JPS58180227A - 複数の反応室を備えた能率的プラズマ処理装置 - Google Patents
複数の反応室を備えた能率的プラズマ処理装置Info
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- JPS58180227A JPS58180227A JP57064448A JP6444882A JPS58180227A JP S58180227 A JPS58180227 A JP S58180227A JP 57064448 A JP57064448 A JP 57064448A JP 6444882 A JP6444882 A JP 6444882A JP S58180227 A JPS58180227 A JP S58180227A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/568—Transferring the substrates through a series of coating stations
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
てアモルファスノリコン太陽電池等を製造するだめの、
その製造手段を能率化しかつ品質を一定化するのに優れ
ると共に全体が嵩張らないようコンパクトに組立て得る
ようにした装置に係る。１９７５年にスピア−（ Ｓｐ
ｅａｒ ）らにより、モノ７ラン（ＳｉＨ４）をグロー
放電下で分解することによって形成されたアモルファス
ノリコンに価電子制御が可能であることが報告されて以
来、低コスト太陽！池の実現に向けてアモルファスノリ
コンの製法が数々報告されて来た。
その製造手段を能率化しかつ品質を一定化するのに優れ
ると共に全体が嵩張らないようコンパクトに組立て得る
ようにした装置に係る。１９７５年にスピア−（ Ｓｐ
ｅａｒ ）らにより、モノ７ラン（ＳｉＨ４）をグロー
放電下で分解することによって形成されたアモルファス
ノリコンに価電子制御が可能であることが報告されて以
来、低コスト太陽！池の実現に向けてアモルファスノリ
コンの製法が数々報告されて来た。
そして最近までのアモルファスノリコン太陽電池の製造
法は、参考図１に示すようにＲＦ電源（参−１１ ）か
ら電力を受ける一対の平行電極（参一４）でプラズマを
発生させ、下方の電極−ヒに載置されたガラス板、金属
板、プラスチック材料などの処理基板（参−３）上に真
空ポンプ（参一１５）で排気され、減圧下にあるプラズ
マ反応室（参−１）の外より供給されたモノ／ラフガス
（参一１３）の分解生成物を堆積させるものであったし
かしこの場合、太陽電池としての構成要素であるｐｎ接
合を得るためにドーパントとしてのポロン、す／などを
注入すべく同一反応室内へ必要な濃度のジボラン（参−
１２）、とかフォスフイン（参−１４）のガスを供給す
ることが必要になる。また、ｐｉｎ構造の太陽電池を得
るために各層を同一反応室内で形成しているが、実際に
は１層が１戸位いの膜厚であるのに対してｐ層及びｎ層
は極めて薄く、同一反応条件では層形成が非能率的とな
る。さらに問題点はｐ形及びｎ形ドーパントの反応室内
壁への残留による相互汚染があるので、ｐｎ接合又はｐ
、ｉ、ｎｌの各層の形成は夫々専用のプラズマ反応室に
よる分離型プラズマ反応装置で夫々の膜形成を行う方式
が考察されている。参考図２はその分離型プラズマ反応
装置によるアモルファスシリコン太陽電池の連続形成法
の一例であって、反応準備室（参−２）に装填された処
理基板（参−３）は矢印の方向に順次ｐ１ ｉ、ｎの各
層反応室（参−１）へと′送り込まれる。それら各反応
室間はゲートバルブ（参−５）によって仕切られており
、また各反応室は夫々真空ポンプ（参−１５）によって
排気されている。そして、ＲＦ電源（参−１１）から夫
々の反応室に電力が供給され、ジボラン含有モノシラン
系（参−１２）、モノンラノ系（参−１３）及びフォス
フイン含有モノ７ラン系（参−１４）は夫々他穐の残留
物質の存在からくる汚染の障害を受けることなく各Ｐ、
ｉ、ｎ層の形成を行い得るようになっており、まだ各層
が堆積形成された処理基板（参−３）は最終的に取出準
備室（参−１６）からそのゲートバルブを経て外部へ取
出されるものである。この装置では各層の形成に原理的
な問題となるものはないが、実際の製造プロセスとして
実施するうえで次のような難点が存在する。即ち、各準
備室及び各反応室が直線的に連続しているだめに装置全
体の寸法が巨大化し、各ゲートバルブを介しての処理基
板の移送が困難であり、かつ各層、−トバルブを初めと
して装置全体の構造が複雑となって装置コスト及び製造
コストが高くなるなどである。
法は、参考図１に示すようにＲＦ電源（参−１１ ）か
ら電力を受ける一対の平行電極（参一４）でプラズマを
発生させ、下方の電極−ヒに載置されたガラス板、金属
板、プラスチック材料などの処理基板（参−３）上に真
空ポンプ（参一１５）で排気され、減圧下にあるプラズ
マ反応室（参−１）の外より供給されたモノ／ラフガス
（参一１３）の分解生成物を堆積させるものであったし
かしこの場合、太陽電池としての構成要素であるｐｎ接
合を得るためにドーパントとしてのポロン、す／などを
注入すべく同一反応室内へ必要な濃度のジボラン（参−
１２）、とかフォスフイン（参−１４）のガスを供給す
ることが必要になる。また、ｐｉｎ構造の太陽電池を得
るために各層を同一反応室内で形成しているが、実際に
は１層が１戸位いの膜厚であるのに対してｐ層及びｎ層
は極めて薄く、同一反応条件では層形成が非能率的とな
る。さらに問題点はｐ形及びｎ形ドーパントの反応室内
壁への残留による相互汚染があるので、ｐｎ接合又はｐ
、ｉ、ｎｌの各層の形成は夫々専用のプラズマ反応室に
よる分離型プラズマ反応装置で夫々の膜形成を行う方式
が考察されている。参考図２はその分離型プラズマ反応
装置によるアモルファスシリコン太陽電池の連続形成法
の一例であって、反応準備室（参−２）に装填された処
理基板（参−３）は矢印の方向に順次ｐ１ ｉ、ｎの各
層反応室（参−１）へと′送り込まれる。それら各反応
室間はゲートバルブ（参−５）によって仕切られており
、また各反応室は夫々真空ポンプ（参−１５）によって
排気されている。そして、ＲＦ電源（参−１１）から夫
々の反応室に電力が供給され、ジボラン含有モノシラン
系（参−１２）、モノンラノ系（参−１３）及びフォス
フイン含有モノ７ラン系（参−１４）は夫々他穐の残留
物質の存在からくる汚染の障害を受けることなく各Ｐ、
ｉ、ｎ層の形成を行い得るようになっており、まだ各層
が堆積形成された処理基板（参−３）は最終的に取出準
備室（参−１６）からそのゲートバルブを経て外部へ取
出されるものである。この装置では各層の形成に原理的
な問題となるものはないが、実際の製造プロセスとして
実施するうえで次のような難点が存在する。即ち、各準
備室及び各反応室が直線的に連続しているだめに装置全
体の寸法が巨大化し、各ゲートバルブを介しての処理基
板の移送が困難であり、かつ各層、−トバルブを初めと
して装置全体の構造が複雑となって装置コスト及び製造
コストが高くなるなどである。
本発明はこのような分離型装置の特長を活かしつつ前述
の諸難点を克服し、最も合理的にかつ低コストで連続的
に薄膜を形成し得るプラズマ処理装置を提供することを
目的とする。
の諸難点を克服し、最も合理的にかつ低コストで連続的
に薄膜を形成し得るプラズマ処理装置を提供することを
目的とする。
本発明は複数のプラズマ反応室に接してそれらに共用の
反応準備室を設けると共に処理基板を同伴する、反応準
備室と各プラズマ反応室間の出入が自在となる構造にさ
れた一方の電極をしてその反応準備室内での回動を介し
て各プラズマ反応室への出入位置間を自在に移動し得る
ようにすることによって各反応ガス間に他のガスによる
汚染が無くて性能に優れると同時にコンパクトで操作も
容易となるプラズマ処理装置を得るのであるが、その実
施例を示す図面に基いて肝述すれば次のとおりである。
反応準備室を設けると共に処理基板を同伴する、反応準
備室と各プラズマ反応室間の出入が自在となる構造にさ
れた一方の電極をしてその反応準備室内での回動を介し
て各プラズマ反応室への出入位置間を自在に移動し得る
ようにすることによって各反応ガス間に他のガスによる
汚染が無くて性能に優れると同時にコンパクトで操作も
容易となるプラズマ処理装置を得るのであるが、その実
施例を示す図面に基いて肝述すれば次のとおりである。
上部に、３個のプラズマ反応室（１） （１５ｏｊ並び
に着脱自在のカップ状頂部ａηを有する基板出入室０匂
が平面で・一円周上にかつ相互に９０の角度間隔で配設
された装置本体α樽の下部に、それらプラズマ反応室並
びに基板出入室のすべてに接してそれら共用の反応準備
室（２）を設けると共に、前述の円周の中心・を軸とし
て回転自在となる円板部上に、平面で前述の円周と同一
の円周上にかつ相互に９０ｍの角度間隔で、ｍ而に載置
される処理基板（３）を同伴すべきプラズマ発生用の各
一方の電極の４個（４） （４’＋ （４’） （４７
を夫々配置立設し、その円板ＯＩをその下方に連設され
た回転軸（イ）を操作して鎖線及び鎖線矢印で示すごと
く上下に移動させ、また９０ずつ回転させることによっ
てそれらの各一方電極（４） （４’） （４”ｌ （
ｆｆ’＋の、反応準備室（２）内から各プラズマ反応室
（１） （Ｉｓ ＜５並びに基板出入室ａＱ内の定位置
への進入及びそれらの定位置からの反応準備室α→内へ
の退出を自在に行い得るようにし、また反応準備室０Ｑ
内での各プラズマ反応室並びに基板出入室への出入位置
間の移動を自在に行い得るようにしてなるプラズマ処理
装置である。
に着脱自在のカップ状頂部ａηを有する基板出入室０匂
が平面で・一円周上にかつ相互に９０の角度間隔で配設
された装置本体α樽の下部に、それらプラズマ反応室並
びに基板出入室のすべてに接してそれら共用の反応準備
室（２）を設けると共に、前述の円周の中心・を軸とし
て回転自在となる円板部上に、平面で前述の円周と同一
の円周上にかつ相互に９０ｍの角度間隔で、ｍ而に載置
される処理基板（３）を同伴すべきプラズマ発生用の各
一方の電極の４個（４） （４’＋ （４’） （４７
を夫々配置立設し、その円板ＯＩをその下方に連設され
た回転軸（イ）を操作して鎖線及び鎖線矢印で示すごと
く上下に移動させ、また９０ずつ回転させることによっ
てそれらの各一方電極（４） （４’） （４”ｌ （
ｆｆ’＋の、反応準備室（２）内から各プラズマ反応室
（１） （Ｉｓ ＜５並びに基板出入室ａＱ内の定位置
への進入及びそれらの定位置からの反応準備室α→内へ
の退出を自在に行い得るようにし、また反応準備室０Ｑ
内での各プラズマ反応室並びに基板出入室への出入位置
間の移動を自在に行い得るようにしてなるプラズマ処理
装置である。
（１） （１’） ０’）並びに基板出入室ＯＱ内の定
位置へ進入させたときに、円板０り上面は各プラズマ反
応室及び基板出入室がその底部に具備するリング状ガス
ケット（７）を押圧して各プラズマ反応室及び基板出入
室の電極出入口（８）を密閉し、その電極を退出させる
ときにはその電極出入口が開放されるというように各プ
ラズマ反応室並びに基板出入室のゲートバルブ（５）の
開閉動作が電極のそれら各室への出入動作によって自動
的に行われるようになっている。なお、図面符号の（９
）及び００は各プラズマ反応室内に固設される他方の電
極及び電力のリード線を夫々示している。
位置へ進入させたときに、円板０り上面は各プラズマ反
応室及び基板出入室がその底部に具備するリング状ガス
ケット（７）を押圧して各プラズマ反応室及び基板出入
室の電極出入口（８）を密閉し、その電極を退出させる
ときにはその電極出入口が開放されるというように各プ
ラズマ反応室並びに基板出入室のゲートバルブ（５）の
開閉動作が電極のそれら各室への出入動作によって自動
的に行われるようになっている。なお、図面符号の（９
）及び００は各プラズマ反応室内に固設される他方の電
極及び電力のリード線を夫々示している。
以上のようなプラズマ処理装置では、基板出入室ＯＱの
カップ状頂部０７）を取外して処理基板（３）を前述の
上下動自在の電極（ｊ上に載置し、各真空排気口（６）
から排気しつつ減圧雰囲気となった反応準備室（４）内
へ各電極（４） （４５＜ｉ’＞ ＜Ａを円板０１の回
転軸（１）を操作することによって下降させたうえでそ
の回転軸−を９０°回転させてその各電極（４）（４’
ｌ （４ｔ （”：間を次の各プラズマ反応室（１）
（１’） ｏＪ及び基板出入室０！の直下位置へ移動さ
せ、のち直ちに捷だ回転軸−を操作してその各電極を各
プラズマ反応室及び基板出入室の所定位置まで上昇させ
て各ゲートバルブ（５）を閉止の状態に維祷させる。こ
れらの操作は連続的に行われ、この間の各プラズマ反応
室は真空ポンプで充分に排気されており、また各プラズ
マ反応室へ導入されるジボラン、モノシラン及びフォス
フイノなどのガスはその導入量が個別に制御される。そ
してＲＦ電源０υからは１３．５６メガヘルノの高周波
電圧が各プラズマ反応室内の固定電極（９）へ印加され
る。
カップ状頂部０７）を取外して処理基板（３）を前述の
上下動自在の電極（ｊ上に載置し、各真空排気口（６）
から排気しつつ減圧雰囲気となった反応準備室（４）内
へ各電極（４） （４５＜ｉ’＞ ＜Ａを円板０１の回
転軸（１）を操作することによって下降させたうえでそ
の回転軸−を９０°回転させてその各電極（４）（４’
ｌ （４ｔ （”：間を次の各プラズマ反応室（１）
（１’） ｏＪ及び基板出入室０！の直下位置へ移動さ
せ、のち直ちに捷だ回転軸−を操作してその各電極を各
プラズマ反応室及び基板出入室の所定位置まで上昇させ
て各ゲートバルブ（５）を閉止の状態に維祷させる。こ
れらの操作は連続的に行われ、この間の各プラズマ反応
室は真空ポンプで充分に排気されており、また各プラズ
マ反応室へ導入されるジボラン、モノシラン及びフォス
フイノなどのガスはその導入量が個別に制御される。そ
してＲＦ電源０υからは１３．５６メガヘルノの高周波
電圧が各プラズマ反応室内の固定電極（９）へ印加され
る。
かくして最初のプラズマ反応室（１）内で処理基板（３
）はｐ層の形成を受けるがその・後紡述した操作の繰返
しによって次のプラズマ反応室内で１層の形成を受け、
また同様に三番目のプラズマ反応室（１１内でｎ層の形
成を受けてｐ、１、ｎ層の形成を完了したのち、基板出
入室Ｑ〜に至り、その基板出入室の大気開放を待ってカ
ップ状頂部０ηが開かれ、装置外へ取出されることにな
る。
）はｐ層の形成を受けるがその・後紡述した操作の繰返
しによって次のプラズマ反応室内で１層の形成を受け、
また同様に三番目のプラズマ反応室（１１内でｎ層の形
成を受けてｐ、１、ｎ層の形成を完了したのち、基板出
入室Ｑ〜に至り、その基板出入室の大気開放を待ってカ
ップ状頂部０ηが開かれ、装置外へ取出されることにな
る。
このように本発明の連続的処理装置によれば、従来法の
処理性能を満足させながら装置をコンパクトな状態に保
った侭で自在に反応室を増加させることができ、装置コ
スト及び製造コストを逓減させつつ能率的な太陽電池等
の製造を可能にする。また、従来の装置では処理基板の
移動と各プラズマ反応室間のゲートバルブの開閉はそれ
ぞれ別個の分離した機構となるためにそのゲートバルブ
の構造は勢い複雑となるが本発明の装置では処理基板の
移動動作とゲートバルブの開閉動作とを連動させること
が容易となってゲートバルブの簡略化に貢献する。殊に
前述の５ごとく処理基板を同伴すべき電極の各プラズマ
反応室への出入動作が一方でそのゲートバルブの開閉動
作を直接兼ねる構造となればその貢献度は更に犬となる
。
処理性能を満足させながら装置をコンパクトな状態に保
った侭で自在に反応室を増加させることができ、装置コ
スト及び製造コストを逓減させつつ能率的な太陽電池等
の製造を可能にする。また、従来の装置では処理基板の
移動と各プラズマ反応室間のゲートバルブの開閉はそれ
ぞれ別個の分離した機構となるためにそのゲートバルブ
の構造は勢い複雑となるが本発明の装置では処理基板の
移動動作とゲートバルブの開閉動作とを連動させること
が容易となってゲートバルブの簡略化に貢献する。殊に
前述の５ごとく処理基板を同伴すべき電極の各プラズマ
反応室への出入動作が一方でそのゲートバルブの開閉動
作を直接兼ねる構造となればその貢献度は更に犬となる
。
なお、前述の実施例では処理基板（３）を同伴して各プ
ラズマ反応室（１）（１’）・・・などの内部へ出入す
べき一方の電極（４） （４’ｌ ＜ａ’ｒ （！′）
をそれら反応室及び基板出入室０Ｑの数と同数の４個と
しているが、必ずしもそのように同数とすることは必要
でなく、多数の処理基板を処理するには多少、能率が低
下するが１個、２個或いは３個としても処理操作に支障
を来すことがないのはもとよりである。
ラズマ反応室（１）（１’）・・・などの内部へ出入す
べき一方の電極（４） （４’ｌ ＜ａ’ｒ （！′）
をそれら反応室及び基板出入室０Ｑの数と同数の４個と
しているが、必ずしもそのように同数とすることは必要
でなく、多数の処理基板を処理するには多少、能率が低
下するが１個、２個或いは３個としても処理操作に支障
を来すことがないのはもとよりである。
更に、前述の実施例では装置本体０１１９上に各プラズ
マ反応室（１） （１’＋ （１’５のほかに基板出入
室ＯＱを設けるようにしているが、この基板出入室の存
在も操作に必要不可欠といったものではなく、プラズマ
反応室の１個をこの基板出入室と兼用できる構造として
おくことなどによって除外もしくは他の構成要素に吸収
させ得るものであることはいうまでもない。
マ反応室（１） （１’＋ （１’５のほかに基板出入
室ＯＱを設けるようにしているが、この基板出入室の存
在も操作に必要不可欠といったものではなく、プラズマ
反応室の１個をこの基板出入室と兼用できる構造として
おくことなどによって除外もしくは他の構成要素に吸収
させ得るものであることはいうまでもない。
（１） （１’） ｎｊ・・・プラズマ反応室、（２）
・・・反応準備室、（３）・・・処理基板、（４）＜Ａ
＜４７＜ａｌ・・・一方の電極、（９）・・・他方の
電極、０１）・・・ＲＦ電源、０１・・・円板、翰・・
・回転軸 特許出願人
・・・反応準備室、（３）・・・処理基板、（４）＜Ａ
＜４７＜ａｌ・・・一方の電極、（９）・・・他方の
電極、０１）・・・ＲＦ電源、０１・・・円板、翰・・
・回転軸 特許出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ］−複数のプラズマ反応室（１） （１’ｌ・・に接し
てそれらに共用の反応準備室（２）を設けると共に、処
理基板（３）を同伴すべき、反応準備室（２）と各プラ
ズマ反応室（１） （１’）・・・間の出入が自在であ
る一方の電極（４） （４Ｓ・・・をしてその反応準備
室（２）内での回動を介して各プラズマ反応室（１）
（１旨への出入位置間を自在に移動し得るようにしたこ
とを特徴とするプラズマ処理装置 ２特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置におい
て、該各プラズマ反応室（１）（Ｉｓ・・が該一方の電
極（４）（４１・・・の反応準備室（２）と各プラズマ
反応室（］、） （Ｉｓ−，間の出入動作によって開閉
するゲートパルプ（５）を具備するもの
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064448A JPS58180227A (ja) | 1982-04-17 | 1982-04-17 | 複数の反応室を備えた能率的プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064448A JPS58180227A (ja) | 1982-04-17 | 1982-04-17 | 複数の反応室を備えた能率的プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58180227A true JPS58180227A (ja) | 1983-10-21 |
| JPS6324412B2 JPS6324412B2 (ja) | 1988-05-20 |
Family
ID=13258541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57064448A Granted JPS58180227A (ja) | 1982-04-17 | 1982-04-17 | 複数の反応室を備えた能率的プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58180227A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116370A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Toshiba Corp | 薄膜形成装置 |
| EP0144229A2 (en) * | 1983-12-05 | 1985-06-12 | Pilkington Plc | Improvements in or relating to coating apparatus |
| JPS60211856A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-10-24 | テーガル・コーポレーション | 物品処理方法及びウエハ処理方法 |
| FR2594102A1 (fr) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Stein Heurtey | Installation flexible automatisee de traitement thermochimique rapide |
| EP1097252A1 (en) * | 1998-07-10 | 2001-05-09 | ASM America, Inc. | Multi-position load lock chamber |
| WO2006106779A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 不純物導入装置及び不純物導入方法 |
| JP2013511823A (ja) * | 2009-11-17 | 2013-04-04 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | ワークピースの注入処理を制御可能に実行する装置および方法 |
-
1982
- 1982-04-17 JP JP57064448A patent/JPS58180227A/ja active Granted
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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