JP2004006536A - 薄膜製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄膜の製造にかかる時間を短縮してスループットを向上させると共に装置コストを抑え、かつ良好な特性の薄膜の形成を可能とする薄膜製造方法及び装置を提供すること。
【解決手段】加熱室１内に基板８を配置し、加熱室１内で第１の気体を流動させて第１の気体との熱交換により基板８を加熱し、成膜室２内に基板８を移動させ、真空とされた成膜室２内に第２の気体を供給し、第２の気体を放電させて分解した第２の気体の成分を基板８の表面に付着させて膜を形成する薄膜製造方法において、第１の気体は、水分と有機物が除去されていることを特徴とする。また、第１の気体は、水分と有機物が除去された不活性ガスであることを特徴とする。また、第１の気体は、水分と有機物が除去された窒素ガスであることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】加熱室１内に基板８を配置し、加熱室１内で第１の気体を流動させて第１の気体との熱交換により基板８を加熱し、成膜室２内に基板８を移動させ、真空とされた成膜室２内に第２の気体を供給し、第２の気体を放電させて分解した第２の気体の成分を基板８の表面に付着させて膜を形成する薄膜製造方法において、第１の気体は、水分と有機物が除去されていることを特徴とする。また、第１の気体は、水分と有機物が除去された不活性ガスであることを特徴とする。また、第１の気体は、水分と有機物が除去された窒素ガスであることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、薄膜製造方法及び装置に関し、特に水分や有機物等の、基板上に吸着するとその上に形成される薄膜の特性が損なわれるような不純物が除去された気体を用いて加熱した後に基板に薄膜を形成する薄膜製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、太陽電池や薄膜トランジスタに利用されるアモルファスシリコンなどの各種薄膜を形成する方法としては、プラズマ化学蒸着法（ＰＣＶＤ法）が知られており、このプラズマＣＶＤ法（ＰＣＶＤ法）は、真空下で基板が配置されたチャンバー内に膜の原料となるガスを導入し、チャンバー内に高周波電力を導入してガスを放電させ、放電により分解したガスの成分を基板の表面に付着させることで基板の表面に膜を形成するものである。多くの場合、太陽電池の基板には、予め透明導電膜（例えばアモルファスシリコン薄膜太陽電池では酸化スズ（ＳｎＯ２）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）が形成されており、この電極の表面に薄膜を形成することになる。また、薄膜の形成にあたっては、基板の温度を予め所定の温度に加熱することが行われ、膜厚や膜質の均一性を確保する目的から、基板の温度の均一性が重要となる。
【０００３】
従来、プラズマＣＶＤ法を用いて太陽電池用の薄膜を形成する方法としては、基板をロードロックチャンバー内に配置してロードロックチャンバー内を所定の真空とし、真空下で輻射加熱ランプにより基板を加熱し、加熱された基板を成膜チャンバーに移動し、成膜チャンバー内にてＰＣＶＤ法により薄膜を形成する方法が提案されている。
【０００４】
また、例えば特開２００１―１８７３３２号公報に記載されているように、基板を加熱チャンバー内に配置して加熱チャンバー内に室温より高い所定温度の気体を強制流動させ、気体との熱交換により基板を加熱し、加熱された基板をロードロックチャンバーに移動させてロードロックチャンバー内を真空に排気すると共に輻射加熱ランプにより基板を保温し、保温された基板を成膜チャンバーに移動し、成膜チャンバー内にてＰＣＶＤ法により薄膜を形成する方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の薄膜製造方法及び装置においては、基板を真空下で輻射加熱ランプにより加熱する場合、透明導電膜は赤外線の反射率が非常に高いので、輻射加熱ランプによって加熱するのに非常に時間がかかり、スループット（膜の生産性）が低下するという問題があった。また、輻射加熱ランプは、単位エネルギーあたりのコストが高い電気エネルギーを熱源とするため、基板加熱のためのコストが他のエネルギー源を利用した場合と比較して大きくなり、基板の大型化によりランプ自体を長く、数を増す必要性から初期コストを引き上げることとなるという問題があった。
【０００６】
同様に、基板を気体との熱交換により加熱する場合、気体が基板に接触した際に気体中に含まれる水分や有機物等の、その上に形成される薄膜の特性を損なうような不純物が基板の表面に吸着してしまうので、その後ロードロックチャンバー内を真空に排気することでこれら吸着物を基板から取り除くのに時間がかかり、スループットが低下するという問題があった。また、真空排気して吸着物を取り除く際、基板の温度の低下を抑えるための保温機構を設ける必要があるので、そのための装置コストがかかるという問題があった。
【０００７】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、薄膜の製造にかかる時間を短縮してスループットを向上させると共に装置コスト及び製造コストを抑えることを可能とする薄膜製造方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、チャンバー内に基板を配置し、前記チャンバー内で気体を流動させて前記気体との熱交換により前記基板を加熱し、加熱された前記基板の表面に膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る薄膜製造方法によれば、一つの室内で基板の表面に膜が形成される。したがって、装置コストを大幅に抑えることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、加熱室内に基板を配置し、前記加熱室内で第１の気体を流動させて前記第１の気体との熱交換により前記基板を加熱し、成膜室内に前記基板を移動させ、真空とされた前記成膜室内に第２の気体を供給し、前記第２の気体を放電させて分解した前記第２の気体の成分を前記基板の表面に付着させて膜を形成する薄膜製造方法において、前記第１の気体は、水分と有機物が除去されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る薄膜製造方法によれば、基板を熱交換により加熱する第１の気体として水分や有機物等の不純物が除去された気体が用いられているので、加熱の際に基板の表面にはその上に形成される薄膜の特性を損なうような不純物がほとんど吸着せず、基板を加熱した後、膜の原料となる第２の気体のみの雰囲気に基板をさらすために、基板の表面についた吸着物を除去するために基板の周囲を真空排気する時間はほとんどかからない。したがって、成膜前の真空排気にかかる時間を短縮することができるので、薄膜の製造にかかる時間を短縮することができる。また、基板上に薄膜の特性を損なう水分や有機物等の不純物がほとんど吸着しないことから、基板上に形成される薄膜の特性が損なわれない。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の薄膜製造方法において、前記第１の気体は、不活性ガスであることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る薄膜製造方法によれば、第１の気体として水分や有機物等の不純物が除去された不活性ガスが用いられているので、基板の表面が酸化物でない場合であっても、気体中には基板上に形成される薄膜の成分と反応する酸素を含まないので、薄膜の特性への影響を抑えて薄膜を形成することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の薄膜製造方法において、前記第１の気体は、窒素ガスであることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る薄膜製造方法によれば、第１の気体として水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガスが用いられているので、加熱の際の基板表面への薄膜の特性を損なうような不純物の吸着が抑えられる。窒素ガスは比較的安価なので、比較的安価に基板を加熱することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、基板が配置され流動する気体によって該気体との熱交換により前記基板を加熱すると共に前記基板の表面に膜を形成するチャンバーを備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る薄膜製造装置によれば、一つの室内で基板の表面に膜が形成される。したがって、装置コストを大幅に抑えることができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、その内部に基板が配置され流動する気体によって該気体との熱交換により前記基板を加熱する加熱室と、該加熱室の後段にバルブを介して接続されると共に、その内部で前記基板の表面に膜を形成する成膜室とを備えた薄膜製造装置において、前記気体は、水分と有機物が除去されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る薄膜製造装置によれば、基板を熱交換により加熱する気体として水分や有機物等の不純物が除去された気体が用いられているので、加熱の際に基板の表面にはその上に形成される薄膜の特性を損なうような不純物がほとんど吸着せず、基板を加熱した後、膜の原料となるガスのみの雰囲気に基板をさらすために基板の表面についた吸着物を除去するために基板の周囲を真空排気する時間はほとんどかからない。したがって、成膜前の真空排気にかかる時間を短縮することができるので、薄膜の製造にかかる時間を短縮することができると共に、吸着物の除去に時間がかからないことで、基板の周囲を真空引きしている間に基板を加熱して保温するための輻射加熱ランプを備えたロードロックチャンバーを設ける必要がないので、そのための装置コストを抑えることができる。また、基板上に薄膜の特性を損なう水分や有機物等の不純物がほとんど吸着しないことから、基板上に形成される薄膜の特性が損なわれない。
【００２０】
請求項７に係る発明は、請求項６記載の薄膜製造装置において、前記気体は、不活性ガスであることを特徴とする。
【００２１】
この発明に係る薄膜製造装置によれば、気体として水分や有機物等の不純物が除去された不活性ガスが用いられているので、基板の表面が酸化物でない場合であっても、気体中には基板上に形成される薄膜の成分と反応する酸素を含まないので、薄膜の特性への影響を抑えて薄膜を形成することができる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、請求項６記載の薄膜製造装置において、前記気体は、窒素ガスであることを特徴とする。
【００２３】
この発明に係る薄膜製造装置によれば、気体として水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガスが用いられているので、加熱の際の基板表面への薄膜の特性を損なうような不純物の吸着が抑えられる。窒素ガスは比較的安価なので、比較的安価に基板を加熱することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す正面断面図であり、図２〜図４は、側面概略図である。図１において、薄膜製造装置は、基板８を加熱する加熱チャンバー（加熱室）１と、基板８にｐ型半導体薄膜（ｐ層）を形成するｐ層用成膜チャンバー（成膜室）２と、基板８に真性半導体薄膜（ｉ層）を形成するｉ層用成膜チャンバー３と、基板８にｎ型半導体薄膜（ｎ層）を形成するｎ層用成膜チャンバー４と、基板８を取り出すためのアンロードロックチャンバー５とがゲートバルブ６ｂ〜６ｅを介して連結されたものである。
【００２５】
各チャンバー１〜５は、その両端に設けられたゲートバルブ６ａ〜６ｆを開閉することにより、その外部の空間と開放された状態、密閉された状態とすることができるようになっており、ゲートバルブ６ａは、大気と加熱チャンバー１との間を、ゲートバルブ６ｂは、加熱チャンバー１とｐ層用成膜チャンバー２との間を、ゲートバルブ６ｃは、ｐ層用成膜チャンバー２とｉ層用成膜チャンバー３との間を、ゲートバルブ６ｄは、ｉ層用成膜チャンバー３とｎ層用成膜チャンバー４との間を、ゲートバルブ６ｅは、ｎ層用成膜チャンバー４とアンロードロックチャンバー５との間を、ゲートバルブ６ｆは、アンロードロックチャンバー５と大気との間をそれぞれ開閉するものである。
【００２６】
各チャンバー１〜５内は、基板８を配置することができるようになっており、基板８は、各ゲートバルブ６ｂ〜６ｅを開閉することにより各チャンバー１〜５間を移動することができるようになっている。基板８は、図２に示すように、基板ホルダ７により垂直に固定されており、各チャンバー１〜５内には、各チャンバー１〜５間を移動するための不図示の搬送機構が設けられている。
【００２７】
加熱チャンバー１は、図３に示すように、箱型に形成されたものであり、板状の底壁部１ａと、上壁部１ｂと、側壁部１ｃ、１ｄとによって囲まれると共に、図３の紙面に平行な方向に沿ってゲートバルブ６ａ、６ｂが介在したものである。加熱チャンバー１は、内部を流動する水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガス（不活性ガス、第１の気体）１１によって、内部に配置された基板８を窒素ガス１１との熱交換により加熱するものである。水分や有機物等の不純物の除去は、例えば圧縮冷却装置やフィルターを通すことにより行う。
【００２８】
底壁部１ａには、加熱チャンバー１内に窒素ガス１１を供給する気体供給源１２が設けられており、上壁部１ｂには、加熱チャンバー１内の気体を外部へ排気する気体排気口１３が設けられている。側壁部１ｃには、熱源１４で加熱された加熱チャンバー１内の窒素ガス１１を通風路に沿って流動させる送風機１５と、送風機１５の下方に位置し送風機１５によって送風される窒素ガス１１の送風方向を案内する案内板１６ａとが設けられている。
【００２９】
加熱チャンバー１内の空間は、基板８の固定された基板ホルダ７が配置される空間部１７と、窒素ガス１１が加熱して送風される空間部１８とからなり、空間部１７と空間部１８とは、仕切板１９と案内板２０とによって仕切られている。
【００３０】
仕切板１９は、長方形状の板であり、その板面が側壁部１ｃと平行となるよう底壁部１ａ上に垂直に固定されている。仕切板１９の下部には、窒素ガス１１が通過する通風孔１９ａが形成されており、仕切板１９の上部には、窒素ガス１１の通風方向を案内する案内板１６ｂが送風機１５の上方に位置し空間部１８側に突出するよう設けられている。仕切板１９の上端部と上壁部１ｂとの間には、その間を窒素ガス１１が通風可能なよう間隙が形成されている。熱源１４は、通風孔１９ａと送風機１５との間に設けられており、この熱源１４は、内部の窒素ガス１１を２５０℃程度まで加熱するものである。
【００３１】
案内板２０は、窒素ガス１１を空間部１８から空間部１７に案内するように、側壁部１ｄの側面と仕切板１９の上端部との間に配置されている。
【００３２】
ｐ層用成膜チャンバー２は、図４に示すように、加熱チャンバー１と同様に箱型に形成されたものであり、板状の底壁部２ａと、上壁部２ｂと、側壁部２ｃ、２ｄとによって囲まれると共に、図４の紙面に平行な方向に沿ってゲートバルブ６ｂ、６ｃが介在したものである。ｐ層用成膜チャンバー２は、内部に配置された基板８の表面にｐ型半導体の薄膜を形成するものである。
【００３３】
側壁部２ｃには、ｐ層用成膜チャンバー２内にｐ層成膜用のガス（第２の気体）を導入するガス導入源２２が設けられており、側壁部２ｄには、ｐ層用成膜チャンバー２内の気体を排気する排気装置２３が設けられている。また、側壁部２ｃ、２ｄには、基板８を輻射熱により加熱して保温するヒーター２７が設けられている。
【００３４】
上壁部２ｂには、ｐ層用成膜チャンバー２内に供給されたガスを放電させる高周波電極２４が取り付けられており、高周波電極２４は、高周波電源２５に接続されている。この高周波電極２４は、例えば棒状の金属製部材をＵ字状に形成した誘導結合型電極であり、基板８と基板８との間に配置されると共に、高周波電極２４と上壁部２ｂとの間は、絶縁ブロック２６を介して絶縁されている。ｐ層用成膜チャンバー２内に導入されるガスは、例えばＢ２Ｈ６とＳｉＨ４とＨ２との混合ガスからなり、ｐ層用成膜チャンバー２内の圧力は、例えば１０〜１００Ｐａ程度に保たれる。
【００３５】
ｉ層用成膜チャンバー３は、内部に配置された基板８の表面に真性半導体の薄膜を形成するものであり、ｉ層用成膜チャンバー３内に導入するガスが異なるのみで、他の構成はｐ層用成膜チャンバー２と同一である。ｉ層用成膜チャンバー３内に導入されるガスは、例えばＳｉＨ４とＨ２との混合ガスからなり、同様に例えば１０〜１００Ｐａ程度の圧力に保たれる。
【００３６】
ｎ層用成膜チャンバー４は、内部に配置された基板８の表面にｎ型半導体の薄膜を形成するものであり、ｎ層用成膜チャンバー４内に導入するガスが異なるのみで、他の構成はｐ層用成膜チャンバー２と同一である。ｎ層用成膜チャンバー４内に導入されるガスは、例えばＰＨ３とＳｉＨ４とＨ２との混合ガスからなり、同様に例えば１０〜１００Ｐａ程度の圧力に保たれる。
【００３７】
アンロードロックチャンバー５は、内部に配置された基板８を大気圧下にして、基板８を取り出すためのものである。
【００３８】
次に、上記の構成からなる薄膜製造装置を用いた薄膜製造方法について説明する。
まず、基板８を基板ホルダ７に固定した状態で、基板ホルダ７をゲートバルブ６ａを介して大気圧より少し高い圧力に保たれ窒素ガス１１によって満たされた加熱チャンバー１内へ配置し、ゲートバルブ６ａを閉じる。この状態において、ゲートバルブ６ａ〜６ｅは全て閉じられており、ｐ層用成膜チャンバー２とｉ層用成膜チャンバー３とｎ層用成膜チャンバー４とは所定の真空状態、例えば１Ｐａ程度以下、好ましくは０．１Ｐａ未満に保たれているとする。
【００３９】
次に、気体供給源１２によって、水分や有機物等の不純物が除去されたほぼ窒素のみからなる窒素ガス１１を加熱チャンバー１内に供給し、適宜排気口１３を介して内部の圧力を調整すると共に、加熱チャンバー１内に窒素ガス１１を行き渡らせる。この際、熱源１４から熱を発生させて窒素ガス１１を加熱すると共に、送風機１５により加熱チャンバー１内の窒素ガス１１を図３の矢印方向に送り込み、加熱チャンバー１内を循環させる。
【００４０】
熱源１４によって加熱され、送風機１５によって送風されて送風機１５から案内板２０へと至った窒素ガス１１は、基板８の配置された空間部１７へと送られる。空間部１７へと至った窒素ガス１１は、基板８と接触することで熱交換をし、基板８を加熱する。加熱に要する時間は、例えば３０分程度である。
【００４１】
基板８を加熱することにより、温度の低下した窒素ガス１１は、通風孔１９ａを介して再び空間部１７から空間部１８へと至り、そこで熱源１４によって再び加熱されて所定の温度となる。このようにして、熱源１４によって加熱された窒素ガス１１が送風機１５によって送風されて加熱チャンバー１内を空間部１８から空間部１７、空間部１７から空間部１８へと移動して循環することにより、基板８を加熱する。この際、窒素ガス１１は、水分や有機物等の不純物をほとんど含まないことから、基板８の表面には基板８上に吸着するとその上に形成される薄膜の特性が損なわれるような不純物がほとんど吸着しない。
【００４２】
基板８を所定の温度まで加熱した後、ゲートバルブ６ｂを開け、不図示の搬送手段により基板ホルダ７をｐ層用成膜チャンバー２へ移動させ、ゲートバルブ６ｂを閉じる。この状態において、ｐ層用成膜チャンバー２内を排気装置２３によって例えば１Ｐａ程度以下、好ましくは０．１Ｐａ未満程度まで真空に排気すると共に、必要に応じて第２の基板８を第２の基板ホルダ７に固定した状態で、第２の基板ホルダ７をゲートバルブ６ａを介して加熱チャンバー１内へ配置してゲートバルブ６ａを閉じ、第２の基板８を加熱する。ｐ層用成膜チャンバー２内を所定の真空まで排気するのにかかる時間は、例えば３〜５分程度である。
【００４３】
ｐ層用成膜チャンバー２内が所定の真空状態まで排気された後、ｐ層用成膜チャンバー２内にガス導入源２２により例えばＢ２Ｈ６とＳｉＨ４とＨ２とからなる混合ガスを導入し、ｐ層用成膜チャンバー２内の圧力が１０〜１００Ｐａ程度となるよう混合ガスの導入量と排気装置２３による混合ガスの排気量を調整する。所定の状態となった後、高周波電源２５により高周波電極２４に高周波電力を供給し、混合ガスを放電させて分解し、分解されたガスの成分を基板８の表面に付着させてｐ型半導体薄膜（ｐ層）の薄膜を形成する。ｐ層を形成するのにかかる時間は、およそ２分程度である。
【００４４】
ｐ層用成膜チャンバー２内にて基板８の表面にｐ層を形成した後は、ｐ層用成膜チャンバー２内を例えば１Ｐａ程度以下、好ましくは０．１Ｐａ未満の真空に排気し、ゲートバルブ６ｃを介して基板ホルダ７をｉ層用成膜チャンバー３内に不図示の搬送手段により移動し、真性半導体薄膜（ｉ層）の薄膜を形成する。ｉ層を形成するのにかかる時間は、およそ２０分程度である。この間、第２の基板８が所定温度まで加熱されている場合は、基板８のｉ層の形成にかかる時間と、第２の基板８のｐ層の形成にかかる時間とを考慮して、第２の基板８をｐ層用成膜チャンバー２内に適宜移動し、必要に応じて第３の基板８を加熱チャンバー１へ配置して加熱する。このようにして、先行する基板８の各チャンバー１〜５内での処理が終了し次第、適宜次の基板８を順次各チャンバー１〜５に送り込み、連続的に基板８に薄膜を形成する。
【００４５】
上記の構成によれば、基板８を熱交換により加熱する気体として水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガス１１が用いられているので、加熱の際に基板８の表面には水分や有機物等の、その上に形成される薄膜の特性が損なわれるような不純物がほとんど吸着せず、基板８を加熱した後、膜の原料となるガスのみの雰囲気に基板をさらすために、基板８の表面についた吸着物を除去するために基板８の周囲を真空排気する時間はほとんどかからない。したがって、成膜前の真空排気にかかる時間を短縮することができるので、薄膜の製造にかかる時間を短縮することができると共に、吸着物の除去に時間がかからないことで、基板８の周囲を真空排気している間に基板８を保温するための輻射加熱ランプを備えたロードロックチャンバーを設ける必要がないので、そのための装置コストを抑えることができる。また、基板８上に薄膜の特性を損なう水分や有機物等の不純物がほとんど吸着しないことから、基板８上に形成される薄膜の特性が損なわれない。
【００４６】
なお、上記の実施の形態では、水分や有機物等の不純物が除去された気体１１として水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガス１１を用いたが、水分や有機物等の不純物が除去された気体１１はこれに限られず、基板８に対して吸着を起こさず、薄膜形成時に膜の特性に影響を与えない不活性なガスであればよい。
【００４７】
なお、上記の実施の形態では、加熱チャンバー１は、特に内部の気体を排気する構成とはされなかったが、この加熱チャンバー１に、内部の気体を排気する排気装置を設けてよい。この際、基板８を加熱する方法としては、加熱チャンバー１にて基板８を加熱した後、加熱チャンバー１内にて基板の周囲を真空排気し、その後ｐ層用成膜チャンバー２へ移動してｐ層の薄膜を形成してよい。
【００４８】
なお、上記の実施の形態では、加熱チャンバー１の後段に、ｐ層用成膜チャンバー２とｉ層用成膜チャンバー３とｎ層用成膜チャンバー４とを備えたが、加熱チャンバー１の後段には、これら３つのチャンバーを備える必要はなく、ｐ層、ｉ層、ｎ層の３つの層を成膜することのできる１つの成膜チャンバーのみを備えてよい。さらに、加熱チャンバー１とｐ層用成膜チャンバー２とを、或いは加熱チャンバー１と３つの層を成膜することのできる１つの成膜チャンバーとを一つのチャンバーとして構成してよい。また、アンロードロックチャンバー５とｎ層用成膜チャンバー４とを同一としてもよい。この際、ゲートバルブ６ｅの大気側は、ｎ層用成膜チャンバー４内に不純物が入らないよう、窒素パージされた大気圧の空間としてよく、また、窒素によるエアーカーテンをゲートバルブ６ｅの大気側に設けてよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は５に係る発明によれば、装置コスト及び製造コストを大幅に抑えることができる。
【００５０】
また、請求項２又は６に係る発明によれば、成膜前の真空排気にかかる時間を短縮することができるので、薄膜の製造にかかる時間を短縮することができる。また、吸着物の除去に時間がかからないことで、基板８の周囲を真空排気している間に基板８を保温するための輻射加熱ランプを備えたロードロックチャンバーを設ける必要がないので、そのための装置コストを抑えることができる。また、基板上に薄膜の特性を損なう水分や有機物等の不純物がほとんど吸着しないことから、基板上に形成される薄膜の特性が損なわれない。
【００５１】
また、請求項３又は７に係る発明によれば、第１の気体として不活性ガスが用いられているので、基板の表面が酸化物でない場合であっても、気体中には基板上に形成される薄膜の成分と反応する酸素を含まないので、薄膜の特性への影響を抑えて薄膜を形成することができる。
【００５２】
また、請求項４又は８に係る発明によれば、窒素ガスは比較的安価なので、比較的安価に基板を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る薄膜製造装置を示す正面断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る薄膜製造装置の基板ホルダを示す概略側面図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る薄膜製造装置の加熱チャンバーを示す概略側面図である。
【図４】この発明の一実施形態に係る薄膜製造装置のｐ層用、ｉ層用、ｎ層用成膜チャンバーを示す概略側面図である。
【符号の説明】
１ 加熱チャンバー（加熱室）
２ ｐ層用成膜チャンバー（成膜室）
８ 基板
１１ 窒素ガス（不活性ガス、第１の気体、気体）
【発明の属する技術分野】
この発明は、薄膜製造方法及び装置に関し、特に水分や有機物等の、基板上に吸着するとその上に形成される薄膜の特性が損なわれるような不純物が除去された気体を用いて加熱した後に基板に薄膜を形成する薄膜製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、太陽電池や薄膜トランジスタに利用されるアモルファスシリコンなどの各種薄膜を形成する方法としては、プラズマ化学蒸着法（ＰＣＶＤ法）が知られており、このプラズマＣＶＤ法（ＰＣＶＤ法）は、真空下で基板が配置されたチャンバー内に膜の原料となるガスを導入し、チャンバー内に高周波電力を導入してガスを放電させ、放電により分解したガスの成分を基板の表面に付着させることで基板の表面に膜を形成するものである。多くの場合、太陽電池の基板には、予め透明導電膜（例えばアモルファスシリコン薄膜太陽電池では酸化スズ（ＳｎＯ２）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）が形成されており、この電極の表面に薄膜を形成することになる。また、薄膜の形成にあたっては、基板の温度を予め所定の温度に加熱することが行われ、膜厚や膜質の均一性を確保する目的から、基板の温度の均一性が重要となる。
【０００３】
従来、プラズマＣＶＤ法を用いて太陽電池用の薄膜を形成する方法としては、基板をロードロックチャンバー内に配置してロードロックチャンバー内を所定の真空とし、真空下で輻射加熱ランプにより基板を加熱し、加熱された基板を成膜チャンバーに移動し、成膜チャンバー内にてＰＣＶＤ法により薄膜を形成する方法が提案されている。
【０００４】
また、例えば特開２００１―１８７３３２号公報に記載されているように、基板を加熱チャンバー内に配置して加熱チャンバー内に室温より高い所定温度の気体を強制流動させ、気体との熱交換により基板を加熱し、加熱された基板をロードロックチャンバーに移動させてロードロックチャンバー内を真空に排気すると共に輻射加熱ランプにより基板を保温し、保温された基板を成膜チャンバーに移動し、成膜チャンバー内にてＰＣＶＤ法により薄膜を形成する方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の薄膜製造方法及び装置においては、基板を真空下で輻射加熱ランプにより加熱する場合、透明導電膜は赤外線の反射率が非常に高いので、輻射加熱ランプによって加熱するのに非常に時間がかかり、スループット（膜の生産性）が低下するという問題があった。また、輻射加熱ランプは、単位エネルギーあたりのコストが高い電気エネルギーを熱源とするため、基板加熱のためのコストが他のエネルギー源を利用した場合と比較して大きくなり、基板の大型化によりランプ自体を長く、数を増す必要性から初期コストを引き上げることとなるという問題があった。
【０００６】
同様に、基板を気体との熱交換により加熱する場合、気体が基板に接触した際に気体中に含まれる水分や有機物等の、その上に形成される薄膜の特性を損なうような不純物が基板の表面に吸着してしまうので、その後ロードロックチャンバー内を真空に排気することでこれら吸着物を基板から取り除くのに時間がかかり、スループットが低下するという問題があった。また、真空排気して吸着物を取り除く際、基板の温度の低下を抑えるための保温機構を設ける必要があるので、そのための装置コストがかかるという問題があった。
【０００７】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、薄膜の製造にかかる時間を短縮してスループットを向上させると共に装置コスト及び製造コストを抑えることを可能とする薄膜製造方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、チャンバー内に基板を配置し、前記チャンバー内で気体を流動させて前記気体との熱交換により前記基板を加熱し、加熱された前記基板の表面に膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る薄膜製造方法によれば、一つの室内で基板の表面に膜が形成される。したがって、装置コストを大幅に抑えることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、加熱室内に基板を配置し、前記加熱室内で第１の気体を流動させて前記第１の気体との熱交換により前記基板を加熱し、成膜室内に前記基板を移動させ、真空とされた前記成膜室内に第２の気体を供給し、前記第２の気体を放電させて分解した前記第２の気体の成分を前記基板の表面に付着させて膜を形成する薄膜製造方法において、前記第１の気体は、水分と有機物が除去されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る薄膜製造方法によれば、基板を熱交換により加熱する第１の気体として水分や有機物等の不純物が除去された気体が用いられているので、加熱の際に基板の表面にはその上に形成される薄膜の特性を損なうような不純物がほとんど吸着せず、基板を加熱した後、膜の原料となる第２の気体のみの雰囲気に基板をさらすために、基板の表面についた吸着物を除去するために基板の周囲を真空排気する時間はほとんどかからない。したがって、成膜前の真空排気にかかる時間を短縮することができるので、薄膜の製造にかかる時間を短縮することができる。また、基板上に薄膜の特性を損なう水分や有機物等の不純物がほとんど吸着しないことから、基板上に形成される薄膜の特性が損なわれない。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の薄膜製造方法において、前記第１の気体は、不活性ガスであることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る薄膜製造方法によれば、第１の気体として水分や有機物等の不純物が除去された不活性ガスが用いられているので、基板の表面が酸化物でない場合であっても、気体中には基板上に形成される薄膜の成分と反応する酸素を含まないので、薄膜の特性への影響を抑えて薄膜を形成することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の薄膜製造方法において、前記第１の気体は、窒素ガスであることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る薄膜製造方法によれば、第１の気体として水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガスが用いられているので、加熱の際の基板表面への薄膜の特性を損なうような不純物の吸着が抑えられる。窒素ガスは比較的安価なので、比較的安価に基板を加熱することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、基板が配置され流動する気体によって該気体との熱交換により前記基板を加熱すると共に前記基板の表面に膜を形成するチャンバーを備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る薄膜製造装置によれば、一つの室内で基板の表面に膜が形成される。したがって、装置コストを大幅に抑えることができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、その内部に基板が配置され流動する気体によって該気体との熱交換により前記基板を加熱する加熱室と、該加熱室の後段にバルブを介して接続されると共に、その内部で前記基板の表面に膜を形成する成膜室とを備えた薄膜製造装置において、前記気体は、水分と有機物が除去されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る薄膜製造装置によれば、基板を熱交換により加熱する気体として水分や有機物等の不純物が除去された気体が用いられているので、加熱の際に基板の表面にはその上に形成される薄膜の特性を損なうような不純物がほとんど吸着せず、基板を加熱した後、膜の原料となるガスのみの雰囲気に基板をさらすために基板の表面についた吸着物を除去するために基板の周囲を真空排気する時間はほとんどかからない。したがって、成膜前の真空排気にかかる時間を短縮することができるので、薄膜の製造にかかる時間を短縮することができると共に、吸着物の除去に時間がかからないことで、基板の周囲を真空引きしている間に基板を加熱して保温するための輻射加熱ランプを備えたロードロックチャンバーを設ける必要がないので、そのための装置コストを抑えることができる。また、基板上に薄膜の特性を損なう水分や有機物等の不純物がほとんど吸着しないことから、基板上に形成される薄膜の特性が損なわれない。
【００２０】
請求項７に係る発明は、請求項６記載の薄膜製造装置において、前記気体は、不活性ガスであることを特徴とする。
【００２１】
この発明に係る薄膜製造装置によれば、気体として水分や有機物等の不純物が除去された不活性ガスが用いられているので、基板の表面が酸化物でない場合であっても、気体中には基板上に形成される薄膜の成分と反応する酸素を含まないので、薄膜の特性への影響を抑えて薄膜を形成することができる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、請求項６記載の薄膜製造装置において、前記気体は、窒素ガスであることを特徴とする。
【００２３】
この発明に係る薄膜製造装置によれば、気体として水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガスが用いられているので、加熱の際の基板表面への薄膜の特性を損なうような不純物の吸着が抑えられる。窒素ガスは比較的安価なので、比較的安価に基板を加熱することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す正面断面図であり、図２〜図４は、側面概略図である。図１において、薄膜製造装置は、基板８を加熱する加熱チャンバー（加熱室）１と、基板８にｐ型半導体薄膜（ｐ層）を形成するｐ層用成膜チャンバー（成膜室）２と、基板８に真性半導体薄膜（ｉ層）を形成するｉ層用成膜チャンバー３と、基板８にｎ型半導体薄膜（ｎ層）を形成するｎ層用成膜チャンバー４と、基板８を取り出すためのアンロードロックチャンバー５とがゲートバルブ６ｂ〜６ｅを介して連結されたものである。
【００２５】
各チャンバー１〜５は、その両端に設けられたゲートバルブ６ａ〜６ｆを開閉することにより、その外部の空間と開放された状態、密閉された状態とすることができるようになっており、ゲートバルブ６ａは、大気と加熱チャンバー１との間を、ゲートバルブ６ｂは、加熱チャンバー１とｐ層用成膜チャンバー２との間を、ゲートバルブ６ｃは、ｐ層用成膜チャンバー２とｉ層用成膜チャンバー３との間を、ゲートバルブ６ｄは、ｉ層用成膜チャンバー３とｎ層用成膜チャンバー４との間を、ゲートバルブ６ｅは、ｎ層用成膜チャンバー４とアンロードロックチャンバー５との間を、ゲートバルブ６ｆは、アンロードロックチャンバー５と大気との間をそれぞれ開閉するものである。
【００２６】
各チャンバー１〜５内は、基板８を配置することができるようになっており、基板８は、各ゲートバルブ６ｂ〜６ｅを開閉することにより各チャンバー１〜５間を移動することができるようになっている。基板８は、図２に示すように、基板ホルダ７により垂直に固定されており、各チャンバー１〜５内には、各チャンバー１〜５間を移動するための不図示の搬送機構が設けられている。
【００２７】
加熱チャンバー１は、図３に示すように、箱型に形成されたものであり、板状の底壁部１ａと、上壁部１ｂと、側壁部１ｃ、１ｄとによって囲まれると共に、図３の紙面に平行な方向に沿ってゲートバルブ６ａ、６ｂが介在したものである。加熱チャンバー１は、内部を流動する水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガス（不活性ガス、第１の気体）１１によって、内部に配置された基板８を窒素ガス１１との熱交換により加熱するものである。水分や有機物等の不純物の除去は、例えば圧縮冷却装置やフィルターを通すことにより行う。
【００２８】
底壁部１ａには、加熱チャンバー１内に窒素ガス１１を供給する気体供給源１２が設けられており、上壁部１ｂには、加熱チャンバー１内の気体を外部へ排気する気体排気口１３が設けられている。側壁部１ｃには、熱源１４で加熱された加熱チャンバー１内の窒素ガス１１を通風路に沿って流動させる送風機１５と、送風機１５の下方に位置し送風機１５によって送風される窒素ガス１１の送風方向を案内する案内板１６ａとが設けられている。
【００２９】
加熱チャンバー１内の空間は、基板８の固定された基板ホルダ７が配置される空間部１７と、窒素ガス１１が加熱して送風される空間部１８とからなり、空間部１７と空間部１８とは、仕切板１９と案内板２０とによって仕切られている。
【００３０】
仕切板１９は、長方形状の板であり、その板面が側壁部１ｃと平行となるよう底壁部１ａ上に垂直に固定されている。仕切板１９の下部には、窒素ガス１１が通過する通風孔１９ａが形成されており、仕切板１９の上部には、窒素ガス１１の通風方向を案内する案内板１６ｂが送風機１５の上方に位置し空間部１８側に突出するよう設けられている。仕切板１９の上端部と上壁部１ｂとの間には、その間を窒素ガス１１が通風可能なよう間隙が形成されている。熱源１４は、通風孔１９ａと送風機１５との間に設けられており、この熱源１４は、内部の窒素ガス１１を２５０℃程度まで加熱するものである。
【００３１】
案内板２０は、窒素ガス１１を空間部１８から空間部１７に案内するように、側壁部１ｄの側面と仕切板１９の上端部との間に配置されている。
【００３２】
ｐ層用成膜チャンバー２は、図４に示すように、加熱チャンバー１と同様に箱型に形成されたものであり、板状の底壁部２ａと、上壁部２ｂと、側壁部２ｃ、２ｄとによって囲まれると共に、図４の紙面に平行な方向に沿ってゲートバルブ６ｂ、６ｃが介在したものである。ｐ層用成膜チャンバー２は、内部に配置された基板８の表面にｐ型半導体の薄膜を形成するものである。
【００３３】
側壁部２ｃには、ｐ層用成膜チャンバー２内にｐ層成膜用のガス（第２の気体）を導入するガス導入源２２が設けられており、側壁部２ｄには、ｐ層用成膜チャンバー２内の気体を排気する排気装置２３が設けられている。また、側壁部２ｃ、２ｄには、基板８を輻射熱により加熱して保温するヒーター２７が設けられている。
【００３４】
上壁部２ｂには、ｐ層用成膜チャンバー２内に供給されたガスを放電させる高周波電極２４が取り付けられており、高周波電極２４は、高周波電源２５に接続されている。この高周波電極２４は、例えば棒状の金属製部材をＵ字状に形成した誘導結合型電極であり、基板８と基板８との間に配置されると共に、高周波電極２４と上壁部２ｂとの間は、絶縁ブロック２６を介して絶縁されている。ｐ層用成膜チャンバー２内に導入されるガスは、例えばＢ２Ｈ６とＳｉＨ４とＨ２との混合ガスからなり、ｐ層用成膜チャンバー２内の圧力は、例えば１０〜１００Ｐａ程度に保たれる。
【００３５】
ｉ層用成膜チャンバー３は、内部に配置された基板８の表面に真性半導体の薄膜を形成するものであり、ｉ層用成膜チャンバー３内に導入するガスが異なるのみで、他の構成はｐ層用成膜チャンバー２と同一である。ｉ層用成膜チャンバー３内に導入されるガスは、例えばＳｉＨ４とＨ２との混合ガスからなり、同様に例えば１０〜１００Ｐａ程度の圧力に保たれる。
【００３６】
ｎ層用成膜チャンバー４は、内部に配置された基板８の表面にｎ型半導体の薄膜を形成するものであり、ｎ層用成膜チャンバー４内に導入するガスが異なるのみで、他の構成はｐ層用成膜チャンバー２と同一である。ｎ層用成膜チャンバー４内に導入されるガスは、例えばＰＨ３とＳｉＨ４とＨ２との混合ガスからなり、同様に例えば１０〜１００Ｐａ程度の圧力に保たれる。
【００３７】
アンロードロックチャンバー５は、内部に配置された基板８を大気圧下にして、基板８を取り出すためのものである。
【００３８】
次に、上記の構成からなる薄膜製造装置を用いた薄膜製造方法について説明する。
まず、基板８を基板ホルダ７に固定した状態で、基板ホルダ７をゲートバルブ６ａを介して大気圧より少し高い圧力に保たれ窒素ガス１１によって満たされた加熱チャンバー１内へ配置し、ゲートバルブ６ａを閉じる。この状態において、ゲートバルブ６ａ〜６ｅは全て閉じられており、ｐ層用成膜チャンバー２とｉ層用成膜チャンバー３とｎ層用成膜チャンバー４とは所定の真空状態、例えば１Ｐａ程度以下、好ましくは０．１Ｐａ未満に保たれているとする。
【００３９】
次に、気体供給源１２によって、水分や有機物等の不純物が除去されたほぼ窒素のみからなる窒素ガス１１を加熱チャンバー１内に供給し、適宜排気口１３を介して内部の圧力を調整すると共に、加熱チャンバー１内に窒素ガス１１を行き渡らせる。この際、熱源１４から熱を発生させて窒素ガス１１を加熱すると共に、送風機１５により加熱チャンバー１内の窒素ガス１１を図３の矢印方向に送り込み、加熱チャンバー１内を循環させる。
【００４０】
熱源１４によって加熱され、送風機１５によって送風されて送風機１５から案内板２０へと至った窒素ガス１１は、基板８の配置された空間部１７へと送られる。空間部１７へと至った窒素ガス１１は、基板８と接触することで熱交換をし、基板８を加熱する。加熱に要する時間は、例えば３０分程度である。
【００４１】
基板８を加熱することにより、温度の低下した窒素ガス１１は、通風孔１９ａを介して再び空間部１７から空間部１８へと至り、そこで熱源１４によって再び加熱されて所定の温度となる。このようにして、熱源１４によって加熱された窒素ガス１１が送風機１５によって送風されて加熱チャンバー１内を空間部１８から空間部１７、空間部１７から空間部１８へと移動して循環することにより、基板８を加熱する。この際、窒素ガス１１は、水分や有機物等の不純物をほとんど含まないことから、基板８の表面には基板８上に吸着するとその上に形成される薄膜の特性が損なわれるような不純物がほとんど吸着しない。
【００４２】
基板８を所定の温度まで加熱した後、ゲートバルブ６ｂを開け、不図示の搬送手段により基板ホルダ７をｐ層用成膜チャンバー２へ移動させ、ゲートバルブ６ｂを閉じる。この状態において、ｐ層用成膜チャンバー２内を排気装置２３によって例えば１Ｐａ程度以下、好ましくは０．１Ｐａ未満程度まで真空に排気すると共に、必要に応じて第２の基板８を第２の基板ホルダ７に固定した状態で、第２の基板ホルダ７をゲートバルブ６ａを介して加熱チャンバー１内へ配置してゲートバルブ６ａを閉じ、第２の基板８を加熱する。ｐ層用成膜チャンバー２内を所定の真空まで排気するのにかかる時間は、例えば３〜５分程度である。
【００４３】
ｐ層用成膜チャンバー２内が所定の真空状態まで排気された後、ｐ層用成膜チャンバー２内にガス導入源２２により例えばＢ２Ｈ６とＳｉＨ４とＨ２とからなる混合ガスを導入し、ｐ層用成膜チャンバー２内の圧力が１０〜１００Ｐａ程度となるよう混合ガスの導入量と排気装置２３による混合ガスの排気量を調整する。所定の状態となった後、高周波電源２５により高周波電極２４に高周波電力を供給し、混合ガスを放電させて分解し、分解されたガスの成分を基板８の表面に付着させてｐ型半導体薄膜（ｐ層）の薄膜を形成する。ｐ層を形成するのにかかる時間は、およそ２分程度である。
【００４４】
ｐ層用成膜チャンバー２内にて基板８の表面にｐ層を形成した後は、ｐ層用成膜チャンバー２内を例えば１Ｐａ程度以下、好ましくは０．１Ｐａ未満の真空に排気し、ゲートバルブ６ｃを介して基板ホルダ７をｉ層用成膜チャンバー３内に不図示の搬送手段により移動し、真性半導体薄膜（ｉ層）の薄膜を形成する。ｉ層を形成するのにかかる時間は、およそ２０分程度である。この間、第２の基板８が所定温度まで加熱されている場合は、基板８のｉ層の形成にかかる時間と、第２の基板８のｐ層の形成にかかる時間とを考慮して、第２の基板８をｐ層用成膜チャンバー２内に適宜移動し、必要に応じて第３の基板８を加熱チャンバー１へ配置して加熱する。このようにして、先行する基板８の各チャンバー１〜５内での処理が終了し次第、適宜次の基板８を順次各チャンバー１〜５に送り込み、連続的に基板８に薄膜を形成する。
【００４５】
上記の構成によれば、基板８を熱交換により加熱する気体として水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガス１１が用いられているので、加熱の際に基板８の表面には水分や有機物等の、その上に形成される薄膜の特性が損なわれるような不純物がほとんど吸着せず、基板８を加熱した後、膜の原料となるガスのみの雰囲気に基板をさらすために、基板８の表面についた吸着物を除去するために基板８の周囲を真空排気する時間はほとんどかからない。したがって、成膜前の真空排気にかかる時間を短縮することができるので、薄膜の製造にかかる時間を短縮することができると共に、吸着物の除去に時間がかからないことで、基板８の周囲を真空排気している間に基板８を保温するための輻射加熱ランプを備えたロードロックチャンバーを設ける必要がないので、そのための装置コストを抑えることができる。また、基板８上に薄膜の特性を損なう水分や有機物等の不純物がほとんど吸着しないことから、基板８上に形成される薄膜の特性が損なわれない。
【００４６】
なお、上記の実施の形態では、水分や有機物等の不純物が除去された気体１１として水分や有機物等の不純物が除去された窒素ガス１１を用いたが、水分や有機物等の不純物が除去された気体１１はこれに限られず、基板８に対して吸着を起こさず、薄膜形成時に膜の特性に影響を与えない不活性なガスであればよい。
【００４７】
なお、上記の実施の形態では、加熱チャンバー１は、特に内部の気体を排気する構成とはされなかったが、この加熱チャンバー１に、内部の気体を排気する排気装置を設けてよい。この際、基板８を加熱する方法としては、加熱チャンバー１にて基板８を加熱した後、加熱チャンバー１内にて基板の周囲を真空排気し、その後ｐ層用成膜チャンバー２へ移動してｐ層の薄膜を形成してよい。
【００４８】
なお、上記の実施の形態では、加熱チャンバー１の後段に、ｐ層用成膜チャンバー２とｉ層用成膜チャンバー３とｎ層用成膜チャンバー４とを備えたが、加熱チャンバー１の後段には、これら３つのチャンバーを備える必要はなく、ｐ層、ｉ層、ｎ層の３つの層を成膜することのできる１つの成膜チャンバーのみを備えてよい。さらに、加熱チャンバー１とｐ層用成膜チャンバー２とを、或いは加熱チャンバー１と３つの層を成膜することのできる１つの成膜チャンバーとを一つのチャンバーとして構成してよい。また、アンロードロックチャンバー５とｎ層用成膜チャンバー４とを同一としてもよい。この際、ゲートバルブ６ｅの大気側は、ｎ層用成膜チャンバー４内に不純物が入らないよう、窒素パージされた大気圧の空間としてよく、また、窒素によるエアーカーテンをゲートバルブ６ｅの大気側に設けてよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は５に係る発明によれば、装置コスト及び製造コストを大幅に抑えることができる。
【００５０】
また、請求項２又は６に係る発明によれば、成膜前の真空排気にかかる時間を短縮することができるので、薄膜の製造にかかる時間を短縮することができる。また、吸着物の除去に時間がかからないことで、基板８の周囲を真空排気している間に基板８を保温するための輻射加熱ランプを備えたロードロックチャンバーを設ける必要がないので、そのための装置コストを抑えることができる。また、基板上に薄膜の特性を損なう水分や有機物等の不純物がほとんど吸着しないことから、基板上に形成される薄膜の特性が損なわれない。
【００５１】
また、請求項３又は７に係る発明によれば、第１の気体として不活性ガスが用いられているので、基板の表面が酸化物でない場合であっても、気体中には基板上に形成される薄膜の成分と反応する酸素を含まないので、薄膜の特性への影響を抑えて薄膜を形成することができる。
【００５２】
また、請求項４又は８に係る発明によれば、窒素ガスは比較的安価なので、比較的安価に基板を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る薄膜製造装置を示す正面断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る薄膜製造装置の基板ホルダを示す概略側面図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る薄膜製造装置の加熱チャンバーを示す概略側面図である。
【図４】この発明の一実施形態に係る薄膜製造装置のｐ層用、ｉ層用、ｎ層用成膜チャンバーを示す概略側面図である。
【符号の説明】
１ 加熱チャンバー（加熱室）
２ ｐ層用成膜チャンバー（成膜室）
８ 基板
１１ 窒素ガス（不活性ガス、第１の気体、気体）
Claims (8)
- チャンバー内に基板を配置し、前記チャンバー内で気体を流動させて前記気体との熱交換により前記基板を加熱し、加熱された前記基板の表面に膜を形成することを特徴とする薄膜製造方法。
- 加熱室内に基板を配置し、前記加熱室内で第１の気体を流動させて前記第１の気体との熱交換により前記基板を加熱し、成膜室内に前記基板を移動させ、真空とされた前記成膜室内に第２の気体を供給し、前記第２の気体を放電させて分解した前記第２の気体の成分を前記基板の表面に付着させて膜を形成する薄膜製造方法において、
前記第１の気体は、水分と有機物が除去されていることを特徴とする薄膜製造方法。 - 請求項２記載の薄膜製造方法において、
前記第１の気体は、不活性ガスであることを特徴とする薄膜製造方法。 - 請求項２記載の薄膜製造方法において、
前記第１の気体は、窒素ガスであることを特徴とする薄膜製造方法。 - 基板が配置され流動する気体によって該気体との熱交換により前記基板を加熱すると共に前記基板の表面に膜を形成するチャンバーを備えることを特徴とする薄膜製造装置。
- その内部に基板が配置され流動する気体によって該気体との熱交換により前記基板を加熱する加熱室と、該加熱室の後段にバルブを介して接続されると共に、その内部で前記基板の表面に膜を形成する成膜室とを備えた薄膜製造装置において、
前記気体は、水分と有機物が除去されていることを特徴とする薄膜製造装置。 - 請求項６記載の薄膜製造装置において、
前記気体は、不活性ガスであることを特徴とする薄膜製造装置。 - 請求項６記載の薄膜製造装置において、
前記気体は、窒素ガスであることを特徴とする薄膜製造装置。
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