KR20140037198A - Method and system for inline chemical vapor deposition - Google Patents
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Abstract
디바이스를 제조하는 인라인 화학 기상 증착 방법 및 시스템이 개시된다. 그 방법은 복수의 증착 모듈을 갖는 증착 챔버를 통해 웨브 또는 개별 기재를 운송하는 단계를 포함한다. 제1 증착 모듈, 제2 증착 모듈, 및 제3 증착 모듈을 통과하는 중에 각각 버퍼층, 윈도우층, 및 투명 전도층이 기재에 증착된다. 유리하게, 버퍼층, 윈도우층, 및 투명 전도층을 생성하는 단계들은 단일 증착 챔버의 공통 진공 환경에서 순차적으로 수행되고, 버퍼층을 증착하기 위한 종래의 화학 용액 증착 프로세스의 사용이 제거된다. 그 방법은 구리 인듐 갈륨 디셀레나이드 태양 전지와 같은 다양한 타입의 태양 전지들을 포함하는 상이한 타입의 디바이스들의 제조에 적합하다.An inline chemical vapor deposition method and system for manufacturing a device is disclosed. The method includes transporting a web or individual substrate through a deposition chamber having a plurality of deposition modules. A buffer layer, a window layer, and a transparent conductive layer are deposited on the substrate while passing through the first deposition module, the second deposition module, and the third deposition module, respectively. Advantageously, the steps of creating the buffer layer, the window layer, and the transparent conductive layer are performed sequentially in a common vacuum environment of a single deposition chamber, eliminating the use of conventional chemical solution deposition processes to deposit the buffer layer. The method is suitable for the production of different types of devices including various types of solar cells, such as copper indium gallium diselenide solar cells.
Description
본 출원은 발명의 명칭이 “Inline Chemical Vapor Deposition System”이고 2010년 4월 26일에 출원된 미국 특허출원 제12/767,112호의 일부계속출원(continuation-in-part)으로서 발명의 명칭이 “Method and System for Inline Chemical Vapor Deposition”이고 2011년 6월 9일에 출원된 미국 특허출원 제13/156,465호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 내용은 참조로서 여기에 통합되어 있다.This application is entitled “Inline Chemical Vapor Deposition System” and is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 12 / 767,112, filed April 26, 2010, entitled “Method and System for Inline Chemical Vapor Deposition ”and claims priority to US patent application Ser. No. 13 / 156,465, filed June 9, 2011, which is incorporated herein by reference.
본 발명은 일반적으로 화학 기상 증착 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 웨브 기재들(web substrates) 및 개별 요소 기재들(discrete element substrates)의 인라인 프로세싱을 위한 화학 기상 증착 시스템에 관한 것이다.The present invention generally relates to chemical vapor deposition systems and methods. More specifically, the present invention relates to a chemical vapor deposition system for inline processing of web substrates and discrete element substrates.
화학 기상 증착(CVD)은 기재의 표면에 반도체, 유전체, 금속 등의 박막을 증착하는데 사용되는 프로세스이다. 보통의 CVD 기법에서, 각각 가스 상태(gas phase)에 있는 하나 이상의 프리커서 모듈(precursor molecule)이 기재를 포함하는 프로세스 챔버에 도입된다. 기재의 표면에서의 이들 프리커서 가스의 반응은 에너지를 추가함으로써 개시되거나 향상된다. 예를 들어, 표면 온도를 증가시키거나 표면을 플라즈마 방전 또는 자외선(UV) 방사 소스에 노출시킴으로써 에너지가 추가될 수 있다.Chemical vapor deposition (CVD) is a process used to deposit thin films of semiconductors, dielectrics, metals, and the like on the surface of a substrate. In normal CVD techniques, one or more precursor molecules, each in gas phase, are introduced into a process chamber containing a substrate. The reaction of these precursor gases at the surface of the substrate is initiated or enhanced by adding energy. For example, energy can be added by increasing the surface temperature or by exposing the surface to a plasma discharge or ultraviolet (UV) radiation source.
가스 상태에서 일어나는 CVD 반응에 의해 증착된 필름의 품질은 프리커서 가스 플로우들의 균일성에 상당히 의존한다. 기재 표면 근처의 비균일 가스 플로우는 불만족스러운 필름 균일성을 양산할 수 있고, 스텝들 및 비아들과 같은 표면의 특징들로 인한 쉐도잉 아티팩트를 초래할 수 있다. 웨이퍼 및 그 밖의 개별 기재들의 대용량 프로세싱 및 롤 간 증착 시스템(roll-to-roll deposition system)의 웨브 기재들의 고속 프로세싱은 CVD 프로세싱을 위한 공지된 시스템 및 방법들로 제한되지 않으며, 재료 이용률(material utilization) 및 다른 요인들에 기반하여 동작하는데 비용이 많이 들 수 있다.The quality of the film deposited by the CVD reaction taking place in the gaseous state depends heavily on the uniformity of precursor gas flows. Non-uniform gas flow near the substrate surface can yield unsatisfactory film uniformity, and can result in shadowing artifacts due to surface features such as steps and vias. High-volume processing of wafers and other individual substrates and high speed processing of web substrates of a roll-to-roll deposition system are not limited to known systems and methods for CVD processing, and include material utilization. ) And other factors can be expensive to operate.
원자층 증착(atomic layer deposition, ALD)은 필름이 기재의 표면에 증착되는 또 다른 기법이다. ALD 프로세스에 따르면, 제1 프리커서 가스 플로우가 표면과 반응하여 단층(monolayer)을 생성하는데 사용된다. 제1 프리커서 가스 플로우는 중단되고, 그 후 제2 프리커서 가스 플로우가 다른 단층을 생성하는데 사용된다. 이러한 2단 시퀀스의 "펄싱(pulsing)" 프리커서 가스들은 원하는 두께의 단일 물질의 박막이 이루어질 때까지 여러 번 반복된다. 다른 버전의 ALD 프로세스에서, 2보다 많은 프리커서 가스 플로우가 순차적으로 사용되어 박막을 생성한다. 반응 챔버에 대한 각각의 프리커서 가스의 도입은 이전 프리커서 가스가 제거되는 것을 보장하기 위해 퍼지 가스(purge gas)의 도입 후에 일어날 수 있으며, 이로써 원치 않는 증착 부산물을 감축 또는 방지한다. 우수한 두께 제어를 제공함에도 불구하고, 기재의 표면에 교대 단층들(alternating monolayers)을 생성하는 ALD 프로세스는 시간 집약적이고, 처리율(throughput)을 상당히 제한한다.Atomic layer deposition (ALD) is another technique in which films are deposited on the surface of a substrate. According to the ALD process, a first precursor gas flow is used to react with the surface to create a monolayer. The first precursor gas flow is stopped and then the second precursor gas flow is used to create another monolayer. These two-stage "pulsing" precursor gases are repeated several times until a thin film of a single material of the desired thickness is formed. In other versions of the ALD process, more than two precursor gas flows are used sequentially to produce thin films. The introduction of each precursor gas into the reaction chamber may occur after the introduction of purge gas to ensure that the previous precursor gas is removed, thereby reducing or preventing unwanted deposition byproducts. Despite providing good thickness control, the ALD process of creating alternating monolayers on the surface of the substrate is time intensive and significantly limits throughput.
일 양태에서, 본 발명은 디바이스를 제조하는 인라인 화학 기상 증착법을 특징으로 한다. 이 방법은 진공 환경을 갖는 증착 챔버 및 제1 증착 모듈, 제2 증착 모듈, 및 제3 증착 모듈을 통해 기재를 운송하는 단계를 포함한다. 제1 증착 모듈을 통한 기재의 운송 중에 버퍼층(buffer layer)이 기재 위에 증착된다. 제2 증착 모듈을 통한 기재의 운송 중에 윈도우층(window layer)이 버퍼층 위에 증착된다. 제3 증착 모듈을 통한 기재의 운송 중에 투명 전도층이 윈도우층 위에 증착된다.In one aspect, the invention features an inline chemical vapor deposition method for manufacturing a device. The method includes transporting the substrate through a deposition chamber having a vacuum environment and a first deposition module, a second deposition module, and a third deposition module. During transport of the substrate through the first deposition module a buffer layer is deposited over the substrate. During transportation of the substrate through the second deposition module a window layer is deposited over the buffer layer. A transparent conductive layer is deposited over the window layer during transportation of the substrate through the third deposition module.
다른 양태에서, 본 발명은 디바이스를 제조하는 인라인 화학 기상 증착법을 특징으로 한다. 이 방법은 진공 환경을 갖는 증착 챔버 및 제1 증착 모듈, 제2 증착 모듈, 및 제3 증착 모듈을 통해 고정 레이트로 금속층 및 흡수층(absorber layer)을 갖는 기재를 운송하는 단계를 포함한다. 각각의 증착 모듈은 제1 프리커서 포트, 한 쌍의 제2 프리커서 포트, 및 한 쌍의 펌핑 포트(pumping port)를 포함하는 매니폴드(manifold)를 갖는 적어도 하나의 증착 스테이션(deposition station)을 포함한다. 제1 프리커서 포트는 제2 프리커서 포트 사이에 배치되고, 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 펌핑 포트들 사이에 배치된다. 제1 프리커서 포트 및 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 각각 제1 프리커서 가스 소스 및 제2 프리커서 가스 소스에 결합되도록 구성된다. 펌핑 포트들은 방출 시스템에 결합되어 제1 프리커서 가스 및 제2 프리커서 가스를 배출하도록 구성된다. 이 방법은 제1 증착 모듈을 통한 기재의 운송 중 기재에 버퍼층을 증착하는 단계; 제2 증착 모듈을 통한 기재의 운송 중 버퍼층에 윈도우층을 증착하는 단계; 및 제3 증착 모듈을 통한 기재의 수동 중에 윈도우층에 투명 전도층을 증착하는 단계를 더 포함한다.In another aspect, the invention features an inline chemical vapor deposition method for manufacturing a device. The method includes transporting a substrate having a metal layer and an absorber layer at a fixed rate through a deposition chamber having a vacuum environment and a first deposition module, a second deposition module, and a third deposition module. Each deposition module includes at least one deposition station having a manifold comprising a first precursor port, a pair of second precursor ports, and a pair of pumping ports. Include. The first precursor port is disposed between the second precursor ports, and the pair of second precursor ports are disposed between the pumping ports. The first precursor port and the pair of second precursor ports are configured to be coupled to the first precursor gas source and the second precursor gas source, respectively. The pumping ports are coupled to the discharge system and configured to discharge the first precursor gas and the second precursor gas. The method includes depositing a buffer layer on the substrate during transport of the substrate through the first deposition module; Depositing a window layer on the buffer layer during transport of the substrate through the second deposition module; And depositing a transparent conductive layer in the window layer during the passive of the substrate through the third deposition module.
또 다른 양태에서, 본 발명은 증착 챔버, 연속 운송 시스템, 및 제1, 제2, 및 제3 증착 모듈들을 포함하는 인라인 화학 기상 증착 시스템을 특징으로 한다. 연속 운송 시스템은 증착 챔버를 통하는 경로를 따라 기재를 운송한다. 제1, 제2, 및 제3 증착 모듈은 증착 챔버 내의 경로에 배치된다. 제1 증착 모듈은 버퍼층을 기재에 증착하기 위한 적어도 하나의 증착 스테이션을 갖고, 제2 증착 모듈은 버퍼층에 윈도우층을 증착하기 위한 적어도 하나의 증착 스테이션을 갖고, 제3 증착 모듈은 윈도우층에 투명 전도층(transparent conductive layer)을 증착하기 위한 적어도 하나의 증착 스테이션을 갖는다. 각각의 증착 모듈은 매니폴드를 갖는 적어도 하나의 증착 스테이션을 포함한다. 각각의 매니폴드는 제1 프리커서 포트, 한 쌍의 제2 프리커서 포트, 및 한 쌍의 펌핑 포트를 포함한다. 제1 프리커서 포트는 제2 프리커서 포트 사이에 배치되고, 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 펌핑 포트들 사이에 배치된다. 제1 프리커서 포트 및 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 각각 제1 프리커서 가스 소스 및 제2 프리커서 가스 소스에 결합되도록 구성된다. 펌핑 포트들은 방출 시스템에 결합되어 제1 프리커서 가스 및 제2 프리커서 가스를 배출하도록 구성된다.In another aspect, the invention features an inline chemical vapor deposition system that includes a deposition chamber, a continuous transport system, and first, second, and third deposition modules. Continuous delivery systems transport the substrate along a path through the deposition chamber. The first, second, and third deposition modules are disposed in the path within the deposition chamber. The first deposition module has at least one deposition station for depositing a buffer layer on the substrate, the second deposition module has at least one deposition station for depositing a window layer on the buffer layer, and the third deposition module is transparent to the window layer. It has at least one deposition station for depositing a transparent conductive layer. Each deposition module includes at least one deposition station having a manifold. Each manifold includes a first precursor port, a pair of second precursor ports, and a pair of pumping ports. The first precursor port is disposed between the second precursor ports, and the pair of second precursor ports are disposed between the pumping ports. The first precursor port and the pair of second precursor ports are configured to be coupled to the first precursor gas source and the second precursor gas source, respectively. The pumping ports are coupled to the discharge system and configured to discharge the first precursor gas and the second precursor gas.
본 발명의 전술한 이점 및 추가적인 이점들은 첨부 도면들과 함께 다음의 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있으며, 동일한 참조부호는 다양한 도면에서 동일한 구조 요소 및 특징들을 나타낸다. 명확성을 위해, 모든 도면에서 모든 구성요소에 도면부호가 부여되지 않을 수 있다. 도면들은 반드시 스케일대로 도시된 것은 아니며, 대신 본 발명의 원리를 예시하는데 중점을 두었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 CVD 시스템을 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 스테이션의 매니폴드를 지나 운송되는 웨브 기재를 예시한다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 스테이션의 매니폴드를 지나 운송되는 웨브 기재를 예시한다.
도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 스테이션의 매니폴드를 지나 운송되는 웨브 기재를 예시한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 구조로서 통합된 도 1의 증착 스테이션들의 매니폴드들의 블록도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 프리커서 포트들 및 펌프 포트들에 대한 웨브 기재의 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 증착 스테이션 모듈의 전면 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 통합 증착 스테이션 모듈의 후면 사시도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 통합 증착 스테이션 모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인라인 CVD 시스템을 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 인라인 CVD 방법을 사용하여 이룰 수 있는 디바이스 구조의 일례를 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인라인 CVD 시스템을 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인라인 CVD 시스템을 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스를 제조하는 인라인 CVD 방법을 나타낸 흐름도이다.The above and further advantages of the present invention can be better understood by referring to the following description in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference characters designate the same structural elements and features in the various drawings. For clarity, all components in all drawings may not be given reference numerals. The drawings are not necessarily to scale, with emphasis instead being placed upon illustrating the principles of the invention.
1 illustrates an inline CVD system according to one embodiment of the invention.
2A illustrates a web substrate being transported past a manifold of a deposition station in accordance with one embodiment of the present invention.
2B illustrates a web substrate being transported past a manifold of a deposition station in accordance with another embodiment of the present invention.
2C illustrates a web substrate being transported past a manifold of a deposition station in accordance with another embodiment of the present invention.
3A is a block diagram of the manifolds of the deposition stations of FIG. 1 integrated as a single structure in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a top view of the web substrate for the precursor ports and pump ports shown in FIG. 3A.
4A is a front perspective view of an integrated deposition station module in accordance with an embodiment of the present invention.
4B is a rear perspective view of the integrated deposition station module shown in FIG. 4A.
4C is a cross-sectional view of the integrated deposition station module shown in FIG. 4A.
5 illustrates an inline CVD system according to another embodiment of the present invention.
6 illustrates an example of a device structure that may be achieved using an inline CVD method in accordance with embodiments of the present invention.
7 illustrates an inline CVD system according to another embodiment of the present invention.
8 illustrates an inline CVD system according to another embodiment of the present invention.
9 is a flow diagram illustrating an inline CVD method for fabricating a device in accordance with one embodiment of the present invention.
본 발명의 방법들의 단계들은 조작 가능한 결과들을 이용하여 임의의 순서로 수행될 수 있고, 다르게 설명되지 않았으면 2 이상의 단계들은 동시에 수행될 수 있다. 나아가, 본 발명의 시스템 및 방법들은 조작 가능한 방식으로 설명된 실시예들 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The steps of the methods of the present invention may be performed in any order using the operable results, and two or more steps may be performed simultaneously unless otherwise described. Further, the systems and methods of the present invention may include any one or combination of the described embodiments in an operable manner.
본 발명의 교시는 CVD, MOCVD, 및 HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy) 프로세스들과 같은 반응성 가스 상태 프로세싱을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 종래의 반도체 재료 반응성 가스 상태 프로세싱에서, 반도체 웨이퍼들이 반응 챔버 내의 캐리어에 실장된다. 가스 분배 인젝터(gas distribution injector)가 캐리어를 마주하도록 구성된다. 통상적으로, 인젝터는 복수의 가스 또는 이들의 조합을 수용하는 가스 흡입구(gas inlet)를 포함한다. 인젝터는 가스 또는 가스의 조합을 반응 챔버로 지시한다. 공통적으로, 인젝터들은 표면에서의 반응 프로세스 및 에피택셜 성장(epitaxial growth)의 효율을 최대화하기 위해 가능하면 프리커서 가스들이 각각의 웨이퍼 표면 가깝게 반응할 수 있게 하는 패턴으로 배열된 샤워헤드 디바이스들(showerhead devices)을 포함한다.The teachings of the present invention relate to systems and methods for reactive gas state processing, such as CVD, MOCVD, and halide vapor phase epitaxy (HVPE) processes. In conventional semiconductor material reactive gas state processing, semiconductor wafers are mounted to a carrier in a reaction chamber. A gas distribution injector is configured to face the carrier. Typically, the injector includes a gas inlet containing a plurality of gases or a combination thereof. The injector directs the gas or combination of gases to the reaction chamber. Commonly, injectors are showerhead devices arranged in a pattern that allows precursor gases to react as close to each wafer surface as possible to maximize the efficiency of reaction processes and epitaxial growth at the surface. devices).
일부 가스 분배 인젝터들은 CVD 프로세스 중에 라미나 가스 플로우(laminar gas flow)를 제공하는 것을 돕기 위한 슈라우드(shroud)를 포함한다. 하나 이상의 캐리어 가스는 라미나 가스 플로우를 생성 및 유지하는 것을 돕는데 사용될 수 있다. 캐리어 가스들은 프리커서 가스들과 반응하지 않고, 그렇지 않으면 CVD 프로세스에 영향을 미치지 않는다. 통상적인 가스 분배 인젝터는 가스 흡입구로부터 웨이퍼들이 프로세싱되는 반응 챔버의 목표 영역들로 프리커서 가스들을 지시한다. 예를 들어, 일부 MOCVD 프로세스에서, 가스 분배 인젝터는 금속 유기물 및 수소화물을 포함하는 프리커서 가스들의 조합을 반응 챔버에 도입한다. 수소 또는 질소와 같은 캐리어 가스 또는 아르곤 또는 헬륨과 같은 불활성 가스가 인젝터를 통해 챔버로 도입되어 웨이퍼에 라미나 플로우를 유지하는 것을 돕는다. 프리커서 가스들은 챔버 내에서 혼합 및 반응하여 웨이퍼에 필름을 형성한다.Some gas distribution injectors include shrouds to help provide laminar gas flow during the CVD process. One or more carrier gases may be used to help generate and maintain the lamina gas flow. Carrier gases do not react with precursor gases or otherwise affect the CVD process. A typical gas distribution injector directs precursor gases from the gas inlet to target regions of the reaction chamber where wafers are processed. For example, in some MOCVD processes, a gas distribution injector introduces a combination of precursor gases, including metal organics and hydrides, into the reaction chamber. A carrier gas such as hydrogen or nitrogen or an inert gas such as argon or helium is introduced through the injector into the chamber to help maintain the lamina flow on the wafer. The precursor gases mix and react in the chamber to form a film on the wafer.
MOCVD 및 HVPE 프로세스에서, 웨이퍼들은 통상적으로 고온으로 유지되고, 프리커서 가스들은 반응 챔버로 도입되는 경우 통상적으로 저온으로 유지된다. 가스들이 더 뜨거운 웨이퍼를 지나 흘러감에 따라 프리커서 가스들의 온도 및 반응을 위한 가용 에너지가 증가한다.In MOCVD and HVPE processes, wafers are typically kept at a high temperature and precursor gases are typically kept at a low temperature when introduced into the reaction chamber. As the gases flow through the hotter wafer, the temperature of the precursor gases and the available energy for the reaction increase.
하나의 공통 타입의 CVD 반응 챔버는 디스크 형상의 웨이퍼 캐리어를 포함한다. 캐리어는 캐리어의 상단 표면에 하나 이상의 웨이퍼를 유지하기 위해 배열된 포켓 또는 구조 특징들을 갖는다. CVD 프로세싱 중에, 캐리어는 웨이퍼-베어링 표면에 수직하게 연장되는 수직축을 중심으로 회전된다. 캐리어의 회전은 증착 재료의 균일성을 개선한다. 회전 중에, 프리커서 가스들이 캐리어 위의 플로우 흡입 요소로부터 반응 챔버로 도입된다. 플로우 가스들은 바람직하게 라미나 플러그 플로우에서 웨이퍼를 통해 아래로 지나간다. 가스들이 회전 중인 캐리어에 접근함에 따라, 점성 항력(viscous drag)은 가스들이 그 축을 중심으로 회전하게 한다. 결과적으로, 캐리어 표면 및 웨이퍼 근처의 경계 영역에서 가스들은 축 주변을 따라 캐리어의 에지를 향해 외부로 흐른다. 가스들은 캐리어 에지를 지나서 흘러서, 하나 이상의 배출 포트를 향해 아래로 흐른다. 통상적으로, MOCVD 프로세스는 각각 상이한 조성물을 갖는 복수의 상이한 층을 증착하여 디바이스를 형성하기 위해 일련의 상이한 프리커서 가스 및 일부 실시예의 경우 상이한 웨이퍼 온도들을 사용하여 수행된다.One common type of CVD reaction chamber includes a disk shaped wafer carrier. The carrier has pocket or structural features arranged to hold one or more wafers on the top surface of the carrier. During CVD processing, the carrier is rotated about a vertical axis extending perpendicular to the wafer-bearing surface. Rotation of the carrier improves the uniformity of the deposition material. During rotation, precursor gases are introduced into the reaction chamber from the flow suction element above the carrier. The flow gases are preferably passed down through the wafer in a lamina plug flow. As the gases approach the rotating carrier, viscous drag causes the gases to rotate about their axis. As a result, gases at the carrier surface and in the boundary region near the wafer flow outwards along the axis periphery towards the edge of the carrier. The gases flow past the carrier edge and flow down toward one or more outlet ports. Typically, the MOCVD process is performed using a series of different precursor gases and, in some embodiments, different wafer temperatures to deposit a plurality of different layers, each having a different composition, to form a device.
MOCVD 및 HVPE와 같은 CVD 프로세스들은 통상적으로 처리 용량이 제한된다. CVD 프로세싱을 위한 종래의 시스템 및 방법들은 쓸모없는 장비 없이 롤 간 증착 시스템에서 웨이퍼 및 그 밖의 개별 기재들의 대용량 프로세싱 및 웨브 기재들의 고속 프로세싱을 지원하는데 적절하지 않다.CVD processes such as MOCVD and HVPE are typically limited in processing capacity. Conventional systems and methods for CVD processing are not suitable for supporting high-speed processing of web substrates and high volume processing of wafers and other individual substrates in a roll-to-roll deposition system without useless equipment.
본 발명의 시스템 및 방법들은 웨브 기재 및 개별 기재들의 인라인 CVD 프로세싱에 적합하다. 시스템 및 방법들은 태양 전지 및 평판 패널 디스플레이의 제조에서와 같이 단일 층이 기재에 증착되는 고처리량 프로세싱에 특히 적절하다. 이러한 예시적인 애플리케이션에서, 태양 전지들을 생성하기 위해 아연 산화물이 기재에 증착된다. 다른 예시적인 애플리케이션에서, 평판 패널 디스플레이를 위한 제조 프로세스의 일부로서 인듐 주석 산화물이 기재에 증착된다. 여기에 사용된 바와 같이, 기재는 슈퍼스트레이트(superstrate), 즉 입사광을 수용하기 위한 디바이스의 제1 층인 지지층(supporting layer)이다. 이 시스템은 종래의 증착 시스템들에 비해 여러 이점을 제공한다. 증착된 필름의 품질이 개선되고, 프로세스 장비의 비용이 감소된다. 더구나, 부분적으로 더 효율적인 재료 이용률로 인해 운영 비용이 더 낮다. 예를 들어, 재료 이용률은 종래의 스퍼터링 시스템들에서 목표 재료 이용률보다 상당히 더 크다.The systems and methods of the present invention are suitable for in-line CVD processing of web substrates and individual substrates. The systems and methods are particularly suitable for high throughput processing in which a single layer is deposited on a substrate, such as in the manufacture of solar cells and flat panel displays. In this exemplary application, zinc oxide is deposited on the substrate to produce solar cells. In another exemplary application, indium tin oxide is deposited on a substrate as part of a manufacturing process for a flat panel display. As used herein, the substrate is a superstrate, i.e. a supporting layer, which is the first layer of the device for receiving incident light. This system offers several advantages over conventional deposition systems. The quality of the deposited film is improved and the cost of the process equipment is reduced. Moreover, operating costs are lower, in part due to more efficient material utilization. For example, the material utilization is significantly greater than the target material utilization in conventional sputtering systems.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 CVD 시스템(10)을 도시한다. 인라인 CVD 시스템(10)은 연속 방식으로 증착 챔버(18)를 통해 웨브 기재(14)를 운송하기 위한 웨브 운송 시스템을 포함한다. 웨브 운송 시스템은 공급 롤러(22A) 및 수용 롤러(22B)를 포함한다. 공급 롤러(22A)는 프로세싱될 웨브 기재(14)의 소스이다. 수용 롤러(22B)는 증착이 완료된 후 웨브 기재(14)를 수용하고, 롤 형태로 웨브 기재(14)를 유지한다. 웨브 기재(14)의 경로를 정확하게 제어하기 위해 공급 롤러(22A)와 수용 롤러(22B) 사이의 증착 챔버(18) 내에 추가 롤러들(22C)이 배치된다. 웨브 운송 시스템은 경로를 따라 실질적으로 고정 레이트로 웨브 기재(14)를 운송한다. 옵션으로서, 기생 증착(parasitic deposition)으로부터 챔버 벽들을 깨끗하게 유지하기 위해, 퍼지 가스들이 다양한 챔버 위치들, 또는 페이아웃 챔버(payout chamber; 20A) 및 테이크업 챔버(takeup chamber; 20B)에 도입될 수 있다.1 illustrates an
증착 챔버(18)는 공지된 바와 같이 저압력(예를 들어, 1 torr LPCVD 프로세스) 또는 대기압(예를 들어, APCVD 프로세스)으로 유지된다. 증착 챔버(18)는 웨브 기재(14)의 경로에 인접하여 배치된 복수의 증착 스테이션(26)을 포함한다. 예시된 실시예에서 명확화를 위해 3개의 증착 스테이션(26)만이 도시되어 있는데, 증착 스테이션(26)의 개수가 상이할 수 있다는 점이 당업자에 의해 인식될 수 있을 것이다. 각각의 증착 스테이션(26)은 프리커서 가스 소스(28)에 결합된 매니폴드를 포함한다. 각각의 증착 스테이션(26)은 프리커서 가스들이 웨브 기재 근처에 반응하여 필름을 증착하기 위해 웨브 기재(14)의 근접 표면과 매니폴드 사이에 라미나 플로우의 프리커서 가스들을 제공한다. 일부 실시예에서, 라미나 플로우의 프리커서 가스 중 하나 이상은 공지된 바와 같은 PECVD(Plasma Enhanced CVD)에 따라 RF 전원 또는 마이크로웨이브 전원을 사용하여 가동된다.Deposition chamber 18 is maintained at low pressure (eg, 1 torr LPCVD process) or atmospheric pressure (eg, APCVD process), as is known. The deposition chamber 18 includes a plurality of deposition stations 26 disposed adjacent to the path of the
종래의 MOCVD 반응 챔버와 달리, 프리커서 가스들은 플로우의 반대 수직 방향으로 기재(14) 아래에 도입되는데, 즉 가스들은 코팅될 표면을 향해 위로 흘러간다. 결과적으로, 프리커서 가스들의 반응의 원치 않는 부산물은 하방 프리커서 가스 플로우 구성에서 일어날 수 있는 증착 프로세스를 오염시키거나 이를 방해하지 않는다.Unlike conventional MOCVD reaction chambers, precursor gases are introduced below the
증착 챔버(18)는 CVD 프로세스 중에 웨브 기재(14)를 가열하기 위한 히터를 포함한다. 예시된 실시예에서, 방사 히터와 같은 가열 모듈(24)은 원하는 프로세스 온도로 웨브 기재(14)를 가열하기 위해 증착 스테이션(26) 각각의 맞은 편에서 웨브 기재(14)에 근접하여 위치한다. 대체 실시예에서, 하나 이상의 히터는 웨브 기재(14)와 열 접촉한다. 당업자는 여러 다른 타입의 히터들이 웨브 기재(14)를 가열하는데 사용될 수 있다는 점을 인식할 것이다.The deposition chamber 18 includes a heater for heating the
웨브 기재(14)의 경로는 일련의 방식으로 증착 스테이션(26)의 매니폴드를 지나가도록 구성되어 웨브 기재(14)가 수용 롤러(22B)에 도착하기 전에 원하는 두께의 단일 재료 층이 증착된다. 더 구체적으로, 재료 필름이 제1 증착 스테이션(26A)을 지나가면서 웨브 기재(14)에 증착된다. 그 다음, 웨브 기재(14)는 제2 재료 필름 및 제3 재료 필름이 각각 증착된 제2 증착 스테이션(26B) 및 제3 증착 스테이션(26C)을 지나간다. 이로 인해, 수용 롤러(22B)에 증착된 재료 층의 두께는 증착 스테이션(26)에 의해 증착된 각각의 필름들의 두께의 합이다. 일부 실시예에서, 각각의 증착 스테이션(26)에서의 증착 온도, 가스 상태 조성, 또는 증착 온도와 가스 상태 조성 모두는 증착 스테이션(26)마다 달라지며, 이로 인한 필름 특성들은 제1 증착 필름, 그 다음 증착 필름, 그리고 마지막 증착 필름이 서로 다르다.The path of the
증착 챔버(18)는 CVD 프로세스 중에 형성됨에 따라 하나 이상의 인시투(in-situ) 측정 디바이스들로 구성되어 증착 층을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 측정 디바이스가 증착 층을 특징으로 하도록 각각의 증착 스테이션(26) 후에 위치한다.Deposition chamber 18 may be configured with one or more in-situ measurement devices as it is formed during the CVD process to monitor the deposition layer. In one embodiment, the measurement device is located after each deposition station 26 to characterize the deposition layer.
도 2a는 일 실시예에 따라 증착 스테이션들(26) 중 하나를 위한 히터(24)와 매니폴드(30) 사이에서 좌측에서 우측으로 통과하는 웨브 기재(14)를 도시한다. 각각의 매니폴드(30)는 제1 프리커서 가스의 소스에 결합된 프리커서 포트(포트 “A”) 및 제2 프리커서 가스의 소스에 결합된 한 쌍의 프리커서 포트(포트 “B1” 과 포트 “B2”)를 포함한다. 프리커서 가스 포트들은 2개의 펌핑 포트(“PUMP1” 과 “PUMP2”) 사이에 배치된다. 펌핑 포트들은 증착 챔버(18)로부터 프리커서 가스들을 배출하기 위한 방출 시스템에 결합된다. 프리커서 가스들의 소스들(28)은 증착 챔버(18)에 근접하여 위치하거나 원거리에 위치할 수 있다. CVD 프로세스 중에 증착될 재료는 프리커서 포트들을 상이한 프리커서 가스 소스들(28)에 결합함으로써 변경될 수 있다. 각각의 매니폴드(30)에서 결합이 수동으로 수행될 수 있다. 대안으로서, 가스 분배 밸브의 원격 활성화에 의해 프리커서 가스들의 재구성이 수행될 수 있다. 특정 예시로서, 하나의 프리커서 가스는 아연 화합물일 수 있고, 다른 프리커서 가스는 산소일 수 있는데, 증착된 층은 평판 패널 디스플레이, 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 및 태양 전지의 제조에 사용되는 알루미늄, 붕소, 인듐, 불소, 은, 비소, 안티몬, 인, 질소, 리튬, 마그네슘, 또는 갈륨-도핑 아연 산화물 재료를 포함한다. 밴드갭 및 광학 전송 파장 차단, 부착, 또는 다른 전기 특성들을 제어하기 위해, 아연 산화물은 다양한 농도의 Mg, Cd, Be, Te, S, 및 다른 원소들과 합금될 수 있다.2A shows
CVD 프로세싱 중에, 웨브 운송 시스템은 웨브 기재(14)의 근접 표면(34)이 프리커서 포트 및 펌핑 포트에 인접하도록 증착 스테이션(26)을 통해 웨브 기재(14)를 이동시킨다. 여기에 사용된 바와 같이, 웨브 기재(14)의 인접 부위와 증착 스테이션의 포트들 사이의 간격은 작은데, 예를 들어 0.3cm와 5cm 사이에 있다. 바람직하게, 그 간격은 0.5cm와 1cm 사이에 있다. 제1 프리커서 가스는 포트 A로부터 위로 흘러간 후, 펌핑 포트 각각을 향해 실질적인 라미나 플로우에서의 이격된 영역을 통해 표면(34)을 따라 흘러간다. 제2 프리커서 가스는 프리커서 포트 B1으로부터 위로 흘러간 후, 표면(34)을 따라 좌측으로 흘러서, 제1 펌핑 포트(PUMP1)로 흐르는 제1 프리커서 가스의 일부와 혼합된다. 유사하게, 프리커서 포트 B2로부터 위로 흐르는 제2 프리커서 가스는 표면(34)을 따라 우측으로 흘러서, 제2 펌핑 포트(PUMP2)로 흐르는 제1 프리커서 가스의 일부와 혼합된다.During CVD processing, the web transport system moves the
프리커서 가스들은 펌프 포트(PUMP)를 통해 제거되기 전에 공통 플로우 영역들에서 서로 혼합되어 반응한다. 이로 인해, 반응이 일어나고 필름이 증착되는, 각각의 증착 스테이션(26)의 매니폴드(30) 위의 2개의 영역이 존재한다. 프리커서 가스들의 플로우 레이트를 증가시키는 것은 증착 레이트의 증가를 초래한다. 웨브 기재(14)는 전체 웨브 표면(34)이 CVD 프로세스 동작 중에 각각의 증착 스테이션(26)의 2개의 영역을 통과하도록 연속적으로 이동한다.The precursor gases react with one another in common flow regions before being removed through the pump port (PUMP). As such, there are two regions above the
유리하게, 프리커서 가스들은 프리커서 가스들의 반응이 표면(34) 근처 영역 및 그 표면(34)으로 제한되도록 배출되기 전에 웨브 기재(14)의 표면(34) 근처에서 혼합되도록 제한된다. 이로 인해, 증착 챔버의 다른 영역들의 프리커서 가스들의 반응이 방지되고, 원치 않은 증착 및 오염들이 회피된다. Advantageously, the precursor gases are limited to mixing near the
본 발명의 다른 실시예에 따른 매니폴드(40)의 대체 구성이 도 2b에 도시된다. 이러한 구성에서, 제1 퍼지 포트 “PURGE1”가 포트 A와 포트 B1 사이에 제공되고, 제2 퍼지 포트 “PURGE2”가 포트 A와 포트 B2 사이에 제공된다. 2개의 추가 퍼지 포트 “PURGE3” 및 “PURGE4”가 펌프 포트의 반대 측에 배치된다. 각각의 퍼지 포트는 프리커서 가스와 반응하지 않는 캐리어 가스를 제공한다. 캐리어 가스는 프리커서 가스들의 균일한 라미나 플로우를 구축 및 유지하는 것을 돕는다. 2개의 프리커서 가스 사이의 반응은 도 2a에 대해 전술된 바와 유사한 방식으로 혼합되는 영역에서 일어난다.An alternative configuration of
도 2c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 매니폴드(44)의 구성을 도시한다. 이 구성에서, 단일 포지 포트 “PURGE”가 매니폴드(44)의 중심 포트이다. 제1 쌍의 프리커서 가스 포트 A1 및 A2는 퍼지 포트를 둘러싸고, 라미나 플로우에 제1 프리커서 가스를 제공한다. 제2 쌍의 프리커서 가스 포트 B1 및 B2는 퍼지 포트 및 제1 프리커서 가스 포트 A1 및 A2를 둘러싸고, 라미나 플로우에 제2 프리커서 가스를 제공한다.2C shows the configuration of a manifold 44 in accordance with another embodiment of the present invention. In this configuration, a single forge port “PURGE” is the center port of the manifold 44. The first pair of precursor gas ports A1 and A2 surround the purge port and provide a first precursor gas to the lamina flow. The second pair of precursor gas ports B1 and B2 surround the purge port and the first precursor gas ports A1 and A2 and provide a second precursor gas to the lamina flow.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 구조로서 통합된 도 1의 증착 스테이션들(26)의 매니폴드들의 블록도이다. 각각의 매니폴드(30)는 인접 매니폴드들(30)의 인접 펌프 포트들이 단일 펌프 포트로서 결합된 것을 제외하고 도 2a에 관해 전술한 대로 구성된다. 도 3b는 도 3a에 도시된 프리커서 가스 포트들 및 펌프 포트들 위를 지나감에 따라 웨브 기재(14)의 평면도이다. 점선의 직사각형들은 웨브 기재(14) 아래 있는 포트들의 위치를 나타낸다.3A is a block diagram of the manifolds of the deposition stations 26 of FIG. 1 integrated as a unitary structure in accordance with one embodiment of the present invention. Each manifold 30 is configured as described above with respect to FIG. 2A except that adjacent pump ports of
각각의 프리커서 포트 및 각각의 펌프 포트는 증착 층이 웨브 기재(14)의 에지로 연장되도록 웨브 기재(14)의 폭 W보다 약간 큰 길이 L을 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 각각의 매니폴드(30)의 경우, 2개의 프리커서 가스들이 좌측으로의 라미나 플로우에서 혼합되는 하나의 영역(A+B)이 존재하고, 2개의 프리커서 가스들이 우측으로의 라미나 플로우에서 혼합되는 제2 영역(A+B)이 존재한다. 웨브 기재(14)가 좌측에서 우측 방향으로 이동함에 따라, 증착 층은 혼합 프리커서 가스들의 각각의 영역에 의해 점진적으로 도포된다. 바람직하게, 각각의 프리커서 가스 포트에 존재하는 가스들의 플로우 레이트는 포트의 길이 L을 따라 고정적이며, 이로써 라미나 플로우의 혼합 영역 내에서의 프리커서 가스들의 비의 변화를 최소화하고 증착 층에서의 불균일성을 최소화한다.Each precursor port and each pump port has a rectangular shape with a length L slightly larger than the width W of the
예시된 실시예에서, 각각의 매니폴드(30)는 “B-A-B” 프리커서 가스 포트 시퀀스 구성을 갖는데, 즉 프리커서 가스 포트 B는 단일 프리커서 가스 포트 A의 양측에 배치된다. 대체 실시예에서, 매니폴드들 중 하나 이상은 “A-B-A” 프리커서 가스 포트 구성을 갖는다. 다시 말하면, 매니폴드 중 적어도 하나의 경우, 가스 포트에 제공되는 프리커서 가스들의 시퀀스는 "반전”된다.In the illustrated embodiment, each manifold 30 has a “B-A-B” precursor gas port sequence configuration, that is, precursor gas port B is disposed on both sides of a single precursor gas port A. In an alternate embodiment, one or more of the manifolds have an “A-B-A” precursor gas port configuration. In other words, for at least one of the manifolds, the sequence of precursor gases provided to the gas port is “inverted”.
도 4a 및 도 4b는 각각 통합 증착 스테이션 모듈(50)의 일 실시예의 상부 사시도 및 하부 사시도이다. 도 4c는 모듈(50)의 단면도이다. 모듈(50)은 단일 구조로서 통합된 3개의 증착 스테이션(26)을 포함한다. 각각의 펌프 포트 “PUMP”가 단일 슬롯 대신 3개의 근접 배치된 좁은 슬롯을 포함하는 것을 제외하고, 매니폴드들은 도 3a에 도시된 바와 유사한 배열로 구성된다.4A and 4B are top and bottom perspective views, respectively, of one embodiment of the integrated
각각의 프리커서 가스 포트 A 또는 B는 포트들의 길이에 수직인 모듈(50)의 하단에 있는 각각 한 쌍의 가스 채널(54a 또는 54b)에 의해 공급된다. 모듈(50)의 하단에 따른 단일의 펌프 배출 플리넘(pump exhaust plenum; 58)이 단일 펌프 포트의 3개의 슬롯에 4개의 장소 각각에서 결합된다. 펌프 포트의 좁은 슬롯들은 압력 격차가 펌프 배출 플리넘(58)의 외부 및 내부 사이에서 유지될 수 있게 한다. 결과적으로, 펌핑은 슬롯들의 길이를 따라 균일하며, 개선된 라미나 플로우가 이루어진다.Each precursor gas port A or B is supplied by a pair of gas channels 54a or 54b respectively at the bottom of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 CVD 시스템(80)을 설명한다. CVD 시스템(80)은 증착 챔버(84)를 통해 개별 기재들(92)을 운송하기 위한 연속 기재 운송 시스템을 포함한다. 예를 들어, 개별 기재들(92)은 반도체 웨이퍼와 같은 웨이퍼 또는 유리 시트일 수 있다. CVD 시스템(80)은 태양 전지 및 디바이스의 제조 시에 반도체 웨이퍼를 프로세싱하는데 사용될 수 있다.5 illustrates an inline CVD system 80 according to one embodiment of the invention. CVD system 80 includes a continuous substrate transport system for transporting
개별 기재들(92)은 대기압에서 기재 운송 시스템에 적재된다. 기재 운송 시스템은 다른 기재(92) 및 시스템 컴포넌트들에 대해 각각의 기재(92)의 원하는 위치를 유지하면서 인라인 CVD 시스템(80)을 통과함에 따라 기재들(92)을 직접 지지하는 복수의 롤러(88)를 포함한다. 대안으로서, 하나 이상의 기재(92)를 유지하고, 개구 주변에 연속으로 연장되거나 핀 형태를 갖는 소형 뚜껑을 각각 갖는 하나 이상의 개구들을 구비한 각각의 캐리어를 갖는 기재들(92)을 운송하는데 캐리어들이 사용된다. 예를 들어, 캐리어는 하나 이상의 “픽처 프레임들”로서 구성될 수 있는데, 기재(92)는 중력에 의해 각각의 프레임에서 유지된다. 기재들(92)은 공지된 하나 이상의 로봇 시스템 또는 다른 자동화 메커니즘을 사용하여 롤러들(88) 상에 또는 캐리어들에 위치한다. 일 실시예에서, 롤러들(88)은 기재들(92)의 운송 레이트가 인라인 CVD 시스템 전체에 걸쳐 고정되도록 동기화되어 연속적으로 동작된다. 다른 실시예에서, 롤러들(88) 또는 롤러들(88)의 그룹들이 독립적으로 제어된다. 예를 들어, 후술되는 로드 록 챔버(load lock chamber; 96)들 내의 롤러들(88)은 하나의 회전 레이트로 연속 또는 간헐적으로 동작될 수 있지만, 증착 시스템에서의 롤러들은 상이한 회전 레이트로 동작된다. 증착 스테이션들(24)에 인접한 그룹들 및 로드 록 챔버들(96)에 있는 롤러들(88)의 그룹들의 위치는 서로 가까이 배치되어, 롤러들(88)의 다음 그룹에 대한 “핸드 오프”가 부드럽고 안정적인 방식으로 일어난다. 다른 실시예들에서, 연속 기재 운송 시스템은 인라인 CVD 시스템을 통해 개별 기재들(92)의 위치를 제어하기 위한 공지된 다른 메커니즘들을 사용한다. 예를 들어, 연속 기재 운송 시스템은 하나 이상의 제어 가능 리드 스크류 메커니즘(lead screw mechanism)을 포함할 수 있다.
바람직하게, 증착 챔버(84)의 벽들은 챔버(84)의 다양한 위치들에 도입되는 퍼지 가스들에 의해 기생 증착으로부터 깨끗하게 유지된다. 퍼지 가스들은 또한 CVD 프로세스 진행 중에 롤러들(88)을 깨끗하게 유지하는데 사용될 수 있다.Preferably, the walls of the deposition chamber 84 are kept clean from parasitic deposition by purge gases introduced at various locations in the chamber 84. Purge gases may also be used to keep the
개별 기재들(92)은 증착 챔버(84)로 입력되기 전에 제1 로드 록 챔버 또는 격리 챔버(96A)를 통과한다. 게이트 밸브(98A)와 함께 로드 록 챔버(96A)는 개별 기재들(92)이 기재 피드 메커니즘에 적재되는 대기압과 증착 챔버(84)의 진공 환경 사이에 압력 인터페이스를 제공한다. 일 실시예에서, 로드 록 챔버(96A)는 대기압 미만이고 증착 챔버(84)의 진공 레벨보다 큰 압력을 유지한다. 다른 실시예에서, 로드 록 챔버(96A)는 펌프 및 퍼지 사이클이 CVD 프로세싱 중에 반복될 수 있도록 퍼지 가스의 소스 및 진공 펌프에 결합된다.
기재 피드 메커니즘은 도 1의 웨브 기재(14)에 대한 전술한 바와 유사한 순차 방식으로 각각의 기재(92)가 복수의 증착 스테이션(26) 및 히터(24)에 근접하여 통과하도록 증착 챔버(184)를 통해 개별 기재들(92)을 운송한다. 증착 스테이션들(26)은 프리커서 가스 소스들(28)에 결합되고 각각의 매니폴드와 개별 기재(92)의 표면 사이에 라미나 플로우에서의 적어도 2개의 프리커서 가스를 제공하도록 구성되는 매니폴드들을 포함한다. 이로 인해, 프리커서 가스들이 반응하여 기재 표면에 층을 증착한다. 옵션으로서, 프리커서 가스들은 RF 전원을 사용하여 가동되어 공지된 PECVD 프로세스가 수행되게 할 수 있다. 개별 기재들(92)은 순차적 방식으로 증착 스테이션들(26)을 지나며, 이로써 원하는 두께의 재료 층이 기재들이 마지막 증착 스테이션(26C)을 지날 때까지 증착된다. The substrate feed mechanism allows the deposition chamber 184 to pass through each
증착 층의 완료 후에, 프로세싱된 기재(92)는 증착 챔버(84)를 나와서 출력 로드 록(output load lock) 또는 격리 챔버(96B)로 들어간다. 로드 록 챔버(96B) 및 게이트 밸브(98B)는 미적재 스테이션(unloading station)에서의 대기압과 증착 챔버(84)의 진공 환경 사이의 압력 인터페이스로서 수행한다. 일 실시예에서, 로드 록 챔버(96B)는 대기압과 증착 챔버(84)의 압력 사이의 압력에서 동작한다. 다른 실시예에서, 로드 록 챔버(96B)는 진공 펌프 및 퍼지 가스의 소스에 결합되어 펌프 및 퍼지 사이클이 CVD 프로세싱 중에 수행될 수 있게 한다. 로드 록 챔버(96B)를 나온 후, 개별 기재들(92)은 미적재 스테이션(미도시)으로 통과하는데, 여기서 공지된 하나 이상의 로봇 시스템 또는 자동화 메커니즘을 사용하여 연속 기재 피드 메커니즘으로부터 제거된다.After completion of the deposition layer, the processed
전술된 시스템 실시예들 및 본 발명에 따른 인라인 CVD 시스템의 다른 실시예들에서, 프리커서 가스 플로우 레이트, 기재 온도 및 운송 레이트, 펌프 배출 레이트, 및 증착 챔버 압력과 같은 프로세스 파라미터들은 증착된 재료의 두께 및 다른 특징들을 정의하기 위해 제어될 수 있다. CVD 시스템은 다양한 분야에서 적합할 수 있고, 대용량 처리량 환경에서 단일 층 증착에 적절하다.In the above-described system embodiments and other embodiments of the inline CVD system according to the present invention, process parameters such as precursor gas flow rate, substrate temperature and transport rate, pump discharge rate, and deposition chamber pressure may be applied to the deposited material. It can be controlled to define thickness and other features. CVD systems can be suitable for a variety of applications and are suitable for single layer deposition in high throughput environments.
본 교시의 일 실시예에 따른 인라인 CVD 프로세싱 방법은 도 1 또는 도 5의 시스템을 사용하여 수행될 수 있다. 이 방법은 기재(예를 들어, 웨브 기재(14) 또는 개별 기재(92))의 표면을 따라 제1 방향으로 제1 프리커서 가스의 제1 플로우(A)를 제공하는 단계 및 기재의 표면에 따른 제2 방향으로 제1 프리커서 가스의 제2 플로우(A’)를 제공하는 단계를 포함한다. 제2 프리커서 가스의 제1 플로우(B)는 기재의 표면에 따른 제1 방향으로 제공되어 제1 프리커서 가스의 제1 플로우(A)와 혼합된다. 제2 프리커서 가스의 제2 플로우(B’)는 기재의 표면에 따른 제2 방향으로 제공되어 제1 프리커서 가스의 제2 플로우(A’)와 혼합된다. 기재는 기재의 표면이 제1 및 제2 프리커서 가스들의 제1 혼합 플로우(A 및 B)에 우선 노출되고, 제1 및 제2 프리커서 가스들의 제2 혼합 플로우(A’ 및 B’)에 노출되도록 제2 방향으로 연속으로 운송된다.The inline CVD processing method according to one embodiment of the present teachings can be performed using the system of FIG. 1 or 5. The method provides a first flow A of first precursor gas A in a first direction along the surface of the substrate (eg,
바람직하게, 기재는 CVD 프로세스를 통해 고정 레이트로 운송된다. 일부 실시예에서, 기재는 증착 프로세스 중에 가열된다. 다른 실시예들에서, 방법은 또한 제1 방향으로 캐리어 가스의 제1 플로우를 제공하고, 제2 방향으로 캐리어 가스의 제2 플로우를 제공하는 단계를 포함한다. 캐리어 가스는 프리커서 가스들과 반응하지 않고, 증착 층을 수용하는 표면의 일부 위에 프리커서 가스들의 균일한 라미나 플로우를 유지하는 것을 돕는 가스를 포함한다.Preferably, the substrate is delivered at a fixed rate through a CVD process. In some embodiments, the substrate is heated during the deposition process. In other embodiments, the method also includes providing a first flow of carrier gas in a first direction and providing a second flow of carrier gas in a second direction. The carrier gas includes a gas that does not react with the precursor gases and helps maintain a uniform lamina flow of precursor gases over a portion of the surface containing the deposition layer.
증분 및 순차적인 방식으로 재료가 기재 위에 증착되는 본 발명의 인라인 CVD 방법은 CVD 프로세싱 웨브 기재의 고처리량 또는 CVD 프로세싱 개별 기재들의 대용량 출력을 가능하게 한다. 각각의 증착 스테이션(26)에 증착된 필름의 조성은 다른 증착 스테이션들(26)에서 증착된 필름들과 실질적으로 동일하다. 운송 레이트, 프리커서 가스 플로우 레이트, 및 기재 온도와 같은 다양한 프로세스 파라미터들은 원하는 두께의 고품질 증착 층을 이루도록 제어될 수 있다.The inline CVD method of the present invention, in which materials are deposited onto substrates in an incremental and sequential manner, allows for high throughput of CVD processing web substrates or large capacity output of CVD processing individual substrates. The composition of the film deposited at each deposition station 26 is substantially the same as the films deposited at other deposition stations 26. Various process parameters such as transport rate, precursor gas flow rate, and substrate temperature can be controlled to achieve a high quality deposition layer of the desired thickness.
본 교시의 실시예들에 따른 인라인 CVD 프로세싱을 위한 다른 방법은 도 6에 예시된 디바이스 구조를 갖는 태양 전지와 같은 디바이스들을 제조하기 위해 수행될 수 있다. 디바이스(100)는 개별 기재 또는 플렉서블 웨브 기재일 수 있는 기재(104)를 포함한다. 예시로서, 개별 기재는 유리 기재 또는 웨이퍼일 수 있고, 웨브 기재는 폴리이미드 또는 금속박(metal foil)일 수 있다. 디바이스(100)는 몰리브덴층과 같은 금속층(108), 구리 인듐 갈륨 디셀레나이드(CIGS) 층과 같은 흡수층(112), 버퍼층(또는 접합 파트너)(116), 윈도우층(120), 및 투명 전도층(124)을 더 포함한다. 예를 들어, 버퍼층(116)은 카드뮴 황화물(CdS) 층, 아연 황화물(ZnS) 층, 또는 인듐 황화물(InS) 층일 수 있고, 윈도우층(120)은 진성 아연 산화물(ZnO) 층일 수 있고, 투명 전도층(124)은 인듐 주석 산화물층 또는 알루미늄-도핑 아연 산화물(AZO) 층, 붕소-도핑 아연 산화물(BZO) 층, 또는 갈륨-도핑 아연 산화물(GZO) 층과 같은 도핑 ZnO 층일 수 있다.Another method for inline CVD processing in accordance with embodiments of the present teachings may be performed to fabricate devices such as solar cells having the device structure illustrated in FIG. 6.
종래의 기법을 사용하여, 버퍼층(116)은 화학 용액 증착법(CBD) 프로세스를 사용하여 통상적으로 생성된 박막층(예를 들어, 50nm)이고, 박막 ZnO 층(120)(예를 들어, 50nm) 및 투명 전도층(124)은 CVD 프로세스들을 사용하여 증착된다. 더 구체적으로, 제조 중의 디바이스는 CBD 프로세스로부터 제1 CVD 프로세스 및 제2 CVD 프로세스로 나아간다. CBD 프로세스 단계 및 2개의 CVD 프로세스 단계들은 독립적으로 수행됨에 따라 이러한 기법들은 일반적으로 시간 집약적이다.Using conventional techniques,
본 발명의 원리들에 기반한 디바이스의 인라인 제조를 위한 CVD 방법의 실시예들에 따르면, 버퍼층, 윈도우층, 및 투명 전도층을 생성하는 프로세스 단계들은 증착 챔버의 공통 진공 환경에서 순차적으로 수행된다. 버퍼층의 CBD 증착은 불필요하며, 3개의 별개의 층이 상이한 챔버 사이에서 운송될 필요 없이 증착된다. 이로 인해, 상이한 CVD 증착 프로세스들 사이의 대기로 돌아갈 필요가 없다. According to embodiments of a CVD method for inline fabrication of a device based on the principles of the present invention, the process steps of creating a buffer layer, a window layer, and a transparent conductive layer are performed sequentially in a common vacuum environment of the deposition chamber. CBD deposition of the buffer layer is unnecessary and three separate layers are deposited without the need to be transported between different chambers. Because of this, there is no need to return to the atmosphere between different CVD deposition processes.
도 7은 웨브 기재(14)에 대한 태양 전지 디바이스의 제조를 위한 인라인 CVD 시스템(128)의 일 실시예를 도시한다. 인라인 CVD 시스템(128)은 도 1의 인라인 CVD 시스템(10)에 대해 전술된 바와 유사한 컴포넌트들을 포함하지만, 단일 재료 층을 생성하는데 사용된 증착 스테이션들(26)의 그룹은 단일 증착 모듈(132)에 의해 표현된다. 예를 들어, 각각의 증착 모듈(132)은 프리커서 가스 모듈(136)에서의 프리커서 가스들의 소스에 결합되어 특정 재료 층을 증착하는, 도 4a 내지 도 4c의 매니폴드와 같은 하나 이상의 매니폴드를 포함할 수 있다. 각각의 증착 모듈(132)은 다른 증착 모듈들(132)에 의해 증착된 재료 층들과 상이한 재료 층을 증착한다. 가열 모듈(140)은 웨브 기재(14)를 원하는 프로세스 온도로 가열하기 위해 각각의 증착 모듈(132)에서의 각각의 매니폴드 또는 매니폴드 그룹 반대편의 웨브 기재(14)에 근접하여 위치한다.7 illustrates one embodiment of an
예시된 실시예에서, 시스템(128)은 도 6의 디바이스(100)와 유사한 디바이스를 제조하도록 구성된다. 더 구체적으로, 제1 증착 모듈(132A)은 CdS 버퍼층을 증착하도록 구성되고, 제2 증착 모듈(132B)은 진성 ZnO 층을 증착하도록 구성되고, 제3 증착 모듈(132C)은 AZO 층을 증착하도록 구성된다. 매니폴드의 개수, 매니폴드에 대한 프리커서 가스 플로우 레이트, 및 웨브 기재 온도는 각각의 증착 모듈(132)에 의해 증착된 각 층의 원하는 두께를 이루기 위해 증착 모듈(132) 사이에 달라질 수 있다. 예를 들어, 제3 증착 모듈(132C)은 CdS 버퍼층 및 진성 ZnO 층에 비해 AZO 층의 실질적으로 더 큰 두께로 인해 2개의 제1 증착 모듈(132A 및 132B)보다 더 큰 길이를 갖는 것으로 도시된다.In the illustrated embodiment, the
시스템(128)은 증착 모듈들(132) 중 하나 이상에 제공되는 프리커서 가스들을 변경하고, 웨브 운송 레이트, 기재 온도, 매니폴드 펌프 배출 레이트, 및 증착 챔버 압력과 같은 다른 프로세스 파라미터들을 수정함으로써 상이한 재료 층들을 갖는 디바이스 구조들을 생성하도록 재구성될 수 있다. 특정 예시들로서, 다른 CIGS 태양 전지 디바이스는 ZnS 층 또는 InS 층을 증착하도록 구성된 제1 증착 모듈(132A)과 GZO 층 또는 BZO 층을 증착하도록 구성된 제3 증착 모듈(132C)을 이용하여 제조될 수 있다. 시스템(128)은 기재와 백(몰리브덴) 컨택 사이의 배리어 층(예를 들어, SiO2 또는 Al2O3)과 같은 다른 디바이스 층 구조들을 생성하도록 구성될 수 있다. 유리 플레이트 기재 위의 이러한 구조는 유리로부터 제어 불가의 나트륨 플로우를 방지한다. 그 후, 나트륨의 제어된 양은 배리어 층의 상단에 생성된다. 시스템(128)은 비정질 실리콘을 위한 투명 전도층으로서 플루오르화 ZnO 또는 주석 산화물(SnO2)을 갖는 구조들을 생성하는데 적합할 수 있다.The
도 8은 개별 기재들(92)에 대한 태양 전지 디바이스의 제조에 적합한 인라인 CVD 시스템(140)을 도시한다. 인라인 CVD 시스템(140)은 도 5의 인라인 CVD 시스템(80)에 대해 전술된 바와 유사한 컴포넌트들을 포함하지만, 공통 재료를 증착하는 증착 스테이션들(26)의 각각의 그룹이 단일 증착 모듈(132)에 의해 표현된다. 시스템(140)은 개별 기재들(92)이 도 7의 시스템(128)에서의 웨브 기재(14)에 증착된 바와 유사한 3개의 층들을 수용하도록 구성된다. 증착 스테이션(132) 당 매니폴드의 개수, 프리커서들의 타입 및 플로우 레이트, 기재 온도, 운송 레이트 및 다른 프로세스 파라미터들은 상이한 재료 층들 및 층 두께들이 획득될 수 있도록 선택될 수 있다.8 shows an
유리하게, 도 7 및 도 8의 시스템들(128 및 140)은 모두 단일 증착 챔버에서 일어나는 연속 CVD 증착 프로세스들에 의해 디바이스들이 생성되게 할 수 있다. 그 결과, 유사한 디바이스들을 생성하는데 사용되는 종래의 기법들에 비해 제조 시간 및 비용이 감소된다.Advantageously, the
도 9는 디바이스를 제조하는 인라인 CVD 방법(200)의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다. 도 6 및 도 8을 참조하면, 이 방법(200)은 증착 챔버(84)를 통해 고정 레이트로 기재(92)(도 6의 104)를 운송하는 단계(단계 210)를 포함한다. 기재(92)는 도 6에 도시된 금속층(108) 및 흡수층(112)을 포함할 수 있다. 제1 증착 모듈(132A)을 통과하는 동안 버퍼층(116)이 기재(92)에 증착된다(단계 220). 윈도우층(120)이 버퍼층(116)에 증착되고(단계 230), 기재는 다음 증착 모듈(132B)을 통해 운송되며, 투명 전도층(124)이 윈도우층(120)에 증착되고(단계 240), 기재(92)는 제3 증착 모듈(132C)을 통해 운송된다. 버퍼층(116), 윈도우층(120), 및 투명 전도층(124)은 도 7 및 도 8의 인라인 CVD 시스템을 사용한 제조에 관해 전술한 바와 같은 다양한 재료 중 어느 하나일 수 있다.9 is a flow diagram illustrating one embodiment of an
방법(200)에는 도 8의 시스템(140)에 따라 개별 기재들(92)의 프로세싱에 관해 설명되어 있지만, 본 발명의 원리들에 따라 디바이스를 제조하는 인라인 CVD 방법의 다른 실시예들이 인식될 것이다. 예를 들어, 도 9의 방법(200)에 대한 상호 보완적 실시예는 예를 들어, 도 7의 시스템(128)을 사용하여 웨브 기재에 대한 디바이스들의 증착에 관한 것이다.Although
본 발명이 특정 실시예들을 참조하여 도시되고 설명되었지만, 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는 한 형태 및 상세사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해되어야 한다.While the invention has been shown and described with reference to specific embodiments, it should be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (34)
진공 환경을 갖는 증착 챔버와 제1 증착 모듈, 제2 증착 모듈, 및 제3 증착 모듈을 통해 기재(substrate)를 운송하는 단계;
상기 제1 증착 모듈을 통해 상기 기재의 운송 중에 상기 기재에 버퍼층을 증착하는 단계;
상기 제2 증착 모듈을 통해 상기 기재의 운송 중에 상기 버퍼층에 윈도우층을 증착하는 단계; 및
상기 제3 증착 모듈을 통해 상기 기재의 운송 중에 상기 윈도우층에 투명 전도층을 증착하는 단계
를 포함하는 인라인 화학 기상 증착 방법.An inline chemical vapor deposition method for manufacturing a device,
Transporting a substrate through a deposition chamber having a vacuum environment and a first deposition module, a second deposition module, and a third deposition module;
Depositing a buffer layer on the substrate during transportation of the substrate through the first deposition module;
Depositing a window layer on the buffer layer during transportation of the substrate through the second deposition module; And
Depositing a transparent conductive layer on the window layer during transportation of the substrate through the third deposition module
Inline chemical vapor deposition method comprising a.
상기 증착 모듈 각각은 복수의 프리커서 가스 소스에 결합된 복수의 포트를 갖는 매니폴드를 구비한 적어도 하나의 증착 스테이션을 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법. The method of claim 1,
Each deposition module including at least one deposition station having a manifold having a plurality of ports coupled to a plurality of precursor gas sources.
상기 기재는 고정 레이트로 상기 증착 챔버를 통해 운송되는, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method of claim 1,
And the substrate is transported through the deposition chamber at a fixed rate.
상기 기재는 상기 제1 증착 모듈을 통한 운송 전에 금속층 및 흡수층을 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method of claim 1,
And the substrate comprises a metal layer and an absorbing layer prior to transportation through the first deposition module.
상기 흡수층은 구리 인듐 갈륨 디셀레나이드 층을 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.5. The method of claim 4,
And the absorber layer comprises a copper indium gallium diselenide layer.
상기 기재는 개별 기재인, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method of claim 1,
Wherein said substrate is a separate substrate.
상기 개별 기재는 유리 기재인, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method according to claim 6,
Wherein said individual substrate is a glass substrate.
상기 개별 기재는 웨이퍼인, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method according to claim 6,
Wherein said individual substrate is a wafer.
상기 증착 챔버를 통한 상기 개별 기재의 운송은 상기 증착 챔버를 통해 복수의 개별 기재를 운송하는 것을 포함하고, 상기 개별 기재들 중 적어도 하나는 상기 증착 모듈 각각을 통해 동시에 운송되는, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method according to claim 6,
The transport of the individual substrates through the deposition chamber includes transporting a plurality of individual substrates through the deposition chamber, wherein at least one of the individual substrates is simultaneously transported through each of the deposition modules. .
상기 기재는 웨브(web) 기재인, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method of claim 1,
And the substrate is a web substrate.
상기 제1 증착 모듈과 상기 제2 증착 모듈 사이 및 제2 증착 모듈과 제3 증착 모듈 사이에 가스를 흘려 보내서 상기 제1 증착 모듈, 상기 제2 증착 모듈, 및상기 제3 증착 모듈을 서로 격리시키는 단계를 더 포함하는 인라인 화학 기상 증착 방법. The method of claim 1,
Gas flows between the first deposition module and the second deposition module and between the second deposition module and the third deposition module to isolate the first deposition module, the second deposition module, and the third deposition module from each other. Inline chemical vapor deposition method further comprising the step.
각각의 매니폴드의 포트들은 제1 프리커서 포트, 한 쌍의 제2 프리커서 포트, 및 한 쌍의 펌핑 포트를 포함하고, 상기 제1 프리커서 포트는 상기 제2 프리커서 포트들 사이에 배치되고, 상기 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 상기 펌핑 포트들 사이에 배치되고, 상기 제1 프리커서 포트 및 상기 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 제1 프리커서 가스 소스 및 제2 프리커서 가스 소스에 각각 결합되도록 구성되고, 상기 펌핑 포트들은 방출 시스템에 결합되어 상기 제1 프리커서 가스 및 상기 제2 프리커서 가스를 배출하도록 구성되는, 인라인 화학 기상 증착 방법. 3. The method of claim 2,
The ports of each manifold include a first precursor port, a pair of second precursor ports, and a pair of pumping ports, the first precursor ports being disposed between the second precursor ports and And the pair of second precursor ports are disposed between the pumping ports, wherein the first precursor port and the pair of second precursor ports are a first precursor gas source and a second precursor gas source. Each of the pumping ports is coupled to an emission system and configured to exhaust the first precursor gas and the second precursor gas.
상기 버퍼층은 카드뮴 황화물층, 아연 황화물층, 및 인듐 황화물층 중 하나를 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method of claim 1,
Wherein the buffer layer comprises one of a cadmium sulfide layer, a zinc sulfide layer, and an indium sulfide layer.
상기 윈도우층은 진성 아연 산화물층을 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method of claim 1,
And the window layer comprises an intrinsic zinc oxide layer.
상기 투명 전도층은 알루미늄-도핑 아연 산화물층, 갈륨-도핑 아연 산화물층, 붕소-도핑 아연 산화물층, 및 인듐 주석 산화물층 중 하나를 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.The method of claim 1,
And the transparent conductive layer comprises one of an aluminum-doped zinc oxide layer, a gallium-doped zinc oxide layer, a boron-doped zinc oxide layer, and an indium tin oxide layer.
진공 환경을 갖는 증착 챔버와 제1 증착 모듈, 제2 증착 모듈, 및 제3 증착 모듈을 통해 고정 레이트로 금속층 및 흡수층을 갖는 기재를 운송하는 단계 - 상기 증착 모듈 각각은 제1 프리커서 포트, 한 쌍의 제2 프리커서 포트, 및 한 쌍의 펌핑 포트를 포함하는 매니폴드를 갖는 적어도 하나의 증착 스테이션을 포함하고, 상기 제1 프리커서 포트는 상기 제2 프리커서 포트들 사이에 배치되고, 상기 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 상기 펌핑 포트 사이에 배치되고, 상기 제1 프리커서 포트와 상기 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 각각 제1 프리커서 가스 소스와 제2 프리커서 가스 소스에 결합되도록 구성되고, 상기 펌핑 포트들은 방출 시스템에 결합되어 상기 제1 프리커서 가스 및 상기 제2 프리커서 가스를 배출하도록 구성됨 -;
상기 제1 증착 모듈을 통해 상기 기재의 운송 중에 상기 기재에 버퍼층을 증착하는 단계;
상기 제2 증착 모듈을 통해 상기 기재의 운송 중에 상기 버퍼층에 윈도우층을 증착하는 단계; 및
상기 제3 증착 모듈을 통해 상기 기재의 운송 중에 상기 윈도우층에 투명 전도층을 증착하는 단계
를 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법. An inline chemical vapor deposition method for manufacturing a device,
Transporting a substrate having a metal layer and an absorbing layer at a fixed rate through a deposition chamber having a vacuum environment and a first deposition module, a second deposition module, and a third deposition module, each of the deposition modules comprising a first precursor port, a At least one deposition station having a pair of second precursor ports, and a manifold comprising a pair of pumping ports, the first precursor ports being disposed between the second precursor ports, A pair of second precursor ports are disposed between the pumping ports, and the first precursor port and the pair of second precursor ports are coupled to a first precursor gas source and a second precursor gas source, respectively. The pumping ports are coupled to a discharge system and configured to discharge the first precursor gas and the second precursor gas;
Depositing a buffer layer on the substrate during transportation of the substrate through the first deposition module;
Depositing a window layer on the buffer layer during transportation of the substrate through the second deposition module; And
Depositing a transparent conductive layer on the window layer during transportation of the substrate through the third deposition module
Including, inline chemical vapor deposition method.
상기 흡수층은 구리 인듐 갈륨 디셀레나이드 층을 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.17. The method of claim 16,
And the absorber layer comprises a copper indium gallium diselenide layer.
상기 기재는 개별 기재인, 인라인 화학 기상 증착 방법.17. The method of claim 16,
Wherein said substrate is a separate substrate.
상기 개별 기재는 유리 기재인, 인라인 화학 기상 증착 방법.19. The method of claim 18,
Wherein said individual substrate is a glass substrate.
상기 개별 기재는 웨이퍼인, 인라인 화학 기상 증착 방법.19. The method of claim 18,
Wherein said individual substrate is a wafer.
상기 증착 챔버를 통한 상기 개별 기재의 운송은 상기 증착 챔버를 통해 복수의 개별 기재를 운송하는 것을 포함하고, 상기 개별 기재들 중 적어도 하나는 상기 증착 모듈 각각을 통해 동시에 운송되는, 인라인 화학 기상 증착 방법.19. The method of claim 18,
The transport of the individual substrates through the deposition chamber includes transporting a plurality of individual substrates through the deposition chamber, wherein at least one of the individual substrates is simultaneously transported through each of the deposition modules. .
상기 기재는 웨브 기재인, 인라인 화학 기상 증착 방법.17. The method of claim 16,
Wherein the substrate is a web substrate.
상기 버퍼층은 카드뮴 황화물층, 아연 황화물층, 및 인듐 황화물층 중 하나를 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.17. The method of claim 16,
Wherein the buffer layer comprises one of a cadmium sulfide layer, a zinc sulfide layer, and an indium sulfide layer.
상기 윈도우층은 진성 아연 산화물층을 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.17. The method of claim 16,
And the window layer comprises an intrinsic zinc oxide layer.
상기 투명 전도층은 알루미늄-도핑 아연 산화물층, 갈륨-도핑 아연 산화물층, 붕소-도핑 아연 산화물층, 및 인듐 주석 산화물층 중 하나를 포함하는, 인라인 화학 기상 증착 방법.17. The method of claim 16,
And the transparent conductive layer comprises one of an aluminum-doped zinc oxide layer, a gallium-doped zinc oxide layer, a boron-doped zinc oxide layer, and an indium tin oxide layer.
증착 챔버;
상기 증착 챔버를 통한 경로를 따라 기판을 운송하는 연속 운송 시스템;
상기 증착 챔버 내의 경로에 배치되고 상기 기재에 버퍼층을 증착하기 위한 적어도 하나의 증착 스테이션을 갖는 제1 증착 모듈;
상기 증착 챔버 내의 경로에 배치되고 상기 버퍼층에 윈도우층을 증착하기 위한 적어도 하나의 증착 스테이션을 갖는 제2 증착 모듈; 및
상기 증착 챔버 내의 경로에 배치되고 상기 윈도우층에 투명 전도층을 증착하기 위한 적어도 하나의 증착 스테이션을 갖는 제3 증착 모듈
을 포함하며,
상기 증착 모듈 각각은 제1 프리커서 포트, 한 쌍의 제2 프리커서 포트, 및 한 쌍의 펌핑 포트를 포함하는 매니폴드를 갖는 적어도 하나의 증착 스테이션을 포함하고, 상기 제1 프리커서 포트는 상기 제2 프리커서 포트들 사이에 배치되고, 상기 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 상기 펌핑 포트 사이에 배치되고, 상기 제1 프리커서 포트와 상기 한 쌍의 제2 프리커서 포트는 각각 제1 프리커서 가스 소스와 제2 프리커서 가스 소스에 결합되도록 구성되고, 상기 펌핑 포트들은 방출 시스템에 결합되어 상기 제1 프리커서 가스 및 상기 제2 프리커서 가스를 배출하도록 구성되는, 인라인 화학 기상 증착 시스템. Inline chemical vapor deposition system,
A deposition chamber;
A continuous transport system for transporting the substrate along a path through the deposition chamber;
A first deposition module disposed in a path within the deposition chamber and having at least one deposition station for depositing a buffer layer on the substrate;
A second deposition module disposed in a path in the deposition chamber and having at least one deposition station for depositing a window layer in the buffer layer; And
A third deposition module disposed in a path within the deposition chamber and having at least one deposition station for depositing a transparent conductive layer on the window layer
/ RTI >
Each of the deposition modules comprises at least one deposition station having a manifold comprising a first precursor port, a pair of second precursor ports, and a pair of pumping ports, wherein the first precursor ports comprise: Disposed between second precursor ports, wherein the pair of second precursor ports are disposed between the pumping ports, and the first precursor port and the pair of second precursor ports are each first free A cursor gas source and a second precursor gas source, wherein the pumping ports are coupled to an emission system and configured to discharge the first precursor gas and the second precursor gas.
상기 기재는 개별 기재인, 인라인 화학 기상 증착 시스템.The method of claim 26,
Wherein said substrate is a separate substrate.
상기 개별 기재는 유리 기재인, 인라인 화학 기상 증착 시스템.28. The method of claim 27,
Wherein said individual substrate is a glass substrate.
상기 개별 기재는 웨이퍼인, 인라인 화학 기상 증착 시스템.28. The method of claim 27,
Wherein said individual substrate is a wafer.
상기 연속 운송 시스템은 상기 증착 챔버를 통해 상기 경로에 따라 복수의 개별 기재를 운송하도록 구성되고, 상기 개별 기재들 중 적어도 하나는 상기 증착 모듈 각각을 통해 동시에 운송되는, 인라인 화학 기상 증착 시스템. 28. The method of claim 27,
And the continuous delivery system is configured to transport a plurality of individual substrates along the path through the deposition chamber, wherein at least one of the individual substrates is simultaneously transported through each of the deposition modules.
상기 기재는 웨브 기재인, 인라인 화학 기상 증착 시스템.The method of claim 26,
And the substrate is a web substrate.
상기 제1 증착 모듈의 상기 적어도 하나의 증착 스테이션은 카드뮴 황화물층, 아연 황화물층, 및 인듐 황화물층 중 하나를 상기 기재에 증착하도록 구성되는, 인라인 화학 기상 증착 시스템. The method of claim 26,
And the at least one deposition station of the first deposition module is configured to deposit one of a cadmium sulfide layer, a zinc sulfide layer, and an indium sulfide layer to the substrate.
상기 제2 증착 모듈의 상기 적어도 하나의 증착 스테이션은 진성 아연 산화물층을 증착하도록 구성되는, 인라인 화학 기상 증착 시스템.The method of claim 26,
And the at least one deposition station of the second deposition module is configured to deposit an intrinsic zinc oxide layer.
상기 제3 증착 모듈의 상기 적어도 하나의 증착 스테이션은 알루미늄-도핑 아연 산화물층, 갈륨-도핑 아연 산화물층, 붕소-도핑 아연 산화물층, 및 인듐 주석 산화물층 중 하나를 증착하도록 구성되는, 인라인 화학 기상 증착 시스템.The method of claim 26,
The at least one deposition station of the third deposition module is configured to deposit one of an aluminum-doped zinc oxide layer, a gallium-doped zinc oxide layer, a boron-doped zinc oxide layer, and an indium tin oxide layer. Deposition system.
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