[发明专利]用于基材加工的装置和方法

说明书

本发明涉及一种设备和方法，用于在加工系统中进行基材加工，该加工系统具有位于加工区域中的至少一个加工工具。

这样的加工尤其是在半导体部件的生产中进行的，并且尤其可以由涂覆，结构化，调温等组成。特别是在具有有源或无源部件的玻璃基材的加工中(例如用于建筑物玻璃装配，用于从建筑物内部向外的热反射，用于显示器，薄膜太阳能电池例如CIS/CIGS薄膜太阳能电池等)，涂层和温度处理起到了重要的作用。如果该涂层包含挥发性成分(例如有机化合物，硒，硫等)，则该涂覆方法，特别是温度处理，导致了挥发性成分相当大的损失到环境中(例如涂覆室的壁)。这导致了不受控地改变涂层的化学计量和/或用于提供必需的过度的挥发性成分所需的高附加成本。

原则上，这些条件还适用于加工大量的其他基材材料，例如金属板，玻璃陶瓷，陶瓷和塑料。

为了在同时降低挥发性成分必需过量所导致的成本条件下控制化学计量比，在WO2009/135685中提出了一种临时加工盒。使用这种加工盒，明显减小了加工基材的加工空间，使得为了在挥发性成分上产生必需的分压仅需提供明显更少量的挥发性成分，这意味着能够明显降低成本。

本发明的目标是进一步降低这些成本，同时能够均匀地加工基材或者说基材上的涂层。

这个目标是根据本发明，依靠具有并立权利要求特征的用于加工基材的设备和方法来实现的。有利的改进方案在从属权利要求中给出。

本发明的用于在加工系统中(优选真空处理系统，具有位于至少一个加工区域中的至少一个加工工具，特别是热蒸发器装置，溅射装置，优选可旋转的圆柱形磁控管溅射装置，结构化装置，加热装置等)加工基材、特别是涂覆的基材的设备，特征在于该设备具有在加工区域中的彼此相对置的两个基材平面，它们是基本上竖直取向的，以使得该设备适用于依靠该加工工具，来在加工区域中同时加工至少两个基材，其中该基材能够布置在该基材平面中，其中该基材平面优选相对于它的竖直部分平行取向。该基材可以如此布置在该基材平面中，以使得基材的涂层彼此面对面，并且至少在加工过程中，在基材之间形成准封闭的加工空间。在本发明设备的一种可能的实施方案中，为了形成封闭的加工空间，在所述基材之间布置有气密性界定出加工空间的框架。因此，设备如此配置：以彼此一定的间距布置的基材形成了基本封闭的或者准封闭的加工空间。

在本发明上下文中，表述“准封闭”描述了边缘处开口的加工空间，但是其中至少在该多层体加工的时间期间，在该加工空间和它的周围环境之间基本上没有气体交换发生，以使得在加工空间中不发生加工条件的明显变化，因为与周围环境的气体交换有关的边缘效应是可忽略的。另外，可以提供气密性密封加工空间的阻挡层或者气密性包围加工空间的框架。

该基材可以这样布置，即，它们之间具有一定的距离，来在朝向周围环境开口的加工空间和外部环境之间形成气体交换阻隔或者压力平衡阻力，其防止了挥发性的层成分，加工气体或者加工反应气体以不受控的量逸出到外部环境中。这可以通过适当的选择基材的彼此相对的待加工表面或者层之间的(非零)距离来实现，其取决于加工空间的体积，气体粒子的平均自由路径，或者加工空间中气体各自的分压。例如，基材彼此相对的待加工的层之间的(非零)距离小于50mm，优选小于10mm，特别优选是1-8mm，并且在非常薄的基材(例如膜)情况下可以甚至小于1mm。这些值是基于基材的，它的待加工表面在每种情况中例如尺寸为100 cm²-200000 cm²。

有利地，该装置如此配置，依靠基材彼此相对的待加工层之间的距离实现：加工空间中气体例如硫属元素成分(S，Se)的质量的损失(其例如是由于加热方法(蒸发和向外扩散)引起的)小于50%，优选小于20%，特别优选小于10%，非常优选小于1%，和甚至更优选小于0.1%。