JP2004538373A - 化学蒸着システム - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、ガラスシート基板上にコーティングを堆積させるための化学蒸着システムに関する。
【背景技術】
【0002】
コーティングは、以前から光起電性パネルのような半導体デバイスを作るためにガラスシート基板に適用されてきた。かかるコーティングを行う一つの方法として、化学蒸着法(CVD)がある。密封されたチャンバ内のバッチベースに基板を挿入することによりガラスシート基板に硫化カドミウム及びテルル化カドミウムのようなコーティングを適用するのに、以前から密閉された空間での昇華が利用されており、次いで加熱されていた。密閉空間での昇華におけるガラスシート基板は、その周囲と非常に近い関係で支持されており、即ち通常、テルル化カドミウムの材料のソースと2乃至3ミリメートルの距離である。かかるプロセスによる加熱は、約450乃至500℃で進行し、テルル化カドミウムが非常にゆっくりと元素コンポーネントに昇華し始め、約650乃至725℃の温度に達したとき、昇華がより高速になり、元素コンポーネントが基板の下向き表面に著しいレートで再結合する。
【0003】
ガラスシート基板上での薄膜の連続処理は、Foote等による米国特許第5,248,349号、Foote等による米国特許第5,372,646号、Foote等による米国特許第5,470,397号、及びFoote等による米国特許第5,536,333号に開示されている。連続コーティングを提供するのに利用されるCVDは、エンクロージャ内に配置された加熱チャンバを構成するオーブン内で実施される。コーティングが実施されるガラスシート基板を支持するためにオーブンに渡って延びるロールコンベヤは転がり、エンクロージャの内部であるがオーブンの外部に配置された駆動機構は、オーブンから外側に突き出たコンベヤロールの端を駆動させる。また、Powell等による米国特許第5,945,163号及びPowell等による米国特許第6,037,241号は、堆積される気体材料が、基板上に堆積させるための供給材料から加熱された透過膜を通過する、CVDを実施ための装置を開示する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の目的は、ガラスシート基板上にコーティングを提供する改良された化学蒸着システムを提供することである。
【0005】
上記目的を達成するために、本発明の化学蒸着システムは、互いに水平結合部を備えた下側及び上側部分を備え、内包された堆積チャンバを構成するハウジングを有する。堆積チャンバを密封するために、シールアセンブリが、下側及び上側ハウジング部分の水平結合部でそれらの間に延びる。堆積チャンバ内に配置されたロールコンベヤが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下で、コンベヤ移送の平面でコンベヤ移送の方向に沿ってガラスシート基板をコンベヤ移送する。コンベヤ移送されるガラスシート基板上にコーティングの化学蒸着を提供するために、ロールコンベヤの上で堆積チャンバ内に、化学蒸着分配器が位置決めされる。ハウジングは、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされるガラスシート基板を堆積チャンバ内に導入する入口を備え、ハウジングはまた、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされたガラスシート基板を堆積チャンバから出す出口を備える。
【0006】
堆積システムは、堆積チャンバ内を真空に引くための真空ソースを有する。下側及び上側ハウジング部分の間のシールアセンブリは、中間シールスペースを構成するために、互いに間隔が隔てられた内側及び外側シール部材を含み、該中間シールスペースは、堆積チャンバとその周囲の環境との間に位置決めされ、堆積チャンバよりも低い真空に引かれる。内側シール部材又は外側シール部材の何れの漏れをも検知するために、センサはシールスペース内の圧力を検知する。シールアセンブリは、下側及び上側ハウジング部分に下側及び上側シールフランジを含み、内側及び外側シール部材は、下側及び上側ハウジング部分の間を密封するために、下側及び上側シールフランジの間に延びる。上側ハウジング部分を下側ハウジング部分に固定するために、下側及び上側シールフランジの間にクランプが延びる。各クランプは、下側及び上側シールフランジの間を安全に固定することができるように油圧稼働可能なシリンダを含む。
【0007】
堆積システムはハウジング内に配置されたオーブンを含み、該オーブンは、コンベヤ移送されるガラスシート基板を加熱するために、側方に間隔が隔てられたバンクでコンベヤ移送の方向に沿って延び、コンベヤ移送の方向に対して側方に基板の温度差を制御する細長いヒータを備える。各細長いヒータは、加熱をするために電気が流れる電気抵抗エレメントを含み、各ヒータは該電気抵抗エレメントがその中を通って延びる細長い石英管を含む。ロールコンベヤは、オーブンを通って延び、ハウジング内でそこから外側に突き出た端を備えたロールを備え、駆動機構は、ハウジング内でオーブンの外側でロール端と係合し、回転駆動させる。
【0008】
堆積システムはまた、破損したガラスシート基板を捕捉するためにロールコンベヤの下に配置されたスクリーンを備える。該スクリーンは、ステンレス鋼で出来ており、補強材を含む。
【0009】
本発明の1又はそれ以上の実施形態の詳細を、図を参照して以下に説明する。本発明の他の特徴、目的及び利点は、発明の詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
図1及び2を参照すると、本件発明によって構成された化学蒸着(CVD)システムが10によって全体的に示され、内包された堆積チャンバ14を構成するハウジング12を示し、ここで以下により詳細に示す化学蒸着が行われる。図1に示したようなハウジング12は、水平平面接合部20を互いに備えた下側部分16と上側部分18とを含む。シールアセンブリ22は、ハウジング12を密封するためのそれらの水平接合部20で、下側及び上側ハウジング部分16及び18の間に延びる。このシールアセンブリは、システムハウジングの細長い長さの各々側方に沿って延び、且つ、ハウジングの周りに完全に延びるようにその各々反対側にも延びる。
【0011】
図1と3を一緒に参照すると、ロールコンベヤ24は、図1にピースによって示した移送の平面で移送Cの方向に沿ってガラスシート基板Gをコンベヤ送りするように、堆積チャンバ14内に配置される。このコンベヤ送りピースの平面は、シールアセンブリ22が配置される、下側及び上側ハウジング部分16及び18の水平接合部20より下に配置される。
【0012】
図1及び3を更に参照すると、26によって全体的に示された化学気相分配器は、コンベヤ移送されるガラスシート基板上にCVDコーティングを提供するために、堆積チャンバ14内でロールコンベヤ24の上に配置されたディストリビュータプレナム28を含む。ディストリビュータプレナム28は、Powell等による米国特許第5,945,163号及びPowell等による米国特許第6,037,241号に開示されたタイプが好ましく、その全体に開示されたものはリファレンスとしてここに組み入れられ、堆積される化学気相は、堆積のための近接してコンベヤ移送されるガラスシート基板上で、ロールコンベヤに向かって下向きのフローで放電される前に、加熱された透過膜を透過する。
【0013】
図1及び4に図示されるように、ハウジングは、シールアセンブリ22が配置される下側及び上側ハウジング部分16及び18の水平結合部20より下の位置を中心に、堆積チャンバ14内に導入される被覆されたガラスシート基板を通す入口30を含む。更に、図1に示すハウジングは、シールアセンブリ22が配置される下側及び上側ハウジング部分16及び18の水平結合部20より下の位置を中心に、堆積チャンバ14から出る被覆されたガラスシート基板を出す出口32を含む。図4にエントリとして図示したような入口30及び出口32は、他の処理システムとの間の通り道を開けるように機能する。例えば、入口30は、デポジション用の加熱炉から加熱されたガラスシートを受入れ、出口32は、更なる処理のためにコーティングされたガラスシートを転送させることができる。その場合、他のシステムの部分が、堆積システム10と同様にそこに包含された環境を維持する適当なシールを有する。かかるシールは、堆積チャンバ14内にいかなる周囲の雰囲気をも導入することなく、従来の仕方でガラスシート導入を提供するために、在来の排気ポンプ装置及びスペースゲートを備えたロードロックセルであってよい。更に、入口30及び出口32は、ロードロックセル、又は、如何なるタイプの適当な係合シール、又は、McMaster等による米国特許第5,772,715号によって開示されるようなガラスシートの連続的な導入を可能にするスリットシールであってよく、かかる開示は全体的にリファレンスとしてここに組み入れる。
【0014】
図3に図示したように、化学気相分配器26は、ガラスシート基板がロールコンベヤ24に沿ってコンベヤ移送されるときに、当該ガラスシート基板上での均一な堆積を保証するために、ディストリビュータプレナム28の対向する側方端へのフローのための、システムの対向する側方側に一対のインレット36によって供給される材料ソース34を有する。
【0015】
図5に図示したように、CVDシステム10は、バルブ42の制御下でコンジット40を介して堆積チャンバ14内を真空に引くための真空ソース38を含む。下側及び上側ハウジング部分16及び18の間のシールアセンブリ22は、図2に示した細長い側方サイド48と同様に対向するその端50で、ハウジング12の全体的な周囲にわたってのびる内側及び外側シール部材44及び46を含む。内側及び外側シール部材44及び46は、図5に示すように中間のシールスペース54を設けるために、互いに間隔が隔てられている。かくしてこの密封空間は、堆積チャンバ14とその周囲54との間に配置される。堆積チャンバ14の真空よりも低い真空になるように、バルブ58の制御下でコンジット56を介して中間シールスペース54において真空引きされる。センサは、内側シール部材44又は外側シール部材46の漏れを感知するように、中間シールスペース54の真空のレベルを関知するように機能する。特に、センサ60が、中間シールスペース54の真空の上昇を検知したとき、内側シール部材44に漏れが発生していることを警告する。逆に、センサ60が中間シールスペース54の真空の低下を検知したとき、外側シール部材46に漏れが生じていることを警告する。従って、システムは、その効果的な密封機能を保証するために、シールアセンブリ22の内側及び外側シール部材44及び46の両方を監視することができる。
【0016】
図4及び5に示したように、シールアセンブリ22は、下側及び上側ハウジング部分16及び18に下側及び上側シールフランジ62及び64を含む。内側及び外側シール部材44及び46は、下側及び上側ハウジング部分の間を密封するために、図5に示したように下側及び上側シールフランジ62及び64の間にのびる。下側ハウジング部分16上への上側ハウジング部分18の下向きの移動の際に、ガイド66は、上側ハウジング部分の適当な位置決めを行う。図4及び6に示したクランプ68は、互いにシールフランジを安全に固定するためにハウジングの周囲にわたって間隔が隔てられて設けられる。特に図6に示したように、各クランプは、下側シールフランジ62に取り付けられた油圧シリンダ70を有し、また、油圧シリンダのピストン連結ロッドに対して、少なくとも一つのネジコネクタ76によって固定され、上側シールフランジ64と係合する可動式クランプ部材74を有する。
【0017】
図3に示したように、CVDシステム10は、ハウジング12内に配置され、ハウジング12の長さに対応した細長い長さを有するオーブン78を含み、ロールコンベヤ24及び化学気相分配器26が加熱オーブンから飛び出す、側方に対向するスロット80を有する。オーブン78は、絶縁構造を有し、ハウジングとオーブンを全体的に円形とみなしたときの半径方向にのびる支持体82によってハウジングに取り付けられる。その内部では、オーブン78は、ハウジングの長さに沿って延びる細長いヒータを含む。電気的コネクタ86は、コンベヤの方向に対して側方にガラスシート基板の温度差を制御し、並びに、ロールコンベヤ24によって提供される下側基板表面のいかなる放射及び伝導をも相殺するためにそれらの上側及び下側表面の加熱を制御するために、バンクa,b,c,d及びeにヒータ84を接続する。図7に示したような各電気ヒータ84は、電圧90が印加される電気抵抗エレメント88を有し、各ヒータ84は、関連する電気抵抗エレメント88を保護するように延びる細長い石英管92を含む。
【0018】
図1に示したように、ロールコンベヤ24は、コンベヤ移送の方向の長手方向に沿って、コンベヤ移送方向Cに沿って間隔が隔てられた複数のロール94を含む。図4に示したようなコンベヤロール94は、ハウジング12の側方のサイドに近接した、オーブン78のサイドスロット80を通ってオーブン78から外側に突き出た端96を各々有する。図示されたシステムハウジング12は、その内側がオーブン78の外側の堆積チャンバ14と密封接続された駆動部分98を有する。100によって集合的に示された駆動機構は、システムハウジングの駆動部分98内に配置され、オーブン78の外側であるがハウジング12の内側でロールエンド98と係合し、且つ回転駆動する上側駆動ギアユニット108を駆動させるクロスシャフト106及びギアボックス104によって駆動される垂直に延びる駆動チェーン102を有する。このように、駆動機構100は、オーブン78の内部に包含された加熱に晒されることはなく、低い温度で機能するようにより経済的に製造することができる。
【0019】
引き続き図4を参照すると、コンベヤロール96は、焼結結合された石英ガラスパーティクルから作られるのが好ましく、化学気相分配器プレナムが配置されない位置で、オーブンサイドスロット80を介して放射熱損失を制限する環状放射シールド110を有する。
【0020】
図3,4及び8を参照すると、システムは、破損したガラスシート基板を捕捉するためにロールコンベヤ24の下に配置されたスクリーン112を有する。特にスクリーン112は、ステンレス鋼でできており、適当な補強材114を含み、下のヒータからの放射熱フローを妨げることなく、該ステンレス鋼スクリーンが約1乃至2センチメートルの開口を備える。
【0021】
本件発明を実施するための最良の実施形態を詳細に記載したが、当業者は本発明を実施するための種々の変形実施形態を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明によって構成されたCVDシステムの概略側面図である。
【図2】図1の線2−2の方向に沿った堆積システムの平面図である。
【図3】図1の線3−3の方向に沿った堆積システムの断面図である。
【図4】図1の左側入口端での線4−4の方向に沿ったシステムの側面図であり、右側出口端をも例示する。
【図5】堆積システムハウジングのシールアセンブリの構造を図示するための、図2の線5−5の方向に沿った断面図である。
【図6】システムハウジングの下側及び上側ハウジング部分のシールフランジを安全に固定するクランプの構造を図示する、図4の一部を拡大した図である。
【図7】堆積システムのオーブンの細長いヒータの構造を示す図である。
【図8】下側ハウジング部分で、オーブンにおいてヒータを保護するためにガラスシート基板のいかなる破損も捕捉するスクリーンの構造を図示する。
Claims (12)
- 化学蒸着システムであって、
内包された堆積チャンバを構成し、互いに水平結合部を備えた下側及び上側部分を含むハウジングと、
前記水平結合部で前記下側及び上側ハウジング部分の間に延びるシールアセンブリと、
前記堆積チャンバ内に配置され、前記シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下のコンベヤ平面でコンベヤ送りの方向に沿ってガラスシート基板をコンベヤ移送するためのロールコンベヤと、
前記堆積チャンバ内に配置され、前記コンベヤ移送されるガラスシート基板上に化学蒸着のコーティングを行うために、ロールコンベヤの上に配置された化学気相分配器と、を有し、
前記ハウジングが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされるガラスシート基板を堆積チャンバ内に導入する入口を含み、
前記ハウジングが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされたガラスシート基板を堆積チャンバから出す出口を含む、
ことを特徴とするシステム。 - 請求項1に記載の化学蒸着システムが更に、堆積チャンバ内を真空に引くための真空ソースを有し、
前記下側及び上側ハウジング部分の間のシールアセンブリが、堆積チャンバとその周りの環境との間に配置され、真空が堆積チャンバよりも低くなるように引かれる中間シールスペースを構成するために、互いに間隔が隔てられた内側及び外側シール部材と、内側シール部材又は外側シール部材のいずれの漏れを検知するため、シールスペース内の圧力を検知するためのセンサとを含む、
ことを特徴とするシステム。 - シールアセンブリが、下側及び上側ハウジング部分に下側及び上側シールフランジを有し、内側及び外側シール部材が、下側及び上側ハウジングの間を密封するために下側及び上側シールフランジの間に延び、上側ハウジング部分を下側ハウジング部分に固定するために下側及び上側シールフランジの間に延びるクランプとを有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の化学蒸着システム。 - 各クランプが、下側及び上側シールフランジの間を安全に固定するために油圧シリンダを含むことを特徴とする請求項3に記載の化学蒸着システム。
- 請求項1に記載の化学蒸着システムが、
ハウジング内に配置されたオーブンを含み、
コンベヤ移送されるガラスシート基板を加熱し、コンベヤ移送の方向に対して側方の基板の温度変化を制御するために、側方に間隔が隔てられたバンクに、コンベヤ移送の方向に沿って延びた細長いヒータを有する、
ことを特徴とするシステム。 - 各細長いヒータが、加熱を提供するために電気が通る電気抵抗エレメントを含み、各ヒータが前記電気抵抗エレメントが中を通って延びる細長い石英管を含む、ことを特徴とする請求項5に記載の化学蒸着システム。
- ロールコンベヤが、
オーブンの中にのび、ハウジング内にそこから外側に突き出た端を備えたロールと、
ハウジング内でオーブンの外側でロール端を回転駆動する駆動機構と、
を有することを特徴とする、請求項5に記載の化学蒸着システム。 - ガラスシート基板の破損を捕捉するために、ロールコンベヤの下に配置されたスクリーンを更に有することを特徴とする、請求項5に記載の化学蒸着システム。
- スクリーンが、ステンレス鋼で出来ており、補強材を包含することを特徴とする、請求項6に記載の化学蒸着システム。
- 化学蒸着システムであって、
内包された堆積チャンバを構成し、互いに水平な接合部を備えた下側及び上側部分を含むハウジングを有し、下側及び上側ハウジング部分が、下側及び上側ハウジング部分の水平接合部で下側及び上側シールフランジをそれぞれ備え、
前記堆積チャンバ内を真空に引くための真空ソースと、
下側及び上側ハウジング部分の水平結合部でその間を密封するために、下側及び上側ハウジング部分の下側及び上側シールフランジの間にのびる内側及び外側シール部材を備えたシールアセンブリとを有し、内側及び外側シール部材が、中間シールスペースを構成するために互いに間隔が隔てられ、該中間シールスペースが堆積チャンバとその周りの環境との間で真空に引かれ、
内側シール部材又は外側シール部材のいずれの漏れも検知するために、シールスペース内の圧力を検知するためのセンサと、
シールアセンブリが配置された、下側及び上側ハウジング部分の水平接合部の下で、コンベヤ移送の平面でコンベヤ移送の方向に沿ってガラスシート基板をコンベヤ移送するために、堆積チャンバ内に配置されたロールコンベヤとを有し、
コンベヤ移送されるガラスシート基板上のコーティングの化学蒸着を行うために、ロールコンベヤの上で、堆積チャンバ内に配置された化学蒸着分配器と、
を有し
前記ハウジングが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされるガラスシート基板が堆積チャンバ内に導入される入口を備え、
前記ハウジングが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされたガラスシート基板を堆積チャンバから出す出口を備えたことを特徴とする化学蒸着システム。 - 化学蒸着システムであって、
互いに水平結合部を備えた下側及び上側部分を含み、内包された堆積チャンバを構成するハウジングを有し、下側及び上側ハウジング部分が、下側及び上側ハウジング部分の水平結合部で下側及び上側シールフランジをそれぞれ備え、
堆積チャンバ内を真空に引く真空ソースと、
下側及び上側ハウジング部分の水平結合部でその間を密封するために、下側及び上側ハウジング部分の下側及び上側シールフランジの間にのびる内側及び外側シール部材を備えたシールアセンブリとを有し、内側及び外側シール部材が、中間シールスペースを構成するために互いに間隔が隔てられ、該中間シールスペースが堆積チャンバとその周りの環境との間で真空に引かれ、
内側シール部材又は外側シール部材のいずれの漏れも検知するために、シールスペース内の圧力を検知するためのセンサと、
シールアセンブリが配置された、下側及び上側ハウジング部分の水平接合部の下で、コンベヤ移送の平面でコンベヤ移送の方向に沿ってガラスシート基板をコンベヤ移送するためのロールを供え、堆積チャンバ内に配置されたロールコンベヤとを有し、
ガラスシート基板をコンベヤ移送するロールコンベヤを備えたハウジング内に配置されたオーブンとを有し、該オーブンが、コンベヤ移送されるガラスシート基板を加熱するために側方に間隔が隔てられたバンクでコンベヤ移送の方向に沿って延び、コンベヤ移送の方向に対して側方に基板の温度差を制御する細長いヒータを備え、各細長いヒータが、加熱させるために電気が通る電気抵抗エレメントを含み、各ヒータが、前記電気抵抗エレメントを通す細長い石英管を含み、
コンベヤ移送されるガラスシート基板上にコーティングの化学蒸着を行うために、ロールコンベヤの上で堆積チャンバ内に配置された化学蒸着分配器と、を有し、
前記ハウジングが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされるガラスシート基板が堆積チャンバ内に導入される入口を備え、
前記ハウジングが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされたガラスシート基板を堆積チャンバから出す出口を備えたことを特徴とする化学蒸着システム。 - 化学蒸着システムであって、
互いに水平結合部を備えた下側及び上側部分を含み、内包された堆積チャンバを構成するハウジングを有し、下側及び上側ハウジング部分が、下側及び上側ハウジング部分の水平結合部で下側及び上側シールフランジをそれぞれ備え、
堆積チャンバ内を真空に引く真空ソースと、
下側及び上側ハウジング部分の水平結合部でその間を密封するために、下側及び上側ハウジング部分の下側及び上側シールフランジの間にのびる内側及び外側シール部材を備えたシールアセンブリとを有し、内側及び外側シール部材が、中間シールスペースを構成するために互いに間隔が隔てられ、該中間シールスペースが堆積チャンバとその周りの環境との間で真空に引かれ、
前記した側及び上側シールフランジを互いに安全に固定するために油圧シリンダを互いに含むクランプと、
内側シール部材又は外側シール部材のいずれの漏れも検知するために、シールスペース内の圧力を検知するためのセンサと、
シールアセンブリが配置された、下側及び上側ハウジング部分の水平接合部の下で、コンベヤ移送の平面でコンベヤ移送の方向に沿ってガラスシート基板をコンベヤ移送するためのロールを供え、堆積チャンバ内に配置されたロールコンベヤとを有し、
破損したガラスシート基板を捕捉するためにロールコンベヤの下に配置されたスクリーンと、
ガラスシート基板をコンベヤ移送するロールコンベヤを備えたハウジング内に配置されたオーブンとを有し、該オーブンが、コンベヤ移送されるガラスシート基板を加熱するために側方に間隔が隔てられたバンクでコンベヤ移送の方向に沿って延び、コンベヤ移送の方向に対して側方に基板の温度差を制御する細長いヒータを備え、各細長いヒータが、加熱させるために電気が通る電気抵抗エレメントを含み、各ヒータが、前記電気抵抗エレメントを通す細長い石英管を含み、
コンベヤ移送されるガラスシート基板上にコーティングの化学蒸着を行うために、ロールコンベヤの上で堆積チャンバ内に配置された化学蒸着分配器と、を有し、
前記ハウジングが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされるガラスシート基板が堆積チャンバ内に導入される入口を備え、
前記ハウジングが、シールアセンブリが配置された下側及び上側ハウジング部分の水平結合部の下の位置で、コーティングされたガラスシート基板を堆積チャンバから出す出口を備えたことを特徴とする化学蒸着システム。
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