特許 6202685 基板加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202685

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】基板加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/324 20060101AFI20170914BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20170914BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20170914BHJP

   H01L 31/0749 20120101ALN20170914BHJP

   H01L 31/18 20060101ALN20170914BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/324 G

   H01L21/68 N

   H01L21/68 A

   H01L21/324 S

   !H01L31/06 460

   !H01L31/04 420

【請求項の数】15

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-538745(P2014-538745)

(86)(22)【出願日】2012年10月25日

(65)【公表番号】特表2015-503216(P2015-503216A)

(43)【公表日】2015年1月29日

(86)【国際出願番号】NL2012050745

(87)【国際公開番号】WO2013062414

(87)【国際公開日】20130502

【審査請求日】2015年9月24日

(31)【優先権主張番号】2007658

(32)【優先日】2011年10月26日

(33)【優先権主張国】NL

(73)【特許権者】

【識別番号】516272618

【氏名又は名称】スミット サーマル ソリューションズ ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(74)【代理人】

【識別番号】100148596

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 和弘

(72)【発明者】

【氏名】ケイパー， ジェラルド

(72)【発明者】

【氏名】ジジルマンズ， ウィロ ルドルフ

【審査官】 桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０１８２２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０４８０９９９２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０１５５８４２５（ＧＢ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０６４２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５０１９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０８５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４８−１３８８７（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ３１／０７４９

Ｈ０１Ｌ ３１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板（１２）上の材料を結晶化させるために所定の温度プロファイルに従って前記基板を加熱する基板加熱装置（１）であって、
ハウジング（２）と、
前記ハウジング（２）の内側にある少なくとも１つの処理チャンバ（３、４、５）とを備え、
前記処理チャンバには、
基板（１２）を通過させるための、第１の封止可能な開口部（６、８、１０）及び第２の封止可能な開口部（７、９、１１）と、
処理ガスを前記処理チャンバ（３、４、５）内に導入する入口（１７）と、
前記基板（１２）を前記処理チャンバ（３）内に搬送し、かつ、回転可能であるように前記ハウジング（２）に取り付けられている、少なくとも２つの搬送ローラ（１５）と、
前記処理チャンバから前記処理チャンバ（３）と前記ハウジングとの間の空間への前記処理ガスの漏出を防止する封止手段（２０、２５、２６、３１、３２）とが設けられており、
前記封止手段は、
前記処理チャンバ（３、４、５）内で前記搬送ローラ（１５）のそれぞれの端部付近にある通路空間を備えており、それぞれの前記通路空間（２０）に、前記処理チャンバ（３）の内壁（２３）上の第１の通路開口部（２１）、前記処理チャンバ（３、４、５）の外壁（２４）上の第２の通路開口部（２２）、前記搬送ローラ（１５）の周囲に配置されている第１のフランジ（２５）、及び前記第１のフランジ（２５）に隣り合って前記搬送ローラ（１５）の周囲に配置されている第２のフランジ（２６）が設けられており、前記第１のフランジ（２５）が前記第１の通路開口部（２１）付近にあり、前記第２のフランジ（２６）が前記第２の通路開口部（２２）付近にあり、
当該基板加熱装置には、
前記第１のフランジ（２５）又は前記第２のフランジ（２６）と前記通路空間（２０）の壁との間に径方向に延在しているばね空間（３１）と、
前記第１のフランジと前記第２のフランジとの間に取り付けられているリングを備え、前記通路空間内に配置されているばね要素（３０）であり、通路を効果的に封止するために、前記第１のフランジ（２５）のうち軸方向に向いた側面により前記通路空間のうち前記第１の通路開口部（２１）の周辺の部分に第１の力を掛けるため、及び／又は前記第２のフランジ（２６）のうち軸方向に向いた側面により前記通路空間のうち前記第２の通路開口部（２２）の周辺の部分に第２の力を掛けるためのばね要素（３０）とが設けられており、
前記第１及び第２のフランジ（２５、２６）は、前記搬送ローラが軸方向に移動でき、かつ前記搬送ローラが前記第１及び第２のフランジ（２５、２６）の内側で回転できるように配置されており、さらに前記第１及び第２のフランジは、前記通路空間のうち前記通路開口部（２１、２２）の周囲の部分において径方向に移動できる、基板加熱装置。

【請求項2】

前記ばね空間からガスを排出するために前記ばね空間（３１）に接続されている排出ダクト（５０）が設けられている、請求項１に記載の基板加熱装置。

【請求項3】

前記第１のフランジ（２５）の厚さａが前記第２のフランジ（２６）の厚さｂとは異なる、請求項１又は２に記載の基板加熱装置。

【請求項4】

パージガスを導入するために前記処理チャンバ（３）と前記ハウジング（２）との間の前記空間に接続されている供給部（１８）が更に設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板加熱装置。

【請求項5】

処理ガス流を調節するための、前記処理チャンバ（３）の前記入口（１７）にある第１の調節可能なガス流制御ユニット（５１）と、前記ばね空間（３１）からのオフガス流を調節するための、前記ばね空間（３１）の排出ダクト（５０）内にある第２のガス流制御ユニット（５２）とが設けられており、封止された状態にある封止可能な前記処理チャンバ（３）内の前記処理ガスの圧力と、前記処理チャンバ（３）と前記ハウジング（２）との間の前記空間内のパージガスの圧力との間で、調節可能な処理ガス流及び調節可能なオフガス流により所望の圧力差を設定することができる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板加熱装置。

【請求項6】

前記処理チャンバ（３）と前記ハウジング（２）との間の前記空間内のパージガスの前記圧力を記録する第１の圧力センサ（５３）と、処理ガスの前記圧力を記録する、前記処理チャンバ（３）内の第２の圧力センサ（５４）と、前記圧力センサ（５３、５４）及び前記調節可能なガス流制御ユニット（５１、５２）に接続されている制御ユニット（５５）であり、前記所望の圧力差を維持するように構成されている制御ユニット（５５）とが更に設けられている、請求項５に記載の基板加熱装置。

【請求項7】

前記第１のフランジ（２５）及び前記第２のフランジ（２６）の対向面に、径方向に向いたリブ（２７、２８、２９、２７’、２８’、２９’）が設けられており、前記第１のフランジ（２５）及び前記第２のフランジ（２６）それぞれの隣り合う２つのリブにより形成されている挟角αが互いに等しい、請求項６に記載の基板加熱装置。

【請求項8】

前記第１のフランジの前記リブ（２７、２８、２９）が、前記搬送ローラ（１５）の長手方向軸の周囲で、前記第２のフランジ（２６）のリブ（２７’、２８’、２９’）に対して前記挟角αの半分に等しい固定角βだけ回転されるように、前記第１のフランジ（２５）が前記第２のフランジ（２６）に対して位置決めされている、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記ばね要素（３０）が炭素含有材料を備えている、請求項７又は８に記載の基板加熱装置。

【請求項10】

前記炭素含有材料が炭素繊維強化炭素を含む、請求項９に記載の基板加熱装置。

【請求項11】

前記第１のフランジ（２５）のそれぞれ及び前記第２のフランジ（２６）のそれぞれがグラファイト、溶融石英、又はホウケイ酸塩を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板加熱装置。

【請求項12】

前記通路空間（２０）の外壁に、前記搬送ローラの周囲の取外し可能な部分（３２）が設けられている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板加熱装置。

【請求項13】

前記基板（１２）の搬送方向において少なくとも第１の処理チャンバ（３）の前に位置決めされている気相輸送堆積装置（４２）が更に設けられている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板加熱装置。

【請求項14】

前記搬送ローラを回転させるために前記搬送ローラ（１５）に連結されている駆動装置（３４）が更に設けられている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の基板加熱装置。

【請求項15】

前記駆動装置（３４）が、前記処理チャンバ内で前記基板の振動運動を生み出すために前記搬送ローラ（１５）を回転させるように構成されている、請求項１４に記載の基板加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板上の材料を結晶化するために所定の温度プロファイルに従って基板を加熱する基板加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

そのような装置が、米国特許第５，５７８，５０３号明細書から知られており、急速加熱処理装置（ＲＴＰ：Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とも呼ばれる。

【0003】

既知の装置は、例えば基板上の材料を結晶化させるために、特定の温度プロファイルに従って基板を連続的に加熱し、冷却するのに使用される。事前に塗布されたセレン層が、とりわけ、例えば太陽電池の光電効率を向上させるのに使用される銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉ）、ガリウム（Ｇａ）及び／又はセレン（Ｓｅ）を含む光吸収膜層を作り出すために使用される。当該既知の装置は、例えば金属蒸気を含む処理ガスの制御された雰囲気中で、例えば銅、インジウム、ガリウム及び／又はセレンを含むこの基材を結晶化させるのに使用することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

既知の装置は、いくつかの処理チャンバを備えている可能性があり、その各々は、加熱素子によりこれらの処理チャンバを加熱することによって特定の温度プロファイルに支配される。

【0005】

また、既知の装置に、例えば低酸素環境を作り出す窒素（Ｎ_２）など、パージガスがハウジング内に流入することを可能にするガス入口が設けられていてもよい。後続の処理チャンバ内では、結晶化を実施するために望まれる、たどるべき温度プロファイルに従って異なる温度が設定されていてもよい。更に、処理チャンバは、ある相転移で再結晶化が起こるように、例えば、例えばセレン蒸気を含む処理ガスを含む制御された雰囲気を有する。既知の装置に、基板を第１の開口部及び第２の開口部それぞれを通じて処理チャンバ内へ且つそこから外へ搬送する搬送手段が更に設けられている。これらの搬送手段は、基板を収容する箱を備えていてもよい。この箱内では、基板の特定の周囲環境、例えばセレン蒸気、を簡単な方法で一定の圧力又は蒸気圧に維持することができる。既知の装置の問題は、処理チャンバ内の基板の周囲環境を制御することである。

【0006】

本発明の目的は、材料の結晶化を促進し得る装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様によれば、この目的は、基板上の材料を結晶化させるために所定の温度プロファイルに従って基板を加熱する基板加熱装置であって、ハウジングと、ハウジングの内側にある少なくとも第１の処理チャンバであり、基板を通過させるための、第１の封止可能な開口部及び第２の封止可能な開口部、処理ガスを第１の処理チャンバ内に導入する入口、基板を第１の処理チャンバ内に搬送し、かつ、回転可能であるようにハウジングに取り付けられている、少なくとも２つの搬送ローラが設けられている、少なくとも第１の処理チャンバと、処理チャンバから処理チャンバとハウジングとの間の空間への処理ガスの漏出を防止する封止手段であり、処理チャンバ内で搬送ローラのそれぞれの端部付近にある通路空間を備えており、それぞれの通路空間に、処理チャンバの内壁上の第１の通路開口部、処理チャンバの外壁上の第２の通路開口部、搬送ローラの周囲に固定されている第１のフランジが設けられている、封止手段と、を具備する、装置により達成される。封止手段は、処理チャンバからハウジングと処理チャンバとの間の空間への処理ガスの漏出を防止する。この処理ガスは、処理チャンバ内の搬送ローラの通路を通じて漏出する可能性がある。損失を防ぐことにより、基板の周囲環境における処理ガス、例えば蒸気相、の状態を、より適切に制御することができ、再結晶化の促進をもたらす。更に、処理ガスによるパージガスの汚染が防止される。これらの封止手段を使用することにより、基板を搬送ローラ上に直接置くことが更に可能になる。もはや箱が存在しないので、基板は、より良好に所望の温度プロファイルに従うことが可能であり、箱の熱容量が存在しないので、従って材料の再結晶化の状態を更に向上させる。

【0008】

通路空間内にフランジを設ける、その場合例えばフランジが軸方向に一方又は両方の内壁に押し付けられている、ことにより、処理チャンバとハウジングとの間の空間への通路経由の処理ガスの漏出を更に防止することができる。この構造の更なる利点が、封止しているフランジが搬送軸に沿って軸方向に滑動することができること及び処理チャンバの壁に対して径方向に移動することができ、様々な熱膨張に起因する、搬送ローラの寸法及び位置の変化を補償することを可能にすることである。

【0009】

装置の更なる実施形態では、それぞれの通路空間は、第１のフランジに隣り合って搬送ローラの周囲に固定されている第２のフランジを備えており、第１のフランジは第１の通路開口部付近にあり、第２のフランジは第２の通路開口部付近にある。第２のフランジを使用することにより、フランジの側面は、通路空間の内壁に対して互いに独立して調整することができ、通路空間の内壁とフランジとの間の公差は簡単な方法で補償することができ、従って封止の向上をもたらす。

【0010】

装置の更なる実施形態に、第１のフランジ又は第２のフランジと通路空間の壁との間に径方向に延在しているばね空間が設けられている。このばね空間は、処理チャンバの加熱又は冷却中、フランジと通路空間の壁との間の膨張差を補償することができる。

【0011】

装置の更なる実施形態に、ガスを排出するためにばね空間に接続されている排出ダクトが設けられている。

【0012】

この排出ダクト経由で、搬送軸及び第１のフランジ又は第２のフランジそれぞれの外面に沿って漏出する可能性があるオフガス又は処理ガスとパージガスとのガス混合物を排出することができ、従って、この処理ガスが処理チャンバとハウジングとの間の空間に進入しないようにする。

【0013】

装置の更なる実施形態では、第１のフランジの厚さａは第２のフランジの厚さｂと異なる。第１のフランジの厚さａを第２のフランジの厚さｂと異なるように選択することにより、装置が動作中であり且つ同様の間隙が封止フランジと搬送ローラとの間に存在する場合、処理チャンバと、処理チャンバとハウジングとの間の空間との間の漏出損失を、
Ｄ_ｅｘ＝Ｄ_ｐ（１＋ａ／ｂ） （１）
により調整することが可能であり、ここで、Ｄ_ｅｘは、排出ダクトを通るガス混合物の流れを示し、Ｄ_ｐは、処理チャンバ内に導入される処理ガスの流れを示す。

【0014】

更なる実施形態では、装置に、パージガスを導入するために処理チャンバとハウジングとの間の空間に接続されている供給部が設けられている。パージガスは不活性雰囲気をもたらす可能性があり、その結果、例えば処理チャンバの壁のグラファイトが燃焼しなくなる。

【0015】

更なる実施形態では、装置は、第１のフランジの軸方向に向けられた側面により第１の通路開口部の周辺の通路空間の一部に第１の力を掛けるため、及び／又は第２のフランジの軸方向に向けられた側面により第２の通路開口部の周辺の通路空間の一部に第２の力を掛けるために、通路空間内に配置されているばね要素を備えている。このばね要素は、第１のフランジ及び第２のフランジそれぞれにより通路空間の側壁に軸方向に力を掛け、通路の効率的な封止が実現される。

【0016】

更なる実施形態では、装置に、処理ガス流を調節するための、処理チャンバの入口にある第１の調節可能なガス流制御ユニットと、オフガス流を調節するための、ばねチャンバの排出ダクト内にある第２の調節可能なガス流制御ユニットとが設けられており、封止された状態にある封止可能な処理チャンバ内の処理ガスの圧力と処理チャンバとハウジングとの間の空間内のパージガスの圧力との間で、調節可能な処理ガス流及び調節可能なオフガス流により、所望の圧力差を設定することができる。正の圧力差又は負の圧力差により、閉状態にある封止可能な処理チャンバからの又はそこへの漏出ガス流の向きを調節することができる。更なる実施形態では、装置に、処理チャンバとハウジングとの間の空間内のパージガスの圧力を記録する第１の圧力センサと、処理ガスの圧力を記録する処理チャンバ内の第２の圧力センサと、圧力センサ及び調節可能なガス流制御ユニットに接続されている制御ユニットであり、所望の圧力差を維持するように構成されている制御ユニットとが設けられている。

【0017】

本装置の更なる実施形態では、ばね要素は、第１のフランジと第２のフランジとの間に取り付けられているリングを備えている。

【0018】

本装置の更なる実施形態では、第１のフランジ及び第２のフランジの対向面に、径方向に向けられたリブが設けられており、第１のフランジ及び第２のフランジそれぞれの隣り合う２つのリブにより形成される挟角αが、互いに等しい。第１のフランジ及び第２のフランジ上のリブの数は、例えば３つであってもよい。第１のフランジ及び第２のフランジ上のこれら３つのリブを使用することにより、ばねリングの圧力を調整することができる。この場合、挟角は１２０度である。

【0019】

本装置の更なる実施形態では、第１のフランジは、第１のフランジのリブが固定角βだけ搬送ローラの長手方向軸の周囲で第２のフランジのリブに対して回転されるように、第２のフランジに対して位置決めされており、その固定角βは挟角の半分に等しい。第１のフランジのリブを第２のフランジのリブ同士の間の中心に位置決めすることにより、ばねの圧力を効率的な方法で調整することができる。第１のフランジ及び第２のフランジのそれぞれの３つのリブが利用される場合、第１のフランジが第２のフランジに対して配置されている搬送ローラの長手方向軸の周囲の固定角βは約６０度である。

【0020】

更なる実施形態では、リングは、炭素含有材料、特に炭素繊維強化炭素を含んでいる。炭素繊維強化炭素は十分な強度の耐熱材料である。

【0021】

本装置の更なる実施形態では、第１のフランジのそれぞれ及び第２のフランジのそれぞれは、グラファイト、ホウケイ酸塩、又は溶融石英を含む。グラファイト、ホウケイ酸塩、及び溶融石英は、十分な剛性の耐熱材料である。

【0022】

本装置の更なる実施形態では、第１の処理チャンバの外壁に、搬送ローラの周囲の取外し可能な部分が設けられている。第１の処理チャンバの外壁の一部を取外し可能にすることにより、簡単な方法で、搬送ローラを第１の処理チャンバ内に取り付けることができる。

【0023】

本装置の別の実施形態に、基板の搬送方向において少なくとも第１の処理チャンバの前に位置決めされている気相輸送堆積装置が設けられている。基板加熱装置に気相輸送堆積装置を組み込むことの利点は、セレン層が塗布された直後に装置の内部で基板を処理チャンバに搬送することができることであり、その結果として、より効率的な方法で大量生産を実現することができる。

【0024】

本装置の別の実施形態に、搬送ローラを回転させるために搬送ローラに連結されている駆動装置が設けられている。駆動装置により、基板を第１の処理チャンバ内に且つそこから外へ搬送することができる。

【0025】

本装置の更なる実施形態では、駆動装置は、第１の処理チャンバ内で基板の振動運動を生じさせるために搬送ローラを回転させるように構成されている。複数の搬送ローラを横切る基板の振動運動に因り、基板と搬送ローラとの間の接触による熱伝導が基板全体に亘って広がる。

【0026】

本発明は複数の好適な実施形態を参照して記載されるであろうが、本発明はそれらに限定されない。記載される実施形態は、単に、本発明の可能性のある説明の例であるに過ぎず、本発明の利点が別の方法でももたらされ得ることは、当業者に明らかになるであろう。

【0027】

本発明は、添付図面を参照して以下に記載される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】基板加熱装置の側面図である。

【図2】処理チャンバ及び搬送ローラ用の通路の詳細の横断面図である。

【図3】第１のフランジの側の図である。

【図4】第１のフランジと第２のフランジとばねとの組立体の横断面図である。

【図5】処理チャンバの上面図である。

【図6】処理チャンバの側面図である。

【図7】調節可能なガス流制御ユニットが設けられている装置の図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図では、同一部分が同一参照番号で示されている。

【0030】

図１は、基板上の材料を結晶化させるために所定の温度プロファイルに従って基板加熱装置１の側面図を示す。そのような装置１は急速加熱処理装置（ＲＴＰ）とも呼ばれ、例えば、基板から複数の太陽光電池を製造するために使用される。基板は、例えば、ガラス又はホウケイ酸塩を含んでいてもよく、例えば６０×４０ｃｍ、１２０×６０ｃｍ、又は１１０×１４０ｃｍのサイズを有する。装置１は、例えば積層状の鋼板などの層状材料、例えばロックウールなどの耐熱絶縁材料、及びグラファイト層のハウジング２を備えている。装置は、全てがハウジング２の内側にある、複数の、例えば３つの、処理チャンバ３、４、５を更に備えている。基板１２が処理チャンバの第１の開口部６、８、１０及び第２の開口部７、９、１１それぞれを通じて装置内を通過するように、処理チャンバに、第１の開口部及び第２の開口部がそれぞれ設けられている。処理チャンバ３、４、５は、グラファイト、ホウケイ酸塩、又は溶融石英で作製されていてもよい。

【0031】

更に、装置に入口ポート１３と出口ポート１４とが設けられていてもよく、それらの間に処理チャンバ３、４、５が配置されている。入口ポート及び出口ポートは封止することができ、基板１２が出入りするのを可能にするドアが設けられることが可能である。また、入口ポート及び出口ポートは、グラファイト、ホウケイ酸塩、又は溶融石英で作製されていてもよい。

【0032】

処理チャンバ３、４、５に、例えば、処理チャンバ内で所望の温度プロファイルを作り出す水晶素子４５などの、発熱体が更に設けられていてもよい。プロファイル内の温度範囲は、この場合、例えば摂氏３００〜５５０°の範囲内に設定されてもよい。装置に、それぞれの入口１７によってそれぞれの処理チャンバに連結されているそれぞれの蒸発器１６が更に設けられていてもよい。蒸発器１６は、基板に塗布される材料、例えばセレン、を融解させて蒸発させるように設計されており、セレン材料をセレンの融解温度より上に加熱する発熱体が設けられていてもよい。塗布される材料の別の例が、例えば、銀（Ａｇ）又は硫黄（Ｓ）であってもよい。

【0033】

蒸発した材料を含む処理ガス、及び例えば窒素が、次いで、それぞれの入口１７を通じて処理チャンバ３、４、５に送られる。

【0034】

装置１に、基板１２を所望の第１の温度、例えば１００℃、にする予熱器４０が更に設けられていてもよい。予熱器は石英管４１を備えていてもよい。装置１に、既知の気相輸送堆積装置４２が更に設けられていてもよい。気相輸送堆積装置４２は、基板１２の搬送方向において少なくとも第１の処理チャンバ３の前に、例えば入口ポート１３と第１の処理チャンバ３との間に、位置決めされている。

【0035】

気相輸送堆積装置４２は、塗布される材料、例えばセレン、を蒸発させる蒸発器と、窒素ガスの供給のための接続部とを備えている。気相輸送堆積装置に、流出開口部４４を備えた出口ダクト４２が更に設けられており、気相輸送堆積装置は、基板１２の上面に約５００℃の温度を有する窒素セレン蒸気４８を供給するように構成されている。流出開口部４４の幅は基板の幅に対応しており、例えば６０ｃｍである。流出開口部の長さは例えば２０ｍｍである。更に、気相輸送堆積装置に、基板上に蒸着されなかった窒素セレン蒸気４８を回収するための、基板に面している回収開口部を備えた２つの回収ダクト４６が設けられている。装置内に気相輸送堆積装置を組み込むことの利点は、セレン層が塗布された直後に、装置内で基板を処理チャンバに搬送することができることであり、その結果として、より効率的な方法で大量生産を実現することができる。

【0036】

また、装置１にガス入口１８が設けられており、ハウジング２と処理チャンバ３、４、５との間の空間内に低酸素環境を作り出し、それにより例えば処理チャンバ３、４、５の壁のグラファイト材料が燃焼しないようにするために、パージガス、例えば窒素（Ｎ_２）などの不活性ガスがハウジング内に流入することを可能にしてもよい。

【0037】

更に、装置に、ハウジング２の内側に真空を付与する真空ポンプ１９が設けられていてもよい。装置の内側の圧力は、０．００１絶対ミリバールと１１００絶対ミリバールの間の範囲内に設定されてもよい。

【0038】

基板の温度プロファイル及びセレン蒸気の制御された蒸気圧に因り、所望の相転移で再結晶化が起こり得る。

【0039】

本装置に、基板を一連の処理チャンバ３、４、５のそれぞれの第１の開口部６、８、１０及びそれぞれの第２の開口部７、９、１１を通じて入口ポート１３から出口ポート１４まで移動させる搬送ローラ１５が設けられていてもよい。搬送ローラ１５は、溶融石英で作製されていてもよく、例えば８０ｃｍの長さと１００ｍｍの直径とを有する。処理チャンバ３、４及び５の構造は同一である。

【0040】

搬送ローラは、ハウジングに回転可能に取り付けられており、処理チャンバ３、４、５内での基板１２の搬送を可能にしてもよい。

【0041】

処理チャンバ３、４、５の寸法は、いくつかの基板１２が単一の処理チャンバ３、４、５内で処理され得るように選択されてもよい。

【0042】

セレン蒸気を含む処理ガスが処理チャンバから処理チャンバとハウジングとの間の空間へ流失するのを防ぐために、装置は封止手段を備えている。ある実施形態では、これらの封止手段は、搬送ローラ１５のそれぞれの端部付近に設けられている通路空間２０を処理チャンバの壁に備えている。

【0043】

図２は、通路空間２０を中に備えた処理チャンバの細部の横断面図を示す。通路空間２０に、処理チャンバ３の内壁２３上の第１の通路開口部２１と、処理チャンバの外壁２４上の第２の通路開口部２２と、搬送ローラ１５の周囲に固定されており通路空間を通じた気相中の材料の損失を防ぐ第１のフランジ２５及び第２のフランジ２６が設けられていてもよい。第２のフランジ２６は、第１のフランジ２５に隣り合って搬送ローラの周囲に固定されていてもよく、第１のフランジ２５は第１の通路開口部２１付近にあり、第２のフランジ２６は第２の通路開口部２２付近にある。第１のフランジ２５及び第２のフランジ２６は、グラファイト、ホウケイ酸塩、又は溶融石英で作製されていてもよい。

【0044】

更に、第１のフランジ及び第２のフランジの対向面に、例えば３つの径方向に向けられたリブが設けられていてもよい。図３は、第１のフランジ２５の側面、及び第１のフランジに設けられている３つのリブ２７、２８、２９の図を示す。更に、図３は、第２のフランジ２６の３つのリブ２７’、２８’、２９’を第１のフランジに射影して示し、その場合、第１のフランジ及び第２のフランジそれぞれの隣り合う２つのリブにより形成されている挟角αが互いに等しく、第２のフランジに対して、搬送ローラの長手方向軸を中心に第１のフランジの３つのリブが第２のフランジの３つのリブに対して固定角βだけ回転されるように、第１のフランジを位置決めすることができ、その固定角は挟角の半分に等しい。１つのフランジ当たり３つのリブの場合には、この固定角は６０度である。

【0045】

図３はフランジ２５の面及びそこに設けられている３つのリブ２７、２８、２９の図を示す。更に、図３は、第２のフランジ２６の３つのリブ２７’、２８’、２９’を第１のフランジに射影して示す。

【0046】

通路空間は、第１のフランジ２５と第２のフランジ２６との間のばね空間３１内に取り付けられている環状ばね要素３０であって、その結果、第１のフランジ２５の軸方向に向けられた側面により第１の通路開口部２１の周辺の通路空間の一部に第１の力が掛けられること、及び第２のフランジ２６の軸方向に向けられた側面により第２の通路開口部の周辺の通路空間の一部に第２の力が掛けられることを可能にする環状ばね要素３０を更に備えていてもよい。ばね空間３１は、第１のフランジ２５及び第２のフランジ２６と処理チャンバの壁との間に径方向に延在している。環状要素３０は炭素繊維強化炭素で作製されていてもよい。ある実施形態では、ばね要素は、第１のフランジ２５及び第２のフランジ２６に組み込まれていてもよい。

【0047】

図４は、第１のフランジ２５のリブ２８、２９と第２のフランジ２６のリブ２８’とを通って伸びているリング３０を備えた第１のフランジ２５及び第２のフランジ２６の組立体の横断面を示す。リング３０は第１のフランジの一連のリブ２７、２８、２９及び第２のフランジの一連のリブ２７’、２８’、２９’のそれぞれによりクランプ締めされているので、第１のフランジ２５の軸方向に向けられた側面により第１の通路開口部の周辺で通路空間の一部に第１の力を掛けることができ且つ第２のフランジの軸方向に向けられた側面により第２の通路開口部の周辺で通路空間の一部に第２の力を掛けることができるように、リング３０をプレストレス下に配置することができる。このことにより、通路を通る蒸発した材料の漏出を防止する、通路の封止がもたらされる。

【0048】

必要に応じて、プレストレスを増大させるために、いくつかのリング３０が取り付けられていてもよい。ばね空間３１は、装置を加熱すること又は冷却することに起因する、フランジ２５、２６の材料と処理チャンバの壁の材料との間の膨張差を補償するために、第１のフランジ２５と第２のフランジ２６との間に且つフランジ２５、２６の縁部と通路空間２０の壁との間に径方向に延在している。

【0049】

処理チャンバ３に、第１のフランジ２５と通路空間２０の搬送軸１５との間の第１の間隙を通って漏出する可能性がある、例えばセレン蒸気を含む処理ガスとＮ_２との混合物などのオフガス、及び第２のフランジ２６と搬送軸１５との間の第２の間隙を通って漏出する可能性があるパージガス又は不活性ガスの排出のための、ばね空間３１に接続されている排出ダクト５０が更に設けられていてもよい。ばねチャンバ３１の排出ダクト５０は、互いに接続されていてもよく、真空ポンプ（図示せず）に接続されていてもよい。第１のフランジ２５の厚さａと第２のフランジの厚さｂとは互いに等しくてもよく、又は互いに異なるように選択されてもよい。厚さａと厚さｂの間の固定比率を選択すること及び入口１７を通る処理ガス流に対して排出ダクト５０を通る流れを調節することにより、閉じた処理チャンバ３内の処理空間の圧力と、処理チャンバとハウジング２との間の空間内のパージガスの圧力との間で、圧力差を設定することが可能である。このことは図７を参照して説明される。

【0050】

図７は、図１及び図２を参照して記載されている、処理チャンバ３を備えた装置１の実施形態を図示しており、当該装置に、処理ガス流を調節するための、処理チャンバ３の入口１７にある第１の調節可能なガス流制御ユニット５１と、ばねチャンバ３１からのオフガス流を調節するための、排出ダクト５０にある第２のガス流制御ユニット５２とが更に設けられている。調節可能なガス流制御ユニット５１、５２は、処理ガス流及びオフガス流の所望の流れＤ_ｐ、Ｄ_ｅｘがそれぞれ流通することを可能にするように構成されている。調節可能な処理ガス流及び調節可能なオフガス流の結果として、所望の圧力差を、封止された状態にある封止可能な処理チャンバ３内の処理ガスの圧力と、処理チャンバ３とハウジング２との間の空間内のパージガスの圧力との間で設定することができる。

【0051】

ある実施形態では、装置に、処理チャンバ３、４、５とハウジング２との間の空間内のパージガスの圧力Ｐ_ｆを記録する第１の圧力センサ５３と、処理ガスの圧力Ｐ_ｐを記録する処理チャンバ３内の第２の圧力センサ５４と、圧力センサ５３、５４及びガス流制御ユニット５１、５２に接続されている制御ユニット５５とが更に設けられていてもよい。制御ユニット５５は、所望の処理ガス流における調整可能な圧力差Ｐ_ｆ及びＰ_ｐを維持するように更に構成されている。更に、図７は、通路空間２０によりハウジング２に回転可能に接続されている搬送軸１５を示す。通路空間２０に、第１のフランジ２５及び第２のフランジ２６が設けられている。更に、ばね空間３１は、フランジ２５、２６と通路空間２０の壁との間に径方向に延在している。ばね空間は、更に、搬送軸１５及び通路空間２０の壁と開口連通している。ばね空間３１は、排出ダクト５０を介して真空ポンプ（図示せず）に接続されている。閉じた処理チャンバの状態では、処理ガスの圧力Ｐ_ｐが、閉じた処理チャンバ３とハウジング２との間の空間内並びに第１のフランジ２５及び第２のフランジ２６と搬送軸１５それぞれの間の同一間隙内のパージガスの圧力Ｐ_ｆと等しくなり、排出ダクトを通じて排出されるオフガス流の流れは、
Ｄ_ｅｘ＝Ｄ_ｐ（１＋ａ／ｂ） （１）
により求められ、ここで、Ｄ_ｅｘは、排出ダクトを通じて排出されるオフガス流の流れを表し、
Ｄ_ｐは、処理チャンバ内に導入される処理ガスの流れを表し、
ａは、第１のフランジの厚さを表し、
ｂは、第２のフランジの厚さを表す。

【0052】

ある実施形態では、処理チャンバ内で排出ダクト５０を通るオフガス流の流れＤ_ｅｘの大きさを設定することにより、処理チャンバ３とハウジング２との間の空間内のパージガスの圧力と比較して高い圧力（ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）又は低い圧力（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）を実現することが可能であり、それにより、漏出ガス流を処理チャンバ内へ又はそこから外へ向けることが可能になる。

【0053】

処理チャンバ３内での搬送ローラ１５の取付けを可能にするために、通路空間の外壁２４に、搬送ローラ１５の周囲の取外し可能な部分３２を設けることができる。基板上でのより均一な温度分布を得るために、搬送ローラ１５に、基板３と搬送ローラ１５との間の熱伝導を低減する径方向に向けられたリブ３４が更に設けられていてもよい。ある実施形態では、封止手段は、セレン蒸気が処理チャンバから漏出しないようにするように、処理チャンバの第１の開口部及び第２の開口部それぞれを封止する処理チャンバドアを備えている。

【0054】

図５は、処理チャンバ３の上面図を示し、処理チャンバに、処理チャンバ３の第１の開口部６を封止する第１の処理チャンバドア３１と、第１の処理チャンバ３の第２の開口部７を封止する第２の処理チャンバドア３２と、それぞれの処理チャンバドアを開閉するアクチュエータ３３とが設けられている。また、処理チャンバドア３１、３２は、グラファイト、ホウケイ酸塩、又は溶融石英で作製することができる。

【0055】

図６は、処理チャンバ３の処理チャンバドア３１と開口部６とを備えた処理チャンバ３の側面図を示す。更に、図６は、処理チャンバドア３１を開閉するアクチュエータ３３を示す。更に、装置に、アクチュエータを始動させるためにアクチュエータに電気的に接続されている制御装置を設けることができ、当該制御装置は、第１の処理チャンバから第２の処理チャンバへの基板の通過のために処理チャンバの第１の開口部及び第２の開口部を開閉するように構成されている。

【0056】

装置１に、基板１２を搬送する搬送ローラを回転させるために搬送ローラ１５に結合されている駆動装置３４が更に設けられていてもよい。更に、図６は、基板１２と、搬送ローラ１５と、駆動装置３４とを示す。駆動装置３４は、基板を入口ポート１３から処理チャンバ３、４、５経由で出口ポート１４まで搬送するように構成されていてもよい。この場合、最高搬送速度は５０〜８００ｍｍ／ｓの範囲内である。

【0057】

駆動装置３４は、処理チャンバ３、４、５内で基板１２に振動運動又は水平往復運動を実施させるように更に構成されていてもよい。基板１２の最大水平運動は５ｍｍと２００ｍｍの間の範囲内である。この振動運動の期間は１０〜２０秒の範囲内である。これにより、基板１２上により均一な温度分布がもたらされ、従って基板１２が撓むのを防ぐ。

【0058】

本発明は、前述されているその好適な実施形態に限定されない。むしろ、求められている権利は以下の特許請求の範囲により定義され、多数の修正形態を可能にする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】