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CN107995998A - 晶舟以及晶圆用等离子体处理装置 - Google Patents

晶舟以及晶圆用等离子体处理装置 Download PDF

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CN107995998A
CN107995998A CN201680031736.2A CN201680031736A CN107995998A CN 107995998 A CN107995998 A CN 107995998A CN 201680031736 A CN201680031736 A CN 201680031736A CN 107995998 A CN107995998 A CN 107995998A
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CN201680031736.2A
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麦可·科利克
拉尔夫·罗特
韦费德·莱尔希
约翰尼斯·雷利
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Centron International Business Ltd By Share Ltd
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Abstract

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；及一种晶圆用等离子体处理装置。晶舟包括：多个第一载体元件，平行于彼此而定位，每一载体元件具有用于固持晶圆或晶圆对的边缘的多个载体缝隙；以及多个第二载体元件，平行于彼此而定位，多个第二载体元件各自导电且具有用于固持至少一个晶圆或一个晶圆对的边缘区的至少一个凹痕。替代性晶舟包括多个导电板状载体元件，多个导电板状载体元件平行于彼此而定位且小于待携载的晶圆的高度的一半，载体元件各自在其对置侧上具有用于固持晶圆的至少三个载体元件。晶舟可固持于等离子体处理装置的处理腔室中，且等离子体处理装置包括控制或调节处理腔室中的处理气体气氛的工具，且等离子体处理装置亦包括至少一个电压源，至少一个电压源可以合适方式而与晶舟的导电载体元件连接以便在固持于晶舟中的直接邻近晶圆之间供应电压。

Description

晶舟以及晶圆用等离子体处理装置
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(treatmentapparatus 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-inchamfer)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(carrierelement)，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。
在另一实施例中，第二载体元件横向于第一载体元件而延伸且被形成为具有面向上的凹痕的支撑件，其中晶舟具有以第一群组电连接第二载体元件中的每隔一个第二载体元件的第一接触单元，以及以第二群组连接第二载体元件中的其他第二载体元件的第二接触单元。较佳地，第一接触单元以及第二接触单元定位于不同高度上，此促进其至电压源的连接。
一旦已插入第一载体元件以及第二载体元件，第一载体元件以及第二载体元件就较佳地与晶圆在其圆周的不大于20％且更佳地不大于10％处接触，其中晶圆的其他部分自由地站立。此情形引起与实质上自立晶圆的较少接触，此允许良好加热。详言之，载体元件可经定位以及设计使得载体元件在晶圆的插入状态下仅在其一半的区中(举例而言，在晶圆的垂直接纳的状况下的下半部)接触晶圆。
在一个实施例中，第一载体元件和/或第二载体元件中的缝隙经形成使得每隔一个缝隙经形成使得其接触经插入的晶圆或经插入的晶圆对，而其他缝隙经形成使得其不接触任何晶圆。由此有可能的是，第一载体元件和/或第二载体元件仅接触每隔一个晶圆或每隔一个晶圆对，以此方式当在邻近晶圆/晶圆对之间施加电压时可防止发生短路。
用于盘状晶圆的等离子体处理的替代性晶舟包括多个导电板状载体元件，盘状晶圆尤其是用于半导体应用或光伏打应用的半导体晶圆，多个导电板状载体元件平行于彼此定位，多个导电板状载体元件小于待插入的晶圆的高度的一半。载体元件在其对置侧上包括用于携载晶圆的至少三个载体元件。再者此处，晶圆可实质上(每一晶圆的至少一半)自由地站立，且此晶舟的热质量相较于上面所描述的板舟可缩减。
在一个实施例中，晶圆器皿的导电载体元件在其长度方向端处具有接触尖端(contact nib)，接触尖端经由接触块体(contact block)而与其他导电载体元件的接触尖端连接，其中直接邻近导电载体元件的接触尖端置放于不同高度上，且其中接触块体使每隔一个导电载体元件彼此连接。以此方式，有可能以简单方式达成导电载体元件的捆绑式电连接，此允许在直接邻近导电载体元件之间施加电压。
较佳地，接触块体的总和与接触尖端的总和的组合热质量小于晶舟的其余部分的热质量。详言之，接触块体的总和与接触尖端的总和的组合热质量小于晶舟的其余部分的热质量的1/10，以便促进快速加热。另外，较佳的是，沿着各别导电接触块体以及两个接触尖端的供应路径的阻抗应小于在与接触尖端接触的一个晶圆对之间燃烧的等离子体的阻抗，以便在高频应用的状况下不会在接触阵列的区中引起过度损失。
等离子体处理装置包括用于收纳如上文所描述的晶舟的处理腔室(processchamber)。此外，提供控制或调节处理腔室中的处理气体气氛的调控工具(means)，以及可以合适方式而与晶舟的导电载体元件连接的至少一个电流源(current source)，以便在固持于晶舟中的直接邻近晶圆之间施加电压。
附图说明
现在将参考附图来更详细地描述本发明；在附图中：
图1展示晶舟的示意性侧视图。
图2展示根据图1的晶舟的示意性俯视图。
图3展示根据图1的晶舟的示意性主视图。
图4展示等离子体处理装置的示意图，其中根据图1的晶舟收纳于等离子体处理装置中。
图5展示根据图4的等离子体处理装置的处理腔室的示意性主视图。
图6展示根据图5的处理腔室的气体供应件(gas supply)的部分的示意性俯视图。
图7展示根据图4的等离子体处理装置的替代性处理腔室的示意性主视图。
图8展示根据图4的等离子体处理装置的另外替代性处理腔室的示意性主视图。
图9展示根据图4的等离子体处理装置的另外替代性处理腔室的示意性主视图。
图10展示用于等离子体处理装置中的替代性晶舟的示意性侧视图。
图11中的a至c分离地且以其最终组成物展示根据图9的替代性晶舟的部分的示意性侧视图。
图12展示根据图9的晶舟的区段的示意性俯视图。
图13展示用于等离子体处理装置中的另外替代性晶舟的示意性侧视图。
图14展示根据图12的替代性晶舟的部分的示意性侧视图。
图15展示另外替代性晶舟的示意性俯视图。
图16展示根据图15的晶舟的部分的示意性侧视图。
图17中的(a)以及(b)展示通过根据图4的等离子体处理装置的处理腔室的示意性横截面图，其中根据图15的晶舟收纳于等离子体处理装置中。
图18展示另外晶舟的示意性俯视图。
图19展示根据图19的晶舟的部分的示意性侧视图。
图20中的(a)以及(b)展示通过根据图4的等离子体处理装置的处理腔室的示意性横截面图，其中根据图18的晶舟收纳于等离子体处理装置中。
具体实施方式
诸如“上方”、“下方”、“左边”以及“右边”的用于描述中的术语是与附图相关且并不意欲为限定性的。然而，此等术语可描述较佳实施例。与平行、垂直或角度量测相关的术语“实质上”应包含±3°的偏差，较佳地为±2°。在以下描述中，术语“晶圆”将用于盘形基板，盘形基板较佳地为用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆，但亦可提供以及处理由其他材料制成的基板。
在以下描述中，将参考图1至图3来较仔细地描述用于等离子体处理装置中的晶舟1的基本结构，其中图1展示晶舟1的示意性侧视图，且图2以及图3展示俯视图以及主视图。在此等附图中，将使用相同参考记号，这是因为其描述相同或相似元件。
晶舟1是由多个板、接触元件以及夹持单元构成。所显示的晶舟1特别适合于来自等离子体(例如，Si3N4、SiNx、a-Si、Al2O3、AIOx、掺杂以及未掺杂多晶硅或非晶硅等等的等离子体)的涂布沉积，且尤其适合于晶圆的等离子体硝化。
板6各自由导电材料组成，且详言之，其被形成为石墨板，但可取决于制程而进行板基本材料的涂布或表面处理。板6各自具有六个孔隙10，孔隙10在制程期间由晶圆覆盖，如下文中将较详细地所描述。尽管以所描绘的形式提供每板6六个孔隙，但应注意，可提供较大或较小数目个孔隙。板6各自具有上部边缘以及下部边缘，其中在上部边缘中可形成(例如)多个凹口，以便促进板的位置侦测，诸如德国专利案DE 10 2010 025 483中所描述。
在所描绘的实施例中，存在总共23个板6，板6藉助于对应接触单元以及夹持单元而实质上彼此平行地配置，以便在板6之间形成载体缝隙11。在23个板6的状况下，存在22个载体缝隙11。然而，实务上，常常使用19个或21个板，且本发明并不限定于板的特定数量。
板6至少在其面向邻近板6的各别侧上具有三个各别载体元件12的群组，载体元件12经定位使得其可在其间收纳晶圆。载体元件12的群组各自围绕每一孔隙10而定位，如图1中示意性地所指示。晶圆可经插入使得载体元件在每一状况下与晶圆的不同侧边缘接触。在板元件(对应于孔隙10)的长度方向上，存在载体元件的总共六个各别群组，其经提供以用于收纳半导体晶圆。
在板6的端处，在每一状况下存在用来电接触板6的突起接触尖端13，如下文中将较仔细地所描述。提供板6的两个实施例，此两个实施例在接触尖端13的位置方面不同。在一个实施例中，接触尖端13分别直接地邻近于底部边缘而突起，而在另一实施例，接触尖端13与底部边缘相隔一距离而突起，其中至底部边缘的距离大于另一实施例的板的接触尖端13的高度。板6的两个实施例以交替方式定位于晶舟1中。如可在根据图2的视图中最清楚地看出，直接邻近板6的接触尖端13位于晶舟装置中的不同高度上。然而，在每隔一个板6的状况下，接触尖端13在相同高度上。以此方式，藉助于接触尖端13而产生两个隔开的接触高度(contact level)。此装置使直接邻近板6能够被供应有不同电位，而每隔一个板可被供应有相同电位。
位于一个接触高度上的接触尖端13藉助于由具有良好电导率的材料(尤其是石墨)制成的接触块体15而电连接，且彼此相隔预定距离而定位。在接触尖端13的区中以及在接触块体15中的每一者中，提供至少一个贯通开口。此等贯通开口在其排齐时使能够插入夹持元件16，夹持元件16具有轴件区段(shaft section)(不可见)以及头部区段(headsection)，诸如螺钉。藉助于对轴件区段的自由端起作用或位于轴件区段的自由端上的对立元件(counter element)(诸如螺母17)，可将板6彼此固定。板以两个不同群组固定在一起使得不同群组的板以交替方式定位。夹持元件16可由导电材料制成，但此情形并非绝对的。接触块体15各自较佳地具有相同长度(在界定板6的接触尖端13之间的距离的方向上)，且此长度应等于两个载体缝隙11的宽度加上一个板6的宽度。接触块体15经较佳地设计使得接触块体15具有低热质量，且详言之，接触块体的总和相较于板6的总和应具有较低热质量。更佳地，接触块体的总和与接触尖端13的总和的组合热质量应小于板6的总和的热质量减去接触尖端13的热质量。
另外，在板中邻近于上部边缘以及下部边缘提供另外贯通开口，其中贯通开口允许插入具有轴件区段(不可见)以及头部区段(诸如夹持单元的螺钉)的夹持元件19。此等夹持元件19可与合适的对立元件20(诸如螺母)组合。在所描绘的实施例中，在每一状况下存在邻近于上部边缘的七个贯通开口以及邻近于下部边缘的七个贯通开口。围绕每一孔隙10几乎对称地定位有四个贯通开口。作为夹持单元的另外部分，提供多个间隔元件22，多个间隔元件22呈(例如)具有实质上相同长度的间隔物套管(spacer sleeve)的形式。在每一状况下，间隔元件22定位于直接邻近板6之间的对应贯通开口的区中。
夹持元件19的各别轴件区段经定大小使得此等轴件区段可延伸通过所有板6的对应开口以及通过位于此等板之间的间隔元件22。以此方式，藉助于至少一个对立元件20，可实质上将所有板6平行于彼此而固定。此处，可能可想象地将其他夹持单元与间隔元件22一起使用，此等夹持单元以实质上平行方式排齐以及夹持板6与间隔元件22。在所描绘的实施例中，存在22个载体缝隙以及每缝隙总共14个间隔元件22(七个在上部边缘处且七个在下部边缘处)，从而产生总共308个间隔元件。
夹持元件19是较佳地由电绝缘材料制成，但间隔元件22应较佳地由导电材料制成。详言之，间隔元件22应由高电阻材料制成，使得间隔元件可在供应具有足够振幅的DC电流或低频AC电流时充当电阻元件，但在供应高频AC电流(为了在板之间产生等离子体)时不存在波传播的显著阻尼。对于低频电流，考虑50Hz至10KHz的频率范围，且对于高频电流，考虑大于40KHz的频率范围，但其他频率范围亦将为可能的。在具有选定分布的所描绘的实施例中，每一间隔元件应具有(例如)3kΩ的电阻，尤其大于20kΩ或甚至大于40kΩ。举例而言，间隔元件可由掺杂硅、多晶硅或另一合适材料制成，此材料一方面不受到制程影响且另一方面不会影响制程，且尤其是不会将任何杂质引入至制程中。虽然一个群组的板6(上部接触尖端13/下部接触尖端13)经由接触元件15而彼此电连接以及固定，但所有板藉助于间隔元件22而彼此电连接以及固定。
在下文中，将参看图4至图6来较详细地描述等离子体处理设备30的基本结构，其中可使用上文所提及的类型的晶舟1(但亦可使用已知的晶舟)，其中图4展示处理装置30的示意性侧视图，图5展示处理腔室构造的示意性主视图，且图6展示气体供应件的俯视图。
处理装置30包括处理腔室区段(process chamber section)32以及控制区段(control section)34。处理腔室区段32包括在一侧上闭合的管道元件(pipe element)36，管道元件36在其内部中形成处理腔室38。管道元件36的敞开端用来装载处理腔室38，且其可藉助于闭合机构(未图示)而关闭以及密闭地密封，如本技术领域中所知。管道元件是由诸如石英的合适材料制成，此材料不会将杂质引入至制程中、电绝缘且可耐受关于温度以及压力(真空)的制程条件。在管道元件36的闭合端处，管道元件36包括用于引入以及移除气体以及电的气密通道(gas-tight passage)，此等气密通道可以常见方式予以设计。然而，对应的供应管线(supply-line)以及排出管线(discharge-line)可位于另一端处或甚至亦位于此等端之间的合适位置处的侧处。
管道元件36由使管道元件36与其环境进行热隔离的护套40环绕。在护套40与管道元件36之间提供加热设备(未详细图示)，诸如电阻加热器，加热设备适合于使管道元件36变热。然而，此加热设备可(例如)亦位于管道元件36的内部中，或管道元件36自身可经设计为加热元件。然而，目前，位于外部的加热元件为较佳的，且尤其是包括不同的可个别控制的加热电路的加热元件。
形成用于固持晶舟1(其仅部分地展示于图4中)的固持高度的载体元件(未详细图示)位于管道元件36的内部中，晶舟1可(例如)属于上文所描述的类型。然而，晶舟亦可置放于管道元件36中使得晶舟站立于管道元件36的壁上。在此状况下，晶舟将实质上固持于收纳高度上方且差不多居中地定位于管道元件中，如可(例如)在图5中的主视图中看出。在使用合适的载体元件和/或直接置放在管道元件上的情况下，结合晶舟的量测而界定载体空间，经恰当插入的晶舟位于载体空间中。晶舟可藉助于合适的处置机构(未图示)作为整体在装载状态下插入至处理腔室38中以及自处理腔室38抽出。在此状况下，当装载晶舟时，将进行分别与板6的群组中的每一者的至少一个接触块体15的电接触，如下文中将较详细地所描述。
另外，由诸如石英的合适材料制成的下部气体供应管道(lower gas supplypipe)44以及上部气体供应管道(upper gas supply pipe)46位于管道元件36的内部中。气体供应管道44、46至少沿着晶舟1的长度在管道元件36的长度方向上延伸。气体供应管道44、46各自具有圆形剖面且在横向方向上大致居中地位于晶舟1上方或下方。气体供应管道44、46在其较接近于管道元件36的闭合端的端处与气体供应单元或气体排气单元连接，如下文中将较详细地所解释。气体供应管道44、46的各别另一端闭合。然而，吾人亦可考虑短气体供应件，在此状况下(例如)仅在管道元件的一个端处抽汲气体，且藉助于扩散而分布和/或通过真空通口(较佳地附接于管道元件36的相对端处)而抽汲气体。
下部气体供应管道44具有多个开口48，气体可通过开口48离开气体供应管道。开口皆位于气体供应管道的上半部中，使得自此管道放出的气体具有在向上方向上被引导的动量。详言之，考虑提供横向于气体供应管道44的长度方向界限而延伸的开口48的多个列，其中每一列具有(例如)五个开口48。在根据图6的俯视图中，示意性地展示对应气体供应管道44的区段。开口应长度方向地位于气体供应管道44的区中，此区至少与晶舟一样长。较佳地，此区长于晶舟的长度，且经定位使得此区延伸超出晶舟的端。较佳地，开口48的表面积的总和小于气体供应管道44的横截面积。较佳地，开口48的表面积的总和与气体供应管道44的横截面积之间的关系介于30％与70％之间且尤其是介于40％与60％之间。当供应气体时，在气体供应管道44中产生恒定压力，且可跨越群居有开口的区域而达成均一的气体分布。详言之，当每一开口的直径为大约1.5mm时，应考虑将开口48的列隔开大约5mm。此量测在不同列的每一开口的中心点之间延伸。然而，距离亦可不同，且尤其在较低压力的状况下，距离可较大。小于5cm的距离应为较佳的，仍更佳的是小于2cm的距离，且特别是小于1cm的距离。
上部气体供应管道46具有具备开口的相似构造，但开口在此状况下位于下半部中。基本上，除定向不同的事实之外，气体供应管道44、46可被相同地定位，使得开口在每一状况下指向晶舟。因此，下部气体供应管道44中的开口以及上部气体供应管道46中的开口指向载体区，亦即，经恰当插入的晶舟已被定位所处的区。代替提供每一列中五个开口的列，亦有可能提供不同布局或亦提供开口的不同形状，例如，缝隙。
藉助于此等气体供应管道44、46，可在处理腔室内，尤其是亦在晶舟的载体缝隙11中达成良好的均质气体分布。为了达成此气体分布，较佳的是，向下部气体供应管道46供应气体，而对应地藉助于上部气体供应管道44来移除气体。下部气体供应管道44允许气体良好地分布于晶舟下方，且上部气体供应管道46处的移除允许晶舟1的板6之间的气体向上移动。
为了增强此效应，亦即，为了尤其在晶舟的板6之间引导气体流动，存在提供于处理腔室中的两个选用的可移动偏转元件(moveable deflection element)50。出于简化图像的原因而在图4中未展示的偏转元件50具有细长组态。偏转元件50在处理管道36的长度方向上延伸且较佳地至少与晶舟一样长。但较佳地，偏转元件50应至少与下部气体供应管道44的区一样长，开口48位于此区中。偏转元件50在晶舟下方且在侧向于晶舟1的横向方向上位于处理腔室38中。在偏转元件50的上部端处，偏转元件50各自被可枢转地支撑，且可藉助于调整机构(未图示)而在第一位置(其在图5以及图7至图9中以实线予以展示)与第二位置(其在图5以及图7至图9中以虚线予以展示)之间移动。在第一位置中，偏转元件基本上防止围绕晶舟的侧的气体流动，而在第二位置中允许此气体流动。
调整机构可(例如)为对处理腔室38中的压力起反应的机构，此机构(例如)在处理腔室38中的某一负压的状况下将偏转元件50自动地移动至第一位置。然而，机械地或电操作的其他调整机构为可想象的，但必须提供用于控制此等调整机构的合适供应管线。
图7至图9展示替代性处理腔室构造的示意性主视图，替代性处理腔室构造仅在气体供应管道的形式和/或数目方面不同。在根据图7的实施例中，提供两个下部气体供应管道以及两个上部气体供应管道。下部气体供应管道44、44位于晶舟1下方的水平高度中且相对于处理腔室的垂直中间高度对称地定位。关于开口，其可以与上文所描述的气体供应管道相同的方式予以构造以及配置。上部气体供应管道46、46位于晶舟1上方的水平高度上，且其亦相对于处理腔室的垂直中间高度对称地定位。详言之，在此构造或具有用于供应气体的若干下部气体供应管道的相似构造的状况下，不同气体可经由不同气体供应管道而馈入至处理腔室38中，使得气体不混合直至其在处理腔室中为止，以便在气体供应件内避免过早反应。
然而，在根据图8的实施例中，仅提供一个下部气体供应管道44以及一个上部气体供应管道46。气体供应管道44、46各自具有椭圆形横截面形状，其中主轴水平地定位。再次，气体供应管道44、46分别居中地位于晶舟1下方以及上方。换言之，气体供应管道44、46相对于处理腔室的垂直中间高度对称地定位。关于开口，其可以与上文所描述的气体供应管道相同的方式予以构造以及配置。
在根据图9的实施例的状况下，提供三个下部气体供应管道44以及一个单一上部气体供应管道46。下部气体供应管道44位于晶舟1下方，其中两个外部下部气体供应管道44在一个高度处且中间下部气体供应管道44在略微较低高度处。然而，另一配置将为可能的。关于开口，其可以与上文所描述的气体供应管道相同的方式予以构造以及配置。上部气体供应管道46位于晶舟1上方且具有椭圆形横截面形状，如在图8中一样，且其相对于处理腔室的垂直中间高度对称地定位。替代地，此处可使用若干气体供应管道或气体供应管道的另一形状。详言之，在此构造或具有用于供应气体的若干下部气体供应管道的相似构造的状况下，不同气体可通过不同气体供应管道而馈入至处理腔室38中，使得气体不混合直至其在处理腔室中为止，以便在气体供应件内避免过早反应。详言之，在此配置的状况下，可藉助于外部气体供应管道44来馈入第一气体，而藉助于中间气体供应管道来馈入第二气体。此配置允许气体的良好且均质的混合以及分布。
现在将较详细地描述处理装置30的控制区段34。控制区段34具有气体控制单元(gas control unit)60、负压控制单元(negative pressure control unit)62、电控制单元(electrical control unit)64以及温度控制单元(temperature control unit)(未较详细图示)，气体控制单元60、负压控制单元62、电控制单元64以及温度控制单元可一起藉助于高层级控制器(诸如处理器)予以控制。温度控制单元连接至加热单元(未图示)，以便主要控制或调节管道元件36或处理腔室38的温度。
气体控制单元60与多个不同气体源66、67、68(诸如含有不同气体的气罐)连接。以所描绘的形式展示三个气体源，但当然可提供任何其他数目个气体源。举例而言，气体源可在气体控制单元60的各别开口处提供二氯硅烷、三氯硅烷、SiH4、磷化氢、甲硼烷、二甲硼烷、锗烷(GeH4)、Ar、H2、TMA NH3、N2以及其他不同气体。气体控制单元60具有两个出口，一个出口与下部气体供应管道44连接，且另一出口与负压控制单元62的泵70连接。气体控制单元60可以合适方式将气体源与出口连接且可控制气体的通流，如本技术领域中所熟知。以此方式，气体控制单元60可尤其藉助于下部气体供应管道44将不同气体引导至处理腔室中，如下文中将描述。
负压控制单元62基本上包括泵以及压力控制阀(pressure control valve)72。泵70经由压力控制阀72而与上部气体供应管道46连接，且可藉助于此连接将处理腔室抽汲至预定压力。自气体控制单元60至泵的连接亦用来在必要时运用N2来稀释被抽汲出处理腔室的处理气体。
电控制单元64包括至少一个电源，至少一个电源适合于在其一个输出处提供以下各者中的至少一者：DC电流、低频电流以及高频电流。电控制单元64的输出运用电缆而连接至处理腔室中的用于晶舟的接触单元。电缆藉助于合适的真空以及耐温通道而插入通过护套40且插入至管道元件36中。电缆经建置使得其呈具有内部导体以及外部导体的同轴电缆(coaxial cable)74的形式。沿着同轴电缆74的长度，在外部处存在大约零的电磁场，使得甚至在MHz范围内的高频率的状况下仍不产生寄生等离子体，且使得传输尽可能地无损。在同轴电缆的内部中，存在具有波长λ的波传播。波传播在板对之间继续进行(平面波导)，但具有另一波长，其取决于等离子体的存在以及类型。在导体件之间，存在合适的介电质，其在被供应有高频电压时降低同轴电缆中的电磁波的传播速度以及波长，此相对于真空中的电磁波的对应传播速度以及波长。同轴电缆中的电磁波的传播速度以及波长相对于真空中的电磁波的对应传播速度以及波长的降低等效于同轴电缆74的有效电长度相对于真空中的波长的增加。详言之，在由于晶舟1的低阻抗的阻抗变换(impedance transformation)的状况下，同轴电缆的几何长度应接近于由介电质缩减的波长的λ/4的奇数倍，或换言之，同轴电缆的有效电长度应经设定为具有所供应频率的波长的λ/4的大约奇数倍。
在一个实施例中，藉助于多个绝缘体而达成同轴电缆74的波长或电长度的调整，多个绝缘体可被引入至内部导体与外部导体之间的间隙中且因此形成介电质。亦可藉助于内部导体以及外部导体的几何形状而达成某一程度的调整。尽管同轴电缆的内部导体以及外部导体通常具有圆形横截面，但如本申请案中所使用的术语同轴电缆应亦包含具有其他横截面的内部导体以及外部导体。举例而言，内部导体和/或外部导体可具有矩形或卵形横截面且沿着共同长度方向轴线而延伸。高频波的局部传播速度以及完全与其一起的同轴电缆74的有效电长度实质上取决于内部导体与外部导体之间的介电质。随着介电常数增加，传播速度以1/(εr)1/2的速率下降，且因此，同轴电缆74的有效电长度以相同速率上升。藉助于具有不同介电常数的短绝缘体片件沿着长度的合适串列布局，可达成所要的介质介电常数。绝缘体片件可具有适合于内部导体以及外部导体的形状，诸如环形形状，此情形允许沿着内部导体滑动绝缘体片件。同轴电缆74实质上延伸至晶舟1的接触区段。内部导体以及外部导体以合适方式而与板6的不同群组接触。
板对之间的波传播会影响所产生的等离子体的特性，例如，在晶圆以及晶舟上方的均质性/均一性方面。
为此目的，应尽可能地缩减晶舟1的接触尖端13的质量以及长度以用于引入高频功率，以便使供应路径的局部热容量以及电感保持尽可能地低。详言之，通过接触尖端13结合接触元件15的总和而形成的供应路径的电感应实质上小于板6的总和的电感。较佳地，在操作频率下的供应路径的对应电感的电感应小于板6的板堆迭的电感的一半，且较佳地小于板6的板堆迭的电感的1/10。
图10至图12展示替代性晶舟100，晶舟100可用于上文所描述的类型的等离子体处理装置30中，但亦可用于经典的等离子体处理装置中。晶舟100包括：导电支撑总成(electrically conductive support assembly)101，其具有由(例如)石墨或另一高度导电材料制成的多个导电支撑件(electrically conductive support)102、104；以及绝缘导引单元(insulated guide unit)106。支撑总成101与绝缘导引单元106藉助于绝缘连接元件(insulated connection element)108而连接且一起形成晶舟100。
导电支撑件102、104可在图11a至11c的示意性侧视图中最佳地看出。图11a展示支撑件102的示意性侧视图，图11b展示支撑件104的示意性侧视图，且图11c展示在最终位置中的支撑件102、104的示意性侧视图。
支撑件102、104各自具有细长基本主体(elongated basic body)110，基本主体110具有实质上矩形剖面。在每一状况下，基本主体110具有笔直中间部分，在笔直中间部分的顶侧中存在用于收纳晶圆(W)的缝隙112。在长度方向上，缝隙112经定大小使得其可收纳以预定间隔而彼此紧接的六个晶圆(W)，如可在图10中看出。缝隙的深度经选择使得其小于或等于晶圆制造中所形成的正常边缘废料区(normal edge waste zone)，且通常为大约1mm至5mm。缝隙的宽度又经选择以允许需要处理的两个晶圆(W)背对背地插入，如根据图12的俯视图中所指示。缝隙112可相对于长度方向以1°至2°横向地倾斜，使得插入于其中的晶圆对略微倾斜地站立于缝隙112中。在基本主体110的长度方向端(邻近于以缝隙112为特征的中间区段111)处，基本主体110中的每一者具有端区段114，端区段114相对于中间区段111偏移至向上或向下高度。支撑件102的端区段114向上偏移，且支撑件104的端区段114向下偏移，如可在图11a以及11b中容易地看出。当支撑件102、104在端位置中时，支撑件102的端区段114位于上部高度上且支撑件104的端区段114位于下部高度上，如可在图11c中看出。
在基本主体110中，在每一状况下存在用来插入夹持元件118以及120的多个横孔(cross-bore)116。此等夹持元件118以及120可属于上文所描述的具有头部区段以及轴件区段的类型，头部区段以及轴件区段可与对立元件协作。夹持元件118用于中间区段111中，而夹持元件120用于端区段114的区中。
在支撑件的端位置中，存在多个支撑件102、104(例如，22个)，支撑件102、104横向于其长度方向平行于彼此而定位，其中支撑件102以及104在布局中交替。在支撑件102、104的中间区段111中，在直接邻近支撑件102、104之间提供间隔物(未图示)，支撑件102、104与横孔116排齐。此等间隔物为套管状且经定尺寸使得其在晶舟100的组装条件下放至夹持元件118的轴件区段上。间隔物可电绝缘或导电，如同晶舟1的上文所描述的间隔元件22，这是因为其应执行相似加热功能。
在每一状况下，在端区段114的区中提供导电套管124，导电套管124经定尺寸使得能够放至一个夹持元件120的轴件区段上。每一套管124的长度为两个间隔物的长度加上支撑件的宽度。以此方式，套管124可各自在配置中电连接两个支撑件102、102或104、104。以此方式，支撑件102形成全部彼此电连接的支撑件的第一群组，且支撑件104形成全部彼此电连接的支撑件的第二群组。此情形又允许将电压施加至不同群组，亦如在晶舟1的状况下一样。
导引单元106包括两个细长固持元件(elongated holding element)130以及七个导引杆(guiding rod)132，固持元件130以及导引杆132全部是由介电材料制成。固持元件130以及导引杆132可(例如)由陶瓷或石英制成。固持元件130各自具有细长组态且具有与支撑件102、104的长度实质上相同的长度，且固持元件130实质上平行于支撑件102、104而延伸，其中固持元件130经定位成高于支撑件102、104。导引杆132在固持元件130之间垂直地延伸，如可在根据图12的俯视图中看出，且导引杆132以合适方式而与固持元件130连接。导引杆132可具有圆形横截面，但其他形状亦为可能的。导引杆132各自具有多个凹口134，凹口134经定尺寸使得其可收纳以及导引晶圆对W、W的边缘区域，尤其是废料边缘区域(waste-edge area)。在晶舟100的长度方向上，导引杆132经隔开使得其可各自在其间收纳晶圆对W、W，如图12中所指示。此时，应注意，根据图12的俯视图并不完全地展示晶舟100，且出于简化图像的原因而仅部分地装载晶舟。凹口134在晶舟100的横向方向上与支撑件102、104中的缝隙112排齐。因为缝隙112具有倾斜度，所以凹口134相对于缝隙112对应地略微偏移，以便允许将晶圆对W、W固持于略微倾斜位置中。
由经连接的支撑件102、104组成的支撑单元101以及由支撑元件130与导引杆132组成的绝缘导引单元106藉助于绝缘连接元件108而各自在端区段中连接。详言之，连接元件108具有板形状，且其与夹持元件118以及120以及用于与固持元件130的连接的另外夹持元件协作，以便固定整个配置且形成晶舟100。
当间隔物(诸如在晶舟1的状况下的间隔物22)导电时，晶舟100可以与经典晶舟相同的方式或亦以下文中所描述的形式被使用。与位于支撑件102、104上的晶圆对W、W的电连接仅在各别缝隙112的区中进行。晶舟100并不将晶圆接纳于板之间，而是使晶圆实质上自立。此允许晶圆的改良式加热。另外藉助于晶舟100相较于晶舟1的热质量缩减而增进此情形。晶圆对的背对背配置可有助于经处理晶圆的无滑移改良。另外，在适当时，可减小晶舟的侧向尺寸同时维持相同容量。
藉助于图13以及图14，将较详细地描述晶舟200的另外替代性实施例，晶舟200可用于上文所描述的类型的等离子体处理装置30中，但亦可用于经典的等离子体处理装置中。图13展示经装载的晶舟的示意性侧视图，且图14展示晶舟的单一板的示意性侧视图。通常，晶舟200是通过导电板202、204而形成，导电板202、204是由(例如)石墨或另一高度导电材料制成，导电板202、204使用未较详细地展示的间隔物以及夹持元件206而平行于彼此交替地定位。可以上文所描述的方式达成此情形，其中间隔物可由介电材料或高电阻导电材料制成，此取决于间隔物应执行抑或不应执行额外加热功能，如下文中将较详细地所描述。
板202、204各自具有凹座208，凹座208对顶部敞开。在板202、204的两个侧上，在每一凹座的区中提供三个载体杆(carrier rod)210的群组，三个载体杆210针对待支撑的晶圆提供三点支撑(three point support)。在每一状况下，一个载体杆在凹座208下方，且两个载体杆在凹座208的相对侧上且高于下部载体杆210。下部载体杆210与板202、204的上部边缘之间的高度差小于待支撑的晶圆的高度的一半。不同于在晶舟1的状况下，经插入的晶圆未完全地接纳于两个板之间，而是清楚地在板上方突起，如可在图13中看出。相较于晶舟1，晶舟200具有实质上缩减的热质量。
板202、204各自在其端处具有接触尖端213，其中两个板的接触尖端213又位于不同高度处，以便促进板藉助于导电接触元件(未图示)的逐群组接触。接触尖端较佳地保持短且经圆化至外部，但亦可具有另一形状。另外，缩短接触尖端之间的高度距离，此情形在向接触尖端供应高频电压(尤其是在MHz范围内)时有利，尤其是在提供同轴供应时有利，如在上文所描述的等离子体处理装置30中一样。
藉助于图15以及图16，将较详细地描述晶舟300的另外替代性实施例，晶舟300可用于上文所描述的类型的等离子体处理装置30中，但亦可用于经典的等离子体处理装置中。图15展示晶舟300的示意性俯视图，图16展示晶舟300的部分区域的示意性截面图，且图17(a)以及17(b)展示具有晶舟300的等离子体处理装置的示意性截面图。虽然先前所论述的晶舟各自属于晶圆平行于晶舟的长度方向界限(且平行于等离子体处理装置的长度方向界限)被插入的类型，但晶舟300属于晶圆横向于晶舟300的长度方向界限被插入的类型。详言之，晶舟300属于经典的构造，诸如用于半导体晶圆的热扩散系统中的构造。
如可在根据图15的俯视图中看出，晶舟300具有细长组态；换言之，其在长度方向上(图15中的自左至右)实质上比在其他维度上长。在晶舟300的每一端处提供较佳地由石英制成的端板(end plate)303。然而，端板303可由另一非导电材料制成。横跨地隔开的两个载体元件305以及在每一状况下附接至端板303的两个隔开的接触/导引元件307在端板303之间延伸。接触/导引元件307横跨地位于载体元件305之间。
如先前所提及，载体元件305在端板303之间延伸，且尤其通过焊接或接合而附接至端板303。载体元件305亦可由石英制成且具有细长杆形状。载体元件305具有实质上矩形剖面，但“实质上”亦应包含具有圆化拐角的矩形。然而，通常将亦有可能使载体元件305为圆形或其剖面具有其他形状。实质上矩形载体元件305朝向彼此倾斜地定位，且各自在其向上指向的窄侧上具有多个载体缝隙313，载体缝隙313横跨地延伸至载体元件305的长度方向延伸部且较佳地实质上与长度方向延伸部成90°的角度。载体缝隙313在每一状况下定位成彼此相隔相同距离，且载体缝隙313具有预定(恒定)深度以用于在其中收纳待插入的每一晶圆或晶圆对的边缘区段，其中晶圆对可(例如)以背对背配置而插入于缝隙中。此深度较佳地应与晶圆的废料边缘区域相同，或更小。载体缝隙可在长度方向上倾斜1°或2°，使得经插入的晶圆或晶圆对相应地定位成相对于垂面而倾斜。
在下文中，将较详细地描述接触/导引元件307，其中此等元件中的两者展示于根据图15的俯视图中。接触/导引元件307实质上包括由诸如石墨的导电材料制成的杆状元件320，杆状元件320的端可以合适方式而电接触，此处未展示此情形。
杆状元件320各自具有实质上圆形横截面，如可在根据图17的截面图中最佳地看出。在每一杆状元件320中提供多个缝隙322(接触缝隙)以及缝隙323(绝缘缝隙)，缝隙322以及缝隙323在长度方向上交替，如可在图16中最佳地看出。缝隙322各自具有第一深度以及第一宽度，且缝隙323具有第二深度以及第二宽度，其中第二深度大于第一深度，且第二宽度大于第一宽度，如下文中将较详细地所描述。缝隙322、323与载体元件303的缝隙313相同地隔开，此在此处意谓自每一缝隙的缝隙中间至下一缝隙的缝隙中间的各别距离。隔开的接触/导引元件307中的缝隙322、323彼此偏移。另外，缝隙313、322以及323定位在一起使得插入至晶舟中的晶圆(或晶圆对)在每一状况下插入至两个缝隙313(隔开的载体元件)、(接触/导引元件307的)一个缝隙322以及(另一接触/导引元件307的)一个缝隙323中。缝隙322的深度以及宽度经选择以便允许晶圆(或晶圆对)可靠地接触此接触/导引元件307。缝隙323的深度以及宽度经选择以便确保晶圆(或晶圆对)明确地不与接触/导引元件307接触，如图16中所指示。
由此确保插入至晶舟中的长度方向邻近缝隙中的邻近晶圆(晶圆对)接触不同接触/导引元件。此情形是(例如)在图17(a)以及17(b)中被指示，图17(a)以及17(b)(例如)展示通过晶舟中的邻近缝隙的横截面图。根据图17(A)的视图中的横截面经定位使得其与左边接触/导引元件307中的缝隙322以及右边接触/导引元件307中的缝隙323相交。因此，在邻近缝隙(视图的图17(b))的状况下，缝隙323在左边接触/导引元件307中相交且缝隙322在右边接触/导引元件307中相交。在本领域具有知识者将认识到，当在接触/导引元件307之间施加电压时可在晶圆之间施加电压。尽管在图16中未展示，但绝缘嵌体(insulatinginlay)可设定至每一缝隙323中，绝缘嵌体自身针对晶圆(晶圆对)具有对应缝隙，或缝隙323可具有绝缘涂层(insulating coating)。详言之，有可能首先在接触/导引元件307中形成缝隙323，且接着施加绝缘涂层，当接下来形成缝隙322时，绝缘涂层接着被局部地损毁。以此方式，与晶圆的电接触仅在缝隙322的区中为可能的。可藉助于接触此等接触/导引元件307的合适接触单元而达成电接触。
接触/导引元件307可被相当薄地构造。然而，为了确保贯穿晶舟的整个长度的足够稳定性，在晶舟300的所展示实施例中提供第二杆状元件330，第二杆状元件330垂直地定位于接触/导引元件307下方且在端板303之间延伸。元件330是较佳地由具有用以防止污染物进入制程的足够稳定性且具有足够热稳定性的电绝缘材料(诸如石英或另一合适材料)制成。如所展示，接触/导引元件307可直接地安置至元件330上，或可在下部元件330与接触/导引元件307之间提供多个支撑件。下部元件330又可具有圆形形式，但不具有缝隙且出于此原因而相较于具有缝隙的相似元件具有较高稳定性，且下部元件330可出于此原因而遍及其整个长度支撑接触/导引元件307。
图18至图20展示晶舟300的另外替代性实施例。此晶舟300在很大程度上与图15至图17所描述的晶舟300相同，且出于此原因而将相同参考记号用于相同或相似元件。图18展示晶舟300的示意性俯视图，且图19展示晶舟300的部分区域的示意性横截面，且图20(a)以及20(b)展示具有此晶舟300的等离子体处理装置的示意性横截面图。亦在此晶舟的状况下，横向于晶舟300的长度方向界限而引入晶圆。
如可在根据图18的俯视图中看出，晶舟300又具有细长组态，其中在晶舟300的每一端处提供端板303，端板303可如先前所描述而形成。在每一状况下，横跨地隔开的两个第一载体元件305、横跨地隔开的两个第二载体元件306以及在每一状况下附接至端板303的两个隔开的接触/导引元件307在端板303之间延伸。本文中，接触/导引元件307横跨地位于第二载体元件306之间，且第二载体元件306在每一状况下位于一个第一载体元件305与一个接触/导引元件307之间。
接触/导引元件307具有与如先前所描述的构造相同的构造，其具有上部杆元件320与下部杆元件330以及接触缝隙222与绝缘缝隙223，上部杆元件320与下部杆元件330以及接触缝隙222与绝缘缝隙223经定位成在各别接触/导引元件307中彼此偏移。此意谓一个接触/导引元件307将接触插入至晶舟中的每隔一个晶圆，而另一接触/导引元件将接触其他晶圆。
第一载体元件305以及第二载体元件306在端板303之间延伸，且附接至如上文所描述的此等板。第一载体元件305以及第二载体元件306亦可由石英制成且两者皆具有细长杆形状。第一载体元件305以及第二载体元件306两者皆具有基本形状，诸如可在图15至图17中的晶舟300的状况下看出。根据图15至图17，第一载体元件305以及第二载体元件306中的每一者亦具有对应于多个载体缝隙313的多个缝隙330。缝隙330呈两种类型的缝隙的形式，两种类型的缝隙关于其大小以及功能而不同。
充当载体缝隙332的第一类型的缝隙具有第一深度以及第一宽度，第一深度以及第一宽度适合于在缝隙中以接触方式收纳经插入的晶圆或晶圆对的边缘区域，例如，以背对背方式。较佳地，缝隙的深度大约等于或小于晶圆的废料边缘区域。充当绝缘缝隙333的第二类型的缝隙具有第二深度以及第二宽度，在每一状况下，第二深度以及第二宽度大于第一深度以及第一宽度。在每一状况下，绝缘缝隙333适合于收纳自由地站立(换言之，无接触)的经插入的晶圆或晶圆对的边缘区域。
载体缝隙332与绝缘缝隙333沿着载体元件305、306的长度方向交替，如可在图19中的视图中看出。第一载体元件305的载体缝隙332与绝缘缝隙333彼此对准。再者，第二载体元件306的载体缝隙332与隔离缝隙333彼此对准。另外，第一载体元件305的载体缝隙332对准至第二载体元件306的绝缘缝隙333，且第一载体元件305的绝缘缝隙333对准至第二载体元件306的载体缝隙332。换言之，第一载体元件305的载体缝隙332以及绝缘缝隙333自第二载体元件306的载体缝隙332以及绝缘缝隙333偏移。
以此方式，插入至晶舟中的每隔一个晶圆插入至第一载体元件305中且由第一载体元件305支撑，而其他晶圆插入至第二载体元件306中且由第二载体元件306支撑。由此亦达成如下情形：插入至第一载体元件305中且由第一载体元件305支撑的全部晶圆接触同一接触/导引元件307，而插入至第二载体元件306中且由第二载体元件306支撑的其他晶圆接触另一接触/导引元件307。图20(a)以及20(b)中指示对应交替的支撑以及接触。在等离子体处理(其目标是将(例如)导电涂层沉淀至晶圆上)期间将导电涂层沉淀至第一载体元件305以及第二载体元件306上的状况下，此组态可在操作期间藉助于第一载体元件305以及第二载体元件306来防止邻近晶圆之间的短路。
在此组态中，亦将有可能提供导电的第一载体元件305以及第二载体元件306，且另外在插入至晶舟300中的晶圆之间施加电流，以便增加至晶圆的接触表面以及用于传输电流的表面。
下文中将参考附图来较详细地描述等离子体处理装置30的操作，其中由13.56MHz诱发的等离子体中的氮化硅或氧化铝的等离子体支援沉淀(plasma-supportedprecipitation)用作等离子体处理的实例。然而，处理装置30亦可用于亦受到等离子体支援的其他沉淀制程，其中等离子体亦可由其他频率诱发，例如，在40kHz范围内的频率。然而，同轴电缆74特别适合于在MHz范围内的频率且针对此等频率而最佳化。
首先，将假定上文所描述的类型的经装载的晶舟1(根据图1)插入至处理腔室38中，且此腔室藉助于关闭机构(未图示)而闭合。本文中，晶舟1经装载使得在每一载体缝隙11中存在总共12个晶圆，在本实例中尤其是硅晶圆；特定而言，在每一板6处存在六个晶圆。晶圆经插入使得其成对地面向彼此，如在本技术领域中所熟知。
在此条件下，内部室处于环境压力且可(例如)由气体控制单元60(结合负压控制单元62)运用N2予以冲洗或浸渍。
导管元件(tube element)36以及与其一起的处理腔室38通过未展示的加热设备而加热，以便将晶舟1以及插入至晶舟1中的晶圆变温至有利于制程的预定温度。偏转元件在第二位置(在图5中以虚线予以展示)中以便藉助于对流而不会影响加热。尽管如此，但使用导管元件36的加热来加热晶舟1的内侧板以及位于此等板之间的晶圆可花费长时间。
出于此原因，当提供上文所描述的类型的晶舟1时，可由电控制单元64将DC电流或低频AC电流施加至晶舟1以支援加热制程。电压在此状况下足够高以允许电流传导通过高电阻间隔元件22且允许高电阻间隔元件22充当电阻加热元件。以此方式，尤其在载体缝隙11中提供加热功率，使得可比运用来自外部的加热的状况快得多地达到预定温度。取决于间隔元件的电阻，考虑至少200V至大约1kV的电压，以便达成电流的足够流动以及间隔元件22的足够加热。
当已达成晶舟1以及与其一起的整个单元(晶舟1、晶圆以及导管元件36)的预定温度时，可首先撤销启动电控制单元64，且由负压控制单元62将处理腔室抽汲至预定负压。偏转元件50通过经设定的负压而自动地移动至第一位置(图5中的实线)中，或主动地移动至第一位置中。当已达到预定负压时，所要处理气体(诸如用于氮化硅沉淀的SiH4/NH3，以经界定的比例，此取决于所要涂布属性)藉助于气体控制单元60而进入，而负压由负压控制单元62通过将经引入的处理气体抽汲出而维持。在此时间点，由泵70抽汲出的处理气体可运用N2予以稀释，如本技术领域中所熟知。出于此目的，藉助于气体控制单元60以及来自泵的适当管道来添加N2。藉助于气体管道44、46的特殊配置结合偏转元件50，主要通过晶舟1的载体缝隙11而产生处理腔室内的气体流动。可藉助于气体管道44、46的特殊配置而确保气体流动贯穿晶舟的宽度以及长度为均质的。
藉助于电控制单元64，将具有13.56MHz的频率的高频电压施加至晶舟1。此情形引起板6之间且尤其是插入于晶舟1中的晶圆之间的处理气体的等离子体点火且引起至晶圆上的等离子体支援氮化硅沉积。气体流动在沉积制程期间保持恒定，以便避免处理气体的活性组分的局部耗乏。当沉积必需厚度的涂层所需要的时间已过去时，再次撤销启动电控制单元，且停止气体供应，或切换回至供应N2以便冲洗处理腔室38且在必要时使其通风(使其返回至大气压力)。最后，接着可使处理腔室38恢复至环境压力。
如可自以上描述看出，以上类型的晶舟1-独立于处理装置的其他组件一提供允许在加热阶段期间直接地在晶舟1的板6之间的载体缝隙11的区中变热的优势。此情形藉助于导电间隔元件22而为可能的。由于导电间隔元件22已被特定地选择用于高度地抵抗，故在施加高频电流时导电间隔元件22不会显著地影响等离子体产生。
藉助于气体供应件44、46的特定气体供应一再次独立于处理装置的其他组件，包含特殊晶舟1-提供处理腔室38中的均质气体流动的优势。尤其结合偏转元件，可达成通过载体缝隙的目标气体流动。此情形保证处理腔室中的良好气体交换以及均质气体分布，且在适用时，较低流动速率可用于处理气体。
特定同轴电缆74-再次独立于处理装置的其他组件，包含具有导电间隔元件22的特殊晶舟1或特殊气体供应件一允许在MHz范围内(且特别是13.56MHz)的电压可有效地施加至晶舟的优势。可缩减电损失。此情形是通过晶舟1的接触区域的特定设计(诸如接触尖端的尺寸以及形状)而增强。
晶舟100、200以及300相较于晶舟1提供实质上较低热质量，且实质上自立晶圆可被较容易地加热。在支撑件102、104以及板202、204的区中，可使用导电间隔物以便此处在加热阶段期间提供局部额外加热。详言之，支撑件以及板的热质量可抵消，此在自立晶圆区中为不可能的。晶舟300允许晶圆的另一布局，此布局尤其在未改变的处理腔室的状况下允许较大晶圆的插入。
已参考附图藉助于本发明的特定实施例而描述处理装置30以及晶舟1，而不限于特定展示的实施例。详言之，气体供应件44、46可具有不同形状或可被不同地配置，如亦在图7至图9中所指示。再者，晶舟1的板6可具有其他尺寸，且尤其是可经定尺寸以用于固持另一数目个晶圆。以水平定向而展示处理装置且此情形表示较佳设计。然而，本申请案的大部分有利态样对于具有经垂直定位的导管元件的垂直腔室亦有效，其中在此状况下，诸如上方、下方的位置参考应相应地改变为侧向位置参考。参考晶舟以及用于气体供应管道的安装空间，此情形对于此等管道特别有效。

Claims (14)

1.一种用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，所述盘状晶圆尤其是用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆，所述晶舟包括：
多个第一载体元件，平行于彼此而定位，其中所述第一载体元件各自提供用于携载晶圆或晶圆对的边缘区的多个载体缝隙；以及
多个第二载体元件，平行于彼此而定位，其中所述第二载体元件各自导电且具有用于携载至少一个晶圆或一个晶圆对的所述边缘区的至少一个凹痕。
2.根据权利要求1所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述第一载体元件是由电绝缘材料制成，且其中所述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。
3.根据前述权利要求中的一项所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述第二载体元件横向于所述第一载体元件而延伸且呈具有向上定向的凹痕的支撑件的形式，且
其中所述晶舟具有以第一群组电连接所述第二载体元件中的每隔一个第二载体元件的第一接触单元，以及以第二群组连接所述第二载体元件中的其他第二载体元件的第二接触单元。
4.根据权利要求3所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述第一接触单元以及第二接触单元位于不同高度上。
5.根据前述权利要求中的一项所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述第一载体元件以及第二载体元件在所述晶圆的插入状态下在其圆周的不大于20％处接触所述晶圆，较佳地在其圆周的不大于10％处接触所述晶圆，且其中所述晶圆的其他部分自由地站立。
6.根据前述权利要求中的一项所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述载体元件在所述晶圆的插入状态下仅在其一半的区中接触所述晶圆。
7.根据前述权利要求中的一项所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述第一载体元件和/或所述第二载体元件中的缝隙经形成使得每隔一个缝隙经形成使得其接触经插入的晶圆或经插入的晶圆对，而其他缝隙经形成使得其不接触任何晶圆。
8.根据前述权利要求中的一项所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述第一载体元件和/或所述第二载体元件实质上为杆状。
9.一种用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，所述盘状晶圆尤其是用于半导体或光伏打应用的半导体晶圆，所述晶舟包括：
多个板状的导电载体元件，平行于彼此而定位，且小于固持于所述导电载体元件中的所述晶圆的高度的一半；以及
其中所述载体元件各自在其对置侧上具有用于固持晶圆的至少三个载体元件。
10.根据前述权利要求中的一项所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述导电载体元件各自在其长度方向端处具有接触尖端，所述接触尖端经由接触块体而与其他导电载体元件的所述接触尖端连接，其中直接邻近导电载体元件的所述接触尖端位于不同高度上，且其中所述接触块体使所述导电载体元件中的每隔一个导电载体元件彼此连接。
11.根据权利要求10项所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述接触块体的总和与所述接触尖端的总和的组合热质量小于所述晶舟的其余部分的热质量。
12.根据权利要求11所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中所述接触块体的总和与所述接触尖端的总和的组合热质量小于所述晶舟的其余部分的热质量的1/10。
13.根据权利要求10至12中的一项所述的用于盘状晶圆的等离子体处理的晶舟，其中遍及接触块体以及两个接触尖端的供电流流动的供应路径的阻抗小于在操作期间在接触所述接触尖端的晶圆对之间燃烧的等离子体的阻抗。
14.一种晶圆用等离子体处理装置，所述晶圆尤其是半导体晶圆，所述晶圆用等离子体处理装置包括：
处理腔室，用于固持如权利要求中的任一项所述的晶舟；
用于控制或调节所述处理腔室中的处理气体气氛的调控工具；以及
至少一个电压源，可以合适方式而与所述晶舟的所述导电载体元件连接，以便在固持于所述晶舟中的直接邻近晶圆之间供应电压。
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