專利名稱：基板加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在真空處理室內(nèi)支撐基板的基座，所述基座包括用于將所述基板安置在其上的平面，以便使得所述基板與所述平面導(dǎo)熱接觸。更確切地說，本發(fā)明涉及在大面積的基板平面上建立非常均勻的基板溫度。特別地，本發(fā)明描述了一種用于加熱在真空環(huán)境中優(yōu)選地具有非圓形形狀的基板的非常均勻的加熱系統(tǒng)。該加熱系統(tǒng)能應(yīng)用于以比室溫高的溫度工作的許多涂層或基板處理工藝。
背景技術(shù)：
薄膜沉積或涂層工藝在本領(lǐng)域?yàn)榇蠹宜熘哪菚r(shí)起，沉積均勻性就成為了重要的標(biāo)準(zhǔn)，特別是在大面積涂層的生產(chǎn)中。如今，在薄膜技術(shù)中，以小規(guī)模實(shí)現(xiàn)的層特性需要延伸至大面積的基板。通常，必須考慮的是，對小區(qū)域上的集成規(guī)格越嚴(yán)，則在較大的區(qū)域上需要的均勻性越好。典型的示例是集成電路(IC)工業(yè):在IC工業(yè)中，多個薄膜層被彼此調(diào)節(jié)。需要在整個基板區(qū)域上維持所述調(diào)節(jié)，這一情況使得，在整個晶片上的所有相關(guān)層的全部關(guān)鍵特性中，良好的均勻性對所述所有相關(guān)層十分重要。類似的示例是薄膜太陽能電池應(yīng)用。在此，需要將允許高效率的電池特性應(yīng)用于整個集成模塊上。具有“不符合規(guī)格”特性的區(qū)域?qū)⑹箚为?dú)的電池劣化。這樣的電池具有較低的效率，會帶來較高的串聯(lián)電阻。結(jié)果，電池特性不良的區(qū)域降低了整個太陽能模塊的總性能。對于化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，溫度均勻性是最重要的因素之一。在CVD工藝期間，化學(xué)反應(yīng)展現(xiàn)出所謂的“阿列紐斯”(Arrhenius)行為，其中:沉積速率顯示與工藝溫度的指數(shù)相關(guān)性。結(jié)果，需要非常均勻的基板溫度，以得到良好的厚度均勻性。當(dāng)前的CVD系統(tǒng)使用各種措施，以得到均勻的基板溫度。現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)使用熱板或基座，其中，與熱板相應(yīng)的基座意味著配合基本上平坦的平面，用于容納基板和將熱傳遞至基板，以便滿足上述的均勻熱分布需求。所述平面可建立為尺寸不小于要被加熱或要被溫度控制的基板區(qū)域尺寸的板的一個面。這樣的熱板可包含具有不同熱輸入的多個獨(dú)立的加熱區(qū)域。通常，熱板的周緣、即邊緣和角部需要加熱至比中心高的溫度，以克服由從熱板和基板的周圍發(fā)出的較高的熱輻射引起的熱量損失。本領(lǐng)域已知的用于加熱的解決方案，或者將電加熱元件附接至熱板，或者集成諸如加熱電阻的加熱元件。加熱元件與熱板之間的配合越好，則對熱板中的溫度變化的響應(yīng)越快。有多種方法可局部地控制進(jìn)入熱板的吸熱。在US6，962，732中記載了對不同加熱方法的概述。要產(chǎn)生均勻受熱的基板的可能解決方案之一是使用不同的加熱區(qū)域，其中，每個加熱區(qū)域都被附接了熱電偶。每個區(qū)域的溫度被設(shè)定成使基板溫度更均勻的特定值。經(jīng)驗(yàn)地確定上述溫度設(shè)定?？刂茻岚迳系臏囟鹊母鼜?fù)雜的方法是通過用熱相機(jī)進(jìn)行測量來觀察基板的熱均勻性。相應(yīng)地調(diào)整加熱區(qū)域，以便使得在整個基板上觀察到均勻的溫度讀數(shù)。該方法無需影響其他參數(shù)即允許產(chǎn)生均勻的溫度分布。替代性地，在調(diào)查由使用熱板的制造工藝所產(chǎn)生的層特性之后，可以調(diào)整熱板的溫度。人們反復(fù)修正加熱區(qū)域的溫度，直到獲得均勻的層特性為止。該方法廣泛地用于真空設(shè)備的調(diào)試。然而，涂層特性的均勻性不僅受溫度影響，而且受沉積設(shè)備的氣流和幾何形狀影響。因此，可通過調(diào)整熱板的溫度來補(bǔ)償氣流的不均勻性。特別地，由于對周圍較冷腔室的熱輻射更強(qiáng)烈地對基板角部和邊緣造成了影響，所以加熱矩形基板是有挑戰(zhàn)性的。人們期望:通過提高對這樣的矩形區(qū)域的熱輸入，能容易地補(bǔ)償熱輻射對基板角部和邊緣造成的影響。然而，例如，和熱板的其他部分對比，難以通過簡單地將電阻加熱元件的加熱布線圖案的導(dǎo)線布置得更致密的方法來對熱板角部區(qū)域輸入足夠的熱量。改變這樣的加熱布線圖案意味著對熱板進(jìn)行實(shí)質(zhì)上的即機(jī)械的變化，這種變化是昂貴并且費(fèi)時(shí)的。該問題的一種解決方案是單獨(dú)地加熱角部區(qū)域，從而對排放給熱板的熱量進(jìn)行電調(diào)節(jié)。該方法被證實(shí)是不切實(shí)際的。實(shí)際上，傳入具有這樣單獨(dú)加熱區(qū)域的角部的大部分熱量同樣會耗散至熱板的較冷區(qū)域，從而影響整個熱板的溫度分布。使所述區(qū)域彼此熱絕緣可避免以上情形，但將導(dǎo)致熱絕緣區(qū)域的局部溫度發(fā)生變化。當(dāng)前，在現(xiàn)有技術(shù)中提出的所有解決方案都遇到了這一根本性困境。大部分的基座或熱板材料是傳導(dǎo)材料，它們還將所述加熱導(dǎo)線或所述加熱元件的熱量盡可能高效地傳導(dǎo)至基板。例如，通常采用鋁、銅或碳作為基座材料。傳導(dǎo)性不良的材料需要將加熱元件布置得更致密，以得到均勻的加熱。傳導(dǎo)性良好的材料基本上涂抹掉由加熱導(dǎo)線位置產(chǎn)生的局部最大熱量。然而，該效應(yīng)在基座的邊緣和角部上是起反作用的。在那里需要強(qiáng)的最大熱量，以補(bǔ)償基板的邊緣和角部的熱量損失。簡單地使邊緣和角部區(qū)域過熱同樣提高中心熱區(qū)域的溫度。圖1和2所示的示例可證實(shí)該效應(yīng)。使用包含四個獨(dú)立操作和受控加熱導(dǎo)線2、3、4的基座I。所有的加熱導(dǎo)線2、3、4安裝在整體的熱板上，即安裝在所述基板I上。四根加熱導(dǎo)線2、3、4形成4個不同的區(qū)域5、6、7。第一區(qū)域5是加熱大部分基板9的中心區(qū)域。第二區(qū)域6是使第一區(qū)域5與第二區(qū)域6之間的溫差均衡的可選擇的中間區(qū)域。第三區(qū)域7加熱基板9的邊緣。對于這三個區(qū)域5、6、7，加熱導(dǎo)線2、3、4如由圖2所示地從所述熱板I下方安裝，其中已省略第二區(qū)域6。中心區(qū)域5中的各個加熱導(dǎo)線2之間的間隔比邊緣區(qū)域7的寬度還要寬。邊緣加熱區(qū)域8具有加熱導(dǎo)線4 ;所述邊緣加熱區(qū)域8布置在熱板9的頂部附近，但從加熱平面向下凹進(jìn)。該邊緣加熱區(qū)域8由邊緣條10固定在熱板9上，并保護(hù)該邊緣加熱區(qū)域8不受CVD工藝污染?；?比基座I的表面積稍大，以便使得基板9的邊緣與邊緣條10重疊，從而基板9的邊緣被邊緣條10加熱。以下表格示出了由操作者設(shè)定的溫度和如由附接在特定區(qū)域5、6、7、8內(nèi)的熱電偶所指示的熱板9所實(shí)際達(dá)到的溫度。
操作者設(shè)定點(diǎn) 實(shí)際溫度讀數(shù)第一區(qū)域 5180X:1810
第二區(qū)域 61850C195°C
第三區(qū)域71950C195°C
邊緣區(qū)域8210。。210 如在該概述中能看到地，由于受到第一區(qū)域5和第三區(qū)域7的溫度設(shè)定的影響，所以使第二區(qū)域6過熱至超出其目標(biāo)溫度。由于加熱區(qū)域5、6、7、8的串?dāng)_，所以不可能對第二區(qū)域6的范圍進(jìn)行精確地加熱。然而，需要將周緣和邊緣區(qū)域8的溫度提高至遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中心區(qū)域5的溫度，這是因?yàn)?，如果不這樣提高，基板9周緣的溫度就會太低，以致不能均勻提高。對不同區(qū)域5、6、7、8之間的熱量串?dāng)_的解決方案是用多個熱絕緣件來制造基座I?？深A(yù)見的是，通過被同樣獨(dú)立受熱的單獨(dú)邊緣區(qū)域8的框架包圍的方式來安裝中心區(qū)域板5。然而，如果用多個熱絕緣件來制造基座1，該解決方案具有多個缺陷。首先，基座I并非由一整塊基座I材料整體制成。因?yàn)榛鵌的不同板之間的公差必須低到足以允許均勻地加熱基板9，所以該解決方案使得制造基座I既困難又昂貴。其次，很難在中心區(qū)域5與邊緣區(qū)域8之間的間隙上得到平滑的溫度分布。根據(jù)基板9的厚度對兩個區(qū)域5、8之間的結(jié)合部位進(jìn)行所需的涂抹，可能不足以補(bǔ)償由中心區(qū)域5與邊緣區(qū)域8的結(jié)合部位引起的熱量損失。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是 克服先前描述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，即提供一種基座，其用于為大面積基板平面建立非常均勻的基板溫度。

通過獨(dú)立權(quán)利要求達(dá)到該目的。在從屬權(quán)利要求中詳述了有利的實(shí)施例。特別地，該目的通過一種用于在真空處理室內(nèi)支撐基板的基座達(dá)到，所述基座包括平面，所述平面用于將所述基板安置在所述平面上，使得所述基板與所述平面導(dǎo)熱接觸，其中，基座包括至少三個相鄰的區(qū)域:外部區(qū)域、中間區(qū)域和內(nèi)部區(qū)域，所述區(qū)域彼此同心地環(huán)繞布置并沿著所述平面延伸，外部區(qū)域完全包圍中間區(qū)域，并且中間區(qū)域完全包圍內(nèi)部區(qū)域，內(nèi)部區(qū)域包括影響內(nèi)部區(qū)域的至少一個內(nèi)部加熱元件，外部區(qū)域包括影響外部區(qū)域的至少一個外部加熱元件，以及中間區(qū)域的最小厚度既小于內(nèi)部區(qū)域的最小厚度，又小于外部區(qū)域的最小厚度，所述每個厚度都在所述平面垂直的方向上延伸。令人驚訝地，申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果外部區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域之間的中間區(qū)域的厚度小于其周圍區(qū)域的厚度，即小于內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域的厚度，并且如果內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域都包括用于影響相應(yīng)區(qū)域中的基板的加熱元件，那么由例如鋁、銅和/或碳的整塊制成并具有至少三個不同的區(qū)域的基座能在整個基板平面上提供非常均勻的基板溫度。采用這樣的根據(jù)本發(fā)明的基座，能在基板的邊緣和角部處提供強(qiáng)的最大熱量，卻不會對在內(nèi)部區(qū)域范圍內(nèi)的基板造成負(fù)面影響、即不會使其過熱。因此，本發(fā)明允許在整個表面積上提供平滑的溫度分布，導(dǎo)致非常均勻的基板溫度，從而使例如在化學(xué)氣相沉積工藝中要提供的涂層厚度更均勻。反過來，根據(jù)本發(fā)明的基座在改善基板涂層質(zhì)量的同時(shí)，也降低了制造成本?？傊?相比于現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng),本發(fā)明的基座改善了涂層特性。
在當(dāng)前發(fā)明意義上的術(shù)語“處理”包括作用于基板的任何化學(xué)、物理和/或機(jī)械效應(yīng)。在當(dāng)前發(fā)明意義上的術(shù)語“基板”包括要用根據(jù)本發(fā)明的真空處理系統(tǒng)處理的元件、部件或工件。基板包括但不局限于具有矩形、方形或圓形形狀的平坦的、板狀的部件。優(yōu)選地，基板適合于制造薄膜太陽能電池，基板包括浮法玻璃、保險(xiǎn)玻璃和/或石英玻璃。更優(yōu)選地，基板設(shè)置成諸如薄玻璃板的、尺寸> Im2的平面的大致平坦的、最優(yōu)選地完全平坦的基板。在當(dāng)前發(fā)明意義上的術(shù)語“真空處理”或“真空處理系統(tǒng)”至少包括一殼體，所述殼體用于在比周圍大氣壓力低的壓力下處理所述基板。術(shù)語化學(xué)氣相沉積(即CVD)及其變體在當(dāng)前發(fā)明意義上包括允許在受熱基板上進(jìn)行層的沉積的眾所周知的技術(shù)。通常向真空處理系統(tǒng)供給液體或氣體(氣態(tài)前體材料)，其中，前體材料的熱反應(yīng)導(dǎo)致層的沉積。通常，用于通過采用低壓化學(xué)氣相沉積(即LPCVD)工藝而在真空處理系統(tǒng)中產(chǎn)生TCO層的前體材料選擇二乙基鋅(即DEZ)。術(shù)語“TC0”代表透明導(dǎo)電氧化物，即TCO層是透明導(dǎo)電層，由此，無論是對CVD、LPCVD、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(即PECVD)或物理氣相沉積(即PVD)來說，以下術(shù)語:層、涂層、沉積和膜在該發(fā)明內(nèi)都可互換地用于在真空處理中沉積的膜。術(shù)語“太陽能電池”或“光生伏打電池”、“PV電池”在當(dāng)前發(fā)明意義上包括借助于光生伏打效應(yīng)能夠?qū)⒈举|(zhì)上是太陽光的光直接轉(zhuǎn)換成電能的電氣元件。薄膜太陽能電池通常包括連續(xù)地堆疊在基板上的第一電極或前電極、一個或多個半導(dǎo)體薄膜PIN結(jié)以及第二電極或背電極。每個PIN結(jié)或薄膜光電變換單元都包括被夾在P型層與η型層之間的i型層，由此“P”代表正摻雜，并且“η”代表負(fù)摻雜。本質(zhì)上是本征半導(dǎo)體層的i型層占用所述薄膜PIN結(jié)的厚度的大部分，由此，光電變換主要出現(xiàn)在該i型層中。因此，優(yōu)選地，所述基板是用于制造薄膜光生伏打電池的基板。術(shù)語“平坦”在當(dāng)前發(fā)明意義上包括不粗糙、即沒有凹槽等的表面。優(yōu)選地，術(shù)語“平坦”意味著相應(yīng)表面的表面粗糙度等級< N9。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，內(nèi)部區(qū)域的最小厚度大于外部區(qū)域的最大厚度。由于比內(nèi)部區(qū)域厚度小的外部區(qū)域厚度允許更細(xì)致地控制面對外部區(qū)域的基板邊界和/或邊緣的相應(yīng)外部區(qū)域的溫度，所以這樣的實(shí)施例還提供橫跨所述平面的均勻的基板溫度。通常，可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的任何手段、例如通過長孔、狹縫和/或膛孔來實(shí)現(xiàn)中間區(qū)域的最小厚度。然而，根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例，基座包括至少一個凹進(jìn)，所述至少一個凹進(jìn)具有用于實(shí)現(xiàn)中間區(qū)域的最小厚度的矩形橫截面。優(yōu)選地，基座包括兩個矩形凹進(jìn)，所述兩個矩形凹進(jìn)在從內(nèi)部區(qū)域朝向外部區(qū)域的范圍內(nèi)布置在彼此的背后，并優(yōu)選地由隔離壁再次劃分(subdivided)。更優(yōu)選地,凹進(jìn)設(shè)置在基座的一側(cè)面，所述被設(shè)置凹進(jìn)的側(cè)面背對著可安置所述基板的基座另一側(cè)面，即背對著基座平面。在該背景下，進(jìn)一步優(yōu)選的是，與平面平行的凹進(jìn)的寬度> 8mm并且彡15mm,優(yōu)選地為11mm。在另一實(shí)施例中，平面包括過渡區(qū)域，所述過渡區(qū)域具有與內(nèi)部區(qū)域相同的厚度，過渡區(qū)域包括影響過渡區(qū)域的多個過渡加熱元件，內(nèi)部區(qū)域包括多個內(nèi)部加熱元件，中間區(qū)域完全包圍過渡區(qū)域，并且過渡區(qū)域完全包圍內(nèi)部區(qū)域，內(nèi)部加熱元件和過渡加熱元件分別設(shè)置成加熱導(dǎo)線，所述內(nèi)部加熱導(dǎo)線的導(dǎo)線直徑比所述過渡導(dǎo)線的導(dǎo)線直徑大，各所述內(nèi)部加熱導(dǎo)線之間的彼此間隔也比各所述過渡導(dǎo)線之間的彼此間隔大。由于進(jìn)一步將內(nèi)部區(qū)域隔離于鄰近中間區(qū)域的過渡區(qū)域，所以這樣的實(shí)施例還允許更細(xì)致地控制基板溫度。這還允許對不同的區(qū)域之間的溫度做了進(jìn)一步的均衡，從而提高了涂層質(zhì)量。優(yōu)選地，所有的加熱元件設(shè)置成加熱導(dǎo)線，在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例中:所述加熱導(dǎo)線設(shè)置在基座內(nèi)。在另一實(shí)施例中，加熱元件圍繞不同區(qū)域的整個周界延伸和/或覆蓋整個相應(yīng)的區(qū)域。在另一實(shí)施例中，優(yōu)選的是，中間區(qū)域的厚度彡Imm并且彡4mm,優(yōu)選地為2mm ;和/或內(nèi)部區(qū)域的厚度彡IOmm并且彡20mm，優(yōu)選地為14mm。提供具有這樣的厚度的基座導(dǎo)致橫跨基座平面的最佳溫度分布，從而導(dǎo)致用于在如此受熱的基板上進(jìn)行層的沉積的最佳溫度。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，基座包括用于實(shí)現(xiàn)中間區(qū)域的最小厚度的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，所述中間區(qū)域具有設(shè)置成凹槽的凹進(jìn)，還具有在凹槽之間的條桿。優(yōu)選地，凹槽在與平面平行的范圍內(nèi)的寬度彡8mm并且彡15mm，優(yōu)選地為11mm。這樣的用于實(shí)現(xiàn)基座的中間區(qū)域的蜂窩狀結(jié)構(gòu)能在高溫時(shí)可靠地保持所述基板。條桿提高了強(qiáng)度，優(yōu)選地引入了具有標(biāo)準(zhǔn)的基座厚度的條桿。換句話說，這樣的蜂窩狀結(jié)構(gòu)使得外部區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域之間溫度梯度不太明顯。在另一實(shí)施例中，外部區(qū)域、中間區(qū)域和/或內(nèi)部區(qū)域分別包括矩形平面形狀，使得矩形基板可安置在平面上，由此，優(yōu)選地，基板的邊界和/或邊緣布置在外部區(qū)域上。本發(fā)明的目的還通過一種包括前述基座和基板的基座布置解決，由此，所述平面的尺寸或者比所述基板的尺寸大，或者匹配所述基板的尺寸。此外，本發(fā)明的目的通過一種用于制造前述基座的方法解決，由此中間區(qū)域的最小厚度通過將長孔、狹縫和/或膛孔附加至基座的一側(cè)面實(shí)現(xiàn)，所述被附加長孔、狹縫和/或膛孔的基座側(cè)面背對著可安置所述基板的基座的另一側(cè)面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可從根據(jù)本發(fā)明的先前描述的基座推斷出這樣的方法的另外的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的還通過用于將膜沉積在基板上的方法解決，包括步驟:在處理室內(nèi)設(shè)置如先前描述的基座，在基座的平面上支撐基板，向內(nèi)部加熱元件和外部加熱元件提供用于加熱所述基板的能量，以及向處理室中供應(yīng)用于在所述基板上沉積所述膜的前體材料。


根據(jù)在下文中描述的實(shí)施例而清楚地描述了本發(fā)明的這些及其他的方面，并且，參考在下文中描述的所述實(shí)施例而闡明了本發(fā)明的這些及其他的方面。在附圖中:圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的基座的頂視圖；圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的基座的側(cè)視圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的基座的側(cè)視圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的基座的一部分的側(cè)視圖；以及圖5示出了用根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基座來處理的基板的溫度分布。
具體實(shí)施方式
圖3以側(cè)視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于支撐和熱控制基板9的熱板或基座I?；鵌具有大致平坦的平面11，所述大致平坦的平面11用于以導(dǎo)熱接觸的方式將基板9安置其上；所述基座I還具有在與所述平面11垂直的方向上測量出的特定的、不恒定的厚度12。平面11具有至少三個彼此同心地環(huán)繞布置的范圍或區(qū)域5、6、7。內(nèi)部區(qū)域5是最里面的區(qū)域或中心區(qū)域，其具有至少一個影響內(nèi)部區(qū)域5的內(nèi)部加熱元件13。外部區(qū)域或邊緣區(qū)域7完全包圍內(nèi)部區(qū)域5，外部區(qū)域7還包括在操作熱板I期間基板9的邊緣和角部14所占據(jù)的區(qū)域。中間區(qū)域6布置在內(nèi)部區(qū)域5與外部區(qū)域7之間，外部區(qū)域7完全包圍中間區(qū)域6，中間區(qū)域6完全包圍內(nèi)部區(qū)域5。根據(jù)本發(fā)明，中間區(qū)域6不具有主動影響與中間區(qū)域6導(dǎo)熱接觸布置的基板9的任何加熱裝置。此外，在中間區(qū)域6中的熱板I的厚度15至少在中間區(qū)域6的主要部分中變薄；所述厚度15既比在外部區(qū)域7中的熱板I厚度16薄，也比在內(nèi)部區(qū)域5中的熱板I厚度12薄。熱板I可優(yōu)選地由既覆蓋內(nèi)部區(qū)域5和中間區(qū)域6、也至少覆蓋外部區(qū)域7的主要部分(優(yōu)選地覆蓋整個外部區(qū)域7)的一整塊制成?？赏ㄟ^在熱板I的背對基板9的側(cè)面上布置的、形成凹進(jìn)23的長孔或狹縫或膛孔來實(shí)現(xiàn)將中間區(qū)域6的厚度15變薄。在一實(shí)施例中，熱板I具有用于接收諸如薄玻璃片的矩形基板9的大致矩形的形狀。為了局部地加熱基板9而不需影響熱板I的整個溫度分布，引入較薄的基座I材料的局部區(qū)域6。內(nèi)部區(qū)域5的加熱導(dǎo)線13的導(dǎo)線直徑(例如4mm)與過渡區(qū)域18的加熱導(dǎo)線17的導(dǎo)線直徑不同(例如3mm)，內(nèi)部區(qū)域5的各加熱導(dǎo)線13彼此之間的間隔也與過渡區(qū)域18的各加熱導(dǎo)線17彼此之間的間隔不同。外部加熱元件19布置在基座I的背對基板9的支撐面11下側(cè)面，并由基座I本身保持。如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的基座I與如圖3所示的根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前解決方案之間的顯著差異是:在內(nèi)部區(qū)域5與外部區(qū)域7之間的基板I材料變薄了。在這一所謂的傳熱區(qū)域中的，即在中間區(qū)域6中的設(shè)想與基座I的平面11垂直的基座I材料的厚度15僅保留1-4_，與此相比的是:在內(nèi)部區(qū)域5中的基座I材料的厚度12為14_。在當(dāng)前的實(shí)施例中，基座I的上下表面11之間的距離15僅為大約2mm厚。在所述實(shí)施例中,鋁用作以大約200°C操作的基座I的材料。如圖4所示，為了以那些溫度操作，將蜂窩狀結(jié)構(gòu)20用于中間區(qū)域6。大部分蜂窩狀結(jié)構(gòu)20由設(shè)置成寬度為Ilmm的凹槽21的凹進(jìn)23組成。為了提高強(qiáng)度，引入具有標(biāo)準(zhǔn)的基座I厚度的條桿22。如果需要在基座I的內(nèi)部區(qū)域5與外部區(qū)域7之間的溫度變化得較平滑，那么，在蜂窩狀結(jié)構(gòu)20中，凹槽21的深度或?qū)挾瓤梢愿鞑幌嗤?。在所述?shí)施例中，外凹槽21比內(nèi)凹槽21更深，在外凹槽21處的基座I厚度是2mm，在內(nèi)凹槽21處的基座I厚度是4_。這使得外部區(qū)域7與內(nèi)部區(qū)域5之間的溫度梯度不太明顯。如下面的下一表格所示，本發(fā)明明確允許對加熱區(qū)域5、7的解耦。如此表格所示，加熱區(qū)域5、7的實(shí)際溫度等于對熱板I的操作者設(shè)定點(diǎn)。在該示例中，也可以像在以上示出的現(xiàn)有技術(shù)的示例一樣單獨(dú)控制區(qū)域溫度。操作者設(shè)定點(diǎn)實(shí)際溫度讀數(shù)
內(nèi)部區(qū)域5192。。1920C
過渡區(qū)域18 195 V195 0C
外部區(qū)域72040C2040C通過應(yīng)用本發(fā)明，使實(shí)現(xiàn)基板9的非常均勻的溫度分布成為可能。作為示例，圖5示出了在根據(jù)本發(fā)明的基座I的熱板上的3_玻璃基板9的溫度分布。從基座I的頂面11到蜂窩狀結(jié)構(gòu)20的底面的距離15的最小值是2mm。根據(jù)溫度掃描，可實(shí)現(xiàn)3K的溫度差值(Λ)。以下指示了對于區(qū)域5、6、7的溫度設(shè)定:
操作者設(shè)定點(diǎn) 內(nèi)部區(qū)域I1920C
過渡區(qū)域18 195 O 外部區(qū)域72040C本發(fā)明的熱板I可廣泛地用于希望用來得到良好的基板9溫度均勻性的任何熱板
I。特別地，所述熱板1可用于諸如用于制造薄膜太陽能電池的大面積涂層應(yīng)用。盡管在附圖和前述說明中已詳細(xì)例證并描述了本發(fā)明，但這樣的例證和說明被認(rèn)為是說明性的或示例性的，而不是限制性的；本發(fā)明不局限于公開的實(shí)施例。通過研讀本發(fā)明的說明書附圖、發(fā)明內(nèi)容和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)踐要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)能理解并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的其他變體。在權(quán)利要求中，文字“包括”不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一”不排除復(fù)數(shù)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉的某些措施的純粹事實(shí)并不表示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋成對保護(hù)范圍的限制。附圖標(biāo)記列表:I 基座2 加熱導(dǎo)線3 加熱導(dǎo)線4 加熱導(dǎo)線5 第一區(qū)域、內(nèi)部區(qū)域6 第二區(qū)域、中間區(qū)域7 第三區(qū)域8 邊緣區(qū)域、外部區(qū)域9 基板10邊緣條11 平面12內(nèi)部區(qū)域的厚度13內(nèi)部加熱元件
14邊緣和角部15中間區(qū)域的厚度16外部區(qū)域的厚度17過渡加熱元件18過渡區(qū)域19外部加熱元件20蜂窩狀結(jié)構(gòu)21凹槽

22 條桿23 凹進(jìn)
權(quán)利要求
1.一種用于在真空處理室內(nèi)支撐基板(9)的基座，其包括平面(11)，所述平面(11)用于將所述基板(9 )安置在其上，使得所述基板(9 )與所述平面(11)導(dǎo)熱接觸，其中， 所述基座(I)包括至少三個相鄰的區(qū)域(5、6、8):外部區(qū)域(8)、中間區(qū)域(6)和內(nèi)部區(qū)域(5)，所述區(qū)域(5、6、8)彼此同心地環(huán)繞布置并沿著所述平面(11)延伸， 所述外部區(qū)域(8)完全包圍所述中間區(qū)域(6)，并且所述中間區(qū)域(6)完全包圍所述內(nèi)部區(qū)域(5)， 所述內(nèi)部區(qū)域(5)包括至少一個影響所述內(nèi)部區(qū)域(5)的內(nèi)部加熱元件(13)， 所述外部區(qū)域(8)包括至少一個影響所述外部區(qū)域(8)的外部加熱元件(19)，以及 所述中間區(qū)域(6)的最大厚度(15)既小于所述內(nèi)部區(qū)域(5)的最小厚度(12)，也小于所述外部區(qū)域(8)的最小厚度(16)，所述每個厚度(12、15、16)都在與所述平面(11)垂直的方向上延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基座(1)，其中，所述內(nèi)部區(qū)域(5)的最小厚度(12)大于所述外部區(qū)域(8)的最大厚度(16)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基座(I)，其中，所述基座(I)包括至少一個具有矩形橫截面的凹進(jìn)(23)，用于實(shí)現(xiàn)所述中間區(qū)域(6)的最小厚度(15)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基座(1)，其中，與所述平面(11)平行的所述凹進(jìn)(23)的寬度> 8mm并且< 15mm,優(yōu)選地為11mm。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基座(1)，其中，所述基座(I)包括過渡區(qū)域(18)，所述過渡區(qū)域(18)具有與所述內(nèi)部區(qū)域(5)相同的厚度(12)，并且包括多個影響所述過渡區(qū)域(18)的過渡 加熱元件(17)，所述內(nèi)部區(qū)域(5)包括多個內(nèi)部加熱元件(13)，所述中間區(qū)域(6)完全包圍所述過渡區(qū)域(18)，并且所述過渡區(qū)域(18)完全包圍所述內(nèi)部區(qū)域(5)，所述內(nèi)部加熱元件(13)和所述過渡加熱元件(17)分別被設(shè)置成加熱導(dǎo)線，所述內(nèi)部加熱導(dǎo)線的直徑以及間距分別大于所述過渡導(dǎo)線的直徑和間距。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基座(1)，其中，所述加熱元件(13、17、19)設(shè)置在所述基座(I)內(nèi)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基座(1)，其中，所述中間區(qū)域(6)的厚度(16)^ Imm并且< 4mm,優(yōu)選地為2mm ;和/或所述內(nèi)部區(qū)域(5)的厚度(12)3 IOmm并且< 20mm,優(yōu)選地為14mm。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基座(I)，其中，所述基座(I)包括用于實(shí)現(xiàn)所述中間區(qū)域(6)的較小厚度(15)的蜂窩狀結(jié)構(gòu)(20)該蜂窩狀結(jié)構(gòu)(20)具有設(shè)置成凹槽(21)的凹進(jìn)(23)以及位于所述凹槽(21)之間的條桿(22)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的基座(1)，其中，所述凹槽(21)在與所述平面(11)平行的范圍內(nèi)的寬度彡8mm并且< 15mm,優(yōu)選地為11mm。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的基座(1)，其中，所述外部區(qū)域(8)、所述中間區(qū)域(6)和/或所述內(nèi)部區(qū)域(5)包括矩形平面(11)的形狀，使得矩形基板(9)可安置在所述平面(11)上。
11.一種基座(I)布置，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基座(I)和基板(9)，所述平面(11)的尺寸大于所述基板(9)的尺寸，或者與其尺寸相當(dāng)。
12.一種用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的基座(I)的方法，其中，通過在所述基座(I)的一個側(cè)面上設(shè)置長孔、狹縫和/或膛孔來實(shí)現(xiàn)所述中間區(qū)域(6)的最小厚度(15)，所述基座(I)的該側(cè)面背對其上可安置所述基板(9)的側(cè)面。
13.一種用于將膜沉積在基板(9)上的方法，包括步驟: 在一處理室內(nèi)設(shè)置根據(jù)前述權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的基座(1)， 在所述基座(I)的所述平面(11)上支撐所述基板(9 )， 向所述內(nèi)部加熱元件(13)和所述外部加熱元件(19)提供能量以便加熱所述基板(9)， 以及 向所述處理室中供應(yīng)前體材料，以便在所述基板(9)上沉積所述膜的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在真空處理室內(nèi)支撐基板(9)的基座，其包括平面(11)，用于將基板(9)安置在其上，使得基板(9)與平面(11)導(dǎo)熱接觸，基座(1)包括至少三個相鄰的區(qū)域(5、6、8)外部區(qū)域(8)、中間區(qū)域(6)和內(nèi)部區(qū)域(5)，所述區(qū)域(5、6、8)彼此同心地環(huán)繞布置并沿著平面(11)延伸，外部區(qū)域(8)完全包圍中間區(qū)域(6)，并且中間區(qū)域(6)完全包圍內(nèi)部區(qū)域(5)，內(nèi)部區(qū)域(5)包括至少一個影響內(nèi)部區(qū)域(5)的內(nèi)部加熱元件(13)，外部區(qū)域(8)包括至少一個影響外部區(qū)域(8)的外部加熱元件(19)，中間區(qū)域(6)的最大厚度(15)既小于內(nèi)部區(qū)域(5)的最小厚度(12)，也小于外部區(qū)域(8)的最小厚度(16)，每個厚度(12、15、16)在垂直于平面(11)的方向上延伸。因此，本發(fā)明允許在整個平面(11)上提供平滑的溫度分布，導(dǎo)致基板(9)具有非常均勻的溫度，從而改善了例如在化學(xué)氣相沉積過程中提供的涂層的厚度(12、15、16)均勻性。
文檔編號H01L21/67GK103081084SQ201180042624
公開日2013年5月1日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者洛朗·德蓬, 馬庫斯·波佩爾勒, 拉爾夫·施莫爾 申請人:東電電子太陽能股份公司