[發明專利]利用極低質量運送系統的擴散爐及晶圓快速擴散加工處理的方法

有效

• 申請號: 201080008230.2
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN102356458A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 理查·W·帕克斯;路易斯·阿雷安卓·芮加希亞;彼得·G·拉給
• 申請（專利權）人: TP太陽能公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;姜精斌

1.一種用于加工處理太陽能電池晶圓的連續輸送擴散爐，其特征在于，其操作組合包含有：

a)從一個擴散爐入口到一個擴散爐出口相繼地定向的多個加熱以及冷卻區域，所述區域是以相鄰關系配置，用以界定出通過其中的連續縱向加工處理運送路徑，該路徑是定向在一個大體上水平的平面中，以及所述擴散爐區域是被從紅外線燈、阻力輻射裝置以及其組合所選出的元件所加熱；

b)一個低質量運送系統，用于接收太陽能電池晶圓以及沿著所述縱向處理路徑將太陽能電池晶圓從所述擴散爐入口、通過所述區域移動到所述擴散爐出口，所述運送系統包含有：

i)多個分隔開的抗高溫金屬纜線，其是定向成與所述縱向處理路徑橫向，所述纜線具有一個長度界定出一個所述運送系統通過所述擴散爐區域的有用的晶圓運送寬度；

ii)小直徑、薄壁、非旋轉防火管，其懸掛在所述纜線上，用以當晶圓被所述運送系統運送通過所述擴散爐區域時提供支撐給所述晶圓，以及用以大致上完全地防護所述晶圓不受到從所述纜線除氣的金屬蒸氣的影響；

iii)所述防火管延伸了所述纜線的長度的至少一個實質部位以及定位在所述纜線上，用以留下只有所述纜線的短相反側邊端部暴露出來；

iv)一對分隔開的運送構件，一個運送構件是配置成與所述纜線的每個端部相鄰，每個所述運送構件是形成一個連續的回路，其是從擴散爐入口通過所述縱向處理路徑而到所述擴散爐出口，以及因此在一個所述擴散爐區域外側的回復路徑上回到所述入口；

v)每個所述運送構件包括有多個接收構件，所述接收構件是沿著每個所述運送構件的連續回路均勻地分隔，每個所述接收構件是被建構成可移除地保持一個纜線的所述短側邊端部配置成懸掛在橫過所述運送寬度的所述運送構件之間；以及

c)一個驅動系統，其是配置在所述擴散爐區域外側，所述擴散爐區域是配置成接合所述運送構件用于當所述運送構件承載著所述多個防火管時同步運動通過所述區域以及懸掛在所述接收構件之間的纜線二者，在擴散爐操作期間，所述晶圓在所述防火管上被運送通過所述區域以加工處理所述晶圓。

2.如權利要求1所述的連續輸送擴散爐，其特征在于，所述運送回路構件是選自帶以及滾子鏈條，以及選擇地所述帶可以包括有垂直延伸的掛架，以及所述滾子鏈條可以包括有管狀樞轉連桿，所述纜線端部是接收在其中。

3.如權利要求2所述的連續輸送擴散爐，其特征在于，所述運送系統包括有以下至少之一：

a)所述帶以及鏈條是由低摩擦、抗高溫的支撐構件所引導，所述帶以及鏈條是在支撐構件上滑移；

b)所述防火管以及支撐構件從含有二氧化硅、氧化鋯以及氧化鋁的至少其中之一的陶瓷或是玻璃材料形成；

c)選擇地所述防火管包括有環形間隙器，晶圓是停放在其上，所述環形間隙器是配置成沿著防火管分隔開，用以提供多個、大致上與所述晶圓的點接觸，藉此產生有較少的熱傳導以及來自所述運送系統的污染較少；以及

d)當使用間隙器時，所述間隙器具有廣大范圍的外部構造輪廓，其實例可以從錐形、渾圓形(甜甜圈形狀)、垂直刀口、傾斜的、圓錐形、方形頂部鰭板、肋部以及類似者。

4.如權利要求1所述的連續輸送擴散爐，其特征在于，所述元件是配置在多個加工處理區域中，從入口端部到出口端部依序包括有從以下所選擇的一個或多個區域：擋板區域、上升Ramp-Up區域、高強度IR區域、點火區域、浸泡區域以及冷卻區域。

5.如權利要求4所述的連續輸送擴散爐，其特征在于，所述IR加熱是由高強度紅外線燈元件提供，所述高強度紅外線燈元件是配置在至少一個陣列之中，該陣列是選自：在所述晶圓運送路徑上方，用以將高強度、高通量的IR輻射向下引導到所述晶圓的頂部表面上，以及在所述路徑下方，用以在所述分隔開的運送系統之間將防火管引導高強度、高通量IR輻射向上引導到所述晶圓的底側表面的一個部位，所述運送構件是借著以下至少其中之一而被冷卻：部分地防護不受所述高強度IR輻射的影響，以及用引導到所述分隔開的運送構件上的大致上環境壓縮空氣噴射物的冷卻作用。