用于加熱襯底的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于根據(jù)預(yù)定溫度曲線加熱襯底(12)來使襯底上的材料結(jié)晶的裝置(1)，所述裝置(1)包含：殼體(2)；至少一處理腔(3)，所述處理腔(3)位于殼體內(nèi)并具備用于穿過襯底的第一及第二開口(6、7)；入口(17)，所述入口(17)用于將包含氣相材料的處理氣體引入第一處理腔中；至少兩個輸送輥(15)，所述至少兩個輸送輥(15)用于將襯底輸送到處理腔(3)中，其中輸送輥附接到殼體(2)以便可旋轉(zhuǎn)。此外，裝置具備用于防止處理氣體從處理腔逸出到處理腔(3)與殼體(2)之間的空間的通道空間(20、25)，所述通道空間(20、25)位于處理腔(3)中的輸送輥(15)的各自的末端附近，其中各自的通道空間(20)具備在處理腔(3)的內(nèi)壁(23)上的第一通道開口(21)、在處理腔(3)的外壁(24)上的第二通道開口(22)和固定在輸送輥(15)周圍的第一法蘭(25)。
【專利說明】用于加熱襯底的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于根據(jù)預(yù)定溫度曲線加熱襯底來使襯底上的材料結(jié)晶的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]此裝置由US5，578，503可知并還稱作快速熱處理器(RTP)。
[0003]已知裝置用于根據(jù)特定溫度曲線先后加熱及冷卻襯底，例如，用于使襯底上的材料結(jié)晶。先前涂覆的硒層尤其用于產(chǎn)生吸光膜層，所述層包含銅(Cu)、銦(I)、鎵(Ga)和/或硒(Se)，所述層用于例如改善太陽能電池的光電效率。已知裝置可用于在處理氣體的受控氣氛下使此基礎(chǔ)材料結(jié)晶，所述基礎(chǔ)材料包含例如銅、銦、鎵和/或硒，所述處理氣體包含例如金屬蒸氣。
[0004]已知裝置可包含許多處理腔，所述處理腔中的每一者通過加熱元件加熱這些處理腔而經(jīng)受特定溫度曲線。
[0005]已知裝置還可具備進氣口，所述進氣口允許凈化氣體(例如，用于產(chǎn)生低氧環(huán)境的氮(N2))流入殼體中。在隨后的處理腔中，可根據(jù)遵循的執(zhí)行再結(jié)晶需要的溫度曲線設(shè)置不同溫度。此外，處理腔含有受控氣氛，例如，含有包含例如硒蒸氣的處理氣體，以使得再結(jié)晶在某一相變時發(fā)生。此外，已知裝置具備用于分別通過第一開口和第二開口將襯底輸送到處理腔中并從處理腔輸送出來的輸送構(gòu)件。這些輸送構(gòu)件可包含含有襯底的箱子。在這個箱子中，襯底的某一環(huán)境(例如，硒蒸氣)可以簡單方式維持在某一壓力或蒸氣壓力下。已知裝置的問題在于控制處理腔中襯底的環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目標是提供可發(fā)生材料的改善結(jié)晶的裝置。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，此目標通過用于根據(jù)預(yù)定溫度曲線加熱襯底來使襯底上的材料結(jié)晶的裝置實現(xiàn)，所述裝置包含:殼體；至少一第一處理腔，所述第一處理腔位于殼體內(nèi)并具備用于穿過襯底的第一及第二可密封開口 ；入口，所述入口用于將處理氣體引入第一處理腔中；至少兩個輸送輥，所述輸送輥用于將襯底輸送到第一處理腔中，所述輸送輥附接到殼體以便可旋轉(zhuǎn)；密封構(gòu)件，所述密封構(gòu)件防止處理氣體從處理腔逸出到處理腔與殼體之間的空間，其中密封構(gòu)件包含通道空間，所述通道空間位于處理腔中的輸送輥的各自的末端附近，其中各自的通道空間具備在處理腔的內(nèi)壁上的第一通道開口、在處理腔的外壁上的第二通道開口和固定在輸送輥周圍的第一法蘭。密封構(gòu)件防止處理氣體從處理腔逸出到殼體與處理腔之間的空間。所述處理氣體可通過處理腔中的輸送輥的通道逸出。通過防止損耗，可更準確控制襯底環(huán)境中的處理氣體的狀態(tài)(例如，氣相)，從而導(dǎo)致改善的再結(jié)晶。另外，防止處理氣體污染凈化氣體。通過使用這些密封構(gòu)件，另外將襯底直接放在輸送輥上變得可能。由于箱子不再存在，所以襯底能更好遵循所需溫度曲線，因為箱子中沒有熱容量，從而進一步改善用于再結(jié)晶材料的條件。
[0008]通過在通道空間中提供法蘭，在此情況下，例如，法蘭在軸向方向上經(jīng)按壓抵靠一個或兩個內(nèi)壁，可進一步防止處理氣體通過通道逸出到處理腔與殼體之間的空間。所述構(gòu)造的進一步優(yōu)點在于法蘭密封可在軸向方向上沿輸送軸滑動且可在徑向方向上相對于處理腔的壁移動的事實，從而使得補償由各種熱膨脹導(dǎo)致的輸送輥的尺寸和位置的尺寸變化成為可能。
[0009]在裝置的進一步實施方式中，各自的通道空間包含第二法蘭，所述第二法蘭緊挨第一法蘭固定在輸送輥周圍，其中第一法蘭位于第一通道開口附近，并且，第二法蘭位于第二通道開口附近。通過使用第二法蘭，法蘭的側(cè)面相對于通道空間的內(nèi)壁可彼此獨立地調(diào)節(jié)，并且通道空間的內(nèi)壁與法蘭之間的公差可以簡單方式補償，從而導(dǎo)致改善的密封。
[0010]裝置的進一步實施方式具備彈簧空間，所述彈簧空間在徑向方向上在第一法蘭或第二法蘭與通道空間的壁之間延伸。所述彈簧空間可在加熱或冷卻處理腔期間補償法蘭與通道空間的壁之間的膨脹差。
[0011]裝置的進一步實施方式具備排放管道，所述排放管道連接到彈簧空間用于排放氣體。通過此排放管道，可排放分別可沿輸送軸和第一或第二法蘭的外緣泄漏的廢氣或處理氣體和凈化氣體的氣體混合物，從而防止所述處理氣體進入處理腔與殼體之間的空間。
[0012]在裝置的進一步實施方式中，第一法蘭的厚度a與第二法蘭的厚度b不同。通過選擇第一法蘭的厚度a不同于第二法蘭的厚度b，當裝置在操作中，且相同間隙存在于密封法蘭與輸送輥之間時，根據(jù)以下公式調(diào)節(jié)處理腔與在處理腔與殼體之間的空間之間的泄漏損耗是可能的:
[0013]Dex = Dp(l+a/b) (I),
[0014]其中Dex表示穿過排放管道的氣體混合物流，且Dp表示引入處理腔中的處理氣體流。
[0015]在進一步實施例中，裝置具備供應(yīng)源，所述供應(yīng)源連接至處理腔與殼體之間的空間用于引入凈化氣體。凈化氣體可提供惰性氣氛，以使得例如處理腔壁的石墨不燃燒。
[0016]在進一步實施方式中，裝置包含彈簧元件，所述彈簧元件設(shè)置在通道空間中用于通過第一法蘭的軸向側(cè)將第一力施加到通道空間在第一通道開口周圍的部分和/或通過第二法蘭的軸向側(cè)將第二力施加到通道空間在第二通道開口周圍的部分。此彈簧元件在軸向方向上分別通過第一法蘭和第二法蘭將力施加到通道空間的側(cè)壁上，且實現(xiàn)通道的有效密封。
[0017]在進一步實施方式中，裝置具備處理腔的入口中的第一可調(diào)氣流控制單元，所述第一可調(diào)氣流控制單元用于調(diào)節(jié)處理氣流；和彈簧腔的排放管道中的第二可調(diào)氣流控制單元，所述第二可調(diào)氣流控制單元用于調(diào)節(jié)廢氣流，其中所需壓力差可通過可調(diào)節(jié)處理氣流和可調(diào)節(jié)廢氣流在處于密封狀態(tài)的可密封處理腔中的處理氣體的壓力與處理腔與殼體之間的空間中的凈化氣體的壓力之間設(shè)置。通過正或負壓差，可調(diào)節(jié)來自閉合狀態(tài)的可密封處理腔或泄漏到可密封處理腔的泄漏氣流的方向。在進一步實施方式中，裝置具備:第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器用于記錄處理腔與殼體之間的空間中的凈化氣體的壓力；處理腔中的第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器用于記錄處理氣體的壓力；和控制單元，所述控制單元連接到壓力傳感器和可調(diào)氣流控制單元，其中控制單元適用于維持所需壓力差。
[0018]在裝置的進一步實施方式中，彈簧元件包含環(huán)，所述環(huán)配合在第一法蘭與第二法蘭之間。
[0019]在裝置的進一步實施方式中，第一法蘭及第二法蘭的相對側(cè)具備徑向肋，其中分別由第一法蘭和第二法蘭的兩個鄰接肋形成的夾角α彼此相等。第一法蘭和第二法蘭上的肋的數(shù)目可為例如三個。通過在第一法蘭和第二法蘭上使用所述三個肋，可調(diào)節(jié)彈簧環(huán)的壓力。在此情況下，夾角為120度。
[0020]在裝置的進一步實施方式中，第一法蘭相對于第二法蘭以以下方式定位，使得第一法蘭的肋圍繞輸送輥的縱軸相對于第二法蘭的肋旋轉(zhuǎn)固定角β，所述固定角β等于夾角的一半。通過將第一法蘭的肋定位在第二法蘭的肋之間的中心，可以有效方式調(diào)節(jié)彈簧的壓力。如果分別在第一法蘭和第二法蘭上使用三個肋，那么輸送輥的縱軸周圍的固定角β為約60度，第一法蘭相對于第二法蘭定位在縱軸上。
[0021]在進一步實施方式中，環(huán)包含含碳材料，特別是碳纖維增強碳。所述碳纖維增強碳為具有足夠強度的耐熱材料。
[0022]在裝置的進一步實施方式中，各自的第一法蘭和第二法蘭包含石墨、硼硅酸鹽或熔融二氧化硅。石墨、硼硅酸鹽和熔融二氧化硅為具有足夠剛度的耐熱材料。
[0023]在裝置的進一步實施方式中，第一處理腔的外壁具備在輸送輥周圍的可拆卸部分。通過使第一處理腔的外壁的一部分為可拆卸的，輸送輥可以簡單方式配合在第一處理腔中。
[0024]裝置的另一實施方式具備蒸氣輸送沉積裝置，所述蒸氣輸送沉積裝置相對于襯底的輸送方向定位在至少第一處理腔的前面。將蒸氣輸送沉積裝置并入用于加熱襯底的裝置的優(yōu)點在于以下事實:襯底可在涂覆硒層后立即輸送到裝置內(nèi)部的處理腔，因此，可以更有效方式實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
[0025]裝置的另一實施方式具備驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置耦接到輸送輥用于旋轉(zhuǎn)輸送輥。通過輸送輥，襯底可輸送到第一處理腔中并從第一處理腔輸送出。
[0026]在裝置的進一步實施方式中，驅(qū)動裝置經(jīng)配置以旋轉(zhuǎn)輸送輥，以在第一處理腔中產(chǎn)生襯底的振蕩運動。由于襯底在輸送輥上的振蕩運動，熱傳遞通過襯底與輸送輥之間的接觸傳遍襯底。
[0027]雖然將參考大量優(yōu)選實施方式描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于所述實施方式。待描述的實施方式僅為本發(fā)明的可能闡釋的實例，并且，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白本發(fā)明的優(yōu)點還可以另一方式實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]以下將參考附隨圖式描述本發(fā)明，其中:
[0029]圖1圖解地圖示用于加熱襯底的裝置的側(cè)視圖，
[0030]圖2圖解地圖示處理腔和用于輸送輥的通道的細節(jié)的橫截面，
[0031]圖3圖解地圖示第一法蘭的側(cè)面的視圖，
[0032]圖4圖解地圖示第一法蘭及第二法蘭和彈簧的總成的橫截面，
[0033]圖5圖解地圖示處理腔的俯視圖，
[0034]圖6圖解地圖示處理腔的側(cè)視圖，和
[0035]圖7圖解地圖示具備可調(diào)氣流控制單元的裝置?！揪唧w實施方式】
[0036]在圖式中，相同零件由相同兀件符號表不。
[0037]圖1圖解地圖示用于根據(jù)預(yù)定溫度曲線加熱襯底用于使襯底上的材料結(jié)晶的裝置I的側(cè)視圖。所述裝置I也稱作快速熱處理器(RTP)且用于例如由襯底制造一定數(shù)量個光伏太陽能電池。襯底可含有例如玻璃或硼硅酸鹽并具有例如60X40cm、120X60cm或110X 140cm的大小。裝置I包含具有層狀材料(例如，鋼板堆疊)、耐熱絕緣材料(例如，巖棉)和石墨層的殼體2。此外，裝置包含一定數(shù)量個(例如，三個)處理腔3、4、5，所述處理腔3、4、5均位于殼體2內(nèi)。處理腔分別具備第一開口 6、8、10和第二開口 7、9、11用于分別通過處理腔的第一開口和第二開口使襯底12傳入裝置中。處理腔3、4、5可由石墨、硼硅酸鹽或熔融二氧化硅制成。
[0038]此外，裝置可具備入口 13和出口 14，處理腔3、4、5設(shè)置在入口 13與出口 14之間。入口和出口可被密封且可具備用于允許襯底12進出的門。入口和出口也可由石墨、硼硅酸鹽或熔融二氧化硅制成。此外，處理腔3、4、5可具備電加熱元件(例如，石英元件45)用于在處理腔中產(chǎn)生所需溫度曲線。在此情況下，曲線內(nèi)的溫度范圍可設(shè)置在例如300°C至500°C的范圍中。此外，裝置可具備各自的蒸發(fā)器16，所述蒸發(fā)器16通過各自的入口 17耦接到各自的處理腔。蒸發(fā)器16經(jīng)設(shè)計以熔化并蒸發(fā)待涂覆到襯底的材料，例如，硒，并且，蒸發(fā)器16可具備電加熱元件用于將硒材料加熱到高于硒的熔化溫度。待涂覆的材料的另一實例可為例如銀(Ag)或硫磺⑶。
[0039]包含蒸發(fā)材料和例如氮的處理氣體接著通過各自的入口 17傳遞到處理腔3、4、5。裝置I可另外具有用于使襯底12達到所需第一溫度(例如，IOO0C )的預(yù)熱器40。預(yù)熱器可包含石英管41。裝置I可另外具備已知蒸氣輸送沉積裝置42。蒸氣輸送沉積裝置42相對于例如在入口 14與第一處理腔4之間的襯底12的輸送方向定位在至少第一處理腔4的前面。
[0040]蒸氣輸送沉積裝置42包含用于蒸發(fā)待涂覆材料(例如，硒)的蒸發(fā)器和用于供應(yīng)氮氣的連接件。蒸氣輸送沉積裝置另外具備具有外流開口 44的出口管道42，其中蒸氣輸送沉積裝置經(jīng)配置以將具有約500°C溫度的氮硒蒸氣48供應(yīng)到襯底12的上側(cè)。外流開口 44的寬度對應(yīng)于襯底的寬度，且為例如60cm。外流開口的長度為例如20mm。此外，蒸氣輸送沉積裝置具備具有抽取開口的兩個抽取管道46，所述抽取開口面向襯底用于抽取未沉積到襯底上的氮硒蒸氣48。將蒸氣輸送沉積裝置并入裝置中的優(yōu)點在于襯底可在涂覆硒層后立即輸送到裝置內(nèi)部的處理腔的事實，因此，可以更有效方式實現(xiàn)批量生產(chǎn)。裝置I還可具備進氣口 18以使得凈化氣體(例如，惰性氣體，例如，氮(N2))流入殼體中，以在殼體2與處理腔3、4、5之間的空間中產(chǎn)生低氧環(huán)境，從而防止例如處理腔3、4、5的壁的石墨材料燃燒。
[0041]另外，裝置可具備用于在殼體2內(nèi)施加真空的真空泵19。裝置內(nèi)的壓力可設(shè)置在
0.001毫巴與1100毫巴絕對值之間的范圍中。
[0042]由于襯底的溫度曲線和硒蒸氣的受控蒸氣壓力，再結(jié)晶可在所需相變處發(fā)生。
[0043]裝置可具備輸送輥15，所述輸送輥15用于通過連續(xù)處理腔3、4、5中的各自的第一開口 6、8、10和第二開口 7、9、10將襯底從入口 13移動到出口 14。輸送輥15可由熔融二氧化硅制成并具有例如80cm的長度和IOOmm的直徑。處理腔3、4、5的構(gòu)造是相同的。[0044]輸送輥可旋轉(zhuǎn)地附接到殼體以使得能夠?qū)⒁r底12輸送到處理腔3、4、5內(nèi)。處理腔3、4、5的尺寸可選擇，以使得多個襯底12可在單一處理腔3、4、5中處理。為防止包含硒蒸氣的處理氣體從處理腔到處理腔與殼體之間的空間的損耗，裝置包含密封構(gòu)件。在實施方式中，這些密封構(gòu)件包含通道空間20，所述通道空間20提供在處理腔的壁中的輸送輥15的各自的末端附近。
[0045]圖2圖示處理腔的細節(jié)的圖解橫截面，所述處理腔具有在處理腔中的通道空間
20。通道空間20可具備在處理腔3的內(nèi)壁23上的第一通道開口 21、在處理腔的外壁24上的第二通道開口 22和第一法蘭25及第二法蘭26，所述第一法蘭25及第二法蘭26固定在輸送輥15周圍以防止氣相材料通過通道空間的損耗。第二法蘭26可緊挨第一法蘭25固定在輸送輥周圍，其中第一法蘭25位于第一通道開口 21附近，且第二法蘭26位于第二通道開口 22附近。第一法蘭25和第二法蘭26可由石墨、硼硅酸鹽或熔融二氧化硅制成。
[0046]另外，第一法蘭和第二法蘭的相對側(cè)可具備例如三個徑向肋。圖3圖示第一法蘭25的側(cè)面和提供在所述側(cè)面上的三個肋27、28、29的視圖。此外，圖3圖示第二法蘭26的三個肋27’、28’、29’在第一法蘭上的投影，在所述情況下，分別由第一法蘭和第二法蘭的兩個鄰接肋形成的夾角α彼此相等，且第一法蘭可以此方式相對于第二法蘭定位，以使得第一法蘭的三個肋相對于第二法蘭的三個肋圍繞輸送輥的縱軸旋轉(zhuǎn)固定角β，所述固定角等于夾角的一半。在每個法蘭具有3個肋的情況下，這個固定角為60度。
[0047]圖3圖示法蘭25的側(cè)面和提供在所述側(cè)面上的三個肋27、28、29的視圖。此外，圖3圖示第二法蘭26的三個肋27’、28’、29’在第一法蘭上的投影。
[0048]通道空間可另外包含環(huán)形彈簧元件30，所述彈簧元件30配合在第一法蘭25與第二法蘭26之間的彈簧空間31中，以使得能夠通過第一法蘭25的軸向側(cè)將第一力施加到通道空間在第一通道開口 21的部分并通過第二法蘭26的軸向側(cè)將第二力施加到通道空間圍繞第二通道開口周圍的部分。彈簧空間31在徑向方向上在第一法蘭25及第二法蘭26與處理腔的壁之間延伸。環(huán)形元件30可由碳纖維增強碳制成。在實施方式中，彈簧元件可并入第一法蘭25和第二法蘭26。
[0049]圖4圖示第一法蘭25和第二法蘭26的總成的橫截面，其中環(huán)30貫穿第一法蘭25的肋28、29和第二法蘭26的肋28’。由于環(huán)30分別由第一法蘭的連續(xù)肋27、28、29和第二法蘭的連續(xù)27’、28’、29’夾緊，所以環(huán)30可放在預(yù)應(yīng)力下，以使得第一力可通過第一法蘭25的軸向側(cè)施加到通道空間在第一通道開口周圍的部分，并且，第二力可通過第二法蘭的軸向側(cè)施加到通道空間在第二通道開口周圍的部分。這導(dǎo)致密封通道，所述密封防止蒸發(fā)材料通過通道泄漏。
[0050]必要時，可配置多個環(huán)30，以增加預(yù)應(yīng)力。彈簧空間31在徑向方向上在第一法蘭25與第二法蘭26之間和在法蘭25、法蘭26的邊緣與通道空間20的壁之間延伸，以補償法蘭25、法蘭26的材料與處理腔的壁的材料之間的由加熱或冷卻裝置導(dǎo)致的膨脹差。
[0051]處理腔3可另外具備排放管道50，所述排放管道50連接到彈簧空間31用于排放廢氣，例如，包含硒蒸氣和N2的處理氣體與凈化氣體或惰性氣體的混合物，所述處理氣體可能通過第一法蘭25與通道空間20的輸送軸15之間的第一間隙泄漏，凈化氣體或惰性氣體可能通過第二法蘭26與輸送軸15之間的第二間隙泄漏。彈簧腔31的排放管道50可彼此連接并連接到真空泵(未圖示)。第一法蘭25的厚度a和第二法蘭的厚度b可彼此相等或可選擇為彼此不同。通過選擇厚度a與厚度b之間的固定比和通過入口 17相對于處理氣流調(diào)節(jié)穿過排放管道50的流量，設(shè)置關(guān)閉的處理腔3中的處理空間與處理腔與殼體2之間的空間中的凈化氣體的壓力之間的壓力差是可能的。此舉參看圖7闡述。
[0052]圖7圖解地圖示具有處理腔3的裝置I的實施方式，所述處理腔3參看圖1和圖2描述，其中裝置另外具備處理腔3的入口 17中的第一可調(diào)氣流控制單元51，所述第一可調(diào)氣流控制單元51用于調(diào)節(jié)處理氣流；和排放管道50中的第二氣流控制單元52，所述第二氣流控制單元52用于調(diào)節(jié)來自彈簧腔31的廢氣流。可調(diào)氣流控制單元51、可調(diào)氣流控制單元52經(jīng)配置以分別允許流過處理氣流和廢氣流的所需流量Dp、Dex。由于可調(diào)處理氣流和可調(diào)廢氣流，所需壓力差可可設(shè)置在密封狀態(tài)中的可密封處理腔3中的處理氣體的壓力與處理腔3與殼體2之間的空間中的凈化氣體的壓力之間。
[0053]在實施方式中，裝置可另外具備第一壓力傳感器53，所述第一壓力傳感器53用于記錄處理腔3、4、5與殼體2之間的空間中的凈化氣體的壓力Pf ;處理腔3中的第二壓力傳感器54，所述第二壓力傳感器54用于記錄處理氣體的壓力Pp ;和控制單元55，所述控制單元55連接到壓力傳感器53、壓力傳感器54和氣流控制單元、氣流控制單元52。此外，控制單元55經(jīng)配置以將可調(diào)壓力差Pf及壓力差Pp維持在所需處理氣流中。另外，圖7圖示通過通道空間20可旋轉(zhuǎn)地連接到殼體2的輸送軸15。通道空間20具備第一法蘭25和第二法蘭26。此外，彈簧空間31在徑向方向上在法蘭25、法蘭26與通道空間20的壁之間延伸。此外，彈簧空間與輸送軸15和通道空間20的壁開放式連通。彈簧空間31通過排放管道50連接到真空泵(未圖示)。在關(guān)閉的處理腔的條件下，處理氣體的壓力Pp由以下公式確定，所述壓力Pp等于分別在關(guān)閉的處理腔3與殼體2之間的空間內(nèi)并在第一法蘭25及第二法蘭26與輸送軸15之間的相同間隙內(nèi)的凈化氣體的壓力Pf，廢氣流通過排放管道排放:
[0054]Dex = Dp(l+a/b) (I),
[0055]其中Drai表示通過排放管道排放的廢氣流，和
[0056]Dp表示引入處理腔中的處理氣流，
[0057]a表示第一法蘭的厚度，和
[0058]b表示第二法蘭的厚度。
[0059]在實施方式中，通過設(shè)置廢氣流穿過處理腔中的排放管道50的流Dex的大小實現(xiàn)相比于處理腔3與殼體2之間的空間中的凈化氣體的壓力的超壓或低壓是可能的，這取決于所需方法使得能夠?qū)⑿孤饬饕胩幚砬换蛞鎏幚砬弧?br> [0060]為使得能夠?qū)⑤斔洼?5配合到處理腔3中，通道空間的外壁24可具備輸送輥15周圍的可拆卸部分32。此外，輸送輥15可具備徑向肋34用于降低襯底3與輸送輥15之間的熱傳導(dǎo)，以在襯底上獲得更均勻的溫度分布。在實施方式中，密封構(gòu)件包含用于分別密封處理腔的第一開口和第二開口的處理腔門，以便防止硒蒸氣從處理腔泄漏。
[0061]圖5圖示處理腔3的俯視圖，其中處理腔具備用于密封處理腔3的第一開口 6的第一處理腔門31和用于密封第一處理腔3的第二開口 7的第二處理腔門32，和用于打開及關(guān)閉各自的處理腔門的致動器33。處理腔門31、處理腔門33也可由石墨、硼硅酸鹽或熔融二氧化硅制成。
[0062]圖6圖示具有處理腔門31的處理腔3和處理腔3的開口 6的側(cè)視圖。此外，圖6圖示用于打開和關(guān)閉處理腔門31的致動器33。另外，裝置可具備控制裝置，所述控制裝置電耦接到致動器用于驅(qū)動致動器，其中控制裝置經(jīng)配置以打開和關(guān)閉處理腔的第一開口和第二開口用于將襯底從第一處理腔傳遞到第二處理腔。
[0063]此外，裝置I可具備驅(qū)動裝置34，所述驅(qū)動裝置34耦接到輸送輥15用于旋轉(zhuǎn)輸送輥以輸送襯底12。此外，圖6圖示襯底12、輸送輥15和驅(qū)動裝置34。驅(qū)動裝置34可經(jīng)配置用于通過處理腔3、4、6將襯底從入口 13輸送到出口 14。在所述情況下，最大輸送速度的范圍為 50mm/s 至 800mm/s。
[0064]此外，驅(qū)動裝置34可經(jīng)配置以使襯底12在處理腔3、4、5內(nèi)執(zhí)行振蕩運動或水平往復(fù)運動。襯底12的最大水平運動范圍在5mm與200mm之間。所述振湯運動周期范圍為10秒至20秒。此舉導(dǎo)致襯底12上的更均勻溫度分布，從而防止襯底12下沉。
[0065]本發(fā)明并不限于以上描述的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。相反，權(quán)利要求由允許許多修改的以上權(quán)利要求書限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于根據(jù)預(yù)定溫度曲線加熱襯底(12)來使所述襯底上的材料結(jié)晶的裝置(1)，所述裝置(I)包含 -殼體⑵； -至少一處理腔(3、4、5)，所述處理腔(3、4、5)位于所述殼體(2)內(nèi)且具備: -用于穿過襯底(12)的第一及第二可密封開口(6、7、8、9 ;10、11)； -入口(17)，所述入口(17)用于將處理氣體引入所述處理腔(13、14、15)中；至少兩個輸送輥(15)，所述輸送輥(15)用于將所述襯底(12)輸送到所述處理腔(3)中，其中輸送輥附接到所述殼體(2)以便可旋轉(zhuǎn)， 和用于防止所述處理氣體從所述處理腔逸出到所述處理腔(3)與所述殼體(2)之間的空間的密封構(gòu)件(20 ;25、26 ;31、32)，其中所述密封構(gòu)件包含通道空間，所述通道空間位于所述處理腔(3、4、5)中的所述輸送輥(15)的各自的末端附近，其中所述各自的通道空間(20)具備在所述處理腔(3)的內(nèi)壁(23)上的第一通道開口(21)、在所述處理腔(3、4、5)的外壁(24)上的第二通道開口(22)和固定在所述輸送輥(15)周圍的第一法蘭(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述各自的通道空間(20)包含第二法蘭(26)，所述第二法蘭(26)緊挨所述第一法蘭(25)固定在所述輸送輥(15)周圍，其中所述第一法蘭(25)位于所述第一通道開口(23)附近，并且，所述第二法蘭(26)位于所述第二通道開口(22)附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述裝置具備彈簧空間(31)，所述彈簧空間(31)在徑向方向上在所述第一法蘭(25)或所述第二法蘭(26)與所述通道空間(20)的所述壁之間延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述裝置具備排放管道(50)，所述排放管道(50)連接到所述彈簧空間(31)用于從所述彈簧空間排放氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4結(jié)合權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一法蘭(25)的厚度a與所述第二法蘭(26)的厚度b不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的裝置，其中所述裝置另外具備供應(yīng)源(18)，所述供應(yīng)源(18)連接到在所述處理腔(3)與所述殼體(2)之間的所述空間用于引入凈化氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的裝置，其中所述裝置包含彈簧元件(30)，所述彈簧元件(30)設(shè)置在所述通道空間中用于通過所述第一法蘭(25)的軸向側(cè)將第一力施加到所述通道空間在所述第一通道開口(21)周圍的部分和/或通過所述第二法蘭(26)的軸向側(cè)將第二力施加到所述通道空間在所述第二通道開口(22)周圍的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述裝置具備所述處理腔3的所述入口 17中的第一可調(diào)氣流控制單元(51)，所述第一可調(diào)氣流控制單元(51)用于調(diào)節(jié)處理氣流；和所述彈簧腔(31)的排放管道(50)中的第二氣流控制單元(52)，所述第二氣流控制單元(52)用于調(diào)節(jié)來自所述彈簧腔(31)的廢氣流，其中所需壓力差可通過在處于密封狀態(tài)的所述可密封處理腔(3)中的所述處理氣體的壓力與所述處理腔(3)與所述殼體(2)之間的所述空間中的凈化氣體的壓力之間設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述裝置另外具備第一壓力傳感器(53)，所述第一壓力傳感器(53)用于記錄所述處理腔(3)與所述殼體(2)之間的所述空間中的凈化氣體的所述壓力；所述處理腔(3)中的第二壓力傳感器(54)，所述第二壓力傳感器(54)用于記錄處理氣體的所述壓力；和控制單元(55)，所述控制單元(55)連接到所述壓力傳感器(53,54)和所述可調(diào)氣流控制單元(51、52)，其中所述控制單元適用于維持所述所需壓力差。
10.根據(jù)權(quán)利要求7結(jié)合權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述彈簧元件包含環(huán)，所述環(huán)配合在所述第一法蘭與所述第二法蘭之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第一及所述第二法蘭(25、26)的相對側(cè)具備徑向肋(27、28、29 ;27’、28’、29’)，其中分別由所述第一法蘭(25)和所述第二法蘭(26)的兩個鄰接肋形成的夾角α彼此相等。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述第一法蘭(25)相對于所述第二法蘭(26)以以下方式定位，使得所述第一法蘭的所述肋(26、27、28)圍繞所述輸送輥(15)的縱軸相對于所述第二法蘭(26)的肋(26’、27’、28’)旋轉(zhuǎn)固定角β，所述固定角等于所述夾角α的一半。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12所述的裝置，其中所述彈簧元件(30)包含含碳材料，特別是碳纖維增強碳。
14.根據(jù)權(quán)利要求2至13中一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述各自的第一法蘭和所述第二法蘭(25、26)包含石墨、熔融二氧化硅或硼硅酸鹽。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述通道空間(20)的所述外壁具備在所述輸送輥周圍的可拆卸部分(32)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述裝置另外具備蒸氣輸送沉積裝置(42)，所述蒸氣輸送沉積裝置(42)相對于所述襯底(20)的輸送方向定位在所述至少第一處理腔(3)的前面。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述裝置另外具備驅(qū)動裝置(34)，所述驅(qū)動裝置(34)耦接到所述輸送輥(15)用于旋轉(zhuǎn)所述輸送輥。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述驅(qū)動裝置(34)經(jīng)配置以旋轉(zhuǎn)所述輸送輥(15)，以在所述處理腔中產(chǎn)生所述襯底的振蕩運動。
【文檔編號】H01L21/677GK104011844SQ201280059925
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月26日
【發(fā)明者】杰哈德·卡佩爾, 維羅·魯?shù)婪颉ご臓柭? 申請人:斯密特歐文斯私人有限公司