EP2598453A1 - Vorrichtung und verfahren zur substratprozessierung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur substratprozessierung

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EP2598453A1
EP2598453A1 EP11709348.4A EP11709348A EP2598453A1 EP 2598453 A1 EP2598453 A1 EP 2598453A1 EP 11709348 A EP11709348 A EP 11709348A EP 2598453 A1 EP2598453 A1 EP 2598453A1
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EP
European Patent Office
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substrates
substrate
processing
planes
process tool
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11709348.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jessica Hartwich
Franz Karg
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L31/0322—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for substrate processing in a processing plant with at least one process tool arranged in a process area.
  • Such processing is carried out in particular in the production of semiconductor components and may, inter alia, consist in a coating, structuring, temperature control or the like.
  • coatings and temperature treatments play a significant role Role. If the coating contains a volatile component (such as organic compounds, selenium, sulfur or the like), the coating process, but especially the temperature treatment, results in a significant loss of the volatile component to the environment (such as the walls of the coating chamber). This results in an uncontrolled shift in the stoichiometry of the coating and / or high additional costs for providing a required excess of the volatile component.
  • a volatile component such as organic compounds, selenium, sulfur or the like
  • these conditions also apply to the processing of a variety of other substrate materials, such as metal plates, glass ceramics, ceramics and
  • WO 2009/135685 has proposed a temporary process box. With the aid of this process box, the process space in which the substrate is processed is substantially reduced so that only a significantly smaller amount of the volatile component is needed to generate the necessary partial pressure of volatile component. which costs can be significantly reduced.
  • the object of the present invention is to further reduce these costs and at the same time to enable a homogeneous processing of the substrates or of the coatings on the substrates.
  • the device according to the invention for processing substrates, in particular coated substrates, in a processing plant, preferably a vacuum treatment plant, having at least one process tool arranged in at least one process area, in particular a thermal evaporator device, a sputtering device, preferably a rotatable cylinder magnetron sputtering device, a structuring device, a heating device or the like, is characterized in that the device in the process region has two oppositely arranged substrate planes, which are aligned substantially vertically so that the device is adapted to at least two substrates simultaneously in the process area with the process tool process, wherein the substrates can be arranged in the substrate planes, wherein the substrate planes are preferably aligned parallel with respect to their vertical component.
  • the substrates in the substrate planes can be arranged so that coatings of the substrates face each other and at least during the processing between the substrates a quasi-closed process space is formed.
  • a frame which limits the process space in a gas-tight manner between the two chambers is provided for forming a closed process space
  • the device is designed such that the substrates which can be arranged with a certain distance from one another form a substantially closed or quasi-closed process space.
  • quasi-closed describes a process space that is open at the edge, but at least for the period of processing of the multi-layer body practically no gas exchange between the process space and its environment takes place, so that no appreciable change in Process conditions takes place in the process room, as marginal effects are negligible with respect to a gas exchange with the environment.
  • a barrier gas-tightly sealing the process space or a frame surrounding the process space in a gastight manner may be provided.
  • the substrates can be arranged so that they are at such a distance from one another that a gas exchange barrier or a pressure compensation resistor is formed between the process chamber open to the environment and the external environment, thereby preventing evaporating layer components, process gases or Process reaction gases in the external environment in an uncontrolled amount.
  • This can be achieved by a suitable choice of the (non-zero) distance between the opposing, to be processed surfaces or layers of the substrates, which of the volume of the process space, the mean free path of the gas particles or the respective partial pressures of the gases in the process space depends.
  • a distance (different from zero) between the opposing layers of the substrates to be processed is less than 50 mm, preferably less than 10 mm, particularly preferably 1 to 8 mm, and can also be used with very thin substrates (eg films). less than 1 mm.
  • substrates whose layers to be processed each have, for example, a size in the range from 100 cm 2 to 200000 cm 2 .
  • the device is designed so that is achieved by the distance between the opposing, to be processed layers of the substrates, that a mass loss of gases in the process space, such as chalcogen components (S, Se), for example, by a heating process (evaporation and diffusion ) less than 50%, preferably smaller than 20%, more preferably less than 10%, more preferably less than 1%), and even more preferably less than 0.1%.
  • a heating process evaporation and diffusion
  • a (gas-permeation) opening of the process space exists in the device according to the invention between the edges of the opposing surfaces of the two substrates to be processed.
  • this opening has a certain opening area S.
  • the opening area S on the substrate edges given by the context
  • A S / T
  • A has a maximum value of 0.4, preferably a maximum value of 0.2 , particularly preferably has a maximum value of 0.02 and even more preferably a maximum value of 0.002.
  • the substrate had to be supported at a plurality of support points against bending, can be dispensed with a vertical processing on support elements, which on the inner Act substrate surface.
  • support points acting on the inner substrate surface lead to local stresses and, on the other hand, they cause shadowing effects.
  • These shading effects not only occur during coating processes, but above all during tempering, since the support points locally change the temperature profile in the substrate. The fact that now no support points must be provided on the inner substrate surface, such tensions and bends are prevented in the substrate and there are no more shadowing effects.
  • a further advantageous effect of the embodiment according to the invention consists in that two substrates can now be processed simultaneously with respect to a process tool, whereby the throughput of such a vacuum treatment plant doubles, which leads to a significant cost reduction.
  • a substrate transport device is provided which is adapted to transport the substrates past the process tool through the device. Then the device is structurally very simple.
  • an in-line vacuum treatment installation can be simply constructed in which many substrates can be successively processed in different process stations.
  • a process tool transport device is provided, which is adapted to transport the process tool through the device to the substrates over.
  • the process tool is arranged between the two substrate planes. Then it acts on both substrate layers and the substrates located there same and very effective.
  • a heating source as a process tool, however, it is also possible that it is arranged outside the two substrate planes. This results in a particularly effective and gentle tempering, since the heat source does not have to be arranged in the immediate vicinity of the coatings and still a very homogeneous especially for thin substrates Temperature control can be done, since each substrate is indirectly heated by the opposite substrate with.
  • the substrate planes preferably the substrate transport device, have rolling elements which are adapted to support the substrate, the rolling elements preferably having a groove-like design so as to form a guide channel for the substrate.
  • At least one gas inlet can be provided in the process area.
  • At least one trough is arranged below the substrate planes, which trough is preferably made extendable out of the device.
  • This tray can catch material that is generated by a possible substrate break, so that this material can be easily removed from the device.
  • Self-contained protection is claimed for a method for processing substrates, in particular coated substrates, in a processing plant, preferably a vacuum treatment plant, having at least one process tool arranged in at least one process area, in particular a thermal evaporator device, a sputtering device, preferably a rotatable cylindrical magnetron Sputtering device, a heater or the like, in which at least two substrates are arranged in the process area in oppositely arranged substrate planes, the substrate planes being oriented substantially vertically, wherein the substrate planes are preferably aligned parallel with respect to their vertical component.
  • this method is performed in a device as described above.
  • the substrates on coatings and the substrates are each arranged so opposite that the coatings of
  • This defines a spatially very small process space.
  • This process space can preferably be further reduced by defining, at least during processing, between the Substrates a closed process space, in particular by arranging a frame between the substrates is formed.
  • a carrier and / or process gas is introduced between the substrate levels, wherein at least one gas inlet and at least one gas outlet are preferably provided in the frame. Except for the gas inlet and outlet, the process room is closed.
  • the substrates are moved past the process tool, wherein alternatively or additionally, the process tool is moved past the substrates.
  • the invention further extends to the use of a device as described above, as well as a method for producing a thin-film solar cell or module as described above, which preferably comprises a chalcopyrite compound as semiconductor layer, in particular Cu (In, Ga) (S, Se) 2 , contains.
  • the use is for producing a CIS or (CIGSSe) thin-film solar cell or a CIS or (CIGSSe) thin-film solar module, wherein in particular each substrate is formed in the form of a glass pane and with at least the elements Cu, In or Cu, In, Ga or Cu, In, Ga, selenium for the selenization and / or sulfurization of a chalcopyrite thin film semiconductors is coated.
  • Fig. 2 shows the device according to the invention in a second preferred
  • the device 1 according to the invention is shown purely schematically in a first preferred embodiment in section.
  • the device 1 has an evacuable housing (not further shown) in which a specific pressure level can be set by means of suitable pump technology.
  • At least one process tool 3 is arranged, which in the present case is designed as a rotatable cylinder magnetron sputtering device 3, which is basically known to a person skilled in the art.
  • This sputtering device 3 is connected to an electrical supply device 4, which is located outside the housing of the device 1.
  • each transporting device 5, 6 On both sides of the sputtering device 3, two substrate transporting devices 5, 6 are provided in the device, each transporting device 5, 6 being formed in each case by a lower row 7, 7 'and an upper row 8, 8' by rolling bodies 9 arranged horizontally in one plane , In this case, the lower row 7, 7 'and the upper row 8, 8' substantially vertically arranged one above the other, so that by the two transport means 5, 6 substantially vertically extending substrate planes A, B are defined.
  • the rolling elements 9 are mounted rotatably about the axis D and have a concave curvature with respect to their longitudinal extent along the axis D, whereby a guide channel 10 is formed, in which substrates 1 1, 1 1 'can be arranged.
  • the substrates 1 1, 1 ⁇ are transported over the rolling elements 9 in a plane perpendicular to the plane of representation along the substrate planes A, B on the sputtering device 3 over, as part of an in-line treatment process before and / or after the coating process by means of the sputtering device 3 further processing steps can follow, for example, Temper michs Coloure and the like. Between these substrates 1 1, 1 1 ', a quasi-closed process chamber 12 is formed, which is laterally bounded by the substrates 1 1, 1 1'. For this purpose, the two parallel substrates 1 1, 1 1 'have a spacing of, for example, 5 mm.
  • the substrate area of the rectangular substrates is for example 500 cm 2 .
  • upper and lower boundaries for instance at the level of the rolling bodies 9, can also be provided for delimiting the process space 12.
  • a process gas is introduced into the process space 12 during the coating, whereby a sputtering process, for example a reactive sputtering process, is carried out in the process space 12 by means of the sputtering device 3 around the substrates 11, 1 ⁇ to be provided with a coating 13, 13 '.
  • the arrangement of the substrates 1 1, 1 1 'in vertical substrate planes A, B is also achieved that the substrates 1 1, 1 1' are not subject to support-related tensions and shading effects.
  • the application of the coating 13, 13 ' is very homogeneous.
  • Possible temperature-induced changes in size of the substrates 11, 11 ' are dissipated via the rotatable rolling elements 9, so that distortions of the substrates do not occur during the processing.
  • a second preferred embodiment of the device 20 according to the invention is shown purely schematically in section, wherein here again the wall of the device 20 and other non-essential elements are not shown.
  • the substrate transport device is not shown here.
  • the same and identical elements are provided with the same or the same reference numerals.
  • substrates 1 1, 11 ' provided here with coatings 13, 13' are also arranged in two oppositely arranged substrate planes A ', B'.
  • the substrates are in turn aligned facing each other with their sides to be coated and define between them the process space 12 ', in the present case, however, no coating tool or the like. Is arranged.
  • the process area 2 ' is set up for tempering, for which purpose a heating source 21 consisting of numerous heating elements 22 is provided.
  • the heat source is arranged outside the two substrate planes A ', B' in two rows of heating elements 22, but it is a uniform process tool 21, since on the one hand, the heating elements 22 are operated together and on the other, for example, the substrate 1 1 in the substrate plane A 'arranged heating elements 22 indirectly also the other substrate 1 1' in the substrate plane B 'with heat and vice versa.
  • the tempering process is very effective and cost effective executable because at least these two substrates 1 1 , 1 1 'can be tempered simultaneously and on the other hand to prevent outgassing of volatile components only in this limited process space 12' an excess of the volatile component must be introduced and this excess for both substrates 1 1, 1 1 'is used at the same time.
  • the process space 12 ' can additionally be limited and sealed in a gas-tight manner by providing a gas-tight frame 23 between the substrates 11, 11' which extends along the circumference of the substrates 11, 11 '.
  • This frame 23 may, for example, be arranged stationarily in the device 20, wherein the substrates 11, 11 'are guided past this frame at a very small distance by means of the substrate transport device (not shown).
  • the frame 23 with the two substrates 1 1, 1 1 'mit- be moved and in particular also be attached to this.
  • the gas inlet and gas outlet can be arranged. As shown in Fig. 2, it is not provided when using such a frame 23, that between the two substrates 1 1, 1 1 'is a process tool.
  • a further optimization could also be carried out by the fact that, as part of an in-line vacuum treatment system, the substrates 1 1, 1 ⁇ are successively passed through different process areas 2, 2 ', wherein during the processing of two substrates 1 1, 1 1' in For example, a coating area, the coating tool 3 is also moved in a certain manner within the process area 2 to adjust certain coating parameters to be achieved.
  • the device 1, 20 can be used in any processing plant, but is preferably used in vacuum treatment plants to allow treatment under special process atmospheres. Of course, it may also be a treatment and normal pressure or even under pressure, for example, to perform a heating process under particularly adapted conditions.
  • the invention relates to a device for processing substrates, in particular coated substrates, in a processing plant, preferably a vacuum treatment plant, having at least one process tool arranged in at least one process area, in particular a thermal evaporator device, a sputtering device, preferably a rotatable cylinder magnetron sputtering device , a structuring device, a heating device or the like, which is characterized in that it has two oppositely arranged substrate planes in the process area, which are substantially vertically aligned, so that the device is adapted, at least two substrates simultaneously in the process area process the process tool, wherein the substrates can be arranged in the substrate planes, and wherein the substrate planes are preferably aligned parallel with respect to their vertical component.
  • a substrate transport device which is adapted to transport the substrates past the process tool through the device and / or provides a process tool transport device which is adapted to transport the process tool past the substrates through the device ,
  • the process tool is arranged between the two substrate levels and / or the process tool is a heat source which is arranged outside the two substrate levels.
  • the substrate planes preferably the substrate transport device, have rolling elements which are adapted to support the substrate, wherein the rolling elements are preferably groove-like, so as to form a guide channel for the substrate.
  • at least one gas inlet is in the
  • a frame is arranged flat between the substrate.
  • a process according to the invention for processing substrates, in particular coated substrates, in a processing plant, preferably a vacuum treatment plant, having at least one process tool arranged in at least one process area, in particular a thermal evaporator device, a sputtering device, preferably a rotatable cylinder magnetron sputtering device Heating device or the like is characterized in that at least two substrates are arranged in the process region in oppositely arranged substrate planes, wherein the substrate planes are oriented substantially vertically, wherein the substrate planes are preferably aligned parallel with respect to their vertical component, wherein the Method is carried out in particular in a device as described above.
  • the substrates have coatings and the substrates are each arranged opposite each other such that the coatings of the substrates face each other, wherein preferably at least during the processing between the substrates a substantially closed process space, in particular by arranging a frame between the substrates, is trained.
  • a carrier and / or process gas is introduced between the substrate planes, wherein at least one gas inlet and at least one gas outlet are preferably provided in the frame.
  • the substrates are moved past the process tool and / or the process tool is moved past the substrates.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prozessieren von Substraten in einer Prozessierungsanlage mit zumindest einem in zumindest einem Prozessbereich angeordneten Prozesswerkzeug, welche im Prozessbereich zwei gegenüberliegend angeordnete Substratebenen aufweist, die zumindest annähernd senkrecht ausgerichtet sind, wobei die Vorrichtung angepasst ist, zumindest zwei Substrate gleichzeitig im Prozessbereich mit dem Prozesswerkzeug zu prozessieren, wobei die Substrate in den Substratebenen so anordenbar sind, dass Beschichtungen der Substrate aufeinanderzuweisen und zumindest während der Prozessierung zwischen den Substraten ein quasi-geschlossener Prozessraum ausgebildet wird. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Prozessieren von beschichteten Substraten in einer Prozessierungsanlage, bei dem die Substrate Beschichtungen aufweisen und die Substrate jeweils so gegenüberliegend angeordnet werden, dass die Beschichtungen der Substrate aufeinanderzuweisen und zumindest während der Prozessierung zwischen den Substraten ein quasi-geschlossener Prozessraum zwischen den Substraten ausgebildet wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Substratprozessierung
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Substratprozessierung in einer Prozessierungsanlage mit zumindest einem in einem Prozessbereich angeordneten Prozesswerkzeug.
Ein solches Prozessieren wird insbesondere bei der Herstellung von Halbleiter- bauelementen vorgenommen und kann unter anderem in einer Beschichtung, Strukturierung, Temperierung oder dgl. bestehen. Vor allem bei der Prozessierung von Glassubstraten mit passiven und aktiven Komponenten (zum Beispiel für Architekturverglasung, zur Wärmereflexion aus dem Innern eines Gebäudes, für Displays, Dünnschichtsolarzellen, wie CIS/CIGS-Dünnschichtsolarzellen, o- der dgl.) spielen Beschichtungen und Temperaturbehandlungen eine wesentliche Rolle. Beinhaltet die Beschichtung eine flüchtige Komponente (wie z.B. organische Verbindungen, Selen, Schwefel oder dgl.) führt der Beschichtungsprozess, insbesondere aber die Temperaturbehandlung zu einem erheblichen Verlust der flüchtigen Komponente an die Umgebung (wie z.B. die Wände der Beschich- tungskammer). Damit kommt es zu einer unkontrollierten Verschiebung der Stö- chiometrie der Beschichtung und/oder hohen Zusatzkosten für die Bereitstellung eines erforderlichen Überschusses der flüchtigen Komponente.
Grundsätzlich gelten diese Bedingungen auch für die Prozessierung einer Viel- zahl anderer Substratmaterialien, wie Metallplatten, Glaskeramik, Keramik und
Kunststoffen.
Zur Kontrolle der Stöchiometrie unter gleichzeitiger Verringerung der Kosten für den erforderlichen Überschuss der flüchtigen Komponente wurde in der WO 2009/135685 eine temporäre Prozessbox vorgeschlagen. Mit Hilfe dieser Prozessbox wird der Prozessraum, in dem das Substrat prozessiert wird, wesentlich verkleinert, so dass zur Erzeugung des notwendigen Partialdruckes an flüchtiger Komponente nur noch eine wesentlich geringere Menge der flüchtigen Kompo- nente bereit gestellt werden muss, wodurch die Kosten bedeutend reduziert werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, diese Kosten weiter zu reduzieren und zugleich eine homogene Prozessierung der Substrate beziehungsweise der Beschichtungen auf den Substraten zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prozessieren von Substraten mit den Merkmalen der nebengeordne- ten Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prozessieren von Substraten, insbesondere beschichteten Substraten, in einer Prozessierungsanlage, bevorzugt einer Vakuumbehandlungsanlage, mit zumindest einem in zumindest einem Prozessbereich angeordnetem Prozesswerkzeug, insbesondere einer thermischen Verdampfereinrichtung, einer Sputtereinrichtung, bevorzugt einer rotierbaren Zylinder - Magnetron-Sputtereinrichtung, einer Strukturierungseinrichtung, einer Heizeinrichtung oder dgl., zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung in dem Pro- zessbereich zwei gegenüberliegend angeordnete Substratebenen aufweist, die im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet sind, so dass die Vorrichtung angepasst ist, zumindest zwei Substrate gleichzeitig in dem Prozessbereich mit dem Prozesswerkzeug zu prozessieren, wobei die Substrate in den Substratebenen anorden- bar sind, wobei die Substratebenen in Bezug auf ihre senkrechte Komponente bevorzugt parallel ausgerichtet sind. Dabei sind die Substrate in den Substratebenen so anordenbar, dass Beschichtungen der Substrate aufeinanderzuweisen und zumindest während der Prozessierung zwischen den Substraten ein quasigeschlossener Prozessraum ausgebildet wird. Bei einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Ausbildung eines geschlossenen Pro- zessraums ein den Prozessraum gasdicht begrenzender Rahmen zwischen den
Substraten angeordnet. Somit ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass die mit einem gewissen Abstand zueinander anordenbaren Substrate einen im Wesentlichen geschlossenen bzw. quasi-geschlossenen Prozessraum bilden. Im Sinne vorliegender Erfindung beschreibt der Ausdruck "quasi-geschlossen" einen Prozessraum, der am Rand offen ist, wobei aber zumindest für den Zeitraum der Prozessierung der Mehrschichtkörper praktisch kein Gasaustausch zwi- sehen dem Prozessraum und seiner Umgebung stattfindet, so dass keine nennenswerte Veränderung der Prozessbedingungen im Prozessraum stattfindet, da Randeffekte bezüglich eines Gasaustauschs mit der Umgebung zu vernachlässigen sind. Zudem kann eine den Prozessraum gasdicht abdichtende Barriere bzw. ein den Prozessraum gasdicht umgebender Rahmen vorgesehen sein.
Dabei können die Substrate so angeordnet werden, dass sie einen solchen Abstand voneinander haben, dass sich zwischen dem zur Umgebung hin offenen Prozessraum und der äußeren Umgebung eine Gasaustauschbarriere bzw. ein Druckausgleichswiderstand ausbildet, wodurch verhindert wird, dass verdamp- fende Schichtkomponenten, Prozessgase bzw. Prozessreaktionsgase in die äußere Umgebung in unkontrollierter Menge übertreten. Erreicht werden kann dies durch eine geeignete Wahl des (von Null verschiedenen) Abstands zwischen den einander gegenüberliegenden, zu prozessierenden Oberflächen bzw. Schichten der Substrate, welcher vom Volumen des Prozessraums, der mittleren freien Weglänge der Gaspartikel bzw. den jeweiligen Partialdrücken der Gase im Prozessraum abhängt. Beispielsweise beträgt ein (von Null verschiedener) Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden, zu prozessierenden Schichten der Substrate weniger als 50 mm, vorzugsweise weniger als 10 mm, besonders bevorzugt 1 bis 8 mm, und kann bei sehr dünnen Substraten (z.B. Folien) auch we- niger als 1 mm betragen. Diese Werte beziehen sich auf Substrate, deren zu prozessierenden Schichten jeweils beispielsweise eine Größe im Bereich von 100 cm2 bis 200000 cm2 haben.
Vorteilhaft ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass durch den Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden, zu prozessierenden Schichten der Substrate erreicht wird, dass ein Massenverlust von Gasen im Prozessraum, beispielsweise Chalcogenkomponenten (S, Se), die beispielsweise durch einen Aufheizprozess entstehen (Verdampfen und Ausdiffusion) kleiner als 50%, vorzugsweise kleiner als 20%, insbesondere bevorzugt kleiner als 10%, stärker bevorzugt kleiner als 1 %), und noch stärker bevorzugt kleiner als 0, 1 % ist.
Ohne eine Barriere bzw. Rahmen, durch den der Prozessraum gasdicht umschlos- sen wird, liegt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen den Rändern der einander gegenüberliegenden, zu prozessierenden Oberflächen der beiden Substrate eine (Gasdurchtritts-)Öffnung des Prozessraums vor. Diese Öffnung verfügt je nach Abstand d der beiden Substrate über eine gewisse Öffnungsfläche S. Bei rechteckigen Substraten mit Kantenlänge a und b, die in einem Abstand d (Abstand zwischen den beiden zu prozessierenden Oberflächen, die sich in der Mehrschichtkörperanordnung gegenüberliegen) positioniert sind, ist die Öffnungsfläche S an den Substraträndern gegeben durch den Zusammenhang
S = (2-a + 2-b)-d. Anderseits wird im Prozessraum zwischen den beiden Substraten eine Gesamtprozessierfläche T prozessiert, bestehend aus den beschichteten Oberflächen der beiden Substrate. Die Gesamtprozessierfläche T ist gegeben durch den Zusammenhang T = 2-a-b (zwei rechteckige, beschichtete Substrate der Kantenlänge a und b). Betrachtet man nun das Verhältnis von Öffnungsfläche S zu Gesamtprozessierfläche T (bezeichnet als A = S / T), so ist es in der erfindungsgemäßen Mehrschichtkörperanordnung vorteilhaft, wenn A maximal einen Wert von 0,4 hat, vorzugsweise maximal einen Wert von 0,2 hat, insbesondere bevorzugt maximal einen Wert von 0,02 und noch stärker bevorzugt maximal einen Wert vom 0,002 hat.
Erfindungsgemäß ist also nunmehr vorgesehen, dass zumindest zwei Substrate gleichzeitig in einer im Wesentlichen senkrechten Ausrichtung prozessiert werden, wodurch die Prozessierung der zwei Substrate in einem gemeinsamen Prozessbereich mittels zumindest eines Prozesswerkzeugs gemeinsam erfolgt. Dadurch wird im Rahmen eines kombinatorischen Effektes zum einen eine weitgehend spannungs- und verbiegungsfreie Halterung der Substrate ermöglicht. Wäh- rend bei einer horizontalen Prozessierung, insbesondere auch bei einer solchen
Prozessierung mit einer Prozessbox, das Substrat an einer Vielzahl von Auflagepunkten gegenüber Verbiegung abgestützt werden musste, kann bei einer vertikalen Prozessierung auf Abstützelemente verzichtet werden, die auf die innere Substratfläche einwirken. Solche auf die innere Substratfläche einwirkenden Ab- stützpunkte führen nämlich zum einen lokal zu Spannungen und zum anderen bewirken sie Abschattungseffekte. Diese Abschattungseffekte entstehen nicht nur bei Beschichtungsvorgängen, sondern vor allem auch bei einer Temperierung, da die Abstützpunkte lokal das Temperaturprofil in dem Substrat verändern. Dadurch dass nunmehr keine Abstützpunkte an der inneren Substratfläche vorgesehen werden müssen, werden solche Verspannungen und Verbiegungen in dem Substrat verhindert und es treten auch keine Abschattungseffekte mehr auf. Eine weitere vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht dar- in, dass in Bezug auf ein Prozesswerkzeug nunmehr zwei Substrate gleichzeitig prozessiert werden können, wodurch sich der Durchsatz einer solchen Vakuumbehandlungsanlage verdoppelt, was zu einer bedeutenden Kostenreduzierung führt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Substrat-Transporteinrichtung vorgesehen, die angepasst ist, die Substrate durch die Vorrichtung am Prozesswerkzeug vorbei zu transportieren. Dann ist die Vorrichtung konstruktiv besonders einfach aufgebaut. Außerdem lässt sich durch Hintereinanderschaltung mehrerer solcher Vorrichtungen einfach eine In-Line-Vakuumbehandlungsanlage aufbauen, bei der sukzessive viele Substrate in verschiedenen Prozessstationen prozessierbar sind. Alternativ oder zusätzlich kann allerdings auch vorteilhaft sein, wenn eine Prozesswerkzeug-Transporteinrichtung vorgesehen ist, die angepasst ist, das Prozesswerkzeug durch die Vorrichtung an den Substraten vorbei zu transportieren.
Zweckmäßig ist das Prozesswerkzeug zwischen den beiden Substratebenen angeordnet. Dann wirkt es auf beide Substratebenen und die dort befindlichen Substrate gleich und besonders effektiv. Für eine Heizquelle als Prozesswerkzeug ist allerdings auch möglich, dass sie außerhalb der beiden Substratebenen angeord- net ist. Hierdurch erfolgt eine besonders effektive und schonende Temperierung, da die Heizquelle nicht in unmittelbarer Nähe der Beschichtungen angeordnet werden muss und dennoch vor allem bei dünnen Substraten eine sehr homogene Temperierung erfolgen kann, da jedes Substrat indirekt durch das gegenüberliegende Substrat mit geheizt wird.
Besonders vorteilhaft weisen die Substratebenen, bevorzugt die Substrattrans- porteinrichtung Wälzkörper auf, die angepasst sind, das Substrat abzustützen, wobei die Wälzkörper bevorzugt nutartig ausgebildet sind, um so einen Führungskanal für das Substrat auszubilden.
Weiterhin kann zweckmäßig zumindest ein Gaseinlass in dem Prozessbereich vorgesehen sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist unterhalb der Substratebenen zumindest eine Wanne angeordnet, die bevorzugt aus der Vorrichtung ausziehbar ausgebildet ist. Diese Wanne kann Material auffangen, das bei einem möglichen Sub- stratbruch entsteht, so dass dieses Material leicht aus der Vorrichtung ausgetragen werden kann.
Selbständiger Schutz wird beansprucht für ein Verfahren zum Prozessieren von Substraten, insbesondere beschichteten Substraten, in einer Prozessierungsanla- ge, bevorzugt einer Vakuumbehandlungsanlage, mit zumindest einem in zumindest einem Prozessbereich angeordnetem Prozesswerkzeug, insbesondere einer thermischen Verdampfereinrichtung, einer Sputtereinrichtung, bevorzugt einer rotierbaren Zylinder-Magnetron-Sputtereinrichtung, einer Heizeinrichtung oder dgl., bei welchem zumindest zwei Substrate in dem Prozessbereich in gegenüber- liegend angeordneten Substratebenen angeordnet werden, wobei die Substratebenen im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet sind, wobei die Substratebenen in Bezug auf ihre senkrechte Komponente bevorzugt parallel ausgerichtet sind. Bevorzugt wird dieses Verfahren in einer wie oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. Dabei weisen die Substrate Beschichtungen auf und die Substrate werden jeweils so gegenüberliegend angeordnet, dass die Beschichtungen der
Substrate aufeinanderzuweisen. Dadurch wird ein räumlich sehr kleiner Prozessraum definiert. Diesen Prozessraum kann man bevorzugt dadurch noch weiter verkleinert definieren, dass zumindest während der Prozessierung zwischen den Substraten ein geschlossener Prozessraum, insbesondere durch Anordnung eines Rahmens zwischen den Substraten, ausgebildet wird.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen den Sub- stratebenen ein Träger- und/oder Prozessgas eingebracht wird, wobei bevorzugt in dem Rahmen zumindest ein Gaseinlass und zumindest ein Gasauslass vorgesehen werden. Bis auf Gasein- und Gasauslass ist der Prozessraum geschlossen. Vorteilhaft werden die Substrate an dem Prozesswerkzeug vorbei bewegt, wobei alternativ oder zusätzlich auch das Prozesswerkzeug an den Substraten vorbei bewegt wird.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf die Verwendung einer wie oben beschriebenen Vorrichtung, sowie eines wie oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Dünnschichtsolarzelle bzw. -moduls, welche vorzugsweise als Halbleiterschicht eine Chalkopyritverbindung, insbesondere Cu(In,Ga)(S,Se)2, enthält. Vorzugsweise dient die Verwendung zur Herstellung einer CIS- bzw. (CIGSSe)-Dünnschichtsolarzelle bzw. eines CIS bzw. (CIGSSe)-Dünnschicht- solarmoduls, wobei insbesondere jedes Substrat in Form einer Glasscheibe ausgebildet und mit mindestens den Elementen Cu, In oder Cu, In, Ga oder Cu, In, Ga, Selen zur Selenisierung und/oder Sulfurisierung eines Chalkopyritdünn- schichthalbleiters beschichtet ist.
Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden
Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen: Fig. 1 die erfindungs gemäße Vorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung und
Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zweiten bevorzugten
Ausgestaltung.
In Fig. 1 ist rein schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer ersten bevorzugten Ausführungsform im Schnitt dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist ein nicht weiter dargestelltes evakuierbares Gehäuse auf, in dem mittels geeigneter Pumpentechnik ein bestimmtes Druckniveau einstellbar ist.
In einem Prozessbereich 2 der Vorrichtung 1 ist zumindest ein Prozesswerkzeug 3 angeordnet, das im vorliegenden Fall als rotierbare Zylinder-Magnetron- Sputtereinrichtung 3 ausgebildet ist, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist. Diese Sputtereinrichtung 3 ist an eine elektrische Versorgungseinrichtung 4 angeschlossen, die sich außerhalb des Gehäuses der Vorrichtung 1 befindet.
Beidseitig der Sputtereinrichtung 3 sind in der Vorrichtung zwei Substrat- Transporteinrichtungen 5, 6 vorgesehen, wobei jede Transporteinrichtung 5, 6 jeweils durch eine untere Reihe 7, 7' und eine obere Reihe 8, 8' von horizontal in einer Ebene angeordneten Wälzkörpern 9 gebildet wird. Dabei sind die untere Reihe 7, 7' und die obere Reihe 8, 8 ' im Wesentlichen lotrecht übereinander angeordnet, so dass durch die beiden Transporteinrichtungen 5, 6 im Wesentlichen senkrecht verlaufende Substratebenen A, B definiert werden. Die Wälzkörper 9 sind um die Achse D drehbar gelagert und weisen in Bezug auf ihre Längserstre- ckung entlang der Achse D eine konkave Krümmung auf, wodurch sich ein Führungskanal 10 ausbildet, in dem Substrate 1 1 , 1 1 ' angeordnet werden können.
Die Substrate 1 1 , 1 Γ werden über die Wälzkörper 9 in einer Ebene senkrecht zur Darstellungsebene entlang der Substratebenen A, B an der Sputtereinrichtung 3 vorbei transportiert, wobei im Rahmen eines In-Line-Behandlungsverfahrens vor und/oder nach dem Beschichtungsprozess mittels der Sputtereinrichtung 3 sich weitere Prozessierungsschritte anschließen können, beispielsweise Temperierungsschritte und dgl. Zwischen diesen Substraten 1 1 , 1 1 ' ist ein quasi-geschlossener Prozessraum 12 ausgebildet, der seitlich von den Substraten 1 1 , 1 1 ' begrenzt wird. Zu diesem Zweck haben die beiden parallel angeordneten Substrate 1 1 , 1 1 ' einen Abstand von beispielsweise 5 mm. Die Substratfläche der rechteckigen Substrate beträgt beispielsweise 500 cm2.
Zusätzlich können gegebenenfalls auch obere und untere Begrenzungen, etwa auf Höhe der Wälzkörper 9, zur Begrenzung des Prozessraumes 12 vorgesehen wer- den. Über geeignete Gaseinlass- und Gasauslasselemente (nicht gezeigt) wird während der Beschichtung ein Prozessgas in den Prozessraum 12 eingelassen, wodurch in dem Prozessraum 12 mittels der Sputtereinrichtung 3 ein Sputterpro- zess, beispielsweise ein reaktiver Sputterprozess durchgeführt wird, um die Substrate 1 1 , 1 Γ mit einer Beschichtung 13, 13 ' zu versehen.
Dadurch dass die beiden Substrate 1 1 , 1 1 ' mit ihren zu beschichtenden Seiten aufeinander zuweisend angeordnet sind und einen gemeinsamen Prozessraum 12 begrenzen, kann die Beschichtung der Substrate 1 1 , 1 1 ' mit der Beschichtung 13, 13 ' mit einer gemeinsamen Sputtereinrichtung 3 erfolgen, wodurch zum ei- nen der Durchsatz gegenüber Einzelprozessierungslinien verdoppelt wird und zum anderen gegenüber der Verwendung von zwei Sputtereinrichtungen wesentlich weniger Prozessgas notwendig ist. Des Weiteren kann auch auf den Einsatz von Prozessboxen oder dgl. zur Reduzierung des Prozessraumes 12 verzichtet werden, weil die Substrate 1 1 , 1 1 ' jetzt selbst den Prozessraum 12 begrenzen. Durch die Anordnung der Substrate 1 1 , 1 1 ' in senkrechten Substratebenen A, B wird zudem erreicht, dass die Substrate 1 1 , 1 1 ' keinen abstützungsbedingten Verspannungen und Abschattungseffekten unterliegen. Dadurch erfolgt die Aufbringung der Beschichtung 13, 13 ' sehr homogen. Etwaige temperaturbedingte Größenänderungen der Substrate 1 1 , 1 1 ' werden über die rotierbaren Wälzkör- per 9 abgeführt, so dass es während der Prozessierung nicht zu Verwerfungen der Substrate kommt. In Fig. 2 ist rein schematisch eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 im Schnitt gezeigt, wobei auch hier wieder die Wandung der Vorrichtung 20 und weitere nicht wesentliche Elemente nicht gezeigt sind. Auch die Substrat-Transporteinrichtung ist hier nicht gezeigt. Diesel- ben und gleiche Elemente sind dabei mit denselben bzw. gleichen Bezugszeichen versehen.
Zu erkennen ist, dass auch hier wieder mit Beschichtungen 13, 13 ' versehene Substrate 1 1 , 1 1 ' in zwei gegenüberliegend angeordneten Substratebenen A', B' angeordnet sind. Die Substrate sind wiederum mit ihren zu beschichtenden Seiten aufeinander zuweisend ausgerichtet und definieren zwischen sich den Prozessraum 12' , in dem vorliegend jedoch kein Beschichtungswerkzeug oder dgl. angeordnet ist. Stattdessen ist der Prozessbereich 2' zum Temperieren eingerichtet, wozu eine Heizquelle 21 , bestehend aus zahlreichen Heizelementen 22 vorgese- hen ist. Die Heizquelle ist zwar außerhalb der beiden Substratebenen A' , B' in zwei Reihen von Heizelementen 22 angeordnet, jedoch handelt es sich um ein einheitliches Prozesswerkzeug 21 , da zum einen die Heizelemente 22 gemeinsam betrieben werden und zum anderen die beispielsweise auf das Substrat 1 1 in der Substratebene A' angeordneten Heizelemente 22 indirekt auch das andere Sub- strat 1 1 ' in der Substratebene B' mit heizen und umgekehrt.
Da bei dieser vorteilhaften Vorrichtung 20 zum Temperieren die Substrate 1 1 , 1 1 ' auch wieder aufeinander zuweisend angeordnet sind und einen gemeinsamen Prozessraum 12' begrenzen, ist der Temperierungsprozess sehr effektiv und kos- tengünstig ausführbar, da zum einen zumindest diese zwei Substrate 1 1 , 1 1 ' gleichzeitig temperiert werden können und zum anderen zur Verhinderung eines Ausgasens an flüchtigen Komponenten nur in diesem begrenzten Prozessraum 12' ein Überschuss der flüchtigen Komponente eingebracht werden muss und dieser Überschuss für beide Substrate 1 1 , 1 1 ' zugleich verwendet wird.
Der Prozessraum 12' kann zusätzlich dadurch begrenzt und gasdicht abgeschlossen werden, dass zwischen den Substraten 1 1 , 1 1 ' ein gasdichter Rahmen 23 vorgesehen ist, der sich entlang des Umfanges der Substrate 1 1 , 1 1 ' erstreckt. Dieser Rahmen 23 kann beispielsweise stationär in der Vorrichtung 20 angeordnet sein, wobei die Substrate 1 1 , 1 1 ' in einem sehr geringen Abstand an diesem Rahmen mittels der Substrat-Transporteinrichtung (nicht gezeigt) vorbeigeführt werden. Alternativ kann der Rahmen 23 mit den beiden Substraten 1 1 , 1 1 ' mit- bewegt werden und insbesondere auch an diesen befestigt sein. In diesem Rahmen 23 können dann auch die Gaseinlass- und Gasauslasselemente angeordnet sein. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist es bei Verwendung eines solchen Rahmens 23 nicht vorgesehen, dass sich zwischen den beiden Substraten 1 1 , 1 1 ' ein Prozesswerkzeug befindet.
Während bei den bevorzugten Ausführungsformen stets von einem Vorbeiführen der Substrate 1 1 , 1 1 ' an den Prozesswerkzeugen 3, 21 ausgegangen wurde, kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die Substrate stationär angeordnet sind und stattdessen die Prozesswerkzeuge an den Substraten vorbeigeführt werden.
Eine weitere Optimierung könnte auch dadurch vorgenommen werden, dass im Rahmen einer In-Line-Vakuumbehandlungsanlage die Substrate 1 1 , 1 Γ sukzessive durch verschiedene Prozessbereiche 2, 2' geführt werden, wobei dann während der Prozessierung zweier Substrate 1 1 , 1 1 ' in beispielsweise einem Be- schichtungsbereich das Beschichtungswerkzeug 3 ebenfalls in einer bestimmten Art und Weise innerhalb des Prozessbereiches 2 bewegt wird, um bestimmte zu erzielende Beschichtungsparameter einzustellen.
Die Vorrichtung 1 , 20 kann in jeglichen Prozessierungsanlagen eingesetzt wer- den, wird jedoch bevorzugt in Vakuumbehandlungsanlagen eingesetzt, um eine Behandlung unter besonderen Prozessatmosphären zu ermöglichen. Es kann natürlich auch eine Behandlung und Normaldruck oder sogar unter Überdruck erfolgen, um beispielsweise einen Heizprozess unter besonders angepassten Bedingungen durchzuführen.
Aus der vorstehenden Darstellung ist deutlich geworden, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , 20 und dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Substratprozessierung möglich wird, die wesentlich effizienter und kostengünstiger ist und zudem eine sehr homogene Prozessierung ermöglicht.
Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei- bung:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prozessieren von Substraten, insbesondere beschichteten Substraten, in einer Prozessierungsanlage, bevorzugt einer Vakuumbehandlungsanlage, mit zumindest einem in zumindest einem Prozessbe- reich angeordnetem Prozesswerkzeug, insbesondere einer thermischen Verdampfereinrichtung, einer Sputtereinrichtung, bevorzugt einer rotierbaren Zylinder - Magnetron-Sputtereinrichtung, einer Strukturierungseinrichtung, einer Heizeinrichtung oder dgl., welche sich dadurch auszeichnet, dass sie in dem Prozessbereich zwei gegenüberliegend angeordnete Substratebenen aufweist, die im We- sentlichen senkrecht ausgerichtet sind, so dass die Vorrichtung angepasst ist, zumindest zwei Substrate gleichzeitig in dem Prozessbereich mit dem Prozesswerkzeug zu prozessieren, wobei die Substrate in den Substratebenen anorden- bar sind, und wobei die Substratebenen in Bezug auf ihre senkrechte Komponente bevorzugt parallel ausgerichtet sind. Gemäß einer Ausgestaltung ist eine Sub- strat-Transporteinrichtung vorgesehen, die angepasst ist, die Substrate durch die Vorrichtung am Prozesswerkzeug vorbei zu transportieren und/oder eine Prozesswerkzeug-Transporteinrichtung vorgesehen, die angepasst ist, das Prozesswerkzeug durch die Vorrichtung an den Substraten vorbei zu transportieren. Gemäß einer Ausgestaltung ist das Prozesswerkzeug zwischen den beiden Sub- stratebenen angeordnet und/oder das Prozesswerkzeug ist eine Heizquelle, die außerhalb der beiden Substratebenen angeordnet ist. Gemäß einer Ausgestaltung weisen die Substratebenen, bevorzugt die Substrattransporteinrichtung Wälzkörper auf, die angepasst sind, das Substrat abzustützen, wobei die Wälzkörper bevorzugt nutartig ausgebildet sind, um so einen Führungskanal für das Substrat auszubilden. Gemäß einer Ausgestaltung ist zumindest ein Gaseinlass in dem
Prozessbereich vorgesehen und/oder unterhalb der Substratebenen zumindest eine Wanne angeordnet, die bevorzugt aus der Vorrichtung ausziehbar ausgebildet ist. Gemäß einer Ausgestaltung ist zwischen den Substrat ebenen ein Rahmen angeordnet.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Prozessieren von Substraten, insbesonde- re beschichteten Substraten, in einer Prozessierungsanlage, bevorzugt einer Vakuumbehandlungsanlage, mit zumindest einem in zumindest einem Prozessbereich angeordnetem Prozesswerkzeug, insbesondere einer thermischen Verdampfereinrichtung, einer Sputtereinrichtung, bevorzugt einer rotierbaren Zylinder - Magnetron-Sputtereinrichtung, einer Heizeinrichtung oder dgl. zeichnet sich da- durch aus, dass zumindest zwei Substrate in dem Prozessbereich in gegenüberliegend angeordneten Substratebenen angeordnet werden, wobei die Substratebenen im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet sind, wobei die Substratebenen in Bezug auf ihre senkrechte Komponente bevorzugt parallel ausgerichtet sind, wobei das Verfahren insbesondere in einer wie oben beschriebenen Vorrich- tung durchgeführt wird. Gemäß einer Ausgestaltung weisen die Substrate Be- schichtungen auf und die Substrate werden jeweils so gegenüberliegend angeordnet, dass die Beschichtungen der Substrate aufeinanderzuweisen, wobei bevorzugt zumindest während der Prozessierung zwischen den Substraten ein im Wesentlichen geschlossener Prozessraum, insbesondere durch Anordnung eines Rahmens zwischen den Substraten, ausgebildet wird. Gemäß einer Ausgestaltung wird zwischen den Substratebenen ein Träger- und/oder Prozessgas eingebracht, wobei bevorzugt in dem Rahmen zumindest ein Gaseinlass und zumindest ein Gasauslass vorgesehen werden. Gemäß einer Ausgestaltung werden die Substrate an dem Prozesswerkzeug vorbei bewegt und/oder das Prozesswerkzeug wird an den Substraten vorbei bewegt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1 ; 20) zum Prozessieren von Substraten (1 1 , 1 Γ) in einer Prozessierungsanlage mit zumindest einem in zumindest einem Prozessbereich (2; 2') angeordneten Prozesswerkzeug (3; 21), welche im Prozessbereich (2; 2') zwei gegenüberliegend angeordnete Substratebenen (A, B; Α' , B') aufweist, die zumindest annähernd senkrecht ausgerichtet sind, wobei die Vorrichtung (1 ; 20) angepasst ist, zumindest zwei Substrate (1 1 , 1 1 ') gleichzeitig im Prozessbereich (2; 2') mit dem Prozesswerkzeug (3; 21) zu prozessieren, wobei die Substrate (1 1 , 1 ) in den Substratebenen (A, B; Α' , B') so anordenbar sind, dass Be- schichtungen (13, 13 ') der Substrate (1 1 , 1 1 ') aufeinanderzuweisen und zumindest während der Prozessierung zwischen den Substraten (1 1 , 1 1 ') ein quasigeschlossener Prozessraum (12; 12') ausgebildet wird.
2. Vorrichtung (1 ; 20) nach Anspruch 1 , bei welcher die Substratebenen (A, B; Α', B') in Bezug auf ihre senkrechte Komponente parallel ausgerichtet sind.
3. Vorrichtung (1 ; 20) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher zur Ausbildung eines geschlossenen Prozessraums (12; 12') ein Rahmen zwischen den Substraten angeordnet ist.
4. Vorrichtung (1 ; 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher eine Substrat-Transporteinrichtung (5, 6) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die Substrate (1 1 , 1 1 ') durch die Vorrichtung (1 ; 20) am Prozesswerkzug (3; 21) vorbei zu transportieren und/oder eine Prozesswerkzeug-Transporteinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, das Prozesswerkzeug durch die Vorrichtung an den Substraten vorbei zu transportieren.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Pro- zesswerkzeug (3) zwischen den beiden Substratebenen (A, B) angeordnet ist und/oder das Prozesswerkzeug eine Heizquelle (21) ist, die außerhalb der beiden Substratebenen (Α', Β ') angeordnet ist.
6. Vorrichtung (1 ; 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die Substratebenen (A, B; Α', B ') Wälzkörper (9) aufweisen, die dazu ausgebildet sind, das Substrat (1 1 , 1 1 ') abzustützen.
7. Vorrichtung (1 ; 20) nach Anspruch 6, bei welcher die Substrattransporteinrichtung (5, 6) die Wälzkörper (9) aufweist.
8. Vorrichtung (1 ; 20) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei welcher die Wälzkörper (9) nutartig ausgebildet sind, um so einen Führungskanal (10) für das Substrat (1 1 , 1 1 ') auszubilden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher zumindest ein Gaseinlass in dem Prozessbereich vorgesehen ist und/oder unterhalb der Substratebenen zumindest eine Wanne angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher zwischen den Substratebenen ein Rahmen angeordnet ist.
1 1. Verfahren zum Prozessieren von beschichteten Substraten (1 1 , 1 Γ) in ei- ner Prozessierungsanlage mit zumindest einem in zumindest einem Prozessbereich (2; 2') angeordneten Prozesswerkzeug (3; 21), bei welchem zumindest zwei Substrate (1 1 , 1 1 ') im Prozessbereich (2; 2') in gegenüberliegend angeordneten Substratebenen (A, B; Α', B ') angeordnet werden, wobei die Substratebenen (A, B; Α', B') zumindest annähernd senkrecht ausgerichtet sind, wobei die Substrate (1 1 , 1 1 ') Beschichtungen (13, 13 ') aufweisen und die Substrate (1 1 , 1 1 ') jeweils so gegenüberliegend angeordnet werden, dass die Beschichtungen (13, 13 ') der Substrate (1 1 , 1 1 ') aufeinanderzuweisen, und wobei zumindest während der Prozessierung zwischen den Substraten (1 1 , 1 1 ') ein quasi-geschlossener Prozessraum (12; 12') zwischen den Substraten ausgebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , bei welchem zur Ausbildung eines geschlossenen Prozessraums (12; 12') zwischen den Substraten ein Rahmen (23) angeordnet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12, bei welchem zwischen den Substratebenen (A, B; Α', B') ein Träger- und/oder Prozessgas eingebracht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, bei welchem die Substrate (1 1 , 1 1 ') am Prozesswerkzeug (3; 21) vorbei bewegt werden und/oder das Prozesswerkzeug an den Substraten vorbei bewegt wird.
15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, sowie eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14 zur Herstellung einer Dünnschichtsolarzelle bzw. -moduls, insbesondere einer CIS(CIGSSe)-Dünn- schichtsolarzelle bzw. eines CIS(CIGSSe)-Dünnschichtsolarmoduls, wobei insbesondere jedes Substrat in Form einer Glasscheibe ausgebildet und mit mindestens den Elementen Cu, In oder Cu, In, Ga oder Cu, In, Ga, Selen zur Selenisierung und/oder Sulfurisierung eines Chalkopyritdünnschichthalbleiters beschichtet ist.
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