CN114807887A - 具有处理腔室的系统和用于操作此类系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种具有处理腔室的系统和一种用于操作此类系统的方法，所述处理腔室具有两个处理隔室在其间具有真空压力屏障。所述系统包括处理腔室、第一气体源、处理泵和传送设备，所述处理腔室具有通过中间壁彼此分离的第一处理隔室和第二处理隔室。形成狭缝，所述狭缝穿透所述中间壁且提供用于使气体从所述第二处理隔室到所述第一处理隔室的流动通路和用于使衬底从所述第一处理隔室或所述第二处理隔室中的一个到所述第一处理隔室或所述第二处理隔室中的另一个的传送路径。所述第一处理隔室内的环境压力小于所述第二处理隔室内的环境压力，并且所述狭缝与所述中间壁一起在所述第一处理隔室与所述第二处理隔室之间形成真空压力屏障。

Description

具有处理腔室的系统和用于操作此类系统的方法
技术领域
本发明涉及一种系统，所述系统包括具有两个处理隔室的处理腔室，所述两个处理隔室中被提供不同处理压力且所述两个处理隔室通过真空压力屏障彼此连接，并且本发明涉及一种操作此类系统的方法。
背景技术
在太阳能电池行业中，对衬底执行用于加热或冷却衬底或用于形成隔离沟槽的不同处理，例如用于沉积层的处理。如果层通过蒸发沉积到衬底上，则此处理在低压力(例如小于20PA)下在沉积腔室中执行。随后，将具有施加层的衬底从沉积温度(例如550℃)冷却到锁定温度(例如450℃)，以用于将衬底移动离开沉积腔室以用于进一步处理。通常，此冷却是在与沉积处理相同的处理腔室中执行，并且因此，在相同处理条件—即相同低压力—下执行。然而，较好的是在较高压力(例如40Pa)下执行冷却，这是因为较高的压力将减少在冷却期间沉积材料从衬底的再蒸发。这将减少由在冷却期间的再蒸发引起的蒸发材料的消耗和腔室壁的污染。另外，必须在整个衬底范围内非常准确地控制衬底的温度，这是因为再蒸发在整个衬底上应该是均匀的，以便减少层厚度变化。较高的压力进一步减少对冷却系统的需求，这是因为归因于再蒸发减少，温度不必被均一地控制为在较低压力下。此外，冷却系统可被设计得更简单，这是因为所述冷却系统不需要能够收集再蒸发材料。
如果例如不同环境气体或不同压力的不同处理条件是必需的，则通常不同的处理腔室用于相应的处理。不同处理腔室通过闸门、阀门或中间腔室彼此连接，其中每一处理腔室包括用于引入活跃处理气体和/或不活跃处理气体—例如惰性气体—的个别气体入口和用于设置相应所需压力的个别真空泵。然而，归因于腔室的必需设备和设计以及归因于衬底在每一腔室的入口和出口处的锁定程度的耗时，多个腔室的使用是复杂且昂贵的。
在现有技术水平中，已知连续的直插式系统，其中通过腔室壁划分的不同处理腔室和中间腔室通过短狭缝或槽道连接。衬底通过传送设备从第一处理腔室传送到第二处理腔室，所述传送设备包括例如轴杆上的滚轮或皮带。然而，与经加热的或热的衬底从一个腔室到下一个腔室的传送相关的各个腔室的压力分离具有挑战性。
发明内容
因此，本发明的目标是提供一种在一个处理腔室中具有两个处理隔室的系统，所述两个处理隔室具有不同压力且在其间具有真空压力屏障，所述系统克服了根据现有技术水平的系统的缺点，并且本发明的目标还包括提供一种用于操作此类系统的方法。
此目标由根据独立权利要求的系统和方法解决。优选实施例在从属权利要求中给出。
本发明系统包括处理腔室，以及至少第一气体源、处理泵和传送设备，所述处理腔室具有适合于具有不同压力的第一处理隔室和第二处理隔室。在不同环境压力下执行的不同处理可在第一处理隔室和第二处理隔室中对由传送设备从第一处理隔室或第二处理隔室中的一个传送到第一处理隔室或第二处理隔室中的另一个的衬底执行。借助于由第一气体源提供的第一气体且借助于处理泵至少部分地调整第一处理隔室和第二处理隔室内的环境压力。为此目的，第二处理隔室包括第一气体入口，所述第一气体入口适用于将第一气体从第一气体源引入到第二处理隔室中，并且第一处理隔室包括连接到处理泵的第一气体出口，所述第一气体出口适用于将气体从第一处理隔室排出。第一气体可为单一气体，例如惰性气体，如N2，或包括多于一种气体的组合物，例如惰性气体和反应气体。
处理腔室包括将处理腔室的内部与外部分离的腔室壁。腔室壁是真空密封的且适合于提供从低真空到高真空的范围内的内部真空，其中与在第一处理隔室中提供的压力相比，在第二处理隔室中提供的压力—被称为第二压力—更高。具体地说，第一处理隔室内的压力，被称为第一压力，可在0.05Pa到100Pa的范围内，而第二压力可比第一压力高1000Pa。例如，第一压力可处于1Pa到20Pa之间的范围内，而第二压力可处于20Pa到50Pa之间的范围内。腔室壁优选地适合于冷却到在室温(约20℃)到60℃的范围内的温度，其中在此情况下系统包括根据现有技术水平的冷却装置。腔室壁优选地由不锈钢制成。
系统可进一步包括连接到第二处理隔室的排气泵。此排气泵主要在处理腔室依靠大气或比第二压力高得多的压力进行排气期间使用，这是因为归因于狭缝，仅使用处理泵来排气将需要较长时间。在处理腔室内处理期间，排气泵可帮助调节第二处理隔室内的第二压力。因此，第二处理隔室可包括连接到排气泵的第二气体出口。
另外，系统可包括第二气体源以用于向第一处理隔室提供第二气体。第二气体源可布置在第一处理隔室—例如蒸发源—内部，或可布置在第一处理隔室外部且连接到第一处理隔室，尤其是连接到第一处理隔室的第二气体入口。此外，第二气体源还可为第一处理隔室内部的气体源和第一处理隔室外部的气体源的组合。第二气体可为单一气体，例如惰性气体，如N2或反应气体，或包括多于一种气体的组合物，例如惰性气体和反应气体，例如CdTe或O2，其中不同气体可由作为第二气体源的一部分的不同气体源提供。
第一处理隔室和第二处理隔室通过中间壁彼此分离。也就是说，中间壁沿着不同于第一处理隔室和第二处理隔室沿着其被布置成彼此邻近的方向的方向从一个腔室壁延伸到其相对腔室壁。因此，中间壁将处理腔室划分成第一处理隔室和第二处理隔室。中间壁不具有任何门或闸门或阀门，但狭缝或槽道形成。在实施例中，中间壁由不同于腔室壁的材料的材料制成且优选地由具有低热导率—即低于40W/(m·K)—和高热稳定性—即其可遍及其延伸部耐受高热梯度，例如高达550K—的材料制成。例如，中间壁可由碳纤维碳复合材料(CFC)或陶瓷或玻璃陶瓷或其组合制成。
狭缝穿透中间壁或被布置成邻近于中间壁中的开口，使得其提供用于使气体从第一处理隔室到第二处理隔室的气体路径和用于衬底的传送路径。狭缝允许气体的一部分存在于第二处理隔室内且包括插入到第二处理隔室中以流入第一处理隔室中的第一气体。中间壁和至少一个狭缝在第一处理隔室与第二处理隔室之间形成真空压力屏障。狭缝的截面应形成为尽可能小且尽可能长，以便提供良好的真空压力屏障。狭缝可形成为延伸到第一处理隔室的内部中和/或到第二处理隔室的内部中的中空棱镜。由于狭缝为具有优选地为矩形截面的中空主体，其具有壁，优选地为四个壁，和在内部的开放空间。狭缝的尺寸，尤其是狭缝的宽度和高度，适应于被传送通过狭缝的衬底的尺寸。例如，在太阳能电池生产中用作衬底的玻璃板通常具有以下尺寸：
厚度：0.5mm到5mm，优选地为2mm到4mm，尤其是3.2mm
宽度：0.6m到2m，尤其是1.2m
长度：1m到2.6m，尤其是1.6m。
因此，狭缝可具有以下外尺寸：
高度：10mm到300mm
宽度：1.1m到1.6m，尤其是1.3m
长度：0.5m到4m，优选地为2m到4m，尤其是3m，
并且在狭缝的内部中的开放空间可具有以下尺寸的截面，其中开放空间遍及狭缝的整个长度延伸：
高度：5mm到30mm，尤其是10mm
宽度：1m到1.5m，尤其是1.25m。
长度为沿着由传送设备传送的衬底的传送方向的相应物体(衬底、狭缝或空间)的延伸部，其中宽度为在衬底传送平面中且垂直于物体的长度测量的相应物体的延伸部。厚度或高度为垂直于衬底传送平面—即垂直于长度和宽度—测量的相应物体的延伸部。
优选地，狭缝的尺寸和形式遍及其整个长度基本上相同。在实施例中，狭缝的长度比由传送设备传送的衬底的长度的一半长。在任何情况下，传送设备的至少一个构件，例如具有滚轮的轴杆或皮带，也存在于狭缝内。也就是说，在传送设备由皮带形成的情况下，皮带延伸通过狭缝。在传送设备包括具有滚轮的轴杆的情况下，至少一个轴杆布置在狭缝内，并且优选地，多个轴杆遍及狭缝的长度分布。狭缝内的轴杆的数目取决于狭缝的长度和要传送的衬底的特性，例如其长度和硬度。如果轴杆由布置在处理腔室外部的在至少一侧上的轴承支撑且轴杆由布置在处理腔室外部的电机驱动，即旋转，则两个独立种类的密封件布置在轴杆处至少在轴杆的一侧处：首先，第一真空密封件用于穿透腔室壁且用于相对于外部环境大气密封处理腔室的内部，并且其次，第二真空密封件用于穿透狭缝的壁且用于相对于其中狭缝延伸的所述处理隔室中的大气密封狭缝的内部。第二真空密封件必须耐受高温，但密封要求较低，这是因为仅必须密封较小压力差。相应密封件是所属领域的技术人员已知的。
如果传送设备包括轴杆，则在一些实施例中，狭缝的内部可由布置在轴杆之间的板或桥划分，使得轴杆的滚轮在板或桥上方突出，在传送时衬底处于滚轮上。也就是说，适合作为衬底的传送路径和作为气体路径的狭缝的开放空间的高度相对于狭缝的高度在很大程度上减小。
在一些实施例中，加热狭缝，使得传送通过狭缝的衬底不会从衬底在第一隔室或第二隔室中的一个中具有的温度显著地冷却。如果衬底例如从其中层通过蒸发沉积到衬底上的第一处理隔室传送到第二处理隔室，则衬底在离开蒸发单元时具有500℃到600℃的温度，并且随着所述衬底传送到其进一步冷却到锁定温度的第二处理隔室中，仅冷却0K到50K，优选地为0K到20K。锁定温度实现衬底从处理腔室离开的安全锁定处理且可处于室温到500℃的范围内，优选地在400℃到500℃的范围内，并且最优选地处于450℃。优选地，衬底在狭缝内冷却仅10K。因此，系统进一步包括加热单元，所述加热单元适用于将狭缝加热到期望温度，例如在500℃到600℃的范围内。加热单元进一步适合于遍及狭缝的长度和宽度提供良好的热均一性。狭缝优选地由具有高热导率—即高于80W/(m·K)—的材料制成。狭缝可例如由石墨或陶瓷或玻璃或玻璃陶瓷或其组合物制成。
在一些实施例中，本发明系统进一步包括含有减压泵的减压气体回路。减压气体回路的第一端连接到狭缝的第一开口或连接到第一处理隔室，并且减压气体回路的第二端连接到第一气体入口或连接到作为第二处理隔室的部分的第三气体入口。狭缝的第一开口是布置在第一处理隔室内或邻近于第一处理隔室的狭缝的末端。减压气体回路适用于排出通过狭缝的气体的一部分且适用于经由第一气体入口或第三气体入口将气体的此部分引入到第二处理隔室中。
如果狭缝的第一开口布置在中间壁中的开口处，则在实施例中形成将狭缝与处理腔室的第三气体出口连接的气体通道。此气体通道可形成为附加壁与中间壁之间的空间，或可形成为中间壁内的空间。减压回路的第一端连接到第三气体出口。第二气体出口形成在处理腔室的腔室壁中，并且允许流动通过狭缝的气体的部分经由气体通道从狭缝的第一开口流动到减压回路。
借助于减压气体回路，可减小需要由第一气体源提供的第一气体的量，这是因为第一气体的一部分被再循环到第二处理隔室。因此，第一气体源的组件，如用于调节由第一气体源提供的第一气体量的质量流量控制器(MFC)，可被减小大小，从而使所述组件更便宜。此外，处理泵可提供有较小的泵容量，这是因为相较于现有技术，较少气体必须从第一处理隔室排出。因此，相较于现有技术，系统的成本以及操作系统的成本可在很大程度上减小。
本发明系统可用于所有真空处理，其中在第一处理隔室和第二处理隔室中使用不同环境压力，并且其中第一处理隔室内的环境压力小于第二处理隔室内环境压力且处于0.05Pa到100Pa之间的范围内，以及其中衬底应首先在第一处理隔室或第二处理隔室中的一个中处理且随后在第一处理隔室或第二处理隔室中的另一个中处理。尽管如此，可重复第一处理隔室或第二处理隔室中的一个和第一处理隔室或第二处理隔室中的另一个中的衬底的处理一次或多次，即衬底可在第一处理隔室与第二处理隔室之间振荡且在第一处理隔室和第二处理隔室中的每一个中处理多于一次。这例如是用于在第一处理隔室或第二处理隔室中的一个中的多个部分层中沉积层的情况，其中在第一处理隔室和第二处理隔室中的另一个中在两个后续部分层的沉积之间执行另一处理步骤。
用于操作如上文所描述的本发明系统的本发明方法包括以下步骤：提供此类系统，经由第一气体入口将第一气体从第一气体源引入到第二处理隔室中，借助于处理泵在第一处理隔室内设置第一压力且在第二处理隔室内设置第二压力，在第一处理隔室中对衬底执行第一处理，借助于传送设备经由狭缝将衬底从第一处理隔室传送到第二处理隔室，以及在第二处理隔室中对衬底执行第二处理。
如果系统进一步包括连接到第二处理隔室的排气泵，则还借助于排气泵设置第二处理隔室内的第二压力。在此情况下，第一压力和第二压力可几乎彼此独立地设置，其中独立性仅受到作为压力屏障的狭缝的有效性的限制。
在一些实施例中，在执行第一处理时，将衬底加热到第一温度，以及在衬底传送通过狭缝时加热衬底，使得离开狭缝进入第二处理隔室的衬底的温度最大比第一温度小0K到50K。优选地，离开狭缝的衬底的温度优选地仅比第一温度小0K到20K，并且最优选地仅比第一温度小10K。
在一些实施例中，经由狭缝从第二处理隔室流动到第一处理隔室的第一气体的一部分使用减压泵经由减压回路从狭缝的第一端或从第一处理隔室排出且经由第一气体入口或第三气体入口引入到第二处理隔室中。在此情况下，第一气体的第一量经由第一气体入口引入到第二处理隔室中。存在于第二处理隔室中的气体的第一部分，第一部分被称为第二量，离开第二处理隔室且通过狭缝在到第一处理隔室的方向上流动。第二量的第一部分，被称为第三量，由减压泵从狭缝的第一端或从第一处理隔室排出且通过减压回路流动返回到第二处理隔室，并且再引入到第二处理隔室中。第二量的第二部分，被称为第四量，被添加到存在于第一处理隔室中的气体。存在于第一处理隔室中的气体的第一部分，第一部分被称为第五量，由处理泵从第一处理隔室排出。第一量到第五量是恒定的，只要第一处理隔室和第二处理隔室中的环境压力是恒定的即可。也就是说，在开始处理或结束处理期间或在第一处理隔室和第二处理隔室中的一个或两个内的环境压力的另一改变期间，第一量到第五量可相对于彼此改变。
尽管在描述中描述衬底首先存在于第一处理隔室中且在第一处理隔室中处理，接着传送到第二处理隔室中且随后存在于第二处理隔室中且在第二处理隔室中处理，但术语“衬底”还可指仅衬底的一部分。也就是说，如果长衬底在处理腔室内处理，则可在相同时间点处存在以下情形：一个衬底的第一部分可已在第一处理隔室中处理且现在可存在于第二处理隔室中，同一衬底的第二部分也可已在第一处理隔室中处理且现在可存在于狭缝内，以及同一衬底的第三部分可在第一处理隔室内处理。在此情况下，尤其重要的是减少遍及衬底的温降，以便减少衬底内的应力和破坏衬底的风险。此外，对于长衬底，一个衬底在第一处理隔室内、通过狭缝以及在第二处理隔室内的连续移动是优选的。
此外，有可能在第一处理隔室内处理第一衬底且同时在第二处理隔室内处理第二衬底。
尽管在描述内提及一个狭缝，但仍然可能提供穿透同一中间壁的两个或更多个狭缝，其中每一狭缝适合于为衬底提供传送路径。狭缝中的一些或全部可在传送期间布置在对应于衬底平面的一个平面中，例如水平平面，或狭缝中的一些或全部可布置在尤其是彼此平行的不同平面中。此外，每一狭缝可具有其开放空间的宽度，使得仅一个衬底可穿过狭缝。尽管如此，还有可能一些或所有狭缝具有其开放空间的宽度，从而允许沿着狭缝的宽度并排的两个或更多个衬底穿过狭缝。
本发明系统或本发明方法的特征的实施例的若干组合是可能的，只要其不彼此妨碍即可。
在以下详细描述中，参考形成本文的一部分的附图，并且在附图中说明了可实践本发明的特定实施例。应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可利用其它实施例，并且可进行结构改变或逻辑改变。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。图式的元件不一定相对于彼此按比例绘制。相似的附图标记指代对应的类似部分。
附图说明
图1示意性地展示根据本发明的系统的第一实施例，其中以截面视图展示处理腔室。
图2更详细地示意性地展示示例性狭缝15。
图3示意性地展示平面视图中的狭缝15的尺寸。
图4示意性地展示用于操作根据本发明的系统的方法。
图5示意性地展示根据本发明的系统的第二个实施例，其中系统进一步包括减压气体回路。
图6示意性地展示根据本发明的系统的第三个实施例的细节。
具体实施方式
图1示意性地展示根据本发明的系统的第一实施例100。系统100包括处理腔室10、第一气体源20、第二气体源23、处理泵30、排气泵31、传送设备40、加热单元50、和冷却单元60。以截面视图展示具有其组件的处理腔室10，其中截面视图是三维x-y-z坐标系统的x-z平面上的视图。系统100的组件仅示意性地展示，以便描述其功能和到处理腔室10的组件的连接。图2和3展示处理腔室10的细节，以便解释一些尺寸和特殊特征。
处理腔室10包括腔室壁101，所述腔室壁101提供处理腔室10的内部与处理腔室10的外部之间的气密性边界。腔室壁101由不锈钢制成且可通过冷却单元60冷却到在室温到60℃的范围内的温度，所述冷却单元60基本上在其外部包围处理腔室10。闸门阀102分别布置在腔室壁101中的两个中，以便为要在处理腔室10内处理的衬底200提供入口和出口。衬底200通过传送设备40沿着x方向在衬底传送平面41上在处理腔室10内且通过处理腔室10从一个闸门阀102传送到另一个闸门阀102。传送设备40包括具有滚轮的旋转轴杆，衬底200搁置在所述滚轮上。
处理腔室10包括通过中间壁13彼此分离的第一处理隔室11和第二处理隔室12。中间壁13由CFC制成且具有在x方向上测量的长度或厚度L13，其中长度L13可在1mm到20mm的范围内，例如5mm。中间壁13沿着y方向和z方向从一个腔室壁101延伸到其相对腔室壁101，而第一处理隔室11和第二处理隔室12沿着x方向被布置成彼此邻近。
在第一处理隔室11中，对衬底200执行第一处理，其中在第二处理隔室12中对衬底200执行第二处理。第一处理可为例如使用蒸发单元111的沉积处理。衬底200在第一处理期间保持在500℃到600℃的范围内的第一温度下。第二处理可为例如衬底200的冷却处理，其中衬底200从第一温度冷却到第二温度，所述第二温度低于第一温度且例如在室温到500℃的范围内，优选地在400℃到500℃的范围内，并且最优选地在450℃。第一处理是在第一压力下执行，并且第二处理是在高于第一压力的第二压力下执行。借助于示例，第一压力小于20Pa且高于1Pa，并且第二压力小于200Pa且高于20Pa。第二压力减少了在第一处理中沉积的材料从衬底200的再蒸发。
第二处理隔室12包括第一气体入口14，所述第一气体入口14适合于将来自第一气体源20的第一气体引入到第二处理隔室12中。第一气体优选地为不经历与衬底200或其上的层的化学反应的惰性气体，例如氮气。第一气体源20可包括气体容器21和质量流量控制器22，所述质量流量控制器22适合于调节从第一气体源20引入到第二处理隔室12的惰性气体的量。第一处理隔室11包括连接到处理泵30的第一气体出口17。在操作系统100期间存在于第一处理隔室11中的气体的一部分可通过处理泵30经由第一气体出口17排出。对第一处理隔室11提供第二气体源23，其中第二气体源23包括布置在第一处理隔室11内部的蒸发单元111和布置在第一处理隔室11外部的气体源231。蒸发单元111可例如为CdTe源。气体源231可例如适合于提供惰性气体，例如氮气，且可包括气体容器232和质量流量控制器233。如果由气体源231提供的气体与第一气体相同，则气体容器232可与气体容器21相同。气体源231可包括一个或多个另外的气体容器和一个或多个另外的质量流量控制器，以用于向第一处理隔室提供另外的气体，例如O2。第一处理隔室11包括第二气体入口112，所述第二气体入口112连接到气体源231且适合于将气体从气体源231引入到第一处理隔室11中。此外，第二处理隔室12包括连接到排气泵31的第二气体出口121。尽管未展示，但第一处理隔室11和/或第二处理隔室12可包括另外的气体入口以用于引入另外的处理气体。
尽管第一气体入口14和第二气体入口112示意性地展示为腔室壁101中的孔，但相应的气体入口还可形成为所属领域的技术人员已知的气体分布器或喷淋头，其中气体入口可提供第一处理隔室11或第二处理隔室12内的相应气体的均匀分布，例如沿着y方向，使得存在于相应处理隔室中的衬底200与相应气体接触。
狭缝15布置在中间壁13处邻近于穿透中间壁13的开口且延伸到第二处理隔室12中。狭缝15允许衬底200使用传送设备40从第一处理隔室11传递到第二处理隔室12。另外，狭缝15允许在操作系统100期间存在于第二处理隔室12中的气体的总量的第一部分离开第二处理隔室12且至少部分地进入第一处理隔室11。狭缝15的形状可为在y-z平面中的截面视图中—即在垂直于衬底200的传送方向的视图中—具有矩形、六边形或具有三个或更多个角的任何其它规则或不规则形状的棱镜。狭缝15的形状还可为在y-z平面中的截面视图中具有圆形、椭圆或其它常规或不规则圆形形状的圆柱。在任何情况下，狭缝15是具有从与第一处理隔室11连接的第一开口151到达与第二处理隔室12连接的第二开口152的开放空间的结构。此外，狭缝15的形状和尺寸可遍及其沿着衬底200的传送方向的延伸部改变。例如，第一开口151的尺寸可大于第二开口152的尺寸。狭缝15可形成为单件，即单一主体，例如管道，其被馈送通过中间壁13。在其它实施例中，狭缝15可形成为在第二隔室12内部的侧处附接到中间壁13的主体与在中间壁13中的孔的组合，其中主体内部的开口与中间壁13中的孔对应，但可具有不同尺寸。
狭缝15具有沿着衬底200的传送方向从第一处理隔室11延伸到第二处理隔室12—例如沿着图中的x方向—的长度L15。第一开口151具有第一高度h151，并且第二开口152具有第二高度h152，每一高度沿着垂直于长度L15的第一方向—例如沿着z方向—测量。第一开口151具有第一宽度w151，并且第二开口152具有第二宽度w152，每一宽度沿着垂直于长度L15的第二方向—例如沿着如图3中所示的y方向—测量。还可反转垂直于长度L15的第一方向和第二方向。第一高度h151可等于或不同于第二高度h152，并且第一宽度w151可等于或不同于第二宽度w152。优选地，第一高度h151和第二高度h152以及第一宽度w151和第二宽度w152相等。借助于示例，狭缝15可具有在0.5m到4m的范围内的例如3m的长度L15、在1m到1.5m的范围内的例如1.25m的第一宽度w151和第二宽度w152，以及在5mm到30mm的范围内的例如10mm的第一高度h151和第二高度h152。狭缝15具有在y方向上测量的宽度w15和在z方向上测量的高度h15，其中宽度w15和高度h15是狭缝15的外尺寸。宽度w15可在1.1m到1.6m的范围内，例如1.3m，并且高度h15可在10mm到300mm的范围内，例如200mm。在图1到3中所示的实施例中，中间壁13中的孔具有与第一开口151相同的高度和宽度。
如果多个狭缝15存在于系统100中，则狭缝15可沿着在y方向和z方向上的中间壁13根据传送设备或多个传送设备布置。狭缝15的数目不受限制且可处于例如1与5之间的范围内。狭缝15可沿着y方向彼此并排布置，或沿着z方向在彼此上方布置，其中彼此间有距离，分别沿着y方向或z方向测量距离。距离可例如处于5mm到300mm的范围内，且所有狭缝15之间的距离可相等。
如图中可见，狭缝15可被布置成使得其随着其整个长度L15在第二处理隔室12内延伸。此外，在图中所示的实施例中，狭缝15的第一开口151布置在中间壁13处。也就是说，狭缝15并不到达第一处理隔室11中。然而，可设计狭缝的其它布置，其中狭缝延伸到第一处理隔室中且延伸到第二处理隔室中，或仅延伸到第一处理隔室中。
狭缝15的材料可被自由选择，但优选取决于第一处理隔室11和/或第二处理隔室12内的处理条件，尤其取决于所使用的气体和衬底200的温度。例如，狭缝的材料15可为石墨。
如图1和2中所示，加热单元50可相对于狭缝15而布置，其中加热单元50适合于将狭缝15加热到期望温度。加热单元50在图1中仅示意性地示出且可布置在如图2所示的狭缝15外部或在狭缝15内部。图2更详细地展示狭缝15的示例性实施例。可见，狭缝15形成为类似于中空盒，该中空盒具有通过衬底传送平面41和用于传送衬底的必需空间在截面中彼此分离的上侧153和下侧154。加热单元50布置在上侧153上方和下侧154下方，其中加热单元50可由彼此独立的不同部分形成。此外，传送设备40布置在下部分中，其中桥155布置在传送设备40的各个轴之间。桥155是狭缝15的下侧154的一部分且可由与狭缝15相同的材料形成。桥155连接到狭缝15的外壁且基本上在与所述外壁相同的温度下。因此，桥155适合于保持狭缝15的上侧153到狭缝15的下侧154的距离在整个狭缝15中沿着x方向和y方向基本上相同。因此，所述桥改进了狭缝15内的热均一性。
根据图4，结合图1，描述根据本发明的方法。在第一处理步骤S10，提供根据本发明的系统，例如系统100。接下来，经由第一气体入口14将第一气体引入到第二处理隔室12中(步骤S20)。在步骤S30中，借助于处理泵30，在第一处理隔室11内设置第一压力且在第二处理隔室12内设置第二压力。还借助于排气泵31设置第二压力。第一压力低于第二压力。在此情况下，气体经由狭缝15从第二处理隔室12流动到第一处理隔室11。在步骤S40中，在第一处理隔室11中对衬底200执行第一处理，其中在此之前将衬底200引入到第一处理隔室中。随后，借助于传送设备经由狭缝15将衬底200从第一处理隔室11传送到第二处理隔室12(步骤S50)。在步骤S60中，在第二处理隔室12中，对衬底200执行第二处理。在终止第二处理时，可从第二处理隔室12移除衬底200。在步骤S40到S60的全部中，衬底200可保持在期望温度下，这对于这些处理步骤中的全部或一些可以是不同的。如已描述，可对一个衬底上但同时对衬底的不同部分执行步骤S40到步骤S60。优选的，衬底以恒定速度移动通过处理腔室，即通过第一处理隔室11、狭缝15和第二处理隔室12。
尽管根据图4描述衬底从第一处理隔室11到第二处理隔室12的移动，但衬底还可在相反方向上移动，即从第二处理隔室12移动到第一处理隔室11。移动方向取决于对第一处理隔室11和第二处理隔室12中对衬底执行的处理。
此外，可以连续方式处理多个衬底，即邻近于下一个衬底的一个衬底。因此，可根据步骤S60在第二处理隔室中处理第一衬底，可根据步骤S50经由狭缝移动第二衬底，并且可根据步骤S40在第一处理隔室中处理第三衬底。具体地说，可通过传送设备以连续方式移动衬底。
图5展示根据本发明的系统的第二实施例110。系统110具有与图1的系统100相同的设计原理。然而，为了清楚起见，在图5中未示出一些组件，例如第二气体源23、蒸发泵31、加热单元50和冷却单元60。系统110进一步包括减压气体回路70以用于回收通过第一气体入口14引入到第二处理隔室12中的第一气体的至少一部分。减压气体回路70包括减压泵71且可包括至少一个其他组件72，例如滤波器或传感器。根据图5中所示的实施例，减压回路70的第一端连接到作为第一处理隔室11的部分的第三气体出口18，并且减压气体回路70的第二端连接到作为第二处理隔室12的部分的第三气体入口19。然而，在其它实施例中，减压气体回路70的第二端还可连接到第一气体入口14或连接到第一气体源20。提供减压泵71的容量，使得根据处理泵30的容量，达到第一处理隔室11和第二处理隔室12内的环境压力的期望关系。
为了几乎排空从第二处理隔室12流动且通过狭缝15的第一开口151进入第一处理隔室11的气体，第三气体出口18在x方向和y方向上布置在狭缝15的第一开口151附近。也就是说，如果第一开口151被布置成邻近于中间壁13，则第三气体出口18布置在图4中所示的系统110中的中间壁13附近。此外，可存在额外构件，比如在z方向上在第一处理隔室11内延伸的气体管道，以用于构建第一开口151与第二气体出口18之间的连接。
此外，气体通道16可形成为附加壁131与中间壁13之间的空间或可形成为中间壁13内的空间，其中第一开口151与气体通道16连接。包括附加壁131的设计在图6中示出，图6示出了根据本发明的系统的第三实施例120的细节。系统120具有与图1的系统100相同的设计原理且还包括类似于根据图5中的系统110所描述的减压气体回路的减压气体回路。气体通道16可以任何方式形成，只要气体通道16提供从狭缝15的第一开口151到减压回路70的气体流动连接即可。为此目的，气体通道16连接到布置在处理腔室10的腔室壁101中的第三气体出口18。气体通道16具有在附加壁131与中间壁13之间沿着x方向测量的内长度，内长度可处于例如25mm到500mm的范围内。此外，气体通道16具有沿着y方向测量的宽度，该宽度可处于例如200mm到2000mm的范围内。气体通道16的宽度可与狭缝15的第一开口151的宽度w151相同，或可小于或大于宽度w151。此外，附加壁131可类似于中间壁13沿着y方向从一个腔室壁到达相对的腔室壁。
在下文中，根据图5描述操作本发明系统110和120的本发明方法，其中在非启动或关闭操作状态且非任何其它改变状态的正常稳定操作状态中描述所述方法。经由第一气体入口14将第一气体的第一量V1从第一气体源20引入到第二处理隔室12中。在第二处理隔室12内，存在气体的第一体积V12，其中气体可为第一气体或包括第一气体的组合物。作为第一体积V12的一部分的第二量V2经由第二开口152进入狭缝15且经由第一开口151进入第一处理隔室11。作为第二量V2的一部分的第三量V3变为存在于第一处理隔室11内的气体的第二体积V11的一部分，其中此气体可不同于第二处理隔室12内的气体。也作为第二量V2的一部分的第四量V4由减压泵71朝向第三气体出口18排出，并且第四量V4归因于减压泵71的操作而进入减压回路70。假设减压回路70内没有气体损失，则经由第三气体入口19将第四量V4从减压回路70引入到第二处理隔室12中。由于第四量V4在狭缝15的第一开口151附近排出，因此其基本上具有与第二处理隔室12内的气体相同的组合物。作为第二体积V11的一部分的第五量V5通过处理泵30经由第一气体出口17从第一处理隔室11排出。取决于减压泵71的泵容量，与现有技术水平相比，处理泵30必须排出小得多的气体量，即第五量V5。此外，将第四量V4的气体再引入到第二处理隔室12中，由此减少经由第一气体入口14从第一气体源20引入的第一气体的必需量，即第一量V1。
对于描述中所提及的值的所有范围，边界值都包含到所述范围中。
在前述描述中所描述的本发明的实施例是借助于说明给出的示例，并且本发明绝不限于此。任何修改、变化和等效布置以及实施例的组合应被视为包含在本发明的范围内。
附图标记
100、110、120 系统
10 处理腔室
101 腔室壁
102 闸门阀
11 第一处理隔室
111 蒸发单元
112 第二气体入口
12 第二处理隔室
121 第二气体出口
13 中间壁
131 附加壁
14 第一气体入口
15 狭缝
151 第一开口
152 第二开口
153 狭缝的上侧
154 狭缝的下侧
155 桥
16 气体通道
17 第一气体出口
18 第三气体出口
19 第三气体入口
20 第一气体源
21 气体容器
22 质量流量控制器
23 第二气体源
231 气体源
232 气体容器
233 质量流量控制器
30 处理泵
31 排气泵
40 传送设备
41 衬底传送平面
50 加热单元
60 冷却单元
70 减压气体回路
71 减压泵
72 另外的组件
200 衬底
h15 狭缝的高度
h151 第一开口的高度
h152 第二开口的高度
L13 中间壁的长度
L15 狭缝的长度
w15 狭缝的宽度
w151 第一开口的宽度
w152 第二开口的宽度
V1 第一气体的第一量
V11 气体的第二体积
V12 气体的第一体积
V2 气体的第二量
V3 气体的第三量
V4 气体的第四量
V5 气体的第五量

Claims (10)

1.一种系统(100、110、120)，其具有处理腔室(10)、第一气体源(20)、处理泵(30)和传送设备(40)，所述处理腔室具有腔室壁(101)，其中
-中间壁(13)布置在所述处理腔室(10)内，使得所述中间壁从所述腔室壁(101)中的一个延伸到所述腔室壁(101)中的另一个，由此将所述处理腔室(10)划分成适合于具有不同环境压力的第一处理隔室(11)和第二处理隔室(12)，
-所述第二处理隔室(12)包括第一气体入口(14)，所述第一气体入口(14)适用于将第一气体从所述第一气体源(20)引入到所述第二处理隔室(12)中，
-狭缝(15)穿透所述中间壁(13)且提供用于使气体从所述第二处理隔室(12)到所述第一处理隔室(11)的气体路径和用于衬底(200)的传送路径，其中所述传送设备(40)适合于通过所述狭缝(15)将所述衬底(200)从所述第一处理隔室(11)或所述第二处理隔室(12)中的一个传送到所述第一处理隔室(11)或所述第二处理隔室(12)中的另一个，并且其中所述传送设备(40)的至少一个构件布置在所述狭缝(15)内，并且
-所述第一处理隔室(11)包括连接到所述处理泵(30)的第一气体出口(17)，所述第一气体出口(17)适用于将气体从所述第一处理隔室(11)排出。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述系统(100、110、120)进一步包括加热单元(50)，所述加热单元(50)适合于将所述狭缝(15)加热到期望温度。
3.根据权利要求2所述的系统(100、110、120)，其特征在于，
-所述腔室壁(101)由不锈钢制成，
-所述系统进一步包括冷却单元(60)，所述冷却单元(60)适合于将所述腔室壁(101)冷却到在室温到60℃的范围内的温度，
-所述中间壁(13)由不同于所述腔室壁(101)的材料且具有低于40W/(m·K)的热导率和高热稳定性的材料制成，
-所述狭缝(15)由具有高于80W/(m·K)的热导率的材料制成，并且
-所述加热单元适合于将所述狭缝(15)加热到在500℃到600℃的范围内的温度。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的系统(110、120)，其特征在于，所述系统(100)进一步包括含有减压泵(71)的减压气体回路(70)，其中所述减压气体回路(70)的第一端布置在所述狭缝(15)的第一开口(151)附近，且所述减压气体回路(70)的第二端连接到所述第一气体入口(14)或连接到作为所述第二处理隔室(12)的部分的第三气体入口(19)，其中所述减压气体回路(70)适用于将从所述第二处理隔室(12)通过所述狭缝(15)朝向所述第一处理隔室(11)流动的气体的一部分排出且适用于将气体的此部分引入到所述第二处理隔室(12)中。
5.根据权利要求4所述的系统(120)，其特征在于，所述狭缝(15)的所述第一开口(151)邻近于所述中间壁(13)中的开口形成，所述处理腔室(10)包括第三气体出口(18)，所述狭缝(15)的所述第一开口(151)与所述第三气体出口(18)连接的气体通道(16)形成在附加壁131与所述中间壁(13)之间，并且所述减压回路(70)的所述第一端连接到所述第三气体出口(18)。
6.一种用于操作根据权利要求1到5中任一项所述的系统(100、110、120)的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供根据权利要求1到5中任一项所述的系统(100、110、120)，
b)经由所述第一气体入口(14)将第一气体从所述第一气体源(20)引入到所述第二处理隔室(12)中，
c)借助于所述处理泵(30)在所述第一处理隔室(11)内设置第一压力且在所述第二处理隔室(12)内设置第二压力，
d)在所述第一处理隔室(11)中对衬底(200)执行第一处理，
e)借助于所述传送设备(40)经由所述狭缝(15)将所述衬底(200)从所述第一处理隔室(11)传送到所述第二处理隔室(12)，以及
f)在所述第二处理隔室(12)中对所述衬底(200)执行第二处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
-在步骤d)中，将所述衬底(200)加热到第一温度，
-在步骤e)中，加热所述衬底(200)，使得离开所述狭缝(15)进入所述第二处理隔室(12)的所述衬底(200)的温度处于比所述第一温度小50K的最大值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一温度处于500℃到600℃的范围内。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述腔室壁(101)被冷却到在室温到60℃的范围内的温度。
10.根据权利要求6到9中任一项所述的方法，其特征在于，所述系统(110、120)是根据权利要求4或5所述的系统，并且所述方法进一步包括以下步骤：
g)使用所述减压泵(71)经由所述减压回路(70)将经由所述狭缝(15)从所述第二处理隔室(12)流动到所述第一处理隔室(11)的气体的一部分从所述狭缝(15)的第一开口(151)或从所述第一处理隔室(11)排出，以及
h)经由所述减压回路(70)和所述第一气体入口(14)或所述第三气体入口(19)将在步骤g)中排出的所述气体的所述部分引入到所述第二处理隔室(12)中。
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