用于内联基板处理工具的窗组件和内联基板处理工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型的实施方式总体涉及半导体处理设备。
【背景技术】
[0002]非晶和多晶太阳能电池在将光转换成能量方面的效率有限。单晶高迀移率材料在这方面能够实现的效率高得多，但通常成本也昂贵得多。常规设备是为要求极高且涉及非常高的成本的半导体应用所设计。然而，这些系统全都成本较高，并且无法实现高产量自动化。
[0003]为了以高产量实现用于光伏应用的非常低成本的外延沉积，本实用新型人认为需要进行根本的改变，而非仅仅使得所有物件变得更大。例如，本实用新型人已观察到，分批反应器产量有限，并且面临材料成本较高、自耗以及自动化方面的挑战。非常高流率的氢气、氮气、水以及前驱物也是所需要的。此外，当生长厚膜时，还会产生大量有害的副产物。
[0004]已多次尝试将连续的反应器用于外延工艺，但结果表明连续的反应器既无生产上的价值，也未实现良好前驱物使用率。主要问题在于膜质量差并且所需要的维护过多。
[0005]另一方面，单片式反应器在前驱物和功率(电力)利用上效率极低并且每晶片产量较低。添加单片式反应器需要复杂基板升降/旋转机制。因此，虽然单片式反应器可具有的质量极高、金属污染水平较低、并且厚度均匀性和电阻率佳，但要实现这些效果，每晶片的成本极高。
[0006]此外，对于外延系统中进行的辐射加热，这些系统中使用的窗组件就必须承受较大的温度梯度和压差。一些外延系统使用圆形穹顶式窗，这样的窗需要昂贵机加工和焊接工艺制造形成能够承受较大的温度梯度和压差的窗。另外，密封件必须要经受高温以及大量压缩负载。因此，需要简单、低成本窗和密封件，从而允许在升高温度下实现气密密封。
[0007]因此，本实用新型人提出了基板处理工具的实施方式，所述基板处理工具可提供以下优点的一些或全部:较高前驱物利用率、简单的自动化、较低成本、以及产量高且工艺质量高的相对简单的反应器设计。另外，本实用新型人还提出了窗组件的实施方式，所述窗组件允许以显著较低的成本来放大窗大小。
【实用新型内容】
[0008]本文提供用于内联基板处理工具中的设备。在一些实施方式中，一种用于内联基板处理工具的窗组件可以包括:具有内表面和外表面的窗主体，所述窗主体包括:中心半透明的部分，所述中心半透明的部分被配置成使得从辐射加热灯发射出的辐射热量穿过所述中心半透明的部分，以及表面处理的部分，所述表面处理的部分围绕所述中心半透明的部分设置并设置在每个所述内表面和所述外表面上，所述表面处理的部分被配置成最小化从所述辐射加热灯发射出的所述辐射热量的全内反射；以及一或多个模制的密封件，所述模制的密封件邻近所述窗主体的外缘设置并设置在所述窗主体的每个所述内表面和所述外表面上。
[0009]在进一步的实施方式中，所述窗组件进一步可包括压差式真空密封件，所述压差式真空密封件邻近所述一或多个模制的密封件设置，所述压差式真空密封件包括具有真空通道的双重密封件。
[0010]在其他进一步的实施方式中，所述压差式真空密封件可设置在两个模制的密封件之间。
[0011]在其他进一步的实施方式中，所述压差式真空密封件可允许通过监控所述压差式真空密封件的栗送区域内基础压力，连续实时监控密封完整性。
[0012]在其他进一步的实施方式中，所述中心半透明的部分可由对IR辐射半透明的材料制成。
[0013]在其他进一步的实施方式中，所述中心半透明的部分可以是由透明平坦石英(S12)制成。
[0014]在其他进一步的实施方式中，所述表面处理的部分在所述表面处理的部分的内表面和外表面上可经过喷砂处理。
[0015]在其他进一步的实施方式中，所述表面处理的部分的宽度可为约I英寸至约4英寸，并且邻近所述窗组件的周边设置。
[0016]在其他进一步的实施方式中，所述一或多个模制的密封件可以是模制的氟碳化合物或聚四氟乙烯(PTFE)密封件。
[0017]在其他进一步的实施方式中，所述一或多个模制的密封件可以是是矩形衬垫或圆O形环中的一个。
[0018]在其他进一步的实施方式中，所述窗主体的厚度可为约6_至约8_。
[0019]在其他进一步的实施方式中，所述表面处理的部分可最小化在所述一或多个密封件的表面上的导热性和漏光。
[0020]在一些实施方式中，一种内联基板处理工具包括:基板载体，所述基板载体具有基部和一对相对的基板支撑件，所述一对相对的基板支撑件具有相应基板支撑表面；以及多个模块，所述多个模块是按线性布置彼此耦接，所述线性布置包括沿所述多个模块的轴向长度而提供的轨道以有利于引导所述基板载体通过所述多个模块，其中所述多个模块中的至少一个模块包括:加热灯，用以在所述至少一个模块的内部容积中提供辐射热量；以及窗组件，所述窗组件包括:具有内表面和外表面的窗主体，所述窗主体包括中心半透明的部分以及表面处理的部分，所述表面处理的部分围绕所述中心半透明的部分设置并设置在每个所述内表面和所述外表面上，其中所述表面处理的部分最小化从所述加热灯发射出的所述辐射热量的全内反射；以及一或多个模制的密封件，所述模制的密封件邻近所述窗主体的外缘设置并设置在所述窗主体的每个所述内表面和所述外表面上。
[0021]在进一步的实施方式中，所述窗组件可进一步包括压差式真空密封件，所述压差式真空密封件包括具有真空通道的双重密封件。
[0022]在其他进一步的实施方式中，所述压差式真空密封件可设置在两个模制的密封件之间。
[0023]本实用新型的其他和进一步实施方式如下所述。
【附图说明】
[0024]以上简要概述并更详细描述于下文的本实用新型的实施方式可以参考附图所描绘的本实用新型的说明性的实施方式进行理解。然而，应当注意，附图仅图示了本实用新型的典型实施方式，并且因此不应被视为本实用新型的范围的限制，因为本实用新型的实施方式可以允许其他等效实施方式。
[0025]图1描绘根据本实用新型的一些实施方式的索引内联(indexed inline)基板处理工具；
[0026]图2A是根据本实用新型的一些实施方式的用于与基板处理工具的模块一起使用的窗组件的横截面侧视图；
[0027]图2B是根据本实用新型的一些实施方式的用于与基板处理工具的模块一起使用的窗组件的横截面端视图；
[0028]图3是根据本实用新型的一些实施方式的基板处理工具的模块；
[0029]图4是根据本实用新型的一些实施方式的气体入口的示意性俯视图；以及；
[0030]图5是根据本实用新型的一些实施方式用于与基板处理工具一起使用的基板载体；
[0031]为了促进理解，已尽可能使用相同元件符号指定各图所共有的相同元件。附图未按比例绘制，并可为了清楚起见而被简化。应预见到，一个实施方式的要素和特征可有利地并入其他实施方式，而无需进一步叙述。
【具体实施方式】
[0032]本文提供用于外延硅沉积的高容积、低成本系统的实施方式。虽然并不限制范围，但是本实用新型人认为，本实用新型的基板处理系统可尤其有利于太阳能电池的制造应用。另外，本文提供窗组件的实施方式，所述窗组件允许以显著较低的成本来放大窗大小，以供用在用于外延硅沉积的高容积、低成本系统之中。
[0033]与用来执行多步骤式基板工艺的常规基板处理工具相比，本实用新型的系统可有利地提供具有成本效益且简单的可制造性，并且实现具有能量和成本效益的使用。
[0034]例如，基本设计部件是基于平板以简化制造，并且通过使用标准形式的易于得到的材料抑制成本以使成本降低。可以使用高可靠性的线性灯。特定的灯能够针对特定应用优化。灯可以是通常用于外延沉积反应器的类型的灯。还可针对每一特定应用优化系统内的流场(flow field)以最小化浪费。这种设计最小化净化气体需要并最大化前驱物利用率。清洁气体可添加到排气系统以有利于所沉积的材料从排气通道的去除。装载和卸载自动化也可分开进行，以有利于内联处理。也可离线处理复杂的自动化。基板预装载在载体(基座)上，用以最大化系统灵活性，由此促进与其他步骤的集成。所述系统实现系统配置的灵活性。例如，多个沉积腔室(或站)可被结合来实现多层结构或更高产量。
[0035]用于外延硅沉积的高容量、低成本系统的实施方式可使用独立基板处理工具、群集基板处理工具或索引内联基板处理工具执行。图1是根据本实用新型的一些实施方式的索引内联基板处理工具100。索引内联基板处理工具100 —般可配置成为了期望的半导体应用在基板上执行任何工艺。例如，在一些实施方式中，索引内联基板处理工具100可配置以执行一或多个沉积工艺，例如，诸如外延沉积工艺。
[0036]索引内联基板处理工具100 —般包括多个模块112 (所示第一模块102A、第二模块102B、第三模块102C、第四模块102D、第五模块102E、第六模块102F和第