專利名稱：帶有襯底涂敷用載具的涂敷設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1的前序部分用于涂敷襯底的涂敷設備，以
及根據權利要求15的前序部分用于涂敷襯底的襯底載具的材料用途。
背景技術：
用于襯底涂敷的涂敷設備，特別是用于通過真空沉積方法一一例如 PVD (物理氣相沉積)——來生產太陽能電池的涂敷設備，通常具有適于 容納一個或多個襯底(例如硅晶片)的襯底載具。這樣的襯底載具不僅用 于在涂敷設備內部容納和傳輸襯底，還作為涂敷期間襯底所用的載具，所 以襯底載具在其材料特性方面必須滿足各種要求。
首先，它不能是會在加熱期間擴散到襯底中的材料。此外，材料必須 具有耐熱性并且只產生很小的熱膨脹。最后，還需要將高彈性模量(即高 剛性)和低密度相結合，以便使襯底載具可以基本上不發生翹曲，且涂敷 設備的傳輸裝置可以只需將較小的尺寸用于襯底載具。
迄今為止，襯底載具通常由纖維強化的復合材料，特別是碳纖維強化 的碳(CFC)構成，因為這樣的材料即使在很高溫度下也具有較低比重、 很高的剛性，且熱膨脹較小。
但是，這種襯底載具的缺點是因CFC材料造成的成本高且傳遞吋間 長。此外，即使CFC襯底載具，在加熱過程中也并不是總沒有翹曲。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種涂敷設備，該設備具有低翹曲的襯底 載具，可以更具經濟性，特別是設備使用成本較低。襯底載具應當以簡單 且經濟的方式來制造。
這個目的是通過根據權利要求1的涂敷設備和根據權利要求15用于
襯底載具的材料用途來實現的。從屬權利要求的主題是優選實施方式。
所發明的涂敷設備特別適用于生產太陽能電池，該設備包括主要由玻 璃陶瓷材料組成的、用于涂敷襯底的襯底載具。玻璃陶瓷材料具有耐熱 性，并具有高彈性模量與低密度和低熱膨脹的特性，彈性模量對溫度的依
賴關系低于CFC材料，所以可以在加熱過程中確保翹曲更小。此外，這種 比較便宜的材料可以容易地進行處理，因此可以更便宜地制造襯底載具， 從而更經濟地操作涂敷設備。
用SchottRobax^作為玻璃陶瓷材料特別有利。這種材料迄今為止特別 用于構造透明防火隔斷(例如烤爐門)，并特別耐熱且熱膨脹很低。這種 可以從市場上買到的材料的價格僅為CFC材料的一半，并可以在短得多的 時間內交貨。或者，也可以使用來自Nippon Electric Glass Co. Ltd.的 NeoCeram N-ll，它具有與8(;110 11(^戰@類似的特性。
優選地，襯底載具設計為基本上矩形的板，并在一個主要表面上具有 用于容納襯底的若干個相鄰容器。這意味著可以同時涂敷若干個襯底。
就此而言，特別優選的是將容器在襯底載具中形成為凹陷，因為這使 得襯底載具特別容易生產。如果隨后用條狀桿將各個襯底容器彼此分開， 襯底載具具有限制外部容器的外部桿狀邊緣，則可以相對于襯底載具表面 容納許多襯底，且襯底載具保持了足夠剛性和穩定性。
為了在條狀桿之間、邊緣的各個側面區域之間或條狀桿與外部邊緣之 間的過渡位置防止應力，可以在這些地方設置圓整的過渡部分，使得條狀 桿的邊緣不是彼此以直角接觸，或者條狀桿不是以直角接觸邊緣。
優選地，過渡部分實現為半圓形，這種半圓形從條狀桿或從側面區域 切向延伸并融合到相應容器中走向與之垂直的條狀桿或側面區域中。
在另一種有利的實施例中，襯底載具由若干件形成，優選地沿條狀桿 可分開地形成襯底載具，并借助于側面條連接各個部分，使得首先可以取 決于涂敷設備的需求和尺寸來簡單地改變可容納的襯底數目，并且可以在 襯底載具損壞的情況下不必更換整個襯底載具而是只更換其一部分。這進 一步提高了經濟性。
用于襯底的凹陷支撐件優選為布置在容器中。例如，通過以應力消除
切口的形式來實現支撐件，可以確保襯底平放布置和幾乎垂直布置(襯底
載具相對于垂直傾斜5—10°)，因為在凹陷支撐件具有這種傾斜度的情況 下有效地防止了襯底從襯底載具滑落。如果在容器中設置訪問開口，則可 以更容易地處理襯底。特別是，因此可以在容器兩側形成相反的U形槽， 所述槽的內部弧與襯底載具平面對準， 一個容器中相反U形槽的內部弧之 間的距離大于襯底的橫向尺寸，容器中相反的U形槽的外端之間的距離小 于襯底的橫向尺寸。在這方面，槽沿襯底載具將要垂直布置的方向相反地 布置，相對于正交放置的襯底載具，上部槽的內部弧與相反槽的外端之間 的距離大于襯底的橫向尺寸。由此，可以將相對于垂直方向輕微傾斜取向 的襯底相對于襯底載具的垂直位置引入上部槽，并在旋轉到垂直之后放置 在下部槽中，此時上部槽和下部槽的外端在容器中支撐襯底。末端和弧之 間的距離只需略微(幾個毫米)大于或小于襯底的橫向尺寸。由于相對于 襯底的橫向尺寸，槽的末端之間距離較小，所以可以確保襯底平放容納。
如果此時容器中至少面對涂敷源的相反U形槽的外端部分地穿孔，則 在涂敷過程中只會對襯底發生非常輕微的遮蔽。
還尋求對于襯底載具(特別是形成根據上述說明所形成的襯底載具) 所用玻璃陶瓷材料用途的單獨保護。為此，將可從市場上買到的Schott 11(^欲@材料或NeoCeram N-ll (—種由玻璃狀和晶體狀結構組成的玻璃陶 瓷)用于玻璃陶瓷材料，因為與可比材料(特別是CFC)相比，這些材料 可以更經濟地、在更短時間內獲得。
本發明的更多特征、特性和優點來自下面對附圖所示優選實施例的說 明。在附圖中，
圖l示出了襯底載具的俯視圖， 圖2示出了圖1的襯底載具區域的放大圖， 圖3示出了圖2的襯底載具區域的放大圖， 圖4示出了圖2的放大區域的剖視圖。
具體實施例方式
圖1是本發明一種優選實施例中襯底載具1的純粹示意性的俯視圖。
襯底載具1包括多部件的(multipart) Schott Robax 玻璃陶瓷板2，所述玻 璃陶瓷板2具有基本上矩形形狀，且其中以棋盤狀方式布置了若干容器 3、 5。這些容器3由條狀的垂直突起桿4隔開。外部容器5各自由外部邊 緣6包圍，外部邊緣6相對于凹陷的容器3、 5垂直突起并具有與矩形板2 的四條邊相對應的四個邊界區域7、 8、 9、 10，其中邊界區域8、 10沿襯 底載具l的整個長度延伸。
由下述說明可以明白，由于在容器3、 5中不需要襯底載具1的材 料， 一方面，襯底載具1比較容易形成并由于桿4和增高的邊緣6而具有 足夠的高剛性；另一方面，制造可以特別簡單，例如通過對可從市場上買 到的11(^戰@板壓軋而制成。
襯底載具l是多部件的(即由三個部件形成)，并包括兩個邊部分n 和中心部分12。襯底載具l的各個部件ll、 12沿桿4連接，使得兩個桿4 在各個過渡區域彼此相靠。通過條13使各個部件11、 12連接，每個條13 例如由一個或多個螺紋連接件連接到部件11、 12。當然，也可以采用其他 可拆卸連接方式，例如沿著各個部件ll、 12的相鄰桿4。同樣，如果可以 省去可拆卸功能，則也可以將部件11、 12彼此粘接或粘接到條13，特別 是以陶瓷方式粘接。
圖2示出了圖1中標有X的區域的放大圖。可以看到，邊界區域8、 9 之間的過渡區域經過了圓整，使得邊界區域8中朝向容器5的邊緣14沿切 向融合到半圓形過渡部分15，而半圓形過渡部分15接著在垂直方向融合 到邊界區域9中朝向容器5的邊緣16。在圖3中對區域Y的進一步放大閣 示中，過渡部分15更加清晰，其中可以明顯看到過渡部分15沒有完全經 過容器15延伸，而是容器5具有用于襯底的支撐件17，該支撐件17由弧 形元件以應力消除切口的形式形成。因此支撐件17沿容納方向限制了過 渡部分15。
通過過渡部分15可以防止邊界區域8、 9的邊緣14、 16正交接觸，由 此有助于減少或防止這個過渡區域中特別是由熱引起的應力。
與這種結構相反，過渡部分15也可以沿切向融合到邊緣16中并垂直 地與邊緣14接觸。在兩個邊緣14、 16中都沿切向融合的過渡部分同樣也 是有利的，所述過渡部分例如形成為四分之一個圓形。
這樣的半圓形過渡部分15以及沿容納方向對其進行限制的支撐件17 同樣地設在各個邊界區域7與8之間、8與9之間、9與10之間以及10與 7之間，還設在邊緣6與桿4之間以及各個桿4之間的過渡區域中。當 然，當然也可以設置并非形成于交叉點的消除應力過渡部分。
最后，圖4示出了向邊緣16看去，襯底載具l沿圖2中的線A的剖視圖。
可以清楚地識別出與襯底載具的三個部件11、 12互連的條13，部件 11、 12設置成靠著條13凹陷中的邊緣桿18。
容器3、 5中支撐件17的凹陷高度被調整到襯底的厚度，使得襯底的 涂敷不會受到例如由邊緣6和桿4造成的遮蔽效應影響。
容器3、 5的支撐件17設有中心開口 19，這樣由于可以對開口進行訪 問而便于對置于容器3、 5中的襯底進行處理。但是，支撐件17也可以作 為周邊的應力消除切口邊緣而連續形成，特別是為了增大支撐件17和整 個襯底載具1的穩定性。
根據本說明書，可以明白，可以通過比公知的CFC材料更加簡單、更 加經濟的方式由玻璃陶瓷制成襯底載具。此外，由于玻璃陶瓷材料(例如 優選的Schott仗(^祖@材料)具有短得多的交貨時間，所以對涂敷設備的操 作可以更加經濟。另外還可以對已有設備進行簡單的翻新。
權利要求
1.一種涂敷設備，特別是用于生產太陽能電池的涂敷設備，包括用于對襯底進行涂敷的襯底載具(1)，所述涂敷設備的特征在于，所述襯底載具(1)主要由玻璃陶瓷材料組成。
2. 根據權利要求1所述的涂敷設備，其特征在于，所述襯底載具 (1)主要由Schott 11(^狀@材料或NeoCeram N-l 1材料組成。
3. 根據權利要求1或2所述的涂敷設備，其特征在于，所述襯底載具 (1)設計成基本上為矩形板(2)，并在一個主要表面上具有用于容納彼此相鄰的襯底的若干個相鄰容器(3、 5)。
4. 根據權利要求3所述的涂敷設備，其特征在于，所述容器(3、 5) 在所述襯底載具(1)中具有凹陷。
5. 根據權利要求4所述的涂敷設備，其特征在于，所述容器(3、 5) 由條狀桿(4)分開，所述襯底載具(1)具有限制外部容器(5)的外部 桿狀邊緣(6)。
6. 根據權利要求5所述的涂敷設備，其特征在于，所述條狀桿(4) 之間、所述邊緣(6)的各個側部區域(7、 8、 9、 10)之間或所述條狀桿(4)與所述外部邊緣(6)之間的過渡位置具有圓整的過渡部分(15)， 使得所述條狀桿(4)的邊緣、所述邊緣部分(7、 8、 9、 10)的邊緣(14、 16)、或所述條狀桿(4)與所述邊緣區域(7、 8、 9、 10)的邊緣 都不是直角接觸。
7. 根據權利要求6所述的涂敷設備，其特征在于，所述過渡部分 (15)實現為半圓形，所述半圓形從條狀桿或從邊緣區域(8)沿切向延伸，并融合到與之垂直的條狀桿或相應容器(5)的邊緣區域(9)中。
8. 根據前述權利要求中任意一項所述的涂敷設備，其特征在于，所述 襯底載具(1)是多部件的。
9. 根據權利要求8所述的涂敷設備，其特征在于，所述襯底載具 (1)沿所述條狀桿(4)可分開地形成。
10. 根據權利要求9所述的涂敷設備，其特征在于，所述襯底載具的 各個部分(11、 12)由側面條(13)互連。11. 根據前述權利要求中任意一項所述的涂敷設備，其特征在于，所 述容器(3、 5)具有用于襯底的凹陷支撐件(17)。12. 根據前述權利要求中任意一項所述的涂敷設備，其特征在于，所 述容器(3、 5)具有訪問開口 (19)。13. 根據權利要求12所述的涂敷設備，其特征在于，所述支撐件可以 在所述容器(3、 5)的兩側形成為相反的U形槽，所述槽的內部弧與所述 襯底載具平面對準， 一個容器(3、 5)中所述相反U形槽的內部弧之間的 距離大于所述襯底的橫向尺寸，容器中相反U形槽的外端之間距離小于所 述襯底的橫向尺寸， 一個槽的所述內部弧與相反槽的外端之間的距離大^ 所述襯底的橫向尺寸。14. 根據權利要求13所述的涂敷設備，其特征在于，至少使容器 (3、 5)中面對涂敷源的所述相反U形槽部分地穿孔，減小涂敷過程中對所述襯底的遮蔽。15. —種玻璃陶瓷材料在用于對襯底進行涂敷所用的襯底載具(1)中 的應用，特別是在根據權利要求1到14中任意一項所述的襯底載具(1) 中的應用。16. 根據權利要求15所述的應用，其特征在于，用Schott 11的狀@或 NeoCeram N-ll作為玻璃陶瓷材料。
全文摘要
本發明涉及一種帶有新穎的襯底載具(1)的涂敷設備。襯底載具(1)主要由玻璃陶瓷制成的板(2)組成。與迄今為止所用的傳統CFC材料相比，玻璃陶瓷材料價格較低且交貨時間較短。因此可以更經濟地操作涂敷設備。
文檔編號H01L21/673GK101097880SQ20071010208
公開日2008年1月2日 申請日期2007年5月14日 優先權日2006年5月12日
發明者于爾根·烏爾里克 申請人:應用材料合資有限公司