用于对晶圆进行等离子体处理的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于基板的等离子体处理装置以及一种用于对晶圆进行等离子体处理的方法，尤其用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆。装置包括：伸长处理腔室，具有用于容纳可容纳多个晶圆的晶舟的容纳空间；在处理腔室中的长度方向延伸并布置在容纳空间的一侧上的至少一个导气管道；以及在处理腔室中的长度方向延伸并布置在容纳空间的另一侧上的至少一个导气管道。导气管道中的每一个具有用于气体通过的多个通过口，通过口在导气管道的长度方向上间隔开，通过口形成于导气管道朝向容纳空间的侧。此外，提供至少一个供气单元和至少一个排气单元，其中至少一个供气单元能连接到至少一个导气管道，至少一个排气单元能连接到另一个导气管道。在所述方法中，在上述类型的等离子体处理装置的处理腔室中的晶舟中容纳多个晶圆，尤其用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆，并且所述方法具有以下步骤：通过经由导气管道中的至少一个在晶舟的整个长度上引入至少一种气体来调节处理腔室中的所要气氛；以及将高频交流电压施加至晶舟以在处理阶段期间在晶舟中容纳的晶圆之间产生等离子体。

Apparatus and method for plasma treatment of wafers

The present invention relates to a plasma processing device for a substrate and a method for plasma processing of a wafer, especially a semiconductor wafer for semiconductor or photovoltaic applications. The device comprises an elongated chamber with a accommodating space for holding a boat with a plurality of wafers; at least one gas conduit is extended in the length direction in the processing chamber and arranged on one side of the accommodating space; and extended in the length direction in the processing chamber and arranged on the other side of the accommodating space. Less one gas conduit. Each of the air conduit has a plurality of passing ports for gas passing through the mouth, which is spaced through the length direction of the gas conduit, and is formed through the mouth to the side of the air conduit toward the accommodating space. In addition, at least one gas supply unit and at least one exhaust unit are provided, in which at least one gas supply unit can connect to at least one gas conduit, at least one exhaust unit can be connected to another gas conduit. In the described method, a plurality of wafers are accommodated in the canoe in the processing chamber of the plasma processing device of the above-mentioned type, especially for semiconductor or photovoltaic application semiconductor wafer, and the method has the following steps: at least one in the air conduit is introduced at least one of the entire length of the boat. A gas is used to regulate the atmosphere in the chamber; and the high frequency AC voltage is applied to the boat to produce a plasma between the wafers held in the boat during the processing stage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对晶圆进行等离子体处理的装置和方法本专利技术涉及一种用于晶圆的等离子体处理的装置和方法，其适合于在晶圆之间产生等离子体。在半导体和太阳能电池技术中，众所周知，由各种材料制成的盘状基板(disc-shapedsubstrate)(在下文中被称为晶圆，这无关于其几何形状和材料)会经过各种不同制程。就此而言，晶圆常常经过单处理制程(singletreatmentprocess)以及批次制程(batchprocess)，也就是说，同时处理若干晶圆的制程。对于单制程以及对于批次制程，在每种状况下都必须将晶圆移至所要处理位置中。在批次制程中，这通常通过将晶圆放置于所谓的舟皿中来实现，所述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放置。此类舟皿可以各种不同方式构建，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。此类舟皿可以例如包括导槽以便于将晶圆的底部边缘放置于舟皿中。此类舟皿通常是被动的，也就是说，除提供固持功能之外，此类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)的情况下，晶舟由多个导电板形成，所述多个导电板通常由石墨制成。所述板大体上彼此平行定位，且在邻近板之间形成用于固持晶圆的载体缝隙。面向彼此的板侧各自具有用于晶圆的相应载体元件，使得晶圆可以容纳在这些侧中的每一侧处。通常在每个板面向另一板的侧处提供载体元件销，所述销可以容纳晶圆。以此方式，可以在板之间的每个载体缝隙中完全地容纳至少两个晶圆使得其面向彼此。晶舟的邻近的板彼此电绝缘，且在制程期间，在直接邻近的板之间施加通常kHz或MHz区中的交流电压。以此方式，可以在板之间且尤其是在固持于相应板处的晶圆之间产生等离子体，以便提供等离子体处理，例如来自等离子体的沉积或膜的等离子体硝化。德国专利案DE102011109444A1中描述了此类晶舟的实例，其包括板和间隔元件。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，通常将其中插入有晶圆的晶舟插入至处理管道中，所述处理管道可借助于加热装置而加热，并可以因此加热晶圆和处理舟皿。尽管外部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会花费相当长的时间，这会延长制程循环(processcycle)。此外，为了获得此类等离子体处理中的所要处理结果，需要特定气氛(gasatmosphere)。因此，处理管道通常具有分别耦合到气体源和排气装置的至少一个气体入口和至少一个气体出口。气体入口和气体出口通常布置在处理管道的相对端处。气体入口和气体出口的此类布置需要相对高的气体流动，以便沿着处理管道中容纳的晶舟的长度提供大体上均质的气氛，尤其为所有晶圆之间的等离子体处理提供充分反应性物质。因此，本专利技术的目的是提供一种等离子体处理装置以及一种用于晶圆的等离子体处理的方法，其实现改良的气体供应。根据本专利技术，通过根据权利要求1所述的等离子体处理装置和根据权利要求14所述的方法实现此目的。可以根据相应从属权利要求获得本专利技术的其它实施例。等离子体处理装置适用于基板，尤其用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆，并且包括具有用于晶舟的容纳空间的伸长处理腔室，所述晶舟被配置成容纳多个晶圆。等离子体处理装置进一步包括在处理管道的长度方向上延伸并布置在容纳空间的一侧上的至少一个导气管道，以及在处理管道的长度方向上延伸并布置在容纳空间的另一侧上的至少一个导气管道，其中所述导气管道各自具有用于气体通过的多个通过口，所述通过口沿着导气管道的长度方向间隔开，并且通过口形成于导气管道朝向容纳空间的一侧。此外，提供至少一个供气装置和至少一个排气装置，其中至少一个供气装置可连接到至少一个导气管道中的一个，并且至少一个排气装置可连接到至少一个导气管道中的另一个。导气管道的此类布置允许注入气体与排出气体之间的较短气体路径，并且还允许气体或气体混合物在处理腔室内的均质分布。此外，可能在晶舟中容纳的晶圆之间特定注入气体，使得即使在低气体流动的情况下也可以在晶圆之间提供充分反应性物质。处理腔室可以具有水平布置或竖直布置，其中处理腔室竖直布置中的导气管道将布置在容纳空间的侧边。优选地，至少一个供气装置可连接到位于容纳空间下方的至少一个导气管道，并且至少一个排气装置可连接到位于容纳空间上方的至少一个导气管道。在一个实施例中，在长度等于或大于容纳空间的长度的区域上提供相应导气管道中的通过口。因此，可以在晶舟的整个长度上提供相应的气体注入和排出。为了实现气体的均质注入和排出，通过口可以呈横向于导气管道的长度方向延伸的行布置。邻近行之间的距离优选地小于5厘米，优选地小于2厘米，并且尤其小于1厘米。在一个实施例中，导气管道中的至少一个具有圆形截面形状，所述形状可以很容易产生。为了气体的良好分布，导气管道中的至少一个具有卵形或椭圆截面形状。为了改进气体分布，还可能在容纳空间的至少一侧处(例如下方和/或上方)提供至少两个导气管道。这些导气管道还可以允许引入本应只在处理腔室中混合的不同气体，以便例如避免气体供应件中的反应或沉积。尤其，在一个实施例中，在容纳空间的一侧上(尤其，下方)提供至少两个导气管道，不同气体可以通过至少一个供气单元供应到所述导气管道，使得这些气体只在离开相应导气管道之后才被混合。为了均质混合不同气体，在一个实施例中，提供三个导气管道，所述三个导气管道在处理腔室的横向方向上间隔开，其中外侧的导气管道可以供应有第一气体且内侧的导气管道可以供应有第二气体。优选地，至少一个供气装置被配置成将单种气体和/或多种不同气体通过至少一个导气管道注入处理腔室中。另外或替代地，至少一个排气装置可以被配置成将处理腔室排气至预定压力并维持所述预定压力。优选地，等离子体处理装置包括至少一个电压源，所述电压源可以通过合适方式连接到晶舟，以便在晶舟中容纳的晶圆之间施加电势以产生等离子体。在一个实施例中，等离子体处理装置包括在用于晶舟的容纳空间下方或邻近的至少一个可移动偏转元件，所述偏转元件在第一位置时至少部分地阻止用于晶舟的容纳空间的向上或向下横向气体流动，并且在第二位置时允许所述气体流动。这例如在处理阶段期间允许具体地引导气体朝向晶舟以及在加热阶段期间允许晶舟的容纳空间的横向对流气体流动。为了大体上自动致动，可移动偏转元件可以借助于对处理腔室中的真空作出响应的致动器移动。在用于晶圆的等离子体处理的方法中，在上述类型的等离子体处理装置的处理腔室中容纳装载多个晶圆的晶舟，尤其用于半导体或光伏打应用的晶圆，并且通过经由导气管道中的至少一个在晶舟的整个长度上注入至少一种气体来调节处理腔室中的所要气氛，以及通过将高频(RF)交流电压施加至晶舟而在处理阶段期间在晶舟中容纳的晶圆之间产生等离子体。此类方法提供上文已经阐述的良好气体分布和可能减少气体消耗的优点。为了调节所要气氛，优选地，通过与注入气体的导气管道相对布置的至少一个导气管道中的至少一个从处理腔室排出气体。尤其，可以通过气体的相应排出来产生所要负压或真空。气体的排出可以调节在注入实际处理气体之前的所要负压或真空。优选地，通过布置在晶舟下方的至少一个导气管道注入气体，并且通过布置在晶舟上方的至少一个导气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基板的等离子体处理装置，所述基板尤其是用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆，所述等离子体处理装置包括：伸长的处理腔室，其具有用于晶舟的容纳空间，所述晶舟被配置成容纳多个晶圆；至少一个导气管道，其在所述处理腔室的长度方向上延伸并布置在所述容纳空间的一侧上，至少一个导气管道，其在所述处理管道的所述长度方向上延伸并布置在所述容纳空间的另一侧上，其中所述导气管道各自具有用于气体通过的多个通过口，所述通过口沿着所述导气管道的长度方向间隔开，并且所述通过口形成于所述导气管道朝向所述容纳空间的一侧；至少一个供气装置以及至少一个排气装置，其中所述至少一个供气装置能连接到所述至少一个导气管道，并且所述至少一个排气装置能连接到另一个导气管道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 DE 102015004430.31.一种用于基板的等离子体处理装置，所述基板尤其是用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆，所述等离子体处理装置包括：伸长的处理腔室，其具有用于晶舟的容纳空间，所述晶舟被配置成容纳多个晶圆；至少一个导气管道，其在所述处理腔室的长度方向上延伸并布置在所述容纳空间的一侧上，至少一个导气管道，其在所述处理管道的所述长度方向上延伸并布置在所述容纳空间的另一侧上，其中所述导气管道各自具有用于气体通过的多个通过口，所述通过口沿着所述导气管道的长度方向间隔开，并且所述通过口形成于所述导气管道朝向所述容纳空间的一侧；至少一个供气装置以及至少一个排气装置，其中所述至少一个供气装置能连接到所述至少一个导气管道，并且所述至少一个排气装置能连接到另一个导气管道。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述至少一个供气装置能连接到位于所述容纳空间下方的所述至少一个导气管道，并且所述至少一个排气装置能连接到位于所述容纳空间上方的所述至少一个导气管道。3.根据前述权利要求中任一项所述的等离子体处理装置，其中在长度等于或大于所述容纳空间的长度的区域上提供各个所述导气管道中的所述通过口。4.根据前述权利要求中任一项所述的等离子体处理装置，其中所述通过口以横向于所述导气管道的所述长度方向延伸的行布置。5.根据权利要求4所述的等离子体处理装置，其中邻接行之间的距离优选地小于5厘米，优选地小于2厘米，且具体地，小于1厘米。6.根据前述权利要求中任一项所述的等离子体处理装置，其中所述导气管道中的至少一个导气管道具有圆形截面形状。7.根据前述权利要求中任一项所述的等离子体处理装置，其中所述导气管道中的至少一个导气管道具有卵形或椭圆截面形状。8.根据前述权利要求中任一项所述的等离子体处理装置，其中在所述容纳空间的一侧或另一侧上或两侧上提供至少两个所述导气管道。9.根据前述权利要求中任一项所述的等离子体处理装置，其中在所述容纳空间的一侧上提供至少两个所述导气管道，不同气体能够通过所述至少一个供气单元供应到所述导气管道，使得这些气体只在离开各个所述导气管道之后才被混合。10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其中在所述容纳空间的一侧上提供三个所述导气管道，三个所述导气管道在所述处理腔室的横向方向上间隔开，其中外侧的所述导气管道供应有第一气体且内侧的所述导气管道供应有第二气体。11.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦可·科利克，拉尔夫·罗特，韦费德·莱尔希，约翰尼斯·雷利，
申请(专利权)人：商先创国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE