JP2013520790A

JP2013520790A - 縮小チャンバ空間を形成する装置、および多層体を位置決めする方法

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Publication number: JP2013520790A
Application number: JP2012553347A
Authority: JP
Inventors: パルム，イエルク; フユーアフアンガー，マルテイン; ハルトビヒ，ジエシカ; ヨスト，シユテフアン
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2013-06-06
Also published as: EP2539926A1; ZA201206146B; EP2360720A1; EP2539926B1; JP2015156485A; KR20150067386A; KR20120123097A; US9352431B2; WO2011104231A1; US20130067723A1; KR101663918B1; CN102763208A; EA201290686A1; ES2946533T3

Abstract

本発明は、各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする器具を備える、たとえば処理ボックスまたは処理フードなど、縮小チャンバ空間を形成する装置に関し、器具は多層体が互いの反対側にあるように設計されており、処理対象面は、多層体が処理システム内で多層体配列として処理されることが可能なように、互いと反対の方を向いている。本発明はさらに、多層体が互いの反対側にあるように、このような縮小チャンバ空間を形成する装置内に２つの多層体が設けられた状態で、各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする方法にも関し、処理対象面は、少なくとも２つの対象物が処理システム内で多層体配列として処理可能なように、互いと反対の方を向いている。

Description

本発明は、多層体を位置決めする器具を用いて縮小チャンバ空間を形成する装置、ならびに多層体を位置決めする方法に関する。

以下に、たとえば基板（たとえばガラス基板など）の、多層体の処理が記載される。「基板」という特異的な用語が用いられていても、その記述はいつも一般的に「多層体」を指す。「裸の」、未被膜基板は、被膜基板と同様に基板、すなわち多層体と称されることが可能である。多層体は、たとえば、キャリア層上への機能層の付着によって形成される。層、または少なくとも機能層に、所望の物理的および／または化学的特性を持たせるために、多層体、または随意的に層は処理を受けなければならない。処理は、たとえば、処理ガスの存在下での焼き戻しまたは焼き鈍しとして提供されることが可能である。このために、多層体が加熱されることが可能なシステムが提供される。多層体は、たとえば（具体的には大面積の）薄膜半導体、たとえば薄膜太陽電池またはモジュールを製造するために、使用される。太陽光発電システムは、たとえば黄銅鉱半導体（たとえば「ＣＩＳ」と略されるＣｕＩｎＳｅ_２または「ＣＩＧＳＳＥ」と略されるＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）_２）ベースの太陽電池モジュールを用いて動作させられる。このような薄膜太陽電池モジュールは、少なくとも１つの基板（たとえばガラス、セラミック、金属箔、またはプラスチック膜）、第一電極（たとえばモリブデンＭｏまたは金属窒化物）、吸収体層（たとえばＣｕＩｎＳｅ_２またはより一般的には（Ａｇ，Ｃｕ）（Ｉｎ，Ｇａ，Ａｌ）（Ｓｅ，Ｓ）_２）、前面電極（たとえばＺｎＯまたはＳｎＯ_２）、ならびにカプセル封入および被覆材料（たとえばＥＶＡ／ガラスまたはＰＶＢ／ガラス、ここでＥＶＡはエチレンビニルアセテートを意味し、ＰＶＢはポリビニルブチラールを意味する）を、基本構成要素として有する。ガラスとＭｏとの間のアルカリ障壁層、または吸収体と窓層との間の緩衝層など、効率および／または長期安定性を改善するために、その他の層が用いられることも可能である。典型的な薄膜太陽電池モジュールの実質的なさらなる構成要素は、個々の太陽電池からの直列接続鎖を形成し、それによってより高い動作電圧を可能にする、一体型直列接続である。以下において、いずれの場合も、たとえばモリブデンでは「Ｍｏ」、セレンでは「Ｓｅ」など、特定の元素の化学記号が示される。室内実験は、現在周知の製造方法はまだ大いに改善の余地があること、ならびにプロセス工学的アプローチおよび最適化によって、かなりの費用削減が実現され得ることを、示している。現在、黄銅鉱半導体ベースの薄膜太陽電池モジュールの製造の様々な方法がある。周知の二段階方法において、いわゆる前駆体層Ｃｕ（Ｇａ）、Ｉｎ、およびＳｅが、すでにＭｏ薄膜が設けられた低温基板上に、第一段階で付着される。これはたとえば、スパッタリング、電気溶着、スクリーン印刷、蒸発プロセス、または化学気相蒸着によって、実行されることが可能である。第二段階において、このように被膜された基板は、室温から最大およそ６００℃までの所定の試験済み温度プロファイルを通すことによって、空気の不存在下の処理チャンバ（適切な炉）内で加熱される。この焼き戻しプロセスの間、所望の黄銅鉱半導体は、複雑な相転移において前駆体層から形成される。このプロセスは、たとえばインラインセレン化など、インライン処理と称されることが可能である。硫化もまたこのようにして可能である。インライン焼き戻しプロセスは、高速ＣＩＳ層形成プロセスの、ならびにたとえば大型被膜ガラスシート向けの同様に加速された加熱および冷却プロセスの、信頼できる熟練技能を必要とする。たとえば銅、インジウム、およびガリウム、ならびにセレン元素で作られた最終被覆からなる層パッケージは、最大数Ｋ／ｓの比較的高い加熱速度で比較的高温にされ、その温度では、先に付着された個別成分が反応して半導体化合物を形成する（積層―前駆体層、ＳＥＬ前駆体、積層元素層―の高速熱処理、ＲＴＰ）。炉プロセスと比較して実質的に短いこれらの反応時間は、今や連続プロセスへの転換を可能にする。処理チャンバは、たとえばエアロックによって封止されることが可能なトンネルを有するかまたはトンネルを形成するか、または閉鎖処理チャンバとして提供される。処理チャンバは、たとえばマトリクス状に配置された放射体などのエネルギー源によって、加熱のために照射される。したがってＳＥＬ前駆体から開始する、ガラス基板上のＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）_２（ＣＩＧＳＳＥ）黄銅鉱半導体の大面積処理は、以下の必須要件を必要とする：数Ｋ／ｓの範囲の高速加熱速度、ガラス基板上（横方向）および基板厚にわたる均一な温度分布、ＲＴＰ（Ｓｅおよび／またはＳ損失の防止またはその他の添加元素）の間の適切に高い、制御可能な、そして再生可能な、カルコゲン元素（Ｓｅおよび／またはＳ）の分圧の保証、制御された処理ガス供給（たとえばＨ_２、Ｎ_２、Ａｒ、Ｈ_２Ｓ，Ｈ_２Ｓｅ、Ｓガス、Ｓｅガス）、ならびに５００℃を越える最高温度。産業規模のインライン方法は、プロセスおよびプラント工学において非常に複雑である。この結果、このプロセスステップのための投資費用が、太陽電池製造工場の総投資費用の少なくない割合を消費することになる。

その結果、本発明の目的は、対象物、具体的には多層体の熱処理を、より効率的に設計し、そうして特に対応する処理システムの投資費用を削減することであり、それによって製造費用も削減する。この目的は、独立請求項の特徴を備える、縮小チャンバ空間を形成する装置によって、ならびに多層体を位置決めする方法によって、実現される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の特徴によって示される。

具体的には、目的は、少なくとも２つの対象物を、具体的には各々が少なくとも１つの処理対象面を有する多層体を位置決めする器具を備える、たとえば処理ボックスまたは処理フードなど、縮小チャンバ空間を形成する装置によって、達成される。少なくとも２つの対象物を、具体的には各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする器具は、対象物、具体的には多層体が互いの反対側にあり、処理対象面が互いと反対の方に向くように、設計される。このため、少なくとも２つの対象物は、処理システム内の多層体配列として、処理可能、具体的にはセレン化可能である。多層体は、その間に特定の距離を有することができる；しかしながら場合により、処理対象面、特に底面は、適切な場所（たとえばチャンバ床）に直接載置されることも可能である。本発明の要点は、前駆体被膜を備えるガラス基板など、２つの多層体を同時に処理することが可能である点にあるが、（二重基板連続ＲＴＰ）、これは位置決め器具（ならびに支持器具）によって適切に位置決めまたは支持されるからである。２つの基板は、たとえばＣｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｎａなどの前駆体元素で被膜され、これら被膜された処理対象面は互いと反対の方に向いた状態で設けられている。同じ処理時間を維持しながら、この結果、事実上一定のシステム占有面積および同等のシステム投資量で、システムスループットは２倍になる。言い換えると、システム設計は実質的に維持されることが可能である。処理すべき多層体は、すでに上述されたように、第一被膜（前駆体）をすでに有している。追加元素がこれらの被膜上に付着され、および／または前駆体を所望の半導体に変換するための変換が、被膜内で発生する。その結果、処理対象面は、以下において主に「被膜」、「被膜表面」、「被膜面」、または「処理対象面」などとも称される。被膜面は、エネルギー源の方向に向いている；その結果、層のより高い、および一般的にはより高速でより直接的な温度測定、ひいては温度制御または管理が可能である。こうして処理によって達成可能な効率レベルは向上され得る；同時に、処理時間が短縮されることが可能である。本発明は、黄銅鉱半導体のみならず、基板上の機能薄膜のすべての付着についても言及する（たとえば、黄銅鉱半導体に加えて、ＣｄＴｅ半導体および関連する半導体）。

縮小チャンバ空間を形成する装置は、具体的には、最終的にチャンバまたはトンネル内に入れるために多層体を収容するため、処理システムの外側に設けられることが可能である。この目的のため、たとえば、システム内にこれらを出し入れするために、輸送器具が設けられる。このために、装置は好ましくは、運搬要素（輸送板など、輸送装置の一種であるキャリア）上の輸送器具を用いて輸送可能となるように構成されている。キャリア単独でも輸送装置を形成することが可能である。装置は、手動でシステムに導入されることも、または直接システム内に組み込まれることも、可能である。

最小限の処理ガスを消費するために、チャンバ空間を縮小し、処理空間そのものを提供することが、好都合である。その結果、二次エネルギー源またはエネルギー送信器の役割を果たす選択されたエネルギー源に対して少なくとも部分的に透過性のパネル（たとえば、ガラスセラミック製）、あるいは吸収性の高いパネルが、基板とエネルギー源との間に設けられることが可能であり、これらのパネルは加熱プロセスの間に揮発性成分の蒸発を低減または最小化するために、所定の処理空間を形成する。プロセスの特定の段階において、追加処理ガス（たとえばＨ_２、Ｎ_２、Ａｒ、Ｈ_２Ｓ，Ｈ_２Ｓｅ、Ｓガス、Ｓｅガス、および／またはその他）が、この処理空間に導入されることが可能である。これは、たとえば処理ボックスまたは処理フードとして実現される、縮小チャンバ空間を形成する装置を用いて実行される。少なくとも２つの多層体を位置決めする器具は、処理ボックスまたは処理フード内に設けられるように設計される。ＲＴＰプロセスにおいて、たとえば処理ガスＨ_２、Ｎ_２、Ａｒ、Ｈ_２Ｓ，Ｈ_２Ｓｅ、Ｓガス、Ｓｅガスが使用され、炉の内部へ、すなわちチャンバ空間または処理ボックスの内部へ、選択された処理時間に導入されることが可能である。このため、気体硫黄（Ｓ）を用いる硫化プロセス、または気体セレン（Ｓｅ）を用いるセレン化プロセスを実行することも、可能である。金属（たとえば）ＣｕＩｎＧａ前駆体の完全なセレン化を確実にするために、十分な量のＳｅが必要である。Ｓｅ損失は、結果的に前駆体から黄銅鉱半導体への不完全な変換を生じ、そのため太陽電池モジュールの明らかな電力損失を招くであろう。十分な量のＳｅを保証することは、たとえば、処理ボックスの使用を通じて達成される。その他のこのようなプロセスにも、同じことが該当する。処理ボックスは、開放型または閉鎖型のいずれで設計されることも可能である。開放ボックスでは、側壁がないか、または部分的な側壁のみが存在する。閉鎖ボックスでは、床要素、カバー要素、および側壁が、処理空間を実質的に完全に囲んでいる。処理フードは、慣習的に処理チャンバの床に位置決め可能であり、チャンバ内の載置保持のために設けられている。好ましくは、位置決め器具の少なくとも一部は処理ボックスの少なくとも一部を形成し、具体的には少なくとも部分的に処理ボックスの側壁要素を形成する。このため、処理ボックスは単純なやり方で製造されることが可能である。チャンバ空間を縮小するために処理ボックスが設けられる場合、位置決め器具は直接その内部に設けられることが可能である。最終的には、処理ボックスはその後、多層体配列とともに処理システム内に（たとえばキャリアによって）搬送されることが可能である。システムの外側で多層体配列を「組み立てる」こと、およびその後チャンバ内に（たとえば、可能な可動キャリアによって、または手動で）導入するのみであることも、可能である。言い換えると、器具は、組み立てられた多層体配列が輸送器具によっておよび／またはキャリアによってシステム内に搬送されることが可能なように、キャリア上に設けられる。システムの処理チャンバは、縮小チャンバ空間で動作可能なように、たとえば上述の処理フードを有することも可能であろう。

縮小チャンバ空間を形成する装置および／または（装置の一部を形成してもよい）位置決め器具は、好ましくは床要素および底部基板またはカバー要素および上部基板によって形成された（縮小）空間が適切な容積を有するように、構成される：多すぎる量のカルコゲン（ＳｅまたはＳ）または場合により揮発性反応生成物が蒸発しないように（処理温度での平衡蒸気圧に基づいて予測される）大きすぎてはならず、しかし加熱プロセスの間に基板が一時的に歪んだ場合に基板の被膜面が反対側の対向板と接触しないように（特に上部パネルの場合には該当しない）、小さすぎてもいけない。対向板と基板との間の距離は、たとえばいずれの場合もおおむね１から２０ｍｍの間でなくてはならない。しかしながら、原則的には、基板と対向板との間の直接接触も可能であろう。

エネルギー源からの放射が処理対象面まで完全に貫通できるようにするために、（すでに上述されたように）処理ボックスもしくは処理フードの床要素およびカバー要素などの介在要素は、エネルギー源の設計に応じて、少なくとも部分的に透過性に実現される。基板と放射源との間では、いずれの要素もこのように選択されたエネルギー源に対して部分的透過性または透過性パネル（たとえばガラスセラミック製）として、または高吸収性のパネルとして実現されなければならず（エネルギー源配列がこれを必要とする程度まで）、これらは二次エネルギー源またはエネルギー送信器の役割を果たす。放射源が、たとえば処理チャンバの内部に設けられている場合（場合により処理ボックスまたは処理フードの内部であってもよい）、ならびに多層体配列もまた、たとえば処理チャンバ内に位置している場合、チャンバ壁（側壁、カバー、および／または床）は、不透過性であってもよい。たとえば、ガラスセラミック、その他のセラミック、黒鉛、金属、および耐熱ガラス（選択）が、床およびカバー要素または処理フードの材料として提供されることが可能である。炭化ケイ素もまたこのために提供されることが可能である。キャリアもまた、処理中システム内に残留することが可能なので、少なくとも部分的に透過性または高吸収性材料で少なくとも部分的に実現されるべきである。

有利な実施形態において、器具は、多層体が使用中に互いの上にサンドイッチ状に設けられて、多層体配列の底部多層体および上部多層体を形成するように、構成されている。このため、被膜または処理対象面は、上部基板の上面および底部基板の底面に設けられる（背面配列）。この場合、基板は、チャンバまたは縮小チャンバ空間を形成する装置内に単純なやり方で積層または位置決めまたは配置されることが可能であり、すなわち処理対象面が互いと反対の方に向いた状態で互いの上に配置される。言い換えると、基板の裏面が互いの上に位置する。

好ましくは、装置は少なくとも１つの離間要素を有し、離間要素は、間に距離を空けて位置決めまたは配置されることが可能なように、少なくとも部分的に２つの多層体の間に設けられる。離間要素は、その後上部基板を底部基板から持ち上げやすくする（接着など）。

本発明の有利な実施形態において、少なくとも２つの多層体を位置決めする器具は、具体的には処理ボックスの床要素上および／または側壁要素に対向して設けられることが可能な、または設けられている、少なくとも第一支持要素を有する。第一支持要素は、好ましくは底部多層体が少なくとも部分的に第一支持要素上にあるその縁領域上に設けられることが可能なように、具体的には支持要素上に配置されることが可能なように、構成されている。

有利なことに、本発明による器具は、具体的には処理ボックスの床要素上および／または側壁要素に対向して設けられることが可能な、または設けられている、少なくとも第二支持要素を有する。第二支持要素は、好ましくは上部多層体が少なくとも部分的に第二支持要素上にあるその縁領域上に設けられることが可能なように、具体的には支持要素上に配置されることが可能なように、構成されている。２つの多層体はこのように、互いに実質的に離れて位置決めされることが可能である。完全に離れた位置決めの場合、個々の多層体は、互いとは無関係に位置決めされることが可能である（その後の処理済み基板の取り外しはこうして容易になる）。具体的には、第一または底部支持要素自体もまたキャリアの機能を担うことができ、たとえばローラ装置を用いて搬送されることが可能である。

本発明の有利な実施形態において、第一支持要素および／または第二支持要素が、いずれの場合も多層体が好ましくは少なくとも部分的にそれぞれの枠要素上にあるその縁領域上に設けられることが可能なように、具体的には枠要素上に載置されることが可能なように、枠要素として、好ましくは多層体の輪郭を再現する長方形または正方形の枠要素として、設けられると規定される。枠要素は、処理対象面を可能な限り空けておくために、多層体、すなわちたとえば基板の、これ（すなわち枠要素）との僅かな接触を可能にする。

好ましくは、第一支持要素および／または第二支持要素は各々、たとえばその長手辺上など、好ましくはその縁領域上の多層体が、少なくとも部分的に枠ストリップ要素上に設けられることが可能なように、具体的には枠ストリップ要素上に配置されることが可能なように、多層体の延伸平面内で互いの反対側にある、２つの枠ストリップ要素として構成される。ストリップは位置決めに適している；同時に、処理対象面はいずれの支持領域による影響も少ない。多層体は当然ながら、その横辺を通じて位置決めされることも可能である。

支持要素（具体的には底部の）は好ましくは、プロセスの間、たとえば外部ガス源からの処理ガスがまだその辺から導入されることが可能なように、（たとえば辺上で開放して）構成される。この場合、基板と対向板との間の距離もまた、処理ガス（たとえばＨ_２、Ｎ_２、Ａｒ、Ｈ_２Ｓ，Ｈ_２Ｓｅ、Ｓガス、Ｓｅガス）の流通を可能にするのに十分なほど大きくなければならない。随意的に、処理空間との間で処理ガスを供給および／または排出するために、たとえば枠要素内に設けられた、少なくとも１つのガス供給要素および／またはガス排出要素そのものが設けられる。枠要素は、処理ガスの循環を可能にするための開口部も有することができるであろう。原則的に、チャンバおよび／または処理ボックスにガス拡散器が別途設けられることも可能である。たとえば１つの長手縁から他方への、基板表面全体に最も薄層状のガス流が存在するように、基板までずっと（処理チャンバまたは処理トンネルを経由して、あるいは処理チャンバも処理トンネルもない場合にはおそらくこの処理ボックスまたはフード内へ）、たとえば外部ガス源などのガス源からの処理ガスの実質的に均質な導入を可能にすることが、重要である。ガス供給は、焼き戻しプロファイルの間、いつでもガス拡散器の所定の流入口において制御されることが可能である。このため処理ガスの消費量は補充されることが可能であり、および／または所望の過剰な（たとえば）セレン蒸気（および／またはその他の蒸気成分）が、適時に反応チャンバから押し出されることが可能である。また、いずれの場合にも、多層体配列の少なくとも２つの対角線上のコーナーの周りに延在するように枠ストリップ要素を構成することも、可能である。配列の長手辺上および横辺上の両方に設けられた残りの開放領域は、ガス交換に役立つ。

別の実施形態は、位置決め器具が、第二支持要素が中間要素を通じて第一支持要素上に位置決めされることが可能なように、第一支持要素と第二支持要素との間に設けられることが可能な中間要素を含むことを、規定する。モジュール設計を用いると、２つの多層体の間の異なる距離が設けられることが可能であり、処理ガス供給は随意的に相応に制御されることが可能である。

有利な実施形態は、第一支持要素および第二支持要素がいずれの場合も、その上に（１つまたは複数の）多層体が設けられることが可能な、具体的にはその上に（１つまたは複数の）多層体が載置されることが可能な、少なくとも１つの支持領域を有することを規定する。支持領域自体は好ましくは、処理対象面が可能な限り積層によって損なわれないように設計される。枠要素を用いると、支持のために、またはたとえ小領域のみであっても、ストリップ全体が提供されることが可能である。基板の積層の間、（生成された吸収体の層品質が局所的または全体的に損なわれないように）接触による汚染または接触表面上の処理ガス雰囲気の崩壊を防止するために、被膜面が可能な限り触れられないように、注意を払わなければならない。この要件は部分的に、たとえば各縁の１５ｍｍの縁領域が後の処理ステップにおいて何らかの方法で除去され、その結果として活性層の一部ではなくなるという点において、促進される。基板は（支持要素に応じて）多かれ少なかれ浮動的に実装されているので、ＲＴＰ処理の間、必要であれば、基板変形に取り組まなければならない。高い処理温度において、基板変形での処理後に現れる沈降が発生する可能性があると考えられる。その結果、第一支持要素および／または第二支持要素は、いずれの場合も、曲がりを防止するために（１つまたは複数の）多層体が付加的に支持されることが可能なように、使用中に多層体の延伸平面内で互いの反対側にあるそれぞれの枠要素の、または互いの反対側にある枠ストリップ要素の領域を接続するために、少なくとも１つの交差接続要素を有することができる。交差ブレースは、枠または枠要素または枠ストリップ要素を安定化するのにも役立つ。交差ブレースまたは交差接続要素の設計において、（熱）放射体またはエネルギー源の放射の遮蔽を最小化するために、最小幅が確保されなければならない。交差接続要素は処理対象面上で実質的に「斜めに」引かれることが可能なので、交差接続要素と表面との間の接触は、可能な限り最小限に維持されなければならない。この目的のため、交差接続要素は、それぞれの少なくとも１つの枠要素または枠ストリップ要素と同じ高さを有するように構成された支持要素を用いて、多層体が支持要素を通じて交差接続要素に当接するかまたはその上に載置されることが可能なように、少なくとも第一支持要素を有することができる（（１つまたは複数の）枠要素および支持要素上の基板の平坦な配置）。好ましくは、（位置決め器具の）少なくとも第二支持要素が、多層体配列を支持するために処理チャンバのチャンバ床上および／または処理ボックスの床要素上に設けられる。具体的には、（位置決め器具の設計に応じて）そこに最大負荷がかかる可能性があるので、多層体配列の「底部」領域上の配列が好都合である。

好ましくは、第一および／または第二支持要素は（または複数の支持要素は）、点状支持要素として、好ましくは球状要素として、構成される。こうして、最小可能な支持面積またはシステム占有面積が保証される。針状支持体によってさらに小さい遮蔽が実現される。本発明の好適な実施形態において、多層体が（１つまたは複数の）支持要素上に載置されるかまたはこれと当接することが可能なように、それぞれの枠要素および／または枠ストリップ要素は、少なくとも２つの支持要素を有する。言い換えると、支持要素を備えて構成されていれば、支持領域は枠要素上であっても縮小されることが可能である。好ましくは、第一および／または第二支持要素は、黒鉛または石英ガラスで作られる；ガラスセラミック、その他のセラミック、および耐熱ガラスも考えられる。枠材料は、不活性であり、腐食環境において耐性があり（Ｓ、Ｓｅを含有する）、機械的に安定していなければならない。基板との直接接触により、基板上の温度分布の横方向不均一性を可能な限り回避するため、および層剥離または損傷を防止するために、熱伝導率および熱膨張係数もまた考慮されなければならない。枠材料ならびに支持要素も、黒鉛または石英ガラス、ガラスセラミック、その他のセラミック、または耐熱ガラス（たとえば球状黒鉛）で作られることが可能である。点状支持体の材料の選択において、以下の材料特性もまた考慮されなければならない：不活性材料、耐腐食性、機械的安定性、熱伝導率および熱膨張係数。たとえば、黒鉛枠要素と組み合わせた球状黒鉛の使用が、たとえば考えられる。

各々が少なくとも１つの処理対象面を有する、少なくとも２つの対象物、具体的には少なくとも２つの多層体を処理するための、具体的にはセレン化するためのシステムであって、チャンバ空間を備える少なくとも１つの処理チャンバと（トンネルも可能）、上述のような少なくとも２つの多層体を位置決めする器具を有する少なくとも１つの縮小チャンバ空間を形成する装置を含むシステム向けに、独立保護も特許請求される。好ましくは、システムは、多層体を加熱するための少なくとも１つのエネルギー源を有する。好ましくは、エネルギー源は、処理対象面の各々が直接的に加熱されるように、処理チャンバ上に、または処理システム内に設けられる。このために、たとえば２つのエネルギー源が提供されることが可能である：１つは底部多層体向け、１つは上部多層体向けである（言い換えると、いずれの場合も、多層体の各々に少なくとも１つのエネルギー源が提供される）。しかしながら好ましくは、各基板には複数のエネルギー源が提供され、これらはたとえばいずれの場合もマトリクスとして設けられている。配列は変更可能である。この配列において、このため基板の高速加熱は、それぞれの層面の加熱によって、実質的に片側にのみ行われる：上部基板は上からのみ加熱され；底部基板は下からのみ加熱される。ガラスの裏面の直接加熱は行われない。その結果、高い加熱速度において、ガラスの上面および底面の異なる熱膨張によって一時的なパネル歪みが発生しないように、注意を払わなければならない。しかしながら最高温度に到達した後、垂直勾配、およびそれによる歪みはいずれかの方法で補正されなければならない。ガラスの厚みは２〜３ｍｍしかないので、数Ｋ／秒の範囲の加熱速度で、パネルの破損を招くのに十分な強さの垂直勾配が発生するとは考えにくい。やはり低破損率に重要なのは、（基板表面における）横方向均一性である。冷却中に横方向均一性を最適化することも非常に重要であることは、経験から明らかである。この配列において獲得可能な冷却速度では、層面と裏面との間の垂直勾配によってガラス中に応力が生じるとは考えにくい。層の直接加熱は、非常に良好な加熱速度を生み出す。高い加熱速度は、金属およびセレンからのＣＩＳ層形成の特定の段階において、有利である。

本発明によれば、少なくとも１つの縮小チャンバ空間、好ましくは処理ボックスまたは処理フードを形成する装置が、処理チャンバ内に設けられる。この種類の装置は、処理のために利用可能な実際の空間を縮小し、処理空間そのものを形成する（上記参照）。有利なことに、処理ボックスは、その間に少なくとも２つの多層体が設けられることが可能な、または設けられている、少なくとも１つのカバー要素および少なくとも１つの床要素を有しており、それによって処理ボックスは処理チャンバ内に（多層体配列に沿って）導入され、そこから取り出されることが可能である。この場合、多層体は床要素上に配置されることが可能である。処理ボックスは、カバー要素によって閉鎖されている。このため、多層体配列は、システムの処理空間内に規定のやり方で収容されている。処理フードは、通例として、処理システム内の載置保持のために設計されており、たとえば輸送器具によって導入された多層体配列の上方に、配置される。こうして、処理フードは、定義された処理空間を提供し、チャンバ空間における処理空間の間のガス交換は結果的に明らかに低減される。すでに上述されたように、処理ボックスもまた、少なくとも部分的に対象物を位置決めする器具によって形成されることが可能である。好ましくは、システムは、チャンバ空間および／または処理空間の内外へ処理ガスを供給および／または排出するために、ガス供給要素および／またはガス排出要素を有する。すでに上述されたように、これはたとえば、位置決め器具の設計に応じて、第一および／または第二支持要素上に設けられることが可能である。

本発明はさらに、各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする方法であって、２つの多層体は、多層体が互いの反対側にあるように、たとえば処理ボックスまたは処理フードなど、縮小チャンバ空間を形成する装置内に設けられており、処理対象面は、少なくとも２つの対象物が多層体配列として処理システム内で処理可能であるように、互いと反対の方に向いている、方法にも及ぶ。

本発明はさらに、少なくとも２つの対象物、具体的には多層体を収容するように設計された、少なくとも２つの対象物、具体的には多層体を位置決めする器具によって実現される、少なくとも２つの対象物、具体的には各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする方法にも関し、方法は以下のステップを含む：器具をそのために提供された場所に配置するステップと；少なくとも２つの対象物が、多層体配列として、処理システム内で処理可能、具体的にはセレン化可能であるように、対象物、具体的には多層体が互いの反対側にあり、処理対象面が互いと反対の方に向くように、器具上に２つの対象物、具体的には多層体を配置するステップ。好ましくは、追加ステップが提供される：すなわち、チャンバ空間を備える処理システムの処理チャンバまたは処理トンネル内に、および／または縮小チャンバ空間を形成する装置内に、および／または輸送器具によって多層体配列を処理システム内に（すなわち処理チャンバ内にまたは処理トンネル内に）およびそこから外へまたはそのために提供された別の場所へ輸送するための運搬要素上にまたはそれに対して、器具を配置するステップである。方法の有利な実施形態において、器具を配置するステップは、以下のように提供されることが可能である：縮小チャンバ空間を形成する装置として、床要素、カバー要素を備え、好ましくは側壁要素も備える処理ボックス内に配置すること、あるいは縮小チャンバ空間を形成する装置として、具体的には処理システム内の載置保持のために構成された処理フードの内部または下に配置すること。

すでに上述されたように、多層体配列は、たとえば処理ボックス内など、処理システムの外側で組み立てられることが可能であり、これはたとえば運搬要素を用いてまたは直接運搬要素上で輸送される。配列はその後、運搬要素によって処理システム内に輸送されることが可能である。運搬要素を用いずに、たとえばローラ装置を用いて、配列を輸送することも可能である。処理システム内への配列の手動導入（個別成分ならびに事前組み立て配列全体の両方）もまた可能である。さらに、底部支持要素は、運搬要素および／または輸送要素の役割を果たすこともできる。

好ましくは、方法は、底部多層体および上部多層体が形成されるように、使用中に互いの上にサンドイッチ状に２つの多層体を器具上で配置するステップを含む。使用中に「水平に」なっている多層体はこのように、最も均一におよび最も確実に処理されることが可能である。２つの処理対象面は互いと反対の方に向いているので、基板は、最も単純な場合、処理のために互いの上に（背中合わせに）配置されることが可能である。言い換えると、方法は好ましくは、多層体が、処理対象面が互いと反対の方に向いた状態で互いの上に位置決めされるように、使用中に２つの多層体を器具上で配置する、さらなるステップを含む。好ましくは、位置決め器具内に含まれ、実際に、その間に距離を空けて位置するように、少なくとも部分的に２つの多層体の間に含まれる、離間要素を配置する、さらなるステップが提供される。このようにして、基板の「くっつき合い」（たとえば接着による）が回避される。方法のさらに有利な実現において、以下の追加ステップが提供される：位置決め器具に含まれる、すなわち器具の一部である少なくとも１つの第一支持要素を、チャンバ床上に、および／または処理チャンバのチャンバ側壁上に、および／または床要素上に、および／または処理ボックスの側壁要素上に、および／または処理システムの内外に輸送器具によって多層体配列を輸送するための運搬要素上に、またはそのために提供されまたはそれに適した別の場所に、配置するステップと；底部多層体を、好ましくは少なくとも部分的に第一支持要素に対するまたはその上のその縁領域上に配置、具体的には載置するステップ。

以下のさらなるステップもまた、提供されることが可能である：位置決め器具に含まれる少なくとも１つの第二支持要素を、チャンバ床上に、および／または処理チャンバのチャンバ側壁上に、および／または床要素上に、および／または処理ボックスの側壁要素に対して、および／または第一支持要素上にまたはこれに対して、および／または処理システムの内外に輸送器具によって多層体配列を輸送するための運搬要素上にまたはこれに対して（たとえばキャリア）、またはそのために提供された別の場所に、配置するステップと；上部多層体を、好ましくは少なくとも部分的に第二支持要素に対するまたはその上のその縁領域上に配置、具体的には載置するステップ。位置決めされた多層体を処理システム内に導入すること、これらを処理すること、ならびにこれらをシステムから再び取り出すことが、さらに規定される。これは、たとえば、すでに記載された輸送器具によって、もしくは手動でも、可能である。

装填中、底部基板はたとえば、処理ボックスの底部、または床要素上の第一支持要素上などの適切な場所に（もしくは底部支持要素はなくてもよい）、位置決めされる。次に、上部基板は、底部基板上に配置されるか、または第二支持要素によって位置決めされる。最後に、カバー要素が配置され、ボックス全体が処理システム内に移動させられる。フードの場合には、キャリアが随意的に処理チャンバ内に移動させられ、フード（カバーおよび枠を備える）は多層体配列を備えるキャリア上に設定される。配列は手動で、すなわち手作業で、たとえば処理システム内に導入されることが可能であり、あるいはその中で組み立てられる。

本発明はまた、少なくとも２つの対象物、具体的には各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする方法にも関し、方法は以下のステップを含み：対象物、具体的には多層体が、互いの反対側にあるように、２つの対象物、具体的には２つの多層体を配置するステップ、そして処理対象面は、少なくとも２つの対象物が、処理システム内で多層体配列として処理可能、具体的にはセレン化可能であるように、処理対象面は互いと反対の方を向いている。具体的には、これはたとえば、底部多層体を処理チャンバ内に、処理ボックス内に、キャリア上に、または別の適切な場所に配置すること、および処理対象面が互いと反対の方を向くように、上部多層体を底部多層体上に配置することを、意味する。これは、たとえ処理対象面のうちの少なくとも１つが対応する適切な場所（たとえばチャンバ床）上に直接載置されていても、処理空間と称されることが可能である。

多層体配列の組み立てのための上述の方法ステップを用いて、多層体または基板は、その処理が高スループットで対応するシステム内で効率的に実行されることが可能なように、正確に位置決めされることが可能である。その他およびさらなる詳細については、方法に関して、対応する対象物を位置決めする器具に関する記述も参照される。

本発明はさらに、好ましくは半導体層として黄銅鉱化合物、具体的にはＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）_２を含む、薄膜太陽電池または薄膜太陽電池モジュールの製造のために、対象物上に少なくとも２つの成分からなる層を付着するこのような器具およびこのような方法の使用にも及ぶ。好ましくは、使用は、ＣＩＳまたは（ＣＩＧＳＳｅ）薄膜太陽電池またはＣＩＳまたは（ＣＩＧＳＳｅ）薄膜太陽電池モジュールを製造するのに役立ち、具体的には各多層体はガラスパネルの形態で実現され、黄銅鉱薄膜半導体のセレン化および／または硫化のために少なくともＣｕ、ＩｎまたはＣｕ、Ｉｎ、ＧａまたはＣｕ、Ｉｎ、Ｇａ、セレン元素で被膜されている。

本発明の対象の様々な実施形態は、個別に、またはいずれかの組み合わせで実現され得ることは、理解される。具体的には、上述の特徴および以下に説明される内容は、提示される組み合わせのみならず、その他の組み合わせにおいてまたは単独で、本発明の範囲から逸脱することなく使用されることが可能である。

以下に、図面を参照して詳細に説明される例示的実施形態を参照して、本発明が記載される。

縮小チャンバ空間を形成するための、本発明による装置の実施形態の図である。縮小チャンバ空間を形成するための、本発明による装置の別の実施形態の図である。縮小チャンバ空間を形成するための、本発明による装置の別の実施形態の図である。縮小チャンバ空間を形成するための、本発明による装置の別の実施形態の図である。縮小チャンバ空間を形成するための、本発明による装置の別の実施形態の図である。縮小チャンバ空間を形成する装置における、本発明による器具または配列の別の実施形態の図である。縮小チャンバ空間を形成するための、本発明による装置の別の実施形態の図である。処理システムの断面図である。

以下の記述において、同一の、および同じように機能する部分には同じ参照記号が用いられる。図面に描写される実施形態は、対応する配列を通る断面を示すが、しかし明確さのために断面ハッチングが省略されていることに、注意すべきである。

図１は、本発明による器具を用いて製造されることが可能な、２つの対象物の配列を描写する。対象物は多層体として、ここでは処理のために、具体的にはセレン化のために提供された基板４０、５０として、実現される。基板は、表面４４、５４上に、被膜（前駆体）４５、５５（処理対象面）を有する。被膜（たとえば銅、インジウム、およびガリウムからなる層パッケージ、ならびにセレン元素、前駆体で作られた最終被覆）は、先に付着された個別成分が反応して半導体化合物を形成するように、最大数Ｋ／ｓの比較的高い加熱速度で処理システムの処理チャンバ（図８参照）内で比較的高温にされることになる（積層―前駆体、ＳＥＬ前駆体、積層元素層―の高速熱処理、ＲＴＰ）。薄膜半導体、たとえば薄膜太陽電池または薄膜太陽電池モジュールは、このようにして製造されることが可能である。太陽光発電システムは、たとえば黄銅鉱薄膜半導体（たとえば「ＣＩＳ」と略されるＣｕＩｎＳｅ_２または「ＣＩＧＳＳＥ」と略されるＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）_２）ベースの太陽電池モジュールを用いて動作させられる。

図８は、多層体の処理のために提供された、処理システムの断面を描写する。システム１０は、大面積基板を処理するために設計されている。システムが、チャンバカバー１５、チャンバ床１６、チャンバ壁１７（および結果的にチャンバ空間１２）、入り口ドア１３、および入り口ドアの反対側の出口ドア１４を備える処理チャンバ１１を有することが、認識される。処理チャンバ１１または処置チャンバは、この場合、たとえばトンネルを有するか、またはたとえばドア（エアロック）で封止されることが可能なトンネルを形成する。矢印Ｂは、入り口ドアまたは出口ドアの移動方向を示す。少なくとも２つの多層体または多層体配列（図示せず）の輸送のため、処理チャンバ１１を通じてドアまたはエアロック１３、１４を通って基板を輸送することが可能な輸送装置（図示せず）が、たとえば提供されることが可能である。処理チャンバ１１の上下には、電磁放射線の複数の点源１８が、たとえばマトリクスとして配置されている。異なる種類の源および／またはこれらの源の異なる配列もまた、可能である。放射線の通過のため、少なくとも処理チャンバ１１のチャンバカバー１５およびチャンバ床１６は、少なくとも基板上の均一なエネルギー作用を可能にするための領域で、少なくとも部分的に透過性に構成されている。エネルギー源もまた、チャンバ１１の内部に設けられることが可能である；そして、処理チャンバの壁もまた不透過性であってもよい。エネルギー源の効果の下で二次放射体の役割を果たすように、チャンバの対応する壁または壁区画および／または壁にエネルギー源を設けることも、可能である。処理は、導入された処理ガスを用いて発生することが可能である。これに適したガスは、たとえばＨ_２、Ｎ_２、Ａｒ、Ｈ_２Ｓ，Ｈ_２Ｓｅ、Ｓガス、Ｓｅガス、および／またはその他のガスである。原則的に、いかなるガス交換（たとえば処理チャンバと処理ボックスとの間、またはガス源と処理チャンバまたは処理ボックスまたは処理フードとの間）も伴わない処理が、考えられる。流体交換、具体的には処理システムのレベルの間のガス交換は、様々なやり方で可能である。このため、たとえばガスの交換は、（たとえば外部）ガス源、処理チャンバ（または処理トンネル）、および随意的に処理ボックスまたはフードの間で生じることが可能である。ガス交換は、処理チャンバの不存在下で、外部ガス源と随意的に存在する処理ボックスまたはフードとの間で生じることも可能であり、すなわち処理ボックスはガス源に直接接続される。

本発明による器具または配列に戻る。多層体４０、５０は、処理対象面４４、５４が互いと反対の方に向くように設けられている（二重基板連続ＲＴＰ）。基板４０、５０は、使用中に水平に位置決めされ、互いの上にサンドイッチ状に配置される。このため、底部多層体４０または底部基板および上部多層体５０または上部基板を参照することが可能である。これらの位置決め可能性は、以下に詳細に記載される。上述のシステム１０において、処理ガス供給または処理ガス排出および処理ガス量もより良好に制御することができるようにするために、処理チャンバ１１のチャンバ空間１２を縮小することが望ましい場合が多い。定義された空間において、処理、すなわちたとえば被膜基板表面の変換は、より容易に計算および再現されることが可能である。これに関して、定義された処理空間は好都合である。このため、たとえば処理チャンバのチャンバ空間には、縮小チャンバ空間を形成する（およびひいてはすでに記載された処理空間を形成する）装置が設けられることが可能であるか、または設けられる。このような装置は、たとえばいわゆる処理ボックスとして、処理対象基板が収容される処理チャンバ内に設けられる。処理対象基板の上方に配置され（基板上に下ろされる）、たとえば底部基板上、チャンバ床上、または支持体自体の上などに載置される処理フードもまた知られている。互いに積層された基板４０、５０はここで、輸送器具によって上述の処理システム内に導入されて処理後に再びシステムから取り出されることが可能な処理ボックス２０ａに収容される（手動導入および取り外しもまた可能である）。処理ボックスは、カバー要素２２、床要素２３、および側壁要素２４を有する。前側壁は見えない。その配列のため、２つの基板４０、５０は、システムを通じてのスループットが著しく増加するように、たとえば同時に処理され、すなわちセレン化される（たとえば図８に描写される）。処理ボックス２０ａ内の定義された空間、いわゆる処理空間２１は、処理の実行のために特定量の処理ガスで選択的に満たされることが可能である。言い換えると、処理は最終的に処理空間２１の内部で実質的に発生する。原則的に、用語「上部」および「底部」処理空間、すなわちカバー要素と上部基板と床要素と底部基板との間の空間を使用することが可能である。この実施形態において、基板４０、５０は、互いの上に直接配置されており、処理対象面が互いと反対の方に向くように、基板４０、５０の位置決めのための器具３０ａ上に位置決めされる。上部基板５０の前駆体層５５は「上向き」に向いている；底部基板４０の前駆体層４５は「下向き」に向いている。この配列は、器具３０ａの第一支持要素１３１上に位置決めまたは支持されている。支持要素１３１は、ストリップが処理ボックス２０ａの床要素２３上に配置された状態で（床要素に固定的に接続されているかまたは単純にそこに載置されている）、各々が支持表面または支持領域１３１ｂまたは１３１ｄを有する、２つの枠ストリップ要素１３１ａおよび１３１ｃを含む。底部多層体４０は、縁領域４１を備えるストリップ要素上に位置決めされ、ひいては上部多層体５０を支持する。こうして多層体配列２８ａが形成される。処理対象面４４、４５が処理ガスと十分に接触するために、支持要素１３１は少なくとも部分的に開放していなければならない。このため、ここで、たとえば、底部基板はストリップ要素１３１ａ、１３１ｃ上のその長手辺上にのみ載置され、その一方で横辺を通じてガス循環が発生することが可能である。言い換えると、配列２８ａは、いずれの場合も、基板または配列の横辺上に開放領域を有する。ここで開放領域６０が見られる。当然ながら、長手辺上に（１つまたは複数の）開放領域を設けることも可能である。ガス流が処理対象面全体に引き出されることを可能にするため、開放領域６０は好ましくは第二開放領域の反対側にある（この場合は主に底部基板に関する）。多層体配列２８ａは同様にキャリア上で組み立てられて、処理システムの処理チャンバ内にまたは処理トンネル内に導入されることも可能であろう（そこにはたとえば多層体配列上まで下ろされることが可能な処理フードが位置している）。縮小チャンバ空間を形成する装置そのものがなくても、処理は実行されることが可能である。

図２は、図１に描写されるのと類似の実施形態を描写する；しかしながら、位置決め器具３０ｂの支持要素２３１は、（１つまたは複数の）多層体４０、５０が曲がりを防止するために付加的に支持されることが可能なように、互いの反対側にある枠ストリップ要素２３１ａ、２３１ｃを接続するための交差接続要素３３を有する。多層体配列２８ｂはこのようにより安定的に設計されている。しかしながら、処理対象面４４、５４を過剰に被覆しないために、交差接続要素３３は少なくとも１つの（第一）支持要素３５を有し、その上にまたはそれに対して１つまたは複数の基板が載置されるかまたは当接することができる。この場合、支持要素３５は、ストリップ２３１ａ、２３１ｃと同じ高さを有するように構成されている。このようなやり方でのみ、基板４０、５０のための平坦な支持表面が保証される。枠ストリップ２３１ａ、２３１ｃおよび交差接続要素３３は両方とも、１つまたは複数の支持要素を有することができる。これは、基板が処理対象面４４、５４上で可能な限り自由に配置されるように、支持領域を縮小する。交差接続要素および支持要素の数は、自由に選択されることが可能であり、必要に応じて変更可能である。支持要素の配列もまた変更可能であり、言い換えると、支持要素は枠要素上および／または交差接続要素上に設けられることが可能である。（１つまたは複数の）支持要素３５は、好ましくは（１つまたは複数の）点状支持要素として、すなわち球状に構成されている。球状要素を用いると、小さい支持領域のみが提供される。放射体１８の放射線のさらに小さい遮蔽が、針状要素によって実現される（たとえば図３参照）。

図３は、基板４０、５０を位置決めする器具３０ｃを備える多層体配列２８ｃ描写しており、配列は同様に処理ボックス２０ａに収容されている。基板４０、５０は第一支持要素３３１上に位置決めまたは支持されており、この実施形態において支持要素３３１もまた、各々が支持表面または支持領域３３１ｂ、３３１ｄを有する２つの枠ストリップ要素３３１ａ、３３１ｃを有している。ここで、ストリップ３３１ａ、３３１ｃは、床要素上ではなく、むしろ処理ボックスの側壁要素２４上に付着している。加えて、（第二）支持要素３６が床要素上に設けられており、多層体の曲がりが実質的に防止され得るように、多層体を付加的に支持している。複数のこれら第二支持要素も考えられるであろう。枠ストリップ要素、すなわち位置決め器具の第一支持要素が、処理ボックスの側壁要素を形成するように構成されることも、可能である（たとえば図６において容易に認識可能）。

図４は、基板４０、５０を位置決めする器具３０ｄを備える多層体配列２８ｄを描写しており、配列は処理フード２０ｂの下に位置している。ここで、多層体配列２８ｄは、輸送器具（図示せず）によって多層体配列２８ｄを処理用システム内に導入するキャリア２５上に設けられている。処理チャンバまたは処理トンネル内には処理フード２０ｂが位置しており、これはその後、定義された処理空間２１をこうして形成するために、多層体配列２８ｄを備えるキャリア上に下ろされる。ここでも、器具３０ｄは２つの枠ストリップ要素４３１ａ、４３１ｃを備える第一支持要素４３１を含み、多層体４０、５０は支持領域４３１ｂ、４３１ｄ（縁領域４１）上に載置される。支持要素は、図１に描写されるのと類似の構造である。基板５０は、それぞれの被膜４５、５５を備える処理対象面４４、４５が互いと反対の方を向いた状態で、基板４０の上に載置される。ここで、器具３０ｄは、キャリア２５上に設けられて基板４０、５０を付加的に支持する２つの（第二）支持要素３６、３６’をさらに含む。支持要素の針状設計は、処理のために実質的に自由にアクセスできるように、処理対象面をほとんど遮蔽しない。

図５は実質的に、多層体４０、５０を位置決めする器具３０ｅを備える、図３の配列を描写しており、これを用いて多層体配列２８ｅが形成される。支持要素３３１は、図３のものに相当する。ここで図３とは対照的に、２つの基板は離間要素３８を備えて位置決めまたは配置されている。ここで、離間要素３８は、たとえば２つのストリップ要素３８ａ、３８ｂを含んでおり、基板が互いに距離を空けて配置されるように、２つの基板４０、５０の間に配置される（非処理対象面上）。

最後に図６は、多層体配列２８ｆ内に配置される２つの基板４０、５０を位置決めするための、本発明による器具３０ｆの別の実施形態を描写している。ここで、２つの基板４０、５０の処理ボックス２０ａ内への位置決めのため、第一支持要素６３１および第二支持要素６３２が設けられている。第一支持要素６３１はやはり、各々が支持領域または支持表面６３１ｂ、６３１ｄを有する２つの枠ストリップ要素６３１ａ、６３１ｃを含む。第二支持要素６３２も同様に、各々が支持領域または支持表面６３２ｂ、６３２ｄを有する２つの枠ストリップ要素６３２ａ、６３２ｃを含む。基板４０、５０は、いずれの場合も、その縁領域４１、５１をそれぞれの支持表面６３１ｂ、６３１ｄ、６３２ｂ、６３２ｄ上にして、載置される。２つの支持要素６３１、６３２は、基板４０、５０が再びサンドイッチ状に配置または位置決めされることが可能なように互いに積層され得るように、構成されている。ここで、それぞれの枠ストリップ要素はＬ字型の断面を有しており、こうして処理ボックス２０ａの側壁要素を形成する。当然ながら、処理ボックス２０ａの側壁要素自体を提供すること、ならびにその上に支持要素を取り付けること（たとえば処理ボックスが基板のその他の配列に使用されることも可能なように取り外し可能に）も、可能である。基板の個別位置決めにより、そのいかなる曲がりも小さくなるように、より小さい力が底部基板４０に対して作用する。この実施形態において、支持要素６３１、６３２は、いずれの場合も、「上部」交差接続要素３４上および「底部」交差接続要素３３上の両方にそれぞれ設けられた支持要素３５または３５’を備える、交差接続要素３３および３４を有する。第二（上部）支持要素６３２の支持要素３５’は、底部基板の基板裏面上に載置される（そして当然ながら、上部基板を支持する）。実施形態は、これら交差接続要素がなくても実現されることが可能である。

図７は、基板４０、５０を位置決めする器具３０ｇを備える多層体配列２８ｇを描写しており、配列はやはり処理ボックス２０ａ内に位置決めされている。器具３０ｇは、第一支持要素７３１（枠ストリップ要素７３１ａ、支持領域７３１ｂ、枠ストリップ要素７３１ｃ、支持領域７３１ｄを備える）、第二支持要素７３２（枠ストリップ要素７３２ａ、支持領域７３２ｂ、枠ストリップ要素７３２ｃ、支持領域７３２ｄを備える）、および場合によりストリップ要素３７ａ、３７ｂを備える中間要素３７を含み、これは３つの要素が断面において実質的にＣ字型配列を形成するように、第一支持要素７３１と第二支持要素７３２との間に設けられている。第一支持要素７３１は、処理ボックス２０ａの床要素２３上に載置されている。支持要素７３１、支持要素７３２、および中間要素３７は、一体に形成されることも可能である（少なくともそれぞれのストリップ要素）。処理ボックス２０ａは、側壁要素２４そのものを有している。この配列でもやはり、底部基板４０には負荷がかからず、その可能性のある曲がりに対抗する。

図示された実施形態において、いずれの場合も開放領域６０が処理空間とチャンバ空間との間のガス交換のために配列の横辺に残るように（具体的には底部多層体の前駆体層のために）、支持要素はストリップ要素として設計される。閉鎖枠要素を使用すること、ならびに少なくとも１つのガス供給および排出要素を提供することも、可能であろう。これは、たとえばそれぞれの枠要素にガス拡散器コームとして実現されることが可能であり、ガス接続ラインのための連結棒（接続要素）が設けられることも可能である。上部多層体または上部前駆体層はいずれにせよ「自由」なので、これは特に底部多層体にとって重要であろう。ちなみに、配列の長手辺に開放領域が設けられることも可能であり、あるいは開放領域が横辺および長手辺の両方に設けられるように支持要素が設計される。正方形基板の場合には、長手辺と横辺の区別はない。

最後に図８は、すでに上述されたシステム１０を描写しており、この中に位置決め器具３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、および／または３０ｇを備える配列２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、および／または２８ｇ（ここでは図示せず）が、縮小チャンバ空間を形成する装置そのものを用いるまたは用いない処理のために導入されることが可能である。

配列または器具（縮小チャンバ空間を形成する装置を備えるかまたは備えない）のシステム内へおよびシステムからの輸送は、たとえば基板用の支持体（すなわち、たとえばキャリア）を用いてまたは用いないで動作する輸送装置（図示せず）を通じて行われるか、または手動で行われる。配列は、処理システムの内部で直接組み立てられることも可能である。

それを用いて形成された多層体配列を備える対象物を位置決めするために提示された器具を用いて、位置決め器具を用いないで組み立てられる多層体配列を用いて、多層体配列を処理するシステム、および多層体配列を形成する対応する方法を用いて、多層体、たとえば基板は、高スループットで単純なやり方で処理されることが可能である（たとえば、黄銅鉱薄膜半導体の製造のため）。

以下の記述は、本発明のさらなる特徴を明らかにする：
本発明は、少なくとも２つの対象物、具体的には各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする器具に関し、少なくとも２つの対象物、具体的には多層体を収容するための器具は、少なくとも２つの対象物が処理システム内の多層体配列として処理可能、具体的にはセレン化可能であるように、対象物、具体的には多層体が互いの反対側にあり、処理対象面が互いと反対の方に向くように構成されている。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、チャンバ空間を備える処理システムの処理チャンバまたは処理トンネル内に、および／または縮小チャンバ空間を形成する装置内に、好ましくは床要素、カバー要素を備え、好ましくは側壁要素を備える処理ボックス内に、または具体的には処理システム内の載置保持のために構成された処理フードの内部に、および／または輸送器具によって処理システムの内外に多層体配列を輸送するための運搬要素上にまたはそれに対して、配置されることが可能なようにまたは配置されるように、構成されている。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、器具の少なくとも一部が、処理ボックスの少なくとも一部、具体的には少なくとも部分的に、処理ボックスの側壁要素を形成するように、構成されている。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、多層体が使用中に互いの上にサンドイッチ状に配置され、そうして多層体配列の底部多層体および上部多層体を形成するように、構成されている。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、多層体が、処理対象面が互いと反対の方に向いた状態で、互いの上に位置決めされることが可能なように、構成されている。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、少なくとも１つの離間要素を有し、離間要素は、互いに距離を空けて配置されることが可能なように、少なくとも部分的に２つの多層体の間に設けられることが可能である。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、チャンバ床上に、および／または処理チャンバのチャンバ側壁上に、および／または床要素上に、および／または処理ボックスの側壁要素上に、および／または輸送器具によって処理システムの内外に多層体配列を輸送するための運搬要素上にまたはそれに対して、配置されることが可能であるかまたは配置されている、少なくとも第一支持要素を有しており、第一支持要素は、底部多層体が、好ましくはその縁領域において、少なくとも部分的に第一支持要素上に設けられることが可能であり、具体的には支持要素上に載置されることが可能なように、構成されている。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、チャンバ床上に、および／または処理チャンバのチャンバ側壁上に、および／または床要素上に、および／または処理ボックスの側壁要素上に、および／または第一支持要素上またはそれに対して、および／または輸送器具によって処理システムの内外に多層体配列を輸送するための運搬要素上にまたはそれに対して、配置されることが可能であるかまたは配置されている、少なくとも第二支持要素を有しており、第二支持要素は、上部多層体が、好ましくはその縁領域において、少なくとも部分的に第二支持要素に対して設けられることが可能であり、具体的には、支持要素上に載置されることが可能なように、構成されている。一実施形態によれば、一方では、第一支持要素および／または第二支持要素は、いずれの場合も、多層体が好ましくは少なくとも部分的にそれぞれの枠要素上のその縁領域上に設けられることが可能なように、具体的には枠要素上に載置されることが可能なように、枠要素として、好ましくは多層体の輪郭を再現する長方形または正方形の枠要素として設けられ、および／または他方では、第一支持要素および／または第二支持要素は各々、好ましくはその長手辺の、好ましくは縁領域上の、多層体が少なくとも部分的に枠ストリップ要素上に設けられることが可能なように、具体的には枠ストリップ要素上に載置されることが可能なように、使用中に多層体の延伸平面内で互いの反対側にある、２つの枠ストリップ要素として構成される。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、第二支持要素が第一支持要素上に位置決めされることが可能なように、第一支持要素と第二支持要素との間に設けられることが可能な中間要素を含む。一実施形態によれば、第一支持要素および／または第二支持要素は各々、（１つまたは複数の）多層体が曲がりを防止するために付加的に支持されることが可能なように、使用中に多層体の延伸平面内で互いの反対側にあるそれぞれの枠要素の、または互いの反対側にある枠ストリップ要素の領域を接続するために、少なくとも１つの交差接続要素を有する。一実施形態によれば、交差接続要素は、それぞれの少なくとも１つの枠要素および／または枠ストリップ要素と同じ高さを有するように構成された支持要素を用いて、多層体が支持要素を通じて交差接続要素上に載置されるかまたは当接することが可能なように、少なくとも第一支持要素、好ましくは点状支持要素、特に好ましくは球状要素を有する。一実施形態によれば、少なくとも２つの対象物を位置決めする器具は、多層体配列を支持するために処理チャンバのチャンバ床上および／または処理ボックスの床要素上に設けられる、少なくとも第二支持要素、好ましくは点状支持要素、特に好ましくは球状要素を有する。一実施形態によれば、それぞれの枠要素および／または枠ストリップ要素は、多層体が支持要素上に載置されるかまたは当接することが可能なように、少なくとも２つの支持要素を有する。

本発明は、上述のように、各々が少なくとも１つの処理対象面を有する、少なくとも２つの多層体を含む多層体配列、および少なくとも、少なくとも２つの多層体を位置決めする器具に関する。

本発明は、各々が少なくとも１つの処理対象面を有する、少なくとも２つの多層体を含む多層体配列に関し、少なくとも２つの多層体は、処理対象面が互いと反対の方に向いた状態で、互いの反対側にあるように設計されている。

本発明は、上述のように、少なくともチャンバ空間を備える処理チャンバを含む、各々が少なくとも１つの処理対象面を有する、少なくとも２つの対象物、具体的には少なくとも２つの多層体を処理するための、具体的にはセレン化するためのシステム、ならびに少なくとも２つの対象物を位置決めする器具に関する。有利なことに、システムは、チャンバ空間および／または処理空間の内外に処理ガスを供給および／または排出するための、ガス供給要素および／またはガス排出要素を有する。

本発明は、少なくとも２つの対象物、具体的には多層体を収容するように設計された、少なくとも２つの対象物、具体的には多層体を位置決めする器具によって、少なくとも２つの対象物、具体的には各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする方法に関し、方法は以下のステップを含む：器具をそのために提供された場所に配置するステップと；少なくとも２つの対象物が、処理システム内で多層体配列として処理可能、具体的にはセレン化可能であるように、対象物、具体的には多層体が互いの反対側にあり、処理対象面が互いと反対の方に向くように、２つの対象物、具体的には多層体を器具上に配置するステップ。

本発明は、少なくとも２つの対象物、具体的には各々が少なくとも１つの処理対象面を有する少なくとも２つの多層体を位置決めする方法に関し、方法は以下のステップを含む：少なくとも２つの対象物が処理システム内で多層体配列として処理可能、具体的にはセレン化可能であるように、対象物、具体的には多層体が互いの反対側にあり、処理対象面が互いと反対の方に向くように、２つの対象物、具体的には２つの多層体を配置するステップ。

１０処理システム
１１処理チャンバ、処理トンネル
１２チャンバ空間
１３入り口ドア
１４出口ドア
１５チャンバカバー
１６チャンバ床
１７（１つまたは複数の）チャンバ（側）壁
１８（１つまたは複数の）電磁放射源
２０ａ縮小チャンバ空間を形成する装置、処理ボックス
２０ｂ縮小チャンバ空間を形成する装置、処理フード
２１処理空間
２２カバー要素
２３床要素
２４（１つまたは複数の）側壁要素
２５運搬要素、キャリア
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇ配列、多層体配列
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ位置決め器具
１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１第一支持要素
１３１ａ、１３１ｃ、２３１ａ、２３１ｃ、３３１ａ、３３１ｃ、４３１ａ、４３１ｃ、６３１ａ、６３１ｃ、６３２ａ、６３２ｃ、７３１ａ、７３１ｃ、７３２ａ、７３２ｃ枠ストリップ要素
１３１ｂ、１３１ｄ、２３１ｂ、２３１ｄ、３３１ｂ、３３１ｄ、４３１ｂ、４３１ｄ、６３１ｂ、６３１ｄ、６３２ｂ、６３２ｄ、７３１ｂ、７３１ｄ、７３２ｂ、７３２ｄ支持領域
６３２、７３２第二支持要素
３３、３４交差接続要素
３５、３５’、３６，３６’ 支持要素
３７中間要素
３７ａ、３７ｂ中間要素のストリップ要素
３８離間要素
３８ａ、３８ｂ離間要素のストリップ要素
４０底部多層体、基板
４１、５１（１つまたは複数の）縁領域
４４、５４処理対象面
４５、５５（前駆体）被膜
５０上部多層体、基板
６０開放領域配列
Ｂ入り口ドア、出口ドアの移動方向

Claims

各々が少なくとも１つの処理対象面（４４、５４）を有する少なくとも２つの多層体(４０、５０)を位置決めする器具（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ）を用いて、処理ボックス（２０ａ）または処理フード（２０ｂ）など、縮小チャンバ空間を形成する装置（２０ａ、２０ｂ）であって、器具（３０ａから３０ｇ）は、多層体（４０、５０）が互いの反対側にあるように設計されており、処理対象面（４４、５４）は、多層体（４０、５０）が処理システム（１０）内で多層体配列（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇ）として処理可能なように、互いと反対の方に向いている、装置。
少なくとも２つの多層体（４０、５０）を位置決めする器具（３０ａから３０ｇ）の少なくとも一部がその少なくとも一部を形成する、請求項１に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
少なくとも２つの多層体（４０、５０）を位置決めする器具（３０ａから３０ｇ）が、多層体（４０、５０）が使用中に互いの上にサンドイッチ状に配置され、そうして多層体配列（２８ａから２８ｇ）の底部多層体（４０）および上部多層体（５０）を形成するように設計されている、請求項１または２に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
少なくとも２つの多層体（４０、５０）を位置決めする器具（３０ａから３０ｇ）が、処理ボックス（２０ａ）の床要素（２３）上および／または側壁要素（２４）上に設けられることが可能であるかまたは設けられている、少なくとも第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）を有し、第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）は、底部多層体（４０）が少なくとも部分的に第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）上に支持されることが可能なように設計されている、請求項３に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
少なくとも２つの多層体（４０、５０）を位置決めする器具（３０ａから３０ｇ）が、処理ボックス（２０ａ）の床要素（２３）上および／または側壁要素（２４）上に、および／または第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）上にまたはこれに対して設けられることが可能であるかまたは設けられている、少なくとも第二支持要素（６３２、７３２）を有し、第二支持要素（６３２、７３２）は、上部多層体（５０）が少なくとも部分的に第二支持要素（６３２、７３２）上に支持されることが可能なように設計されている、請求項４に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
一方で、第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）および／または第二支持要素（６３２、７３２）が、いずれの場合も、多層体（４０、５０）が少なくとも部分的にそれぞれの枠要素上に設けられることが可能なように、枠要素として設けられ、および／または他方では、第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）および／または第二支持要素（６３２、７３２）が、いずれの場合も、多層体（４０、５０）が少なくとも部分的に枠ストリップ要素上に設けられることが可能なように、使用中に多層体（４０、５０）の延伸平面内で互いの反対側にある、２つの枠ストリップ要素（１３１ａ、１３１ｃ、２３１ａ、２３１ｃ、３３１ａ、３３１ｃ、４３１ａ、４３１ｃ、６３１ａ、６３１ｃ、７３１ａ、７３１ｃ、６３２ａ、６３２ｃ、７３２ａ、７３２ｃ）として設計されている、請求項４または５に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
少なくとも２つの多層体（４０、５０）を位置決めする器具（３０ａから３０ｇ）が、第二支持要素（６３２、７３２）が第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）上に積層されることが可能なように、第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）と第二支持要素（６３２、７３２）との間に設けられることが可能な中間要素（３７）を含む、請求項５または６に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
第一支持要素（１３１、２３１、３３１、４３１、６３１、７３１）および／または第二支持要素（６３２、７３２）が各々、（１つまたは複数の）多層体（４０、５０）が曲がりを防止するために付加的に支持されることが可能なように、使用中に多層体（４０、５０）の延伸平面内で互いの反対側にあるそれぞれの枠要素または互いの反対側にある枠ストリップ要素（１３１ａ、１３１ｃ、２３１ａ、２３１ｃ、３３１ａ、３３１ｃ、４３１ａ、４３１ｃ、６３１ａ、６３１ｃ、７３１ａ、７３１ｃ、６３２ａ、６３２ｃ、７３２ａ、７３２ｃ）の領域の接続のため、少なくとも１つの交差接続要素（３３、３４）を有する、請求項４から７のいずれか一項に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
交差接続要素（３３、３４）が、多層体（４０、５０）が支持要素（３５、３５’）を通じて交差接続要素（３３、４３）上に載置されるかまたはこれと当接することが可能なように、少なくとも第一支持要素（３５、３５’）を有し、支持要素（３５、３５’）は、それぞれの少なくとも１つの枠要素および／または枠ストリップ要素（１３１ａ、１３１ｃ、２３１ａ、２３１ｃ、３３１ａ、３３１ｃ、４３１ａ、４３１ｃ、６３１ａ、６３１ｃ、７３１ａ、７３１ｃ、６３２ａ、６３２ｃ、７３２ａ、７３２ｃ）と同じ高さを有するように設計されている、請求項８に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
少なくとも２つの多層体を位置決めする器具（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｄ、３０ｇ）が、多層体配列（２８ａから２８ｇ）を支持するために処理ボックス（２０ａ）の床要素（２３）上に設けられた少なくとも第二支持要素（３６、３６’）を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
それぞれの枠要素および／または枠ストリップ要素（１３１ａ、１３１ｃ、２３１ａ、２３１ｃ、３３１ａ、３３１ｃ、４３１ａ、４３１ｃ、６３１ａ、６３１ｃ、７３１ａ、７３１ｃ、６３２ａ、６３２ｃ、７３２ａ、７３２ｃ）が、多層体（４０、５０）が支持要素（３５、３５’）上に載置されるかまたはこれと当接することが可能なように、少なくとも２つの支持要素（３５、３５’）を有する、請求項６から１０のいずれか一項に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
少なくとも２つの多層体（４０、５０）を位置決めする器具（３０ａから３０ｇ）が少なくとも１つの離間要素（３８）を有し、離間要素（３８）は、互いに距離を空けて位置決めされることが可能なように、少なくとも部分的に２つの多層体（４０、５０）の間に設けられることが可能な、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置（２０ａ、２０ｂ）。
各々が少なくとも１つの処理対象面（４４、５４）を有する少なくとも２つの多層体（４０、５０）を処理するシステム（１０）であって、チャンバ空間（１２）を備える少なくとも処理チャンバ（１１）、ならびに少なくとも、請求項１から１２のいずれか一項に記載の少なくとも２つの多層体を位置決めする器具（３０ａから３０ｇ）を用いて縮小チャンバ空間を形成する装置（２０ａ、２０ｂ）を含む、システム。
チャンバ空間の内外に処理ガスを供給および／または排出するためのガス供給要素および／またはガス排出要素を有する、請求項１３に記載のシステム（１０）。
各々が少なくとも１つの処理対象面（４４、５４）を有する少なくとも２つの多層体（４０、５０）を位置決めする方法であって、２つの多層体（４０、５０）は、多層体（４０、５０）が互いの反対側にあるように、たとえば処理ボックス（２０ａ）または処理フード（２０ｂ）などの縮小チャンバ空間を形成する装置内に設けられており、処理対象面（４４、５４）は、少なくとも２つの対象物が処理システム（１０）内で多層体配列（２８ａから２８ｇ）として処理可能なように、互いと反対の方を向いている、方法。
具体的には、各多層体がガラスパネルの形態で実現され、黄銅鉱薄膜半導体のセレン化および／または硫化のために少なくともＣｕ、ＩｎまたはＣｕ、Ｉｎ、ＧａまたはＣｕ、Ｉｎ、Ｇａ、セレン元素で被膜されている、薄膜太陽電池または薄膜太陽電池モジュール、具体的にはＣＩＳ（ＣＩＧＳＳｅ）−薄膜太陽電池またはＣＩＳ（ＣＩＧＳＳｅ）−薄膜太陽電池モジュールの製造のための、請求項１から１２のいずれか一項に記載の縮小チャンバ空間を形成する装置、ならびに請求項１５に記載の方法の、使用。