CN104160480A - 衬底处理装置及使用该装置的衬底处理方法 - Google Patents

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Abstract

提高衬底的加热效率而谋求衬底的升温时间的缩短。衬底处理装置包括：由筒状的反应管(100)和密封盖(110)气密地构成的处理室(30)；设于反应管(100)周围的作为加热器的炉体加热部(200)；配置在处理室(30)内，且收纳多个玻璃衬底(20)的晶片盒(410)；设于反应管(100)内部的被封闭的一侧部的电动风扇(500)；以及圆筒形的整流板(430)，其在处理室(30)内将在晶片盒(410)上竖立配置的多个玻璃衬底(20)中的配置在最外部位置的玻璃衬底(20)的表面覆盖，且控制成使得朝向电动风扇(500)的扇叶部(510)的气流(Q)沿着反应管(100)的内周面(100a)流动。

Description

衬底处理装置及使用该装置的衬底处理方法
技术领域
本发明涉及衬底处理装置及使用该装置的衬底处理方法，尤其涉及有效适于衬底的处理时间的缩短化的技术。
背景技术
硒化物类CIS(chalcopyrite，黄铜矿)太阳电池具有玻璃衬底、金属背面电极层、CIS类光吸收层、高电阻缓冲层、窗口层依次层叠的构造。在此，CIS类光吸收层通过将铜(Cu)/镓(Ga)、Cu/铟(In)或Cu－Ga/In的任一个层叠构造进行硒化而形成。如此，硒化物类CIS太阳电池能够不使用硅(Si)地形成，因此具有能够减薄衬底并降低制造成本的特征。
此处，作为进行硒化的装置的一个例子，有专利文献1。专利文献1中公开的硒化装置(成膜装置)中，利用保持架以一定的间隔设置多个平板状的对象物(衬底)，与圆筒状石英腔室(反应管)的轴方向(长度方向)平行地配置对象物(衬底)，且将板面垂直配置，导入硒源，由此进行对象物的硒化。另外，公开了通过将风扇安装在圆筒状石英腔室的轴方向的端部，使石英腔室内的含有硒化源的气体强制对流，进行玻璃衬底上的温度分布的均匀化。
专利文献1：日本特开2006－186114号公报
发明内容
如专利文献1所记载，将风扇配置在圆筒状石英腔室(反应管、反应室)的轴方向(长度方向)的端部时，石英腔室内的环境气体的对流变成在石英腔室内在横向、即玻璃衬底的长边方向上流动。
此处，由于硒化需要长时间，因此为了提高硒化装置的处理能力，需要尽可能地增多载置于反应室的玻璃衬底的片数，因此减小在保持架插入的多个玻璃衬底的相邻衬底之间的间隔地堆积。
另外，由于玻璃衬底的导热率小，因此难以一边利用从保持架内的多个玻璃衬底的外侧利用热传导或辐射将玻璃衬底的温度保持均匀一边在短时间进行加热。
此外，当对加热器投入大电力进行急速加热时，玻璃衬底内的温度差变大，玻璃衬底破损。为此，在对保持架内的多个玻璃衬底进行加热的情况下，通常采用用风扇等对反应室的内部的处理气体进行搅拌而将处理气体的热传递到玻璃衬底的方法。
但是，若在圆筒形的反应室的内部载置玻璃衬底，则在玻璃衬底的表面即玻璃衬底与反应室的内周面之间形成空间，出现不经由相邻的玻璃衬底之间的气体循环、或出现不沿着反应室内周面的气体循环，反应室内的气体流动变得不稳定。
结果，出现无法高效率地加热玻璃衬底这一问题。
本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种能够提高衬底处理中衬底的加热效率的技术。
本发明的上述及其他目的和新特征，将通过本说明书的记载和附图而得以清楚。
简单说明本申请所公开的发明中的代表性方案的概要，如下所示。
用于解决课题的技术手段
本发明的衬底处理装置包括：反应管；使反应管内部的环境气体沿着衬底的表面强制对流的风扇；将多个衬底中的配置在最外部位置的衬底的表面覆盖且控制成在所述多个衬底的外侧使朝向所述风扇流动的处理气体沿着所述反应管的内周面流动的整流板。
此外，本发明的衬底处理方法，在反应管的内部，利用将多个衬底中的配置在最外部位置的衬底的表面覆盖的整流板，控制成在所述多个衬底的外侧使朝向风扇流动的处理气体沿着反应管的内周面流动，由此进行成膜处理。
发明的效果
简单说明由本申请所公开的发明中的代表性方案所得的效果，如下所示。
能够谋求衬底的升温时间的缩短。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式1的衬底处理装置的主要部分构造的一例的剖视图。
图2为表示图1所示的衬底处理装置的圆周方向的构造的一例的剖视图。
图3为表示图2的A部的构造的局部放大剖视图。
图4为表示图1所示的衬底处理装置的反应管的涂膜的构造的一例的剖视图。
图5为表示本发明的实施方式2的衬底处理装置的主要部分构造的一例的剖视图。
图6为表示图5所示的衬底处理装置的圆周方向的构造的一例的剖视图。
图7为表示图6的B部的构造的局部放大剖视图。
图8为表示由本发明的实施方式2的衬底处理装置获得的效果的一例的模拟结果图。
图9为表示本发明的实施方式2中的变形例的衬底处理装置的主要部分构造的剖视图。
具体实施方式
在以下的实施方式中，除特别需要时之外，原则上对于同一或同样的部分不重复说明。
而且，在以下的实施方式中，为了便于说明，在需要时分为多个区段或实施方式地进行说明，但除了特别明示的情况，这些多个区段或实施方式并非彼此之间无关，一方是另一方的一部分或全部的变形例，处于详细、补充说明等的关系。
此外，在以下的实施方式中，涉及要素的数量等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，除了特别明示的情况和原理上明确限定为特定数量的情况等，并不限定于该特定数量，可以是特定数量以上，也可以是特定数量以下。
此外，在以下的实施方式中，对于其构成要素(也包括要素步骤等)，除了特别明示的情况和原理上明确认为是必须的情况等，当然是指并非必须的。
此外，在以下的实施方式中，关于构成要素等，在提及“由A构成”、“由A形成”、“具有A”、“包括A”时，除了特别明确仅该要素的情况等，当然是不排除除此之外的要素。同样，在以下的实施方式中，在提及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况和原理上明确认为不是那样的情况等，也包括实质上与其形状等近似或类似的形状等。这对于上述数值及范围也是同样。
以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。另外，在用于说明实施方式的全部附图中，对具有同一功能的构件标注同一符号，省略其重复说明。
(第1实施方式)
图1为表示本发明的实施方式1的衬底处理装置的主要部分构造的一例的剖视图。图2为表示图1所示的衬底处理装置的圆周方向的构造的一例的剖视图。图3为表示图2的A部的构造的局部放大剖视图。图4为表示图1所示的衬底处理装置的反应管的涂膜的构造的一例的剖视图。
本实施方式1的衬底处理装置是对玻璃衬底等衬底进行加热处理的装置，包括图1所示的作为主要部分的处理炉10。
首先，说明图1所示的处理炉10的基本构造。
对衬底进行成膜处理等加热处理的处理室(也称为反应室)30由反应管100和密封盖(盖)110气密地构成，在内部，多个玻璃衬底20以收纳于晶片盒(也称为舟皿)410的状态配置在设置台420上。
此外，反应管100是由设于周围的炉体加热部200、盖加热部210等加热部(加热器)加热的构造，而且反应管100的材质使用也能耐受腐蚀性气体的耐腐蚀性高的金属或其表面实施有耐腐蚀涂覆的金属。
在本实施方式1的处理炉10中成为如下构造：在反应管100的内部的被封闭的一个侧部设有电动风扇500，利用设于处理室30外部的动力部(风扇驱动部)530使扇叶部(风扇)510旋转，由此可搅拌处理室30内的气体。
另外，在反应管100设有用于对玻璃衬底20进行处理的气体导入部、用于将处理室30的内部的气体置换的排气口、与用于从排气口排出气体的排气装置连结的排气管、氮气等惰性气体的导入部等。
接着，详细说明处理炉10的构造。
处理炉10具有由不锈钢等金属材料形成的作为炉体的反应管100。反应管100为中空的圆筒形状(筒状)，具有其一端封闭、另一端开口的结构。由反应管100的中空部分形成处理室30。在反应管100的开口侧、与反应管100为同心圆地设置有两端开口的圆筒状的集流腔120。在反应管100与集流腔120之间设置作为密封构件的O形环(图中未示出)。
在集流腔120的没有设置反应管100的开口部上，设置有可动性的密封盖110。密封盖110由不锈钢等金属材料形成，形成其一部分插入集流腔120的开口部的凸型形状。在可动性的密封盖110和集流腔120之间设置有作为密封构件的O形环(图中未示出)，进行处理时，密封盖110将反应管100的开口侧气密性地封闭。
作为一例，在反应管100的内部设置有用于载置晶片盒410的设置台420，所述晶片盒410中保持有多个玻璃衬底(例如30～60片)，所述玻璃衬底形成有含有铜(Cu)、铟(In)及镓(Ga)的层合膜。
设置台420的结构为：其一端固定在反应管100的内周面100a上，并且在反应管100的中心部通过设置台420载置晶片盒410。
如图1所示，晶片盒410是在玻璃衬底20的两端可将多个玻璃衬底20以竖立的状态且横向排列地保持玻璃衬底20的保持构件。另外，如图2所示，在玻璃衬底20收纳于晶片盒410时，将其隔开间隔地收纳，以使得相邻的玻璃衬底20不发生干涉(不接触)。而且，如图1所示，为了不妨碍气流P的气体流动，使侧面部C的板尽量仅为框架410a(侧面部C的板例如为框状)，成为在圆筒形的整流板430内流动的气体容易流动的构造。此外，各个玻璃衬底20由例如晶片盒410的图2所示的底板的槽和图1的框架410a支承。
另外，以在反应管100的周围设置作为加热部的炉体加热部200，该炉体加热部200形成一端封闭、另一端开口的中空圆筒状。另外，在密封盖110的与反应管100相反一侧(外侧)的侧面上设置有盖加热部210。通过上述炉体加热部200和盖加热部210经由反应管100将其内部即处理室30内加热。需要说明的是，炉体加热部200通过图中未示出的固定部被固定在反应管100上，盖加热部210通过图中未示出的固定部被固定在密封盖110上。另外，在密封盖110和集流腔120上，设置有用于保护耐热性低的O形环的、图中未示出的水冷部等冷却机构。
另外，集流腔120设置有气体供给管300，用于供给作为含硒元素气体(硒化源、处理气体600)的氢化硒(以下称作“H2Se”)。由气体供给管300供给的H2Se从气体供给管300、经过集流腔120与密封盖110之间的间隙被供给(导入)至处理室30。
另一方面，在集流腔120的与气体供给管300相反一侧设置有排气管310，处理室30内的环境气体通过集流腔120和密封盖110之间的间隙从排气管310排出。需要说明的是，通过上述冷却机构被冷却的部位被冷却至150℃以下时，在该部分中未反应的硒冷凝，因此优选将温度控制在150℃～170℃左右。
此外，在本实施方式1的反应管100的内部设有电动风扇500。即，在反应管100的封闭的一端侧设有电动风扇500，能够利用电动风扇500的驱动，使反应管100内部的环境气体沿着玻璃衬底200的表面强制对流。电动风扇500具有：扇叶部510，通过旋转形成处理室30内的对流；旋转轴部520，以贯通圆筒状反应管100的侧壁及炉体加热部200的侧壁的方式设置；动力部530，设置在炉体加热部200的外部，且使旋转轴部520旋转。进而，在旋转轴部520与反应管100及炉体加热部200之间设置保护构件540，通过在保护构件540和旋转轴部520之间的狭小间隙进行氮清洗，能极大地抑制反应气体(处理气体600)从旋转轴部520浸入至动力部530。
通过电动风扇500的旋转，处理室30内形成沿玻璃衬底20的长边方向(筒状反应管100的长度方向)流动的处理气体600的气流P。如此，使电动风扇500工作，使强制对流朝向玻璃衬底20的长边方向。
此外，在本实施方式的处理炉10中，如图1及图2所示，在处理室30设有圆筒形的整流板430。整流板430在反应管100内部将在晶片盒410上竖立配置的多个玻璃衬底20中的配置于最外部位置的玻璃衬底20的表面覆盖，呈两端开口的形状。即，以将晶片盒410上竖立配置的多个玻璃衬底20覆盖的方式设置圆筒形的整流板430，圆筒形的整流板430的两侧的端部开口，以便于能够使气体通过。
因此，能够从在反应管100的内周面100a的长度方向上的封闭一侧的壁安装的电动风扇500的扇叶部510经由圆筒形整流板430的一方的开口部向整流板430的内部送入气流，并能从相反侧的另一开口部向整流板430的外侧送出气流。
另外，整流板430安装于反应管100的内周面100a。
而且，如图1所示，整流板430区分气流P和气流Q，所述气流P是由在电动风扇500的驱动下利用扇叶部510的旋转而形成的强制对流所形成的沿着玻璃衬底20流动的气流，所述气流Q是该气流P碰撞到密封盖110的内壁之后，在多个玻璃衬底20的外侧朝向电动风扇500的扇叶部510流动的处理气体600的气流。即，整流板430具有区分气流P和气流Q的功能，控制使得朝向扇叶部510的气流Q沿着反应管100的内周面100a流动，所述气流P是由扇叶部510的旋转所形成的沿着玻璃衬底20流动的气流P，所述气流Q是该气流P碰撞到密封盖110的内壁之后，朝向电动风扇500的扇叶部510流动的气流。
由此，整流板430控制处理气体600的流动，以使得由于因电动风扇500的驱动而形成的强制对流，沿着玻璃衬底20的表面流动的处理气体600的气流P(处理气体600的流动方向)在从整流板430出来后到达密封盖110的内壁，其后，朝向扇叶部510的气流Q在整流板430的外侧的区域沿着反应管100的内周面100a流动。
结果，能够使在处理室30的玻璃衬底20处理中的处理气体600的流动稳定循环。
也就是说，通过在反应管100的内部(处理室30内)设置圆筒形的整流板430，由此能够使朝向电动风扇500的扇叶部510流动的处理气体600的流路沿着反应管100的内周面100a地变窄，因此，能够控制成使朝向扇叶部510流动的处理气体600沿着被加热的反应管100的内周面100a流动。结果，能够谋求反应管100的内部的处理气体600的流动的稳定化。
由此，能够提高处理气体600的加热效率，能够提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
此外，如图3所示，在处理炉10，在反应管100的内周面100a形成有多个凹凸103。该凹凸103在反应管100的内周面100a的大致整面(例如，处理气体600所通过的内周面100a)的范围形成。
由此，能够增大反应管100的内周面100a的表面积，能够增加处理气体600通过被加热的反应管100的内周面100a时与其接触的面积。
结果，能够进一步提高处理气体600的加热效率，能够进一步提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
接着，说明反应管100的内部的表面(内周面100a)的涂覆材料。
本实施方式1的处理炉10的反应管100由不锈钢等金属材料形成。与石英相比，不锈钢等金属材料易于加工。因此，能够容易制造在进行CIS类(黄铜矿类)太阳能电池的硒化处理的衬底处理装置中所使用的大型反应管100。能够增加可容纳在反应管100内的玻璃衬底的数量，能够降低CIS类太阳能电池的制造成本。
进而，本实施方式1中，反应管100的至少暴露在处理室30内的环境气体中的表面(内周面100a)，如图4所示，在形成图1的基材101的不锈钢等金属材料上形成与不锈钢等金属材料相比硒化耐性高的涂膜102。对于广泛使用的不锈钢等金属材料，在H2Se等气体被加热至200℃以上时，由于非常高的反应性而发生腐蚀，但通过如本实施方式所述地形成硒化耐性高的涂膜102，能够抑制由H2Se等气体引起的腐蚀。
结果，能够使用广泛使用的不锈钢等金属材料，能够降低衬底处理装置的制造成本。需要说明的是，作为上述硒化耐性高的涂膜102，优选为以陶瓷作为主要成分的涂膜102，例如可以举出各自单独使用氧化铬(CrxOy：x、y为1以上的任意数)、氧化铝(A1xOy：x、y为1以上的任意数)、氧化硅(SixOy：x、y为1以上的任意数)或使用它们的混合物，或者，作为以碳为主要成分的涂膜102，例如可举出碳化硅(SiC)、类金刚石碳(DLC)等。
另外，本实施方式的涂膜102由多孔状的膜形成。由此，能够灵活地追随反应管100的由不锈钢等金属材料形成的基材101与涂膜102的线膨胀系数的不同引起的热膨胀/收缩。结果，即使重复进行热处理，也能将在涂膜102上裂纹的产生抑制为最小限度。需要说明的是，期望涂膜102形成厚度为2～200μm，优选为50～120μm。另外，期望基材101与涂膜102的线膨胀系数的偏差为20％以下，优选为5％以下。
另外，密封盖110、集流腔120、气体供给管300及排气管300也可以同样地在暴露于硒化源中的部分形成上述涂膜102。但是，为了保护O形环等而被冷却机构冷却至200℃以下的部分，由于不锈钢等金属材料即使与硒化源接触也不反应，所以可以不形成涂膜102。
接下来，说明使用具有本实施方式1的处理炉10的衬底处理装置的衬底处理方法。
在此，如图1及图2所示，说明在具备图1及图2所示的处理炉10的衬底处理装置，作为一例而在CIGS(C:Cu(Copper)，I:ln(lndium)，G:Ga(Gallium)，S:Se(Selenium))类太阳能电池的制造工艺中进行硒化处理的情况，所述处理炉10具有在内部的封闭的一侧部设有电动风扇500的筒状的反应管100。
首先，在晶片盒(舟皿)410内准备30片至60片的形成有含有铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)的层合膜的玻璃衬底，以将可动性的密封盖110从集流腔120卸下的状态，将晶片盒410送入反应管100的内部即处理室30内，并设置在设置台420上(搬入工序)。
另外，在晶片盒410内将各个玻璃衬底20以不与相邻的衬底接触的程度隔开间隔地竖立配置。
此外，关于将晶片盒410向处理室30内的送入，例如通过如下这样进行：在通过未图示的送入送出装置的臂支承晶片盒410的下部并将其抬起的状态下，使晶片盒410向处理室30内移动，到达规定位置后，使该臂向下方移动而将晶片盒410载置于设置台420。
其后，关闭密封盖110而使处理室30为密闭状态，用氮气等的惰性气体(处理气体600)置换处理室30内部的大气(置换工序)。在用所述惰性气体将处理室30内的环境气体置换后，对炉体加热部200等加热器接通电力，以规定的升温速度对反应管100加热。例如，以每分钟3～50℃的速度升温至400～550℃，优选450℃～550℃。
而且，在升温的同时，由动力部530使电动风扇500的扇叶部510旋转，使得在反应管100的内周面100a附近被加热的处理气体(惰性气体)600沿着收纳于晶片盒410的多个玻璃衬底20各自的长边方向(长度方向)且通过玻璃衬底20之间，将处理气体600的热传递到玻璃衬底20，由此来对玻璃衬底20加热。
另外，由于若衬底内的温度差变大则会破损，因此将反应管100的升温速度、通过相邻玻璃衬底20之间的处理气体(惰性气体)600的流速调节为适当值地加热，以使玻璃衬底20的温度差不会变大。
在此，在本实施方式1的处理炉10，在其反应管100的内部设有圆筒形的整流板430，在该圆筒形的整流板430的内部配置有多个玻璃衬底20。本实施方式1的圆筒形的整流板430沿着由于电动风扇500的扇叶部510所导致的强制对流而产生的玻璃衬底20的表面上的处理气体600的流动方向延伸，且以覆盖多个玻璃衬底20中的配置于最外部位置的衬底的表面的方式设置。
即，圆筒形的整流板430具有区分气流P(处理气体600的流动方向)和气流Q的功能，并控制使得朝向扇叶部510的气流Q沿着反应管100的内周面100a流动，所述气流P是由于扇叶部510的旋转而形成的沿着玻璃衬底20的长边方向流动的处理气体600的气流，所述气流Q是该气流P在密封盖110的内壁反转而朝向电动风扇500的扇叶部510流动的气流。
也就是说，使在密封盖110反转而在多个玻璃衬底20的外侧朝向扇叶部510的气流Q的流路变窄，由此控制成气流Q沿着反应管100的内周面100a流动。
因此，整流板430控制处理气体600的流动，以使得由于因电动风扇500的驱动而形成的强制对流，沿着玻璃衬底20的表面流动的处理气体(惰性气体)600的气流P在从整流板430出来后到达密封盖110的内壁而反转，其后，朝向扇叶部510的气流Q在整流板430的外侧的区域沿着反应管100的内周面100a流动。
由此，能够使在处理室30的玻璃衬底20升温时的处理气体600的流动稳定地循环。
即，通过在反应管100的内部(处理室30内)设置圆筒形的整流板430，由此能够使朝向电动风扇500的扇叶部510流动的处理气体600的流路沿着反应管100的内周面100a地变窄，因此，能够控制成使该处理气体600沿着被加热的反应管100的内周面100a流动。结果，能够谋求反应管100内部的处理气体600的流动的稳定化。
结果，能够提高处理气体600的加热效率，能够提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
此外，如图3所示，在处理炉10，在反应管100的内周面100a形成有多个凹凸103。由此，能够增大反应管100的内周面100a的表面积，能够增加处理气体600通过被加热的反应管100的内周面100a时与其接触的面积。
结果，能够进一步提高处理气体600的加热效率，能够进一步提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
通过以上的方法，加热玻璃衬底20，在玻璃衬底20被升温到规定温度(例如，后述的400～500℃)的时刻向处理室30内导入处理气体(含硒元素气体(硒化源))600而对玻璃衬底20进行成膜处理。
即，在将反应管100加热的状态下向反应管100的内部导入处理气体(硒化源)600，此时也利用电动风扇500的扇叶部510使反应管100内部的环境气体沿着玻璃衬底20的表面强制对流，进而利用圆筒形的整流板430形成稳定化的气流P及气流Q，在该状态下对多个玻璃衬底20进行成膜处理。通过该硒化处理，在各个玻璃衬底20分别形成CIS类太阳能电池的光吸收层(形成工序)。
成膜处理的结束后，以一定速度将反应管100的温度降温，并用氮气等惰性气体置换处理室30内的处理气体600。即，成膜处理的结束后，从气体供给管300导入氮气等惰性气体来置换处理室30内的环境气体，并降温至规定温度(降温工序)。
进而，在玻璃衬底20的温度降温至规定温度，且处理室30内的处理气体600被氮气等的置换结束的时刻，使密封盖110移动，将处理室30打开，其后，利用未图示的送入送出装置的臂将晶片盒410送出(送出工序)，由此结束一系列成膜处理。
另外，作为一例，在CIGS类太阳能电池的制造工艺中，在用H2Se(硒化氢)气体对玻璃衬底20上形成的由Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)构成的金属前体膜(层合膜)进行Se(硒)化处理的工艺中，在将配置在处理室30内的玻璃衬底20的温度保持为400～500℃的状态下进行20分钟～2小时左右的成膜处理。
(实施方式2)
图5是表示本发明的实施方式2的衬底处理装置的主要部分构造的一例的剖视图，图6是表示图5所示的衬底处理装置的圆周方向的构造的一例的剖视图，图7是表示图6的B部的构造的局部放大剖视图，图8是表示由本发明的实施方式2的衬底处理装置获得效果的一例的模拟结果图。
本实施方式2的衬底处理装置，与具有实施方式1的衬底处理装置同样的处理炉10，但本实施方式2的处理炉10，如图5及图6所示，在反应管100的上部设有多个电动风扇500，因此，通过电动风扇500的扇叶部510的旋转而产生的强制对流从反应管100的上部朝向下部，因此由扇叶部510的旋转产生的气流R沿着玻璃衬底20的短边方向流动。
在本实施方式2的处理炉10中，可由反应管100和密封盖110气密地构成，在该反应管100的上部并列设有多个电动风扇500，通过利用设于处理室30外部的动力部(风扇驱动部)530使扇叶部(风扇)510旋转，由此可搅拌处理室30内的气体。
详细说明处理炉10的构造，处理炉10具有由不锈钢等金属材料形成的作为炉体的反应管100。反应管100为中空的圆筒形状(筒状)，具有其一端封闭、另一端开口的结构。由反应管100的中空部分形成处理室30。在反应管100的开口侧、与反应管100为同心圆地设置有两端开口的圆筒状的集流腔120。在反应管100与集流腔120之间设置作为密封构件的O形环(图中未示出)。
在集流腔120的没有设置反应管100的开口部上，设置有可动性的密封盖110。密封盖110由不锈钢等金属材料形成，形成其一部分插入集流腔120的开口部的凸型形状。在可动性的密封盖110和集流腔120之间设置有作为密封构件的O形环(图中未示出)，进行处理时，密封盖110将反应管100的开口侧气密性地封闭。
作为一例，在反应管100的内部设置有用于载置晶片盒410的设置台420，所述晶片盒410中保持有多个玻璃衬底(例如30～40片)20，所述玻璃衬底形成有含有铜(Cu)、铟(In)及镓(Ga)的层合膜。
设置台420的结构为：其一端固定在反应管100的内周面100a上，并且在反应管100的中心部通过设置台420载置晶片盒410。
如图5所示，晶片盒410是在玻璃衬底20的两端可将多个玻璃衬底20以竖立的状态且横向排列地保持玻璃衬底20的保持构件。另外，如图6所示，在玻璃衬底20收纳于晶片盒410时，将其隔开间隔地收纳，以使得相邻的玻璃衬底20不发生干涉(不接触)。而且，如图5所示晶片盒410底部的板为了使气流R的气体容易通过而成为空洞，如D部所示，是仅用其边缘部支承玻璃衬底20的构造。
另外，以在反应管100的周围设置作为加热部的炉体加热部200，该炉体加热部200形成一端封闭、另一端开口的中空圆筒状。另外，在密封盖110的与反应管100相反一侧(外侧)的侧面上设置有盖加热部210。通过上述炉体加热部200和盖加热部210经由反应管100将其内部即处理室30内加热。需要说明的是，炉体加热部200通过图中未示出的固定部被固定在反应管100上，盖加热部210通过图中未示出的固定部被固定在密封盖110上。另外，在密封盖110和集流腔120上，设置有用于保护耐热性低的O形环的、图中未示出的水冷部等冷却机构。
另外，集流腔120设置有气体供给管300，用于供给作为含硒元素气体(硒化源、处理气体600)的氢化硒(以下称作“H2Se”)。由气体供给管300供给的H2Se从气体供给管300、经过集流腔120与密封盖110之间的间隙被供给(导入)至处理室30。
另一方面，在集流腔120的与气体供给管300相反一侧设置有排气管310，处理室30内的环境气体通过集流腔120和密封盖110之间的间隙从排气管310排出。需要说明的是，通过上述冷却机构被冷却的部位被冷却至150℃以下时，在该部分中未反应的硒冷凝，因此优选将温度控制在150℃～170℃左右。
此外，在本实施方式2的反应管100的内部设有电动风扇500。即，如图5所示，在反应管100的上部设有多个电动风扇500，能够利用这些电动风扇500的驱动，使反应管100内部的环境气体沿着玻璃衬底200的表面强制对流。多个电动风扇500分别具有：扇叶部510，通过旋转形成处理室30内的对流；旋转轴部520，以贯通圆筒状反应管100的侧壁及炉体加热部200的侧壁的方式设置；动力部530，设置在炉体加热部200的外部，且使旋转轴部520旋转。进而，在旋转轴部520与反应管100及炉体加热部200之间设置保护构件540，通过在保护构件540和旋转轴部520之间的狭小间隙进行氮清洗，能极大地抑制反应气体(处理气体600)从旋转轴部520浸入至动力部530。
通过多个电动风扇500的旋转，处理室30内形成沿玻璃衬底20的短边方向(筒状反应管100的纵向(圆周截面方向))流动的处理气体600的气流R。如此，使多个电动风扇500工作，使强制对流沿着玻璃衬底20的短边方向，由此能够降低为了使玻璃衬底20的面内温度均匀化所需的气体的流速。
此外，在本实施方式2的处理炉10，如图5及图6所示，在处理室30设有覆盖晶片盒410的周围的第1整流板440，并在第1整流板440的外侧区域设有第2整流板450。
在此，第1整流板440在反应管100的内部将在晶片盒410上竖立配置的多个玻璃衬底20中的配置于最外部位置的玻璃衬底20的表面覆盖，并沿着由于电动风扇500的强制对流而产生的玻璃衬底20的表面上的处理气体600的流动方向(气流R)延伸，且将多个玻璃衬底20的一侧部也覆盖，但是第1整流板440的上部及下部如图6所示开口，以便于气体能够通过。
另一方面，如图6所示，第2整流板450在第1整流板440与反应管100的内周面100a之间的区域设为弯曲状，以使朝向上部的扇叶部510的气流S的流路变窄地使气流S沿着反应管100的内周面100a流动。
另外，第1整流板440安装于反应管100的内周面100a，第2整流板450安装于第1整流板440。
如此，第1整流板440和第2整流板450区分气流R和气流S，所述气流R是在设于上部的多个电动风扇500的驱动下由扇叶部510的旋转而形成的强制对流所引起的沿玻璃衬底20的短边方向流动的气流，所述气流S是该气流R碰撞到反应管100的下部的内壁后，在多个玻璃衬底20的外侧(第2整流板450与反应管100的内周面100a之间的区域)朝向多个电动风扇500的扇叶部510流动的处理气体600的气流。
即，第1整流板440和第2整流板450具有区分气流R和气流S的功能，并控制成使朝向扇叶部510的气流S沿着反应管100的内周面100a流动，所述气流R是由多个扇叶部510的旋转而形成的沿着玻璃衬底20的短边方向流动的气流，所述气流S是该气流R到达反应管100下部的内周面100a后，朝向多个电动风扇500的扇叶部510流动的气流。
由此，第1整流板440和第2整流板450控制处理气体600的流动，以使得通过由多个电动风扇500的驱动形成的强制对流，沿着玻璃衬底20的短边方向的表面流动的处理气体600的气流R(处理气体600的流动方向)从第1整流板440的下部出来后，与反应管100的下部的内周面100a碰撞，其后，朝向扇叶部510的气流S在第2整流板450的外侧的区域沿着反应管100的内周面100a流动。
结果，能够使在处理室30的玻璃衬底20的处理中的处理气体600的流动稳定地循环。
即，通过在反应管100的内部(处理室30内)设置第1整流板440和第2整流板450，由此能够使朝向多个电动风扇500的扇叶部510流动的处理气体600的流路以沿着反应管100的内周面100a的方式变窄，因此能够将朝向多个扇叶部510流动的处理气体600控制成使其沿着被加热的反应管100的内周面100a流动。结果，能够谋求反应管100的内部的处理气体600的流动的稳定化。
由此，能够提高处理气体600的加热效率，能够提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
此外，在处理炉10，与实施方式1同样，如图7所示，在反应管100的内周面100a形成有多个凹凸103。该凹凸103在反应管100的内周面100a的大致整面(例如，处理气体600所通过的内周面100a)的范围形成。
由此，能够增大反应管100的内周面100a的表面积，能够增加处理气体600通过被加热的反应管100的内周面100a时与其接触的面积。
结果，能够进一步提高处理气体600的加热效率，能够进一步提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
关于本实施方式2的衬底处理装置的其他的构成，与实施方式1的衬底处理装置相同，因此省略其重复说明。
接着，说明使用具有本实施方式2的处理炉10的衬底处理装置的衬底处理方法。
在此，说明在具备图5及图6所示的处理炉10的衬底处理装置，作为一例而在CIGS类太阳能电池的制造工艺中进行硒化处理的情况，所述处理炉10具有在上部设有多个电动风扇500的筒状的反应管100。
首先，将30片至60片的形成有含有铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)的层合膜的玻璃衬底配置在晶片盒(舟皿)410内，以将可动性的密封盖110从集流腔120卸下的状态，将晶片盒410送入反应管100的内部即处理室30内，并设置在设置台420上(搬入工序)。
另外，在晶片盒410内将各个玻璃衬底20以不与图6所示相邻的衬底接触的程度隔开间隔地竖立配置。
此外，关于将晶片盒410向处理室30内的送入，例如通过如下这样进行：在通过未图示的送入送出装置的臂支承晶片盒410的下部并将其抬起的状态下，使晶片盒410向处理室30内移动，到达规定位置后，使该臂向下方移动而将晶片盒410载置于设置台420。
其后，关闭密封盖110而使处理室30为密闭状态，用氮气等的惰性气体(处理气体600)置换处理室30内部的大气(置换工序)。在用所述惰性气体将处理室30内的环境气体置换后，对炉体加热部200等加热器接通电力，以规定的升温速度对反应管100加热。例如，以每分钟3～50℃的速度升温至400～550℃，优选450℃～550℃。
而且，在升温的同时，由动力部530使电动风扇500的扇叶部510旋转，使得在反应管100的内周面100a附近被加热的处理气体(惰性气体)600沿着收纳于晶片盒410的多个玻璃衬底20各自的短边方向且通过玻璃衬底20之间，将处理气体600的热传递到玻璃衬底20，由此来对玻璃衬底20加热。
另外，由于若衬底内的温度差变大则会破损，因此将反应管100的升温速度、通过相邻玻璃衬底20之间的处理气体(惰性气体)600的流速调节为适当值地加热，以使玻璃衬底20的温度差不会变大。
在此，在本实施方式2的处理炉10，在其反应管100的内部设有覆盖晶片盒410的周围的第1整流板440，还在第1整流板440的外侧的区域设有第2整流板450。
在此，第1整流板440在反应管100的内部将在晶片盒410上竖立配置的多个玻璃衬底20中的配置于最外部位置的玻璃衬底20的表面覆盖，并沿着由于电动风扇500的强制对流而产生的玻璃衬底20的表面上的处理气体600的流动方向(气流R)延伸，且将多个玻璃衬底20的一侧部也覆盖，但是第1整流板440的上部及下部如图6所示开口，以便于气体能够通过。
另一方面，如图6所示，第2整流板450在第1整流板440与反应管100的内周面100a之间的区域设为弯曲状，以使朝向上部的扇叶部510的气流S的流路变窄地使气流S沿着反应管100的内周面100a流动。
如此，第1整流板440和第2整流板450区分气流R和气流S，所述气流R是在设于上部的多个电动风扇500的驱动下由扇叶部510的旋转而形成的强制对流所引起的沿玻璃衬底20的短边方向流动的气流，所述气流S是该气流R碰撞到反应管100的下部的内壁后，在多个玻璃衬底20的外侧(第2整流板450与反应管100的内周面100a之间的区域)朝向多个电动风扇500的扇叶部510流动的处理气体600的气流。
即，第1整流板440和第2整流板450具有区分气流R和气流S的功能，并控制成使朝向扇叶部510的气流S沿着反应管100的内周面100a流动，所述气流R是由多个扇叶部510的旋转而形成的沿着玻璃衬底20的短边方向流动的气流，所述气流S是该气流R到达反应管100下部的内周面100a后，朝向多个电动风扇500的扇叶部510流动的气流。因而，在扇叶部510的旋转下被送风的处理气体600在第1整流板440的作用下将其几乎大部分作为气流R而沿着短边方向通过玻璃衬底20之间，进而穿过玻璃衬底20到达反应管100的下部的内周面100a后，作为气流S而在第2整流板450的作用下沿着反应管100的内周面100a流动，形成用于加热玻璃衬底20的高效流动。
由此，能够使在处理室30的玻璃衬底20升温时的处理气体600的流动稳定地循环。
即，通过在反应管100的内部(处理室30内)设置第1整流板440和第2整流板450，由此能够使朝向多个电动风扇500的扇叶部510流动的处理气体600的流路以沿着反应管100的内周面100a的方式变窄，因此能够将处理气体600控制成使其沿着反应管100的内周面100a流动。由此，能够谋求反应管100的内部的处理气体600的流动的稳定化。
结果，能够提高处理气体600的加热效率，能够提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
此外，如图7所示，在处理炉10，在反应管100的内周面100a形成有多个凹凸103，由此，能够增大反应管100的内周面100a的表面积，能够增加处理气体600通过被加热的反应管100的内周面100a时与其接触的面积。
结果，能够进一步提高处理气体600的加热效率，能够进一步提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
另外，由于若衬底内的温度差变大则玻璃衬底20会破损，因此将反应管100的升温速度、向玻璃衬底20之间送风的处理气体600的速度调节为适当值地加热，以使温度差不会变大。即，关于玻璃衬底20的升温速度及电动风扇500的送风速度(电动风扇500的转速)，以使玻璃衬底20的温度分布不恶化的方式适当调节。
通过以上的方法，加热玻璃衬底20，在玻璃衬底20被升温到规定温度(例如，后述的400～500℃)的时刻向处理室30内导入处理气体(含硒元素气体(硒化源))600而对玻璃衬底20进行成膜处理。
即，在将反应管100加热的状态下向反应管100的内部导入处理气体(硒化源)600，此时也利用电动风扇500的扇叶部510使反应管100内部的环境气体沿着玻璃衬底20的表面强制对流，进而利用圆筒形的整流板430形成稳定化的气流P及气流Q，在该状态下对多个玻璃衬底20进行成膜处理。通过该硒化处理，在各个玻璃衬底20分别形成CIS类太阳能电池的光吸收层(形成工序)。
成膜处理的结束后，停止处理气体(硒化源，硒化氢气体))600的供给，以一定速度将反应管100的温度降温，并用氮气等惰性气体置换处理室30内的处理气体600。即，成膜处理的结束后，从气体供给管300导入氮气等惰性气体来置换处理室30内的环境气体，并降温至规定温度(降温工序)。
进而，在玻璃衬底20的温度降温至规定温度，且处理室30内的处理气体600被氮气等的置换结束的时刻，使密封盖110移动，将处理室30打开，其后，利用未图示的送入送出装置的臂将晶片盒410送出(送出工序)，由此结束一系列成膜处理。
另外，衬底降温时，调节氮气的导入量等降温条件，以使衬底内的温度差不变大。
此外，在本实施方式2，说明了在玻璃衬底20的上部设置电动风扇500的情况，但多个电动风扇500也可以设于玻璃衬底20的下部。
接着，使用图8说明在玻璃衬底20的长边方向(实施方式1)和短边方向(实施方式2)，由处理气体600的流动方向所形成的有意义的差。
图8是在除了电动风扇500的位置之外具有相同构造的处理炉10中，以5℃/分钟的速度升温时的玻璃衬底20之间的流速变化、模拟用于将玻璃衬底20的面内温度差抑制为约30℃所需的流速的结果。
图8(a)是如实施方式1所示将电动风扇500配置在处理炉10的侧部，并使玻璃衬底20的表面的处理气体600的流动为玻璃衬底20的长边方向时的结果。图8(a－1)表示从加热开始后经过了20分钟的状态，图8(a－2)表示从加热开始后经过了60分钟的状态。从图中的浓淡程度可知，玻璃衬底20的面内温度差抑制为约30℃。而且，通过模拟可得到如下结果：为了将玻璃衬底20的面内温度差抑制为约30℃所需的气体的流速为10m/秒。
另一方面，图8(b)是如本实施方式2所示那样将电动风扇500配置在处理炉10的上部，并使玻璃衬底20的表面的处理气体600的流动为玻璃衬底20的短边方向时的结果。图8(b－1)表示从加热开始后经过了20分钟的状态，图8(b－2)表示从加热开始后经过了60分钟的状态。从图中的浓淡程度可知，玻璃衬底20的面内温度差抑制为约30℃。而且，通过模拟可得到如下结果：为了将玻璃衬底20的面内温度差抑制为约30℃所需的气体的流速为2m/秒。
另外，图8(a)及(b)各自的左侧的图表示加热20分钟后(400K＝123℃)的状态，右侧的图表示加热60分钟后(600K＝323℃)的状态。
以上，如模拟的结果所示，如本实施方式2这样使处理气体600的流动为玻璃衬底20的短边方向，与实施方式1的使处理气体600的流动为玻璃衬底20的长边方向相比，能够抑制处理气体600的流速的大小(减小)，能够使玻璃衬底20大型化。
接着，说明本实施方式2的变形例。图9是表示本发明的实施方式2的变形例的衬底处理装置的主要部分构造的剖视图。
图9所示的变形例的处理炉10，与仅配置一个保持多个玻璃衬底20的晶片盒410的构造不同，表示将多个晶片盒410(在此为3个)沿与多个玻璃衬底20的表面的长边方向平行的方向并列配置的构造。
如此，在将收纳玻璃衬底20的3个晶片盒410配置成一列的构造中，反应管100成为更加横长的形状，处理气体600的流动变得不稳定，但如图9所示，通过将多个电动风扇500设于上部，且设置整流板460，由此能够使处理气体600沿着各玻璃衬底20的短边方向流动，结果，能够使处理气体600的流动稳定。
在此，在实施方式1及2所说明的处理炉10中，不是使用以往的石英制的反应管，而是将不锈钢等金属材料用作反应管100的基材。因此，如实施方式2的处理炉10这样做成使处理气体600沿着玻璃衬底20的短边方向流动的构造，由此如图9所示，即使将反应管100大型化，与石英制相比，也能使其成型容易，而且其成本的增加也比石英制时小。结果，能够增加一次可处理的玻璃衬底20的数量，能够降低CIS类太阳能电池的制造成本。
此外，通过使用不锈钢等金属材料作为反应管100的基材，由此与石英制反应管相比，其处理也容易，能使反应管100大型化。
在所述实施方式1及实施方式2的本发明中，可实现以下所述的效果中的至少一个。
(1)通过在反应管100的内部设置将多个玻璃衬底20中的配置于最外部位置的玻璃衬底20的表面覆盖的整流板430，或设置第1整流板440和第2整流板450，由此能够使朝向电动风扇500流动的处理气体600的流路沿着反应管100的内周面100a地变窄，因此能够将该处理气体600控制成使其沿着被加热的反应管100的内周面100a流动。结果，能够谋求反应管100的内部的处理气体600的流动的稳定化。
(2)由于能够谋求反应管100的内部的处理气体600的流动的稳定化，因此能够提高处理气体600的加热效率，能够提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
(3)通过在反应管100的内周面100a形成多个凹凸103，由此能够增大反应管100的内周面100a的表面积，能够增加处理气体600通过被加热的反应管100的内周面100a时与其接触的面积。结果，能够进一步提高处理气体600的加热效率，能够进一步提高玻璃衬底20的加热效率而谋求升温时间的缩短。
以上，基于发明的实施方式具体说明了由本发明人完成的发明，但本发明不限于上述发明的实施方式，不言而喻，在不脱离其要旨的范围内可进行各种变更。
例如，在所述实施方式1、2中，说明了对形成有铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)的多个玻璃衬底进行硒化处理，但不限于此，也可以对形成有铜(Cu)/铟(In)或铜(Cu)/镓(Ga)等的多个玻璃衬底进行硒化处理。
此外，在所述实施方式1、2中，提及了与金属材料的反应性高的硒化，但在CIS类太阳能电池中，有时取代硒化处理，或在硒化处理之后供给含有硫元素气体来进行硫化处理。此时也通过使用所述实施方式2的大型反应炉，能够增加一次可硫化处理的片数，因此能够实现制造成本的降低。
此外，在所述实施方式1、2中，说明了在反应管100的内周面100a在整个面范围设置多个凹凸103的情况，但也可以不在内周面100a的整个面，而是在一部分例如在相对于内周面100a设置规定间隔的状态下设置多个凹凸103。
最后，附记本发明的优选的主要方案。
(1)一种衬底处理装置，包括：反应管，其形成为筒状，且在内部对多个衬底进行成膜处理；气体供给管，其向所述反应管内部导入用于进行所述成膜处理的处理气体；排气管，其将所述反应管内部的环境气体排出；加热部，其加热所述反应管；风扇，其使所述反应管的内部的环境气体沿着所述衬底的表面强制对流；整流板，其沿着由所述强制对流产生的所述衬底的表面上的所述处理气体的流动方向延伸，且将所述多个衬底中的配置在最外部位置的所述衬底的表面覆盖，以使在所述多个衬底的外侧，朝向所述风扇流动的所述处理气体沿着所述反应管的内周面流动的方式进行控制。
(2)在所述(1)的衬底处理装置中，由所述强制对流形成的所述处理气体的流动方向沿着所述衬底的短边方向。
(3)在所述(1)的衬底处理装置中，所述整流板为圆筒形。
(4)一种衬底处理装置，包括：反应管，其形成为筒状，且在内部对多个衬底进行成膜处理；气体供给管，其向所述反应管内部导入用于进行所述成膜处理的处理气体；排气管，其将所述反应管内部的环境气体排出；加热部，其加热所述反应管；风扇，其使所述反应管的内部的环境气体沿着所述衬底的表面强制对流，在所述反应管的内周面形成有多个凹凸。
(5)一种使用衬底处理装置的衬底处理方法，所述衬底处理装置具有在内部设有风扇的筒状的反应管，所述衬底处理方法包括：(a)将多个衬底隔开间隔地配置在所述反应管的内部的工序，(b)在将所述反应管加热的状态下向所述反应管的内部导入处理气体，并通过所述风扇使所述反应管的内部的环境气体沿着所述衬底的表面强制对流而在所述多个衬底进行成膜处理的工序，在所述(b)工序中，利用整流板进行控制，以使在所述多个衬底的外侧，朝向所述风扇流动的所述处理气体沿着所述反应管的内周面流动，所述整流板沿着由所述强制对流产生的所述衬底的表面上的所述处理气体的流动方向延伸，且将所述多个衬底中的配置在最外部位置的所述衬底的表面覆盖。
产业上的可利用性
本发明适于加热来进行衬底处理的技术。
附图标记的说明
10   处理炉
20   玻璃衬底
30   处理室
100  反应管
100a 内周面
101  基材
102  涂膜
103  凹凸
110  密封盖
120  集流腔
200  炉体加热部
210  盖加热部
300  气体供给管
310  排气管
410  晶片盒
410a 框架
420  设置台
430  整流板
440  第1整流板
450  第2整流板
460  整流板
500  电动风扇
510  扇叶部
520  旋转轴部
530  动力部
540  保护构件
600  处理气体

Claims (5)

1.一种衬底处理装置，其特征在于，包括：
反应管，其形成为筒状，且在内部对多个衬底进行成膜处理；
气体供给管，其向所述反应管的内部导入用于所述成膜处理的处理气体；
排气管，其将所述反应管内部的环境气体排出；
加热部，其加热所述反应管；
风扇，其使所述反应管内部的环境气体沿着所述衬底的表面强制对流；和
整流板，其沿着由所述强制对流产生的所述衬底的表面上的所述处理气体的流动方向延伸，且将所述多个衬底中的配置在最外部位置的所述衬底的表面覆盖，
以使在所述多个衬底的外侧，朝向所述风扇流动的所述处理气体沿着所述反应管的内周面流动的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
由所述强制对流形成的所述处理气体的流动方向沿着所述衬底的短边方向。
3.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述整流板为圆筒形。
4.一种衬底处理装置，其特征在于，包括：
反应管，其形成为筒状，且在内部对多个衬底进行成膜处理；
气体供给管，其向所述反应管的内部导入用于所述成膜处理的处理气体；
排气管，其将所述反应管内部的环境气体排出；
加热部，其加热所述反应管；和
风扇，其使所述反应管内部的环境气体沿着所述衬底的表面强制对流，
在所述反应管的内周面形成有多个凹凸。
5.一种使用衬底处理装置的衬底处理方法，其特征在于，所述衬底处理装置具有在内部设有风扇的筒状的反应管，所述衬底处理方法包括：
(a)将多个衬底隔开间隔地配置在所述反应管内部的工序，
(b)在将所述反应管加热了的状态下向所述反应管的内部导入处理气体，并通过所述风扇使所述反应管的内部的环境气体沿着所述衬底的表面强制对流而在所述多个衬底进行成膜处理的工序，
在所述(b)工序中，利用整流板进行控制，以使在所述多个衬底的外侧，朝向所述风扇流动的所述处理气体沿着所述反应管的内周面流动，所述整流板沿着由所述强制对流产生的所述衬底的表面上的所述处理气体的流动方向延伸，且将所述多个衬底中的配置在最外部位置的所述衬底的表面覆盖。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015037749A1 (ko) * 2013-09-10 2015-03-19 주식회사 테라세미콘 열처리 장치의 챔버 및 그 제조방법
CN105556651B (zh) * 2013-09-10 2018-09-25 泰拉半导体株式会社 热处理装置以及具备该热处理装置的热处理系统
KR102567296B1 (ko) * 2021-03-31 2023-08-18 주식회사 에프엑스티 탄화 규소 부재의 제조 장치, 탄화 규소의 부재 제조 방법, 및 포커스 링의 제조 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006186114A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Showa Shell Sekiyu Kk Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の光吸収層の作製方法
WO2009153059A1 (de) * 2008-06-20 2009-12-23 Volker Probst Prozessvorrichtung zum prozessieren von insbesondere gestapelten prozessgütern
CN102738262A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 株式会社日立国际电气 衬底处理装置及搬运装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0412525A (ja) * 1990-05-02 1992-01-17 Babcock Hitachi Kk 有機金属化学気相成長装置
WO2009128253A1 (ja) * 2008-04-17 2009-10-22 本田技研工業株式会社 太陽電池の熱処理装置
CN102308174B (zh) * 2008-11-28 2015-08-05 福尔克尔·普洛波斯特 生产半导体层和由单质硒和/或单质硫处理的涂层衬底特别是平面衬底的方法
JP2013026437A (ja) * 2011-07-21 2013-02-04 Kyocera Corp 薄膜製造方法、および薄膜製造装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006186114A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Showa Shell Sekiyu Kk Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の光吸収層の作製方法
WO2009153059A1 (de) * 2008-06-20 2009-12-23 Volker Probst Prozessvorrichtung zum prozessieren von insbesondere gestapelten prozessgütern
CN102738262A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 株式会社日立国际电气 衬底处理装置及搬运装置

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