[发明专利]晶舟以及晶圆用等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶舟(wafer boat)以及一种晶圆用处理装置(treatment apparatus for wafers)，此晶舟以及此晶圆用处理装置适合于在由此装置以及此舟皿(boat)固持的晶圆之间产生等离子体。

背景技术

在半导体以及太阳能电池技术中，众所周知，将由各种材料制成的盘状基板(disc-shaped substrate)(在下文中被称为晶圆，无关于其几何形状以及材料)接受各种不同制程。

就此而言，晶圆常常接受单处理制程(single treatment process)以及批次制程(batch process)，亦即，同时地处理若干晶圆的制程。对于单制程以及批次制程两者，在每一状况下必须将晶圆移动至所要处理位置中。在批次制程中，此情形通常是通过将晶圆置放于所谓的舟皿中而达成，此等舟皿具有用于多个晶圆的空间。在舟皿中，晶圆通常平行于彼此而置放。此等舟皿可以各种不同方式而建置，且设计常常是使得仅将晶圆的底部边缘固持于舟皿中，从而使晶圆自由直立地站立。此等舟皿可(例如)包括引入斜面(lead-in chamfer)以便促进将晶圆的底部边缘置放至舟皿中。此等舟皿通常为被动式，亦即，除提供固持功能之外，此等舟皿在晶圆的处理期间不具有另外功能。

在一种类型的晶舟(其(例如)在半导体或太阳能电池技术中用于晶圆的等离子体处理)的状况下，晶舟是由多个导电板(electrically conductive plate)形成，多个导电板通常是由石墨制成。板实质上平行于彼此而定位，且载体缝隙(carrier slit)形成于邻近板之间以用于固持晶圆。面向彼此的板侧各自针对晶圆具有对应载体元件(carrier element)，使得可将晶圆插入于此等侧中的每一者处。杆(rod)通常建置于面向另一板的每一板侧处且充当收纳晶圆的载体元件。以此方式，可在板之间的每一载体缝隙中完全地容纳至少两个晶圆使得其面向彼此。晶舟的邻近板彼此电绝缘，且在制程期间，在直接邻近板之间施加AC电流，通常在kHz或MHz区中。以此方式，可在板之间且尤其是在固持于各别板处的晶圆之间产生等离子体，以便提供等离子体处理，诸如来自等离子体的涂布沉积或膜的等离子体硝化。对于彼此紧接的板的配置，使用间隔元件(spacer element)，间隔元件具有预指定长度以用于调整板之间的预指定距离。德国专利案DE 10 2011 109 444 A1中描述此晶舟的实例，其包括板及间隔元件。

对于来自等离子体的沉积，通常另外有必要将晶圆加热至预定温度。为此目的，通常将晶舟以及插入至晶舟中的晶圆插入至处理管道(processing pipe)中，处理管道可藉助于加热设备(heating device)而加热。在加热期间，不仅加热晶圆，而且加热包括高热质量的晶舟。尽管周边板处的温度可相当快速地达到，但内部板以及内部晶圆的加热有时可花费相当长的时间，此情形会延长制程循环(process cycle)。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶舟以及一种晶圆用等离子体处理装置，此晶舟以及此晶圆用等离子体处理装置使能够对晶圆进行改良式加热。

根据本发明，此目的是通过如申请专利范围第1项所述的晶舟、如申请专利范围第9项所述的晶舟以及如申请专利范围第14项所述的等离子体处理装置而达成。本发明的另外实施例可来源于附属申请专利范围。

详言之，提供一种用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，盘状晶圆尤其是用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆，晶舟提供多个第一载体元件，其中每一第一载体元件具有用于收纳晶圆或晶圆对的边缘区域的多个载体缝隙。晶舟亦提供多个第二载体元件，多个第二载体元件平行于彼此而定位且导电，且具有用于收纳至少一个晶圆或晶圆对的边缘区域的至少一个凹痕。此晶舟可仅在晶圆的边缘的部分区域中接触晶圆，使得晶圆可实质上自由地站立且可出于此原因而被较容易地加热。就此组态而言，相较于上文所描述的板舟的类型，晶舟的热质量实质上可缩减。详言之，第一载体元件和/或第二载体元件可实质上为杆状，此导致自立晶圆的最小阴影。

在一个实施例中，第一载体元件是由导电材料制成，且第一载体元件以及第二载体元件藉助于固定单元而定位成彼此相隔一距离。元件可以此方式作为单元被处置，其中不存在在邻近晶圆之间经由第一载体元件而发生短路的危险。