專(zhuān)利名稱(chēng)：真空涂覆裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于真空加工基片特別是具有Im2或更大尺寸的大面積基片的遵循所謂內(nèi)聯(lián)概念的裝置。在優(yōu)選的實(shí)施例中，介紹了一種用于化學(xué)氣相沉積(CVD)氧化鋅 (ZnO)層的系統(tǒng)，氧化鋅層用于薄膜太陽(yáng)能電池，例如在太陽(yáng)能電池特別是在硅基太陽(yáng)能電池例如薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中用于前接觸層和后接觸層。而且該系統(tǒng)可以被用于所有使用了化學(xué)氣相沉積的大面積涂覆應(yīng)用。系統(tǒng)、裝置、加工設(shè)備、設(shè)備是在本公開(kāi)中用于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例的可互換使用的術(shù)語(yǔ)?！凹庸ぁ痹诒景l(fā)明的情況下包括作用在基片上的任何化學(xué)、物理或機(jī)械效應(yīng)?；诒景l(fā)明的情況下是要在所發(fā)明的真空加工裝置內(nèi)進(jìn)行處理的部件、元件或工件?；ǖ幌抻诰哂芯匦?、正方形或圓形形狀的扁平的片形部件。在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明主要涉及尺寸> Im2的平面基片例如薄玻璃基片。CVD化學(xué)氣相沉積是一種允許在加熱的基片上沉積涂層的公知技術(shù)。將常用的液態(tài)或氣態(tài)前體材料送入加工系統(tǒng)，在此所述前體的熱反應(yīng)造成所述涂層的沉積。LPCVD是用于低壓CVD的常用術(shù)語(yǔ)。DEZ- 二乙基鋅是一種用于在真空加工設(shè)備中生產(chǎn)TCO層的前體材料。TCO或TCO層是透明的導(dǎo)電層。術(shù)語(yǔ)層、涂層、沉積層和薄膜在本公開(kāi)中被可互換地使用，用于在真空加工設(shè)備內(nèi)沉積的薄膜，可以是CVD，LPCVD,等離子體增強(qiáng)型CVD (PECVD)或PVD (物理氣相沉積)。太陽(yáng)能電池或光伏電池是一種電子部件，能夠利用光電效應(yīng)將光(主要是太陽(yáng)光)直接轉(zhuǎn)化為電能。
背景技術(shù)：
內(nèi)聯(lián)式真空加工系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。US4358472或EP 0575055示出了這種類(lèi)型的系統(tǒng)。通常這樣的系統(tǒng)包括在真空環(huán)境內(nèi)用于基片的狹長(zhǎng)的傳送路徑?？梢匝厮鰝魉吐窂绞褂酶鞣N加工裝置，例如加熱、冷卻、沉積(PVD，CVD, PECVD...)、蝕刻或控制裝置-作用在所述基片上。如果必須要避免這種加工過(guò)程的交叉污染，那么有利地要使用閥或柵將某些分段與其他分段分隔開(kāi)。這樣的閥將允許基片通過(guò)以從其中一個(gè)所述分段到達(dá)另一分段并且在分段內(nèi)的加工期間會(huì)被關(guān)閉。通常這樣的分段被稱(chēng)為加工站或加工模塊 (PM)。如果使用的是離散的基片例如晶片、玻璃片、塑料基片，那么加工過(guò)程可以連續(xù)或非連續(xù)地進(jìn)行。在第一種情況下，基片將在加工期間經(jīng)過(guò)各種加工裝置(例如燈、冷卻劑、沉積源...)，在后一種情況下基片將在加工期間被保持在固定位置?？梢杂枚喾N方式實(shí)現(xiàn)通過(guò)系統(tǒng)的傳送，例如輥、帶傳動(dòng)或直線(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)(例如US5170714)?；某蚩梢允秦Q直或水平或傾斜一定角度。在很多應(yīng)用中，在傳送時(shí)將基片置于載體內(nèi)是有利的。傳送路徑可以是(單向)直線(xiàn)或(相同路線(xiàn)上往返的)雙重直線(xiàn)或可選地具有單獨(dú)的返回路徑。所述往返路徑的設(shè)置可以是彼此相鄰或者是例如在US5658114中示出的一條路徑在另一條路徑上方的層疊式設(shè)置。有利地為了裝載和卸載以及為了進(jìn)入/離開(kāi)真空環(huán)境，可以提供單獨(dú)的裝載/卸載站(“裝載鎖”)。用這種方式即可實(shí)現(xiàn)進(jìn)入/離開(kāi)真空內(nèi)的傳送路徑而不會(huì)影響加工腔內(nèi)的真空狀態(tài)。在本文的基礎(chǔ)說(shuō)明中沒(méi)有對(duì)更多的必要設(shè)備例如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠想到的必要的泵、供電和供水、排放、供氣、控制等設(shè)備進(jìn)行介紹。由于經(jīng)濟(jì)性的要求，涂覆大面積的基片是很重要的。這一點(diǎn)在太陽(yáng)能和顯示產(chǎn)業(yè)中特別重要。因此這樣的內(nèi)聯(lián)式系統(tǒng)被用于在流水線(xiàn)中加工基片，從加工站到加工站順序傳送。在具有η個(gè)加工站的系統(tǒng)中能夠同時(shí)處理/加工η塊基片，其中最慢的站的加工時(shí)間(在加工時(shí)間方面)決定了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。在PV (光伏)產(chǎn)業(yè)以及顯示產(chǎn)業(yè)中，TCO層被用于太陽(yáng)能電池和TFT (薄膜晶體管) 應(yīng)用中。ITO(氧化銦錫)或SiO(氧化鋅)被廣泛應(yīng)用。但是ZnO層作為用于太陽(yáng)能電池應(yīng)用的接觸導(dǎo)電材料表現(xiàn)出了優(yōu)良的性能。太陽(yáng)能電池通常是基于半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)的。但是對(duì)于硅晶片日益增長(zhǎng)的需求也增加了對(duì)于所謂的基于玻璃、金屬或塑料的薄膜太陽(yáng)能電池的需求，其中薄硅層、P型摻雜或η型摻雜硅以及用于活性部分的TCO層被進(jìn)行沉積。如上所述，只要能夠獲得一定均勻性的沉積層，就能夠比晶片更為經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)大面積基片。已經(jīng)在尺寸比較小的基片上大量進(jìn)行了上述試驗(yàn)。為了允許個(gè)體單元的串聯(lián)轉(zhuǎn)接，適用于薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)用的ZnO層(和硅層)需要進(jìn)行排列。這樣的單元分離(被稱(chēng)為“切割”) 通常是通過(guò)激光系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。沿預(yù)定路線(xiàn)或排列將材料激光燒蝕到一定深度導(dǎo)致在涂覆基片的某些區(qū)域與其他部分電絕緣。容易理解在整個(gè)基片范圍內(nèi)可靠均勻的涂層性質(zhì)對(duì)于薄膜太陽(yáng)能電池的性能和效率是至關(guān)重要的?；穸然蛲繉雍穸鹊母淖儗?huì)導(dǎo)致未完全切割的線(xiàn)路或者切割到基片。太陽(yáng)能電池或顯示屏商業(yè)化生產(chǎn)中的另一個(gè)因素是使用的加工設(shè)備的產(chǎn)量?；旧嫌糜谠谙到y(tǒng)內(nèi)傳送基片的時(shí)間必須被最小化以允許在給定沉積速率下的高產(chǎn)量。由于絕大多數(shù)應(yīng)用中都需要在沉積之前加熱基片，情況甚至?xí)兊酶釉愀?。在只包括一個(gè)用于裝載/卸載、加熱的腔室的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，絕大部分的反應(yīng)器利用時(shí)間都被用于加熱基片和傳送。因此單個(gè)腔室的方法盡管簡(jiǎn)單和易于加工，但是仍然由于所述的經(jīng)濟(jì)上的缺點(diǎn)而不受青睞。因此本發(fā)明的目的是提出一種內(nèi)聯(lián)式真空加工系統(tǒng)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺點(diǎn)并且允許在其中對(duì)基片進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的真空加工。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)聯(lián)式真空加工系統(tǒng)的截面圖。圖2示出了在發(fā)明的加工系統(tǒng)中使用的紅外加熱器組。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器/加工模塊PM的示意圖。圖4更加詳細(xì)地示出了加工模塊的氣體定量供給部分。
圖5示出了具有邊界元件51的熱臺(tái)面53。 圖6示出了所述邊界元件的變形。根據(jù)本發(fā)明的解決方案—種用于在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)聯(lián)式真空加工系統(tǒng)內(nèi)的基片上沉積薄膜的方法包括以下步驟a)將第一基片引入裝載-鎖定腔內(nèi)；b)降低所述腔室內(nèi)的壓力；C)將所述第一基片傳送到第一沉積腔內(nèi)；d)使用第一組涂覆參數(shù)將第一材料層至少部分地沉積在所述第一基片上；e)將所述第一基片傳送到所述內(nèi)聯(lián)式系統(tǒng)隨后的第二沉積腔內(nèi)而不破壞真空；f)使用基本相同的參數(shù)組將另一層所述第一材料層至少部分地沉積在所述第一基片上；g)將所述第一基片傳送到裝載鎖定腔內(nèi)；h)從所述系統(tǒng)中取出所述第一基片-其中同時(shí)進(jìn)行步驟f)在所述內(nèi)聯(lián)式真空系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)步驟d)處理第二基片。一種用于基片的內(nèi)聯(lián)式真空加工的裝置包括至少一個(gè)裝載-鎖定腔，用基本相同的涂覆參數(shù)組進(jìn)行操作的至少兩個(gè)沉積腔；至少一個(gè)卸載-鎖定腔以及用于傳送、后加工和/或操縱基片通過(guò)并位于各個(gè)腔室內(nèi)的裝置。
具體實(shí)施例方式圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，具有4個(gè)PM(加工模塊)，不過(guò)具有至少兩個(gè)PM 的其他結(jié)構(gòu)也是經(jīng)濟(jì)上可行的。基片，優(yōu)選為玻璃基片，具有范圍在3到4mm之間的厚度， 被單獨(dú)送入內(nèi)聯(lián)式系統(tǒng)的裝載站1內(nèi)。該站允許從例如操縱系統(tǒng)(機(jī)器人)到內(nèi)聯(lián)式系統(tǒng)例如載體內(nèi)的安全移交。通過(guò)傳送帶系統(tǒng)(未示出)將基片從裝載站1傳送到裝載鎖2 內(nèi)，其中傳送通過(guò)輥來(lái)實(shí)現(xiàn)。在裝載鎖2內(nèi)利用真空泵(未示出)將壓力降低到允許進(jìn)一步傳送基片的水平。同時(shí)通過(guò)一組紅外加熱器3對(duì)基片進(jìn)行加熱。一旦達(dá)到傳送壓力和所需的基片溫度，基片就將等候在裝載鎖內(nèi)，直到正在后續(xù)加工模塊4-7內(nèi)進(jìn)行的加工過(guò)程完成為止。在凈化(清理，通常是利用蝕刻氣體進(jìn)行)了加工模塊并且隨后泵下降以傳輸大約0. Imbar的壓力之后，“裝載鎖入口”3和PM 4之間的閘閥8以及PM 7和“裝載鎖出口” 10之間的閘閥9打開(kāi)并通過(guò)輥傳送基片通過(guò)系統(tǒng)直到它們到達(dá)其通過(guò)激光擋板指示的 (下一)位置為止。PM 7內(nèi)的基片將進(jìn)入裝載鎖出口 10，先前在PM 4內(nèi)加工的基片將被置于PM 5內(nèi)，以此類(lèi)推?；赑M 4-7內(nèi)被置于總是駐留在傳送輥上的加熱板/基片固定器11-14上方。 基片固定器帶有可豎直收回和伸出的銷(xiāo)，延伸穿過(guò)加熱板。所述銷(xiāo)可以向上移動(dòng)并將基片從傳送輥系統(tǒng)中升起。傳送輥36(參見(jiàn)圖幻隨后即可被從基片底部橫向收回。然后就能夠通過(guò)降低銷(xiāo)而將基片分別放置在基片固定器11-14或35上。為了從PM中取出基片，可以按相反的順序執(zhí)行上述動(dòng)作序列。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以安裝12-16個(gè)銷(xiāo)以允許具有1 IOOmmX 1300mm尺寸基片的良好重量分布。銷(xiāo)可以由具有6mm直徑的不銹鋼制成，在套管內(nèi)被引導(dǎo)插入加熱板/ 基片固定器11-14內(nèi)。有利地銷(xiāo)的末端可以設(shè)有塑料蓋(例如klasol)以避免損壞基片。 所述銷(xiāo)的數(shù)量和機(jī)械性質(zhì)可以根據(jù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 在一個(gè)實(shí)施例中，銷(xiāo)是通過(guò)公共的提升機(jī)構(gòu)例如液壓或氣動(dòng)氣缸或者安裝在熱臺(tái)面下方的PM底部中的各自的電機(jī)進(jìn)行致動(dòng)的。銷(xiāo)駐留在板上，板例如由鋼支撐并通過(guò)所述公共提升機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)。為了避免銷(xiāo)在套管中被阻塞，它們有利地并不是與所述板固定連接而僅僅是駐留在所述板上。不過(guò)為了在向下移動(dòng)期間在所述銷(xiāo)上施加額外的拉力，可以在與所述銷(xiāo)互相作用的所述板內(nèi)裝入永磁體。后一種情況是用于由鐵素體鋼制成或表現(xiàn)出有鐵插入的應(yīng)用中。上述被加熱的基片固定器11-14可以被設(shè)計(jì)用于允許不同的加熱條件(例如基片溫度、加熱時(shí)間和基片溫度的均勻性)以用于在所述的加工模塊4-7內(nèi)進(jìn)行各種加工?；潭ㄆ?加熱板11-14有利地可以允許基片接觸在其整個(gè)表面上以允許良好的熱傳遞。加熱板進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例在圖5中示出。加熱板53具有用于在上面放置基片50的面積。 所述支撐面積的邊緣區(qū)域表現(xiàn)為包括邊界元件51的肩部。該邊界元件駐留在加熱板53的凹口內(nèi)。它被以使基片部分覆蓋邊界元件51這樣的方式設(shè)計(jì)以允許熱傳遞，但同時(shí)也具有不受基片50影響的區(qū)域。有利地在基片50和邊界元件51之間設(shè)有0. 5mm的小凹槽，以使得不存在直接接觸。因此，邊界元件51具有可以和基片的框架相比較的形狀。邊界元件進(jìn)一步包括加熱元件52，加熱元件52可以是被裝在袋內(nèi)的電加熱元件。所述邊界元件的優(yōu)點(diǎn)如下-單獨(dú)的加熱元件52允許單獨(dú)控制基片邊緣區(qū)域處的溫度。這樣就允許對(duì)邊緣處增大的熱傳遞(輻射損失)進(jìn)行補(bǔ)償。-在沉積過(guò)程期間，不僅是基片50，而且邊界元件51和加熱板53也會(huì)被涂覆并需要進(jìn)行清理。由于涂覆加工的性質(zhì)決定了邊界元件51將會(huì)比其他區(qū)域更容易受到影響。由于減小了尺寸，因此邊界元件51與整塊加熱板53相比能夠更容易地進(jìn)行更換。-邊界元件51和基片50之間的小間隙避免了在邊緣區(qū)域處形成連續(xù)涂層。-在沉積期間，可以用剩余的沉積氣體來(lái)引導(dǎo)涂覆加工。這些未使用的廢氣必須通過(guò)真空泵被抽空。廢氣可能會(huì)和排氣系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)區(qū)域以及泵自身發(fā)生反應(yīng)，逐漸涂覆它們并因此導(dǎo)致需要進(jìn)行維修。但是邊界元件51未用于向基片50熱傳遞的區(qū)域?qū)?huì)具有吸氣效應(yīng)(吸引這些未使用的氣體)。由于邊界元件51便于更換，因此可以允許降低整套系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間。邊界元件51的設(shè)計(jì)可以如圖5中的截面圖所示。圖恥示出了具有突起M的一種可選設(shè)計(jì)。有利地所述突起的高度被選擇為與基片的厚度相同，但是如果有必要的話(huà)也可以有所改變。本發(fā)明的加工可以通過(guò)將工作氣體例如乙硼烷和DEZ經(jīng)氣體噴淋系統(tǒng)15-18定量供給到加工腔。加工腔4-7中的每一個(gè)都可以被裝有單獨(dú)的氣體噴淋系統(tǒng)，但是部分或全部的氣體噴淋器15-18可以由相同的氣體定量供給和混合系統(tǒng)(圖1中未示出)供氣。根據(jù)本發(fā)明如上所述用于在內(nèi)聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)加工基片的方法，沉積層通過(guò)將氣相下的二乙基鋅(DEZ)和水在0. 3mbar到1. 3mbar之間的壓力范圍內(nèi)混合來(lái)實(shí)現(xiàn)。薄膜優(yōu)選地在熱表面上成形，其中生長(zhǎng)速率是氣體溫度和利用率的函數(shù)。沉積ZnO層的一個(gè)目標(biāo)是增強(qiáng)其電導(dǎo)率。乙硼烷(B2H6)被加入反應(yīng)混合物以促進(jìn)透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO)層的摻雜。由于本發(fā)明的內(nèi)聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，涂層可以在η個(gè)步驟內(nèi)以每個(gè)步驟1/η的涂層厚度沉積以使得在經(jīng)過(guò)了相應(yīng)數(shù)量的PM之后達(dá)到總厚度。這些具有可度量加工性質(zhì)的PM(所有的氣體噴淋器都通過(guò)相同的氣體輸送系統(tǒng)、相等或可度量的加工時(shí)間、可度量的壓力和氣體流量供氣)的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是由于橫向污染不再是問(wèn)題，因此不必要通過(guò)閘閥或類(lèi)似裝置將PM彼此分離?；旧纤鼈冃纬闪艘贿B串具有單獨(dú)加熱板的沉積腔，其中在每個(gè)容器內(nèi)都完成一部分沉積。在完成了所有的沉積步驟之后，基片將通過(guò)輥系統(tǒng)上的閘閥9被傳輸至裝載鎖出口 10?；瑢⒃诖吮粠氪髿鈮毫ο峦瑫r(shí)進(jìn)行(第一次)冷卻。一旦裝載鎖出口 10到達(dá)大氣壓力，基片就通過(guò)裝載鎖10內(nèi)的輥系統(tǒng)和卸載單元19上的傳送帶系統(tǒng)被傳送至卸載單元19。然后基片通過(guò)卸載單元19內(nèi)的提升設(shè)備20被傳送至返回軌道的高度。返回軌道可以包括幾個(gè)獨(dú)立運(yùn)行并將基片逐步傳送至裝載臺(tái)面1的傳送帶單元21-26?？蛇x地也可以使用單條傳送帶。上述的逐步動(dòng)作允許將玻璃基片盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保留在系統(tǒng)的受保護(hù)環(huán)境中并允許將基片冷卻至傳送溫度。該溫度由用于存儲(chǔ)和在設(shè)備之間來(lái)回傳送基片的外部操作系統(tǒng)所允許的最大溫度確定。裝載站自身裝有提升設(shè)備27，其允許將基片從返回軌道的高度帶回到傳送或沉積高度，基片在此通過(guò)外部裝載系統(tǒng)(未示出)被最終取走。在優(yōu)選的實(shí)施例中使用了 4個(gè)沉積腔(PM)。所有的加熱板11-14幾乎都處于 160°C到200°C之間的相同的溫度設(shè)定下。裝載鎖入口 3內(nèi)的加熱器組將基片加熱到略高于約175°C的所述目標(biāo)沉積溫度以補(bǔ)償傳送期間的熱損失。裝載鎖系統(tǒng)內(nèi)非均勻的加熱也已經(jīng)證明是有利的。玻璃的邊緣區(qū)域被加熱到比中心部分高出10°C的溫度。但是，該溫度梯度取決于玻璃到第一加熱板11的傳熱速度。圖2示出了在裝載鎖系統(tǒng)內(nèi)使用的典型的紅外加熱器組。其被分為例如6組獨(dú)立的加熱器區(qū)域觀-33 (28-31為橫向設(shè)置，32和33為縱向設(shè)置)，其中每一組的溫度都通過(guò)測(cè)量基片溫度的紅外高溫計(jì)進(jìn)行控制。出于節(jié)約成本的原因，部分加熱器組可以被打包并只使用一個(gè)控制高溫計(jì)。例如區(qū)域四和區(qū)域30產(chǎn)生玻璃基片的中心溫度而區(qū)域31和30產(chǎn)生一部分邊緣區(qū)域的溫度并且區(qū)域觀和32產(chǎn)生另一部分邊緣區(qū)域的溫度。為了提高均勻性，在加熱期間沿傳送方向略微地來(lái)回移動(dòng)基片也是有利的。盡管如此還是會(huì)達(dá)到上述的溫度梯度。為了允許通過(guò)高溫計(jì)對(duì)玻璃溫度進(jìn)行正確控制，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到冷卻腔室壁部以使所有基片相鄰區(qū)域的溫度都低于基片溫度，加熱燈除外。沉積的一個(gè)關(guān)鍵因素是基片的溫度，因?yàn)樗苯佑绊懙酵繉拥谋∧ず穸炔⒁虼擞绊懙奖∧さ木鶆蛐?。如上所述，基片被傳送到已?jīng)被加熱的第一沉積腔(PM)2。通常希望沉積開(kāi)始時(shí)在基片上具有均勻的熱量分布。但是對(duì)于太陽(yáng)能應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)證明在玻璃上具有非均勻的溫度分布并因此具有非均勻的厚度分布可能是有利的。例如在邊緣區(qū)域ZnO的較高厚度對(duì)于薄膜太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)被視為優(yōu)點(diǎn)。硼摻雜的ZnO層的降解通常在邊緣區(qū)域內(nèi)較高，因此薄膜接觸區(qū)域的電導(dǎo)隨著時(shí)間的推移而降低。因此這種增加的降解可以通過(guò)較高的邊緣層厚度來(lái)補(bǔ)償以使得長(zhǎng)時(shí)間后ZnO接觸層的整體電阻保持恒定并低于所需的15 歐姆/平方的值。如上所述，具有單獨(dú)加熱的邊界元件51的加熱板53也允許經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的、均勻的溫度/涂覆分布以及非均勻的在基片的邊緣區(qū)域具有增大的層厚度的涂覆分布。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，選擇了三種區(qū)域設(shè)置方法。兩個(gè)區(qū)域被設(shè)置在加熱板53的中心板上；由邊界元件51代表的一個(gè)區(qū)域被從中心板分離并獨(dú)立進(jìn)行熱力控制。 中心區(qū)域的溫度大約為175°C而邊緣區(qū)域被設(shè)定為190°C。這種方式外邊緣區(qū)域應(yīng)該對(duì)從玻璃基片到周?chē)鷧^(qū)域中的熱損失進(jìn)行補(bǔ)償或者甚至進(jìn)行過(guò)補(bǔ)償。圖3示出了反應(yīng)器/加工模塊的示意圖，其中發(fā)生實(shí)際的反應(yīng)?；?5被放置在加熱器臺(tái)面34(加熱臺(tái))上。示出了(可收回的)傳送輥36以及氣體噴淋裝置37，38。氣
體噴淋裝置包括兩部分，分別是氣體定量供給部分37和氣體分配部分38。 在圖4中更詳細(xì)地示出了氣體定量供給部分，其包括氣體管路，具有明確界定的
孔，氣體可以由此流入加工腔(PM) 41內(nèi)。保持PM 41內(nèi)大約0. 5mbar的壓力并使流過(guò)氣體
定量供給部分的氣體流量大約為1-2標(biāo)準(zhǔn)升(1000-2000sCCm)導(dǎo)致氣體定量供給管路內(nèi)的
壓力在5mbar到20mbar之間。氣體定量供給管路被彼此并聯(lián)設(shè)置，以均質(zhì)方式給氣體混合
室42提供氣體。這可以通過(guò)在氣體定量供給管路39、40內(nèi)等間距的孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。 存在兩組氣體定量供給管路，一組用于水蒸氣39而另一組用于DEZ和乙硼烷40。氣體分配部分38被設(shè)計(jì)作為氣體噴淋板并用明確界定出的孔模式將氣體分配到基片的特定區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于在內(nèi)聯(lián)式真空加工系統(tǒng)內(nèi)的基片上沉積薄膜的方法，包括以下步驟a)將第一基片引入裝載-鎖定腔內(nèi)；b)降低所述腔室內(nèi)的壓力；c)將所述第一基片傳送到第一沉積腔內(nèi)；d)使用第一組涂覆參數(shù)將第一材料層至少部分地沉積在所述第一基片上；e)將所述第一基片傳送到所述內(nèi)聯(lián)式系統(tǒng)隨后的第二沉積腔內(nèi)而不破壞真空；f)使用基本相同的參數(shù)組將另一層所述第一材料層至少部分地沉積在所述第一基片上；g)將所述第一基片傳送到裝載鎖定腔內(nèi)；h)從所述系統(tǒng)中取出所述第一基片并同時(shí)進(jìn)行步驟f)在所述內(nèi)聯(lián)式真空系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)步驟d)處理第二基片。所述方法的實(shí)施例應(yīng)該或者可以包括-所述第一組沉積參數(shù)包括氣體流量、化學(xué)成分和壓力。-所述涂層包括透明的導(dǎo)電氧化物薄膜。-所述沉積包括CVD、PECVD,LPCVD, PVD或反應(yīng)性PVD中的一種。-步驟b)包括附加的基片加熱步驟。-所述部分涂覆是在所述沉積腔內(nèi)沉積等于所需總厚度的1/n的部分。-所述低壓化學(xué)氣相沉積是在0.3mbar到1. Imbar的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行的。-所述基片的材料是聚合物、金屬或玻璃的一種。-所述基片具有平板形狀并在整個(gè)加工期間水平放置。-所述平板形基片具有至少I(mǎi)m2的尺寸并且具有0.3mm到5cm之間優(yōu)選地在2mm 到5mm之間的厚度。-所述基片上的所述TCO薄膜是用于太陽(yáng)能電池的前接觸電極。-所述基片上的所述TCO薄膜是用于太陽(yáng)能電池的后接觸電極。-所述TOC薄膜是氧化鋅或氧化錫。-所述方法可以使用例如液體或氣體形式的水、有機(jī)金屬物質(zhì)例如二乙基鋅 (dez)作為反應(yīng)物并使用乙硼烷作為摻雜物。
一種用于基片的內(nèi)聯(lián)式真空加工的裝置，包括-至少一個(gè)裝載-鎖定腔，-用基本相同的涂覆參數(shù)組進(jìn)行操作的至少兩個(gè)沉積腔；-至少一個(gè)卸載-鎖定腔，和-用于傳送、后加工和/或操縱基片通過(guò)并位于各個(gè)腔室內(nèi)的裝置。所述裝置進(jìn)一步的實(shí)施例應(yīng)該或者可以包括-裝載-鎖定腔，包括加熱裝置、用于建立和保持真空狀態(tài)的泵送裝置、用于基片傳送的裝置以及用于引入氣體例如惰性氣體和/或工作氣體和/或沉積氣體的裝置、包括紅外射線(xiàn)模塊的加熱裝置。-裝載-鎖定腔包括用作基片傳送裝置的傳送帶；沉積腔，具有用于在沉積期間支撐基片的裝置、用于傳送基片的裝置、用于引入必要的反應(yīng)物用于沉積的裝置、真空泵以及加熱裝置。-用于在沉積腔內(nèi)傳送基片的裝置是內(nèi)部冷卻的可收回滾輪或輥；用于支撐基片的裝置是可豎直移動(dòng)的銷(xiāo)，適于將基片從輥升起。-用于引入必要的反應(yīng)物以進(jìn)行根據(jù)噴頭原理設(shè)計(jì)的沉積。-裝載-鎖定腔包括用于傳送和/或冷卻和/或送出基片的裝置。-裝載-鎖定腔具有通過(guò)設(shè)有傳送裝置的裝載站送料的基片入口，用于至少?gòu)墓ぷ魅藛T、機(jī)器人或另一加工系統(tǒng)中接收基片。-腔室以及裝載和卸載站被沿直線(xiàn)順序設(shè)置(類(lèi)似于流水線(xiàn))以使得在腔室下方能夠設(shè)置后加工裝置也就是分別沿與上方腔室沉積加工相反的方向移動(dòng)的反向傳送裝置， 為了進(jìn)一步將經(jīng)過(guò)加工的基片最終冷卻到環(huán)境溫度狀態(tài)，在沉積加工線(xiàn)路的軌跡內(nèi)包括有冷卻裝置。-裝載站，具有提升或升降機(jī)構(gòu)用于將經(jīng)過(guò)加工的基片從反向傳送裝置升起以在至少是工作人員或機(jī)器能夠操作基片或?qū)⑵溲b箱搬離的位置接收涂覆過(guò)的基片。
權(quán)利要求
1.一種用于在內(nèi)聯(lián)式真空加工系統(tǒng)內(nèi)以低壓CVD(LPCVD)加工在基片上沉積氧化鋅薄膜的方法，包括以下步驟a)將第一基片引入裝載-鎖定腔O)內(nèi)；b)降低所述腔室內(nèi)的壓力；c)通過(guò)紅外加熱器(觀_3；3)對(duì)所述基片進(jìn)行加熱；d)將所述第一基片傳送到第一沉積腔內(nèi)，并且將所述基片定位在第一被加熱的基片固定器(11)上；e)將包括至少水、乙硼烷以及二乙基鋅的工作氣體經(jīng)氣體噴淋系統(tǒng)(15)定量供給到所述第一沉積腔(4)；f)沉積一層氧化鋅；g)將所述第一基片傳送到所述內(nèi)聯(lián)式真空加工系統(tǒng)隨后的第二沉積腔(5)內(nèi)而不破壞真空，并且將所述基片定位在第二被加熱的基片固定器(1 上；h)將包括至少水、乙硼烷以及二乙基鋅的工作氣體經(jīng)氣體噴淋系統(tǒng)(16)定量供給到所述第二沉積腔(5)；i)沉積另一層氧化鋅；j)將所述第一基片傳送到卸載-鎖定腔(10)內(nèi)；k)從所述系統(tǒng)中取出所述第一基片；其中在步驟c)期間略微地來(lái)回移動(dòng)所述基片。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述沉積腔(4，幻中，所述基片的所述邊緣區(qū)域被加熱到高于所述中心區(qū)域的溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在定量供給步驟e)和h)期間建立 1000-2000sccm 的氣流。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述沉積步驟f)和i)在0.3mbar到 1. Imbar之間的壓力下進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中同時(shí)進(jìn)行步驟i)時(shí)，在所述內(nèi)聯(lián)式真空加工系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)步驟f)完成第二基片的處理。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述層的總厚度通過(guò)η個(gè)步驟在所述沉積腔中的每個(gè)中沉積1/η的層厚形成。
7.一種用于內(nèi)聯(lián)式真空加工基片的裝置，包括-至少一個(gè)裝載-鎖定腔O)，其包括加熱裝置，-用基本相同的沉積參數(shù)組進(jìn)行操作的形成一連串沉積腔的至少兩個(gè)連續(xù)沉積腔G， 5)，在每個(gè)沉積腔內(nèi)都完成一部分沉積，-至少一個(gè)卸載-鎖定腔(10)，和-用于傳送、后加工和/或操縱基片通過(guò)并位于各個(gè)腔室內(nèi)的裝置，其中存在用于在所述裝載-鎖定腔O)中傳送基片的裝置，其允許在加熱期間略微地來(lái)回移動(dòng)基片。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中沉積腔進(jìn)一步包括用于傳送基片的裝置，所述裝置是可收回的滾輪或輥(36)和能豎直移動(dòng)適于將所述基片從所述輥升起的銷(xiāo)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其中沉積腔0，5)以及裝載-鎖定腔(2)和卸載-鎖定腔(10)被沿直線(xiàn)順序設(shè)置，并且在腔室下方設(shè)有用于沿相對(duì)于上方腔室的沉積加工的相反方向移動(dòng)基片的反向傳送裝置C1-26)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，還包括裝載站(1)，其包括提升或升降機(jī)構(gòu)用于將經(jīng)過(guò)加工的基片從反向傳送裝置升起以在至少是工作人員或機(jī)器能夠操作基片或?qū)⑵溲b箱搬離的位置接收沉積過(guò)的基片。
全文摘要
在真空中加工基片的內(nèi)聯(lián)式真空加工裝置，包括至少一個(gè)裝載-鎖定腔(10)，用基本相同的涂覆參數(shù)組進(jìn)行操作的至少兩個(gè)連續(xù)沉積腔(4-7)以及至少一個(gè)卸載-鎖定腔(10)，再加上用于傳送、后加工和/或操縱基片通過(guò)并位于各個(gè)腔室內(nèi)的裝置。一種用于在這樣的加工系統(tǒng)內(nèi)的基片上沉積薄膜的方法，包括步驟將第一基片引入裝載-鎖定腔內(nèi)；降低所述腔室內(nèi)的壓力；將所述基片傳送到第一沉積腔內(nèi)；使用第一組涂覆參數(shù)將第一材料層沉積在所述第一基片上；將所述第一基片傳送到所述內(nèi)聯(lián)式系統(tǒng)隨后的第二沉積腔內(nèi)而不破壞真空并使用基本相同的參數(shù)組將另一層所述第一材料層沉積在所述第一基片上。同時(shí)進(jìn)行步驟f)在所述內(nèi)聯(lián)式真空系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)步驟d)處理第二基片。
文檔編號(hào)C23C16/40GK102505115SQ20111037381
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者A·津德?tīng)? D·齊明, H·庫(kù)恩, J·克施鮑默, M·波佩勒 申請(qǐng)人:歐瑞康太陽(yáng)能股份公司(特呂巴赫)