專利名稱：摻雜劑涂布系統(tǒng)以及涂布蒸氣化摻雜化合物于光伏太陽(yáng)能晶圓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于用于以高速操作藉由熱濃縮酸蒸氣(包括微觀小液滴的蒸氣)沈積將廣泛范圍的P及/或B摻雜化合物涂布至太陽(yáng)能電池晶圓的一或多個(gè)面的高速低溫連續(xù)摻雜劑涂布裝置系統(tǒng)，相較于目前使用市售蒸氣、液體或噴霧摻雜劑涂布器可能達(dá)成的情況，該摻雜劑涂布裝置系統(tǒng)導(dǎo)致晶圓表面上的更均勻摻雜劑層(在一給定晶圓上的邊緣間更均勻，且在晶圓間更一致)。摻雜劑蒸氣藉由將高度濃縮酸性(液體)摻雜劑化合物惰性氣體霧化至經(jīng)加熱的蒸氣產(chǎn)生腔室中來產(chǎn)生。接著經(jīng)由一或多個(gè)定向狹縫將經(jīng)加熱的濃縮酸蒸氣分配至摻雜腔室中，到達(dá)在這些狹縫下方通過的相對(duì)較冷的晶圓上。視需要，可遞送呈電漿形式的蒸氣(亦即，帶電熱蒸氣)。在摻雜之前及/或之后可使用UV晶圓處理步驟。隨后在擴(kuò)散爐中處理經(jīng)摻雜晶圓以藉由擴(kuò)散至硅或其他高級(jí)晶圓材料中而產(chǎn)生P-n接面表面層或背面電場(chǎng)層。
背景技術(shù)：
基于硅的太陽(yáng)能電池的制造需要對(duì)硅晶圓的以特定次序發(fā)生的多個(gè)專用制程。無論由單個(gè)晶體抑或結(jié)合在一起的多個(gè)晶體制成的此等晶圓(分別為單晶體晶圓或多晶體晶圓)接著經(jīng)處理以形成厚度在140微米至200微米范圍內(nèi)的平滑薄晶圓。因?yàn)楹线m硅的稀缺性，當(dāng)前趨勢(shì)為使晶圓較薄，當(dāng)前為180微米至200微米厚，即將達(dá)到120微米至140微米。成品原始晶圓經(jīng)處理為藉由光伏打效應(yīng)產(chǎn)生電的起作用的太陽(yáng)能電池。晶圓處理以各種清潔及蝕刻操作開始，繼之以產(chǎn)生半導(dǎo)電“P-n”接面二極體的多階段擴(kuò)散制程。擴(kuò)散制程以對(duì)硅基板晶圓進(jìn)行摻雜開始，該擴(kuò)散制程包含將一或多種類型摻雜劑材料(例如，含有P或/及B的化合物或組合物)涂布(涂覆)至晶圓的前側(cè)及/或背側(cè)的第一階段，繼之以使摻雜劑干燥的第二階段。在第三階段中，接著在擴(kuò)散爐中燒制干燥的涂布有摻雜劑的晶圓，使得摻雜劑化合物的P原子擴(kuò)散至Si (或其他先進(jìn)材料)晶圓基板中以形成薄p-n接面層。本發(fā)明系關(guān)于將一或多種類型摻雜劑化合物涂布至晶圓的一或多個(gè)表面從而為擴(kuò)散或共擴(kuò)散燒制做準(zhǔn)備。當(dāng)前，存在涂布含磷摻雜劑的三種主要模式:A)按兩個(gè)如下階段的分批式管式爐操作:首先在約400°C下藉由氧使晶圓氧化，藉由N2進(jìn)行凈化繼之以在850°C至1000°C下注入POCl3氣體，總處理時(shí)間較長(zhǎng)(花費(fèi)約30分鐘)。在POCl3制程中，晶圓在晶舟中背靠背成對(duì)、豎著堆迭且通常垂直地定向，接著將這些晶舟推入至管式爐中，在該管式爐中將晶舟曝露至POCl3氣體。POCl3氣體處理亦導(dǎo)致底部及頂部邊緣相較于中心區(qū)段具有較厚的摻雜劑沈積的嚴(yán)重“邊緣效應(yīng)”。頂部沈積區(qū)域及底部沈積區(qū)域兩者經(jīng)左右弧形成形，每一相對(duì)角在接合較大角區(qū)域的頂部及底部中心處由較薄腹板覆蓋。將此圖案視為在晶舟中分開的成對(duì)晶圓的約3至6_的緊密間距的人為結(jié)果。POCl3氣體批量處理的結(jié)果為上部“A條帶”、中心“B區(qū)”及底部“C條帶”，其各自具有在越過晶圓側(cè)向量測(cè)時(shí)相對(duì)一致的電阻值，但這些值在自頂部至底部垂直量測(cè)時(shí)自頂部區(qū)至中心至底部區(qū)極大地改變。為了獲得在側(cè)向及垂直兩個(gè)方向上跨越晶圓及晶圓間的更好一致性，犧牲電阻值。亦即，在可達(dá)成80Q/sq.或更高的高點(diǎn)電阻(spot resistance)值的同時(shí)，跨越晶圓及晶圓間的一致性如此差以使得晶圓不可使用。因此，在生產(chǎn)中，使電阻值下降(通常降低至40至55范圍內(nèi))，且偶爾高達(dá)56至65的范圍。亦存在于水中使用極低濃度(約5%) H3PO4 (正磷酸)的兩個(gè)水溶液處理；B)經(jīng)由超音波噴嘴將酸溶液噴霧至晶圓上；或0使晶圓通過酸溶液的“瀑布”。在此等當(dāng)前可用系統(tǒng)中，在摻雜單元中使晶圓干燥。在皆使用低濃度酸的噴霧或瀑布水性處理中，水為所使用溶液的約95%，H3PO4為剩余5%。至少一噴霧系統(tǒng)使用5%酸、作為界面活性劑的小百分?jǐn)?shù)的醇及余量的水的混合物。在此變化處理中，存在摻雜劑涂層的晶圓間之差的一致性，且同樣燒制后擴(kuò)散層既不平整亦不一致。在噴霧系統(tǒng)及瀑布系統(tǒng)兩者中，由于使用過多水，因此存在每晶圓約3至5分鐘的較長(zhǎng)干燥周期。在瀑布系統(tǒng)中，且新近在由意大利TechnoFimes宣布的“云”系統(tǒng)中，傳送晶圓通過專用紙的拋棄式輥上的潤(rùn)濕及干燥區(qū)。需要此專用紙來保持背側(cè)清潔，但為單次使用的，從而在將晶圓轉(zhuǎn)移至擴(kuò)散爐傳送機(jī)之后經(jīng)收集并被拋棄。除噴霧及瀑布處理的問題及限制外，晶圓表面上的相對(duì)厚的流體彎液面在延長(zhǎng)的干燥周期期間可導(dǎo)致跨越晶圓的磷酸鹽濃度變化，從而具有在晶圓表面上不均勻地涂覆摻雜劑(中心處較薄且邊緣處較厚)的結(jié)果。此干燥處理階段為緩慢的且難以控制。濃度/厚度變化引起在擴(kuò)散燒制期間形成的P-n接面層的不均勻厚度，及金屬化燒制之后的燒穿短路。因此，在太陽(yáng)能電池晶圓處理技術(shù)中存在未被滿足的需要:在不使用單次使用的可消耗性紙輸送基板、在 整個(gè)太陽(yáng)能電池晶圓生產(chǎn)制程中的下游不引入其他問題的情況下在涂布速度及均勻性兩方面改良摻雜劑涂布階段，并靠具有小設(shè)備占據(jù)面積的連續(xù)處理經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，且使摻雜劑涂布系統(tǒng)生產(chǎn)量與擴(kuò)散爐的增大的生產(chǎn)量需求匹配，從而保持1:1或較低的資本設(shè)備比率，從而使得摻雜處理并非太陽(yáng)能電池生產(chǎn)瓶頸，同時(shí)生產(chǎn)跨越每一晶圓且在晶圓間具有一致的高電阻值的經(jīng)摻雜晶圓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明系針對(duì)一種連續(xù)、水平處理路徑、摻雜劑涂布系統(tǒng)及制程，其用于藉由以一高速操作在一受控氣氛及溫度腔室中沈積熱的高度濃縮正磷酸蒸氣于經(jīng)冷卻的晶圓上而將廣泛范圍的P及/或B摻雜化合物涂布至單晶體及多晶體太陽(yáng)能電池晶圓的一或多個(gè)偵牝該熱之高度濃縮正磷酸蒸氣包含一經(jīng)霧化的高濃度酸蒸氣加上懸浮微觀小液滴，相較于目前使用市售氣體、液體或噴霧摻雜劑涂布器達(dá)成的情形，該摻雜劑涂布系統(tǒng)及制程導(dǎo)致這些晶圓表面上更均勻的摻雜劑層(在一給定晶圓上的邊緣間更均勻，且在晶圓間更一致)。藉由濃縮液體酸的惰性氣體霧化而將該熱蒸氣形成于一溫度控制蒸氣產(chǎn)生腔室中。經(jīng)由使用內(nèi)部IR或電阻燈及外部腔室表面冷卻來控制該蒸氣產(chǎn)生腔室的溫度。在一蒸氣沈積處理腔室中，引導(dǎo)該經(jīng)加熱的蒸氣通過一狹縫而至水平移動(dòng)的晶圓的頂面上。此種涂布濃縮熱酸蒸氣的一經(jīng)仔細(xì)控制的流以與該實(shí)質(zhì)上更冷的晶圓頂面接觸導(dǎo)致一均勻的摻雜劑酸冷凝層沈積于該晶圓的該曝露面上，此制程在本文中稱為“層化”。本發(fā)明層化制程亦消除冗長(zhǎng)的干燥階段。本發(fā)明制程亦消除對(duì)可消耗性單次使用紙輸送基板的需要，且縮短了整個(gè)太陽(yáng)能電池晶圓生產(chǎn)循環(huán)的摻雜劑涂布階段部分所需要的時(shí)間。因此，本發(fā)明的層化制程在受控氣氛溫度及壓力條件下將熱濃縮酸蒸氣引導(dǎo)至冷晶圓上準(zhǔn)許在與當(dāng)前涂布器相同的占據(jù)面積中使摻雜劑涂布加速(從而增大生產(chǎn)量)。該熱濃縮酸蒸氣藉由兩個(gè)主要替代實(shí)施來產(chǎn)生:第一，在目前較佳具體實(shí)例中，藉由將泵汲至一或多個(gè)霧化噴嘴中的高度濃縮(未稀釋或僅中度稀釋)正磷酸引入至一蒸氣產(chǎn)生腔室中來產(chǎn)生該濃縮酸蒸氣，藉由注入諸如N2的一或多種加壓惰性載氣流來使該酸霧化，該氣體視需要可經(jīng)加熱。在該濃縮酸蒸氣產(chǎn)生腔室或區(qū)中較佳藉由安置于該腔室內(nèi)部的IR燈或電阻加熱器加熱該經(jīng)霧化的酸加上載氣，以形成在約80°C至200°C范圍內(nèi)的一熱濃縮正磷酸蒸氣。接著，經(jīng)由至一蒸氣沈積腔室中的定向流強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)將該熱濃縮酸蒸氣分配至這些晶圓上，在待摻雜面(表面)向上定向的情況下傳送這些晶圓通過該蒸氣沈積腔室。任何額外蒸氣在該晶圓路徑下方的一較冷腔室中冷凝出，或經(jīng)移除及再循環(huán)出入口擋板區(qū)及出口擋板區(qū)。經(jīng)由該蒸氣沈積腔室的該頂部處的一狹縫進(jìn)口來實(shí)施該濃縮蒸氣于這些晶圓上的分配。或者，可經(jīng)由類似于一空氣幕或氣刀總成的一狹縫管或經(jīng)由諸如雷射穿孔氧化鋁、開放氣室式硅石、氧化鋁或氧化鋯發(fā)泡體、硅石燒結(jié)板或其類似者的多孔擴(kuò)散板來將蒸氣沈積于晶圓的該頂面上。該定向流包括在該蒸氣沈積處理腔室的一受限區(qū)中將該濃縮酸蒸氣向下抽汲至這些晶圓上，經(jīng)由皆作用于這些晶圓上的輸入N2壓力及由冷凝產(chǎn)生的負(fù)壓的一組合及在這些晶圓下方的一冷凝區(qū)中的額外蒸氣冷凝來實(shí)施該蒸氣流動(dòng)路徑?；蛘撸ㄏ蛄骺山逵稍撎幚砬皇抑械娘L(fēng) 扇及額外蒸氣(例如，在這些晶圓下方)的誘發(fā)通風(fēng)排氣來產(chǎn)生。在氣刀實(shí)施中，定向流藉由跨越該晶圓頂表面按一實(shí)質(zhì)上層流引導(dǎo)由該氣刀總成狹縫產(chǎn)生的一蒸氣幕來產(chǎn)生。在此具體實(shí)例中，隨著這些晶圓沿輸送皮帶通過蒸氣沈積處理區(qū)，藉由靠近這些晶圓且在這些晶圓上方安置的類似于氣刀的復(fù)數(shù)個(gè)有槽管而將該熱蒸氣引導(dǎo)至這些相對(duì)冷或經(jīng)冷凍的晶圓的頂表面上。在此實(shí)施中，隨著這些相對(duì)冷或經(jīng)冷凍的晶圓在這些氣刀下通過，以一狹窄流將處于正壓的熱蒸氣向下引導(dǎo)至這些晶圓的該頂表面上，且經(jīng)由一誘導(dǎo)通風(fēng)排氣(例如，一 N2引射器)連續(xù)地汲出額外蒸氣，從而跨越這些晶圓的頂表面產(chǎn)生該濃縮酸蒸氣的連續(xù)層流。在此蒸氣分配系統(tǒng)中，該壓力在這些晶圓上方通常為正，且在這些晶圓下方且在入口擋板區(qū)及出口擋板區(qū)中為負(fù)。該藉由霧化形成該熱濃縮酸蒸氣較佳發(fā)生于一單獨(dú)的霧化腔室、該蒸氣產(chǎn)生腔室或區(qū)中，其中該所得熱蒸氣經(jīng)管道輸送至該蒸氣沈積處理腔室的頂部，輸送這些晶圓通過該蒸氣沈積處理腔室。該霧化器蒸氣產(chǎn)生腔室以背負(fù)樣式裝配于該蒸氣沈積處理腔室的頂部上為較佳的，其中蒸氣向下脫離至該蒸氣沈積腔室中。在一替代具體實(shí)例中，該蒸氣產(chǎn)生腔室可靠向一邊，或以其他方式相對(duì)遠(yuǎn)離該蒸氣沈積腔室，且藉由一管線歧管連接至該蒸氣沈積腔室。藉由多個(gè)側(cè)向隔開的連續(xù)循環(huán)皮帶、條帶、股線或繩索將這些晶圓輸送通過該摻雜機(jī)涂布單元，這些皮帶、條帶、股線或繩索藉由在該皮帶路徑的回行側(cè)上通過一槽型清洗容器而經(jīng)連續(xù)清潔。這些晶圓通過本發(fā)明摻雜機(jī)裝置的停留時(shí)間通常在1.5分鐘至6分鐘的范圍內(nèi)?？墒惯@些晶圓連續(xù)輸送通過該蒸氣沈積區(qū)，或該輸送可為半分批的分度(斷續(xù))移動(dòng)處理流程。雖然可單獨(dú)使用該摻雜機(jī)裝置及制程，但結(jié)合本發(fā)明摻雜系統(tǒng)使用一 UV預(yù)處理裝置及處理步驟為較佳的。已發(fā)現(xiàn)使摻雜劑化合物將涂布至的Si晶圓面曝露于UV光歷時(shí)1.5分鐘至6分鐘、較佳2分鐘至3分鐘范圍內(nèi)的周期會(huì)預(yù)調(diào)節(jié)該晶圓表面以更易于接受磷酸或硼酸摻雜劑化合物，結(jié)果為該摻雜涂布跨越晶圓(左右地及頂部至底部地)為更均勻且濃縮的，且在晶圓間為更均勻的。亦可由氧進(jìn)行補(bǔ)充的UV預(yù)處理亦縮短整個(gè)Si晶圓處理操作的摻雜步驟的處理時(shí)間。此情形準(zhǔn)許該摻雜操作的較大生產(chǎn)量以向擴(kuò)散爐進(jìn)行饋送。該UV預(yù)處理誘發(fā)該Si晶圓頂表面的表面層的氧化，藉此在下一個(gè)下游摻雜機(jī)裝置中促進(jìn)冷凝成核及結(jié)合至晶圓表面。因此，作為一選項(xiàng)，但作為尤其用于處理多晶體(亦稱為多個(gè)晶體)硅晶圓的本發(fā)明摻雜機(jī)系統(tǒng)裝置及方法的一較佳具體實(shí)例，本發(fā)明包括一沿一水平傳送機(jī)皮帶分為一上部部分及一下部部分的UV預(yù)處理模組，該水平傳送機(jī)皮帶將多個(gè)行的晶圓自一輸入端輸送至一輸出端。復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)螺桿類型升降機(jī)用以實(shí)現(xiàn)該上部部分升高至該固定下部部分上方以準(zhǔn)許對(duì)攜載這些燈的外殼的內(nèi)部的接近及對(duì)該傳送機(jī)的接近，該傳送機(jī)與該固定的下部部分一起維持于適當(dāng)位置。由于該預(yù)處理模組的傳送機(jī)較佳隨動(dòng)于該摻雜機(jī)傳送機(jī)系統(tǒng)，因此該預(yù)處理模組的該輸出端以同一處理速率饋送摻雜機(jī)的這些行。該UV預(yù)處理模組的該上部部分包括復(fù)數(shù)個(gè)間隔開的UV燈，這些燈橫向于晶圓的移動(dòng)方向而定向。在目前較佳的實(shí)施中，可使用具有在IOnm至400nm范圍內(nèi)的輸出的4至16個(gè)UV燈。一合適燈為具有包括峰值的波長(zhǎng)輸出的一低壓汞蒸氣UV燈，這些峰值藉由促進(jìn)一氧化層形成于晶圓的表面上而尤其適于對(duì)晶圓的硅進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，該氧化層更易于接受濃縮酸摻雜劑化合物的成層。該預(yù)處理模組包括一進(jìn)口擋板及一出口擋板，可經(jīng)由氣刀系統(tǒng)將壓縮干燥空氣(CDA)或惰性氣體(視需要補(bǔ)充有氧)引入至該進(jìn)口擋板及該出口擋板中?？稍谝?CDA氣氛中或一在一惰性載氣中包括足夠氧的受控氣氛中操作該預(yù)處理模組以輔助在這些晶圓上形成一氧化層。在一第二重要替代實(shí)施中，將呈電漿形式的蒸氣(亦即，一帶電熱霧或蒸氣)引導(dǎo)至這些晶圓的表面上。在此具體實(shí)例中，該熱電漿霧/蒸氣藉由一或多個(gè)電荷集管或一導(dǎo)電多孔擴(kuò)散板而帶正電荷。這些晶圓較佳藉由使用由諸如含碳聚丙烯腈橡膠的導(dǎo)電彈性體或諸如氮化不銹鋼的其他導(dǎo)電材料形成的皮帶而接地。該帶電熱電漿霧被吸引至經(jīng)接地晶圓，從而形成一均勻涂層。在一用于產(chǎn)生該熱濃縮酸蒸氣的替代性霧化制程中，濃縮酸(有或無小量水)及載氣經(jīng)由一噴嘴向下霧化至一諸如一玻璃柱體的腔室中，該腔室藉由在該腔室周圍排列安置的高強(qiáng)度IR燈(例如，在外壁周圍且向內(nèi)指向地安置的6個(gè)燈)而自外部加熱。將加壓N2氣射流引導(dǎo)至該霧化器總成中，在該霧化器總成處將該加壓N2氣射流與該濃縮酸混合，且接著向下霧化至該經(jīng)照射(經(jīng)IR輻射加熱)霧化腔室中，在該霧化腔室中形成該濃縮熱蒸氣，其在壓力下懸浮于該載氣中。一 管將該霧化腔室連接至該晶圓處理腔室的頂部。由于該霧化腔室中的該所產(chǎn)生的熱濃縮酸蒸氣被加壓，且藉由誘導(dǎo)通風(fēng)風(fēng)扇或壓縮空氣文氏管(引射器)自下方連續(xù)對(duì)該蒸氣腔室排氣，因此該熱濃縮酸蒸氣被從該霧化腔室汲出并引入至該晶圓處理腔室的該蒸氣區(qū)中以涂覆這些晶圓。在所有具體實(shí)例中，將加壓N2用以在該霧化腔室中使該液體酸化合物霧化從而產(chǎn)生該熱濃縮酸蒸氣。在至該處理腔室蒸氣區(qū)的入口處，該熱濃縮酸蒸氣系恰稍高于大氣壓力，以防止外部潛在受污染的空氣泄漏至該蒸氣區(qū)中。該處理腔室在其排氣埠處維持為輕微負(fù)壓以誘發(fā)流動(dòng)。然而，在該霧化器蒸氣產(chǎn)生腔室與該蒸氣涂覆處理腔室之間保持一正壓差，使得該酸冷凝物流動(dòng)至該處理腔室中，在其中冷凝發(fā)生于相對(duì)較冷的晶圓上。盡管處理腔室的頂壁可能經(jīng)加熱以剛好足以阻止該頂壁上的可導(dǎo)致酸小液滴滴落于晶圓上的冷凝，但該處理腔室內(nèi)部并不經(jīng)加熱。在該處理蒸氣涂覆區(qū)中將晶圓曝露于濃縮正磷酸的氣氛，且隨著濃縮正磷酸流過該處理腔室蒸氣區(qū)，該酸涂覆晶圓頂表面或冷凝于晶圓頂表面上。較佳地提供氣刀，從而在該晶圓/皮帶入口及出口處在室溫下提供加壓的經(jīng)過濾空氣或諸如N2的載氣，從而防止周圍外部空氣滲入及酸蒸氣逸出到蒸氣區(qū)及處理腔室外部。以一用濃縮酸蒸氣裝載處理腔室蒸氣區(qū)但不產(chǎn)生在晶圓表面水平面處導(dǎo)致紊流的涌流的方式將該熱處理蒸氣引導(dǎo)至該腔室中在目前為較佳的。因此，該蒸氣通過該腔室的該流動(dòng)可描述為在靜態(tài)至輕微層流的范圍內(nèi)。在使用氣刀的實(shí)施中，該流速及方向經(jīng)定向以提供層流，以便并不向上升高這些晶圓或升高這些晶圓離開轉(zhuǎn)移皮帶。經(jīng)由該腔室的頂部(或者或另外經(jīng)由相鄰于該腔室頂部的一或多個(gè)側(cè)壁)將該熱濃縮酸處理蒸氣引入至這些晶圓上方從而至該蒸氣區(qū)中。在通過這些晶圓之后，自該腔室的該底部汲出耗乏的蒸氣?？梢詮V泛范圍的方式吸取該耗乏的蒸氣，這些方式包括ID風(fēng)扇、使用壓縮空氣或N2氣文氏管的引射器或產(chǎn)生一誘導(dǎo)通風(fēng)的煙 。該熱濃縮酸蒸氣為相對(duì)厚重且黏稠的，且因此該霧化器腔室及該處理蒸氣腔室中的該蒸氣可特征化為一光學(xué)上與霧一樣致密且以一流體方式移動(dòng)的白色蒸氣。此外，該濃縮正磷酸為相對(duì)吸濕的。因此，使?jié)駳獠贿M(jìn)入該霧化器蒸氣產(chǎn)生腔室、該處理腔室及蒸氣區(qū)為較佳的。此情形可藉由以下操作來實(shí)施:使該處理設(shè)備定位于的氣氛維持除濕或/及藉由在使用之前通過合適吸附劑塔或蒸氣捕集器，將“密封”該摻雜涂布裝置的進(jìn)口及出口的至這些空氣簾幕刀的加壓N2及該壓縮空氣維持為干燥的。
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該處理腔室包括側(cè)向(橫向)垂直端壁，這些端壁各自具有一垂直方向上小的水平狹縫從而準(zhǔn)許用于引入并撤回晶圓的皮帶輸送系統(tǒng)延伸通過。該處理腔室的內(nèi)部為合適的額外側(cè)向、水平或/及傾斜擋板，這些擋板限定并引導(dǎo)該蒸氣流以輔助控制該蒸氣處理腔室內(nèi)的氣氛。水平及成角度的頂板的一組合以及該腔室內(nèi)的在皮帶輸送機(jī)下方的地板輔助控制所引入蒸氣及至吸取歧管的已用蒸氣的流動(dòng)方向或/及蒸氣冷凝物的收集。如所注釋，該輸送系統(tǒng)為一連續(xù)循環(huán)，較佳為復(fù)數(shù)個(gè)塑膠皮帶，一皮帶針對(duì)該摻雜機(jī)的每一道。在以下所描述的例不性具體實(shí)例中，該摻雜機(jī)具有5個(gè)道。在一替代輸送系統(tǒng)中，使用通常為織帶或橫截面為圓形的側(cè)向隔開的條帶、股線或繩索。該輸送皮帶或條帶由一或多個(gè)驅(qū)動(dòng)輥驅(qū)動(dòng)，且由一系列空轉(zhuǎn)輥或滑輪沿一上部水平晶圓輸送區(qū)段導(dǎo)向從而使晶圓移動(dòng)通過該處理腔室。藉由在一回行區(qū)段中在傾斜擋板下方使輥重定向來導(dǎo)向這些皮帶或條帶。在該回行區(qū)段中相鄰于該出口端安置的為一向這些輸送皮帶及條帶提供可調(diào)整的張緊力的驅(qū)動(dòng)及空轉(zhuǎn)輥系統(tǒng)。將一張緊輥安置于一容器槽中為較佳的，將干凈的去離子水連續(xù)引入至該容器槽中，且將來自該蒸氣產(chǎn)生及蒸氣沈積區(qū)的廢冷凝物引導(dǎo)至該容器槽中。皮帶或條帶通過空轉(zhuǎn)輪，這些空轉(zhuǎn)輪將該皮帶重定向從而向下至該容器中并圍繞張緊輥，并在浸沒于水中的同時(shí)返回。該水清潔皮帶或條帶，且該“清洗”水越過一堰而汲出至一排水溝。經(jīng)清潔的皮帶或條帶繼續(xù)返回該單元的該入口端，在該入口端處皮帶或條帶經(jīng)重定向以形成該水平晶圓輸送區(qū)段。視需要，將逆向旋轉(zhuǎn)硬毛刷定位于皮帶或條帶的面，或面與背面上以輔助清潔。這些硬毛刷較佳地包括裝配有刷子的空心心軸，且在該心軸的一末端處供應(yīng)水。水經(jīng)由沿該心軸的孔洞離開以用凈水潤(rùn)濕這些刷子，且自核心向外連續(xù)地沖洗這些刷子。在另一重要替代具體實(shí)例中，這些晶圓隨著進(jìn)入處理腔室或/及隨著其穿過處理腔室蒸氣沈積區(qū)而經(jīng)冷卻，以輔助熱處理蒸氣冷凝于該晶圓表面上。相較于一噴霧或瀑布涂布系統(tǒng)，蒸氣的水含量為相對(duì)較低的。此外，冷凝釋放了蒸氣的潛熱。因此，這些經(jīng)涂覆晶圓并不需要延長(zhǎng)的干燥時(shí)間；確切而言，其實(shí)際上干燥地離開腔室，使得其可立即行進(jìn)至下游擴(kuò)散爐，本發(fā)明的摻雜機(jī)系統(tǒng)饋送涂覆有摻雜劑的晶圓至該下游擴(kuò)散爐以供燒制。在需要之處，與恰在蒸氣沈積腔室的出口端外部(下游)的出口擋板腔室相關(guān)聯(lián)地安置的一簡(jiǎn)單加熱系統(tǒng)可用以使這些晶圓干燥。較佳加熱構(gòu)件包括一輻射光或IR燈系統(tǒng)，或諸如經(jīng)由擋板氣刀引導(dǎo)至晶圓的一或多個(gè)表面上的壓縮干燥空氣(CDA)*N2氣的溫暖干燥空氣。在替代例中，將一短擋板類型干燥腔室安置于該摻雜機(jī)裝置的該出口與該下游擴(kuò)散爐中間以在將這些經(jīng)干燥的經(jīng)磷酸涂覆的晶圓引入至該擴(kuò)散爐以形成該P(yáng)-n接面層之前(例如)藉由使用CDA或IR燈來提供一初步干燥轉(zhuǎn)變。在一重要替代性實(shí)施例中，該摻雜機(jī)的出口處的該干燥腔室可包括UV燈以針對(duì)該擴(kuò)散燒制處理來調(diào)節(jié)這些經(jīng)摻雜晶圓，此調(diào)節(jié)導(dǎo)致使該擴(kuò)散燒制循環(huán)縮短(摻雜后的UV調(diào)節(jié)或擴(kuò)散前調(diào)節(jié))。這些UV燈可與上文針對(duì)該預(yù)處理模組所描述者相同，但中壓汞蒸氣UV燈為較佳的。此摻雜后的擴(kuò)散燒制預(yù)調(diào)節(jié)模組可為該摻雜機(jī)系統(tǒng)的部分、恰在擴(kuò)散爐上游的一單獨(dú)的轉(zhuǎn)變模組，或可整合于該擴(kuò)散爐的第一預(yù)熱區(qū)中。在使用處理電漿(帶電荷熱蒸氣或霧)的又一重要具體實(shí)例中，該腔室的這些橫向入口端擋板及出口端擋板 帶正電荷以排斥電漿，其有助于防止這些電漿泄漏出這些末端狹縫且藉此控制腔室氣氛。在另一替代例中，一電荷棒可用于該腔室的入口端處以向這些晶圓提供負(fù)電荷。在此具體實(shí)例中，這些皮帶由不導(dǎo)電彈性體制成，使得這些晶圓的唯一放電系藉由與帶正電荷的電漿組合?？商峁┲T如一氮化不銹鋼桿或電刷系統(tǒng)的一接地以提供必要電荷流。在處理腔室內(nèi)部(包括其中的蒸氣沈積區(qū))包括經(jīng)定向以將清潔DI水引導(dǎo)至該腔室的內(nèi)部表面從而周期性地進(jìn)行沖洗清潔的復(fù)數(shù)個(gè)小噴霧噴嘴為較佳的。這些噴嘴藉由一合適的管線歧管連接至一計(jì)量式DI水源及計(jì)時(shí)器。此情形防止諸如POCl3的酸副產(chǎn)品的不適當(dāng)堆積物積聚于這些壁上。在目前較佳具體實(shí)例中，該蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)背負(fù)于該處理腔室的頂部上，且包括底部孔隙從而為經(jīng)由一或多個(gè)狹縫直接引入至該處理腔室的頂部中的該蒸氣提供一流動(dòng)路徑，該一或多個(gè)狹縫平行于晶圓處理路徑或橫向于該晶圓處理路徑而定向。熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者將易于認(rèn)識(shí)到并了解，可在無不適當(dāng)實(shí)驗(yàn)的情況下實(shí)施本文中所描述的若干具體實(shí)例的各種特征的任一組合的實(shí)施。在此方面，引入至該背負(fù)式蒸氣產(chǎn)生腔室中的濃縮酸溶液系在約40%至86%的范圍內(nèi)，且逼近該蒸氣處理腔室中的平衡。關(guān)于帶電電漿具體實(shí)例，該電壓為相對(duì)低的，例如為約1000伏特至約2000伏特。關(guān)于晶圓的UV調(diào)節(jié)，該步驟為可選的，但UV預(yù)處理較佳地在本發(fā)明摻雜機(jī)系統(tǒng)裝置的入口端處實(shí)施，且較佳地連續(xù)地處于與晶圓被饋送至摻雜機(jī)的傳送機(jī)皮帶中或上的速率相同的速率。該蒸氣冷凝腔室區(qū)的冷卻系統(tǒng)為可選的，但在使用時(shí)較佳地在蒸氣涂布及冷凝處理腔室(摻雜腔室)的至少一部分中安置于皮帶之下。盡管皮帶、織帶或繩索類型橡膠或聚合物皮帶目前較佳地用于通過摻雜腔室的輸送系統(tǒng)，但亦可使用鈍化金屬帶或指狀驅(qū)動(dòng)器，諸如氮化不銹鋼或鎳鉻合金鋼絲帶或側(cè)指型驅(qū)動(dòng)器。隨后在一擴(kuò)散爐中處理這些經(jīng)摻雜晶圓以藉由擴(kuò)散至硅或其他高級(jí)晶圓材料中而產(chǎn)生P-n接面表面層或背面電場(chǎng)層。本發(fā)明摻雜劑涂布器可為與一擴(kuò)散爐配對(duì)的上游模組，且該兩者可為一整合制造線的部分，該制造線包括晶圓上的耙指及匯流排的后續(xù)絲網(wǎng)印刷及這些晶圓的后續(xù)燒制以與硅或其他晶圓材料形成歐姆接觸。在一共燒制系統(tǒng)中，這些晶圓的頂側(cè)涂覆有一磷酸摻雜劑，且底側(cè)涂覆有硼酸摻雜劑。


圖1為包含一將晶圓饋送至摻雜機(jī)模組的UV晶圓預(yù)處理模組的本發(fā)明裝置系統(tǒng)的自左至右的示意性側(cè)向立面圖，該摻雜機(jī)模組又經(jīng)由短的中間干燥區(qū)將涂覆有酸摻雜劑的晶圓饋送至擴(kuò)散爐中；圖2為UV模組及摻雜機(jī)模組的等角視圖，入口系在左側(cè)上且出口系在右側(cè)上，其中UV模組的上半部的右側(cè)經(jīng)移除以展示模組內(nèi)部的UV燈，且摻雜機(jī)模組的頂半部經(jīng)移除以展示摻雜機(jī)的輸送皮帶；圖3為本發(fā)明摻雜機(jī)模組裝置的自右前側(cè)起的立面等角視圖，其中晶圓輸入系在左側(cè)上且晶圓輸出系在右側(cè)上，且展示背負(fù)于晶圓處理道區(qū)的頂部上的霧預(yù)備腔室，并以虛線展示在晶圓處理腔室內(nèi)部的 傾斜的滴流地板擋板；圖4為圖3的本發(fā)明摻雜機(jī)模組的自相反的左后(出口)側(cè)所見的立面等角視圖；圖5為本發(fā)明摻雜機(jī)模組的側(cè)向立面圖，其中前面(入口)在左側(cè)且后面(出口)在右側(cè)，從而展示霧預(yù)備腔室的準(zhǔn)許排水的斜面；圖6為摻雜機(jī)模組的前橫向立面圖，為了明晰及比例而省略了框架的一部分；圖7為圖2至圖6的本發(fā)明摻雜機(jī)模組的自右側(cè)入口端所見的立面等角視圖，從而展示外殼的右側(cè)經(jīng)移除以顯露輸送系統(tǒng)、晶圓冷卻板的第一具體實(shí)例、輸送皮帶清洗槽、將處理腔室分為用于每一處理道的區(qū)的各種內(nèi)部擋板及上文的霧預(yù)備腔室的內(nèi)部；圖8為本發(fā)明摻雜機(jī)模組的下半部的等角視圖，其中側(cè)壁被移除以展示包括皮帶張緊及清潔/槽裝置的輸送皮帶系統(tǒng)；圖9為示意性地說明用于對(duì)Si晶圓進(jìn)行摻雜的本發(fā)明制程的操作流程示意圖；圖10為本發(fā)明摻雜機(jī)模組的下半部的等角視圖，其中側(cè)壁經(jīng)移除以展示使用條帶、繩索或撓性管路的替代性輸送系統(tǒng)具體實(shí)例；圖11為本發(fā)明摻雜機(jī)模組的下半部的等角視圖，其中右側(cè)壁及所有皮帶(除一皮帶外)經(jīng)移除以展示安置于晶圓輸送路徑之下的橫向冷卻散熱器，且展示地板冷凝物回行擋板；圖12為本發(fā)明摻雜機(jī)模組的下半部的等角視圖，其中皮帶經(jīng)移除但展示縱向冷卻散熱器的第二具體實(shí)例，且垂直張緊輥在皮帶槽的每一末端處抬起；圖13為本發(fā)明摻雜機(jī)模組的第二具體實(shí)例的示意圖，其中霧預(yù)備腔室與晶圓處理腔室分離并經(jīng)由集管連接至晶圓處理腔室，噴霧器噴嘴安置于垂直霧預(yù)備腔室的頂部處，且包括恰在晶圓處理腔室上方的電漿產(chǎn)生器集管。圖14為圖11的本發(fā)明摻雜機(jī)模組的第二具體實(shí)例的示意圖，其中噴霧器噴嘴定位于霧預(yù)備腔室的側(cè)壁中；及圖15為在圖13或/及圖1至圖12及圖14的具體實(shí)例中使用的電漿電荷集管的垂直剖面圖。
具體實(shí)施例方式參看附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。以下詳細(xì)描述舉例而言而非藉由限制本發(fā)明的范疇、等效物或原理來說明本發(fā)明。此描述將清楚地使得熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者能夠制造并使用本發(fā)明，且描述本發(fā)明的包括目前咸信為進(jìn)行本發(fā)明的最佳模式的若干具體實(shí)例、調(diào)適、變化、替代例及使用。圖1展示本發(fā)明晶圓處理系統(tǒng)10的若干模組的示意圖，該晶圓處理系統(tǒng)10自左至右順序地包含:A)UV預(yù)處理模組IOA ;B)轉(zhuǎn)移馬弗爐10B，其視需要但較佳地藉由引導(dǎo)至晶圓頂部或/及底部表面上的冷N2氣來冷凍經(jīng)過該馬弗爐IOB的晶圓；C)摻雜機(jī)模組10C，其中藉由作為蒸氣層涂布的高度濃縮的正磷酸涂覆晶圓的頂表面；D)第二轉(zhuǎn)移馬弗爐，其視需要但較佳地藉由將熱的干燥N2氣引導(dǎo)至經(jīng)酸涂覆的晶圓的頂表面及底表面兩者上來充當(dāng)輔助干燥器；&E)擴(kuò)散爐10E，該擴(kuò)散爐IOE在具有如圖所示的單獨(dú)轉(zhuǎn)移皮帶的出口馬弗爐IOF中終止于其出口末端處。若干個(gè)模組中的每一者較佳地被水平分為可垂直移動(dòng)的上半部12a及固定的下半部12b。藉由若干個(gè)模組的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)16a至16f沿藉由左側(cè)的箭頭P指示的處理路徑引導(dǎo)晶圓14。各種處理步驟區(qū)中的例示性晶圓在進(jìn)口處識(shí)別為14a，直至在馬弗爐IOF的出口末·端處的轉(zhuǎn)移皮帶16f處識(shí)別為16g。晶圓14g —般將向下游轉(zhuǎn)移至用于藉由抗反射涂覆層涂覆晶圓的頂表面的涂布器中，接著經(jīng)干燥，藉由精細(xì)收集器線對(duì)晶圓的頂表面進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，并將膏涂覆于整個(gè)底表面上以用于背部接觸層，且最終在金屬化爐中燒制以完成晶圓至太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化。UV模組包括藉由側(cè)向隔開的端壁定界的進(jìn)口擋板區(qū)18，這些端壁具有僅垂直方向上足夠?qū)拸亩蛹{皮帶16a上的晶圓的狹縫。進(jìn)口擋板區(qū)18包括定位于晶圓上方及下方的氣刀20。隨著晶圓在UV預(yù)處理調(diào)節(jié)區(qū)22中于轉(zhuǎn)移皮帶16a上移動(dòng)通過，可經(jīng)由氣刀23將受控氣氛氣體流施加至晶圓上。受控氣氛較佳選自壓縮干燥空氣(CDA)、O2或具有預(yù)先選擇量的氧的惰性氣體(例如，具有約5%至約20%02的N2);亦即，足以誘發(fā)Si晶圓頂表面的氧化藉此促進(jìn)下一個(gè)下游摻雜機(jī)裝置中的冷凝成核及至晶圓表面的結(jié)合的氧量。氣刀
20、23在UV模組中輔助提供正壓，以排斥周圍空氣及濕氣，藉此控制UV模組內(nèi)的氣氛。針對(duì)若干個(gè)擋板區(qū)中的每一者展示了排氣煙 21 ;這些排氣煙 21可能補(bǔ)充有碳濾器。主要UV預(yù)處理腔室22包括復(fù)數(shù)個(gè)橫向定向的UV燈24，其沿處理路徑P隔開以隨著晶圓自進(jìn)口位置14a過渡至出口 14b而誘發(fā)對(duì)晶圓的頂表面的氧化。例示性UV腔室總成22使用在皮帶上方3至4’’、間隔開4.5’’的12個(gè)燈。與轉(zhuǎn)移皮帶16a、16C及16e相關(guān)聯(lián)的箭頭T展示皮帶的回行方向；晶圓14a至14g的運(yùn)動(dòng)在圖1中系自左至右。因?yàn)楸壤?，未展示UV模組的驅(qū)動(dòng)；較佳地該驅(qū)動(dòng)隨動(dòng)于摻雜機(jī)入口輥中間動(dòng)軸以確保UV模組輸送率與摻雜機(jī)相同。轉(zhuǎn)移馬弗爐IOB可為UV模組IOA或摻雜機(jī)模組IOC的一部分，或可為獨(dú)立模組。此轉(zhuǎn)移馬弗爐IOB提供至摻雜機(jī)模組IOC的過渡，且較佳地包括氣刀20，該氣刀20將經(jīng)冷凍的干燥N2氣25引導(dǎo)至晶圓的頂部上從而對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)先冷卻，以便輔助誘發(fā)晶圓上的在摻雜機(jī)晶圓處理區(qū)28中涂布的濃縮酸蒸氣的冷凝。摻雜機(jī)模組IOC分別包括進(jìn)口擋板區(qū)18及出口擋板區(qū)26，其每一者包括氣刀20。經(jīng)由進(jìn)口擋板區(qū)18中的氣刀施加經(jīng)冷凍的壓縮干燥N2氣，而經(jīng)由出口擋板區(qū)26及可選過渡干燥馬弗爐IOD中的氣刀施加經(jīng)加熱的壓縮干燥空氣或N2氣。經(jīng)冷凍的氣體使晶圓冷卻，而在將濃縮酸蒸氣涂布于晶圓上的后經(jīng)加熱的氣體對(duì)晶圓進(jìn)行干燥。經(jīng)冷凍的氣體及經(jīng)加熱的氣體皆用以防止周圍空氣吸入至摻雜機(jī)IOC的中央晶圓處理區(qū)28的受控氣氛中。視需要，隨著晶圓經(jīng)過摻雜機(jī)模組，使用置放于皮帶下的冷卻板或散熱器30使晶圓冷卻，將散熱器實(shí)施為橫向于或平行于晶圓14c、14d的處理行進(jìn)路徑定向的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)段。散熱器合適地由如圖所示的經(jīng)冷凍的水31 (入)及33 (出)冷卻，或可使用諸如乙二醇或經(jīng)核準(zhǔn)的“綠色”碳氟化合物致冷劑中的任一者的致冷液。作為一選項(xiàng)，內(nèi)部干燥區(qū)32可安置于晶圓處理區(qū)28內(nèi)部。此區(qū)包含具有皮帶/晶圓進(jìn)出狹縫的橫向進(jìn)口擋板及出口擋板、以及使此區(qū)與酸霧隔離的頂部。此干燥區(qū)包括一或多個(gè)高強(qiáng)度紅外線(IR)燈34，舉例而言展示了三個(gè)燈。隨著晶圓自位置14c向右移動(dòng)，此等IR燈在第一層化處理步驟中將酸最初涂布至晶圓14之后使晶圓干燥。接著，隨著晶圓自內(nèi)部干燥區(qū)32出現(xiàn)，此等晶圓再次由第二層酸予以涂覆，經(jīng)雙重涂覆的晶圓14d在擋板區(qū)26及干燥器IOD中被干燥。本發(fā)明摻雜機(jī)裝置IOC亦包括熱濃縮酸蒸氣產(chǎn)生腔室36，該熱濃縮酸蒸氣產(chǎn)生腔室36在此圖中展示為“背負(fù)”地裝配于晶圓處理腔室區(qū)28上方。酸蒸氣產(chǎn)生腔室36包括一或多個(gè)內(nèi)部IR燈34， 且濃縮酸及N2氣被引入(此情形在此處展示于左端處)。霧化噴嘴37及來自燈的熱產(chǎn)生熱濃縮酸蒸氣，其經(jīng)由蒸氣轉(zhuǎn)移歧管38離開而至晶圓處理區(qū)28的頂部中。晶圓轉(zhuǎn)移皮帶16c在其回行路徑上通過槽40，在其中藉由通過水浴來清潔皮帶。自入口擋板18及出口擋板26的煙道排出的任何酸蒸氣被(例如)經(jīng)由槽40發(fā)送至再循環(huán)裝置41。晶圓14d行進(jìn)通過對(duì)氣體加熱的出口擋板區(qū)26、通過干燥模組IOD而至擴(kuò)散爐模組IOE中。出口擋板26及干燥模組IOD中的任一者或兩者較佳地包括將壓縮干燥空氣或N2遞送至晶圓以輔助使晶圓干燥的氣刀20。出口擋板及干燥模組IOD兩者亦可包括鹵素?zé)艋騃R燈34以輔助使晶圓的頂表面上的酸/水層干燥。當(dāng)經(jīng)干燥的晶圓14e進(jìn)入擴(kuò)散爐IOE的處理區(qū)時(shí)，這些晶圓在頂表面上具有粉末狀白色涂層。在重要替代例中，摻雜機(jī)模組IOC的出口處的干燥腔室IOD可包括一或多個(gè)UV燈24以針對(duì)爐10E/10F中的擴(kuò)散燒制處理來調(diào)節(jié)經(jīng)摻雜晶圓。此UV調(diào)節(jié)導(dǎo)致使擴(kuò)散燒制循環(huán)縮短。對(duì)于此擴(kuò)散預(yù)調(diào)節(jié)模組較佳的UV燈24為中功率汞蒸氣燈。此摻雜后的擴(kuò)散燒制調(diào)節(jié)模組可為摻雜機(jī)裝置系統(tǒng)IOC或10A/10B/10C的部分、單獨(dú)的過渡模組10D，或可整合至擴(kuò)散爐IOE的第一預(yù)熱區(qū)11中。此調(diào)節(jié)可視為摻雜后調(diào)節(jié)或擴(kuò)散燒制前調(diào)節(jié)。擴(kuò)散爐IOE包括專用傳送機(jī)系統(tǒng)16e，其并不將金屬污染物引入至晶圓中。爐IOE包括在預(yù)熱區(qū)11下游的藉由高強(qiáng)度IR燈加熱的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)，這些燈在傳送機(jī)系統(tǒng)上方及下方。這些區(qū)經(jīng)控制以隨著晶圓自位置14e行進(jìn)至出口位置14f而提供沿處理路徑的加熱及冷卻的預(yù)定所選擇熱分布。模組10AU0C及IOE全部具有頂部升“高”接近設(shè)計(jì)，其中模組12b的下部部分緊固至框架，且安置于每一模組的角處的升降機(jī)為了接近皮帶以供維修而使模組12的上部部分在轉(zhuǎn)移皮帶上方升高并降低。模組升降機(jī)較佳具有導(dǎo)螺桿類型，使得在模組處于關(guān)閉、下降位置時(shí)不存在功率汲取(power draw)，為模組操作做好準(zhǔn)備。通常，存在針對(duì)摻雜機(jī)模組IOC的控制器，該摻雜機(jī)模組IOC可控制UV預(yù)處理模組10A，盡管兩個(gè)模組IOA及IOC可獨(dú)立地升高及降低。擴(kuò)散爐模組IOE包括針對(duì)其操作的專用控制器，使得擴(kuò)散爐模組IOE可獨(dú)立于其他模組IOA及IOC而升高及降低。在轉(zhuǎn)移馬弗爐緊固至其相鄰模組的上部部分12A的情況下，轉(zhuǎn)移馬弗爐可與各別模組一起(例如，IOB與IOA —起及IOD與IOC —起)經(jīng)升高及降低。操作實(shí)施例:經(jīng)由UV預(yù)處理模組10A、包括轉(zhuǎn)移馬弗爐IOB的摻雜機(jī)模組IOC及干燥模組IOD處理標(biāo)準(zhǔn)多晶6平方吋Si晶圓，且接著在擴(kuò)散爐IOE中加以燒制。在UV預(yù)處理模組及摻雜機(jī)兩者中的停留時(shí)間各自為2分鐘。藉由Jandel Model3000 的四點(diǎn)探測(cè)系統(tǒng)(可購(gòu)自 Bridge Technology, salesibridgetec.com)來評(píng)估所有5條線中的所得經(jīng)摻雜并經(jīng)燒制的晶圓，以判定在側(cè)向跨越晶圓且在晶圓上垂直上/下地均勻隔開I’ ’(自每一邊緣起的I’ ’開始)的25個(gè)點(diǎn)處的晶圓的薄層電阻。對(duì)于關(guān)于使用四點(diǎn)探測(cè)以判定薄層電阻及電阻率計(jì)算的技術(shù)資訊，參見http://www.four-point-probes.com/short, html?？缭絹碜运芯€的16個(gè)例不性晶圓且跨越所有晶圓，以歐姆/平方為單位(標(biāo)準(zhǔn)量測(cè)量度)的電阻率為極好的，在66 Ω/sq.的低值至個(gè)別點(diǎn)處的94.2Q/Sq.的高值的范圍內(nèi)，其中與晶圓平均值的偏差在±2.1 Ω/Sq.的低值至±3.16Q/sq.的范圍內(nèi)。整個(gè)晶圓上的平均值在69.44±2.2Q/sq.至91.11 ±2.67 Ω /sq.的范圍內(nèi)。在對(duì)同一類型晶圓不使用UV預(yù)處理的比較性測(cè)試中，就跨越晶圓及晶圓間的電阻而言，均勻性低得多(約>5 Ω/sq.)，該偏差為使用UV預(yù)處理步驟時(shí)的偏差的兩倍。此情形表明在摻雜處理步驟上游使用UV輻射預(yù)處理的出乎意料且有益的結(jié)果。返回諸圖的詳細(xì)描述，圖2更詳細(xì)地說明UV模組10A及摻雜機(jī)模組10C，為了明晰，省略了中間轉(zhuǎn)移馬弗爐10B。如藉由左側(cè)處的箭頭P可見，晶圓轉(zhuǎn)移移動(dòng)在此圖中系自左至右。在此實(shí)施例中，每一模組裝配于機(jī)架42上，其包含合適的縱向軌道、垂直支腳及橫跨部件。4支柱類型導(dǎo)螺桿類型升降機(jī)系統(tǒng)44被展示為連接至UV模組10A的上區(qū)段及下區(qū)段，使得上半部可經(jīng)升高從而接近轉(zhuǎn)移皮帶16a，在轉(zhuǎn)移皮帶16a上描繪了五個(gè)晶圓14b。如可看到，下半部12b固定至機(jī)架部件42，而上半部12a藉由同步工作的升降機(jī)44而可相對(duì)于下半部12b垂直移動(dòng)。摻雜機(jī)模組10C的整個(gè)上半部28U已被省略，以展示與摻雜機(jī)模組的下半部28L相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的多皮帶具體實(shí)例。在此具體實(shí)例中，UV預(yù)處理模組具有一足夠?qū)拸亩苑Q為五條線A至E的5并列陣列輸送晶圓的單一皮帶。相應(yīng)地，每一皮帶16c包含摻雜機(jī)的單 獨(dú)線，多線摻雜機(jī)模組10C的具體實(shí)例經(jīng)展示。單一連續(xù)構(gòu)架系統(tǒng)可用于兩個(gè)模組，或每一模組可具有其自己的機(jī)架，在后一狀況下，將配對(duì)連接器用以準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)地接合兩個(gè)模組。展示了摻雜機(jī)模組升降機(jī)44，以及在模組的槽40下方以捕獲任何酸溢出的酸滴收集盤50。圖3展示自右前側(cè)觀察到的摻雜機(jī)模組10C，其中上半部12a (28U)系在操作位置中，其向下閉合于固定的下半部12b (28L)上。下半部固定地裝配至機(jī)架部件42，且如上文所描述的升降機(jī)44相鄰于其四個(gè)角經(jīng)緊固以相對(duì)于固定的下半部12b提升上半部12a從而存取五個(gè)皮帶16a，一皮帶界定每一線LI至L5。展示為箭頭P的晶圓處理路徑系自左至右，且輸出的經(jīng)摻雜晶圓He離開而進(jìn)入下游擴(kuò)散爐IOE (參見圖1)中。請(qǐng)注意，將晶圓處理腔室28水平地一分為二為上半部28U及下半部28L。進(jìn)口擋板區(qū)18包括一具有進(jìn)口狹縫48的橫向進(jìn)口端壁46，經(jīng)UV預(yù)處理的晶圓在皮帶16c上通過該進(jìn)口狹縫48。相同情形適用于出口擋板區(qū)26，該端壁在此視圖中不可見。模組之下為安全收集托盤50，該安全收集托盤50具有升高的側(cè)壁以防酸溢出。請(qǐng)注意，此實(shí)施為5道摻雜機(jī)模組，這些道界定于28U的外部側(cè)壁與橫向隔開的內(nèi)部縱向擋板(在此視圖中不可見)之間，從而界定道L-1至L-5。對(duì)應(yīng)于每一道為蒸氣產(chǎn)生腔室36，這些腔室被識(shí)別為VGCl至VGC5。如圖所示，在(舉例而言)VGC5的左端處向每一蒸氣產(chǎn)生腔室36饋送N2氣(視需要經(jīng)加濕)及高度濃縮酸(視需要酸/水混合物)。每一蒸氣產(chǎn)生腔室36包括一內(nèi)部IR燈34。展示VGCl的濃縮酸蒸氣轉(zhuǎn)移歧管38，而在此視圖中看不到其他濃縮酸蒸氣轉(zhuǎn)移歧管。可移除面板49提供對(duì)處理蒸氣涂布腔室28U的內(nèi)頂壁的可選加熱器(未圖示)的接近。以虛線來展示具有IR燈34的可選內(nèi)部干燥區(qū)32的位置。由于需要將IR燈維持于全功率，因此如藉由箭頭C所示，空氣冷卻蒸氣產(chǎn)生腔室的外側(cè)，鼓風(fēng)機(jī)將空氣引入至相鄰蒸氣產(chǎn)生腔室VGCl與VGC2等之間的間隙中。圖4為類似于圖3但自相反的對(duì)角角落獲取的等角視圖，零件經(jīng)相同編號(hào)。在出口擋板區(qū)26的橫向端壁46中展示出口狹縫48，且在左側(cè)展示蒸氣產(chǎn)生腔室36a至36e(VGCl至VGC5)中的每一者的IR燈34。在圖3及圖4兩者中識(shí)別具有IR燈34的可選內(nèi)部干燥區(qū)32的位置，其中在上半部模組28U的頂部上展示出入艙口 49。如藉由處理路徑箭頭P所示，經(jīng)UV預(yù)處理的未經(jīng)摻雜晶圓14b的摻雜機(jī)的輸入端系在右側(cè)。圖5為用相 同零件編號(hào)所說明的圖3及圖4的摻雜機(jī)的右側(cè)立面圖，將晶圓沿路徑(箭頭P)自左側(cè)的進(jìn)口位置14b輸送至右側(cè)的14e出口。在此視圖中，溢出托盤50的側(cè)壁為明顯的。此外，起重器44的馬達(dá)54為可見的。如圖所示，槽40包括底部處的標(biāo)記為H2O的水入口及標(biāo)記為排水溝的溢流堰式排水溝。蒸氣產(chǎn)生腔室36在其末端處藉由支架56支撐，且左側(cè)的低端包括排水溝58。請(qǐng)注意，入口擋板區(qū)18的左側(cè)端壁46a短于出口擋板區(qū)26的右側(cè)端壁46b。因此，摻雜機(jī)蒸氣涂布處理腔室區(qū)段28U的上半部具有傾斜頂壁，在該傾斜頂壁上裝配蒸氣產(chǎn)生腔室36a至36e。由于支腳56長(zhǎng)度在每一末端處相等，因此蒸氣產(chǎn)生腔室朝向霧化器37定位所在的末端向下傾斜，從而準(zhǔn)許蒸氣產(chǎn)生腔室排出可能形成的任何冷凝物。內(nèi)部IR燈34使所產(chǎn)生的蒸氣維持于所選擇的高溫，以確保蒸氣經(jīng)由歧管38向下遞送至界定于內(nèi)部橫向擋板壁68a與68b之間的蒸氣涂布腔室28U中。霧化器噴霧及所產(chǎn)生的蒸氣在內(nèi)部分別示意性地展示為線及點(diǎn)。摻雜機(jī)模組12a的上半部的完全提升的輪廓由點(diǎn)劃線R來表示，該情形起因于升降機(jī)44使蒸氣產(chǎn)生腔室28U升高以提供對(duì)蒸氣產(chǎn)生腔室28U內(nèi)部的接近的致動(dòng)。圖6為自摻雜機(jī)IOC的入口端起的端視圖，該端視圖更清楚地展示專用于個(gè)別線L-1至L-5的皮帶16cl至16c5，每一線藉由可透過進(jìn)口狹縫48看見的內(nèi)部縱向擋板52分離。在酸產(chǎn)生腔室36a及36e的端壁中更清楚地可見用于酸及N2氣的引入的單獨(dú)線，以及用于燈34的電力連接，針對(duì)蒸氣產(chǎn)生腔室36a至36e中的每一者有一電力連接。請(qǐng)注意，存在經(jīng)由集管38a至38e將熱濃縮酸饋送至界定于每一線的側(cè)擋板52之間的每一單獨(dú)線LI至L5的專用蒸氣產(chǎn)生腔室。摻雜機(jī)模組12a的上半部的完全提升的輪廓由點(diǎn)劃線R來表示，該情形起因于升降機(jī)44使蒸氣產(chǎn)生腔室28U升高以提供對(duì)蒸氣產(chǎn)生腔室28U內(nèi)部的接近的致動(dòng)。請(qǐng)注意，線L5的皮帶16c5經(jīng)展示為較佳具有防滑表面的耐酸塑膠鏈帶。圖7為摻雜機(jī)模組IOC的等角視圖，其中右側(cè)壁經(jīng)移除以沿道LI的縱向(處理路徑)中線曝露道LI。摻雜機(jī)模組的上半部的頂部63橫越縱向側(cè)壁46a與端壁46b之間。此視圖在摻雜機(jī)模組的上半部28U中展示界定于共同端壁68a與68b之間的晶圓蒸氣層化處理區(qū)70。此等壁分別為入口擋板區(qū)18及出口(干燥)擋板區(qū)26的內(nèi)壁。因此，入口擋板區(qū)18界定于橫向模組外壁46a與共同橫向內(nèi)壁68a之間，而出口擋板區(qū)26界定于共同橫向內(nèi)壁68b與出口端處的橫向模組外壁46b之間。由于模組IOC的右側(cè)外壁在此視圖中已被移除，因此可看見系道L-1區(qū)的左側(cè)的內(nèi)垂直縱向擋板52。經(jīng)由展示的若干個(gè)轉(zhuǎn)移歧管38、38a及38b、經(jīng)由橫向狹縫72將產(chǎn)生于蒸氣產(chǎn)生腔室36a至36e中的經(jīng)加熱酸蒸氣遞送至蒸氣層化處理區(qū)70。隨著晶圓沿詳細(xì)展示的各別道LI通過，狹縫72形成層化于晶圓的頂表面上的蒸氣流或片。蒸氣處理區(qū)70包括雙向傾斜的頂板64，該頂板64輔助將蒸氣自狹縫向下引導(dǎo)至皮帶，在皮帶上在此視圖中晶圓自左至右傳遞以實(shí)現(xiàn)使蒸氣層化于晶圓上。在此視圖中，并未展示皮帶；確切而言，描繪了皮帶在上面移動(dòng)的滑動(dòng)器。此視圖在下半部模組28L中亦展示傾斜底板76，其成一角度以準(zhǔn)許額外冷凝的酸/水化合物排泄至槽40中。下半部28L的底部由在橫向端壁90a與90b之間延伸的底部壁78形成。剩余的 有編號(hào)零件系如上文所描述。圖8為摻雜機(jī)模組的下半部28L的展示皮帶路徑的視圖。此視圖部分地為截面，展示左側(cè)壁79b (右側(cè)壁79a經(jīng)移除且因此并未展示)。道LI的可選縱向下?lián)醢褰?jīng)移除以便不使圖式復(fù)雜。在此視圖中，道LI至L5的皮帶16cl至16c5經(jīng)展示為自左側(cè)的進(jìn)口開始，如由箭頭P所示。皮帶纏繞軸80上的進(jìn)口輥，延伸通過摻雜機(jī)至軸82上的脫離輥，且由此沿其回行路徑環(huán)繞重定向界面輥86及安置于槽40中的張緊輥88延伸。在一具體實(shí)例中，在左側(cè)的進(jìn)口端處，驅(qū)動(dòng)輥安置于右端處的中間動(dòng)軸82上，該軸經(jīng)由驅(qū)動(dòng)齒輪(未被展示為裝配于該軸上)驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)齒輪以習(xí)知方式藉由鏈條連接至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未圖示)。在回行路徑上，皮帶經(jīng)過界面輥86，該界面輥86圍繞安置于槽40中的張緊輥88向下轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶，在槽40中皮帶被水清洗。傾斜滴液面板76支撐于底部面板78上方。圖9示意性展示用于對(duì)Si晶圓進(jìn)行摻雜(P)及共摻雜(B及P)的本發(fā)明制程的整個(gè)操作流程。遵循圖，保存于儲(chǔ)存器中的經(jīng)過濾的濃縮正磷酸經(jīng)泵汲至處理酸容器中，將該容器維持于足夠的N2壓力下以防止空氣及濕氣滲透。酸濃度系在約40%至90%的范圍內(nèi)，且較佳地在60%至86%的范圍內(nèi)。酸經(jīng)過濾，且經(jīng)由酸分布歧管及計(jì)量泵引入至摻雜機(jī)IOC的五個(gè)蒸氣產(chǎn)生腔室(VCG) 36中的每一者，在這些蒸氣產(chǎn)生腔室(VCG) 36中，酸藉由加壓的干燥(且視需要經(jīng)加熱)N2氣在霧化器37中經(jīng)霧化，該N2氣經(jīng)壓力及流量調(diào)節(jié)而至每一VCG。每一 VGC36藉由腔室內(nèi)部的IR燈34加熱。形成于VGC36中的任何冷凝物被排出并收集于蒸氣捕集器中，接著投送至槽40或再循環(huán)至處理酸容器中。熱濃縮酸蒸氣HCAV經(jīng)由歧管38分配至摻雜機(jī)上部部分28U的處理蒸氣涂布(層化)區(qū)70中。隨著蒸氣通過狹縫72進(jìn)入，摻雜機(jī)內(nèi)部的加熱器66輔助維持蒸氣的適當(dāng)溫度。轉(zhuǎn)移皮帶16cl至16c5將晶圓自入口移動(dòng)至出口(14b至He)。在通過蒸氣涂布處理區(qū)70期間，蒸氣在相對(duì)較冷的晶圓上冷凝。額外蒸氣在處理區(qū)70下方冷凝，且被回送至槽40。轉(zhuǎn)移皮帶藉由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)84驅(qū)動(dòng)，且接著在槽中藉由新鮮DI水92進(jìn)行清洗。在處理操作期間維持自處理區(qū)70的底部的蒸氣冷凝及晶圓層化部分處的冷(低于濃縮酸的露點(diǎn))至蒸氣產(chǎn)生區(qū)中的熱(高達(dá)約200°C)的熱梯度。為了輔助熱控制，冷卻構(gòu)件30 (諸如水冷盤管)可提供于皮帶路徑下方。此外，在蒸氣產(chǎn)生區(qū)36及處理區(qū)70中將壓力維持為輕微正壓，其中在皮帶及擋板18及26中的引射器下方的冷凝提供輕微負(fù)壓。結(jié)果為功能上密封的處理區(qū)。圖10展示本發(fā)明摻雜機(jī)模組的輸送系統(tǒng)的替代具體實(shí)例。再次部分地展示摻雜機(jī)模組的下半部28L的截面，其中道L-1的右側(cè)壁79a及左側(cè)(進(jìn)口)端擋板被移除。在此視圖中，輸送系統(tǒng)包含(例如)橫截面為圓形的彈性體條帶、股線或繩索對(duì)16cl至16c5，道LI至L5中的每道使用兩個(gè)側(cè)向隔開的帶。晶圓路徑藉由箭頭P識(shí)別，且展示輸送條帶的完整路徑，該完整路徑包括圍繞左側(cè)的進(jìn)口端處的張緊棍80、右端處的中間動(dòng)軸82上的驅(qū)動(dòng)輥的回行路徑。驅(qū)動(dòng)齒輪84以習(xí)知方式藉由鏈條連接至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未圖示)。在回行路徑上，皮帶經(jīng)過界面輥86，該界面輥86圍繞安置于槽40中的張緊輥88向下轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶，在槽40處皮帶被水92清洗。經(jīng)由底部入口及以上圖9中的側(cè)溢流排水溝示意性地展示水的供給。在右側(cè)可見垂直下?lián)醢鍖?duì)74，但為了明晰已被從左側(cè)移除。在左側(cè)，可見傾斜排水子面板76支撐于底部面板78上方。展示例示性橫向冷卻板30a、30d，為了明晰在此比例下省略冷卻水入口及出口(對(duì)于該細(xì)節(jié)參見圖1、圖11及圖12)。圖11為類似于圖8及圖10的等角視圖，其中為了明晰移除了所選擇零件。在此視圖中，展示道LI對(duì)的僅一傳送機(jī)帶16c，為了明晰省略了道L2至L5的剩余四對(duì)側(cè)向隔開的平行皮帶。此視圖展示額外橫向散熱器30b、30c及30d，其各自包含裝配于翼片中的正弦形銅管106。散熱器元件30中的每一者包括冷凍水的至少一入口 102及一出口 104。以該方式來控制散熱器30a至30d的每一區(qū)的溫度。舉例而言，在摻雜機(jī)IOC具有內(nèi)部干燥區(qū)(在圖1中參見32)的狀況下，在散熱器區(qū)段30c或其部分中可使用加熱過的水。此視圖亦展示下半部28L的端壁90a及90b中的凹口 98從而為輸送系統(tǒng)的帶或皮帶16c的回行路徑提供間隙。圖12為取自與圖8、圖10及圖11相同的視角的另一等角視圖，這些圖可一起被視為漸進(jìn)系列。在此視圖中，使用復(fù)數(shù)個(gè)縱向散熱器100，每一道有一散熱器，展示了用于道L3的散熱器。展示入口 102及出口 104配件以及正弦形冷卻流體管道106。散熱器元件100支撐于橫向部件108上。界面輥86中的溝槽使皮帶維持于其適當(dāng)路徑中。此圖亦展示在張緊輥88 (未圖示，參見圖9)的每一末端處的線性致動(dòng)器或?qū)輻U110，從而垂直地定位輥88以調(diào)整皮帶上的張緊力。剩余零件系如上文所描述。圖13及圖14為蒸氣產(chǎn)生腔室36并未以背負(fù)樣式裝配于晶圓摻雜模組IOC的上半部29U的頂部上的替代具體實(shí)例的示意圖。在此具體實(shí)例中，蒸氣產(chǎn)生腔室36包含一玻璃柱體，該玻璃柱體由加熱器(熱盤管或加熱毯)自外部加熱。對(duì)此具體實(shí)例的腔室36進(jìn)行加熱的較佳模式為使用圍 繞周邊排列的IR燈34，這些IR燈34平行于柱體的中心軸線經(jīng)垂直定向。在圖13中，在腔室36的頂部將濃縮酸/水混合物及N2氣引入至霧化器噴嘴37中以產(chǎn)生酸蒸氣116。所產(chǎn)生的任何冷凝物92收集于底部，并再循環(huán)96至處理酸容器(參見圖9)。經(jīng)加熱的管38將蒸氣傳送至上半部模組28U并經(jīng)由狹縫72傳送至酸層化晶圓處理區(qū)70中，在該酸層化晶圓處理區(qū)70處藉由酸冷凝物對(duì)皮帶16上的晶圓14d進(jìn)行涂覆。在此具體實(shí)例中，可選風(fēng)扇114輔助將蒸氣驅(qū)動(dòng)至晶圓頂表面上。內(nèi)部IR燈加熱器34可用以維持處理區(qū)70中的蒸氣或電漿116的溫度。視需要，蒸氣可帶電，并藉由具有合適電極62的集管60轉(zhuǎn)化為熱的帶電電漿。在圖14中，霧化器噴嘴37定位于柱體的下側(cè)壁而非頂部上。剩余零件及功能系如上文所描述。請(qǐng)注意，在此具體實(shí)例中，復(fù)數(shù)個(gè)風(fēng)扇114a及114b用以控制并引導(dǎo)蒸氣或電漿流。加熱器66可用以按需維持蒸氣或電漿溫度。圖15為展示于圖13中的電漿集管60的等角垂直剖視圖，蒸氣自右側(cè)如藉由箭頭V所示流動(dòng)至集管本體的孔112中，經(jīng)過電極(陽(yáng)極)62a、62b (將約1000至2000伏特的低電壓施加至這些電極)，其中所得帶電電漿蒸氣或霧如藉由箭頭PV所示向下離開至酸層化晶圓處理區(qū)(如在圖13中可見的70)中。在此具體實(shí)例中，經(jīng)加熱的蒸氣或霧電漿帶正電，且藉由使用導(dǎo)電彈性體皮帶16而使晶圓帶負(fù)電，這些導(dǎo)電彈性體皮帶16如圖13中可見經(jīng)接地118。陽(yáng)極充電間隙 120為可調(diào)整的以向通過其的經(jīng)加熱酸霧提供所選擇的電荷位準(zhǔn)。在一或多個(gè)區(qū)中使涂覆有酸的晶圓干燥，這些區(qū)包括出口擋板區(qū)26及干燥馬弗爐10D，將干燥空氣及/或N2氣及/或熱選擇性地提供至出口擋板區(qū)26及干燥馬弗爐IOD中的每一者或兩者。摻雜機(jī)模組IOC的多皮帶轉(zhuǎn)移系統(tǒng)16c將經(jīng)摻雜晶圓14e直接卸下至擴(kuò)散爐模組IOE的爐傳送機(jī)系統(tǒng)16e上，以用于太陽(yáng)能電池晶圓的連續(xù)處理，這些太陽(yáng)能電池晶圓離開輸出端He，同時(shí)形成了 p-n接面層。擴(kuò)散爐IOE包括復(fù)數(shù)個(gè)處理區(qū)，這些處理區(qū)包括高強(qiáng)度IR燈燒制區(qū)、浸透區(qū)及至少一下游冷卻區(qū)。燒制區(qū)視需要可將隔離燈模組用于在數(shù)秒內(nèi)將晶圓快速照射加熱至在約700°C至約1000°C的范圍內(nèi)的燒制溫度。浸透區(qū)較佳亦使用高強(qiáng)度IR燈以將晶圓溫度維持于約800°至約950°C的范圍內(nèi)歷時(shí)一時(shí)間，該時(shí)間對(duì)于摻雜劑化合物的P或B遷移至晶圓表面中以形成p-n接面層而言為足夠的。其后，在14g處在冷卻區(qū)中藉由強(qiáng)制的周圍空氣將晶圓冷卻至周圍溫度以供在下一個(gè)下游處理步驟裝置中進(jìn)行處置。爐傳送機(jī)系統(tǒng)較佳為低質(zhì)量或近零質(zhì)量的系統(tǒng)，其準(zhǔn)許更快速的處理速度及更大的生產(chǎn)量，同時(shí)節(jié)省能量。因此，本申請(qǐng)案的教示指導(dǎo)熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者選擇操作參數(shù)，從而提供晶圓的邊至邊及晶圓間的均勻且一致的涂層，這些操作參數(shù)包括晶圓輸送率、晶圓冷卻、多層化、酸蒸氣及電漿處置(例如，流質(zhì)量及體積、溫度、酸濃度、經(jīng)由蒸氣刀狹縫的置放及定向的流動(dòng)引導(dǎo)、電氣化為霧電漿，及可選的風(fēng)扇置放及cfm)。產(chǎn)業(yè)利用性:所揭示的本發(fā)明UV處理及摻雜機(jī)裝置及方法對(duì)于硅晶圓處理行業(yè)、亦即對(duì)于整體太陽(yáng)能電池生產(chǎn)處理的摻雜及擴(kuò)散步驟具有廣泛適用性。透過跨越晶圓表面及晶圓間一致性兩者的摻雜劑化合物的厚度的較好均勻性，本發(fā)明系統(tǒng)清楚地提供藉由P或B對(duì)晶圓的高速摻雜方面的實(shí)質(zhì)改良，同時(shí)在小占據(jù)面積上增大生產(chǎn)量以與下游擴(kuò)散爐匹配。因此，本發(fā)明系統(tǒng)具有被采用作為太陽(yáng)能電池行業(yè)中晶體硅晶圓的摻雜的裝置及方法的新標(biāo)準(zhǔn)的明顯潛能?？稍诓黄x本發(fā)明的精神且無不適當(dāng)實(shí)驗(yàn)的情況下由一般熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者做出在本發(fā)明的范疇內(nèi)的各種修改。舉例而言，處理腔室可具有廣泛設(shè)計(jì)以提供本文中所揭示的功能性。同樣，藉由使用本發(fā)明的摻雜化合物涂布裝置，可以廣泛范圍的化合物(包括含有B及P兩者的化合物)及操作條件(其皆完全在熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者的能力范圍內(nèi)且并無不適當(dāng)實(shí)驗(yàn))應(yīng)用蒸氣、霧及·電漿沈積，藉此準(zhǔn)許處理器客戶開發(fā)其自己的個(gè)別專有處理操作。
權(quán)利要求
1.一種用于將一摻雜化合物涂布至一硅晶圓的至少一表面以供后續(xù)燒制從而形成一p-n接面或背部接觸層的摻雜機(jī)總成，其按操作性組合包含: a)一熱酸蒸氣產(chǎn)生腔室，其包括: 1.一霧化器，其用于藉由加壓氣體使高度濃縮液體摻雜劑酸化合物霧化以產(chǎn)生一高度濃縮酸蒸氣 '及 i1.用于對(duì)該蒸氣加熱的構(gòu)件； b)一連續(xù)傳送機(jī)系統(tǒng)，其用于在一大體上水平的路徑中輸送冷的硅晶圓； c)一蒸氣涂布處理腔室，該蒸氣涂布處理腔室具有供該傳送機(jī)輸送這些晶圓通過該處理腔室的一進(jìn)口及一出口，這些晶圓在輸送期間經(jīng)定向使得將被涂布該摻雜劑酸化合物的一表面面向上； d)該蒸氣產(chǎn)生腔室與該蒸氣涂布處理腔室連通地安置以將該熱濃縮酸蒸氣傳遞至該涂布處理腔室中； e)該蒸氣處理腔室將該酸蒸氣的一層限定并引導(dǎo)至該晶圓表面上以在該表面上形成一酸冷凝層 '及 f)用于在于該晶圓表面上形成一酸蒸氣冷凝層之后使這些晶圓干燥從而產(chǎn)生經(jīng)摻雜晶圓的構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其中該干燥構(gòu)件包括一氣刀總成，其經(jīng)安置以隨著這些晶圓離開該蒸氣處理腔室而將一干燥氣體流提供至該晶圓表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其中該干燥構(gòu)件包括一IR燈加熱器總成。
4.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其中用于對(duì)該蒸氣產(chǎn)生腔室中的該蒸氣加熱的該構(gòu)件包含一 IR燈加熱器總成。
5.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其中該蒸氣涂布處理腔室包括至少一升降機(jī)以選擇性地將該腔室提升至該皮帶上方從而提供至該腔室中的維修接近并降低該腔室以供操作。
6.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其中該連續(xù)傳送機(jī)系統(tǒng)包括并排排列的多個(gè)道，每一道具有其自己的至少一輸送皮帶，所有區(qū)的這些皮帶由一共同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)同步驅(qū)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其中該蒸氣涂布處理腔室包括用于隨著這些硅晶圓在該傳送機(jī)上輸送通過該處理腔室而使這些硅晶圓冷卻的構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其包括一電荷集管，通過該電荷集管傳遞該熱濃縮酸蒸氣以形成一熱酸電漿。
9.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其包括該摻雜機(jī)上游的一UV預(yù)處理總成，該UV預(yù)處理總成經(jīng)安置以向該摻雜機(jī)總成饋送硅晶圓，該UV預(yù)處理總成包含上方安置有一 UV腔室的一晶圓輸送總成，UV燈安置于該UV腔室中且這些UV燈經(jīng)定向以隨著這些晶圓被輸送通過該腔室而將該晶圓表面曝露至UV輻射。
10.如權(quán)利要求8所述的摻雜機(jī)總成，其中該UV預(yù)處理總成包括用于將一含氧氣體遞送至該腔室中的構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求8所述的摻雜機(jī)總成，其中該 UV腔室包括至少一升降機(jī)以選擇性地將該UV腔室提升至該UV總成輸送器上方從而提供至該腔室中的維修接近且降低該UV腔室以供操作，且該UV總成輸送器隨動(dòng)于該摻雜機(jī)傳送機(jī)。
12.如權(quán)利要求1所述的摻雜機(jī)總成，其包括一擴(kuò)散爐并安置于該擴(kuò)散爐上游以將經(jīng)摻雜晶圓同步饋送至該爐中以供擴(kuò)散燒制，從而在這些晶圓中形成該P(yáng)-n接面或背部接觸層。
13.如權(quán)利要求12所述的摻雜機(jī)總成，其中該擴(kuò)散爐包括至少一升降機(jī)以選擇性地將該擴(kuò)散爐的一上部部分提升至一固定下部部分上方以提供對(duì)該下部部分的維修接近且降低該上部部分以供操作，該擴(kuò)散爐包括一輸送系統(tǒng)，在該上部部分經(jīng)升高時(shí)，該輸送系統(tǒng)曝露于該下部部分的水平面處。
14.如權(quán)利要求12所述的摻雜機(jī)總成，其包括一經(jīng)摻雜晶圓后處理模組，該模組包括用于在擴(kuò)散燒制之前UV輻射地調(diào)節(jié)經(jīng)摻雜晶圓的UV燈。
15.一種處理已沈積有一摻雜劑化合物的硅晶圓以用于在一擴(kuò)散爐中燒制從而形成用于太陽(yáng)能電池的一 P-n或背部接觸層的方法，該方法包含以下步驟: a)藉由壓縮氣體使一濃縮液體酸化合物霧化并對(duì)該經(jīng)霧化的液體加熱從而形成一熱濃縮酸蒸氣； b)將冷的硅晶圓連續(xù)地輸送通 過一濃縮酸蒸氣涂布處理區(qū)； c)將該熱濃縮酸蒸氣引導(dǎo)至與這些冷的硅晶圓接觸，隨著這些硅晶圓被輸送通過該蒸氣涂布處理區(qū)，這些硅晶圓的將被涂布該濃縮酸蒸氣的一表面面向上以使液體濃縮酸冷凝于該晶圓表面上；及 d)使該晶圓表面上的該經(jīng)冷凝的濃縮酸干燥以形成經(jīng)摻雜晶圓，以用于在該擴(kuò)散爐中后續(xù)燒制從而形成該P(yáng)-n接面或背部接觸層。
16.如權(quán)利要求15所述的處理硅晶圓的方法，該方法包括一步驟:在將該濃縮酸蒸氣涂布至這些晶圓的該表面之前或期間，使這些晶圓冷卻。
17.如權(quán)利要求15所述的處理硅晶圓的方法，該方法包括一步驟:藉由曝露至UV輻射來預(yù)處理該硅晶圓表面。
18.如權(quán)利要求15所述的處理硅晶圓的方法，該方法包括一步驟:擴(kuò)散燒制這些經(jīng)摻雜的晶圓以形成該P(yáng)-n接面或背部接觸層。
19.如權(quán)利要求18所述的處理硅晶圓的方法，該方法包括一步驟:藉由在擴(kuò)散燒制之前曝露至UV輻射來調(diào)節(jié)這些經(jīng)摻雜的晶圓。
20.如權(quán)利要求15所述的處理硅晶圓的方法，該方法包括一步驟:在將該濃縮酸電漿弓I導(dǎo)至這些晶圓的該表面之前，使該熱濃縮酸蒸氣帶電荷從而形成一電漿。
21.一種用以將硅晶圓饋送至該摻雜機(jī)總成的摻雜機(jī)UV預(yù)處理總成，該UV預(yù)處理總成包含:一晶圓輸送總成、一 UV腔室，其中UV燈系安置在該晶圓輸送總成上方，且這些UV燈經(jīng)定向以隨著這些晶圓被輸送通過該腔室而將一待摻雜的晶圓表面曝露至UV輻射。
22.—種用以將經(jīng)摻雜晶圓饋送至一擴(kuò)散爐的摻雜機(jī)UV處理總成，該UV處理總成包含一具有至少一 UV燈的經(jīng)摻雜晶圓后處理腔室，該至少一 UV燈經(jīng)安置以用于在擴(kuò)散燒制之前，UV輻射地調(diào)節(jié)晶圓的經(jīng)摻雜的表面。
23.如權(quán)利要求22所述的摻雜機(jī)UV處理總成，其中該后處理腔室為該擴(kuò)散爐的一部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在處理為PV太陽(yáng)能電池期間用熱濃縮酸摻雜劑化合物對(duì)硅晶圓進(jìn)行摻雜從而形成p-n接面及背部接觸層的硅晶圓處理系統(tǒng)、裝置及方法。高度濃縮酸摻雜劑藉由加壓氣體霧化，并經(jīng)加熱至80℃至200℃的范圍內(nèi)，接著引入至一濃縮酸蒸氣處理腔室中從而在1.5分鐘至6分鐘中將蒸氣涂布至晶圓，這些晶圓在一多道傳送機(jī)系統(tǒng)上水平地移動(dòng)通過該處理腔室。這些晶圓經(jīng)干燥并轉(zhuǎn)遞至一擴(kuò)散爐。一可選UV預(yù)處理總成在摻雜劑涂布之前藉由UV輻射預(yù)調(diào)節(jié)這些晶圓，且經(jīng)摻雜晶圓在進(jìn)行燒制之前可在一UV處理模組中進(jìn)行后處理。這些晶圓可在該處理腔室中經(jīng)冷卻。燒制之后，這些晶圓顯現(xiàn)在60Ω/sq.至95Ω/sq.范圍內(nèi)的極好薄層電阻，且在這些晶圓上且在晶圓之間為高度均勻的。
文檔編號(hào)H01L21/00GK103250230SQ201180059376
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者路易斯·阿雷安卓·芮·加希亞, 彼得·G·拉給, 理查德·W·帕克斯 申請(qǐng)人:Tp太陽(yáng)能公司