JPH0927459A - Processing equipment for semiconductor device - Google Patents

Processing equipment for semiconductor device

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JPH0927459A
JPH0927459A JP7198231A JP19823195A JPH0927459A JP H0927459 A JPH0927459 A JP H0927459A JP 7198231 A JP7198231 A JP 7198231A JP 19823195 A JP19823195 A JP 19823195A JP H0927459 A JPH0927459 A JP H0927459A
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JP
Japan
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film formation
film forming
film
shaped substrate
manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP7198231A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuji Yasuno
篤司 保野
Yutaka Echizen
裕 越前
Hirokazu Otoshi
博和 大利
Toshihito Yoshino
豪人 吉野
Masahiro Kanai
正博 金井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an abrupt temperature rise in a plasma film formation region and enable accurate temperature control for higher productivity in semiconductor device processing, by heating strip substrates in a plurality of film formation spaces immediately before the area of plasma film formation using microwave power. SOLUTION: A heating means is constructed of a first temperature controller 409, a first infrared ray lamp heater 410, a second temperature controller 411 and a second infrared ray lamp heater 412. Chamber baking prior to deposition film formation is performed using this heating means. When a deposition film is formed by applying microwave power, the second infrared ray lamp heater 412 is turned off and only the first infrared ray lamp heater 410 is used for heating. This prevents an abrupt temperature rise in the plasma film formation region due to use of microwave power in the film formation spaces. Further, accurate temperature control is made feasible by constituting thermocouples, and temperature rise is prevented by installing a cooling mechanism in the film formation spaces.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の製造装置
またはその製造方法に関し、特に、光起電力素子等の積
層薄膜素子を帯状基体上に連続に形成できる装置または
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus or a manufacturing method thereof, and more particularly to an apparatus or method capable of continuously forming laminated thin film elements such as photovoltaic elements on a belt-shaped substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、帯状基体の表面上に薄膜を連続し
て形成する半導体素子の製造装置としては、例えば、ロ
ール・ツー・ロール(Roll to Roll)方式
を採用した連続プラズマCVD法による製造装置が、米
国特許第4,400,409号明細書に開示されてい
る。この製造装置では、複数のグロー放電領域を設け、
所望の幅で充分に長い帯状の基体を、前記グロー放電領
域を順次貫通する経路に沿って、前記帯状基体の長手方
向に連続的に搬送せしめることによって、半導体接合を
有する素子を連続形成することができると記載されてい
る。また、この製造装置では、各半導体層形成時に用い
る成膜ガスやドーパントガスが他のグロー放電領域へ拡
散、混入するのを防止するために、各成膜空間の間にガ
スゲート室が設けてある。具体的には、前記各グロー放
電領域をスリット状の分離通路によって分離し、更に該
分離通路に、例えば、Ar、H2等の分離用ガスの流れ
を形成させる。または、分離通路に排気手段を設けて、
隣合う成膜室から流れ込むガスを排気する手段が採用さ
れている。一方、マイクロ波を用いたプラズマプロセス
が近年注目されている。マイクロ波は、従来のRF(R
adio Frequency)を用いた場合に比較し
て周波数が高いために、エネルギー密度を高めることが
可能であり、プラズマを効率良く発生させ、持続させる
ことに適している。例えば、米国特許4,517,22
8号明細書および同4,504,518号明細書には、
低圧下でのマイクロ波グロー放電プラズマ内で小面積の
基板上に薄膜を堆積形成させる方法が開示されている
が、マイクロ波によれば、RFに比較して低圧下での放
電が可能で膜特性の低下の原因となる活性種のポリマリ
ゼイションを防ぎ、高品質の堆積膜が得られるばかりで
なく、プラズマ中でのポリシラン等の粉末の発生を抑
え、かつ、堆積速度の飛躍的向上が図れるとされてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor device manufacturing apparatus for continuously forming a thin film on a surface of a belt-shaped substrate, for example, a manufacturing method by a continuous plasma CVD method employing a roll-to-roll method. A device is disclosed in U.S. Pat. No. 4,400,409. In this manufacturing apparatus, a plurality of glow discharge regions are provided,
A device having a semiconductor junction is continuously formed by continuously transporting a strip-shaped substrate having a desired width and sufficiently long in the longitudinal direction of the strip-shaped substrate along a path that sequentially penetrates the glow discharge region. It is described that it is possible. Further, in this manufacturing apparatus, a gas gate chamber is provided between each film forming space in order to prevent the film forming gas or the dopant gas used when forming each semiconductor layer from diffusing and mixing into another glow discharge region. . Specifically, each glow discharge region is separated by a slit-shaped separation passage, and a flow of a separation gas such as Ar or H 2 is formed in the separation passage. Or, by providing exhaust means in the separation passage,
A means for exhausting the gas flowing from the adjacent film forming chambers is adopted. On the other hand, a plasma process using microwaves has been receiving attention in recent years. Microwave is the same as conventional RF (R
Since the frequency is higher than that in the case of using the audio frequency, it is possible to increase the energy density, and it is suitable for efficiently generating and maintaining plasma. For example, US Pat. No. 4,517,22
No. 8 and No. 4,504,518,
A method of depositing and forming a thin film on a substrate having a small area in a microwave glow discharge plasma under low pressure has been disclosed. However, according to microwave, discharge can be performed under low pressure as compared with RF. Prevents polymization of active species that causes deterioration of characteristics, not only obtains high quality deposited film, but also suppresses generation of powder such as polysilane in plasma, and dramatically improves deposition rate. It is supposed to be achieved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術には、つぎのような問題がある。すなわち、前
記ロール・ツー・ロール成膜装置の中に、マイクロ波プ
ロセスを組み入れた場合、成膜空間内においてマイクロ
波電力を印加して基体上に成膜するに際し、マイクロ波
放電プラズマ領域上における帯状基体の温度が急激に上
昇することとなり、従来の加熱方法では正確な温度制御
を行うことが困難であった。また、温度制御のため帯状
基体に接触させている熱電対は、加熱ヒーターからの輻
射熱、および帯状基体の搬送により生じる非接触(熱電
対の浮き)等の影響を受け、このことが温度制御を困難
とする一因ともなっていた。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, when a microwave process is incorporated in the roll-to-roll film forming apparatus, when microwave power is applied in the film forming space to form a film on a substrate, a microwave discharge plasma region is formed. Since the temperature of the strip-shaped substrate rises sharply, it has been difficult to perform accurate temperature control by the conventional heating method. Further, the thermocouple in contact with the strip-shaped substrate for temperature control is affected by radiant heat from the heater and non-contact (floating of the thermocouple) generated by the transport of the strip-shaped substrate. It also contributed to the difficulty.

【0004】そこで、本発明は上記問題を解決し、成膜
空間でのマイクロ波電力によるプラズマ成膜領域におい
て急激な温度上昇を生じることがなく、また正確な温度
制御が可能で、生産性の高い半導体素子の製造装置また
はその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, does not cause a rapid temperature rise in the plasma film formation region by the microwave power in the film formation space, and enables accurate temperature control, thus improving productivity. It is an object of the present invention to provide a high semiconductor device manufacturing apparatus or a manufacturing method thereof.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、成膜空間内のマイクロ波放電プラズマ領域
開口部(成膜領域)における加熱を、その成膜領域上で
行わず、成膜領域の直前で行うようにしたものである。
すなわち、本発明の半導体素子の製造装置は、薄膜を各
々独立して形成することのできる複数の成膜空間内に、
原料ガス導入手段を介して原料ガスを導入すると共にマ
イクロ波電力を導入し、該成膜空間内に配置された帯状
基体の表面上に、薄膜を連続して形成する半導体素子の
製造装置において、前記複数の成膜空間内の帯状基体の
加熱をマイクロ波電力によるプラズマ成膜領域の直前で
行うための加熱手段を有していることを特徴としてい
る。本発明においては、この加熱手段による成膜温度
は、成膜領域上の熱電対により制御するように構成し、
この熱電対は、前記帯状基体の表面上にカバーで押え込
んで覆うことにより、浮き上がりによる基体との非接触
を防止することができる。また、前記成膜空間内に前記
帯状基体を冷却する冷却機構を設けることにより、一層
その温度上昇を抑えることが可能となるが、この冷却機
構はブロックまたはローラー形状とすることが好まし
い。さらに、本発明の半導体素子の製造方法は、前記複
数の成膜空間における前記帯状基体の加熱を、マイクロ
波電力によるプラズマ成膜領域上でおこなわず、該成膜
領域に入る直前で行うことを特徴とするものであり、本
発明においてはマイクロ波電力の印加電力密度を0.5
w/cm2以下とすることが好ましい。そして、本発明
においてはマイクロ波電力と共にRFバイアス電力また
はDCバイアス電力を導入し成膜を行うことが効果的で
あり、その際、バイアス電力の印加電力密度は1w/c
2以下であることが好ましい。
In order to achieve the above object, the present invention does not perform heating in the microwave discharge plasma region opening (deposition region) in the deposition space on the deposition region, This is performed immediately before the film formation region.
That is, the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention is provided with a plurality of film formation spaces in which thin films can be independently formed.
In a manufacturing device of a semiconductor element for continuously forming a thin film on a surface of a belt-shaped substrate arranged in the film formation space by introducing a microwave power while introducing a source gas through a source gas introducing means, A heating means is provided for heating the strip-shaped substrates in the plurality of film formation spaces immediately before the plasma film formation region by microwave power. In the present invention, the film forming temperature by this heating means is configured to be controlled by a thermocouple on the film forming region,
This thermocouple can prevent non-contact with the substrate due to floating by pressing the thermocouple onto the surface of the belt-shaped substrate and covering it. Further, by providing a cooling mechanism for cooling the strip-shaped substrate in the film forming space, it is possible to further suppress the temperature rise, but it is preferable that the cooling mechanism has a block or roller shape. Furthermore, in the method for manufacturing a semiconductor element of the present invention, the heating of the strip-shaped substrate in the plurality of film formation spaces is not performed on the plasma film formation region by microwave power, but immediately before entering the film formation region. In the present invention, the applied power density of microwave power is 0.5.
It is preferably w / cm 2 or less. In the present invention, it is effective to introduce RF bias power or DC bias power together with microwave power to perform film formation. At that time, the applied power density of the bias power is 1 w / c.
m 2 or less.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明は、上記したように成膜空
間内のマイクロ波放電プラズマ領域開口部(成膜領域)
における加熱を、その成膜領域上で行わず、成膜領域の
直前で行うようにすることにより、そのプラズマ成膜領
域において急激な温度上昇を生じることが防止でき、ま
た、温度制御用の熱電対を、加熱ヒーターからの輻射熱
および帯状基体の搬送により生じる非接触(熱電対の浮
き)等の影響をなくす設置方法、すなわち、前記帯状基
体の表面上にカバーで押え込んで覆うことにより、浮き
上がりによる基体との非接触等を無くして、正確な温度
制御を実現することができる。さらに、成膜空間内のマ
イクロ波放電プラズマ領域内に冷却機構を設置すること
によって、温度上昇を抑制する効果を一層向上させるこ
とが可能となる。以下、これを図面に基づいて説明す
る。本発明に用いられる薄膜を連続して形成する半導体
素子の製造装置としては、例えば図1に示したロール・
ツー・ロール型の装置が挙げられる。また、半導体素子
としては、例えばLSIに代表される集積回路、半導体
レーザーに代表される各種センサー、および太陽電池に
代表される各種光起電力素子が挙げられる。特に、本発
明の製造装置は、大面積な受光部を必要とする太陽電池
に適用することが好ましい。太陽電池とは、例えば図6
に示した層構成、すなわち帯状部材からなる基体601
の表面上に、n型半導体層602、i型半導体層60
3、p型半導体層604、ITO透明導電膜605とい
う各層を順次積み上げた層構成からなる発電素子であ
る。図1において、101、102、103はマイクロ
波プラズマCVD法による成膜室、104、105は帯
状基体の供給室および巻き取り室である。それぞれの成
膜室はガスゲート106によって接続されている。10
7は帯状基体であり、供給室から巻き取り室に搬送され
るまでに3つの成膜室を通過して、その表面に、三層の
機能性堆積膜、例えばpin構造の太陽電池用半導体膜
が形成される。101〜103の各成膜室には基体を加
熱する加熱ヒーター108、ガス供給手段(図示せず)
から供給される成膜ガスを成膜室に導入するガス導入管
109、排気手段(図示せず)により成膜室を排気する
排気管110、成膜室内の成膜ガスにエネルギーを与え
て放電を生起するマイクロ波電力を供給する導波管11
1が設けられ、マイクロ波CVD法による堆積膜の形成
がおこなわれる。113は成膜領域調整板、114は圧
力計、115および116は供給室および巻き取り室の
排気をおこなう排気管である。図1に示した成膜室10
1の中には、図3に示した直方体形状の成膜空間が設け
られている。この成膜空間は、成膜容器301と帯状基
体302で形成されている。成膜室101と成膜容器3
01は電気的に接続されており、アース電位にある。成
膜空間内には、マイクロ波エネルギーを導入するための
アプリケータ303が取り付けられている。このアプリ
ケータ303は、導波管(図示せず)にてマイクロ波電
源(図示せず)と接続されている。また、成膜容器の底
面には、原料ガスを導入するためのガス導入部304が
取り付けられており、原料ガスを放出するための多数の
ガス放出孔が、帯状基体に対向して配設されている。こ
のガス導入部304はガス供給設備(図示せず)に接続
されている。アプリケータの対抗側の側壁、即ち成膜容
器301の手前側の側壁には、排気パンチングボード3
05が取り付けられ、マイクロ波エネルギーを成膜空間
に閉じ込めるとともに、排気管(図示せず)に接続され
ている。なお、図1における成膜室102、103も上
記と同様の構成となっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, as described above, the microwave discharge plasma region opening (film forming region) in the film forming space is formed.
By not performing heating in the film formation region, but immediately before the film formation region, it is possible to prevent a rapid temperature rise in the plasma film formation region, and it is also possible to prevent the temperature from being increased by the thermoelectric control. The pair is installed by eliminating the effects of non-contact (floating of thermocouple) caused by radiant heat from the heater and conveyance of the strip-shaped substrate, that is, by pressing the cover onto the surface of the strip-shaped substrate and covering it Accurate temperature control can be realized by eliminating non-contact with the substrate due to. Further, by installing the cooling mechanism in the microwave discharge plasma region in the film forming space, it becomes possible to further improve the effect of suppressing the temperature rise. This will be described below with reference to the drawings. As a semiconductor device manufacturing apparatus for continuously forming a thin film used in the present invention, for example, the roll
An example is a two-roll type device. Examples of semiconductor elements include integrated circuits typified by LSI, various sensors typified by semiconductor lasers, and various photovoltaic elements typified by solar cells. Particularly, the manufacturing apparatus of the present invention is preferably applied to a solar cell that requires a large-area light receiving section. For example, a solar cell is shown in FIG.
The base structure 601 having the layer structure shown in FIG.
On the surface of the n-type semiconductor layer 602, the i-type semiconductor layer 60
3, a p-type semiconductor layer 604 and an ITO transparent conductive film 605, which are layered layers in this order. In FIG. 1, 101, 102, and 103 are film forming chambers by a microwave plasma CVD method, and 104 and 105 are a supply chamber and a winding chamber for a strip-shaped substrate. The film forming chambers are connected by a gas gate 106. 10
Reference numeral 7 denotes a belt-shaped substrate, which passes through three film forming chambers before being conveyed from the supply chamber to the winding chamber, and has three layers of functional deposition films on its surface, for example, a semiconductor film for a solar cell having a pin structure. Is formed. In each of the film forming chambers 101 to 103, a heater 108 for heating the substrate, gas supply means (not shown)
A gas introduction pipe 109 for introducing the film forming gas supplied from the film forming chamber into the film forming chamber, an exhaust pipe 110 for exhausting the film forming chamber by an exhaust means (not shown), and giving energy to the film forming gas in the film forming chamber for discharge. Waveguide 11 for supplying microwave power to generate
1 is provided, and a deposited film is formed by the microwave CVD method. Reference numeral 113 is a film formation region adjusting plate, 114 is a pressure gauge, and 115 and 116 are exhaust pipes for exhausting the supply chamber and the winding chamber. Film forming chamber 10 shown in FIG.
In 1, the rectangular parallelepiped film forming space shown in FIG. 3 is provided. This film forming space is formed by a film forming container 301 and a strip-shaped substrate 302. Film forming chamber 101 and film forming container 3
01 is electrically connected and is at ground potential. An applicator 303 for introducing microwave energy is attached in the film formation space. The applicator 303 is connected to a microwave power source (not shown) by a waveguide (not shown). Further, a gas introducing portion 304 for introducing the raw material gas is attached to the bottom surface of the film forming container, and a large number of gas releasing holes for releasing the raw material gas are arranged so as to face the strip-shaped substrate. ing. The gas introduction unit 304 is connected to a gas supply facility (not shown). The exhaust punching board 3 is provided on the opposite side wall of the applicator, that is, on the front side wall of the film forming container 301.
05 is attached to confine microwave energy in the film formation space and is connected to an exhaust pipe (not shown). The film forming chambers 102 and 103 in FIG. 1 also have the same configuration as described above.

【0007】複数の成膜空間としては、例えば前記帯状
基体が最初に投入されて減圧処理が行われる仕込室、搬
送されてくる前記帯状基体を適当な温度まで上昇させる
加熱室、搬送されてくる前記帯状基体の表面上に適当な
薄膜を形成する成膜室、搬送されてくる前記帯状基体を
適当な温度まで下降させる冷却室、成膜が完了した前記
帯状基体を大気圧下にもどす取り出し室があげられる。
特に、成膜室を連続して複数個設けることにより、異な
る材質の薄膜を複数層形成する場合もある。この時、各
成膜室の間に後述するガスゲート室を設けて、隣合う成
膜室の影響を防止する手段も用いられる。帯状基体が複
数の成膜室の中を帯状基体の長手方向に連続的に搬送さ
れる手段としては、例えば図1に示したロール・ツー・
ロール方式の手段があげられる。この方式では、供給室
104に配置されたドラムに巻かれた帯状基体は、複数
の成膜空間内を通して、巻き取り室105に設けたロー
ル形状の巻き取り装置にて移動させられる。前記帯状基
体が、一定速度で、その面内にシワ、ねじれ、反りなど
を生じることなく、前記複数の成膜空間を搬送されるこ
とが大切である。この時の搬送速度は、成膜条件(半導
体膜の膜厚や形成速度など)によって、適宜選択される
が、好ましくは200mm/min〜2000mm/m
inである。ガスゲート室とは、前記帯状基体の供給室
および巻き取り室と成膜室とを分離独立させ、かつ、前
記帯状基体をそれらの中を貫通させて連続的に搬送する
目的で設けた真空容器である。また、異なる材質の薄膜
を複数層形成する場合には、隣合う成膜室を分離独立さ
せるためにも設けられる。ガスゲート室としては、例え
ば図2(図1の拡大断面図)の構成からなるものがあげ
られる。開口断面調節部材201は帯状基体202の上
下に平板状に設置され、帯状基体の堆積面との間には、
所定の間隙が設けられている。この間隙は、コンダクタ
ンスを小さくし、各成膜室間でのガスの拡散、混入を防
ぐ目的から、例えば1〜5mmの幅に設定するのが好ま
しい。開口断面調節部材201の材質は、熱変形や摩耗
の少ないアルミナ等のセラミックス、石英等のガラス、
またはこれらの複合材等により、基本的には平板状に構
成される。しかし基体裏面のガスの流れを安定させるた
めに、基体長手方向に溝等を設けていてもよい。更に、
ガスゲート室内は、分離用ガス導入管203(図1では
112)から分離用ガスが導入され、ガスゲート室内に
進入する成膜室の成膜ガスを押し戻すような構成となっ
ている。分離用ガスとしては、例えば、Ar、He、N
e、Kr、Xe、Rn等の希ガスまたはH2等の半導体
膜作製用希釈ガスがあげられる。ゲートガスの流量は、
ガスゲート室全体のコンダクタンスなどによって適宜決
定されるが、例えば、ガスゲートのほぼ中央部に圧力の
最大となるポイントを設ければ、ゲートガスはガスゲー
トの中央部から両サイドの真空容器側へ流れ、両サイド
の真空容器間での相互のガス拡散を最小限に抑えること
ができる。
The plurality of film forming spaces are, for example, a charging chamber in which the strip-shaped substrate is first charged and subjected to a depressurization process, a heating chamber for raising the transported strip-shaped substrate to an appropriate temperature, and is transported. A film forming chamber for forming an appropriate thin film on the surface of the strip-shaped substrate, a cooling chamber for lowering the conveyed strip-shaped substrate to an appropriate temperature, and a take-out chamber for returning the strip-shaped substrate having completed film formation to atmospheric pressure. Can be given.
In particular, a plurality of film forming chambers may be continuously provided to form a plurality of thin films of different materials. At this time, a means for preventing the influence of the adjacent film forming chambers by providing a gas gate chamber described below between the film forming chambers is also used. As a means for continuously transporting the strip-shaped substrate in a plurality of film forming chambers in the longitudinal direction of the strip-shaped substrate, for example, roll-to-roller shown in FIG.
A roll method can be used. In this system, the strip-shaped substrate wound on the drum arranged in the supply chamber 104 is moved by the roll-shaped winding device provided in the winding chamber 105 through the plurality of film formation spaces. It is important that the strip-shaped substrate is transported at a constant speed through the plurality of film-forming spaces without causing wrinkles, twists, warps, etc. in its surface. The transport speed at this time is appropriately selected depending on the film forming conditions (film thickness of semiconductor film, forming speed, etc.), but is preferably 200 mm / min to 2000 mm / m.
in. The gas gate chamber is a vacuum container provided for the purpose of separating and independently forming the film-forming chamber and the supply chamber and the winding chamber for the strip-shaped substrate, and for continuously transporting the strip-shaped substrate through them. is there. Further, when a plurality of thin films made of different materials are formed, they are also provided to separate adjacent film forming chambers. As the gas gate chamber, for example, one having the configuration of FIG. 2 (enlarged sectional view of FIG. 1) can be mentioned. The opening cross section adjusting member 201 is installed in a flat plate shape above and below the strip-shaped substrate 202, and between the deposition surface of the strip-shaped substrate,
A predetermined gap is provided. This gap is preferably set to a width of, for example, 1 to 5 mm for the purpose of reducing the conductance and preventing the diffusion and mixing of the gas between the film forming chambers. The material of the opening cross-section adjusting member 201 is ceramics such as alumina, which is less likely to be thermally deformed or worn, glass such as quartz,
Alternatively, the composite material or the like basically forms a flat plate. However, in order to stabilize the gas flow on the back surface of the substrate, a groove or the like may be provided in the longitudinal direction of the substrate. Furthermore,
The separation gas is introduced into the gas gate chamber from the separation gas introduction pipe 203 (112 in FIG. 1), and the film formation gas in the film formation chamber that enters the gas gate chamber is pushed back. As the separation gas, for example, Ar, He, N
Examples include rare gases such as e, Kr, Xe, and Rn, or diluent gases such as H 2 for forming a semiconductor film. The gate gas flow rate is
Although it is appropriately determined by the conductance of the entire gas gate chamber, for example, if a point at which the pressure is maximized is provided approximately in the center of the gas gate, the gate gas will flow from the center of the gas gate to the vacuum container side on both sides, It is possible to minimize mutual gas diffusion between the vacuum containers.

【0008】本発明においては、その帯状基体として半
導体膜製作時に必要とされる温度において変形、歪みが
少なく、所望の強度を有し、また、導電性を有するもの
であることが好ましい。具体的にはステンレススチー
ル、アルミニウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及
びその合金等の金属の薄板及びその複合体、及びそれら
の表面に異種材質の金属薄膜及び/またはSiO2、S
34、AlN等の絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸着法、
鍍金法等により表面コーティング処理をおこなったもの
があげられる。また、ポリイミド、ポリアミド、ポリエ
チレンテレフタレート、エポキシ等の耐熱性樹脂性シー
ト、またはこれらとガラスファイバー、カーボンファイ
バー、ホウ素ファイバー、金属繊維等との複合体の表面
に金属単体または合金、及び透明導電性酸化物(TC
O)等をスパッタ、蒸着、鍍金、塗布等の方法で導電性
処理をおこなったものがあげられる。また、前記帯状基
体の厚さとしては、前記搬送手段による搬送時に作製さ
れる湾曲形状が維持される強度を発揮する範囲内であれ
ば、コスト、収納スペース等を考慮して可能な限り薄い
方が望ましい。具体的には、好ましくは0.01mm〜
1mm、最適には0.05mm〜0.5mmであること
が望ましいが、金属等の薄板を用いる場合、厚さを比較
的薄くしても所望の強度が得られやすい。前記帯状基体
の幅については、特に制限されることはなく、半導体膜
作製手段、あるいはその容器等のサイズによって決定さ
れる。前記帯状基体の長さについては、特に制限される
ことはなく、ロール状に巻きとられる程度の長さであっ
ても良く、長尺のものを溶接等によって更に長尺化した
ものであっても良い。
In the present invention, it is preferable that the band-shaped substrate has a small amount of deformation and distortion at a temperature required for manufacturing a semiconductor film, has a desired strength, and has conductivity. Specifically, thin plates of metal such as stainless steel, aluminum and its alloys, iron and its alloys, copper and its alloys, and their composites, and metal thin films of different materials and / or SiO 2 , S on their surfaces.
An insulating thin film such as i 3 N 4 or AlN is formed by sputtering, vapor deposition,
An example of which is surface coating treatment by a plating method or the like. Further, polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate, heat-resistant resinous sheet such as epoxy, or a simple substance or alloy on the surface of a composite of these, glass fiber, carbon fiber, boron fiber, metal fiber, etc., and transparent conductive oxidation Thing (TC
O) and the like are subjected to a conductive treatment by a method such as sputtering, vapor deposition, plating and coating. In addition, the thickness of the belt-shaped substrate is as thin as possible in consideration of cost, storage space, etc. as long as it is within a range in which the curved shape produced during the transportation by the transportation means is maintained. Is desirable. Specifically, it is preferably 0.01 mm
It is desirable that the thickness is 1 mm, most preferably 0.05 mm to 0.5 mm, but when a thin plate made of metal or the like is used, the desired strength can be easily obtained even if the thickness is relatively thin. The width of the strip-shaped substrate is not particularly limited and is determined by the size of the semiconductor film forming means or the container thereof. The length of the belt-shaped substrate is not particularly limited, and may be such a length that it can be wound into a roll, and a long one is further lengthened by welding or the like. Is also good.

【0009】本発明はこのような半導体素子の製造装置
において、加熱手段を、例えば図1の成膜室部分の拡大
図として示した図4のように、第1の温度制御装置40
9、第1の赤外線ランプヒーター410、第2の温度制
御装置411、第2の赤外線ランプヒーター412で構
成し、堆積膜形成前のチャンバーベーキングはこれらの
加熱により行い、マイクロ波電力を印加した堆積膜形成
時には第2の赤外線ランプヒーター412を切って、第
1の赤外線ランプヒーター410のみで加熱を行うこと
により、成膜空間でのマイクロ波電力によるプラズマ成
膜領域における急激な温度上昇を防止したものである。
また、それと共に、上記したような熱電対の構成により
正確な温度制御を可能とし、成膜空間内への冷却機構の
設置により温度上昇を抑制する効果を一層向上させるよ
うにしたものである。
In the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention, the heating means is provided as a first temperature control device 40 as shown in FIG. 4 which is an enlarged view of the film forming chamber portion in FIG. 1, for example.
9, a first infrared lamp heater 410, a second temperature control device 411, and a second infrared lamp heater 412. Chamber baking before forming a deposited film is performed by heating these, and deposition is performed by applying microwave power. During film formation, the second infrared lamp heater 412 is turned off and heating is performed only by the first infrared lamp heater 410, thereby preventing a rapid temperature rise in the plasma film formation region due to microwave power in the film formation space. It is a thing.
At the same time, the structure of the thermocouple as described above enables accurate temperature control, and the effect of suppressing the temperature rise is further improved by installing a cooling mechanism in the film formation space.

【0010】[0010]

【実施例】以下、これを実施例に基づいて、更に具体的
に説明する。 [実施例1]図1の半導体素子の製造装置を用いて、以
下に示す操作によって帯状基体の表面上に、pin型ア
モルファスシリコン太陽電池を作製した。まず、帯状基
体107を、供給室104から巻き出され、ガスゲート
室106により接続された3つの成膜室101〜103
を通過して、巻き取り室105で巻きとられるようにセ
ットした。帯状基体107としては、幅30cm、長さ
50m、厚さ0.2mmのSUS430BAを使用し
た。尚、ガスゲート室106のスリット高さは全て10
mmとした。次に、前記帯状基体供給室、巻き取り室、
および各成膜室を排気管110、115、116を通し
て排気装置(図示せず)により10-6Torr台まで十
分に排気した後、引き続き排気しながら各成膜室ヘガス
導入管109よりそれぞれの成膜ガスを導入し、圧力計
114を確認しつつ排気量を調節して各成膜室を所定の
圧力に調整した。ガスゲート106のスリットには分離
用ガスとしてH2を上下のガス導入管112から各30
0sccm導入した。ヒーター108で帯状基体107
の裏面から所定の温度で加熱し、マイクロ波導波管11
1からマイクロ波電力を導入して各成膜室内にグロー放
電を生起し、帯状基体を一定速度で搬送して帯状基体上
にn、i、p型のアモルファスシリコン膜を連続的に形
成した。この時の本発明における帯状基体の加熱方法に
ついて、図4を用いて以下に説明する。図4は、図1に
おける成膜室部分の拡大図である。図4において、40
1は成膜容器、402はガスゲート、403は帯状基体
である。404はマイクロ波電力を供給する導波管、4
05は成膜ガスを成膜室に導入するガス導入管、406
は排気管、407は圧力計である。また、408は成膜
領域調整板であり、開口部分において堆積膜が形成され
る。409〜412は基板加熱ヒーター部であり、40
9は第1の温度制御装置、410は第1の赤外線ランプ
ヒーター、411は第2の温度制御装置、412は第2
の赤外線ランプヒーターである。堆積膜形成前のチャン
バーベーキングは第1および第2の温度制御装置をそれ
ぞれ直下の熱電対413、414により各々を制御して
加熱をおこなった。マイクロ波電力を印加した堆積膜形
成時には第2の赤外線ランプヒーター412を切り、第
1の赤外線ランプヒーター410のみで加熱をおこなっ
た。尚、その時の温度制御は成膜領域上の熱電対414
を用いておこなった。また、成膜領域内に温度モニター
のための熱電対(不図示)を設置し、数点で基板温度の
確認をおこなった。ここで、制御用熱電対の取付方法に
ついて説明する。従来、熱電対は帯状基体に接触させて
いたが、帯状基体の搬送により、非接触(熱電対の浮
き)が発生したり、加熱ヒーター部からの輻射熱の影響
を受け、正確な温度制御が困難であった。そこで、図5
に示すように、設置をおこなった。帯状基体501に熱
電対502が接触するようにカバー503により覆い、
かつ押え込む形状とした。カバーの材質はSUSを使用
した。この設置法により、上記の熱電対における問題点
を解決し、実験をおこなった。尚、各成膜室での基板加
熱温度は、n、i、p層それぞれ、250、300、1
50℃とした。また、マイクロ波の印加電力を0.1〜
0.8w/cm2と変化させて、成膜領域での温度変化
および特性を確認した。
EXAMPLES Hereinafter, this will be described more specifically based on examples. Example 1 A pin type amorphous silicon solar cell was produced on the surface of a strip-shaped substrate by the following operation using the semiconductor device manufacturing apparatus shown in FIG. First, the strip-shaped substrate 107 is unwound from the supply chamber 104 and connected to the gas gate chamber 106 to form three film formation chambers 101 to 103.
And was set so as to be wound up in the winding chamber 105. As the belt-shaped substrate 107, SUS430BA having a width of 30 cm, a length of 50 m and a thickness of 0.2 mm was used. In addition, the slit height of the gas gate chamber 106 is all 10
mm. Next, the strip substrate supply chamber, the winding chamber,
After sufficiently exhausting each film forming chamber to the level of 10 −6 Torr by an exhaust device (not shown) through the exhaust pipes 110, 115, 116, while continuously exhausting, each gas is introduced from the gas introduction pipe 109 to each film forming chamber. A film gas was introduced, and while observing the pressure gauge 114, the exhaust amount was adjusted to adjust each film forming chamber to a predetermined pressure. In the slit of the gas gate 106, H 2 as a separating gas is supplied from the upper and lower gas introducing pipes 112 at 30
0 sccm was introduced. Band-shaped substrate 107 with heater 108
The microwave waveguide 11 is heated at a predetermined temperature from the back side of the
Microwave power was introduced from 1 to cause glow discharge in each film forming chamber, and the belt-shaped substrate was transported at a constant speed to continuously form an n, i, p-type amorphous silicon film on the belt-shaped substrate. A method of heating the strip-shaped substrate in the present invention at this time will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged view of the film forming chamber portion in FIG. In FIG.
Reference numeral 1 is a film forming container, 402 is a gas gate, and 403 is a strip-shaped substrate. 404 is a waveguide for supplying microwave power, 4
Reference numeral 05 denotes a gas introducing pipe for introducing a film forming gas into the film forming chamber, 406
Is an exhaust pipe, and 407 is a pressure gauge. Further, reference numeral 408 is a film formation region adjusting plate, and a deposited film is formed in the opening portion. Reference numerals 409 to 412 are substrate heaters,
9 is a first temperature control device, 410 is a first infrared lamp heater, 411 is a second temperature control device, and 412 is a second temperature control device.
This is an infrared lamp heater. The chamber baking before the formation of the deposited film was performed by heating the first and second temperature control devices by controlling the thermocouples 413 and 414 directly below the respective temperature control devices. At the time of forming the deposited film to which microwave power was applied, the second infrared lamp heater 412 was turned off, and heating was performed only by the first infrared lamp heater 410. In addition, the temperature control at that time is performed by the thermocouple 414 on the film formation region.
This was performed using Further, a thermocouple (not shown) for temperature monitoring was installed in the film formation region, and the substrate temperature was confirmed at several points. Here, a method for mounting the control thermocouple will be described. Conventionally, the thermocouple has been in contact with the strip-shaped substrate, but due to the transfer of the strip-shaped substrate, non-contact (floating of the thermocouple) occurs, and it is affected by the radiant heat from the heating heater section, making accurate temperature control difficult. Met. Therefore, FIG.
It was installed as shown in. The belt-shaped substrate 501 is covered with a cover 503 so that the thermocouple 502 is in contact therewith,
Moreover, the shape is made to hold down. The cover was made of SUS. By this installation method, the problems in the above thermocouple were solved and experiments were conducted. The substrate heating temperature in each film forming chamber is 250, 300, 1 for n, i, and p layers, respectively.
50 ° C. In addition, the applied power of microwave is 0.1 to
It was changed to 0.8 w / cm 2 and the temperature change and characteristics in the film formation region were confirmed.

【0011】上記の方法で得られたアモルファスシリコ
ン膜を堆積した帯状基体をロール・ツー・ロール装置か
ら取り出し、10cm×10cmの大きさに切り離し、
シングルチャンバーの真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法
によりITO透明導電膜を積層し、図6の模式断面図に
示す太陽電池を作製した。図6において601は基体、
602はn型層、603はi型層、604はp型層、6
05はITO透明導電膜である。
The strip-shaped substrate on which the amorphous silicon film obtained by the above method is deposited is taken out from the roll-to-roll apparatus and cut into a size of 10 cm × 10 cm,
It was placed in a single-chamber vacuum vapor deposition apparatus, and an ITO transparent conductive film was laminated by a vacuum vapor deposition method to fabricate a solar cell shown in the schematic sectional view of FIG. In FIG. 6, 601 is a substrate,
602 is an n-type layer, 603 is an i-type layer, 604 is a p-type layer, 6
Reference numeral 05 is an ITO transparent conductive film.

【0012】(比較例1)本例では、マイクロ波電力を
印加した堆積膜形成時における帯状基体の加熱方法は、
図4における第1および第2の温度制御装置をそれぞれ
直下の熱電対413、414により各々を制御して加熱
をおこなった。他の点は実施例1と同様とした。以上の
実験から、次に示す結果が得られた。 (1)実施例1および比較例1において成膜領域内にて
モニターされたi層の基板温度の変化を図7に示す。こ
れは、温度変化の最も大きいi層で、マイクロ波印加電
力密度を変化させた時の、成膜領域での出口温度と入口
温度の差を示している。これより、比較例1(従来)よ
りも、実施例1(本発明)における成膜領域内での温度
変化が少ないのがわかる。従来はマイクロ波プラズマに
よる加熱および成膜領域上部でのヒーターによる加熱の
ため、成膜領域後半における温度上昇が大きかったと考
えられるが、本発明における加熱方法により温度上昇を
抑えることが可能となった。 (2)実施例1および比較例1で、同処方(同じマイク
ロ波電力)にて作製した太陽電池は、特性および生存率
共に、実施例1における太陽電池の方が良好であった。
ここでの生存率とは、開放電圧が0.5v以上を示した
lcm角の太陽電池10個に対する割合のことである。 (3)本発明における加熱方法(実施例1)にて作製し
た太陽電池において、各マイクロ波電力密度での特性、
および成膜領域内での温度変化を併せて評価した結果、
良好な特性を示し、かつ成膜温度が安定して制御できる
電力密度は、0.5w/cm2以下であることが、確認
された。以上より、本発明における加熱方法によって、
成膜領域内での温度上昇が少なくなり、特性および生存
率の面で優れた太陽電池の作製が可能となった。
(Comparative Example 1) In this example, the method of heating the strip-shaped substrate at the time of forming the deposited film by applying microwave power is as follows.
The first and second temperature control devices in FIG. 4 were respectively controlled by thermocouples 413 and 414 directly below to perform heating. The other points were the same as in Example 1. From the above experiment, the following results were obtained. (1) FIG. 7 shows changes in the substrate temperature of the i-layer monitored in the film formation region in Example 1 and Comparative Example 1. This shows the difference between the outlet temperature and the inlet temperature in the film formation region when the microwave applied power density is changed in the i layer having the largest temperature change. From this, it can be seen that the temperature change in the film formation region in Example 1 (present invention) is smaller than that in Comparative Example 1 (conventional). It is considered that the temperature rise in the latter half of the film formation region was large due to the heating by the microwave plasma and the heater in the upper part of the film formation region in the past, but the heating method in the present invention made it possible to suppress the temperature rise. . (2) Regarding the solar cells produced in Example 1 and Comparative Example 1 with the same formulation (the same microwave power), the characteristics and the survival rate of the solar cell of Example 1 were better.
Here, the survival rate is a rate with respect to 10 lcm square solar cells having an open circuit voltage of 0.5 v or more. (3) In the solar cell manufactured by the heating method (Example 1) of the present invention, characteristics at each microwave power density,
As a result of evaluating the temperature change in the film formation region together,
It was confirmed that the power density showing good characteristics and capable of stably controlling the film forming temperature was 0.5 w / cm 2 or less. From the above, by the heating method in the present invention,
The temperature rise in the film formation region was reduced, and it became possible to fabricate solar cells with excellent characteristics and survival rates.

【0013】[実施例2]本例では、実施例1におい
て、i層での堆積膜形成時に、マイクロ波電力と共にR
Fバイアス電力を供給し、太陽電池を作製した。他の点
は実施例1と同様とした。その結果次に示す結果が得ら
れた。 (1)実施例2において、実施例1と同様に、各RFバ
イアス電力密度での特性、および成膜領域内での温度変
化を併せて評価した結果、良好な特性を示し、かつ成膜
温度が安定して制御できるRFバイアス印加電力密度
は、lw/cm2以下であることが、確認された。
[Embodiment 2] In this embodiment, in the embodiment 1, when the deposited film is formed on the i layer, the microwave power and R
F-bias power was supplied to produce a solar cell. The other points were the same as in Example 1. As a result, the following results were obtained. (1) In Example 2, as in Example 1, the characteristics at each RF bias power density and the temperature change in the film forming region were evaluated together, and as a result, good characteristics were shown and the film forming temperature was It was confirmed that the RF bias applied power density that can be stably controlled is 1 w / cm 2 or less.

【0014】[実施例3]本例では、実施例1における
加熱方法に加え、図8に示すとおり、成膜領域内に基体
の冷却機構を設置した。図8において、815が冷却ブ
ロックであり、他は図4と同様である。図9はこの冷却
ブロックの模式図である。プロック901には冷却管9
02が配管されており、冷却水またはエアーが流れてい
る。前記ブロックは帯状基体903の上面に接してお
り、これにより帯状基体が冷却されている。前記ブロッ
クの材質はAl等が適当であり、また冷却管は真空用部
品である、脱ガスの少ないSUS等の金属が好ましい。
ブロックは、帯状基体を変形させないように、かつスム
ーズに速度を変えることなく、傷のつかない程度に搬送
できるような設置をする必要がある。この冷却機構を設
置した、図1の半導体素子の製造装置を用いて、帯状基
体の表面上に、pin型アモルファスシリコン太陽電池
を作製した。他の点は実施例1と同様とした。以上の実
験から、次に示す結果が得られた。 (1)実施例3において成膜領域内にてモニターされた
i層の基板温度の変化を図10に示す。これは、温度変
化の最も大きいi層で、マイクロ波印加電力密度を変化
させた時の、成膜領域での出口温度と入口温度の差を示
している。これより、実施例3における成膜領域内での
温度変化が、実施例1、比較例1に比べ、最も少なく、
安定して制御されていることが確認された。冷却機構を
設置することにより、更に温度上昇を抑えることが可能
となった。
[Embodiment 3] In this embodiment, in addition to the heating method in Embodiment 1, as shown in FIG. 8, a cooling mechanism for the substrate is installed in the film forming region. In FIG. 8, reference numeral 815 is a cooling block, and the others are the same as in FIG. FIG. 9 is a schematic diagram of this cooling block. The cooling pipe 9 is attached to the block 901.
02 is piped, and cooling water or air is flowing. The block is in contact with the upper surface of the strip-shaped substrate 903, and the strip-shaped substrate is cooled thereby. The material of the block is preferably Al or the like, and the cooling pipe is preferably a vacuum component, and is preferably a metal such as SUS with less outgassing.
The block needs to be installed so as not to deform the strip-shaped substrate and to smoothly convey the scratched material without changing the speed. A pin-type amorphous silicon solar cell was manufactured on the surface of the strip-shaped substrate using the semiconductor device manufacturing apparatus of FIG. 1 in which this cooling mechanism was installed. The other points were the same as in Example 1. From the above experiment, the following results were obtained. (1) Changes in the substrate temperature of the i layer monitored in the film formation region in Example 3 are shown in FIG. This shows the difference between the outlet temperature and the inlet temperature in the film formation region when the microwave applied power density is changed in the i layer having the largest temperature change. As a result, the temperature change in the film formation region in Example 3 was the smallest as compared with Example 1 and Comparative Example 1,
It was confirmed that the control was stable. By installing a cooling mechanism, it became possible to further suppress the temperature rise.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明は、上記したように成膜空間内の
帯状基体の加熱をマイクロ波電力によるプラズマ成膜領
域の直前で行うように構成したことによりそのプラズマ
成膜領域において急激な温度上昇を生じることが防止で
き、また、温度制御用の熱電対を、加熱ヒーターからの
輻射熱および帯状基体の搬送により生じる非接触(熱電
対の浮き)等の影響をなくす設置方法、すなわち、前記
帯状基体の表面上にカバーで押え込んで覆うことによ
り、浮き上がりによる基体との非接触等を無くして、正
確な温度制御を実現することができる。さらに、成膜空
間内のマイクロ波放電プラズマ領域内に冷却機構を設置
することによって、温度上昇を抑制する効果を一層向上
させることが可能となる。本発明はこれらにより、成膜
開始から終了まで安定して良好な特性を持ち、生産性の
高い半導体素子の製造装置及びその製造方法を実現する
ことができる。
As described above, according to the present invention, the heating of the strip-shaped substrate in the film formation space is performed immediately before the plasma film formation region by the microwave power. It is possible to prevent the rise of temperature, and to install the thermocouple for temperature control by eliminating the effects of non-contact (floating of thermocouple) caused by radiant heat from the heater and conveyance of the strip-shaped substrate, that is, the strip-shaped By pressing and covering the surface of the substrate with the cover, it is possible to eliminate non-contact with the substrate due to floating and realize accurate temperature control. Further, by installing the cooling mechanism in the microwave discharge plasma region in the film forming space, it becomes possible to further improve the effect of suppressing the temperature rise. According to the above, the present invention can realize a semiconductor device manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof which have stable and good characteristics from the start to the end of film formation and have high productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明における半導体素子製造装置の1例を示
す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明における半導体素子製造装置のガスゲー
トの構造を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure of a gas gate of the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention.

【図3】本発明における半導体素子製造装置の成膜空間
の構造を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a structure of a film forming space of the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention.

【図4】実施例1における半導体素子製造装置の成膜室
内の構造を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a structure inside a film forming chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus in Example 1.

【図5】本発明における温度制御用熱電対の設置方法の
1例を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a method for installing a thermocouple for temperature control according to the present invention.

【図6】実施例1で作製した太陽電池の層構成を示す概
略断面図である。
6 is a schematic cross-sectional view showing the layer structure of the solar cell manufactured in Example 1. FIG.

【図7】実施例1および比較例1における、マイクロ波
印加電力密度に対するi層成膜領域内での温度変化を表
したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a temperature change in an i-layer deposition region with respect to a microwave applied power density in Example 1 and Comparative Example 1.

【図8】実施例3における冷却機構を有した成膜室内の
構造を示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic view showing the structure of a film forming chamber having a cooling mechanism in Example 3.

【図9】実施例3における冷却機構の構造の一例を示す
概略図である。
FIG. 9 is a schematic view showing an example of the structure of a cooling mechanism in the third embodiment.

【図10】実施例1、比較例1および実施例3におけ
る、マイクロ波印加電力密度に対するi層成膜領域内で
の温度変化を表したグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a temperature change in an i-layer deposition region with respect to a microwave applied power density in Example 1, Comparative Example 1 and Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、102、103 成膜室 104 帯状基体の供給室 105 帯状基体の巻き取り室 106、402、802 ガスゲート 107、202、302、403、501、803、9
03 帯状基体 108 加熱ヒーター 109 ガス導入管 110、115、116、406、806 排気管 111、404、804 マイクロ波導波管 112、203 分離用ガス導入管 113、408、808 成膜領域調整板 114、407、807 圧力計 201 開口断面調節部材 301、401、801 成膜容器 303、 マイクロ波導入アプリケータ 304、405、805 ガス導入部 305、排気パンチングボード 409、809 第1の温度制御装置 410、810 第1の赤外線ランプヒーター 411、811 第2の温度制御装置 412、812 第2の赤外線ランプヒーター 413、414、502、813、814 温度制御用
熱電対 503 熱電対取り付けカバー 601 基体 602 n型層 603 i型層 604 p型層 605 透明導電層 815 基体冷却機構 901 基体冷却ブロック 902 冷却管
101, 102, 103 film forming chamber 104 supply chamber for strip-shaped substrate 105 winding chamber for strip-shaped substrate 106, 402, 802 gas gate 107, 202, 302, 403, 501, 803, 9
03 band-shaped substrate 108 heating heater 109 gas introduction pipe 110, 115, 116, 406, 806 exhaust pipe 111, 404, 804 microwave waveguide 112, 203 separation gas introduction pipe 113, 408, 808 film formation region adjusting plate 114, 407, 807 Pressure gauge 201 Opening cross-section adjusting member 301, 401, 801 Film forming container 303, Microwave introduction applicator 304, 405, 805 Gas introduction part 305, Exhaust punching board 409, 809 First temperature control device 410, 810 First infrared lamp heater 411, 811 Second temperature control device 412, 812 Second infrared lamp heater 413, 414, 502, 813, 814 Temperature control thermocouple 503 Thermocouple mounting cover 601 Base body 602 n-type layer 603 i-type layer 604 p-type 605 transparent conductive layer 815 base cooling mechanism 901 base cooling block 902 cooling pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 豪人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金井 正博 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Goto Yoshino 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Masahiro Kanai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kya Non non corporation

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 薄膜を各々独立して形成することのでき
る複数の成膜空間内に、原料ガス導入手段を介して原料
ガスを導入すると共にマイクロ波電力を導入し、該成膜
空間内に配置された帯状基体の表面上に、薄膜を連続し
て形成する半導体素子の製造装置において、前記複数の
成膜空間内の帯状基体の加熱をマイクロ波電力によるプ
ラズマ成膜領域の直前で行うための加熱手段を有してい
ることを特徴とする半導体素子の製造装置。
1. A raw material gas is introduced through a raw material gas introduction means into a plurality of film forming spaces in which thin films can be independently formed, and microwave power is introduced into the film forming spaces. In a semiconductor device manufacturing apparatus for continuously forming a thin film on the surface of a band-shaped substrate arranged, heating of the band-shaped substrates in the plurality of film formation spaces is performed immediately before a plasma film formation region by microwave power. An apparatus for manufacturing a semiconductor element, comprising:
【請求項2】 前記加熱手段は、その成膜温度を成膜領
域上の熱電対により制御することを特徴とする請求項1
に記載の半導体素子の製造装置。
2. The heating means controls the film forming temperature by a thermocouple on the film forming region.
An apparatus for manufacturing a semiconductor element according to 1.
【請求項3】 前記熱電対は、前記帯状基体の表面上に
カバーで押え込んで覆ったことを特徴とする請求項2に
記載の半導体素子の製造装置。
3. The apparatus for manufacturing a semiconductor element according to claim 2, wherein the thermocouple is covered by being pressed onto the surface of the strip-shaped substrate by a cover.
【請求項4】 前記成膜空間内には、前記帯状基体を冷
却する冷却機構が設けられていることを特徴とする請求
項1〜請求項3のいずれか1項に記載の半導体素子の製
造装置。
4. The manufacturing of a semiconductor device according to claim 1, wherein a cooling mechanism for cooling the strip-shaped substrate is provided in the film forming space. apparatus.
【請求項5】 前記冷却機構は、ブロックまたはローラ
ー形状とされていることを特徴とする請求項4に記載の
半導体素子の製造装置。
5. The semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the cooling mechanism has a block or roller shape.
【請求項6】 薄膜を各々独立して形成することのでき
る複数の成膜空間内に、原料ガス導入手段を介して原料
ガスを導入すると共にマイクロ波電力を導入し、該成膜
空間内に配置された帯状基体の表面上に、薄膜を連続し
て形成する半導体素子の製造方法において、前記複数の
成膜空間における前記帯状基体の加熱を、マイクロ波電
力によるプラズマ成膜領域上で行わず、該成膜領域に入
る直前で行うことを特徴とする半導体素子の製造方法。
6. A raw material gas is introduced through a raw material gas introduction means and microwave power is introduced into a plurality of film forming spaces in which thin films can be independently formed, respectively, and the film forming spaces are introduced. In a method of manufacturing a semiconductor element in which a thin film is continuously formed on a surface of a band-shaped substrate arranged, heating of the band-shaped substrate in the plurality of film forming spaces is not performed on a plasma film forming region by microwave power. A method for manufacturing a semiconductor element, which is performed immediately before entering the film formation region.
【請求項7】 前記マイクロ波電力は、その印加電力密
度を0.5w/cm2以下としたことを特徴とする請求
項6に記載の半導体素子の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the microwave power has an applied power density of 0.5 w / cm 2 or less.
【請求項8】 前記成膜空間内に、RFバイアス電力ま
たはDCバイアス電力を導入し成膜を行うことを特徴と
する請求項6または請求項7に記載の半導体素子の製造
方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein RF bias power or DC bias power is introduced into the film formation space to perform film formation.
【請求項9】 前記バイアス電力は、その印加電力密度
を1w/cm2以下としたことを特徴とする請求項8に
記載の半導体素子の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the bias power has an applied power density of 1 w / cm 2 or less.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007040033A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Sharp Kabushiki Kaisha Cooling system, operation method for the cooling system, and plasma processing system using the cooling system
JP2013087315A (en) * 2011-10-17 2013-05-13 Takada Tekku Kk Apparatus for continuous treatment of substrate
TWI426577B (en) * 2008-07-08 2014-02-11 Jusung Eng Co Ltd Method for manufacturing a semiconductor device

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