JPH0541136U - 半導体薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この考案は、高品質のａ−Ｓｉ薄膜を歩留り
良く形成できるようにした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内に収納した基板２を加熱するヒ
ータ３１とを設けた半導体薄膜形成装置において、上記
ヒータ３１をチャンバー３１の外側面に接して設ける。

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、特に高品質のアモルファスシリコン （ａ−Ｓｉ）薄膜を歩留り良く形成でき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としては、例えば図３に示すように、仕込部２０ １内で基板１の気孔から大気を吸引排除した後、第１反応部２０２内でＰ型薄膜 層を例えばプラズマ気相成長法で形成し、この後第２反応部２０３内でＩ型薄膜 層を形成し、更に第３反応部２０４内でＮ型薄膜層を形成し、更にこの後、取出 部２０５内で反応ガスを排除してから製品を取り出すように構成されるものがあ る。

【０００４】 第１ないし第３の各反応部２０２・２０３・２０３は、例えば図４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。

【０００５】 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内の原料ガス及び基板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１０１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。

【０００６】 上記ヒータ１０４はチャンバー１０１内の上部に配置され、搬送装置１０６は 前後方向（図上、紙面に垂直な方向）に適当な間隔を置いて、チャンバー１０１ の図上、左右の両側壁に回転軸１０６ａを介して回転自在に片持ち支持された多 数の搬送用ローラ１０６ｂと、各搬送用ローラ１０６ｂを同期させるチェン伝動 装置１０６ｃを介して駆動する駆動モータ１０６ｄとを備えている。

【０００７】 チェン伝動装置１０６ｃは、チャンバー１０１の気密性を確保するためチャン バー１０１内に配置され、各ローラ１０６ｂの回転軸１０６ａに固定したスプロ ケット１０６ｅと、左右の各回転軸１０６ａのスプロケット１０６ｅどうしを連 動させる左右１対のチェーン１０６ｆと、左右１対のチェーン１０６ｆを駆動モ ータ１０６に連結させる通し軸１０７ｇとを備える。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

この従来装置においては、ヒータ１０４の発熱がヒータ１０４から真空状態の チャンバー１０１内に輻射されるので、輻射効率が低く、ヒータ１０４の近傍で は十分に雰囲気温度や基板１０２が加熱されるが、ヒータ１０４から遠いチャン バー１０１内の部分には十分に輻射されず、温度が例えば１５０℃程度以下にな ることがある。

【０００９】 チャンバー１０１内の雰囲気温度が１５０℃程度以下になると、いわゆる、フ レークが発生し、このフレークは基板１０２の表面に付着してピンホールを発生 させたり、チャンバー１０１の壁内面に付着して不純ガスを吸着し、薄膜形成時 に真空状態になるチャンバー内にその不純ガスが拡散する、いわゆる、脱ガスを 招いている。この脱ガスはチャンバー１０１内の気相反応の障害となり、アモル ファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉと略記する。）層の品質を低下させる。

【００１０】 この考案は、上記の問題を解消し、高品質のａ−Ｓｉ薄膜を歩留り良く形成で きるようにした半導体薄膜形成装置を提供することを課題とする。

【００１１】

【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、このチャンバー内に 基板を加熱するヒータを設けた半導体薄膜形成装置において、上記ヒータをチャ ンバーの外側面に接して設けたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】

ヒータをチャンバーの外側面に接して設けることにより、ヒータの発熱をチャ ンバーの外側面からチャンバー全体に伝達させ、チャンバーの壁内面全体をフレ ークの発生を防止できる所定の温度以上にし、更に、壁内面からの輻射熱でチャ ンバー内の雰囲気及び基板が所定の温度以上に加熱される。

【００１３】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面に基づき説明する。 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。

【００１４】 この装置は、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ａ−Ｓｉ薄膜を形成するための機構３とを備える。

【００１５】 上記チャンバー１は、上側面が全面的に開放された本体１ａ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。

【００１６】 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。

【００１７】 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（図上、紙面に垂直な方向）にチャンバー１の 内外にわたって搬送する搬送装置３３、電源装置３４、図示しない排気装置及び 原料ガス供給装置が含まれる。

【００１８】 上記ヒータ３１はチャンバー１の上下両面に接して１対設けられる。すなわち 、上記蓋体１ｃは、周縁部を除いて本体１ａ内に陥没させてあり、この陥没部１ ｅの上面に接して上側のヒータ３１が配置される。この上側のヒータ３１の上側 には上方への放熱を防止する断熱材３５が配置されている。また、下側のヒータ ３１はチャンバー１の底面に接して設けられる。

【００１９】 上記ＲＦ電極３２は本体１ａの底壁に沿って設けられ、高周波電流を供給する 上記電源装置３４に接続される。

【００２０】 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内に前後方向に適当な間隔を置いて配置され、本体１ａの左右各壁に回 転自在に片持ち状に支持された多数の搬送用ローラ３３ｂとを備え、上記各ロー ラ３３ｂのうち少なくとも互いに左右で対向する１対のローラ３３ｂは磁気カッ プリング３３ｃを介してモータ３３ａに連動される。

【００２１】 なお、複数対のローラ３３ｂをそれぞれ磁気カップリング３３ｃを介してモー タ３３ａで個別的に駆動する場合には、各モータ３３ａが同期運転される。

【００２２】 上記磁気カップリング３３ｃは図２に示すように、モータ３３ａに連動して回 転する駆動マグネット３３ｄと、駆動マグネット３３ｄにより形成される磁界内 に駆動マグネット３３ｄと同軸心状に配置され、ローラ３３ｂに回転軸３３ｅを 介して連結された磁性体３３ｆとを備え、駆動マグネット３３ｄを回転させるこ とにより磁性体３３ｆを磁気吸着力で回転させるように構成される。

【００２３】 この実施例では、チャンバー１の蓋体１ｃの上側面に接してヒータ３１を設け ているので、ヒータ３１の発熱が蓋体１ｃ及び封止部材１ｃを介して本体１ａに 伝達され、チャンバー１全体がフレークが発生しない程度の温度、すなわち、約 １５０℃以上に加熱される。そして、このチャンバー１全体からその内部の雰囲 気に熱が輻射され、ローラ３３ｂや基板２が加熱される。したがって、チャンバ ー１内の雰囲気全体が約１５０℃以上に加熱されるので、チャンバー１内ではほ とんどフレークが発生しなくなり、基板２表面へのフレークの付着によるピンホ ールの発生を防止できるとともに、フレークあるいはこれが付着した壁面からの 脱ガスがなくなり、脱ガスによるａ−Ｓｉ薄膜の品質低下を防止できる。その結 果、高品質のａ−Ｓｉ薄膜を形成できるとともに、ピンホールや低品質の不良の 発生を防止して、歩留りを高めることができる。

【００２４】 また、この実施例では、搬送用のローラ３３ｂを磁気カップリング３３ｃを介 してモータ３３ａに連動しているので、ローラ３３ｂを同期させるために従来必 要としていたチェーン伝動装置を省略することができ、装置全体の小型化及びコ ンパクト化を図ることができる。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案は、チャンバーの外側面に接してヒータを設け るので、ヒータの発熱がチャンバー全体に伝導伝達され、チャンバーの壁内面全 体をフレークが発生するおそれのない程度の温度以上に加熱することができる。 その結果、チャンバー内の雰囲気、基板及び搬送用ローラ等をフレークが発生す るおそれのない程度の温度以上に加熱できるので、チャンバー内でのフレークの 発生及びフレークによるピンホールやａ−Ｓｉ半導体薄膜の品質低下を防止でき 、高品質のａ−Ｓｉ半導体薄膜を歩留り良く形成できる。

【００２６】 また、この考案において、特にチャンバー内で基板を支持するとともに、基板 をチャンバーの内外にわたって搬送する搬送装置を設け、この搬送装置の駆動モ ータと搬送用ローラと上記駆動モータとを磁気カップリングを介して連動した場 合には、搬送用ローラを同期させるために従来必要としていたチェーン伝導装置 を省略することができ、装置の小型化及びコンパクト化を図ることができる。

【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】この考案の一実施例の磁気カップリングの縦断
正面図である。

【図３】従来例の模式図である。

【図４】従来の反応部の縦断正面図である。

【符号の説明】

１ チャンバー ２ 基板 ３１ ヒータ ３３ 搬送装置 ３３ａ モータ ３３ｂ ローラ ３３ｃ 磁気カップリング

Claims (2)

【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、このチャンバー内に基板を加熱するヒータを設けた
   半導体薄膜形成装置において、上記ヒータをチャンバー
   の外側面に接して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】 上記チャンバー内で基板を支持するとと
   もに、基板をチャンバーの内外にわたって搬送する搬送
   装置を設け、この搬送装置の駆動モータと搬送用ローラ
   と上記駆動モータとを磁気カップリングを介して連動し
   た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。