专利名称：带有衬底涂敷用载具的涂敷设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分用于涂敷衬底的涂敷设备，以
及根据权利要求15的前序部分用于涂敷衬底的衬底载具的材料用途。
背景技术：
用于衬底涂敷的涂敷设备，特别是用于通过真空沉积方法一一例如 PVD (物理气相沉积)——来生产太阳能电池的涂敷设备，通常具有适于 容纳一个或多个衬底(例如硅晶片)的衬底载具。这样的衬底载具不仅用 于在涂敷设备内部容纳和传输衬底，还作为涂敷期间衬底所用的载具，所 以衬底载具在其材料特性方面必须满足各种要求。
首先，它不能是会在加热期间扩散到衬底中的材料。此外，材料必须 具有耐热性并且只产生很小的热膨胀。最后，还需要将高弹性模量(即高 刚性)和低密度相结合，以便使衬底载具可以基本上不发生翘曲，且涂敷 设备的传输装置可以只需将较小的尺寸用于衬底载具。
迄今为止，衬底载具通常由纤维强化的复合材料，特别是碳纤维强化 的碳(CFC)构成，因为这样的材料即使在很高温度下也具有较低比重、 很高的刚性，且热膨胀较小。
但是，这种衬底载具的缺点是因CFC材料造成的成本高且传递吋间 长。此外，即使CFC衬底载具，在加热过程中也并不是总没有翘曲。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种涂敷设备，该设备具有低翘曲的衬底 载具，可以更具经济性，特别是设备使用成本较低。衬底载具应当以简单 且经济的方式来制造。
这个目的是通过根据权利要求1的涂敷设备和根据权利要求15用于
衬底载具的材料用途来实现的。从属权利要求的主题是优选实施方式。
所发明的涂敷设备特别适用于生产太阳能电池，该设备包括主要由玻 璃陶瓷材料组成的、用于涂敷衬底的衬底载具。玻璃陶瓷材料具有耐热 性，并具有高弹性模量与低密度和低热膨胀的特性，弹性模量对温度的依
赖关系低于CFC材料，所以可以在加热过程中确保翘曲更小。此外，这种 比较便宜的材料可以容易地进行处理，因此可以更便宜地制造衬底载具， 从而更经济地操作涂敷设备。
用SchottRobax^作为玻璃陶瓷材料特别有利。这种材料迄今为止特别 用于构造透明防火隔断(例如烤炉门)，并特别耐热且热膨胀很低。这种 可以从市场上买到的材料的价格仅为CFC材料的一半，并可以在短得多的 时间内交货。或者，也可以使用来自Nippon Electric Glass Co. Ltd.的 NeoCeram N-ll，它具有与8(;110 11(^战@类似的特性。
优选地，衬底载具设计为基本上矩形的板，并在一个主要表面上具有 用于容纳衬底的若干个相邻容器。这意味着可以同时涂敷若干个衬底。
就此而言，特别优选的是将容器在衬底载具中形成为凹陷，因为这使 得衬底载具特别容易生产。如果随后用条状杆将各个衬底容器彼此分开， 衬底载具具有限制外部容器的外部杆状边缘，则可以相对于衬底载具表面 容纳许多衬底，且衬底载具保持了足够刚性和稳定性。
为了在条状杆之间、边缘的各个侧面区域之间或条状杆与外部边缘之 间的过渡位置防止应力，可以在这些地方设置圆整的过渡部分，使得条状 杆的边缘不是彼此以直角接触，或者条状杆不是以直角接触边缘。
优选地，过渡部分实现为半圆形，这种半圆形从条状杆或从侧面区域 切向延伸并融合到相应容器中走向与之垂直的条状杆或侧面区域中。
在另一种有利的实施例中，衬底载具由若干件形成，优选地沿条状杆 可分开地形成衬底载具，并借助于侧面条连接各个部分，使得首先可以取 决于涂敷设备的需求和尺寸来简单地改变可容纳的衬底数目，并且可以在 衬底载具损坏的情况下不必更换整个衬底载具而是只更换其一部分。这进 一步提高了经济性。
用于衬底的凹陷支撑件优选为布置在容器中。例如，通过以应力消除
切口的形式来实现支撑件，可以确保衬底平放布置和几乎垂直布置(衬底
载具相对于垂直倾斜5—10°)，因为在凹陷支撑件具有这种倾斜度的情况 下有效地防止了衬底从衬底载具滑落。如果在容器中设置访问开口，则可 以更容易地处理衬底。特别是，因此可以在容器两侧形成相反的U形槽， 所述槽的内部弧与衬底载具平面对准， 一个容器中相反U形槽的内部弧之 间的距离大于衬底的横向尺寸，容器中相反的U形槽的外端之间的距离小 于衬底的横向尺寸。在这方面，槽沿衬底载具将要垂直布置的方向相反地 布置，相对于正交放置的衬底载具，上部槽的内部弧与相反槽的外端之间 的距离大于衬底的横向尺寸。由此，可以将相对于垂直方向轻微倾斜取向 的衬底相对于衬底载具的垂直位置引入上部槽，并在旋转到垂直之后放置 在下部槽中，此时上部槽和下部槽的外端在容器中支撑衬底。末端和弧之 间的距离只需略微(几个毫米)大于或小于衬底的横向尺寸。由于相对于 衬底的横向尺寸，槽的末端之间距离较小，所以可以确保衬底平放容纳。
如果此时容器中至少面对涂敷源的相反U形槽的外端部分地穿孔，则 在涂敷过程中只会对衬底发生非常轻微的遮蔽。
还寻求对于衬底载具(特别是形成根据上述说明所形成的衬底载具) 所用玻璃陶瓷材料用途的单独保护。为此，将可从市场上买到的Schott 11(^欲@材料或NeoCeram N-ll (—种由玻璃状和晶体状结构组成的玻璃陶 瓷)用于玻璃陶瓷材料，因为与可比材料(特别是CFC)相比，这些材料 可以更经济地、在更短时间内获得。
本发明的更多特征、特性和优点来自下面对附图所示优选实施例的说 明。在附图中，
图l示出了衬底载具的俯视图， 图2示出了图1的衬底载具区域的放大图， 图3示出了图2的衬底载具区域的放大图， 图4示出了图2的放大区域的剖视图。
具体实施例方式
图1是本发明一种优选实施例中衬底载具1的纯粹示意性的俯视图。
衬底载具1包括多部件的(multipart) Schott Robax 玻璃陶瓷板2，所述玻 璃陶瓷板2具有基本上矩形形状，且其中以棋盘状方式布置了若干容器 3、 5。这些容器3由条状的垂直突起杆4隔开。外部容器5各自由外部边 缘6包围，外部边缘6相对于凹陷的容器3、 5垂直突起并具有与矩形板2 的四条边相对应的四个边界区域7、 8、 9、 10，其中边界区域8、 10沿衬 底载具l的整个长度延伸。
由下述说明可以明白，由于在容器3、 5中不需要衬底载具1的材 料， 一方面，衬底载具1比较容易形成并由于杆4和增高的边缘6而具有 足够的高刚性；另一方面，制造可以特别简单，例如通过对可从市场上买 到的11(^战@板压轧而制成。
衬底载具l是多部件的(即由三个部件形成)，并包括两个边部分n 和中心部分12。衬底载具l的各个部件ll、 12沿杆4连接，使得两个杆4 在各个过渡区域彼此相靠。通过条13使各个部件11、 12连接，每个条13 例如由一个或多个螺纹连接件连接到部件11、 12。当然，也可以采用其他 可拆卸连接方式，例如沿着各个部件ll、 12的相邻杆4。同样，如果可以 省去可拆卸功能，则也可以将部件11、 12彼此粘接或粘接到条13，特别 是以陶瓷方式粘接。
图2示出了图1中标有X的区域的放大图。可以看到，边界区域8、 9 之间的过渡区域经过了圆整，使得边界区域8中朝向容器5的边缘14沿切 向融合到半圆形过渡部分15，而半圆形过渡部分15接着在垂直方向融合 到边界区域9中朝向容器5的边缘16。在图3中对区域Y的进一步放大阁 示中，过渡部分15更加清晰，其中可以明显看到过渡部分15没有完全经 过容器15延伸，而是容器5具有用于衬底的支撑件17，该支撑件17由弧 形元件以应力消除切口的形式形成。因此支撑件17沿容纳方向限制了过 渡部分15。
通过过渡部分15可以防止边界区域8、 9的边缘14、 16正交接触，由 此有助于减少或防止这个过渡区域中特别是由热引起的应力。
与这种结构相反，过渡部分15也可以沿切向融合到边缘16中并垂直 地与边缘14接触。在两个边缘14、 16中都沿切向融合的过渡部分同样也 是有利的，所述过渡部分例如形成为四分之一个圆形。
这样的半圆形过渡部分15以及沿容纳方向对其进行限制的支撑件17 同样地设在各个边界区域7与8之间、8与9之间、9与10之间以及10与 7之间，还设在边缘6与杆4之间以及各个杆4之间的过渡区域中。当 然，当然也可以设置并非形成于交叉点的消除应力过渡部分。
最后，图4示出了向边缘16看去，衬底载具l沿图2中的线A的剖视图。
可以清楚地识别出与衬底载具的三个部件11、 12互连的条13，部件 11、 12设置成靠着条13凹陷中的边缘杆18。
容器3、 5中支撑件17的凹陷高度被调整到衬底的厚度，使得衬底的 涂敷不会受到例如由边缘6和杆4造成的遮蔽效应影响。
容器3、 5的支撑件17设有中心开口 19，这样由于可以对开口进行访 问而便于对置于容器3、 5中的衬底进行处理。但是，支撑件17也可以作 为周边的应力消除切口边缘而连续形成，特别是为了增大支撑件17和整 个衬底载具1的稳定性。
根据本说明书，可以明白，可以通过比公知的CFC材料更加简单、更 加经济的方式由玻璃陶瓷制成衬底载具。此外，由于玻璃陶瓷材料(例如 优选的Schott仗(^祖@材料)具有短得多的交货时间，所以对涂敷设备的操 作可以更加经济。另外还可以对已有设备进行简单的翻新。
权利要求
1.一种涂敷设备，特别是用于生产太阳能电池的涂敷设备，包括用于对衬底进行涂敷的衬底载具(1)，所述涂敷设备的特征在于，所述衬底载具(1)主要由玻璃陶瓷材料组成。
2. 根据权利要求1所述的涂敷设备，其特征在于，所述衬底载具 (1)主要由Schott 11(^狀@材料或NeoCeram N-l 1材料组成。
3. 根据权利要求1或2所述的涂敷设备，其特征在于，所述衬底载具 (1)设计成基本上为矩形板(2)，并在一个主要表面上具有用于容纳彼此相邻的衬底的若干个相邻容器(3、 5)。
4. 根据权利要求3所述的涂敷设备，其特征在于，所述容器(3、 5) 在所述衬底载具(1)中具有凹陷。
5. 根据权利要求4所述的涂敷设备，其特征在于，所述容器(3、 5) 由条状杆(4)分开，所述衬底载具(1)具有限制外部容器(5)的外部 杆状边缘(6)。
6. 根据权利要求5所述的涂敷设备，其特征在于，所述条状杆(4) 之间、所述边缘(6)的各个侧部区域(7、 8、 9、 10)之间或所述条状杆(4)与所述外部边缘(6)之间的过渡位置具有圆整的过渡部分(15)， 使得所述条状杆(4)的边缘、所述边缘部分(7、 8、 9、 10)的边缘(14、 16)、或所述条状杆(4)与所述边缘区域(7、 8、 9、 10)的边缘 都不是直角接触。
7. 根据权利要求6所述的涂敷设备，其特征在于，所述过渡部分 (15)实现为半圆形，所述半圆形从条状杆或从边缘区域(8)沿切向延伸，并融合到与之垂直的条状杆或相应容器(5)的边缘区域(9)中。
8. 根据前述权利要求中任意一项所述的涂敷设备，其特征在于，所述 衬底载具(1)是多部件的。
9. 根据权利要求8所述的涂敷设备，其特征在于，所述衬底载具 (1)沿所述条状杆(4)可分开地形成。
10. 根据权利要求9所述的涂敷设备，其特征在于，所述衬底载具的 各个部分(11、 12)由侧面条(13)互连。11. 根据前述权利要求中任意一项所述的涂敷设备，其特征在于，所 述容器(3、 5)具有用于衬底的凹陷支撑件(17)。12. 根据前述权利要求中任意一项所述的涂敷设备，其特征在于，所 述容器(3、 5)具有访问开口 (19)。13. 根据权利要求12所述的涂敷设备，其特征在于，所述支撑件可以 在所述容器(3、 5)的两侧形成为相反的U形槽，所述槽的内部弧与所述 衬底载具平面对准， 一个容器(3、 5)中所述相反U形槽的内部弧之间的 距离大于所述衬底的横向尺寸，容器中相反U形槽的外端之间距离小于所 述衬底的横向尺寸， 一个槽的所述内部弧与相反槽的外端之间的距离大^ 所述衬底的横向尺寸。14. 根据权利要求13所述的涂敷设备，其特征在于，至少使容器 (3、 5)中面对涂敷源的所述相反U形槽部分地穿孔，减小涂敷过程中对所述衬底的遮蔽。15. —种玻璃陶瓷材料在用于对衬底进行涂敷所用的衬底载具(1)中 的应用，特别是在根据权利要求1到14中任意一项所述的衬底载具(1) 中的应用。16. 根据权利要求15所述的应用，其特征在于，用Schott 11的狀@或 NeoCeram N-ll作为玻璃陶瓷材料。
全文摘要
本发明涉及一种带有新颖的衬底载具(1)的涂敷设备。衬底载具(1)主要由玻璃陶瓷制成的板(2)组成。与迄今为止所用的传统CFC材料相比，玻璃陶瓷材料价格较低且交货时间较短。因此可以更经济地操作涂敷设备。
文档编号H01L21/673GK101097880SQ20071010208
公开日2008年1月2日 申请日期2007年5月14日 优先权日2006年5月12日
发明者于尔根·乌尔里克 申请人:应用材料合资有限公司