供處理腔室中使用的氣體噴射器和包括所述氣體噴射器的基板處理工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型的實施方式大體涉及半導(dǎo)體處理裝備，且更具體地說，涉及供太陽能電池制造的裝備和技術(shù)中使用的氣體噴射器，諸如高效率單晶外延膜沉積裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶和多晶太陽能電池在將光轉(zhuǎn)換為能量的效率方面受到限制。單晶高迀移率材料能夠具有高得多的效率，但通常昂貴得多。傳統(tǒng)裝備專為半導(dǎo)體應(yīng)用設(shè)計，其中具有苛刻的要求，并涉及非常高的成本。然而，這些系統(tǒng)都具有高成本且無法實現(xiàn)高產(chǎn)量自動化。
[0003]為了以高產(chǎn)量實現(xiàn)光伏應(yīng)用方面非常低成本的外延沉積，本創(chuàng)造者認為，需要從根本上改變，而不是簡單地使每個事物更大。例如，本創(chuàng)造者已經(jīng)觀察到，由于材料、消耗品的高成本和自動化挑戰(zhàn)，分批處理反應(yīng)器在產(chǎn)量上受限。還需要氫、氮、水和前驅(qū)物的非常高的流率(flow rate)。此外，當生長厚膜時產(chǎn)生大量的有害副產(chǎn)物。
[0004]針對外延工藝已經(jīng)嘗試了很多次連續(xù)反應(yīng)器，但這些連續(xù)反應(yīng)器從來沒有生產(chǎn)價值，也沒有實現(xiàn)良好的前驅(qū)物使用。主要問題是劣質(zhì)的膜質(zhì)量和過度保養(yǎng)。
[0005]在另一方面，單晶片反應(yīng)器對前驅(qū)物和功率(電)具有非常低效的利用率和具有較低的每晶片產(chǎn)量。再加上單晶片反應(yīng)器需要復(fù)雜的基板升降/旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。因此，盡管單晶片反應(yīng)器可以具有非常高的質(zhì)量、低金屬污染水平以及良好的厚度均勻性和電阻率，但是獲得這些結(jié)果的每晶片成本非常高。
[0006]因此，本創(chuàng)造者提供了一種基板處理工具的實施方式，所述基板處理工具可以提供高前驅(qū)物利用率、簡單的自動化、低成本以及具有高產(chǎn)量和工藝質(zhì)量的相對簡單的反應(yīng)器設(shè)計中的一些或全部。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本文提供一種供基板處理腔室中使用的設(shè)備。在一些實施方式中，供處理腔室中使用的氣體噴射器可包括:第一組噴氣孔，所述第一組噴氣孔被配置成將第一工藝氣體的噴射流提供至處理腔室中；和第二組噴氣孔，所述第二組噴氣孔被配置成將第二工藝氣體的層流提供至處理腔室中，其中第一組噴氣孔設(shè)置在第二組噴氣孔的至少兩個噴氣孔之間。
[0008]在一些實施方式中，基板處理工具可包括:基板載體，所述基板載體具有底座和一對相對的基板支撐件，所述基板支撐件具有各自的基板支撐表面，所述基板支撐表面從底座向上延伸且被配置成在基板支撐表面上設(shè)置基板時支撐一個或更多個基板；和第一基板處理模塊，所述第一基板處理模塊包括具有用以支撐基板載體的下表面的殼體，其中基板處理模塊包括氣體噴射器，所述氣體噴射器包括第一組噴氣孔，所述第一組噴氣孔被配置成朝向這對相對的基板支撐件之間的中央?yún)^(qū)域提供第一工藝氣體的噴射流，和第二組噴氣孔，所述第二組噴氣孔設(shè)置于第一組噴氣孔的兩側(cè)上且被配置成在基板設(shè)置于基板載體上時在基板之上提供第二工藝氣體的層流，和排氣裝置，所述排氣裝置與氣體噴射器相對設(shè)置，以從殼體移除第一工藝氣體和第二工藝氣體。
[0009]在下文中描述本實用新型的其他和進一步的實施方式。
【附圖說明】
[0010]可通過參照在附圖中所描繪的本實用新型的說明性實施方式來理解上文已簡要概述且在下文將更詳細論述的本實用新型的實施方式。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示出本實用新型的典型實施方式，且因此這些附圖不應(yīng)被視為對本實用新型范圍的限制，因為本實用新型可允許其他同等有效的實施方式。
[0011]圖1描繪根據(jù)本實用新型一些實施方式的有索引的串聯(lián)(inline)基板處理工具。
[0012]圖2是根據(jù)本實用新型一些實施方式的基板處理工具的模塊的截面圖。
[0013]圖3是根據(jù)本實用新型一些實施方式的基板處理工具的模塊。
[0014]圖4A是根據(jù)本實用新型一些實施方式的氣體入口的示意性俯視圖。
[0015]圖4B和圖4C分別描繪根據(jù)本實用新型一些實施方式的另一氣體入口的等距視圖和分解等距視圖。
[0016]圖4D是根據(jù)本實用新型一些實施方式的設(shè)置于基板處理模塊中的氣體入口的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0017]圖4E是根據(jù)本實用新型一些實施方式的設(shè)置于基板處理模塊中的氣體入口的示意性控制框圖。
[0018]圖5是根據(jù)本實用新型一些實施方式的供基板處理工具中使用的基板載體。
[0019]為了便于理解，在可能的情況下，相同的參考數(shù)字已用于指代各圖共有的相同元件。附圖并未按比例繪制，并且可為了清晰而簡化。預(yù)期一個實施方式的元件和特征結(jié)構(gòu)可有利地并入其他實施方式而無需進一步詳述。
【具體實施方式】
[0020]本文提供一種用于外延硅沉積的高容量低成本系統(tǒng)的實施方式。盡管并不限制范圍，但是本創(chuàng)造者認為，該具創(chuàng)新性的基板處理系統(tǒng)可對太陽能電池制造應(yīng)用特別有利。
[0021]與用于執(zhí)行多步驟基板工藝的傳統(tǒng)基板處理工具相比，該具創(chuàng)新性的系統(tǒng)可有利地提供成本有效且簡單的可制造性和具有能源及成本效率的使用。
[0022]例如，基本設(shè)計部件是基于平板，以通過使用可易于取得的標準形式的材料簡化制造和控制成本以使得成本下降?？墒褂酶呖煽啃跃€性燈?？舍槍唧w應(yīng)用優(yōu)化具體的燈。所述燈可以是通常用于外延沉積反應(yīng)器中的類型。還可針對每個具體應(yīng)用優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)的流場以使浪費最小化。所述設(shè)計最小化凈化氣體需求和最大化前驅(qū)物利用率?？蓪⑶鍧崥怏w添加至排氣系統(tǒng)以便于從排氣溝道移除沉積材料。還可將裝載與卸載自動化分離以便于串聯(lián)處理。可脫機(offline)處理復(fù)雜的自動化。在載體(基座)上預(yù)先裝載基板以便最大化系統(tǒng)靈活性，從而便于整合至其他步驟。所述系統(tǒng)提供了系統(tǒng)配置的靈活性。例如，可合并多個沉積腔室(或沉積站)用于多層結(jié)構(gòu)或較高產(chǎn)量。
[0023]可使用獨立基板處理工具、群集基板處理工具或有索引的串聯(lián)基板處理工具、群集基板處理工具或有索引的串聯(lián)基板處理工具來執(zhí)行用于外延硅沉積的高容量低成本系統(tǒng)的實施方式。圖1是根據(jù)本實用新型一些實施方式的有索引的串聯(lián)基板處理工具100。有索引的串聯(lián)基板處理工具100通?？杀慌渲贸舍槍λ璋雽?dǎo)體應(yīng)用在基板上執(zhí)行任何工藝。例如，在一些實施方式中，有索引的串聯(lián)基板處理工具100可被配置成執(zhí)行一個或更多個沉積工藝，例如諸如外延沉積工藝。
[0024]有索引的串聯(lián)基板處理工具100 —般包括成線性排列耦接在一起的多個模塊112 (圖示第一模塊102A、第二模塊102B、第三模塊102C、第四模塊102D、第五模塊102E、第六模塊102F和第七模塊102G)。基板可移動穿過有索引的串聯(lián)基板處理工具100，如箭頭122所示。在一些實施方式中，可將一個或更多個基板設(shè)置在基板載體上，例如，諸如下文針對圖5描述的基板載體502，以便于一個或更多個基板移動穿過有索引的串聯(lián)基板處理工具 100。
[0025]可單獨配置多個模塊112中的每一個以執(zhí)行所需工藝的一部分。通過使用模塊中的每一個執(zhí)行所需工藝的僅一部分，可具體配置和/或優(yōu)化多個模塊112中的每個模塊，以便相對于工藝的那個部分用最有效率的方式操作，從而使得有索引的串聯(lián)基板處理工具100與用于執(zhí)行多步驟工藝的傳統(tǒng)使用的工具相比更有效率。
[0026]另外，通過在每個模塊中執(zhí)行所需工藝的一部分，可由僅為模塊被配置以完成工藝的這部分所需的工藝資源量確定提供至每個模塊的工藝資源(例如，電功率、工藝氣體或類似資源)，從而進一步使得該具創(chuàng)新性的有索引的串聯(lián)基板處理工具100與用于執(zhí)行多步驟工藝的傳統(tǒng)使用的工具相比更有效率。
[0027]此外，單獨模塊有利地允許在一個或更多個基板上沉積不同摻雜劑層:例如，10微米P++型摻雜劑；10微米p+型摻雜劑；10微米η型摻雜劑。同時，傳統(tǒng)的單個腔室禁止沉積不同的摻雜劑，因為這些摻雜劑會彼此干擾。另外，由于在模塊之間使用凈化氣體(如下文所討論的)，在單獨腔室中建立外延層的串聯(lián)線性沉積有助于防止外延硅(Si)自載體之上的基板過度生長或橋接，從而在從一個模塊至下一模塊的移送階段期間提供蝕刻作用。
[0028]在有索引的串聯(lián)基板處理工具100的示例性配置中，在一些實施方式中，第一模塊102Α可被配置成提供凈化氣體以例如從基板和/或基板載體移除雜質(zhì)和/或?qū)⒒逡氲竭m宜氣氛中以便沉積。第二模塊102Β可被配置成預(yù)熱或執(zhí)行溫度漸變(temperatureramp)，以將基板溫度提高至適合于執(zhí)行沉積的溫度。第三模塊102C可被配置成執(zhí)行烘烤，以在沉積材料之前從基板上移除揮發(fā)性雜質(zhì)。第四模塊102D可被配置成在基板上沉積所需材料。第五模塊102E可被配置成執(zhí)行沉積后工藝，例如諸如退火工藝。第六模塊102F可被配置成冷卻基板。第七模塊102G可被配置成提供凈化氣體，以例如在從有索引的串聯(lián)基板處理工具100移除基板和/或基板載體如，從基板和/或基板載體移除工藝殘留物。在不需要某些工藝的實施方式中，可省略配置用于那個工藝部分的模塊。例如，如果在沉積后不需要退火，那么可省略配置用于退火的模塊(例如，上文示例性實施方式中的第五模塊102E)或用配置用于不同的所需工藝