(57)【要約】  基板上に薄膜を堆積するための方法及びシステムは、基板上方に位置付けた蒸気供給流源からの蒸発可能材料を導入することを含む。蒸発可能材料は蒸発され、蒸気供給流源から蒸気供給流として基板から離れる方向に向けられる。蒸気供給流は、リディレクタから基板の方へ向きなおされて、基板上に薄膜として堆積される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気供給流源、
基板位置の方へ向けた蒸気供給オリフィス、及び
蒸気供給流を前記蒸気供給オリフィスの方へ向けるように構成したリディレクタ、
を備えている、材料堆積システム。
【請求項２】
前記蒸気供給流を前記基板位置から分離するように位置付けた下方のリディレクタをさらに備えている、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項３】
前記蒸気供給流源及び前記リディレクタを収容するチャンバ壁をさらに備えている、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項４】
前記蒸気供給流源は、蒸気ボートである、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項５】
前記蒸気供給流源は長方形である、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項６】
前記蒸気供給流源は円筒状である、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項７】
第２の蒸気供給流源をさらに備えている、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項８】
前記蒸気供給流源は、蒸発可能材料を収容するように構成されている、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項９】
前記蒸発可能材料は液体を含む、請求項８に記載の材料堆積システム。
【請求項１０】
前記蒸発可能材料は固体を含む、請求項８に記載の材料堆積システム。
【請求項１１】
前記蒸発可能材料を蒸発させて、前記蒸気供給流を形成するように構成した電子ビーム源をさらに備えている、請求項８に記載の材料堆積システム。
【請求項１２】
前記蒸発可能材料を熱蒸発させて、前記蒸気供給流を形成し得るヒータをさらに備えている、請求項８に記載の材料堆積システム。
【請求項１３】
前記蒸気供給流源は、材料連続供給源に接続されている、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項１４】
前記材料連続供給源は、供給ワイヤである、請求項１０に記載の材料堆積システム。
【請求項１５】
前記リディレクタは湾曲している、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項１６】
前記リディレクタは複数の平坦区分を備えている、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項１７】
前記リディレクタは、前記蒸気供給流を、中心角を有する蒸気プルームに整形し、該蒸気プルームが前記基板位置の方向に広がるようにした、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項１８】
前記中心角は前記基板位置に対してほぼ垂直である、請求項１７に記載の材料堆積システム。
【請求項１９】
前記リディレクタは、前記蒸気供給流を、前記基板位置における複数の各位置の方へ向けられる複数の蒸気プルームに向けるように構成される、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項２０】
前記リディレクタは加熱される、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項２１】
前記リディレクタは直接加熱される、請求項２０に記載の材料堆積システム。
【請求項２２】
前記リディレクタは間接的に加熱される、請求項２０に記載の材料堆積システム。
【請求項２３】
前記リディレクタは金属から成る、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項２４】
前記リディレクタはセラミックから成る、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項２５】
前記セラミックは、炭化ケイ素、熱分解窒化ホウ素、グラファイト、及び熱分解窒化ホウ素被覆グラファイトからなる群から選択される、請求項２４に記載の材料堆積システム。
【請求項２６】
前記リディレクタは、その幅方向にセグメント化される、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項２７】
前記リディレクタをその幅方向にセグメント化するリブをさらに備えている、請求項２６に記載の材料堆積システム。
【請求項２８】
前記リディレクタは非対称の断面を備えて、前記蒸気供給流が前記蒸気供給流源から離れる方向に向けられるようにした、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項２９】
前記蒸気供給流源の近接位置に電気的接続部をさらに備え、前記蒸気供給流を前記電気的接続部から離す方向に向けるようにした、請求項２８に記載の材料堆積システム。
【請求項３０】
前記リディレクタ内に形成され、前記材料堆積システムを観察するのに用いる観察孔をさらに備えている、請求項１に記載の材料堆積システム。
【請求項３１】
前記観察孔は、低速のフラックス測定用に用いられる、請求項３０に記載の材料堆積システム。
【請求項３２】
前記材料堆積システムを観察するのに用いる電子機器をさらに備えている、請求項３０に記載の材料堆積システム。
【請求項３３】
前記電子機器は、電子衝撃放射の分光機器を備えている、請求項３２に記載の材料堆積システム。
【請求項３４】
前記電子機器は、水晶振動子マイクロバランス機器を備えている、請求項３３に記載の材料堆積システム。
【請求項３５】
前記蒸気供給流源及び前記第２の蒸気供給流源は、独立して制御可能である、請求項７に記載の材料堆積システム。
【請求項３６】
前記第２の蒸気供給流源は、前記蒸気供給オリフィスから、前記蒸気供給流源と前記蒸気供給オリフィスとの間の距離とは異なる距離のところにある、請求項７に記載の材料堆積システム。
【請求項３７】
第２の蒸気供給流源をさらに備えている、請求項２に記載の材料堆積システム。
【請求項３８】
前記第２の蒸気供給流源は、前記リディレクタ及び前記下方のリディレクタから、前記蒸気供給流源と前記ノズルとの間の距離とは異なる距離のところにある、請求項３７に記載の材料堆積システム。
【請求項３９】
前記第２の蒸気供給流源は、前記蒸気供給流源の下方に位置付けられ、前記堆積システムが複数の薄膜を基板上に堆積できる、請求項７に記載の材料堆積システム。
【請求項４０】
薄膜を基板上に堆積するシステムであって、
基板位置の上に位置付けられ、蒸気供給流を前記基板位置から離れる方向に向ける蒸気供給流源、及び前記蒸気供給流を前記基板位置の方へ向けるように構成したリディレクタを備えている材料堆積システムと、
前記蒸気供給流を薄膜として前記基板上に堆積し得るように、前記材料堆積システムに十分近くの前記基板位置内に基板を移送するためのコンベヤと
を備えている、薄膜堆積用システム。
【請求項４１】
前記蒸気供給流を前記基板位置から隔離し、且つ前記リディレクタの方へ位置付けられる下方のリディレクタを備えている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記蒸気供給流源及び前記リディレクタを収容するチャンバ壁をさらに備えている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
前記蒸気供給流源は蒸気ボートである、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４４】
前記蒸気供給流源は長方形である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４５】
前記蒸気供給流源は円筒状である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４６】
第２の蒸気供給流源をさらに備えている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４７】
前記蒸気供給流源は、蒸発可能材料を収容するように構成されている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４８】
前記蒸発可能材料は液体を含む、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記蒸発可能材料は固体を含む、請求項４７に記載のシステム。
【請求項５０】
前記蒸発可能材料を蒸発させて、前記蒸気供給流を形成するように構成した電子ビーム源をさらに備えている、請求項４７に記載のシステム。
【請求項５１】
前記蒸発可能材料を熱蒸発させて、前記蒸気供給物流を形成し得るヒータをさらに備えている、請求項４７に記載のシステム。
【請求項５２】
前記蒸気供給流源は、材料連続供給源に接続されている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５３】
前記材料連続供給源は、供給ワイヤである、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記リディレクタは湾曲している、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５５】
前記リディレクタは、複数の平坦区分を備えている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５６】
前記リディレクタは、前記蒸気供給流を、中心角を有する蒸気プルームに整形し、該蒸気プルームが前記基板位置の方向に広がるようにした、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５７】
前記中心角は前記基板位置に対してほぼ垂直である、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
前記リディレクタは、前記蒸気供給流を、前記基板位置における複数の各位置の方へ向けられる複数の蒸気プルームに向けられるように構成される、請求項４０に記載のシステム。
【請求項５９】
前記リディレクタは加熱される、請求項４０に記載のシステム。
【請求項６０】
前記リディレクタは直接加熱される、請求項５９に記載のシステム。
【請求項６１】
前記リディレクタは間接的に加熱される、請求項５９に記載のシステム。
【請求項６２】
前記リディレクタは金属から成る、請求項４０に記載のシステム。
【請求項６３】
前記リディレクタはセラミックから成る、請求項４０に記載のシステム。
【請求項６４】
前記セラミックは、炭化ケイ素、熱分解窒化ホウ素、グラファイト、及び熱分解窒化ホウ素被覆グラファイトから成る群から選択される、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６５】
前記リディレクタは、その幅方向にセグメント化される、請求項４０に記載のシステム。
【請求項６６】
前記リディレクタをその幅方向にセグメント化するリブをさらに備えている、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
前記リディレクタは非対称断面を備えて、前記蒸気供給流が前記蒸気供給流源から離れる方向に向けられるようにした、請求項４０に記載の材料堆積システム。
【請求項６８】
前記蒸気供給流源の近接位置に電気的接続部をさらに備え、前記蒸気供給流を前記電気的接続部から離す方向に向けるようにした、請求項６７に記載の材料堆積システム。
【請求項６９】
前記リディレクタ内に形成され、前記材料堆積システムを観察するのに用いる観察孔をさらに備えている、 請求項４０に記載の材料堆積システム。
【請求項７０】
前記観察孔は低速のフラックス測定用に用いられる、請求項６９に記載の材料堆積システム。
【請求項７１】
前記材料堆積システムを観察するのに用いるための電子機器をさらに備えている、請求項６９に記載の材料堆積システム。
【請求項７２】
前記電子機器は、電子衝撃放射の分光機器を備えている、請求項７１に記載の材料堆積システム。
【請求項７３】
前記電子機器は、水晶振動子マイクロバランス機器を備えている、請求項７２に記載の材料堆積システム。
【請求項７４】
前記蒸気供給流源及び前記第２の蒸気供給流源は、独立して制御可能である、請求項４６に記載の材料堆積システム。
【請求項７５】
前記第２の蒸気供給流源は、前記蒸気供給オリフィスから、前記蒸気供給流源と前記蒸気供給オリフィスとの間の距離とは異なる距離のところにある、請求項４６に記載の材料堆積システム。
【請求項７６】
第２の蒸気供給流源をさらに備えている、請求項４１に記載の材料堆積システム。
【請求項７７】
前記第２の蒸気供給流源は、前記リディレクタ及び前記下方のリディレクタから、前記蒸気供給流源と前記ノズルとの間の距離とは異なる距離のところにある、請求項７６に記載の材料堆積システム。
【請求項７８】
前記第２の蒸気供給流源は、前記蒸気供給流源の下方に位置付けられ、前記堆積システムが基板上に複数の薄膜を堆積できるようにした、請求項４６に記載の材料堆積システム。
【請求項７９】
基板上に材料を堆積するための方法であって、
基板位置に基板を移送するステップと、
蒸発可能材料の少なくとも一部を蒸気に蒸発させるステップと、
蒸気供給流源からの蒸気を蒸気供給流として、前記基板から離してリディレクタの方へ向けるステップと、
前記リディレクタからの前記蒸気供給流の一部を、蒸気プルームとして前記基板の方へ向け直して、前記基板上に薄膜を堆積するステップと
を含む、基板上への材料堆積方法。
【請求項８０】
前記蒸気供給流源における開口部から前記蒸気をリディレクタの方へ向ける前記ステップは、前記リディレクタと下方のリディレクタとの間の空間に前記蒸気を向けるステップを含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
前記薄膜は、セレン化銅インジウムガリウムから成る、請求項７９に記載の方法。
【請求項８２】
前記薄膜は、テルル化カドミウムから成る、請求項７９に記載の方法。
【請求項８３】
前記リディレクタを加熱するステップをさらに含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項８４】
前記リディレクタは直接加熱される、請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
前記リディレクタは間接的に加熱される、請求項８３に記載の方法。
【請求項８６】
前記材料を蒸発させるステップは、前記材料を電子ビーム蒸発させるステップを含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項８７】
前記材料を蒸発させるステップは、前記材料を熱蒸発させるステップを含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項８８】
前記リディレクタからの蒸気供給流を蒸気プルームとして向け直す前記ステップは、前記蒸気プルームを、前記基板に対してほぼ垂直の中心角で向けるステップを含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項８９】
前記リディレクタからの前記蒸気供給流を蒸気プルームとして向け直す前記ステップは、前記蒸気プルームを前記基板のほぼ全幅にわたって、前記基板の方へ向けるステップを含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項９０】
前記基板の方向に前記蒸気プルームを広げるステップを含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項９１】
前記基板の方向に前記プルームを広げるステップは、前記基板のほぼ全長を覆うように前記プルームを広げるステップを含む、請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
蒸発可能材料を蒸気供給流源に導入するステップは、前記材料を前記蒸気供給流源に連続的に供給するステップを含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項９３】
前記リディレクタからの前記蒸気供給流の第２部分を第２の蒸気プルームとして前記基板の方へ向け直すステップをさらに含み、前記第２の蒸気プルーム中の前記材料が前記基板上に薄膜として堆積されるようにする、請求項７９に記載の方法。
【請求項９４】
前記システムを観察するステップをさらに含む、請求項７９の方法。
【請求項９５】
前記システムを観察するステップは、前記リディレクタに形成した観察孔を介して観察するステップを含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
前記システムを観察するステップは、低速のフラックス測定を含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項９７】
前記システムを観察するステップは、電子機器で計測するステップを含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項９８】
前記システムを観察するステップは、電子衝撃放射の分光機器を使用するステップを含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記システムを観察するステップは、水晶発振子マイクロバランス機器を使用するステップを含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１００】
第２の蒸気供給流源からの、第２の蒸気を方向付けるステップをさらに含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項１０１】
蒸気供給流源と、
基板位置の方へ向けられた蒸気供給オリフィスと、
前記蒸気供給流を前記蒸気供給オリフィスの方へ向けるように構成したリディレクタとを備えている材料堆積システムであって、前記リディレクタは非対称の断面を備えて、前記蒸気供給流が前記蒸気供給流源から離れる方向に向けられるようにした、材料堆積システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００８年１２月３日に出願した米国仮出願６１/１１９，６１０号の優先権を主張し、これは参照により本願明細書に援用されるものとする。
【０００２】
本発明は、光起電装置の生産に関する。
【背景技術】
【０００３】
光起電装置の製造に当たっては、半導体材料を基板上に堆積する。これは、半導体を蒸発させ、蒸発させた半導体を基板表面の方へ向け、蒸発した半導体が凝縮して基板上に堆積されて、固体の半導体薄膜を形成するようにして達成することができる。
【発明の概要】
【０００４】
材料堆積システムは、蒸気供給流源と、基板位置の方向に向けた蒸気供給オリフィスと、蒸気供給流を蒸気供給オリフィスの方へ向けるように構成したリディレクタ(redirector)とを含むことができる。このようなディストリビュータアセンブリ（材料堆積システム）は、蒸気供給流を基板位置から隔離するように位置付けた下方のリディレクタと、蒸気供給流源及びリディレクタを収容するチャンバ壁とを含むことができる。
【０００５】
リディレクタは、非対称断面を有し、供給蒸発流が蒸気供給流源から離れる方向に向けられるようにすることができる。リディレクタは、蒸気供給流源の近くに電気的接続部を有し、供給蒸発流がその電気的接続部から離れる方向に向けられるようにすることができる。低速のフラックス測定におけるような、システムを観察するのに用いる１つ以上の観察孔をリディレクタに形成することができる。システムは電子機器を用いて観察することができる。電子機器は、電子衝撃放射の分光機器及び水晶振動子マイクロバランス機器を含む、任意の既知の機器を含むことができる。
【０００６】
蒸気供給流源は蒸気ボート(vapor boat)とすることができる。蒸気供給流源は長方形又は円筒形とすることができる。蒸気供給流源は複数個とすることができ、これらは蒸気供給流をリディレクタの方へ向けるように整列させることができる。複数の蒸気供給流源は独立して制御可能とすることができ、且つ堆積処理の均一制御を改善するように独立して構成することができる。第２の蒸気供給流源の蒸気供給オリフィスからの距離は、第１の蒸気供給流源と蒸気供給オリフィスとの間の距離とは相違させることができる。材料堆積システムがリディレクタ及び下方のリディレクタを含む場合には、第２の蒸気供給流源を、蒸気供給流源とノズルとの間の距離とは異なる、リディレクタと下方のリディレクタとによって形成されるノズルからの距離のところに位置付けることができる。第２の蒸気供給流源は、第１の蒸気供給流源の下方に位置付けて、材料堆積システムが基板上に複数の堆積をもたらすことができるようにすることができる。
【０００７】
蒸気供給流源は、液体又は固体を含むことができる蒸発可能材料を収容できる。材料堆積システムは、蒸発可能材料を電子ビーム蒸発させる電子ビーム源、又は蒸発可能材料を熱蒸発させるヒータを含むことができる。蒸気供給流源は、ワイヤフィードのような、連続供給源に接続することができる。リディレクタは、湾曲させることができ、複数の平坦な区分を含むことができる。リディレクタは、蒸気供給流を１つ以上の蒸気プルームにすることができ、各プルームの中心角は基板位置の方向に広げることができる。中心角は基板位置に対してほぼ垂直とすることができる。
【０００８】
リディレクタは加熱することができ、それは、直接的又は間接的に加熱することができる。リディレクタは、炭化ケイ素、熱分解窒化ホウ素、グラファイト、及び熱分解窒化ホウ素被覆グラファイトのような、金属又はセラミックを含むことができる。リディレクタは、その幅方向にセグメント化することができ、これらのセグメントを画定するリブを含むことができる。
【０００９】
基板上に薄膜を堆積するシステムは、基板の上方に位置付けられ、蒸気供給流を基板位置から離れた方向に向ける蒸気供給流源と、蒸気供給流を基板位置の方へ向けるように構成したリディレクタとを有する、材料堆積システムを含む。基板上に薄膜を堆積するシステムは、基板をディストリビュータアセンブリに十分近い基板位置に移送して、蒸気供給流を基板上に薄膜として堆積できるようにするコンベヤも含む。基板上に薄膜を堆積するシステムは、蒸気供給流を基板位置から隔離し、リディレクタの方へ位置付けた下方のリディレクタと、蒸気供給流源及びリディレクタを収容するチャンバ壁とを含むことができる。蒸気供給流源は蒸気ボートとすることができる。蒸気供給流源は長方形又は円筒形とすることができる。蒸気供給流源は複数個とすることができ、これらはそれぞれの蒸気供給流を基板位置から離して、リディレクタの方へ向けるように整列させることができる。蒸気供給流源は、液体又は固体を含むことができる、蒸発可能材料を収容することができる。
【００１０】
ディストリビュータアセンブリは、蒸発可能材料を電子ビーム蒸発させる電子ビーム源、又は蒸発可能材料を熱蒸発させるヒータを含むことができる。蒸気供給流源は、ワイヤフィードのような、連続供給源に接続することができる。リディレクタは、湾曲させることができ、複数の平坦な区分を含むことができる。リディレクタは、蒸気供給流を１つ以上の蒸気プルームにすることができ、各プルームの中心角は基板位置の方向に広げることができる。中心角は基板位置に対してほぼ垂直とすることができる。
【００１１】
リディレクタは加熱することができ、それは、直接的又は間接的に加熱することができる。リディレクタは、炭化ケイ素、熱分解窒化ホウ素、グラファイト、及び熱分解窒化ホウ素被覆グラファイトのような、金属又はセラミックを含むことができる。リディレクタは、その幅方向にセグメント化することができ、これらのセグメントを画定するリブを含むことができる。
【００１２】
基板上に材料を堆積する方法は、基板を基板位置に移送するステップと、蒸発可能材料の少なくとも一部を蒸気に蒸発させるステップと、蒸気供給流源からの蒸気を蒸気供給流として基板から離れた方向でリディレクタの方へと向けるステップと、リディレクタからの蒸気供給流の一部を蒸気プルームとして基板の方へ方向転換させて、蒸気プルームにおける材料が基板上に薄膜として堆積されるようにするステップとを含む。蒸気供給流源からの蒸気の向きを変えるステップは、蒸気をリディレクタと下方のリディレクタとの間の空所内に向けるステップを含むことができる。薄膜は、例えば、銅インジウムガリウムセレン化物又はテルル化カドミウムを含むことができる。
【００１３】
前記基板上に材料を堆積する方法は、リディレクタを直接又は間接的に加熱するステップを含むことができる。蒸発可能材料を蒸発させるステップは、例えば、その材料を電子ビーム蒸発させるか、又は熱蒸発させるステップを含むことができる。リディレクタからの蒸気供給流を蒸気プルームとして方向転換させるステップは、基板に対してほぼ垂直な中心角度にそのプルームを向けるステップを含むことができる。リディレクタからの蒸気供給流を蒸気プルームとして方向転換させるステップは、その蒸気プルームを基板のほぼ全幅にわたって基板の方へ向けるステップを含むことができる。前記基板に材料を堆積する方法は、蒸気プルームを基板の方向に広げるステップをさらに含むことができる。蒸気プルームを基板の方向に広げるステップは、基板のほぼ全長をカバーするようにプルームを広げるステップを含むことができる。蒸発可能材料を蒸気供給流源に導入するステップは、その蒸発可能材料を蒸気供給流源に連続的に供給するステップを含むことができる。基板上に材料を堆積する方法は、リディレクタからの蒸気供給流の第２部分を第２の蒸気プルームとして基板の方へ方向転換させて、蒸気プルームにおける材料が基板上に薄膜として堆積されるようにするステップをさらに含むことができる。このような方法は、蒸気供給流を測定する更なるステップを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】基板処理システムの一部を示す図である。
【図２】薄膜堆積チャンバの実施形態の断面図を示す図である。
【図３】薄膜堆積チャンバの、さらなる実施形態の断面図を示す図である。
【図４】ディストリビュータアセンブリの実施形態の一部正面斜視図を示す図である。
【図５】ディストリビュータアセンブリの、さらなる実施形態の一部正面斜視図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ガラス基板上に半導体薄膜を堆積する装置及び方法については、例えば、米国特許第３，９７０，８２０号、同第４，４０１，０５２号、同第５、１８２，５６７号、同第６，０３７，２４１号、同第６，３６７，４１４号、同第６、５６２，４０５号及び同第５，２１６，７４２号に記載されており、これらは参照により本明細書に含まれるものとする。
【００１６】
固体半導体粉末のような蒸発可能材料を蒸気供給流源に導入することができる。蒸気供給流源は、蒸発可能材料を導入し、蒸発させて蒸気供給流を形成する容器とすることができる。蒸気供給流源は、薄膜堆積チャンバ内で、基板位置の上方に取り付けることができる。蒸気供給流は、容器内の開口部を経て、下方の基板位置にある基板から離れる方向に向けられる。そして、蒸気供給流は、開口部に隣接するリディレクタによって基板の方にプルーム(plume)として方向を変えられる。蒸発可能材料は基板上に薄膜として堆積される。
【００１７】
図１を参照するに、基板処理システム１０はコンベヤ１２を含み、これは基板１４を、薄膜堆積チャンバ１６を経てコンベヤ１２に沿って移送する。薄膜堆積チャンバ１６は、薄膜堆積チャンバ壁１８によって包囲されている。基板１４はガラス基板とすることができ、これはソーダ石灰ガラスを含むことができる。基板１４は或る材料で被覆することができる。
【００１８】
図２には、薄膜堆積チャンバ１６と、そのチャンバ壁１８内に含まれるディストリビュータアセンブリとの断面図を示してある。基板１４は、薄膜堆積チャンバ１６内の基板位置に設け、その基板位置に固定させるか、又は基板位置を経て進行方向１５に連続的に走行させることができる。供給ワイヤ２０は蒸発可能材料２１を蒸気供給流源２２の中に導入し、蒸気供給流源２２は、薄膜堆積チャンバ１６内で、基板１４の上方に取り付けた容器とすることができる。蒸発可能材料２１は、他の任意の既知の方法によって蒸気供給流源２２の中に導入することもでき、また、連続的又はバッチ法にて導入することができる。蒸発可能材料２１は、液体又は固体とすることができる。蒸発可能材料２１は、銅インジウムガリウムセレン化物（ＣＩＧＳ）又はカドミウムテルル化物（ＣｄＴｅ）のような半導体粉末とすることができる。次に、蒸発可能材料２１を蒸発させる。蒸発可能材料２１は、電子銃を用いる電子ビーム蒸発（e‐ビーム蒸発）によって蒸発させることができる。蒸発可能材料２１は、熱蒸発によって蒸発させることもできる。熱蒸発は、蒸気供給流源２２にもっとも近いヒータ２３を用いて行うことができる。ヒータ２３は、蒸気供給流源２２の壁に隣接して位置付けることができる。ヒータ２３は、供給ワイヤ２０が蒸発可能材料２１を蒸気供給流源２２の中に導入する時に、供給ワイヤ２０に隣接して位置付けることもできる。ヒータ２３は、蒸発可能材料２１の少なくとも一部を蒸発させるのに十分な温度に蒸発可能材料２１を加熱する。
【００１９】
引き続き図２を参照するに、蒸発可能材料２１は、蒸発すると、蒸気供給流源２２から方向付けられる。蒸気供給流源２２は、蒸気供給流２５を方向付ける開口部２４を備えている容器とすることができる。蒸気供給流２５は、概して基板１４から離れて下方に方向付けられる。蒸気供給流２５はリディレクタ２６の方へ向けられる。リディレクタ２６は、多量の蒸気供給流２５が薄膜堆積チャンバ１６内の異なる方向又は異なる位置に転送又は転移されるように、蒸気供給流２５の向きを変えたり、偏向させたり、及び/又は反射させたりすることによって蒸気供給流２５の向きを変える。リディレクタ２６は基板１４の上方で、少なくとも一部を開口部２４の上方に位置させる。リディレクタ２６は、蒸気供給流源２２に接続することができ、蒸気供給流２５を方向付ける空所を薄膜堆積チャンバ１６内に画定する。リディレクタ２６は、薄膜堆積チャンバ１６内に蒸気供給流２５を方向付ける空所を画定するために凹んだ湾曲形状にすることができる。リディレクタ２６は、薄膜堆積チャンバ１６内に蒸気供給流２５を方向付ける凹形空所を画定するために平坦なリディレクタ区分２７を含むこともできる。蒸気供給流２５は、リディレクタ２６上の第１の位置に第１の角度で入射することができる。リディレクタ２６は、蒸気供給流２５を第２の角度で基板１４の方へ、又はリディレクタ２６上の第２位置の方へ向け直すように構成することができる。蒸気供給流２５をリディレクタ２６上の第２位置の方へ向け直す場合には、その蒸気供給流２５を第３の角度にて向け直すことができる。最終的に、蒸気供給流２５は、最終角度で基板１４の方へ向けられる。蒸気供給流２５用の角度通路を作るようにリディレクタ２６を構成することによって、蒸気供給流２５を基板の方へ高い制御及び精度で向けることができる。
【００２０】
リディレクタ２６によってもたらされる蒸気供給流２５の方向転換は、適切な湾曲面を作ることによって（湾曲リディレクタ２６の場合）、又は適切な大きさの平坦なリディレクタ区分２７を適切な角度で接合して組み合わせることによって設計することができる。リディレクタ２６は、リディレクタ２６の端部間に位置する各軸線に非対称にして、基板の移送方向に対して垂直に整列させることができる。リディレクタ２６は、２つとして同じ寸法のものがない多数の平坦なリディレクタ区分２７を有することができる。例えば、各々が基板１４の移送方向に沿って均一の長さの平坦なリディレクタ区分２７を有しているリディレクタ２６は非対称になる。リディレクタ２６は、それが同じ寸法の多数の平坦なリディレクタ区分２７を有する場合でも非対称にすることもできる。例えば、４つの平坦なリディレクタ区分２７を含むリディレクタ２６は、第１及び第２の平坦なリディレクタ区分２７が同じ第１の長さを有し、第３の平坦なリディレクタ区分２７が第１の長さとは異なる第２の長さを有し、第４の平坦なリディレクタ区分２７が第１及び第２の長さとは異なる第３の長さを有する場合には、非対称になる。
【００２１】
リディレクタ２６は、１つの平坦なリディレクタ区分２７の入射角を次の平坦なリディレクタ区分２７の入射角に対して変えることにより非対称に構成することもできる。リディレクタ２６が、３つ以上の平坦なリディレクタ区分２７を含み、平坦なリディレクタ区分２７間に２つとして同じ入射角のものがなければ、リディレクタ２６は非対称になる。リディレクタ２６は、それが同じ入射角度の多数の平坦なリディレクタ区分２７を含む場合でも、非対称にすることもできる。例えば、４つの平坦なリディレクタ区分２７を含むリディレクタ２６は、第１の平坦なリディレクタ区分２７と第２の平坦なリディレクタ区分２７との間の入射角を、第２の平坦なリディレクタ区分２７と第３の平坦なリディレクタ区分２７との間の入射角と同じとし、第３の平坦なリディレクタ区分２７と第４の平坦なリディレクタ区分２７との間の入射角を他の共通な入射角とは相違させれば、（平坦なリディレクタ区分２７の大きさに無関係に）非対称になる。
【００２２】
平坦なリディレクタ区分２７間の入射角が様々で、大きさも様々な平坦なリディレクタ区分２７を用いることによって、リディレクタ２６の設計の柔軟性が増し、蒸気供給流２５を方向転換させる角度を制御する能力度を高めることができる。そして、リディレクタ２６の柔軟性によって、蒸気供給流２５を基板１４上の正確な位置の方へ正確な角度で方向転換させることもできる。
【００２３】
薄膜堆積チャンバ１６内に収容される材料堆積システムは蒸気供給流源２２の近くに電気的接続部を含むことができる。従って、リディレクタ２６は、蒸気供給流を蒸気供給流源２２及びその近くの電気的接続部の双方から離れるように向けることができる。リディレクタ２６は金属を含むことができる。リディレクタ２６は、炭化ケイ素、熱分解窒化ホウ素、グラファイト、又は熱分解窒化ホウ素被覆グラファイトのようなセラミックを含むことができる。リディレクタ２６は直接、又は間接的に加熱して、蒸気供給流２５を蒸気
形態に維持して、それがリディレクタ２６の表面に堆積しないようにすることができる。
【００２４】
図２に示すリディレクタ２６は、その表面に形成される１つ以上の観察孔を含むことができる。観察孔は、観察者が測定を望む薄膜堆積処理の任意の様相を観察するのに適切な大きさ、形状、又は位置に形成することができる。このような測定の例には、低速のフラックス測定、及び電子衝撃放射の分光機器（ＥＩＥＳ）及び水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）機器のような電子機器を用いる測定が含まれる。このような電子機器は、リディレクタ２６の表面に形成した観察孔の内部か、近くか、又は隣接して位置させることができる。蒸気供給流２５は、光学窓と同じように、視覚的に観察することができる。観察結果に応えて、蒸発可能材料２１の供給速度、ヒータ２３及び蒸気供給流源の温度、及び基板１４の進行方向１５に沿う基板の速度、といったような変数を変えることができる。
【００２５】
さらに図２を参照するに、リディレクタ２６は蒸気供給流２５を、蒸気供給オリフィス３０を経て基板１４の露出面に向け下方に向け直す。リディレクタ２６は、蒸気供給流２５が蒸気供給オリフィス３０を経て基板１４の方向に進むように、狭い蒸気流から広い蒸気流に広がる蒸気プルーム２８となるように整形し直すこともできる。蒸気プルーム２８は、進行方向１５における基板１４のほぼ全長をカバーできる広いプルームに広がることができる。蒸気プルーム２８は、２点、即ち、蒸気供給流２５がリディレクタ２６に出くわす蒸気供給流２５の境界線間の中間の第１点と、蒸気プルーム２８が基板１４を含んでいる平面に出くわす蒸気プルーム２８の境界線間の中間の第２の点と２点によって規定される線により特徴付けられる中心角をもつことができる。その中心角は基板１４に対してほぼ垂直とすることができる。他の態様では、１つ以上の蒸気供給流２５の向きを直し、多数の蒸気プルーム２８が基板上の異なる位置に向くように方向転換し、整形し直すことができる。蒸発プルームが基板１４に接触すると、それは基板１４の表面上に薄膜を形成する。
【００２６】
図３には、薄膜堆積チャンバ１６及びチャンバ壁内に収容されるディストリビュータアセンブリの他の実施形態の断面図を示してある。図２と同様に、図３には蒸気供給流源２２内に収容された蒸発可能材料２１及びこの蒸発可能材料２１を蒸発させるヒータ２３を示してある。蒸気供給流源２２は、蒸発可能材料２１を蒸発させた後に、蒸気供給流として通す開口部２４を有することができる。図２に示すように、蒸気供給流２５は、リディレクタ２６によって一部画定される空所内に向けられる。図３に示すように、この空所は下方のリディレクタ２９によって画定することもできる。下方のリディレクタ２９は、リディレクタ２６と同様に基板１４の上方に位置させる。下方のリディレクタ２９は一部を開口部２４の上に位置させることができる。下方のリディレクタ２９は、リディレクタ２６を接続する開口部２４の部分とは反対側の開口部２４の部分に接続することができる。リディレクタ２６と一緒に、下方のリディレクタ２９は、薄膜堆積チャンバ１６内に、蒸気供給流２５を方向付ける空所を画定する。下方のリディレクタ２９は湾曲形状にすることができ、これは蒸気供給流２５によって占められる空所に対してほぼ凸状にして、下方のリディレクタ２９が凹状のリディレクタ２６内に部分的に“入れ子”となるようにすることができる。下方のリディレクタ２９は、薄膜堆積チャンバ１６内に蒸気供給流を方向付ける空所の凸境界部を画定する平坦なリディレクタ区分を含むこともできる。下方のリディレクタ２９は、基板１４に対して垂直の線に沿った軸線に対して非対称とすることができる。下方のリディレクタ２９は金属を含むことができる。下方のリディレクタ２９は、炭化ケイ素、熱分解窒化ホウ素、グラファイト、又は熱分解窒化ホウ素被覆グラファイトのようなセラミックを含むことができる。下方のリディレクタ２９は直接、又は間接的に加熱して、蒸気供給流２５を蒸気形態に維持して、それがリディレクタ２６の表面に堆積されないようにすることができる。
【００２７】
下方のリディレクタ２９は、蒸気供給オリフィスを形成するようにリディレクタ２６に対して位置付けることができる。蒸気供給オリフィス３０の断面は、蒸気供給流の向きを変えて、蒸気プルーム３１として形を変えられるようにノズル状にすることができる。図３に示すように、蒸気供給オリフィス３０は、蒸気プルーム３１が図２に示した蒸気プルーム２８よりも狭くなり、蒸気プルーム３１が基板１４の方向に進む際に、この蒸気プルーム３１の拡大をより正確に制御して限定するように、リディレクタ２６と下方のリディレクタ２９とによって形成することができる。結果的に、より狭い蒸気プルーム３１によって、基板１４の表面の小さな部分の上に薄膜を堆積するのを調整することができる。
【００２８】
図４は、ディストリビュータアセンブリの一部の部分的正面斜視図を示している。基板１４は、蒸気供給流源２２及びリディレクタ２６の下を進行方向１５の方向に進む。蒸気供給流源２２は、図４に示すように、ほぼ長方形又はボート状にすることができる。蒸気供給流源２２は、基板１４の進行方向１５に対して垂直に、基板１４のほぼ全幅に絶えずまたがることができる。結果的に、蒸気供給流２５をリディレクタ２６によって方向付けて、基板１４のほぼ全幅に沿って薄膜を堆積することができる。
【００２９】
図５を参照するに、蒸気供給流源２２はほぼ円筒状にすることができる。リディレクタ２６はセグメント化することができる。例えば、リディレクタ２６はリム５０によってセグメント化することができる。蒸気供給流源２２の幅は、基板１４の全幅の数分の１とすることができる。追加の蒸気供給流源４２,４３，及び４４を設け、これらを蒸気供給流源２２と整列させることができる。個別の蒸気供給流源２２，４２，４３及び４４は、それらの各蒸気供給流２５をリディレクタ２６の方へ向け、蒸気供給流２５を方向転換させて、基板のほぼ全幅をカバーするのに十分な幅にして、基板１４の表面上に薄膜を堆積することができる。蒸気供給流源２２，４２，４３及び４４は、堆積処理の均一制御を改善するために、独立制御とすることができる、また流速も独立に制御することができる。例えば、蒸気供給流源２２，４２，４３及び４４が蒸気供給流２５を方向付ける方向は、独立に制御することができる。蒸気供給流源２２，４２，４３及び４４における他の既知の変数を独立に制御して、堆積処理を最適化することができる。
【００３０】
蒸気供給流源４２は、材料堆積システム内の任意の適切な位置に位置付けることができる。蒸気供給流源４２は、薄膜堆積システムが基板１４上に多数の薄膜を堆積し得るように、蒸気供給流源２２の下方に位置させることができる。図２及び図３を参照するに、第２の蒸気供給流源４２（図示せず）は、リディレクタ２６の、蒸気供給流源２２とは反対側で、蒸気供給流２５を蒸気供給オリフィス３０から方向付ける箇所の近くに設置することができる。従って、蒸気供給流源４２の蒸気供給オリフィス３０からの距離は、蒸気供給流源２２を蒸気供給オリフィス３０から位置させる距離とは異なる距離とすることができる。
【００３１】
上述した実施形態はいずれも例示的なものに過ぎず、本発明の請求の範囲内で種々の変更を加え得ることは理解されるべきである。本発明を上記好適実施形態につき説明したが、他の実施形態も本発明の範疇にあることは明らかである。
【図１】
2012510568.tif 000002
【図２】
2012510568.tif 000003
【図３】
2012510568.tif 000004
【図４】
2012510568.tif 000005
【図５】
2012510568.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月13日(2011.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８０】
前記蒸記をリディレクタの方へ向ける前記ステップは、前記蒸記を、前記蒸気供給流源における開口部から、前記リディレクタと下方のリディレクタとの間の空間に向けるステップを含む、請求項７９に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９２】
蒸発可能材料を蒸気供給流源に連続的に供給することにより、前記材料を前記蒸気供給流源に導入するステップをさらに含む、請求項７９に記載の方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９４】
前記向けるステップ及び向け直すステップを観察するステップをさらに含む、請求項７９の方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９５】
前記向けるステップ及び向け直すステップを観察するステップは、前記リディレクタに形成した観察孔を介して観察するステップを含む、請求項９４に記載の方法。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９６】
前記向けるステップ及び向け直すステップを観察するステップは、低速のフラックス測定を含む、請求項９４に記載の方法。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９７】
前記向けるステップ及び向け直すステップを観察するステップは、電子機器で計測するステップを含む、請求項９４に記載の方法。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９８】
前記向けるステップ及び向け直すステップを観察するステップは、電子衝撃放射の分光機器を使用するステップを含む、請求項９７に記載の方法。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９９】
前記向けるステップ及び向け直すステップを観察するステップは、水晶発振子マイクロバランス機器を使用するステップを含む、請求項９７に記載の方法。
【国際調査報告】
2012510568.tif 000007
2012510568.tif 000008
2012510568.tif 000009