[發明專利]用于襯底制造的晶圓板和掩模裝置

有效

• 申請號: 201680070352.1
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN108290694B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: T·布盧克;A·扎內托;T·佩德森;W·E·小倫斯塔得雷
• 申請（專利權）人: 因特瓦克公司
• 主分類號: B65G49/07
• 分類號: B65G49/07;G01B11/14;G03F9/02;H01L21/677;H01L21/68
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

一種用于在真空加工腔室中加工晶圓的系統。載體包括具有多個開口的框架，每個開口被構造成容納一個晶圓。傳送機構被構造成貫穿系統傳送多個載體。多個晶圓板被構造成支撐晶圓。用于將多個晶圓板附接至每個載體的附接機構，其中，每個晶圓板附接至相應載體的底側處的相應位置，使得被定位在其中一個晶圓載體上的晶圓中的每個晶圓被定位在載體中的多個開口的其中一個開口內。掩模附接在載體中的多個開口的其中一個開口的前側上方。對準臺將晶圓板支撐在載體中的開口下面。相機被定位成同時對掩模和晶圓進行成像。

技術領域

本申請涉及用于真空加工的系統，諸如在太陽能電池、平板顯示器、觸摸屏等的制造中使用的系統。

背景技術

已知本領域中用于制造半導體IC、太陽能電池、觸摸屏等的各種系統。這些系統的工藝在真空中進行，并且包括例如物理氣相淀積(PVD)、化學氣相淀積(CVD)、離子注入、刻蝕等。這類系統有兩種基本方法：單襯底加工或批量加工。在單晶圓加工中，在加工期間腔室內僅存在單個襯底。在批量加工中，在加工期間腔室內存在若干個襯底。單襯底加工實現對腔室內的工藝以及被制造在襯底上的最終得到的膜或結構的高水平控制，但導致相對較低的處理量。相反，批量加工造成對于加工條件以及最終得到的膜或結構的較低控制，但提供了高得多的處理量。

通常，通過以n×m個襯底的二維陣列的形式傳送和制造襯底來實施批量加工(諸如在用于制造太陽能電池、觸摸板等的系統中所采用的批量加工)。例如，由RothRau研發的用于太陽能制造的PECVD系統利用5×5個晶圓的托盤實現2005年報道的1200個晶圓/小時的處理量。然而，其它系統利用具有6×6、7×7、8×8甚至更多數量晶圓的二維陣列的托盤。雖然利用二維晶圓陣列的托盤提高了處理量，但是這類大型托盤的操縱以及裝載和卸載操作變得復雜。

在一些工藝中，需要向正在被加工的襯底施加偏置(bias)，諸如RF(射頻)或者DC(直流)電勢。然而，由于批量系統利用帶有襯底的移動托盤，因而難以施加該偏置。

并且，一些工藝可以在被水平地保持時執行，而一些工藝能夠從被豎向保持的襯底中獲益。然而，襯底的豎向裝載和卸載比水平裝載和卸載更為復雜。

一些工藝可能需要使用掩模來遮擋襯底的一部分免于特定的制造工藝。例如，掩?？梢杂糜谟|頭的形成，或者用于邊緣摒棄以防止電池分路(shunting)。即，對于在前側和后側上具有觸頭的電池，用于制成觸頭的材料可能淀積在晶圓的邊緣上并且在前觸頭和后觸頭之間形成分路。因此，在制造至少前觸頭或后觸頭期間使用掩模來摒棄電池的邊緣是可取的。

作為另一種說明，對于硅太陽能電池的制造，期望將毯覆金屬(blanketmetal)淀積在后表面上以充當光反射器和電導體。該金屬通常為鋁，但是毯覆金屬也可以是由于多種原因(諸如成本、導電性、可焊性等)而使用的任何金屬。淀積膜厚度可以從非常薄(例如，約10nm)到非常厚(例如，2-3um)。然而，必須防止毯覆金屬繞著硅晶圓的邊緣卷繞，因為這在太陽能電池的前表面和后表面之間形成電阻連接，即分路。為了防止這種連接，可以在晶圓的后側邊緣上形成摒棄區域。該摒棄區域的常見尺寸小于2mm寬，但優選地使該摒棄盡可能薄。

形成這種摒棄區域的一個方法是通過使用掩模；然而，使用掩模具有許多挑戰。由于太陽能工業的高度競爭性，掩模的生產必須是非常廉價的。而且，由于太陽能制造設備的高處理量(通常為每小時1500-2500個電池)，因此掩模必須快速且容易地用于大量生產。并且，由于掩模用于防止在晶圓的某些部分上的膜淀積，因此掩模必須能夠吸收和適應淀積物累積。另外，由于膜淀積在升高的溫度下完成，因此掩模必須能夠在升高的溫度(例如，高達350℃)下正確地起作用，同時仍精確地保持摒棄區域的寬度，同時適應由于熱應力所導致的襯底翹曲。

發明內容

包括以下發明內容以提供對于本發明的一些方面和特征的基本理解。本發明內容不是對本發明的廣泛概述，并且因此它既不旨在具體識別本發明的重要或關鍵元素也不旨在描繪本發明的范圍。本發明內容的唯一目的是以簡化形式呈現本發明的一些概念，作為下文呈現的更詳細的描述的序言。