙面氮化硅沉積之后，利用 Sinton WCT-120光電導(dǎo)壽命測(cè)試儀測(cè)量監(jiān)控器晶片。照明模式被設(shè)定為是瞬時(shí)的(閃光燈設(shè)置1/64)。發(fā)射器的總飽和電流密度(Jo)由PCID模擬軟件進(jìn)行指示。監(jiān)控器具有雙面
4發(fā)射器。因此發(fā)射器的單面飽和電流密度為來(lái)自PCID的總Jo的一半。利用幾種條件在具有和沒(méi)有涂層的石墨基座上處理監(jiān)控器晶片。發(fā)射器的單面飽和電流密度在表1中進(jìn)行比較。Jo的降低提高了開路電壓(Voc)和太陽(yáng)能電池的效率。表1圖示了在雙面氮化硅沉積之后在具有和沒(méi)有涂層的基座上的TTW(織構(gòu)化測(cè)試晶片)的發(fā)射器飽和電流密度的比較。表1 織構(gòu)化測(cè)試晶片的發(fā)射器飽和電流密度的比較
權(quán)利要求
1.一種等離子處理裝置的基座，其包括具有用于支撐至少一個(gè)襯底的頂表面的石墨主體，所述頂表面具有形成于其上的電介質(zhì)涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的基座，其特征在于，所述電介質(zhì)涂層包括等離子噴涂氧化鋁涂層。
3.如權(quán)利要求2所述的基座，其特征在于，所述等離子噴涂氧化鋁涂層具有至少3微米的厚度。
4.如權(quán)利要求2所述的基座，其特征在于，所述等離子噴涂氧化鋁涂層具有大約50微米的厚度。
5.如權(quán)利要求1所述的基座，其特征在于，所述電介質(zhì)涂層包括氮化硅。
6.一種等離子處理裝置的基座，其包括具有用于支撐襯底的頂表面的石墨主體，所述頂表面具有用于容納所述襯底的多個(gè)凹槽和形成于所述頂表面上的電介質(zhì)涂層。
7.如權(quán)利要求6所述的基座，其特征在于，所述電介質(zhì)涂層包括等離子噴涂氧化鋁涂層。
8.如權(quán)利要求7所述的基座，其特征在于，所述涂層具有至少3微米的厚度。
9.如權(quán)利要求7所述的基座，其特征在于，所述涂層具有大約50微米的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基座，其特征在于，所述電介質(zhì)涂層包括氮化硅。
11.一種真空處理腔室，其包括 主腔室本體；設(shè)置在所述腔室本體的頂板處的蓮蓬頭； 設(shè)置在所述腔室本體內(nèi)部的支座；耦接到所述支座的基座，所述基座包括具有用于支撐至少一個(gè)襯底的頂表面的石墨主體，所述頂表面具有形成于其上的電介質(zhì)涂層。
12.如權(quán)利要求11所述的腔室，其特征在于，所述電介質(zhì)涂層包括等離子噴涂氧化鋁涂層。
13.如權(quán)利要求12所述的腔室，其特征在于，所述基座包括多個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽用于容納一個(gè)襯底。
14.如權(quán)利要求12所述的腔室，其特征在于，所述涂層具有至少3微米的厚度。
15.如權(quán)利要求12所述的腔室，其特征在于，所述涂層具有大約50微米的厚度。
16.如權(quán)利要求11所述的腔室，其特征在于，所述電介質(zhì)涂層包括氮化硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種等離子處理腔室的基座，特別是一種等離子處理裝置的基座，所述基座具有石墨主體，所述石墨主體具有用于支撐至少一個(gè)襯底的頂表面，所述頂表面具有等離子噴涂氧化鋁涂層。一種真空處理腔室具有主腔室本體、設(shè)置在所述腔室本體的頂板處的蓮蓬頭、設(shè)置在所述腔室本體內(nèi)部的支座和耦接到所述支座的基座，所述基座由具有用于支撐至少一個(gè)襯底的頂表面的石墨主體構(gòu)成，所述頂表面具有例如等離子噴涂氧化鋁涂層的電介質(zhì)涂層。
文檔編號(hào)C23C16/458GK102296277SQ20111018158
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者D·毛, K·S·洛, M·A·倫塔, R·K·F·勞 申請(qǐng)人:奧博泰克Lt太陽(yáng)能公司