JPH0538868U - 半導体薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この考案は、メンテナンス費用や装置コスト
の低減を図る上で有利な半導体薄膜形成装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 内部を真空状態に保持できるチャンバー１
と、このチャンバー１内で基板２の表面に半導体薄膜を
形成するための機構３とを備える半導体薄膜形成装置に
おいて、上記チャンバー１に上記機構３の少なくとも一
部分をチャンバー１内に挿抜するための開口部１ｂと、
この開口部１ｂを気密状に閉塞する蓋１ｃとを設け、上
記機構３の少なくとも一部分を上記開口部１ｂからチャ
ンバー１内に挿抜可能に設けてなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、半導体薄膜形成装置に係り、特にメンテナンスが容易に、かつ、 安価に行えるようにした半導体薄膜形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば太陽電池、感光体ドラム、薄膜トランジスタ、各種センサに用いられる アモルファス半導体薄膜を形成する方法としては、蒸着法、スパッタリング法、 化学気相成長法（ＣＶＤ法）などがあり、アモルファス半導体薄膜を形成する装 置、すなわち、半導体薄膜形成装置としては、例えば特開昭５６−１１４３８７ 号に開示されているように、真空状態ないし大気圧よりも低圧の減圧状態に保持 されるチャンバー内で半導体を形成するものが主流を占めている。

【０００３】 この種の半導体薄膜形成装置は、例えば図２に示すように、内部を真空状態に 保持できるチャンバー１０１と、このチャンバー１０１内で基板１０２の表面に 半導体薄膜を形成するための機構１０３とを備えている。

【０００４】 この機構１０３には、例えば、チャンバー１０１内の空気を排除する排気装置 、空気が排除されたチャンバー１０１内に原料ガスを供給する原料ガス供給装置 、チャンバー１０１内の基板１０２を加熱するヒータ１０４、チャンバー１０１ 内に電界を形成して原料ガスをプラズマ化するための電極１０５、チャンバー１ ０１内の所定の位置まで基板１０２を搬入し、薄膜形成後にこの基板１０２をチ ャンバー１０１外に搬出する搬送装置１０６等が含まれる。

【０００５】 ところで、チャンバー１０１内には薄膜形成を繰り返すごとに塵、埃等が侵入 し、後の薄膜形成工程中に、例えば排気装置を作動させる時や原料ガス供給装置 を作動させる時に、この塵や埃が舞い上がって基板に付着すると薄膜にピンホー ルが発生し、不良となることが知られている。

【０００６】 したがって、この種の薄膜形成装置では、チャンバー１０１内の清掃等のメン テナンス作業を行うための開口部が設けられる。

【０００７】 上記従来装置においては、チャンバー１０１の横側壁には、基板を出し入れす る開口部を形成したり、また横側壁には、チャンバー１０１内に配置された上記 機構１０３の一部分、例えば、搬送装置１０６の一部分を支持させたりしている ので、十分に広い開口部を設けることができない。

【０００８】 更に、チャンバー１０１の下部にはかなり広い範囲にわたって水平板状の電極 １０５が設けられ、開口部を設けても電極１０５が邪魔になる。

【０００９】 そこで、上記の従来例においては、チャンバー１０１の上側面にメンテナンス 用の開口部が設けられる。すなわち、チャンバー１０１を上面が全面的に開放さ れた箱型の主部１０１ａと、この開口上面を閉塞する蓋体１０１ｂとで構成し、 主部１０１ａの上面開口をメンテナンス用の開口部として利用している。

【００１０】 なお、主部１０１ａと上蓋１０１ｂとの間には閉蓋時の気密性を確保するため の封止部材１０１ｃを介在させてある。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

この従来例によれば、蓋体１０１ｂを開いてチャンバー１０１内の清掃、搬送 装置１０６等の点検等のメンテナンス作業が行われるが、例えば、チャンバー１ ０１の横側壁と搬送装置１０６の一部分との間や搬送装置１０６の下方には清掃 具を差込み難く、清掃し難いという問題があった。

【００１２】 また、このような清掃し難い部分を丁寧に清掃しようとすれば、多大の労力と 時間が掛り、メンテナンスコストの低減を図る上で著しく不利になるという問題 があった。

【００１３】 更に、チャンバー１０１の上面にメンテナンス用の開口を設ける場合には、チ ャンバー１０１の上方に比較的高さが高いメンテナンス作業用の空間を確保する 必要があるので、チャンバー１０１を上下に重ねて配置することができない。し たがって、チャンバー１０１の数を増やして生産能力を高めようとすれば、チャ ンバー１０１を横に並べて増設するための床面積が必要とされ、用地費用を含め た設備費用（装置コスト）が高くつくという問題があった。

【００１４】 この考案は、上記の問題を解消し、メンテナンス費用や装置コストの低減を図 る上で有利な半導体薄膜形成装置を提供することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

この考案は、内部を真空状態に保持できるチャンバーと、このチャンバー内で 基板の表面に半導体薄膜を形成するための機構とを備える半導体薄膜形成装置に おいて、上記チャンバーに上記機構の少なくとも一部分をチャンバー内に挿抜す るための開口部と、この開口部を気密状に閉塞する蓋とを設け、上記機構の少な くとも一部分を上記開口部からチャンバー内に挿抜可能に設けたことを特徴とす る。

【００１６】

【作用】

チャンバーの蓋を開いて、上記機構の少なくとも一部分をチャンバー内から抜 き取ると、清掃等のメンテナンス作業の邪魔が除かれることになり、チャンバー 内の清掃等のメンテナンス作業が容易に、かつ、短時間で、確実に行えるように なる。

【００１７】 また、取り出された機構の少なくとも一部分の清掃等のメンテナンス作業も、 周囲に十分に大きいスペースが得られるチャンバー外で行えるので、容易に、か つ、短時間で、確実に行えるようになる。

【００１８】 更に、機構の一部分をチャンバー内から取り出す開口部はチャンバーの横側面 にも開口させることができ、この開口部をチャンバーの横側面に開口させること により、チャンバー内のメンテナンス作業を横方向から行うことが可能になるの で、チャンバーの上下にメンテナンス作業用の空間を設ける必要がなくなり、複 数のチャンバーを上下に密着ないし接近させて設置することができる。

【００１９】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づき説明する。

【００２０】 図１はこの考案の一実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の縦断正面図である。

【００２１】 この装置は、例えば太陽電池の製造に使用され、内部を真空状態に保持できる チャンバー１と、チャンバー１内で基板２に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）薄膜を 形成するための機構３とを備える。

【００２２】 上記チャンバー１は、一横側面（図上、右側面）が全面的に開放された本体１ ａと、本体１ａのこの開放面の開口部１ｂを閉塞する蓋体１ｃと、チャンバー１ の気密性を確保するため、本体１ａと蓋体１ｃとの間に介装される封止部材１ｄ とを備えている。

【００２３】 チャンバー１の開放面は横側面に限らず、上側面あるいは下側面を開放面とし てもよい。しかし、横側面を開放面とすることにより、横側面からチャンバー１ 内の清掃等のメンテナンス作業が行えるので、何ら支障なく、複数のチャンバー １を上下に重ねて設置することができるようになり、複数のチャンバー１を上下 に重ねて設置することにより、設置床面積を増加させることなく製造能力を高め ることができ、用地費用を含めた設備費用が安価になり、製造設置全体としての 装置コストを低減できる。

【００２４】 なお、図示はしないが、チャンバー１の前側壁と後側壁とにはそれぞれ基板２ を出し入れするための開口部が形成され、これらの開口部ではそれぞれ気密扉で 開閉するようにしてある。

【００２５】 上記機構３は、チャンバー１内の雰囲気を加熱するためのヒータ３１、チャン バー１内に電界を形成するためのＲＦ電極３２、チャンバー１内で基板２を支持 するとともに、基板２を前後方向に搬送する搬送装置３３、図示しない排気装置 、原料ガス供給装置及び電源装置が含まれる。

【００２６】 上記ヒータ３１はチャンバー１内に設けてもよいが、この実施例ではヒータ３ １がチャンバー１の上側面に接して、チャンバー１から分離可能に設けられる。 これにより、ヒータ３１の発熱をチャンバー１の壁面全体に伝達し、壁内面、特 に、チャンバー１の下部の壁内面の温度が１５０℃以上になるようにして、壁内 面に脱ガス及びこれによるａ−Ｓｉ層の品質の低下の原因となるフレークが発生 することを防止している。

【００２７】 また、上記蓋体１ｃの内面には、チャンバー１の底壁１ｅ及び蓋体１ｃの反対 側の側壁１ｆに沿って設けられ、正面から見てＬ字形に形成されたフレーム４が 連結され、このフレーム４の底壁４ａの上面にはＲＦ電極３２が保持される。こ のＲＦ電極３２はＲＦ導入部３２ａ及びワンタッチ操作で着脱できる連結部３２ ｂを介して高周波電流を供給する電源装置に接続される。

【００２８】 また、上記搬送装置３３はチャンバー１外に配置されるモータ３３ａと、チャ ンバー１内に配置される多数の搬送用ローラ３３ｂ及び各搬送用ローラ３３ｂの 回転を同期させるとともにモータ３３ａの駆動力を各ローラ３３ｂに伝達するた めのチェーン伝動装置３３ｃとを備える。上記各ローラ３３ｂは蓋体１ｃの内面 と上記フレーム４の立壁４ｂに支持軸３３ｄを介して回転自在に支持される。 各ローラ３３ｂの支持軸３３ｄにはチェーン伝動装置３３ｃのスプロケット３ ３ｅが外嵌固定され、チェーン伝動装置３３ｃの入力軸３３ｆは、例えば軸心方 向に移動させることにより解離できる駆動系連結部３３ｇを介してモータ３３ａ の出力軸に結合される。

【００２９】 なお、この駆動系連結部３３ｇは蓋体１ｃが本体１ａの開放面を閉塞する位置 までフレーム４をチャンバー１内に挿入した時に結合状態となり、蓋体１ｃ及び フレーム４をチャンバー１外に一定以上引き出すと解離状態となるようにしてあ る。

【００３０】 また、蓋体１ｃ側のチェーン伝動装置３３ｃとフレーム４の立壁４ｂ側のチェ ーン伝動装置３３ｃはチャンバー１内の一端部に設けた連結軸３３ｈを介して同 期させてある。

【００３１】 次に、このプラズマＣＶＤ装置を用いて基板２にａ−Ｓｉ薄膜を形成する手順 について説明する。

【００３２】 外部からチャンバー１内に挿入された基板２を搬送装置３によってチャンバー 内１の所定の位置に移動させてから、基板２を出し入れする開口部を閉じ、減圧 装置を作動させてチャンバー１内を真空にする。この後、原料ガス供給装置によ りチャンバー１内の圧力が１気圧以下に保持されるように、チャンバー１内に例 えばシランガスとジボランガスとの混合ガス、シランガス単体、あるいは、シラ ンガスとフォスフィンガスとの混合ガス等の原料ガスが供給される。

【００３３】 更にこの後、ヒータ３１を作動させるとともに、電源装置からＲＦ導入部３４ を介してＲＦ電極３２にＲＦ電流を印加することにより、原料ガスをプラズマ化 して基板２に、ａ−Ｓｉ薄膜からなるＰ型層、Ｉ型層、あるいはＮ型層が形成さ れる。

【００３４】 そして、Ｐ型層、Ｉ型層、Ｎ型層を順次形成した後、基板２を出し入れする開 口部を開き、基板２を搬送装置３３によってチャンバー１外に搬出する。

【００３５】 次にメンテンナンス作業の手順について、特に、チャンバー１内及びチャンバ ー１内に収納される機構３の清掃を中心に説明する。

【００３６】 ａ−Ｓｉ薄膜の形成を所定回数繰り返した後、連結部３２ｂをＲＦ電極３２か ら外してから蓋体１ｃを開いて、フレーム４とともにＲＦ電極３２、搬送装置３ ３のローラ３３ｂ及びチェーン伝動装置３３ｃをチャンバー１から引き出す。

【００３７】 これにより、チャンバー１の内部はほぼ完全なフリースペースとなり、機構３ に邪魔されることなく開口部１ｂからチャンバー１の全内面に清掃具を届かせて 簡単に、かつ、短時間内に確実に清掃することができる。

【００３８】 また、蓋体１ｃ及びフレーム４とともにチャンバー１外に引き出されたＲＦ電 極３２、搬送装置３３のローラ３３ｂ及びチェーン伝動装置３３ｃも、周囲にメ ンテナンス作業に十分な広い空間が得られる状態で、開放されたフレーム４の前 後両面及び上面からチャンバー１の前後の横側壁、上側壁、フレーム４の立壁４ ｂ等に邪魔されることなく、前後あるいは上から清掃具を差し込んで簡単に、か つ、短時間内に確実に清掃でき、メンテナンス費用を一層大幅に節約できるよう になる。

【００３９】 もちろん、この清掃とともに、あるいは清掃に代えてチャンバー１外に引き出 された機構３の少なくとも一部分の点検、調整、修理等を行うことは何ら妨げが なく、これら点検、調整、修理等は、チャンバー１外で行えるので、清掃作業と 同様に簡単に、かつ、短時間内に、しかも、確実にこれらのメンテナンス作業が できるようになり、メンテナンス費用を一層大幅に節約できるようになる。

【００４０】 なお、ヒータ３１はこれをチャンバー１から分離すれば、全面を清掃具で簡単 に、かつ、短時間内に清掃をすることができる。

【００４１】 清掃等のメンテナンス作業が終了すれば、ヒータ３１を元のチャンバー１の上 にセットし、ＲＦ電極３２、搬送装置３３のローラ３３ｂ及びチェーン伝動装置 ３３ｃを支持するフレーム４を開口部１ｂからチャンバー１内に押し込み、蓋体 １ｃで開口部を密封状に閉塞した後、連結部３２ｂをＲＦ電極３２に結合するこ とにより、その後の薄膜形成に備える。

【００４２】 この実施例では、上記のようにチャンバー１に挿抜される機構３の一部分を蓋 体１ｃ及びこれと一体のフレーム４に支持させているので、機構３の一部分を一 挙にチャンバー１内に挿抜することができ、挿抜操作が簡単になるとともに、メ ンテナンス作業の能率を高めることができる。

【００４３】 また、この実施例では、チャンバー１内に設けられるチャンバー１内の清掃の 邪魔になりやすく、また、比較的清掃が困難な搬送装置３３の部分をチャンバー １外に取り出せるようにしているので、この搬送装置３３の部分をチャンバー１ 外に取り出すことにより、チャンバー１内の清掃が簡単になるとともに、比較的 清掃が困難な搬送装置３３の部分をチャンバー１外で容易に清掃できるようにな り、チャンバー１内に溜まった塵や埃をより確実に除去できる。

【００４４】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案は、チャンバーに形成した開口からチャンバー 内で基板の表面に半導体薄膜を形成するための機構の少なくとも一部分を抜き出 してチャンバー内の清掃ができるので、上記機構の少なくとも一部分に邪魔され ることなくチャンバー内の清掃を簡単に、かつ、短時間内に行える。

【００４５】 また、上記機構の少なくとも一部分をチャンバー外に抜き出して清掃したり、 点検したり、調整したり、修理したりできるので、メンテナンスが簡単になり、 メンテナンス費用を大幅に低減させることができる。

【００４６】 そして、チャンバーの内部とそこに収納された機構の一部分とを確実に清掃す ることにより、チャンバー内の塵や埃が基板に付着することを防止でき、ピンホ ール等の不良が発生することを防止できる。

【００４７】 更に、上記機構の少なくとも一部分をチャンバーに挿抜するための開口部をチ ャンバーの横側面に何ら支障なく開口させることができ、この開口部をチャンバ ーの横側面に開口させることにより、複数のチャンバーを上下に重ねることがで きる。これにより、設置床面積を増大させることなく、製造能力を高めることが でき、用地費用を含めた装置コストを大幅に低減させることができる。

【００４８】 この考案において、特に開口部からチャンバー内に挿抜される上記機構の少な くとも一部分が一つのフレームに組み付けられている場合には、上記機構の少な くとも一部分のチャンバーへの挿抜操作が一挙に行え、挿抜操作が簡単になると ともに、メンナンス作業の能率を高めることができる。

【００４９】 また、この考案において、特に開口部からチャンバー内に挿抜される上記機構 の少なくとも一部分に基板をチャンバー内で搬送する搬送装置の少なくとも一部 分が含まれる場合には、搬送装置の少なくとも一部分をチャンバーから取り出し てチャンバー内のメンテナンスを容易に、かつ、能率良く行えるようになるとと もに、比較的メンテナンスが面倒な搬送装置の少なくとも一部分をチャンバー外 で能率良く、確実に清掃できるようになり、チャンバー内に溜まった塵や埃を一 層確実に除去してピンホールの発生を防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の縦断正面図である。

【図２】従来例の縦断正面図である。

【符号の説明】

１ チャンバー １ｂ 開口部 １ｃ 蓋体 ２ 基板 ３ 機構 ４ フレーム ３３ 搬送装置

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を真空状態に保持できるチャンバー
   と、このチャンバー内で基板の表面に半導体薄膜を形成
   するための機構とを備える半導体薄膜形成装置におい
   て、上記チャンバーに上記機構の少なくとも一部分をチ
   ャンバー内に挿抜するための開口部と、この開口部を気
   密状に閉塞する蓋とを設け、上記機構の少なくとも一部
   分を上記開口部からチャンバー内に挿抜可能に設けたこ
   とを特徴とする半導体薄膜形成装置。
2. 【請求項２】 開口部からチャンバー内に挿抜される上
   記機構の少なくとも一部分が一つのフレームに組み付け
   られていることを特徴とする請求項１に記載の半導体薄
   膜形成装置。
3. 【請求項３】 開口部からチャンバー内に挿抜される上
   記機構の少なくとも一部分に基板をチャンバー内で搬送
   する搬送装置の少なくとも一部分が含まれることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の半導体薄膜形成装置。