JPH0967677A - Roll-to-roll film forming device and film formation using the same - Google Patents

Roll-to-roll film forming device and film formation using the same

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JPH0967677A
JPH0967677A JP24246495A JP24246495A JPH0967677A JP H0967677 A JPH0967677 A JP H0967677A JP 24246495 A JP24246495 A JP 24246495A JP 24246495 A JP24246495 A JP 24246495A JP H0967677 A JPH0967677 A JP H0967677A
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film forming
roll
chamber
vacuum chamber
film
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Toshihito Yoshino
豪人 吉野
Kohei Yoshida
耕平 吉田
Masatoshi Tanaka
雅敏 田中
Hirokazu Otoshi
博和 大利
Yutaka Echizen
裕 越前
Tokuji Yasuno
篤司 保野
Masahiro Kanai
正博 金井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten maintenance time and to improve the working rate of a roll-to-roll film forming device by adopting a constitution to take out the film forming chamber in a vacuum chamber outside of the vacuum chamber. SOLUTION: The atm. pressure is restored in the vacuum chamber 101, a flange 102 is removed, an upper cap 112 is opened and the clamp 111 of a microwave waveguide 110 is removed when a film forming stage ends. The flange 102 is then drawn out together with the parts consisting of the film forming chamber 104, etc., by utilizing rails 107, guide mechanism 108, etc., by means of a bracket 106. The film forming chamber 104 is taken out of the vacuum chamber 101 to outside. The film forming chamber is then removed from a plate 105 and the fresh film forming chamber is fixed in place of the removed film forming chamber 104 onto the plate 105 and is inserted into the vacuum chamber 101. The film formation is then executed. As a result, the maintenance characteristics of the device is improved and the working rate is greatly improved.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光起電力素子、各種
センサー等の機能性堆積膜を作製するロール・ツー・ロ
ール成膜装置及びその方法の改良に関する。更に詳しく
は、ロール・ツー・ロール成膜のメンテナンス時間を短
縮し、装置稼働率を向上させる為の装置及びその方法の
改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a roll-to-roll film forming apparatus for producing a functionally deposited film for a photovoltaic element, various sensors, etc. More specifically, the present invention relates to improvement of an apparatus and its method for shortening the maintenance time of roll-to-roll film formation and improving the operation rate of the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽光を利用する太陽電池による
発電方式は、放射能汚染や地球温暖化等の問題を惹起す
ることはなく、また、太陽光は地球上至るところに降り
注いでいるためエネルギー源の偏在が少なく、さらに
は、複雑で大型の設備を必要とせずに比較的高い発電効
力が得られる等、今後の電力需要の増大に対しても、環
境破壊を引き起こすことなく対応できるクリーンな発電
方式として注目を集め、実用化に向けて様々な研究開発
がなされている。ところで、太陽電池を用いる発電方式
については、それを電力需要を賄うものとして確立させ
るためには、使用する太陽電池が、光電変換効率が十分
に高く、特性安定性に優れたものであり、且つ大量生産
し得るものであることが基本的に要求される。こうした
ことから、容易に入手できるシラン等の気体状の原料ガ
スを使用し、これをグロー放電分解して、ガラスや金属
シート等の比較的安価な基板上にアモルファスシリコン
(以降「a−Si」と略記する)等の半導体膜を堆積さ
せることにより作製できる太陽電池が量産性に富み、単
結晶シリコン等を用いて作製される太陽電池に比較して
低コストで生産ができる可能性があるとして注目され、
その基本層構成、製造方法等について各種の提案がなさ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, a power generation system using a solar cell that uses sunlight does not cause problems such as radioactive contamination and global warming, and sunlight is pouring everywhere on the earth. It is a clean system that can deal with future increase in power demand without causing environmental damage, such as less uneven distribution of energy sources, and relatively high power generation efficiency without the need for complicated and large equipment. Has attracted attention as a new power generation method, and various researches and developments have been made toward its practical application. By the way, for a power generation method using a solar cell, in order to establish it as one that covers power demand, the solar cell used is one with sufficiently high photoelectric conversion efficiency and excellent characteristic stability, and It is basically required that it can be mass-produced. For this reason, an easily available gaseous source gas such as silane is used, and this is subjected to glow discharge decomposition, and amorphous silicon (hereinafter referred to as “a-Si”) is formed on a relatively inexpensive substrate such as glass or a metal sheet. A solar cell that can be manufactured by depositing a semiconductor film such as) has high mass productivity and may be manufactured at a lower cost than a solar cell that is manufactured using single crystal silicon or the like. Attracted attention,
Various proposals have been made regarding the basic layer structure, manufacturing method, and the like.

【0003】そうした各種提案されている製造方法のな
かでも最近注目されているのが、マイクロ波を用いたプ
ラズマプロセスである。マイクロ波は周波数帯が短いた
め従来のRFを用いた場合よりも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、米国特許第4,5
17,223号明細書及び同第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
で小面積の基体上に薄膜を堆積形成させる方法が開示さ
れており、この方法による場合には、低圧下でのプロセ
スにより成膜することができることから、膜特性の低下
の原因となる活性種のポリマリゼーションが防げ、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且つ、成膜速度の飛躍的
向上が図れるとされている。
Among these various types of proposed manufacturing methods, a plasma process using microwaves has recently received attention. Since the microwave has a short frequency band, the energy density can be increased as compared with the case where the conventional RF is used, and it is suitable for efficiently generating and sustaining plasma. For example, US Pat.
17,223 and 4,504,518 disclose a method of depositing a thin film on a substrate of small area in a microwave glow discharge plasma under low pressure. In the case of the method, since it is possible to form a film by a process under a low pressure, it is possible to prevent the polymerization of active species that causes deterioration of film characteristics, and not only to obtain a high-quality deposited film, but also to use a plasma. It is said that the generation of powder such as polysilane can be suppressed and the film forming speed can be dramatically improved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロ波プラズマでは成膜速度の飛躍的向上が望めるもの
の、マイクロ波を成膜チャンバー内に導入するにはマイ
クロ波電源、アイソレーター、導波管、アルセラ窓を利
用したマイクロ波アプリケーター手段等が必要とされ、
要する費用が従来のRF法のそれに比して高価である。
従って例えばa−Si太陽電池の製造にあたっては膜厚
が厚く高スループットを要求される光起電力層(i 型
a−Si層)の作製にマイクロ波を、それ以外の層、す
なわちn型a−Si層およびp型a−Si層の作成には
RF法を用いる。いわゆるハイブリッド方式が提案され
ている。
However, although microwave plasma can be expected to dramatically improve the film formation rate, in order to introduce microwaves into the film formation chamber, a microwave power source, an isolator, a waveguide, and an Alcera window are required. Microwave applicator means utilizing
The cost required is higher than that of the conventional RF method.
Therefore, for example, in the production of an a-Si solar cell, microwaves are used for producing a photovoltaic layer (i-type a-Si layer) which is thick and requires high throughput, and other layers, that is, n-type a- The RF method is used for forming the Si layer and the p-type a-Si layer. A so-called hybrid system has been proposed.

【0005】一方、別の量産化へのアプローチとして米
国特許第4,400,409号明細書には、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装置が開示されている。この装置
によれば、複数のグロー放電領域を設け、所望の幅の十
分に長い可撓性の基板を、該基板が前記各グロー放電領
域を順次貫通する経路に沿って配置し、前記各グロー放
電領域において必要とされる導電型の半導体層を堆積形
成しつつ、前記基板をそ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されている。なお、該明細書におい
ては、各半導体層形成時に用いる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にはガス
ゲートが用いられている。具体的には、前記各グロー放
電領域同志を、スリット状の分離通路によって相互に分
離し、さらに該分離通路に例えばAr、H2等の掃気用
ガスの流れを形成させる手段が採用されている。こうし
たことからこのロール・ツー・ロール方式は、半導体素
子の量産に適する方式であると言えよう。
On the other hand, as another approach to mass production, US Pat. No. 4,400,409 discloses a continuous plasma CVD apparatus adopting a roll-to-roll system. . According to this apparatus, a plurality of glow discharge regions are provided, and a sufficiently long flexible substrate having a desired width is arranged along a path through which the substrates sequentially pass through the glow discharge regions. It is said that an element having a semiconductor junction can be continuously formed by continuously transporting the substrate in the longitudinal direction while depositing and forming a conductive type semiconductor layer required in the discharge region. In this specification, a gas gate is used to prevent the dopant gas used when forming each semiconductor layer from diffusing and mixing into other glow discharge regions. Specifically, a means for separating the glow discharge regions from each other by a slit-shaped separation passage and forming a flow of a scavenging gas such as Ar or H2 in the separation passage is employed. From this, it can be said that the roll-to-roll method is suitable for mass production of semiconductor devices.

【0006】以上の事態を踏まえれば、量産に適してい
るといわれるマイクロ波およびRFハイブリッド方式と
ロール・ツー・ロール生産方法を合理的に組み合わせれ
ば更にスループットの大きい量産方法となる。しかし、
こうした理想的とも思われる量産方式においても以下に
記す問題が明らかになってきた。堆積膜形成の前駆体で
ある活性種は粉体あるいは膜となって目的とする基体以
外の成膜室の各部所に堆積する。このような基体以外の
部所に堆積した膜はある限度以上の厚さとなると下地か
らはがれ始める。はがれた膜片のあるものは基体に付着
し堆積膜に欠陥箇所を発生させる。こうした事態を防ぐ
ために、通常はある成膜回数なり、トータルの成膜時間
等の区切りごとに成膜室を清掃する必要があった。しか
し粉体あるいは膜の清掃には実際かなりの時間を必要と
する。例えば膜落としにヤスリ、ブラシ等を使用すると
時間と労力を要し、かつ、手の届きにくい細かい部分は
清掃困難であった。また、粉体の場合、発火の危険性も
ある。従って通常は成膜室内の容易にはずせる部分のみ
をはずして、エッチングあるいはブラスト処理等により
再生して使用するという方法がとられる。この方法にし
ろ個々の部品の脱着、組み立て、エッチング等の処理に
時間を要し、装置稼動率を低下させていた。ロール・ツ
ー・ロール方式を利用している場合に更に問題となるの
が、メンテナンス時の帯状基体の取り扱いである。これ
は以下の事情による。帯状基体のボビン1巻き分の成膜
が終わった時に、通常、帯状基体を装置から完全に抜い
てしまうということは行われない。通常は、新たな帯状
基体を新規に全成膜室、全ガスゲートを通すのはガスゲ
ードギャップの狭さ(通常1mm 乃至10mm )か
らいって困難なので、前回成膜した分の帯状基体の後端
部に新規帯状基体の先端部を接着あるいは溶接等の手段
によりはりつけ、前回分の帯状基体の後端部で新規帯状
基体の先端部を引っ張って装置中を通してしまう方法が
良く用いられる。つまり帯状基体はチャンバー内から無
くなることがなく、常時、成膜チャンバーに接するよう
に存在するので、成膜室のメンテナンスの防げになる。
あるいは帯状基体が存在する為に取り出したい部品が取
り出せないという事実が発生する。図7にこうした状況
を表す模式図を示す。図7において701は真空チャン
バー、702はガスゲート、703は帯状基体、704
は上蓋、705は成膜チャンバーである。図から明らか
な通り成膜チャンバーを構成する部品は帯状基体703
が障害となり容易に取り出せない。また、帯状基体70
3の下部の清掃が困難である。つまりバッチ式成膜装置
であれば基体を取り出した後にメンテナンス作業を行え
ば良かったものが、ロール・ツー・ロール方式では基体
が連続長尺のまま残されるのでメインイナンスが困難に
なっていた。
In view of the above situation, a rational combination of the microwave and RF hybrid method, which is said to be suitable for mass production, and the roll-to-roll production method results in a mass production method with a higher throughput. But,
The problems described below have become clear even in such an ideal mass production method. The active species, which is a precursor for forming a deposited film, becomes a powder or a film and is deposited at various parts of the film forming chamber other than the target substrate. A film deposited on a portion other than such a substrate begins to peel off from the underlayer when the thickness exceeds a certain limit. Some of the peeled film pieces adhere to the substrate and cause defects in the deposited film. In order to prevent such a situation, it is usually necessary to clean the film formation chamber at a certain number of film formations and at intervals such as total film formation time. However, cleaning the powder or film actually takes a considerable amount of time. For example, when using a file, a brush, etc. to remove the film, it takes time and labor, and it is difficult to clean a small portion that is difficult to reach. Moreover, in the case of powder, there is a risk of ignition. Therefore, usually, a method is adopted in which only the easily removable portion in the film forming chamber is removed, and the film is reused by etching or blasting. Even with this method, it takes a long time to remove and assemble the individual parts, assemble, etch, etc., thus lowering the operation rate of the apparatus. A further problem when using the roll-to-roll method is handling of the belt-shaped substrate during maintenance. This is due to the following circumstances. When the film formation for one bobbin roll of the strip-shaped substrate is completed, the strip-shaped substrate is not usually completely removed from the apparatus. Normally, it is difficult to pass a new strip-shaped substrate through the entire deposition chamber and all gas gates due to the narrow gas gate gap (usually 1 mm to 10 mm), so the rear end of the strip-shaped substrate for the previously deposited film A method is often used in which the tip of the new strip-shaped substrate is adhered to the portion by means such as adhesion or welding, and the tip of the new strip-shaped substrate is pulled by the rear end of the strip-shaped substrate for the previous time and passed through the apparatus. That is, since the strip-shaped substrate does not disappear from the chamber and is always in contact with the film forming chamber, maintenance of the film forming chamber can be prevented.
Alternatively, the fact that the desired component cannot be taken out due to the existence of the belt-shaped substrate occurs. FIG. 7 shows a schematic diagram showing such a situation. In FIG. 7, 701 is a vacuum chamber, 702 is a gas gate, 703 is a belt-shaped substrate, and 704.
Is a top lid, and 705 is a film forming chamber. As is clear from the figure, the components constituting the film forming chamber are the strip-shaped substrate 703.
Is an obstacle and cannot be taken out easily. In addition, the belt-shaped substrate 70
It is difficult to clean the lower part of 3. That is, in the case of a batch type film forming apparatus, maintenance work should be performed after the substrate is taken out, but in the roll-to-roll system, the substrate is left continuously long, which makes main maintenance difficult.

【0007】そこで、本発明は以上述べてきた従来のロ
ール・ツー・ロール成膜における問題点を解決し、基体
以外の場所に堆積した粉体および膜の清掃に時間を要す
ることなく、メンテナンス性およびその稼動率を向上さ
せたロール・ツー・ロール成膜装置およびその方法を提
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 in the conventional roll-to-roll film formation, and does not require time to clean the powder and film deposited on a place other than the substrate, and maintainability is improved. It is also an object of the present invention to provide a roll-to-roll film forming apparatus and a method thereof in which the operating rate is improved.

【0008】[0008]

【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、成膜チャンバーを前記真空チャンバーの外
へ引き出してこの真空チャンバーから取り外しできるよ
うに構成することにより、メインテンス性および装置の
稼動率を向上させたたものである。すなわち、成膜チャ
ンバーをその内部に有すると同時にガスゲートを介して
連結された複数の真空チャンバーで構成され、帯状基体
を成膜チャンバーの側壁の1つとするようにし前記連結
された複数の真空チャンバーの長手方向に移動させなが
ら前記帯状基体上に連続的に成膜するロール・ツー・ロ
ール成膜装置において、前記成膜チャンバーが前記真空
チャンバーの外へ引き出され該真空チャンバーに対して
取り外し可能に構成されていることを特徴ととしてい
る。本発明においては、前記前記成膜チャンバーは、真
空チャンバーの1面を形成し該真空チャンバーから着脱
可能なフランジを、該真空チャンバーから外すことによ
り前記真空チャンバーの外へ引き出される。その際、前
記フランジは、該フランジに設けられ前記真空チャンバ
ー内の方向にに延びた支持機構により前記成膜チャンバ
ーを脱着可能に支持し、該支持機構をガイド機構により
案内して前記成膜チャンバーを前記真空チャンバーの外
へ引き出すように構成することができる。また、前記成
膜チャンバーは、該成膜チャンバーに成膜用ガスを供給
する為のガス供給部とOリングを持つジョイントによっ
て連結され、このガス供給部は、前記真空チャンバー内
であって該真空チャンバー内に前記成膜チャンバーを設
置した状態において該成膜チャンバーの外側の位置に設
けられる。さらに、前記成膜チャンバーを、該成膜チャ
ンバー側に設けられている電力導入用導波菅が前記真空
チャンバーのフランジ側に設けられている前記導波菅へ
の電力を導入するためのアプリケータに対して連結用ク
ランプを介して連結する構成し、本発明はこれらの構成
によりワンタッチで成膜チャンバーを真空チャンバーの
外に引き出すように構成することができる。そして、本
発明のこのよう装置を用いれば、1回乃至数回の成膜工
程が終了後、前記真空チャンバーの外へ引き出され該真
空チャンバーから取り外された成膜チャンバーを清掃の
済んだ新規の成膜チャンバーと交換して成膜することが
可能となる。また、本発明は、成膜チャンバーにマイク
ロ波を導入して成膜する場合だけでなく、RF電力を導
入して成膜する場合においても有効である。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a film-forming chamber that can be pulled out of the vacuum chamber and can be removed from the vacuum chamber. It is an improvement of the operating rate of. That is, it is composed of a plurality of vacuum chambers that have a film formation chamber inside and are connected through gas gates, and the strip-shaped substrate is one of the side walls of the film formation chamber. In a roll-to-roll film forming apparatus for continuously forming a film on the belt-shaped substrate while moving in the longitudinal direction, the film forming chamber is drawn out of the vacuum chamber and detachable from the vacuum chamber. It is characterized by being. In the present invention, the film forming chamber is pulled out of the vacuum chamber by removing a flange that forms one surface of the vacuum chamber and is detachable from the vacuum chamber from the vacuum chamber. At that time, the flange detachably supports the film forming chamber by a supporting mechanism provided in the flange and extending in the direction of the vacuum chamber, and the film forming chamber is guided by the guide mechanism. Can be drawn out of the vacuum chamber. The film forming chamber is connected to a gas supplying unit for supplying a film forming gas to the film forming chamber by a joint having an O-ring, and the gas supplying unit is in the vacuum chamber and is connected to the vacuum chamber. It is provided at a position outside the film forming chamber in a state where the film forming chamber is installed in the chamber. Further, an applicator for introducing electric power into the film-forming chamber, the electric-power-introducing waveguide provided on the film-forming chamber side to the waveguide provided on the flange side of the vacuum chamber. The present invention can be configured to be connected via a connecting clamp, and the present invention can be configured to pull out the film forming chamber to the outside of the vacuum chamber with one touch due to these configurations. When the apparatus of the present invention is used, after the film forming process is completed once or several times, the film forming chamber that has been pulled out of the vacuum chamber and removed from the vacuum chamber has been cleaned. It becomes possible to replace the film forming chamber to form a film. Further, the present invention is effective not only in the case of introducing a microwave into the film forming chamber to form a film, but also in the case of forming a film by introducing RF power.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
き、本発明の内容を詳細に説明する。本発明は、以上の
ように1回乃至数回の成膜工程が終了後、前記成膜チャ
ンバーを真空チャンバーの外へ引き出し、その真空チャ
ンバーから取り外しできるように構成したものであるか
ら、成膜チャンバーを交換するだけでその清掃に時間を
要することがなく、メンテナンス性及び装置の稼働率を
飛躍的に向上させることができる。以下、図に基づいて
本発明の内容を具体的に説明する。図1乃至図3に本発
明のロール・ツー・ロール成膜装置を構成するマイクロ
波を利用した成膜チャンバーおよび真空チャンバーの典
型例を表わす模式図を示す。図1はその側面図でありメ
ンテナンス時に成膜チャンバーを真空チャンバーのフラ
ンジごと引き出した状態を示す模式図である。図2は成
膜チャンバーが真空チャンバー内に設置された状態を表
す側面図であり実際の成膜時と同じ配置である。図3は
その上面図であり、図1と同じくメンテナンス時の状態
を示している。以下、これらの図面を参照しながら説明
をする。図1において、101は内部を減圧状態にする
為の真空チャンバー、102は真空チャンバーの1面を
形成する脱着可能なフランジであり、本図においてはフ
ランジが外されて引き出された状態を示している。10
3はフランジに固定され、真空チャンバー内部側に向か
って延びたブラケットであり、成膜チャンバー104が
その上に脱着自在に設置可能であり、内部にガス導入機
構を有する(不図示、図2にて説明)プレート105を
支えている。またプレート105はブラケット106に
よっても支えられいている。ブラケット106は内部に
ローラーを有しており、レール107上を移動可能であ
る。一方、真空フランジ102の大気側は搬送ガイド機
構108に連結されており、成膜チャンバーを真空チャ
ンバーに対して手行で滑らかに引き出せる構造となって
いる。109a、109bは各々マイクロ波を真空チャ
ンバー内に導入する為のマイクロ波アプリケーター手段
であり、大気側は不図示のマイクロ波導波管につながっ
ており同じく不図示のマイクロ波電源よりマイクロ波電
力が供給される。110a、110bは各々真空チャン
バーと成膜チャンバーを連結し、マイクロ波をアプリケ
ーターより成膜チャンバー内へ導入するためのマイクロ
波導波路である。導波路110a、110bとアプリケ
ーター109a、109bは各々クランプ111a、1
11bによって連結、固定される。112は真空チャン
バー101を形成する上蓋であり、蝶番113を支点と
して開閉できる。上蓋には基板加熱の為の赤外線ランプ
ヒーター114が設置されており、基体115を加熱す
る。また、成膜チャンバー104は導波路110a、1
10bと共に図の斜線の部分が一体となって容易に脱着
可能に設計される。成膜チャンバーの側壁は成膜チャン
バー内に導入された成膜ガスの排気通路となり、かつマ
イクロ波を成膜チャンバー内に閉じこめるための多孔板
(パンチィングメタル)116で形成される。導波路1
10a、110bは好ましくは、いわゆるPF(Pla
sma−free)窓と呼ばれる形式で作製されること
が望ましい。PF窓は多数の厚さ1mm程度の金属フィ
ンを数mm間隔をおいて積み重ねて構成したものであ
り、マイクロ波の振動方向とのマッチングを取ることに
より、その空隙中をマイクロ波はロスなく進行するが、
プラズマは空隙中で減衰するというものである。これに
より、プラズマによるアプリケーターの異常加熱を防止
する。尚、図1の110aではPF窓のフィンの様子を
簡単に示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The contents of the present invention will be described in detail below based on the embodiments of the present invention. According to the present invention, after the film forming process is performed once or several times as described above, the film forming chamber can be pulled out from the vacuum chamber and removed from the vacuum chamber. It does not take time to clean the chamber only by exchanging it, and it is possible to dramatically improve the maintainability and the operation rate of the apparatus. Hereinafter, the content of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. 1 to 3 are schematic views showing typical examples of a film forming chamber and a vacuum chamber using microwaves which constitute the roll-to-roll film forming apparatus of the present invention. FIG. 1 is a side view of the same, and is a schematic view showing a state in which the film forming chamber is pulled out together with the flange of the vacuum chamber during maintenance. FIG. 2 is a side view showing a state in which the film forming chamber is installed in the vacuum chamber, and the arrangement is the same as in the actual film forming. FIG. 3 is a top view of the same and shows a state during maintenance as in FIG. Hereinafter, description will be given with reference to these drawings. In FIG. 1, 101 is a vacuum chamber for reducing the pressure inside, and 102 is a detachable flange that forms one surface of the vacuum chamber. In this figure, the flange is removed and pulled out. There is. 10
Reference numeral 3 denotes a bracket fixed to a flange and extending toward the inside of the vacuum chamber, on which the film forming chamber 104 can be detachably installed, and has a gas introduction mechanism inside (not shown in FIG. 2). The plate 105 is supported. The plate 105 is also supported by a bracket 106. The bracket 106 has a roller inside and is movable on the rail 107. On the other hand, the atmosphere side of the vacuum flange 102 is connected to the transfer guide mechanism 108, and has a structure in which the film forming chamber can be smoothly pulled out from the vacuum chamber by hand. Reference numerals 109a and 109b respectively denote microwave applicator means for introducing microwaves into the vacuum chamber, and the atmosphere side is connected to a microwave waveguide (not shown), and microwave power is supplied from a microwave power source (not shown). To be done. Reference numerals 110a and 110b are microwave waveguides for connecting the vacuum chamber and the film forming chamber, respectively, and for introducing microwaves into the film forming chamber from the applicator. The waveguides 110a and 110b and the applicators 109a and 109b are clamps 111a and 1109, respectively.
It is connected and fixed by 11b. Reference numeral 112 denotes an upper lid forming the vacuum chamber 101, which can be opened and closed with the hinge 113 as a fulcrum. An infrared lamp heater 114 for heating the substrate is installed on the upper lid to heat the base 115. In addition, the film forming chamber 104 includes the waveguides 110a and 1a.
It is designed such that the shaded portion in the figure is integrated with 10b so as to be easily removable. The side wall of the film forming chamber serves as an exhaust passage for the film forming gas introduced into the film forming chamber, and is formed by a perforated plate (punching metal) 116 for confining the microwave in the film forming chamber. Waveguide 1
10a and 110b are preferably so-called PF (Pla).
It is desirable to be made in a format called sma-free window. The PF window is constructed by stacking a number of metal fins with a thickness of about 1 mm at intervals of several mm, and by matching with the vibration direction of the microwave, the microwave propagates in the void without loss. But
The plasma decays in the air gap. This prevents abnormal heating of the applicator due to plasma. Incidentally, the state of the fins of the PF window is briefly shown at 110a in FIG.

【0010】次に図2について説明する。図2におい
て、201は内部を真空にするための真空チャンバー、
231は真空チャンバーの上蓋であり、本図においては
内部を減圧状態とするために閉じられている。241は
真空チャンバーを形成する脱着可能なフランジであり、
本図においては内部を減圧状態とするために、フランジ
はOリングを介して真空チャンバー201に密着するよ
う固定されている。真空チャンバー底面にはバルブ20
2及び不図示のディフュージョンポンプ等の真空ポンプ
が連結されていて、真空チャンバー内を減圧とすること
が可能である。204は図1の説明の際に述べたように
成膜チャンバー236、237の引き出し用の一連のガ
イド機構であり、成膜チャンバー236、237を乗せ
るためのプレート205をガイド機構204上に有す
る。又プレート205には成膜用ガス導入パイプ206
が接続されている。ガス導入パイプ206の他端はOリ
ング207を有するジョイント208となっており、真
空チャンバー側に固定された接続スリーブ209内に差
し込まれている。また、接続スリーブへはガス導入フラ
ンジ210を通って不図示のガス供給装置より成膜用ガ
スが導入される。ジョイント208とスリーブ209の
接続はOリング207によりシールされているので、不
図示のガス供給装置からガス導入フランジ210に導入
されたガスは漏れなくプレート205内に達する。プレ
ート205は内部に空洞を有しており、パイプ206か
らプレート内部の空洞へ導入されたガスはプレート他端
に設けられた穴から成膜チャンバー底板を貫通したガス
放出穴を通って成膜チャンバーに放出される。一方、上
蓋231にはブラケット232を介して赤外線ランプヒ
ーター233が設置されている。そして堆積膜形成用の
基体234に接するように設けられた温度センサー23
5からの信号により制御された電力がランプヒーターに
与えられることにより基体を所望の温度まで加熱する。
次に236は成膜チャンバーを構成する壁であり、底板
237に固定されている。底板237はプレート205
上におかれており、必要に応じてネジ、クランプ等によ
って両者を密着、固定する。242はマイクロ波導波路
であり、クランプ243によってアプリケーター244
に固定されている。
Next, FIG. 2 will be described. In FIG. 2, 201 is a vacuum chamber for creating a vacuum inside,
Reference numeral 231 denotes an upper lid of the vacuum chamber, which is closed in this figure to reduce the pressure inside. 241 is a removable flange forming a vacuum chamber,
In this figure, the flange is fixed so as to be in close contact with the vacuum chamber 201 via an O-ring in order to reduce the pressure inside. There is a valve 20 on the bottom of the vacuum chamber.
2 and a vacuum pump such as a diffusion pump (not shown) are connected to each other to reduce the pressure in the vacuum chamber. Reference numeral 204 denotes a series of guide mechanisms for pulling out the film forming chambers 236, 237 as described in the description of FIG. 1, and has a plate 205 on which the film forming chambers 236, 237 are placed on the guide mechanism 204. Further, the plate 205 has a gas introduction pipe 206 for film formation.
Is connected. The other end of the gas introduction pipe 206 is a joint 208 having an O-ring 207 and is inserted into a connection sleeve 209 fixed to the vacuum chamber side. Further, a film forming gas is introduced into the connection sleeve through a gas introduction flange 210 from a gas supply device (not shown). Since the connection between the joint 208 and the sleeve 209 is sealed by the O-ring 207, the gas introduced from the gas supply device (not shown) to the gas introduction flange 210 reaches the plate 205 without leakage. The plate 205 has a cavity inside, and the gas introduced from the pipe 206 into the cavity inside the plate passes through a hole provided at the other end of the plate through a gas release hole that penetrates the bottom plate of the deposition chamber to form the deposition chamber. Is released to. On the other hand, an infrared lamp heater 233 is installed on the upper lid 231 via a bracket 232. The temperature sensor 23 is provided so as to be in contact with the base body 234 for forming the deposited film.
Power controlled by a signal from 5 is applied to the lamp heater to heat the substrate to the desired temperature.
Next, reference numeral 236 is a wall forming a film forming chamber, which is fixed to the bottom plate 237. The bottom plate 237 is the plate 205
It is placed on top, and if necessary, they are brought into close contact with and fixed by screws, clamps, etc. 242 is a microwave waveguide, and the applicator 244 is provided by the clamp 243.
It is fixed to.

【0011】次に図3について説明する。図3はメンテ
ナンス時を想定して成膜チャンバーを引き出した状態の
上面図である。第3図において、301は真空チヤンバ
ーである。302は、ガイド機構303によりスライド
して手前に引き出したプレートであり、その上に成膜チ
ャンバー304が乗っている。成膜チャンバー304の
両サイドは既に説明した通りパンチングプレートになっ
ていて、ガス放出穴306から放出された成膜用ガスは
パンチングメタルを通過して成膜チャンバー外に出る。
その後、ガス排出口307に接続された不図示の真空パ
イプにより系外に排気される。尚、308は粗引き用の
排気口であり、大気圧に近い状態から引き始める時にの
み使用する。
Next, FIG. 3 will be described. FIG. 3 is a top view of the state in which the film forming chamber is drawn out for the purpose of maintenance. In FIG. 3, 301 is a vacuum chamber. A plate 302 is slid by a guide mechanism 303 and pulled out to the front, and a film forming chamber 304 is placed on the plate. Both sides of the film forming chamber 304 are punching plates as already described, and the film forming gas released from the gas release holes 306 passes through the punching metal and exits the film forming chamber.
Then, it is exhausted to the outside of the system by a vacuum pipe (not shown) connected to the gas outlet 307. 308 is an exhaust port for rough evacuation, and is used only when starting evacuation from a state close to atmospheric pressure.

【0012】次に、以上説明した本発明のロール・ツー
・ロール成膜装置を利用して、実際に行う成膜工程およ
びメインテナス工程について述べる。説明は主に図1を
用いて行う。1回の成膜工程が終了後、充分系内をパー
ジし、冷却した後に排気バルブを閉じN2、Ar等の不活
性ガスを系内に導入して真空チャンバー内を大気圧とす
る。チャンバー内が大気圧となった後、フランジ102
を真空チャンバー101に固定しているボルト等の治具
を取り外す。続いて上蓋112を開け、マイクロ波導波
路110をアプリケーター109に固定しているクラン
プ111を取り外す。しかる後に、フランジ102を成
膜チャンバー104等からなる部品とともにレール10
7、ガイド機構108等を利用して引き出し、成膜チャ
ンバーが真空チャンバー外に出るようにする。次に成膜
チャンバー104をプレート105に固定しているネジ
等の固定治具を外す。この状態になったならば、成膜チ
ャンバー104はマイクロ波導路と共にカセット状に容
易に取り外すことができる。取り外した成膜チャンバー
の代わりに、改めて清掃の済んだ新規の成膜チャンバー
をプレート105上に固定する。取り外した成膜チャン
バーは新たに設置した成膜チャンバーを再び取り外す時
までの間に清掃して再生しておけば良い。好ましくは、
数台の成膜チャンバーを用意することによりローテーシ
ョンしながら使えるようになる。新しい成膜チャンバー
を設置したならば、成膜チャンバーを真空チャンバー内
まで移動する。その後、フランジ102を真空チャンバ
ー101に、ネジ等を使って固定し、真空シールをす
る。続いてクランプ111により導波路110とアプリ
ケーター109を連結し、フタ112を閉じ真空シール
をする。真空チャンバーの全箇所が真空シールされた
後、図3の308に示す粗引き排気口に接続されたバル
ブを開けて系内を減圧する。真空チャンバー内が充分な
減圧状態となったならば、粗引きを止め、続いて排気口
307を開ける。引き続き、図2におけるガス導入フラ
ンジに不図示のガス供給手段よりHe、Ar等の不活性
ガスを供給する。供給されたガスは図2におけるパイプ
206、プレート205等を通って成膜空間に出て、引
き続きパンチングボードを通過して排気口に向かって排
気される。この状態で不図示の電力供給手段よりランプ
ヒーターに電力が供給され基体の加熱を開始する。充分
に温度が平衡に達し、かつ、チャンバー内の残留ガスが
実用上充分に抜けるまで、通常は少なくとも30分、必
要に応じて数時間以上この状態で加熱、焼き出しを行
う。加熱が終了したならば、引き続いて成膜を行う。成
膜を行うにはまず、He、Ar等の加熱に利用したガス
の供給を止める。次に、少なくともSiH4、GeH4等
の成膜用原料ガスと、必要に応じて添加されるH2、H
e、Ar等の希釈ガス、あるいは、PH3、BF3、B2
H6等のドーピングガスが不図示のガス供給装置により
所望の流量に調整されて供給される。こうした成膜ガス
はガス放出穴から成膜チャンバー内に出ると同時にパン
チングメタルを通じて排気されるので、流量と排気速度
の関係等により圧力が定まるが、好ましくは1〜100
mtorr程度に調整されるのが良い。この状態にして
不図示のマイクロ波電源によりマイクロ波電力を図1の
アプリケーター109、導波路110を通じて成膜チヤ
ンバー内に投入すると成膜チャンバー内でマイクロ波放
電プラズマが生起し、希望する堆積膜の形成が開始す
る。所望する膜厚の堆積膜が得られたら、マイクロ波電
力の供給を止め、成膜を停止する。引き続いてランプヒ
ーターへの電力供給を止め、系内を冷却する。以降、工
程の頭に戻って繰り返す。
Next, the film forming process and the maintenance process which are actually performed by using the roll-to-roll film forming apparatus of the present invention described above will be described. The description will be given mainly using FIG. After one film forming process is completed, the inside of the system is sufficiently purged and cooled, and then the exhaust valve is closed to introduce an inert gas such as N2 or Ar into the system to bring the inside of the vacuum chamber to atmospheric pressure. After the pressure in the chamber becomes atmospheric pressure, the flange 102
The jigs such as bolts that fix the unit to the vacuum chamber 101 are removed. Subsequently, the upper lid 112 is opened, and the clamp 111 that fixes the microwave waveguide 110 to the applicator 109 is removed. Then, the flange 102 is mounted on the rail 10 together with the components including the film forming chamber 104.
7, the guide mechanism 108 or the like is used to draw it out so that the film forming chamber comes out of the vacuum chamber. Next, a fixing jig such as a screw that fixes the film forming chamber 104 to the plate 105 is removed. In this state, the film forming chamber 104 can be easily removed together with the microwave guide in a cassette form. Instead of the removed film forming chamber, a newly cleaned film forming chamber is fixed on the plate 105 again. The removed film forming chamber may be cleaned and regenerated before the newly installed film forming chamber is removed again. Preferably,
By preparing several film forming chambers, they can be used while rotating. When a new film forming chamber is installed, the film forming chamber is moved into the vacuum chamber. After that, the flange 102 is fixed to the vacuum chamber 101 with screws or the like, and vacuum sealed. Subsequently, the waveguide 110 and the applicator 109 are connected by the clamp 111, the lid 112 is closed, and vacuum sealing is performed. After the vacuum chamber is vacuum-sealed at all points, the valve connected to the roughing exhaust port shown at 308 in FIG. 3 is opened to reduce the pressure in the system. When the inside of the vacuum chamber is sufficiently decompressed, rough evacuation is stopped, and then the exhaust port 307 is opened. Subsequently, an inert gas such as He or Ar is supplied to the gas introduction flange in FIG. 2 by a gas supply means (not shown). The supplied gas passes through the pipe 206, the plate 205, etc. in FIG. 2 and exits into the film formation space, then passes through the punching board and is exhausted toward the exhaust port. In this state, electric power is supplied to the lamp heater from an electric power supply means (not shown) to start heating the substrate. Heating and baking are usually performed in this state for at least 30 minutes and, if necessary, for several hours or longer until the temperature reaches a sufficient equilibrium and the residual gas in the chamber is sufficiently discharged practically. After heating is completed, film formation is subsequently performed. In order to form a film, first, the supply of gas such as He and Ar used for heating is stopped. Next, at least a film forming raw material gas such as SiH4 and GeH4, and H2 and H added as needed.
Dilution gas such as e, Ar, PH3, BF3, B2
A doping gas such as H6 is adjusted to a desired flow rate and supplied by a gas supply device (not shown). Since such a film forming gas exits from the gas release hole into the film forming chamber and is exhausted through the punching metal, the pressure is determined depending on the relationship between the flow rate and the exhaust speed, etc., but preferably 1 to 100.
It should be adjusted to about mtorr. In this state, when microwave power is applied to the film forming chamber through the applicator 109 and the waveguide 110 shown in FIG. 1 by a microwave power source (not shown), microwave discharge plasma is generated in the film forming chamber to generate a desired deposited film. The formation begins. When the deposited film having a desired film thickness is obtained, the supply of microwave power is stopped and the film formation is stopped. Subsequently, the power supply to the lamp heater is stopped and the system is cooled. After that, return to the beginning of the process and repeat.

【0013】以上工程を説明してきたが、本発明におい
ては、成膜ガスを真空チャンバーから、成膜チャンバー
へ供給するパイプ206の一端がOリング207を持つ
ジョイント208となっており、スリーブ209に挿入
されいている為に、成膜チャンバーを真空チャンバー外
へ引き出す、あるいは逆に真空チャンバー内に戻す際に
何らパイプを分解したり、組み立てたりする必要がな
い。成膜チャンバーの引き出しあるいは押し込みに応じ
て、自動的に外れ、あるいは組み込まれるものであり、
従って作業性を極めて向上させることができる。導波路
244についても同様であり、従来は通常の導波管を使
用して多数のボルト・ナットでアプリケーターおよび成
膜チャンバーに固定していたために、極めて時間がかか
り、メンテナンス性が悪かったものが、本発明ではクラ
ンプによりワンタッチで外せるようになった。また、従
来のマイクロ波成膜装置であれば、真空チャンバー内に
固定されていた個々の部品を取り出して清掃再生した後
に再組み立てしなければならなかったため、メンテナン
スに多大な時間を要したのに対し、本発明では以上説明
したように、真空チャンバー内に脱着可能な成膜チャン
バーを設ける二重構造とし、かつ真空チャンバーと成膜
チャンバーを連結する箇所をワンタッチで外し、組み立
てられるようにしたため、極めて迅速にメンテナンスが
終了するようになった。
Although the steps have been described above, in the present invention, one end of the pipe 206 for supplying the film forming gas from the vacuum chamber to the film forming chamber is a joint 208 having an O-ring 207, and a sleeve 209 is provided. Since it is inserted, it is not necessary to disassemble or assemble the pipe when pulling the film forming chamber out of the vacuum chamber or, conversely, returning it into the vacuum chamber. It is automatically removed or installed when the film forming chamber is pulled out or pushed in.
Therefore, workability can be significantly improved. The same applies to the waveguide 244. Conventionally, an ordinary waveguide is used to fix the applicator and the film forming chamber with a large number of bolts and nuts, so that it is extremely time-consuming and poor in maintainability. In the present invention, the clamp can be removed with one touch. Further, in the case of the conventional microwave film forming apparatus, it was necessary to take out individual parts that were fixed in the vacuum chamber, clean and regenerate them, and then reassemble them. On the other hand, in the present invention, as described above, the double-layered structure in which the detachable film forming chamber is provided in the vacuum chamber, and the place for connecting the vacuum chamber and the film forming chamber is removed with one touch, so that the assembly can be performed. The maintenance has ended very quickly.

【0014】次に本発明の成膜装置であってRF方式を
利用した成膜装置について述べる。図4は本発明のロー
ル・ツー・ロール成膜装置を構成するRFを利用した成
膜チャンバーおよび真空チャンバーの典型例を表わす模
式図である。図4において401は真空チャンバー、4
02は真空チャンバーの1面を為すフランジであり、内
部にステー403が設けられており、ステー403上に
は成膜チャンバー404が脱着可能に置かれている。成
膜用ガス導入パイプは、マイクロ波法の時と同じくOリ
ングを介して真空チャンバー側のパイプと成膜チャンバ
ー側のパイプを連結するジョイント405で構成されて
いる。成膜用ガスはこのジョイントを通して導入され、
ガス放出穴より成膜チャンバー内に吹き出す。フランジ
402は既述のマイクロ波方式の場合と同様のガイド機
構(ここでは不図示とする)を有しており、滑らかに脱
着可能である。実際の成膜工程は下記の数項目を除いて
基本的に既述のマイクロ波方式の場合と変わるところが
ないので略す。マイクロ波方式の場合との相違点は、プ
ラズマ励起手段がRF(通常13.56MHz帯等の高
周波が広く用いられる)であるので、アプリケーター手
段ではなく、有電極放電となり、カソードと基板間で放
電を励起すること、成膜時の圧力が0.1〜10tor
r前後であるため、通常はメカニカル・ブースター・ポ
ンプ等の排気手段が用いられることなどである。RF方
式を利用した成膜装置においても、本発明によれば既述
したマイクロ波方式の場合と同様にメンテナンスとして
は成膜チャンバーの交換を必要とするだけであり、装置
稼動率は飛躍的に向上し、本発明の効果は大なるもので
ある。
Next, the film forming apparatus of the present invention, which uses the RF method, will be described. FIG. 4 is a schematic view showing a typical example of a film forming chamber and a vacuum chamber using RF which constitute the roll-to-roll film forming apparatus of the present invention. In FIG. 4, 401 is a vacuum chamber, 4
Reference numeral 02 denotes a flange forming one surface of the vacuum chamber, a stay 403 is provided inside, and a film forming chamber 404 is detachably placed on the stay 403. The film-forming gas introduction pipe is composed of a joint 405 that connects the pipe on the vacuum chamber side and the pipe on the film forming chamber side through an O-ring as in the case of the microwave method. The deposition gas is introduced through this joint,
Blow out into the film formation chamber from the gas release hole. The flange 402 has a guide mechanism (not shown here) similar to that of the microwave system described above, and can be smoothly attached and detached. The actual film forming process is basically the same as that of the microwave method described above, except for the following items, and therefore is omitted. The difference from the case of the microwave method is that the plasma excitation means is RF (generally, a high frequency such as 13.56 MHz band is widely used), and therefore it is not an applicator means, but an electrode discharge, and a discharge between the cathode and the substrate. Is excited, and the pressure during film formation is 0.1 to 10 torr.
Since it is around r, exhaust means such as a mechanical booster pump is usually used. According to the present invention, even in the film forming apparatus using the RF method, the film forming chamber needs only to be replaced for maintenance as in the case of the microwave method described above, and the apparatus operating rate is dramatically increased. It is improved and the effect of the present invention is great.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明する
が、本発明は実施例により何ら制限されるものではな
い。 [実施例1]本発明のロール・ツー・ロール成膜装置を
利用して、a−SiGe層をi層(光電変換層)に用い
たa−SiGi単層(シングル)セル太陽電池を作製す
る例を取り挙げて述べる。ロール・ツー・ロール成膜装
置は、ロール状に巻かれたボビンからa−SiGe膜形
成用の帯状基体を連続的に送り出して太陽電池を構成す
る少なくともn型a−Si層、i型a−SiGe層、p
型a−Si層等を含む層からなる複数の層を各々別個の
反応容器である成膜室内で形成するものであるが、各々
の成膜空間においては減圧状態を維持しながら、基体の
複数の成膜室間での移動を可能にし、かつ各々の成膜室
内に供給される、例えばn型a−Si層、p型a−Si
層等の原料となるガスが相互に拡散、混入することを防
止する機能を有する連結部材(一般的に「ガス・ゲー
ト」あるいは単に「ゲート」と呼称される。)を具備し
ている。図5は、本発明のa−SiGe太陽電池のロー
ル・ツー・ロール成膜装置を示す模式図であり、堆積膜
厚の厚く、ハイ・スループットの要求されるi型a−S
iGe層をμω方式で作成し、又、堆積膜厚が薄く、i
型a−SiGe層ほどのハイ・スリープットを要求され
ないn型およびp型のa−Si層をRF方式で作成して
いる。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples. [Example 1] Using the roll-to-roll film forming apparatus of the present invention, an a-SiGi single layer (single) cell solar cell using an a-SiGe layer as an i-layer (photoelectric conversion layer) was prepared. An example will be given. The roll-to-roll film forming apparatus continuously feeds out a belt-shaped substrate for forming an a-SiGe film from a bobbin wound in a roll shape to form at least an n-type a-Si layer and an i-type a-layer forming a solar cell. SiGe layer, p
A plurality of layers including a type a-Si layer and the like are formed in separate film forming chambers which are reaction vessels, and a plurality of substrates are formed while maintaining a reduced pressure in each film forming space. Of the n-type a-Si layer and the p-type a-Si which are supplied to the respective film forming chambers.
It is provided with a connecting member (generally referred to as “gas gate” or simply “gate”) having a function of preventing mutual diffusion and mixing of gases serving as raw materials of layers and the like. FIG. 5 is a schematic view showing a roll-to-roll film forming apparatus for an a-SiGe solar cell according to the present invention, which is an i-type a-S which requires a high deposited film thickness and high throughput.
The iGe layer is formed by the μω method, and the deposited film thickness is small.
The n-type and p-type a-Si layers that do not require the high sleep of the type a-SiGe layers are formed by the RF method.

【0016】図5において、501はa−Si膜を堆積
する帯状基体であり、本実施例においてはステンレス製
である。帯状基体501は円形のボビン511に巻つけ
られ、送り出し室510内に据えつけられる。送り出し
室510内に設置されたボビンから送り出された帯状基
体501は、ガス・ゲート(以降、単に“ゲート”と記
す)520、n型a−Si成膜室を内部に有する真空チ
ャンバー530、ゲート540、i型a−SiGe成膜
室を内部に有する真空チャンバー550、ゲート56
0、P型a−Si成膜室を内部に有する真空チャンバー
570、ゲート580を通過し、巻き取り室590内に
設置された巻き取りボビン591に巻き取られる。53
0a、570aは各々RF電源であり、530b、57
0bは各々RF放電を励起するためのカソード電極であ
り各々n型a−Si層、p型a−Si層を堆積する為の
電力が供給される。550aはマイクロ波を放電空間に
放射する為の誘電体窓からなるアプリケータであり、誘
電体窓に垂直方向に設置された矩形導波管550bを通
して不図示のマイクロ波電源より電力を印加され、i型
a−SiGe成膜室内の放電空間でグロー放電が生起さ
れる。502a〜506aは各々堆積膜形成の原料とな
るガスが充填されており、502aはSiH4ガス、5
03aはGeH4ガス、504aはH2ガス、505a
はPH3ガス、506aはB2H6ガスが充填されてい
る。各々のガスは開閉バルブ502b〜506b及び減
圧器502c〜506cを通ってガス混合器530c、
550c、570cに導かれる。ガス混合器530c〜
570cで所望の流量、及び混合比とされた原料ガス
は、ガス導入ライン530d、550d、570dを通
って各成膜室内に噴出する。成膜室内に導入されたガス
は、油拡散ポンプ、メカニカル・ブースター・ポンプ及
びロータリー・ポンプ等からなる排気装置510e、5
30e、550e、570e、590eにより、各室内
での圧力を所望のものとするように調整されながら排気
され、不図示の排ガス処理装置へ導かれる。又、530
f、550f、570fは各々基板加熱用赤外線ランプ
ヒーターであり、各々電源530g、550g、570
gより電力が供給される。541、561はゲートの開
口断面積を調節する部品であり、ガス流路を狭くして、
各成膜室間同志でのガスの相互拡散を現象させている。
さらにゲートにはガス導入口542、562より、膜形
成に悪影響を与えないガス、例えばH2、He等のガス
がボンベ507aから減圧器507b、流量調節器50
7c、507dを通って供給され、各成膜室内の原料ガ
スの相互拡散を更に抑えている。送り出し室510より
送り出された帯状基体501は、次々と各成膜室内を進
み、その表面にn型a−Si膜、i型a−SiGe膜、
p型a−Si膜を形成されて最終的に巻き取り室590
に入る。まず、n型a−Si成膜室を内部に有する真空
チャンバ530内では帯状基体501は赤外線ランプヒ
ータ530fにより加熱され、所望の温度にされる。
又、ガス混合器530cによりn型a−Si膜の原料に
なるSiH4、H2、PH3等のガスが各々最適の流量
で混合され、成膜室内に導入される。同時にRF電力が
RF電源530aよりカソード530bに与えられ、成
膜空間内にグロー放電を生起せしめ、帯状基体501の
表面にn型a−Si膜を形成する。次に、帯状基体50
1はゲート540内を進み、i型a−SiGe成膜室を
内部に有する真空チャンバー550内に入る。550内
では先述と同様に最適流量に設定されたSiH4、Ge
H4、H2ガスに最適パワーを与え、前記n型a−Si
膜上に所望のi型a−SiGe膜を形成する。以下同様
に、帯状基体501はゲート560、p型a−Si成膜
室を内部に有する真空チャンバー570を経て巻き取り
室590内のボビン591に巻き取られる。ここで真空
チャンバー530、550、570には各々本発明の特
徴であるところの取りはずし可能なフランジ531、5
51、571が設けられている。このフランジには既に
説明した通りの、内部に脱着可能な成膜チャンバーを支
えるためのステーガイド機構等が設けられている。成膜
工程の更に細かい手順に関しては前述の説明の通りなの
で略す。目的とする帯状基体以外の個所に堆積した膜が
はがれ始める前に成膜作業を中止し、系内をパージした
後、排気バルブを閉じてN2で系内を大気圧にした。そ
の後フランジ531、551、571を引き出し、各々
の成膜室を新な清掃済の予備のものと交換した。引き続
き、改めて系内を真空に引き、再び成膜を開始した。こ
の際に必要としたメンテナンス時間を従来のものと比較
する。従来は、 リーク 20分 部品取りはずし 30分 部品再生(ブラスト処理、エッチング等) 1時間 部品乾燥 1時間 部品取り付け 40分 真空引き 20分 の計3時間50分を要していたものが、本発明において
は リーク 20分、 部品交換 20分 真空引き 20分 の1時間で済むようになり装置稼働率を飛躍的に向上す
ることができた。
In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a strip-shaped substrate on which an a-Si film is deposited, which is made of stainless steel in this embodiment. The belt-shaped substrate 501 is wound around a circular bobbin 511 and installed in the delivery chamber 510. The strip-shaped substrate 501 delivered from the bobbin installed in the delivery chamber 510 includes a gas gate (hereinafter simply referred to as “gate”) 520, a vacuum chamber 530 having an n-type a-Si film forming chamber therein, and a gate. 540, a vacuum chamber 550 having an i-type a-SiGe film forming chamber therein, and a gate 56.
0, a vacuum chamber 570 having a P-type a-Si film forming chamber therein, a gate 580, and a winding bobbin 591 installed in a winding chamber 590. 53
0a and 570a are RF power sources, and 530b and 57
Reference numeral 0b is a cathode electrode for exciting RF discharge, and is supplied with electric power for depositing an n-type a-Si layer and a p-type a-Si layer, respectively. Reference numeral 550a is an applicator composed of a dielectric window for radiating microwaves to the discharge space, to which electric power is applied from a microwave power source (not shown) through a rectangular waveguide 550b installed in the dielectric window in a vertical direction, Glow discharge is generated in the discharge space inside the i-type a-SiGe film forming chamber. 502a to 506a are each filled with a gas serving as a raw material for forming a deposited film, and 502a includes SiH4 gas and 5
03a is GeH4 gas, 504a is H2 gas, 505a
Is filled with PH3 gas, and 506a is filled with B2H6 gas. Each gas passes through the on-off valves 502b to 506b and the pressure reducers 502c to 506c, and the gas mixer 530c,
It is led to 550c and 570c. Gas mixer 530c ~
The raw material gas having a desired flow rate and mixing ratio in 570c is jetted into each film forming chamber through gas introduction lines 530d, 550d and 570d. The gas introduced into the film forming chamber is an exhaust device 510e including an oil diffusion pump, a mechanical booster pump, a rotary pump, and the like.
By 30e, 550e, 570e, and 590e, the pressure in each chamber is adjusted so as to be a desired pressure, the gas is exhausted, and the gas is guided to an exhaust gas treatment device (not shown). Also, 530
Reference numerals f, 550f, and 570f denote infrared lamp heaters for heating the substrates, and power supplies 530g, 550g, and 570, respectively.
Power is supplied from g. Reference numerals 541 and 561 are parts for adjusting the opening cross-sectional area of the gate, which narrows the gas flow path,
Mutual diffusion of gases between the film forming chambers is a phenomenon.
Further, a gas that does not adversely affect the film formation, for example, a gas such as H 2 or He is supplied from the cylinder 507 a to the pressure reducer 507 b and the flow rate controller 50 through the gas inlets 542 and 562 in the gate.
7c and 507d to further suppress the mutual diffusion of the source gases in each film forming chamber. The strip-shaped substrate 501 delivered from the delivery chamber 510 advances in each film forming chamber one after another, and has an n-type a-Si film and an i-type a-SiGe film on its surface.
A p-type a-Si film is formed and finally a winding chamber 590
to go into. First, in the vacuum chamber 530 having the n-type a-Si film forming chamber therein, the belt-shaped substrate 501 is heated by the infrared lamp heater 530f to a desired temperature.
Further, the gases such as SiH4, H2, and PH3, which are raw materials of the n-type a-Si film, are mixed by the gas mixer 530c at optimum flow rates and introduced into the film forming chamber. At the same time, RF power is applied to the cathode 530b from the RF power source 530a to cause glow discharge in the film formation space, and an n-type a-Si film is formed on the surface of the belt-shaped substrate 501. Next, the strip-shaped substrate 50
1 passes through the gate 540 and enters the vacuum chamber 550 having the i-type a-SiGe film forming chamber therein. Within 550, SiH4, Ge set to the optimum flow rate as described above.
Optimum power is given to H4 and H2 gas, and the n-type a-Si
A desired i-type a-SiGe film is formed on the film. Similarly, the strip | belt-shaped base | substrate 501 is similarly wound around the bobbin 591 in the winding chamber 590 through the gate 560 and the vacuum chamber 570 which has a p-type a-Si film forming chamber inside. Here, the vacuum chambers 530, 550 and 570 are provided with removable flanges 531 and 5 which are the features of the present invention.
51 and 571 are provided. As described above, the flange is provided with a stay guide mechanism or the like for supporting the detachable film forming chamber. The detailed procedure of the film forming step is omitted because it is as described above. The film forming operation was stopped before the film deposited on the target strip-shaped substrate began to come off, the system was purged, and the exhaust valve was closed to bring the system to atmospheric pressure with N2. After that, the flanges 531, 551 and 571 were pulled out, and each film forming chamber was replaced with a new cleaned spare part. Subsequently, the inside of the system was evacuated again and the film formation was started again. The maintenance time required at this time is compared with the conventional one. In the present invention, a total of 3 hours and 50 minutes of leak 20 minutes, component removal 30 minutes, component regeneration (blasting, etching, etc.) 1 hour, component drying 1 hour, component attachment 40 minutes, and vacuum evacuation 20 minutes were used in the present invention. It took only 1 hour for 20 minutes for leak, 20 minutes for parts replacement and 20 minutes for vacuum evacuation, and we were able to dramatically improve the equipment operation rate.

【0017】[実施例2]本発明のロール・ツー・ロー
ル成膜装置を利用してトリプル・セル太陽電池を作製す
る装置の例を取り挙げて述べる。太陽電池の構成はボト
ム・セルにマイクロ波法で作製するa−SiGe、ミド
ル・セルにマイクロ波法で作製するa−SiGe、トッ
プ・セルにRF法で作製するa−Siの光電変換層を用
いており、又、その他の層はすべてRF法で作製してい
る。図6に、こうした太陽電池を作製する本発明の成膜
装置の典型例の模式図を示す。図6において601は帯
状基体である。帯状基体は幅350mm、厚さ0.15
mmのSUS430製であり既に前工程にて洗浄と下地
処理が行われている。下地処理は具体的には反射増大に
より光利用効率を向上させる為の金属のコーティング等
を含んでいるが詳しくは表1に記す。こうした帯状基体
は、送り出し室602に設置された送り出しボビン60
3から各成膜室に繰り出される。全成膜室を通過して成
膜を終えた基体は巻き取り室604内に設置された巻き
取りボビン605に巻き取られる。611より623は
各々内部に成膜室を有する真空チャンバーであり、送り
出し室602、巻き取り室604と共にすべてのチャン
バーが図の如く帯状基体の通過可能なガス・ゲートで連
結されている。又、チャンバーの数が増え装置の全長が
拡大するのに伴って帯状基体の重力による垂れ下がりが
無視できなくなるので予め全チャンバーの配置がカテナ
リー状となるように設置してある。今回は不図示とする
が各真空チャンバーのフランジは本発明の特徴であると
ころの成膜室を伴ってフランジが外せる構造となってい
る。
[Embodiment 2] An example of an apparatus for producing a triple cell solar cell using the roll-to-roll film forming apparatus of the present invention will be described. The solar cell is composed of a-SiGe produced by the microwave method for the bottom cell, a-SiGe produced by the microwave method for the middle cell, and an a-Si photoelectric conversion layer produced by the RF method for the top cell. All the other layers are used by the RF method. FIG. 6 shows a schematic view of a typical example of the film forming apparatus of the present invention for producing such a solar cell. In FIG. 6, 601 is a belt-shaped substrate. The belt-shaped substrate has a width of 350 mm and a thickness of 0.15
It is made of SUS430 of mm and has already undergone cleaning and base treatment in the previous process. The undercoat treatment specifically includes a metal coating or the like for improving the light utilization efficiency by increasing reflection, but details are shown in Table 1. Such a strip-shaped substrate is used for the delivery bobbin 60 installed in the delivery chamber 602.
It is fed from 3 to each film forming chamber. The substrate, which has passed through all the film forming chambers and has been subjected to film formation, is wound up by a winding bobbin 605 installed in the winding chamber 604. Reference numerals 611 to 623 denote vacuum chambers each having a film forming chamber therein, and all chambers are connected together with a delivery chamber 602 and a winding chamber 604 by a gas gate through which a strip-shaped substrate can pass. Further, as the number of chambers increases and the overall length of the apparatus increases, the sagging of the belt-shaped substrate due to gravity cannot be ignored, and therefore all the chambers are preliminarily arranged in a catenary configuration. Although not shown this time, the flange of each vacuum chamber has a structure in which the flange can be removed together with the film forming chamber, which is a feature of the present invention.

【0018】以下に各チャンバー内に設置された成膜室
の機能を記す。 611;ボトムセルn層成膜用RF成膜室 612;ボトムセルn/i拡散防止層成膜用RF成膜室 613;ボトムセルi層成膜用マイクロ波成膜室 614;ボトムセルi/p拡散防止層成膜用RF成膜室 615;ボトムセルp層成膜用RF成膜室 616;ミドルセルn層成膜用RF成膜室 617;ミドルセルn/i拡散防止層成膜用RF成膜室 618;ミドルセルi層成膜用マイクロ波成膜室 619;ミドルセルi/p拡散防止層成膜用RF成膜室 620;ミドルセルp層成膜用RF成膜室 621;トップセルn層成膜用RF成膜室 622;トップセルi層成膜用RF成膜室 623;トップセルp層成膜用RF成膜室 このような本発明の成膜装置を利用してトリプル・セル
太陽電池を作製するがその具体的な手順は既に実施例1
及び詳細な説明の項に記したのでここでは省略する。ま
た、その詳細な成膜条件については表1に示しておく。
尚、帯状基体の搬送速度は500mm/minとした。
1ボビン分の帯状基体が巻き取りボビンに巻き取られ、
ボビンの交換の必要が生じたごとに(以降1成膜サイク
ルと呼ぶ)成膜を一旦中止し、全チャンバーをパージ、
冷却、リークしてメンテナンスを行った。膜厚が必要と
され成膜速度の速いマイクロ波を利用したi層成膜室6
13、618の交換は1成膜サイクルごとに行い、他の
成膜室の交換は5成膜サイクルごとに行った。このよう
にして計10成膜サイクルを行った。得られた10成膜
サイクル10分、すなわち10ロール分の太陽電池原反
より1ロールにつき3ケの1cm格サンプルを切り出
し、透明電極(ITO)、集電電極(Al)を蒸着し、
AM1光のもとで太陽電池変換効率を評価した。30枚
のサンプルの特性評価結果は変換効率10.58ないし
10.75%内に収まっていた。メンテナンスはいずれ
も真空チャンバーをリーク後成膜室を交換するのみであ
るため極めて迅速に終了することができ、従来に比して
稼働率が飛躍的に向上した。
The function of the film forming chamber installed in each chamber will be described below. 611; RF deposition chamber for bottom cell n layer deposition 612; RF deposition chamber for bottom cell n / i diffusion prevention layer deposition 613; Microwave deposition chamber for bottom cell i layer deposition 614; Bottom cell i / p diffusion prevention layer RF deposition chamber for deposition 615; bottom cell RF deposition chamber for p layer deposition 616; middle cell n layer deposition RF deposition chamber 617; middle cell n / i diffusion prevention layer deposition RF deposition chamber 618; middle cell Microwave chamber 619 for forming i layer; RF film forming chamber for forming middle cell i / p diffusion prevention layer 620; RF film forming chamber for forming middle cell p layer 621; RF film forming for top cell n layer Chamber 622; RF film forming chamber for top cell i layer film formation 623; RF film forming chamber for top cell p layer film formation A triple cell solar cell is manufactured by using such a film forming apparatus of the present invention. The specific procedure is already described in Example 1.
And detailed description is omitted here. Table 1 shows the detailed film forming conditions.
The transport speed of the strip-shaped substrate was 500 mm / min.
A strip-shaped substrate for one bobbin is wound on a winding bobbin,
Every time the bobbin needs to be replaced (hereinafter referred to as one film formation cycle), film formation is temporarily stopped and all chambers are purged.
Cooled and leaked for maintenance. I-layer deposition chamber 6 using microwave, which requires a high film thickness and has a high deposition rate
Exchanges of 13 and 618 were performed every one film formation cycle, and exchanges of other film formation chambers were performed every five film formation cycles. In this way, a total of 10 film forming cycles were performed. The obtained 10 film formation cycles were performed for 10 minutes, that is, 10 rolls of the solar cell original fabric were cut into 3 1 cm-sized samples per roll, and transparent electrodes (ITO) and collector electrodes (Al) were vapor-deposited.
The solar cell conversion efficiency was evaluated under AM1 light. The characteristic evaluation results of the 30 samples were within the conversion efficiency of 10.58 to 10.75%. All maintenance can be completed very quickly because the vacuum chamber is only leaked and the film forming chamber is replaced, and the operating rate has dramatically improved compared to the past.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明は、以上のように成膜チャンバー
を真空チャンバーの外へ引き出し、この成膜チャンバー
を真空チャンバーから取り外しできるように構成したも
のであるから、成膜チャンバーを真空チャンバーの外へ
引き出し取り外すという簡単な作業により、成膜チャン
バーを交換するだけで、粉体あるいは膜の清掃に時間を
要することがなく、メンテナンス性が向上すると共に、
装置の稼働率を飛躍的に向上することができ、ひいては
製品のコストダウンを図ることができる。また、本発明
においては成膜チャンバーを、この成膜用ガスを供給す
る為のガス供給部とOリングを持つジョイントによって
連結するように構成することにより、成膜チャンバーを
真空チャンバー外へ引き出し、あるいは逆に真空チャン
バー内に戻す際に、これらの引き出しあるいは押し込み
に応じて、自動的にそれらを連結することができ、作業
性を向上させることができる。さらに、前記成膜チャン
バーを、該成膜チャンバー側に設けられている電力導入
用導波菅が前記真空チャンバーのフランジ側に設けられ
ている前記導波菅への電力を導入するためのアプリケー
タに対して、連結用クランプを介して連結するように構
成することによって、ワンタッチで成膜チャンバーを真
空チャンバーの外に引き出すことができ、そのメンテナ
ンス性を一層向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the film forming chamber can be removed from the vacuum chamber by pulling the film forming chamber out of the vacuum chamber. By simple operation of pulling out and removing, it does not take time to clean the powder or film just by exchanging the film forming chamber, and maintainability is improved.
The operation rate of the device can be dramatically improved, and the cost of the product can be reduced. Further, in the present invention, the film forming chamber is connected to a gas supply unit for supplying the film forming gas by a joint having an O-ring, so that the film forming chamber is drawn out of the vacuum chamber, Alternatively, conversely, when returning to the inside of the vacuum chamber, they can be automatically connected according to the pulling out or pushing in, and the workability can be improved. Further, an applicator for introducing electric power into the film-forming chamber, the electric-power-introducing waveguide provided on the film-forming chamber side to the waveguide provided on the flange side of the vacuum chamber. On the other hand, by configuring the connection through the connection clamp, the film formation chamber can be pulled out of the vacuum chamber with one touch, and the maintainability thereof can be further improved.

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

【図1】本発明のロールツーロール成膜装置を構成する
マイクロ波を利用した成膜チャンバーおよび真空チャン
バーにおけるメンテナンス時の状態を示す側面図であ
る。
FIG. 1 is a side view showing a state at the time of maintenance in a film forming chamber and a vacuum chamber using microwaves which constitute a roll-to-roll film forming apparatus of the present invention.

【図2】本発明のロールツーロール成膜装置を構成する
マイクロ波を利用した成膜チャンバーおよび真空チャン
バーにおける実際の成膜時と同じ配置状態を示す側面図
である。
FIG. 2 is a side view showing the same arrangement state as in actual film formation in a film formation chamber and a vacuum chamber using microwaves which constitute the roll-to-roll film formation apparatus of the present invention.

【図3】本発明のロールツーロール成膜装置を構成する
マイクロ波を利用した成膜チャンバーおよび真空チャン
バーにおけるメンテンンス時の状態を示す上面図であ
る。
FIG. 3 is a top view showing a state at the time of maintenance in a film forming chamber and a vacuum chamber using microwaves which constitute the roll-to-roll film forming apparatus of the present invention.

【図4】本発明のロール・ツー・ロール成膜装置を構成
するRFを利用した成膜チャンバーおよび真空チャンバ
ーを表す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a film forming chamber and a vacuum chamber using RF which constitute the roll-to-roll film forming apparatus of the present invention.

【図5】本発明のロール・ツー・ロール・シングルセル
太陽電池成膜装置を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a roll-to-roll single cell solar cell film forming apparatus of the present invention.

【図6】本発明のロール・ツー・ロール・トリプルセル
太陽電池成膜装置を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a roll-to-roll triple cell solar cell film forming apparatus of the present invention.

【図7】従来のロール・ツー・ロール成膜装置を構成す
る成膜チャンバーおよび真空チャンバーを表す模式図で
ある。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a film forming chamber and a vacuum chamber that constitute a conventional roll-to-roll film forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 真空チャンバー 102 前フランジ 103 ブラッケット 104 成膜チャンバー 105 プレート 106 ブラケット 107 レール 108 搬送ガイド機構 109a,b マイクロ波アプリケーター 110a,b マイクロ波導波路 111a,b 連結用クランプ 112 上蓋 113 蝶番 114 赤外線ランプヒーター 115 基体 116 パンチングメタル 201 真空チャンバー 202 ゲートバルブ 204 ガイド機構 205 プレート 206 ガス導入パイプ 207 Oリング 208 ジョイント 209 接続スリーブ 210 ガス導入フランジ 231 上蓋 232 ブラケット 233 赤外線ランプヒーター 234 基体 235 温度センサー 236 壁板 237 底板 241 前フランジ 242 マイクロ波導波路 243 連結用クランプ 244 マイクロ波アプリケーター 301 真空チャンバー 302 プレート 303 搬送ガイド機構 304 成膜チャンバー 305 パンチングメタル 306 ガス放出穴 307 ガス排気口 308 粗引き用ガス排気口 401 真空チャンバー 402 前フランジ 403 ステー 404 成膜チャンバー 405 ジョイント 501 帯状基体 511,591 基体を巻きつけるボビン 510 基体の送り出し室 530 n型a−Si成膜室を内部に有する真空チャ
ンバー 550 i型a−SiGe成膜室を内部に有する真空
チャンバー 570 p型a−Si成膜室を内部に有する真空チャ
ンバー 590 基体の巻き取り室 520,540,560,580 ゲート 530a,570a RF電源 550a マイクロ波アプリケーター 530b,570b カソード電極 550b 導波管 502a SiH4ガス・ボンベ 503a GeH4ガス・ボンベ 504a H2ガス・ボンベ 505a PH3ガス・ボンベ 506a B2H6ガス・ボンベ 502b〜506b ガスボンベの開閉バルブ 502c〜506c 減圧器 530c,550c,570c ガス混合器 530d,550d,570d ガス導入ライン 510e,530e,550e,570e,590e
排気ポンプ 530f,550f,570f 基体加熱用ヒーター 530g,550g,570g 基体加熱用ヒーター
の電源 507a ゲート用パージ・ガス・ボンベ 507b 減圧器 507c,507d ガス流量調節器 541,561 ギャップ調整部品 542,562 ゲートガス導入口 531,551,571 脱着可能な前フランジ 601 帯状基体 602 送り出し室 603 送り出しボビン 604 巻き取り室 605 巻き取りボビン 611 ボトムセルn層成膜用RF成膜室 612 ボトムセルn/i拡散防止層成膜用RF成膜
室 613 ボトムセルi層成膜用マイクロ波成膜室 614 ボトムセルi/p拡散防止層成膜用RF成膜
室 615 ボトムセルp層成膜用RF成膜室 616 ミドルセルn層成膜用RF成膜室 617 ミドルセルn/i拡散防止層成膜用RF成膜
室 618 ミドルセルi層成膜用マイクロ波成膜室 619 ミドルセルi/p拡散防止層成膜用RF成膜
室 620 ミドルセルp層成膜用RF成膜室 621 ミドルセルn層成膜用RF成膜室 622 ミドルセルi層成膜用RF成膜室 623 トップセルp層成膜用RF成膜室 701 真空チャンバー 702 ガスゲート 703 帯状基体 704 上蓋 705 成膜チャンバー
101 Vacuum Chamber 102 Front Flange 103 Bracket 104 Film Forming Chamber 105 Plate 106 Bracket 107 Rail 108 Transfer Guide Mechanism 109a, b Microwave Applicator 110a, b Microwave Waveguide 111a, b Connection Clamp 112 Upper Lid 113 Hinge 114 Infrared Lamp Heater 115 Substrate 116 Punching metal 201 Vacuum chamber 202 Gate valve 204 Guide mechanism 205 Plate 206 Gas introduction pipe 207 O-ring 208 Joint 209 Connection sleeve 210 Gas introduction flange 231 Top lid 232 Bracket 233 Infrared lamp heater 234 Base 235 Temperature sensor 236 Wall plate 237 Bottom plate 241 Front Flange 242 Microwave waveguide 243 Clamp for connection 244 microwave applicator 301 vacuum chamber 302 plate 303 transfer guide mechanism 304 film forming chamber 305 punching metal 306 gas discharge hole 307 gas exhaust port 308 roughing gas exhaust port 401 vacuum chamber 402 front flange 403 stay 404 film forming chamber 405 joint 501 Belt-shaped substrate 511, 591 Bobbin for winding the substrate 510 Delivery chamber for substrate 530 Vacuum chamber having n-type a-Si film forming chamber 550 Vacuum chamber having i-type a-SiGe film forming chamber 570 p-type a- Vacuum chamber having Si film forming chamber 590 Base winding chamber 520, 540, 560, 580 Gate 530a, 570a RF power source 550a Microwave applicator 530b, 570b power Sword electrode 550b Waveguide 502a SiH4 gas cylinder 503a GeH4 gas cylinder 504a H2 gas cylinder 505a PH3 gas cylinder 506a B2H6 gas cylinder 502b to 506b Gas cylinder opening / closing valve 502c to 506c Pressure reducer 530c, 530c, 530c 530c 530d, 550d, 570d Gas introduction line 510e, 530e, 550e, 570e, 590e
Exhaust pump 530f, 550f, 570f Heater for heating substrate 530g, 550g, 570g Power supply for heater for heating substrate 507a Purge gas cylinder for gate 507b Pressure reducer 507c, 507d Gas flow rate controller 541, 561 Gap adjustment component 542, 562 Gate gas Inlet port 531,551,571 Detachable front flange 601 Belt-shaped substrate 602 Delivery chamber 603 Delivery bobbin 604 Winding chamber 605 Winding bobbin 611 RF deposition chamber for bottom cell n layer deposition 612 Bottom cell n / i diffusion prevention layer deposition RF deposition chamber 613 Bottom cell i layer microwave deposition chamber 614 Bottom cell i / p diffusion prevention layer deposition RF deposition chamber 615 Bottom cell p layer deposition RF deposition chamber 616 Middle cell n layer deposition RF deposition room 617 Middle cell RF deposition chamber for n / i diffusion prevention layer deposition 618 Microwave deposition chamber for middle cell i layer deposition 619 RF deposition chamber for middle cell i / p diffusion prevention layer deposition 620 RF deposition for middle cell p layer deposition Chamber 621 Middle cell n-layer deposition RF deposition chamber 622 Middle cell i-layer deposition RF deposition chamber 623 Top cell p-layer deposition RF deposition chamber 701 Vacuum chamber 702 Gas gate 703 Belt-shaped substrate 704 Top lid 705 Film deposition chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大利 博和 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 越前 裕 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 保野 篤司 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 Hirokazu Ouri 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroshi Echizen 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kya Non-Incorporated (72) Inventor Atsushi Hono 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Masahiro Kanai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 成膜チャンバーをその内部に有すると同
時にガスゲートを介して連結された複数の真空チャンバ
ーで構成され、帯状基体を成膜チャンバーの側壁の1つ
とするようにし前記連結された複数の真空チャンバーの
長手方向に移動させながら前記帯状基体上に連続的に成
膜するロール・ツー・ロール成膜装置において、前記成
膜チャンバーが前記真空チャンバーの外へ引き出され該
真空チャンバーに対して取り外し可能に構成されている
ことを特徴とするロール・ツー・ロール成膜装置。
1. A plurality of vacuum chambers having a film forming chamber therein and connected through gas gates at the same time. The plurality of connected chambers are formed so that the strip-shaped substrate is one of the side walls of the film forming chamber. In a roll-to-roll film forming apparatus for continuously forming a film on the strip-shaped substrate while moving in the longitudinal direction of the vacuum chamber, the film forming chamber is pulled out of the vacuum chamber and detached from the vacuum chamber. A roll-to-roll film forming apparatus characterized by being configured to be possible.
【請求項2】 前記成膜チャンバーは、前記真空チャン
バーの1面を形成し該真空チャンバーから着脱可能なフ
ランジを、該真空チャンバーから外すことにより前記真
空チャンバーの外へ引き出されることを特徴とする請求
項1に記載のロール・ツー・ロール成膜装置。
2. The film forming chamber is drawn out of the vacuum chamber by removing a flange that forms one surface of the vacuum chamber and is detachable from the vacuum chamber, from the vacuum chamber. The roll-to-roll film forming apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記フランジは、該フランジに設けられ
前記真空チャンバー内の方向に延びた支持機構により前
記成膜チャンバーを脱着可能に支持し、該支持機構をガ
イド機構により案内して前記成膜チャンバーを前記真空
チャンバーの外へ引き出すことを特徴とする請求項2に
記載のロール・ツー・ロール成膜装置。
3. The film is formed by detachably supporting the film forming chamber by a supporting mechanism provided on the flange and extending in the direction of the vacuum chamber, and guiding the supporting mechanism by a guide mechanism. The roll-to-roll film forming apparatus according to claim 2, wherein the chamber is pulled out of the vacuum chamber.
【請求項4】 前記成膜チャンバーは、該成膜チャンバ
ーに成膜用ガスを供給する為のガス供給部とOリングを
持つジョイントを介して連結されていることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載のロール・ツー・ロー
ル成膜装置。
4. The film forming chamber is connected to a gas supply unit for supplying a film forming gas to the film forming chamber via a joint having an O-ring. The roll-to-roll film forming apparatus according to claim 2.
【請求項5】 前記ガス供給部は、前記真空チャンバー
内であって該真空チャンバー内に前記成膜チャンバーを
設置した状態において該成膜チャンバーの外側の位置に
設けられていることを特徴とする請求項4に記載のロー
ル・ツー・ロール成膜装置。
5. The gas supply unit is provided in a position outside the film forming chamber in the vacuum chamber, with the film forming chamber being installed in the vacuum chamber. The roll-to-roll film forming apparatus according to claim 4.
【請求項6】 前記成膜チャンバーは、該成膜チャンバ
ー側に設けられている電力導入用導波菅が前記真空チャ
ンバーのフランジ側に設けられている前記導波菅への電
力を導入するためのアプリケータに対してワンタッチで
外すことのできる連結用クランプを介して連結されてい
ることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項
に記載のロール・ツー・ロール成膜装置。
6. In the film forming chamber, a power guiding waveguide provided on the film forming chamber side introduces electric power to the waveguide provided on the flange side of the vacuum chamber. The roll-to-roll film forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the roll-to-roll film forming apparatus is connected to the applicator according to claim 1 through a connecting clamp that can be removed with one touch. .
【請求項7】 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記
載の装置を用いたロール・ツー・ロール成膜方法におい
て、1回乃至数回の成膜工程の終了後、前記真空チャン
バーの外へ引き出され該真空チャンバーから取り外され
た成膜チャンバーを、清掃の済んだ新規の成膜チャンバ
ーと交換して成膜することを特徴とするロール・ツー・
ロール成膜方法。
7. A roll-to-roll film forming method using the apparatus according to claim 1, wherein the vacuum chamber is used after one or several film forming steps. The roll-to-roller is characterized in that the film-forming chamber that has been pulled out of the vacuum chamber and removed from the vacuum chamber is replaced with a new film-forming chamber that has been cleaned to form a film.
Roll film forming method.
【請求項8】 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記
載の装置を用いたロール・ツー・ロール成膜方法におい
て、成膜チャンバーにマイクロ波を導入して成膜するこ
とを特徴とするロール・ツー・ロール成膜方法。
8. A roll-to-roll film forming method using the apparatus according to claim 1, wherein microwaves are introduced into the film forming chamber for film formation. Roll-to-roll film forming method.
【請求項9】 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記
載の装置を用いたロール・ツー・ロール成膜方法におい
て、成膜チャンバーにRF電力を導入して成膜すること
を特徴とするロール・ツー・ロール成膜方法。
9. A roll-to-roll film forming method using the apparatus according to claim 1, wherein RF film power is introduced into the film forming chamber for film formation. Roll-to-roll film forming method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10225609A1 (en) * 2002-06-07 2003-12-24 Sig Technology Ltd Chemical vapor deposition device for coating of workpieces, preferably plastic bottles, comprises a transport unit, coating stations, an evacuating unit, and a unit for producing a plasma in partial regions of the coating stations
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