Brevet FR3058075A1 — publié le 20180504

PLATEAU DE DÉTOURAGE COMPORTANT UNE PIÈCE AMOVIBLE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des plateaux pour procédé de détourage, c'est-à-dire la non déposition de matière sur les bords d'un substrat ou tout autre partie du substrat en cas de masquage, utilisés pour la réalisation de substrats comprenant une ou plusieurs couches minces, notamment pour la réalisation de structures semi-conductrices multicouches, également dénommées « multilayer semiconductor wafers » en anglais, permettant notamment l'obtention de cellules photovoltaïques, et préférentiellement des cellules photovoltaïques dites « cristallines », c'est-à-dire qui sont à base de silicium monocristallin ou multicristallin, et plus particulièrement des cellules photovoltaïques à hétérojonction de silicium. L'invention peut être mise en oeuvre pour de nombreuses applications, étant particulièrement concernée par sa mise en oeuvre sur des équipements de dépôt en ligne de films minces sur un substrat, tels que pour des procédés de dépôt physique en phase vapeur (ou encore PVD pour « Physical Vapor Deposition » en anglais) ou de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (ou encore PECVD pour « Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition » en anglais). L'invention propose ainsi un plateau de détourage pour la réalisation d'une structure monocouche ou multicouche comportant une pièce amovible au niveau d'un logement recevant une plaquette, ainsi qu'un procédé associé de fabrication d'une structure monocouche ou multicouche. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une cellule photovoltaïque à hétérojonction de silicium, souvent désignée par l'acronyme SHJ pour « Silicon HeteroJonction solar cell » en anglais, associe en général du silicium cristallin et du silicium amorphe. Elle est fabriquée à partir d'une plaquette, habituellement appelée « wafer », en silicium cristallin (c-Si) sur laquelle, après 3058075 S 61277 JLJ-P 2 nettoyage, on dépose une ou plusieurs couches de silicium amorphe (a-Si) sur chacune des faces de la plaquette, par exemple par dépôt PVD ou PECVD. Le silicium amorphe peut par exemple être du silicium amorphe hydrogéné (aSi:H). Généralement, la couche de silicium cristallin (c-Si) est de type N, alors que la ou les 5 couches de silicium amorphe (a-Si) sont de type P d'un côté, et de type N de l'autre côté. Toutefois, toute autre combinaison des types N et/ou P est envisageable. Une couche d'un oxyde transparent conducteur électrique (ou encore TCO pour « Transparent Conductive Oxide » en anglais), en particulier une couche d'oxyde d'indium dopé à l'étain (ou encore ITO pour « Indium Tin Oxide » en anglais), est ensuite déposée sur au moins 10 une face. Plus largement, le TCO peut être remplacé par un matériau conducteur transparent en face avant, et par un matériau conducteur électrique en face arrière, transparent ou non. Enfin, des métallisations sont réalisées pour former des contacts électriques. La demande de brevet EP 2 682 990 Al décrit un exemple de réalisation d'une cellule photovoltaïque à hétérojonction de silicium. 15 Lors de la fabrication d'une telle cellule, des plateaux sont habituellement utilisés pour positionner les plaquettes ou wafers, et en permettre le détourage. La figure 1 représente ainsi, en perspective, un exemple de plateau 1 pour procédé de détourage classiquement utilisé dans l'art antérieur. La figure 2 représente, en perspective, un détail isolé de la figure 1 montrant une plaquette 3 et un logement 2 20 du plateau 1 pour la recevoir. Enfin, la figure 3 est une vue en coupe de la zone A de la figure 2. De façon habituelle, les plateaux 1 de l'art antérieur, comme représenté sur la figure 1, sont réalisés en une seule partie. Ils comportent une pluralité de logements 2 destinés à recevoir les plaquettes 3 sur lesquelles un dépôt de couches minces sera 25 réalisé pour l'obtention des cellules photovoltaïques. Comme visible sur les figures 2 et 3, chaque logement 2 comporte un rebord périphérique interne 4 permettant le positionnement d'une plaquette 3, et qui sert ainsi de support et de masquage pour la plaquette 3. Chaque logement 2 comporte une ouverture traversante délimitée par le rebord périphérique interne 4 permettant d'exposer, lorsque la plaquette 3 est positionnée dans le logement 2, une partie d'une 3058075 S 61277 JLJ-P 3 des deux faces avant et arrière de la plaquette 3, tandis que la périphérie en appui contre le rebord périphérique interne 4 est non exposée et donc protégée par celui-ci. Pour l'autre face, la totalité de celle-ci est exposée. Le plateau 1 permet ainsi le détourage de la plaquette 3 par masquage de la 5 périphérie de cette plaquette 3. Le détourage permet ainsi d'obtenir la plaquette 3 avec les couches transférées en retirant la zone périphérique au niveau du plateau 1. Par ailleurs, sur la figure 2, la barre centrale 5 représente le masquage pour le dépôt de la couche d'oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO). Un des inconvénients majeurs de ce type de plateaux selon l'art antérieur est 10 de n'être adapté qu'à une seule taille de plaquettes et de n'être compatible qu'avec un seul type de plaquettes. En effet, ces plateaux sont classiquement usinés en fonction de la taille et du type de plaquettes utilisées, de sorte qu'ils présentent des empreintes adaptées à un type donné de plaquettes. Or, afin de rendre le procédé de fabrication des cellules photovoltaïques plus 15 efficace et moins onéreux, il est souhaitable de pouvoir disposer d'un plateau qui puisse être compatible avec la majeure partie des plaquettes existantes actuellement, et notamment qui puisse être adapté à pratiquement n'importe quel format et n'importe quelle géométrie de plaquette. EXPOSÉ DE L'INVENTION 20 L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés précédemment et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur. L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un plateau de détourage pour la réalisation d'une structure (ou substrat) monocouche ou multicouche, 25 semi-conductrice ou non, en particulier une structure semi-conductrice multicouche, caractérisé en ce qu'il comporte : - une plaque de base comprenant une pluralité de logements pour recevoir chacun une plaquette permettant de former la structure, 3058075 S 61277 JLJ-P 4 - au moins une pièce amovible, apte à s'étendre au moins en partie le long de la périphérie dudit logement, ladite au moins une pièce amovible présentant une forme épousant au moins partiellement la forme de la plaquette reçue dans ledit logement. Le plateau de détourage selon l'invention peut en outre comporter l'une ou 5 plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. Selon une première variante, le plateau peut comporter une unique pièce amovible par logement de la plaque de base, ladite unique pièce amovible s'étendant sur toute la périphérie dudit logement et présentant une forme épousant la forme de la 10 plaquette reçue dans ledit logement. Selon une deuxième variante, le plateau peut comporter une pluralité de pièces amovibles par logement, chaque pièce amovible s'étendant en partie sur la périphérie dudit logement et présentant une forme épousant en partie la forme de la plaquette reçue dans ledit logement, la réunion des pièces amovibles situées dans ledit 15 logement formant un unique ensemble de pièces amovibles s'étendant sur toute la périphérie dudit logement. Ladite pluralité de pièces amovibles peut tout particulièrement comporter au moins un support latéral amovible et un support d'angle amovible, notamment respectivement situés au niveau d'une portion rectiligne et d'une portion en coin dudit 20 logement. Par ailleurs, ladite pluralité de pièces amovibles peut comporter des pièces amovibles de dimensions variables en fonction des dimensions de ladite plaquette reçue dans ledit logement, ces pièces amovibles de dimensions variables étant destinées à être situées au même emplacement sur la périphérie dudit logement. 25 De plus, au moins une pièce amovible peut comporter une portion en saillie à au moins l'une de ses extrémités venant au contact d'une portion en saillie d'une autre pièce amovible. En outre, au moins une pièce amovible peut comporter un rebord longitudinal sur une portion au contact de la périphérie dudit logement. 3058075 S 61277 JLJ-P 5 Ladite au moins une pièce amovible peut préférentiellement être fixée à la périphérie dudit logement de la plaque de base. En particulier, ladite au moins une pièce amovible peut être fixée par tout type de moyen connu, et notamment par clipsage et/ou par vissage. 5 Par ailleurs, au moins un logement de la plaque de base peut comporter au moins un support de séparation en appui sur la ou les pièces amovibles permettant la réalisation d'au moins deux structures par logement. La ou les pièces amovibles peuvent en particulier comporter au moins une encoche sur laquelle ledit support de séparation prend appui. 10 L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de fabrication d'une structure monocouche ou multicouche, semi-conductrice ou non, en particulier une structure semi-conductrice multicouche, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre au moyen d'un plateau de détourage tel que défini précédemment, et en ce qu'il comporte l'étape de détourage d'une plaquette destinée à former ladite structure 15 monocouche ou multicouche. Le procédé peut tout particulièrement comporter l'étape de détourage d'une plaquette pour former une cellule photovoltaïque, notamment une cellule photovoltaïque à hétérojonction de silicium. De plus, le procédé peut préférentiellement comporter l'étape de dépôt de 20 films minces sur une plaquette par un procédé de dépôt physique en phase vapeur (PVD) ou un procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). Le plateau de détourage et le procédé de fabrication selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques précédemment énoncées, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres 25 caractéristiques. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel : 3058075 S 61277 JLJ-P 6 - la figure 1 représente, en perspective, un exemple de plateau pour procédé de détourage classiquement utilisé dans l'art antérieur, - la figure 2 représente, en perspective, un détail isolé de la figure 1 montrant une plaquette et un logement du plateau pour la recevoir, 5 - la figure 3 est une vue en coupe de la zone A de la figure 2, - la figure 4 représente, en perspective, un exemple de réalisation d'un plateau de détourage conforme à l'invention, - la figure 5 représente, en perspective, des pièces amovibles utilisées dans le plateau représenté à la figure 4, 10 - les figures 6 et 7 illustrent, en perspective, un exemple de fixation des pièces amovibles à la plaque de base du plateau représenté à la figure 4, - la figure 8 représente, en perspective, un détail de réalisation des pièces amovibles du plateau représenté à la figure 4, - la figure 9 représente, en perspective, un détail de réalisation d'une pièce 15 amovible du plateau représenté à la figure 4, - la figure 10 représente, en perspective, une variante de réalisation du plateau représenté à la figure 4, et - les figures 11 à 13 représentent respectivement, en perspective, une plaque de base, une pièce amovible et l'assemblage d'une telle pièce amovible sur la plaque de 20 base pour une variante de réalisation d'un plateau de détourage conforme à l'invention. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. 25 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Les figures 1 à 3 ont déjà été décrites dans la partie relative à l'état de la technique antérieure. En référence aux figures 4 à 10, on va maintenant décrire un premier exemple de réalisation d'un plateau 1 de détourage conforme à l'invention. 3058075 S 61277 JLJ-P 7 Comme indiqué précédemment, ce plateau 1 peut avantageusement être utilisé dans le cadre du dépôt de films minces sur une plaquette 3 (ou wafer) par des procédés de dépôt physique en phase vapeur (PVD) ou de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD), afin tout préférentiellement de former des cellules 5 photovoltaïques à hétérojonction de silicium. Comme visible sur la figure 4, le plateau 1 comporte tout d'abord une plaque de base 6. Celle-ci comporte une pluralité de logements 2, ici de forme carrée, pour recevoir chacun une plaquette 3 (ou wafer). De plus, dans cet exemple, le plateau 1 comporte plusieurs pièces amovibles 10 7a, 7b pour former un support à la plaquette 3 dans chaque logement 2. Plus précisément, au niveau de chaque logement 2, un ensemble 8 de pièces amovibles 7a, 7b permet le positionnement d'une plaquette 3. Cet ensemble 8 s'étend le long de toute la périphérie P du logement 2 et présente une forme épousant la forme de la plaquette 3 reçue dans ce logement 2. Plus 15 précisément, chaque ensemble 8, situé dans chaque logement 2, comporte quatre supports d'angle 7b amovibles et quatre supports latéraux 7a amovibles. Les quatre supports d'angle 7b sont situés au niveau des quatre coins du logement 2, tandis que les quatre supports latéraux 7a sont situés au niveau des quatre côtés du logement 2. Comme précédemment décrit en référence à la figure 2, chaque ensemble 8, 20 et notamment chaque support d'angle 7b amovible et chaque support latéral 7a amovible, peut comporter un rebord périphérique interne 4 (non représenté sur les figures 4 à 13) permettant le positionnement de la plaquette 3, et qui sert ainsi de support et de masquage pour la plaquette 3. De plus, chaque logement 2 comporte une ouverture traversante délimitée par un tel rebord périphérique interne 4 permettant 25 d'exposer, lorsque la plaquette 3 est positionnée dans le logement 2, une partie d'une des deux faces avant et arrière de la plaquette 3, tandis que la périphérie en appui contre le rebord périphérique interne 4 est non exposée et donc protégée par celui-ci, l'autre face de la plaquette 3 étant totalement exposée. De façon avantageuse, le format de l'ensemble 8 amovible, et donc le format 30 du plateau 1 de détourage, peut être ajusté en fonction du type de plaquette 3 destinée à 3058075 S 61277 JLJ-P 8 être utilisée. Plus spécifiquement, les dimensions des pièces amovibles 7a, 7b peuvent être choisies en fonction du type de plaquette 3. A titres d'exemples, l'ensemble 8 amovible peut être sensiblement de forme carrée et peut présenter un côté de longueur comprise entre 10 et 20 cm, par exemple de l'ordre de 15 cm. Autrement dit, l'ensemble 5 8 amovible peut présenter un format de type 15x15 cm. La diagonale interne de l'ensemble 8 amovible, c'est-à-dire la distance entre deux pièces amovibles 7b diagonalement opposées, peut être comprise entre 20 et 21 cm. Ainsi, comme l'illustre la figure 5, deux types de supports d'angle 7b et 7c peuvent être prévus en fonction de la taille de la plaquette 3. Par exemple, pour une 10 plaquette 3 de grande dimension, le support d'angle 7c pourra être utilisé, tandis que pour une plaquette 3 de plus petite dimension, le support d'angle 7b pourra être utilisé. Avantageusement, il est ainsi possible de changer de pièces amovibles en fonction de la taille et de la géométrie des plaquettes 3. De ce fait, il n'est plus nécessaire de refaire usiner le plateau 1 pour le rendre compatible à de nouvelles tailles de 15 plaquettes 3, comme selon les solutions de l'art antérieur, et il est même possible de revenir facilement à une taille plus petite de plaquette, ce qui n'est pas permis dans les solutions classiques lorsque le plateau a été usiné pour une taille de plaquette plus grande. Par ailleurs, comme tout particulièrement visible sur les figures 5 et 9, chaque 20 pièce amovible 7a, 7b comporte un rebord longitudinal 9 sur sa portion au contact de la périphérie P du logement 2. Un tel rebord longitudinal 9 permet d'assurer la fonction de détourage, et notamment d'éviter la pénétration du plasma pour la face opposée à celle où se trouve le rebord longitudinal 9. De plus, comme visible plus particulièrement sur les figures 5, 8 et 9, chaque 25 pièce amovible 7a, 7b comporte une portion en saillie 10 (ou retour) à chacune de ses extrémités 11 qui est au contact d'une portion en saillie 10 d'une autre pièce amovible 7a, 7b. De façon avantageuse, les portions en saillie 10 de deux pièces amovibles 7a, 7b adjacentes sont emboîtées l'une sur l'autre. Cela permet d'éviter, en cours de dépôt, que le plasma ne puisse remonter sur le dessous de la plaquette 3. 3058075 S 61277 JLJ-P 9 Les figures 6 et 7 permettent en outre d'illustrer la fixation des pièces amovibles 7a, 7b à la plaque de base 6, notamment au niveau de sa périphérie P. Cette fixation peut se faire de diverses manières, par exemple à l'aide d'un système de clipsage ou par vissage V, comme représenté. 5 Par ailleurs, la figure 10 illustre la possibilité d'utiliser un support de séparation 12 en appui sur les pièces amovibles, et notamment en appui entre deux supports latéraux 7a opposés, c'est-à-dire disposés en regard l'un de l'autre, afin de pouvoir séparer en deux le logement 2 et permettre la fabrication ultérieure de deux demi-cellules. 10 Le support de séparation 12 permet de prévenir le dépôt sur une région décidée par l'homme du métier. En fin de réalisation du dispositif, ce dernier pourra être partagé, par exemple en deux parties, voire en quatre, voire encore en six, voire plus, par exemple par découpe laser à l'endroit où le dépôt a été masqué, en évitant la propagation du matériau déposé dans le substrat. Ce support de séparation 12 peut 15 prendre appui sur des encoches 13 formées dans chaque support latéral 7a. Il est à noter que la figure 10 illustre la possibilité d'utiliser un support de séparation 12 dans le but de former ultérieurement des demi-cellules mais le plateau pourrait comporter plusieurs supports de séparation 12 en vue de réaliser des sous-structures telles que des sous-cellules, par exemple quatre, voire six, voire encore huit, 20 voire plus, sous-cellules. Enfin, les figures 11, 12 et 13 permettent d'illustrer un deuxième exemple de réalisation d'un plateau de détourage 1 conforme à l'invention. Dans cet exemple, le plateau 1 comporte une unique pièce amovible 7 par logement 2 de la plaque de base 6. Autrement dit, l'ensemble 8 de pièces amovibles 25 décrit précédemment est ici remplacé par une seule et unique pièce amovible 7. Cette pièce amovible 7 peut de même présenter les caractéristiques décrites précédemment en référence aux pièces amovibles 7a, 7b, 7c. Ce deuxième exemple de réalisation peut en particulier être adapté lorsqu'un unique type de plaquettes 3 est utilisé. 3058075 S 61277 JLJ-P 10 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Plateau (1) de détourage pour la réalisation d'une structure monocouche ou multicouche, caractérisé en ce qu'il comporte : - une plaque de base (6) comprenant une pluralité de logements (2) pour recevoir chacun une plaquette (3) permettant de former la structure, - au moins une pièce amovible (7 ; 7a, 7b, 7c), apte à s'étendre au moins en partie le long de la périphérie (P) dudit logement (2), ladite au moins une pièce amovible présentant une forme épousant au moins partiellement la forme de la plaquette (3) reçue dans ledit logement (2). 2. Plateau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une unique pièce amovible (7) par logement (2) de la plaque de base (6), ladite unique pièce amovible (7) s'étendant sur toute la périphérie dudit logement (2) et présentant une forme épousant la forme de la plaquette (3) reçue dans ledit logement (2). 3. Plateau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de pièces amovibles (7a, 7b, 7c) par logement (2), chaque pièce amovible (7a, 7b, 7c) s'étendant en partie sur la périphérie dudit logement (2) et présentant une forme épousant en partie la forme de la plaquette (3) reçue dans ledit logement (2), la réunion des pièces amovibles (7a, 7b, 7c) situées dans ledit logement (2) formant un unique ensemble (8) de pièces amovibles s'étendant sur toute la périphérie dudit logement (2). 4. Plateau selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pluralité de pièces amovibles (7a, 7b, 7c) comporte au moins un support latéral (7a) amovible et un support d'angle (7b) amovible, notamment respectivement situés au niveau d'une portion rectiligne et d'une portion en coin dudit logement (2). 5. Plateau selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite pluralité de pièces amovibles (7a, 7b, 7c) comporte des pièces amovibles (7b, 7c) de 3058075 S 61277 JLJ-P 12 dimensions variables en fonction des dimensions de ladite plaquette (3) reçue dans ledit logement (2), ces pièces amovibles (7b, 7c) de dimensions variables étant destinées à être situées au même emplacement sur la périphérie (P) dudit logement (2). 5 6. Plateau selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'au moins une pièce amovible (7a, 7b, 7c) comporte une portion en saillie (10) à au moins l'une de ses extrémités (11) venant au contact d'une portion en saillie (10) d'une autre pièce amovible (7a, 7b, 7c). 10 7. Plateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pièce amovible (7 ; 7a, 7b, 7c) comporte un rebord longitudinal (9) sur une portion au contact de la périphérie (P) dudit logement (2). 8. Plateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que ladite au moins une pièce amovible (7 ; 7a, 7b, 7c) est fixée à la périphérie (P) dudit logement (2) de la plaque de base (6). 9. Plateau selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite au moins une pièce amovible (7 ; 7a, 7b, 7c) est fixée par clipsage et/ou par vissage. 10. Plateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un logement (2) de la plaque de base (6) comporte au moins un support de séparation (12) en appui sur la ou les pièces amovibles (7 ; 7a, 7b, 7c) permettant la réalisation d'au moins deux structures par logement (2). 11. Plateau selon la revendication 10, caractérisé en ce que la ou les pièces amovibles (7 ; 7a, 7b, 7c) comportent au moins une encoche (13) sur laquelle ledit support de séparation (12) prend appui. 20 25 3058075 S 61277 JLJ-P 13 12. Procédé de fabrication d'une structure monocouche ou multicouche, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre au moyen d'un plateau (1) de détourage selon l'une quelconque des revendications précédentes, et en ce qu'il comporte l'étape de détourage d'une plaquette (3) destinée à former ladite structure 5 monocouche ou multicouche. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de détourage d'une plaquette (3) pour former une cellule photovoltaïque, notamment une cellule photovoltaïque à hétérojonction de silicium. 14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de dépôt de films minces sur une plaquette (3) par un procédé de dépôt physique en phase vapeur (PVD) ou un procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). 10 15