JPS60167420A - 多層被覆装置 - Google Patents

多層被覆装置

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JPS60167420A
JPS60167420A JP59255821A JP25582184A JPS60167420A JP S60167420 A JPS60167420 A JP S60167420A JP 59255821 A JP59255821 A JP 59255821A JP 25582184 A JP25582184 A JP 25582184A JP S60167420 A JPS60167420 A JP S60167420A
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JP
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chamber
deposition
transfer
substrate
chambers
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JP59255821A
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ホセ・マニユエル・ガレゴ
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Pilkington Group Ltd
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Pilkington Brothers Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S414/00—Material or article handling
    • Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
    • Y10S414/139—Associated with semiconductor wafer handling including wafer charging or discharging means for vacuum chamber

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  • Photovoltaic Devices (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は減圧状態で多層の被覆層を形成する装置に関す
るものである。
（従来の技術） 英国特許明細書第１５４５８９７号には光電池として使
用する半導体装置を開示しており、この半導体装置は、
グロー放電により形成した不純物のない非ドープアモル
ファスシリコンＮ　（ＪｉｌＥシリコン層）で被覆した
ザブストレートを、やはりグロー放電で形成したｎドー
プアモルファスシリコンおよびｐピー１フ 層間に挟んで形成している。このような光電池の製造に
おいて、光電池の効率を増大し、ある１つのシリコン層
が他の層を形成するのに使用する不純物が混入するのを
防止することが重要である。
従って混入汚染の恐れをなくすため個別の室内で異なる
シリコン層を堆積することが提案され、個別の真空室を
順次−列に配列してこのような光電池を大量生産する装
置が提案された。
（発明が解決しようとする問題点） しかしこのインライン式の装置の生産効率は厚い真性シ
リコン層の堆積に要する時間によって制限を受け、また
各層を堆積するのに同一寸法の室を設ける場合にはｎド
ープ層およびｐドープ層を堆積させる堆積室をむだに作
動させておかねばならない。
この問題は、ヨーロッパ特許明細書第６０６５１号に記
載の装置において軽減されている。この装置は、８個の
個別の堆積室を一列に配列し、これら堆積室に連続した
一条の被覆すべき金属箔細条を通過させる。この場合具
なる被覆層の堆積に要する堆積時間にほぼ比例する長さ
に個別の堆積室を形成しておく。これにより装置の線動
率は改善される。しかし、この装置の場合、真性シリコ
ン層の真空室は長さが長くコストが高くなるものを使用
しなければならなくなり、また連続する工程において堆
積室間の混入汚染の危険性が増大するという問題点を生
ずる。
（問題点を解決するための手段） 従って本発明多層被覆装置は、このような問題点を解決
するためサブストレート上に多層被覆を堆積させるため
、抽気可能な８個の堆積室と、これら堆積室の各々を抽
気する抽気装置と、各堆積室内でサブストレート上に１
個の被覆層を堆積させる被覆装置と、開閉自在の通口に
より前記各堆積室と連通して被覆すべきサブストレート
ラ堆積室間に転送させるための転送室と、この転送室を
抽気する抽気装置と、および転送室を経て堆積室間にサ
ブストレートを転送する転送装置とを具えたことを特徴
とする。
８個の堆積室のみを有する本発明による装置は２層の被
覆を塗布し、一方の層の堆積時間が他方の層の堆積時間
の約２倍であるものに有効である。
上述のように８層のアモルファスシリコン被覆を施すに
は少なくとも４個の堆積室を設けるとよい。
本発明の好適な実施例においては、抽気可能な４個の堆
積室と、これら堆積室の各々を抽気する抽気装置と、各
堆積室内でサブストレート上にｌ個の被覆層を堆積させ
る被覆装置と、開閉自在の通口により前記各堆積室と連
通して被覆すべきサブストレート全堆積室間に転送させ
るための転送室と、この転送室を抽気する抽気装置と、
および転送室を経て堆積室間にサブストレートを転送す
る転送装置とを具える。
堆積室および転送室を抽気するのに単独のポンプを使用
することができる。しかし少なくとも異なる被覆層を堆
積させるのに堆積室を使用する限りは、各室間の混入汚
染の危険性を少なくするために各堆積室毎にそれぞれの
抽気装置およびポンプを設けるのが好ましい。同様に転
送室にも転送室用の個別の抽気装置およびポンプを設け
るのが好ましい。装置の作動にあたり、転送室の圧力は
堆積室の圧力よりも低圧に維持するとよい。このように
すると成る堆積室から転送室に流入したいかなるガスも
他の堆積室に流入することを防止し、従って被覆層の混
入汚染を防止することができる。
各堆積室にはサブストレートに被覆層を堆積させる被覆
装置を設ける。この被覆装置の構成は堆積すべき被覆層
の性質に基づく。ガス放電によりシリコン被覆層を堆積
するのが望ましい場合には前記堆積室に被覆ガスを供給
する装置を設け、各堆積室には堆積室内でグロー放電を
発生させてサブストレート上に被覆層を堆積する電極装
置を設けるとよい。
転送室は各堆積室との間にＲ閉自在の通日を介してそれ
ぞれ遮断可能に連通させ、被覆を施すべきサブストレー
トを堆積空間に転送することができるようにする。前記
各堆積室を転送室の周囲の・円弧上に配設することによ
って装置を小型にすることができる。各堆積室は転送室
から堆積室を分離する開閉自在の通口を介して転送室に
開口させるとよい。転送室と堆積室との間の閉鎖により
堆積室と転送室との間のガスの流れを制限し、室間を気
密封鎖するとよい。
堆積室間にサブストレートを転送する転送装置を転送室
内に取付け、サブストレートを転送室から堆積室に出し
入れすることができるようにするとよい。転送装置には
転送室内に回転自在に取付けた転送アームを設けるとよ
い。堆積室は転送アームの回転軸線の周囲の円弧上に配
設し、この回転軸線に平行にまたはこの軸線から半径方
向に延びるよう設けるとよい。好適な実施例においては
、回転自在に取付けた転送アームは半径方向に往復移動
自在にし、また前記堆積室を、転送アームの回転軸線の
周囲の円弧上に配設し、この軸線から半径方向に延びる
よう設けるとよい。この実施例の使用にあたり転送アー
ムはサブストレートを担持しつつ堆積室の入０通日に隣
接する位置まで回転させ１次にサブストレートを相持し
つつ瞬接の堆積室内に半径方向に進入させてサブストレ
ートを釈放し、次いで後退させる。次に、堆積室を転送
室から閉鎖して被覆材料の層をサブストレート上に堆積
させる。この後堆積室を転送室に対して開き、転送装置
の作用によりサブストレートを堆積室から引き出し、第
２の堆積室の入口通口に隣接する位置まで回転し、上述
の手順を繰り返す。
本発明の好適な実施例においては、抽気装置を具えて被
覆すべきサブストレートを導入するための抽気可能な室
を設ける。抽気可能な室は転送室に開口させることがで
きるが、代案として堆積室のうちの１個に開口させるこ
ともできる。従って本発明の好適な実施例においては、
サブストレートを装填および／または取出し可能な開閉
自在の人口通口を有する少なくとも１個の抽気可能な入
口室および／または出口室と、この入口室および／また
は出口室を抽気する抽気装置と、この入口室および／ま
たは出口室と転送室との間にサブストレートを転送する
開閉自在の通口とを更に設ける。
更に、装置には金属層を堆積させる他の抽気可能な堆積
室を設けることもある。従って、本発明の好適な実施例
においては更に、追加の抽気可能な堆積室と、この追加
の堆積室と転送室との間の開閉自在の通口と、この追加
の堆積室を抽気する抽気装置と、この追加の堆積室内で
金属を蒸発させ、サブストレート上にこの金属の被覆層
を堆積させる加熱装置とを具える。
本発明装置によれば、同一の能力を有するインライン式
の装置に比べると重要な利点がある。即ち本発明装置は
一層小形となり、従ってコストが一層安くなる点である
。また各堆積室内における被覆プロセスおよび堆積時間
はそれぞれ独自に変化させることができ、更に、各堆積
室は他の堆積室を使用している間にも保守または変更の
ため切り離しておくこともできる。
（実施例） 本発明による多層被覆装置１は、中心にほぼ六角形断面
の転送室２を有し、この転送室２から円形断面の入口室
８と為短形断面であり、グロー放電によりアモルファス
シリコン層を堆積させるための４個の堆積室４，５．６
および７と、円形断面であり金属層を堆積させるための
堆積室８とに開口する開閉自在の通口を設ける（第１図
参照）。
堆積室８は出口室としても機能する。転送室２をポンプ
Ｐ２に弁ｖ２を介して接続して室内の空気を抽気するよ
うにし、また転送装置１２を設ける。
この転送装置１２は転送室２の中心の軸線２０の周りに
回転自在の転送アーム１８を設ける。転送機構に関して
は第６．７および８図につき後に詳細に説明する。第１
図から明らかなように、各堆積室は転送アーム１８の回
転軸線２０を中心とする円弧上に配列し、この軸線から
半径方向外方に延在させる。
入口室８に、弁３８（以下に述べる）と同様の摺動弁に
より制御される装填通口２５を設け、以下に説明するサ
ブストレートキャリヤに被覆すべきサブストレートを導
入することができるようにする。入口室をポンプＰ８に
弁ｖ８を介して接続し、室内の抽気を行うようにする。
入口室８に赤外線ヒータを設け、また入口室８を通口２
８により転送室２に開口させる。この通口２８は弁８８
（以下に説明する）と同様の摺動弁により制御する。
堆積室４，５．６および７の構造を第２図に詳細に示す
。この第２図はこれらの室のうちの１個の線図的横断面
である。各堆積室は内側の固定部２９と外側のフランジ
３２の付いた着脱部８１とにより構成し、このフランジ
３２を固定部２９に・ボルトで連結する。摺動弁８８を
堆積室の内端に設け、堆積室と転送室２との間の通口を
封鎖する。
堆積室と、室の着脱部８１に開口するダクト８４により
連結し、室内の抽気を行うポンプＰ４に弁ｖ４を介して
接続する。
入口室８、堆積室４，５，６および７並びに出口室８の
各々は摺動弁８８と同様の弁により封鎖する通口を介し
て転送室に開口させる。
サブストレートのための垂直に配置した加熱支持部材８
６を堆積室の着脱部内に設け、固定部２９に取付けた支
持部にこの加熱支持部材８６を取付ける。この加熱支持
部材８６のための絶縁した給電線８７を固定部２９に配
線する。弁８９により制御される被覆ガス供給用のダク
ト８８を室の固定部に開口させる。堆積室の着脱部８１
において加熱支持部材８６の両側でこれに平行にして平
板状の電極４１．４２を垂直にして取付ける。
金属層を堆積させるための堆積室即ち出口室８は、堆積
室４，５，６および７と同様に、内側固定部と外側着脱
部よりなる２部分構成にする。着脱部には、被覆すべき
サブストレートのためのキャリヤの回転取付支持部と、
サブストレート上に堆積すべきアルミニウムまたは他の
導電性金属を蒸発させるための電熱蒸発装置とを設ける
。堆積室８をポンプＰ８に弁■８を介して接続し、室内
を抽気することができるようにする。弁８８と同様の摺
動弁により制御する他の通口４０を堆積室８の外端に設
け、被覆したサブストレートを装置から取出すことがで
きるようにする。従って堆積室８は出口室としても作用
する。堆積室８の支持部は転送アーム１８の回転軸線の
方向に指向する水平軸線の周りに回転自在に取付ける。
この支持部は垂直に保持して転送アーム１８から装填し
たサブストレートキャリヤを受け取ることができるよう
にし、次に支持部を回転させてサブストレートキャリヤ
を水平にするとともに支持部の下方の蒸発装置によりサ
ブストレートがアルミニウムの被覆を受けるようにする
。サブストレートキャリヤが被覆すべき２個の平行なサ
ブストレートを相持するとき、サブストレートギヤリヤ
を１８０゜回転させることによって双方のサブストレー
トに被覆を設けることができる。
第８，４および５図に示すサブストレートキャリヤ５０
は１背部支持部材８０により背中合せにして互いに取付
けた２個の同一形状の軽量で矩形のキャリヤフレーム５
１．６１により構成する。
キャリヤフレーム５１．６１はそれぞれ側辺部材５２．
５８および６２，６８を有し、これら側辺を背部支持部
材８０から突出させ、それぞれ長側辺部材５４．６４に
より外端を相互連結する。側辺部材５２，５８および６
２，６８をＵ字状断面を有するものとし、長側辺部材５
４，６４はＬ字状断面をなし矩形平板状のサブストレー
トを各フレームの所定位置に保持するものとする。更に
、各キャリヤ７レームには背部支持部材８０に平行に隣
接させて側辺部材５２，５８および６２゜６８の外側表
面に保持バー５５．６５を取付ける。
側辺部材ｆｉ２，５８および６２，６８の端部５６゜５
７（および図示しない６６．６７）にテーパを付け（第
８図参照）これらテーパ付き端部は長側辺部材から突出
させる。堆積室のキャリヤ支持部材即ち加熱支持部材８
６．並びに入口室および出口室の同様の支持部材には水
平溝を設け、使用にあたりこれら水平溝にキャリヤフレ
ームの側辺部材５２．５８および６２．６８の内面を掛
合させる。使用にあたり、サブストレートキャリヤは背
部支持部材８０を垂直にして転送装置１２の転送アーム
１８に担持した状態で加熱支持部材８６に供給する。キ
ャリヤフレームの側辺部材５２１５８および６２，６８
のテーパは端部５６，５７（および図示しない６６．６
７）により側辺部材５２．５８および６２，６８を加熱
支持部材８６の溝孔に案内しやすくなる。サブストレー
トキャリヤ５０を加熱支持部材８６の所定位置に装填配
置したとき、サブストレートは一方の側面でのキャリヤ
フレームの側辺部材５２，５８．５４および６２，６８
，６４の外側保持唇状部５８，５９゜６０および６８，
６９．７０（第４図参照）と、他方の側面での加熱支持
部材８６の側面との間に挟まれた状態となる。このよう
にして、キャリヤフレームに取付けられたサブストレー
トは堆積室において加熱支持部材８６に接触しかつ平板
状の電極４１．４２に対向する。
サブストレートキャリヤ５０の背部支持部材８０を第５
図に示す。この背部支持部材８０の中心部には、サブス
トレートキャリヤ５０が転送装置１２の転送アーム１８
に掛合するための矩形開孔８１を設け、またサブストレ
ートキャリヤが転送アームに掛合するとき転送アームの
位置決めロッドが嵌合する孔８２，８８を設ける。
転送装置１２を第６，７および８図に詳細に示す。この
転送装置は水平方向に往復移動可能な転送アーム１８を
有し、この転送アーム１８はローラ８４によりレール１
６に取付けたキャリッジ１４を具える。キャリッジ１４
によりラック８５を担持し、このラック８５を、モータ
１５により駆動させるビニオン８６に掛合させ、キャリ
ッジ１４がレール１６に沿って水平方向に往復移動しう
るようにする。レール１６を支持部材８７゜８８（第７
図参照）によりターンテーブル１８上に取付け、またタ
ーンテーブル１８に相持した水平ビーム１７上に支持部
材８９により取付ける。
ターンテーブル１８をローラ９ｏにより環状支持部材１
９に対して転送室２の中心の垂直軸線２゜（第１図参照
）の周りに回転自在に支承する。モータ２１により駆動
ホイール２２を駆動し、この駆動ホイール２２はターン
テーブル１８の周縁に掛合してこのターンテーブルを回
転させる。
キャリッジ１４には、前壁９１および後壁９２、並びに
これら前壁および後壁に回転自在に取付けた長手方向に
延びる軸９８を設ける。この軸９８を、水平ビーム１７
に設けた支持部材９５に担持した固定のスリーブ９４内
で回転自在にする。スリーブ９４はカム而９６を有し、
また軸９８は互いに等間隔離れて半径方向に突出する４
個のロッド９７を有し、キャリッジ１４がレール１６に
沿って移動する際に掛合する。軸９８が第６．７および
８図に示す位置にあるとき、ロッド９７は水平方向に突
出した状態と垂直方向に突出した状態をとる。軸９８の
前端には２個の突部を有する差込連結部９８を設け、こ
れら突部は軸９８から半径方向に突出させる。軸９８が
第６．７および８図に示す状態にあるとき、この差込連
結部の２個の突部は上下に垂直方向に突出する。使用に
あたり、この差込連結部はサブストレートキャリヤ５０
の背部支持部材８０の矩形の開孔８１に掛合する。ばね
負荷環状カラー９９，１００を、軸９８の上方および下
方の位置でキャリッジ１４に設けた水平ロッド１０１．
’１０２に担持する。キャリッジ１４がサブストレート
キャリヤを受取るトキ、ロッド１０１，１０２はサブス
トレートキャリヤの背部支持部材８０の孔８２，８８に
嵌合し、カラー９９．１００を背部支持部材８０の外面
に掛合させてサブストレートキャリヤをキャリッジ１４
の所定位置に確実に位置決めする。
カム面９６を有するスリーブ９４の機能を以下に詳細に
説明する。キャリッジ１４がレールに沿って堆積室（ま
たは入口室）内に進入して背部支持部材８０がキャリッ
ジ１４に対向した状態で加熱支持部材８６に取付けられ
たサブストレートキャリヤ５０を受取るとき、差込連結
部９８の垂直に指向している突部（第７図参照）と−緒
に背部支持部材８０の開孔８１に貫入する。しかし軸９
８から上向きに突出するロッド９７がスリーブ９４のカ
ム面９６に掛合し、カム面に沿って摺動すると軸９８を
９０°にわたり回転させ、これにともなって差込連結部
９８を９００にわたり回転させ、これにより差込連結部
の突部を水平向きにし、キャリッジ１４が後退するとき
背部支持部材８０の内面に掛合しつるようにする。同時
にロッド１０１，１０２がサブストレートキャリヤ６゜
の背部支持部材８０の孔８２．８８に掛合し、ばね負荷
カラー９９，１００が背部支持部材８ｏの外面に掛合し
てサブストレートキャリヤ５０を４ヤリツジ１４の所定
位置に確実に位置決めする。
次にキャリッジ１４が更にレール１６に沿って後退する
につれてサブストレートキャリヤを加熱支持部材８６か
ら転送室２にす１き出す。次いでモータ２１および駆動
ホイール２２によりターンテーブル１８を回転すること
により転送アーム１８がサブストレートに堆積を行わせ
るべき次の堆積室（または出口室）の加熱支持部材に指
向するまで転送アーム１８を回転させる。次にキャリッ
ジ１４をレール１６に沿って前進させると、サブストレ
ートキャリヤ５０は選択された堆積室の加熱支持部材に
沿って摺動する。更にキャリッジがレール１６に沿って
前進するにつれて軸９８はスリーブ９４内で摺動し、こ
のときに上向きに指向しているロッド９７がカム面９６
に掛合して軸９８を９０°にわたり回転させ、差込連結
部９８の突部を垂直向きに転向させる。次いでキャリッ
ジ１４をレール１６に沿って後退させる。このとき差込
連結部は開孔８１から抜は出るとともに、はね負荷環状
カラー９９．１００がサブストレートキャリヤ５０の背
部支持部材８０の外面に圧着してサブストレートキャリ
ヤ５０を確実に軸９８から抜き出し、加熱支持部材８６
の所定位置に留まるようにする。転送アーム１８のキャ
リッジ１４によるサブストレートキャリヤ５０の加熱支
持部材８６に対する受渡しを所要に応じて繰り返すこと
ができる□ キャリッジ１４には係止機構１０５を設け、この構成を
第８図に示す。ディスク１０６を軸９８のキャリッジ１
４の後壁９２から突出する後端に固着する。４個のロッ
ド１０７をディスク１０６の後面から後方に突出させる
。これらロッド１０７は、軸９８の軸線の周りに軸９８
のロッド９７に対して４５°の角度をなす位置に配設す
る。
係止部材１０８の一端を軸９８の上方の枢着部１０９に
回動自在に取付けるとともに、他端はスタッド１１１に
取付けたばね１１０により下方に押下げる。第２の係止
部材１１２の一端を軸９Ｂの直径方向に関して枢着部１
０９とは反対側に設けた枢着部１１８に回動自在に取付
け、スタッド１１５に取付けたばね１１４により他端を
上方にづ１上げる。ばね負荷の係止部材１０８，１１２
は、軸９８に取付けたディスク１０６に担持したロッド
１０７に圧着してこの軸９８を休止状態に維持する。こ
のときロッド１０７は図示の位置をとり、これにより差
込連結部９８の突部は真に水平なまたは真に垂直な向き
に指向することができる。係止機能はこのように作用し
てサブストレートキャリヤ５０の背部支持部材８０に対
する差込連結部９８の掛合離脱を確実にする。
（作用） 次にガラス製のサブストレートに光電池全製造する装置
として本発明装置を使用した作用を以下に説明する。先
ず、堆積室４，５，６，７．８と転送室２との間との通
口、入口室８と転送室２との間の通口２８、および堆積
室８の出口通口４゜を閉鎖し、堆積室および転送室の抽
気をする。堆積室４，５．６および７内で堆積すべきシ
リコン層の混ざり合いを防止するため、転送室２は堆積
室４，５．６および７内の圧力よりも低い圧力になるま
で抽気し、この低圧を維持する。これにより、これら堆
積室と転送室２との間に発生するガス流は常に転送室に
向う方向となり、堆積室に向うことはない。２枚の２闘
の厚さの薄いフロートガラス板のそれぞれの片側に導電
性酸化インジウム錫を被覆したものを第８図に示すよう
に被覆面（２８、 を外側に向けてサブストレートキャリヤに取付ける。次
にこのサブストレートキャリヤを堆積室内の加熱支持部
材と同様の支持部材に・取付け、この支持部材を装填通
口２５から入口室８に導入し、サブストレートキャリヤ
の背部支持部材８０が垂直かつ転送室２に指向するよう
入口室に取付ける。
次に、装填通口を制御する弁を閉鎖し、入口室を抽気す
る。この後、入口室と転送室との間の弁を開き、ターン
テーブル１８を軸線２０の周りに回転させ、転送アーム
１８を入口室８のサブストレートキャリヤ５０に指向さ
せる。次にキャリッジ１４をレール１６に沿って前進さ
せ、サブストレートキャリヤ５０に掛合させてからこの
サブストレートキャリヤ５０を転送室２内に引き込む。
次にターンテーブル１８を回転させ、転送アーム１８を
堆積室４の加熱支持部材８６に指向させる。
堆積室４の抽気を制御する弁４を閉鎖して抽気を行った
後堆積室４と転送室２との間の摺動弁８８を開放し、キ
ャリッジ１４を堆積室４内に進入させ、加熱支持部材８
６上でサブストレートキャリ（２４□ ヤ５０に対する堆積を行う。次にキャリッジ１４をレー
ル１６に沿って後退させ、堆積室４と転送室２との間の
通口を制御する弁８８を閉鎖する。
５０％のモノシレン（５ＩＨ４）、３９．６％のアルゴ
ンおよび０．４％のジボラン（Ｂ２Ｈ６）の重量割合を
含有する被覆ガスをダクト８８から堆積室４に導入し、
弁ｖ４により堆積室が約０．５トルのガス圧に維持され
るよう調整する。ガラス製のサブストレートを加熱（電
熱）支持部材８６により約２７０°Ｃの湿度まで加熱し
たときＩ　ＫＶの直流電圧を電極４１．４２と加熱支持
部材との間に加える。この結果グロー放電を生じてモノ
シランおよびジボランを分解してガラスサブストレート
の酸化被覆面上にアモルファスシリコンのｐドープ層を
堆積する。この放電は約１０ｎｍの厚さのｐドープ層が
ガラスサブストレート上に堆積するまで持続する。この
後、電極への電圧印加をやめ、被覆ガスの供給を制御す
る弁８９を閉鎖する。堆積室４内の圧力が転送室２内の
圧力に近似する値まで低下した装弾ｖ４を閉鎖する。次
に摺動弁８８を開放してキャリッジ１４を堆積室４に進
入させ、サブストレートキャリヤ６０に掛合させ、転送
室２内に引き込む。
次にターンテーブル１８を回転させ、転送アーム１８を
堆積室５の加熱支持部材８６に向けて指向させる。次に
サブストレートキャリヤをキャリッジ１４により堆積室
５に導入し、上述したのと同様にしてｐドープ層の頂部
に約５００　ｎｍの厚さの真性シリコン層を堆積する。
ただし被覆ガスとしては１００％モノシレンを使用する
。
真性シリコン層を堆積室す内で堆積させている間、導電
性のある酸化インジウム錫を被覆した２枚の矩形フロー
トガラスを装填した次のサブストレートキャリヤが入口
室８および転送室２を経て堆積室４に導入し、酸化被覆
」二に１０　ｎｍの厚さのアモルファスシリコン１ｏの
ｐドープ層を堆積させる。この第２のサブストレートキ
ャリヤを転送装［１２により堆積室６に転送し、ｐビー
１層上に約５００　ｎｍの厚さの真性シリコン層を堆積
させる。
堆積室５内での真性シリコン層の堆積が完了したとき、
最初のサブス”ｔレートキャリヤを転送装置１２により
転送室を経て堆積室５から堆積室７に転送する。この堆
積室７内で約２０　ｎｍの厚さのアモルファスシリコン
のｎドープ層を真性シリコン層上上上述と同様にして堆
積させる。ただし被覆ガスとしては６０％のモノシラン
、８９．６％のアルゴンおよび０．４％のホスフィン（
ＰＨ８）の重量割合のガスを使用する。次にサブストレ
ートキャリヤを転送装置１２により転送室２を経て堆積
室８に転送し、既知の方法でｎドープシリコン層上に２
００　ｎｍの厚さのアルミニウム層を堆積させる。この
ように被覆したサブストレートを相持するキャリヤを堆
積室８の外端の出口通口を経て装置から取出す。
最初のサブストレートキャリヤを堆積室７から引き出し
、堆積室６内で第２のサブストレートキャリヤ上に真性
シリコン層をサブストレート上に堆積した後、第２のサ
ブストレートキャリャヲ転送装置により転送室２から堆
積室７に転送し、真性シリコン層上に約２０１ｍの厚さ
のｎドー・ブシリコン層を堆積する。次に転送装置１２
により転送室２を経て堆積室８に転送し、ｎドープシリ
コン層上に既知の方法で約２００　ｎｍの厚さのアルミ
ニウム層を堆積させ、この後堆積室８の外端の出口通口
を経て装置から取り出す。
（効果） 次に堆積室４を抽気した後直ぐに他のサブストレートを
この堆積室４に導入することができ、従って上述のプロ
セスにおいて装置の生産能カバ堆積室４，５内での比較
的厚い真性シリコン層を堆積するに要する時間によって
制限される。しかし、真性シリコン層を堆積するための
室を２個設けたことにより、ｐドープ層、真性層および
ｎドープ層を堆積させるための同一寸法の８個の室を有
するインライン装置で１個だけの真性シリコン要用堆積
室しかないのに比べるとほぼ２倍の生産能力を有する。
装置の生産能力は、真性シリコン層を堆積するための室
を更に付加する、例えばへ角形状の構成にすることによ
り更に向上させることができる。へ角形状構成を使用す
ると、入口室および出口室の外にシリコン層を堆積する
ための６個の堆積室を設けることになる。６個の堆積室
のうち４個の室を真性シリコン層の堆積に使用し、他の
２個の室の一方はｐドープ層の堆積室とし、他方はｎド
ープ層の堆積室とする。
連続インライン装置に比べると本発明による装置の他の
利点は、各個別の室内での堆積時間が室内寸法を変更す
ることなくまた室内寸法に無関係に変更することができ
る点である。更に、堆積室を転送室に開口できる構成と
したため、成る室を他の室の作業に影響を与えることな
く不稼動にしたり変更または保守のため取外すこともで
きるという利点がある。ガス放電堆積に使用する室の保
守は、室壁を電極として使用し電極４１．４″２のよう
な別個の電極を設ける必要をなくすことによって一層簡
単になる。この場合、少なくとも堆積室の外側の着脱部
を導電材料、例えばステンレス＠（実際はすべての室を
製造するのに適した材料である）とし、Ｐ’ｌ’ＦＥ絶
縁ガスケットにより内側の固定部２９から電気的に絶縁
するとよい。加熱支持部材８６をアースすればガラス製
サブストレートおよびサブストレートキャリヤをアース
したことになり、また適当なＲＦ源またはＤＣ電源に接
続した室壁はアースに対して負の電位差になる。所要に
応じ、ガラス製の絶縁部材を室の頂壁底壁および端壁に
配置し、ガス放電がガラス製サブストレートにほぼ直交
する向きに確実に生ずるようにすることができる。代案
として、ガス放電がガラス製サブストレートの平面に平
行な壁部から生じ、他の壁部からはほとんど放電しない
よう室の寸法を決めることによってこのような絶縁部材
を使用しないでおくこともできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による装置およびその転送機構のレイ
アウトを示す線図的平面図、 第２図は、第１図の装置の堆積室の拡大横断面図、 第８図は、本発明装置に使用するサブストレートキャリ
ヤの側面図、 第４図は、第８図のＩＶ−ＩＶ線上の断面図、第５図は
、第８図の矢印■の方向から見た端面図、 第６図は、第８図に示ず係止機構の細部を省略した第１
図に示す転送機構の拡大平面図、第７図は、係止機構の
細部を省略した第６図の■−■線上の縦断面図、 第８図は、第７図における矢印■の方向から見た係止機
構の拡大後面図である。 ｌ・・・多層被覆装置　２・・・転送室８・・・入口室 ４．５，６．７・・・堆積室 ８・・・出口室（堆積室）１２・・・転送装置１８・・
・転送アーム　１４・・・キャリッジ１６・・・レール
　１７・・・水平ビーム１８・・・ターンテーブル　１
９・・・環状支持部材２１・・・モータ　２２・・・駆
動ホイール２５・・・装填通口　２８・・・通口 ２９・・・固定部　８１　、４０・・・着脱部８２・・
・フランジ　８８・・・弁（摺動弁）８４　、８８・・
・ダクト８６・・・加熱支持部材８７・・・給ｉ！線　
４１　、４２・・・電極５０・・・サブストレートキャ
リヤ ５１　、６１・・・キャリヤフレーム ５２　、５８　、　Ｈ、６８・・・側辺部材５４　、６
４・・・長側辺部材　５５　、６５・・・保持バー５６
　、５７・・・テーパ付き端部 ８０・・・背部支持部材　８１・・・開口９８・・・軸
　９４・・・スリーブ ９６・・・カム面９７　、１０７−・・ロッド９８・・
・差込連結部 ９９　、１００・・・ばね負荷環状カラー１０１　、１
０２・・・水平ロッド １０５・・・係止機構　１０６・・・ディスク１０８　
、１１２・・・係止部材　１１０　、１１４・・・ばね
１１１　、１１５・・・スタッド 特許出願人　ピルキントン・ブラザーズ・ピーエルシー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　サブストレート上に多層被覆を堆積させるため、抽
    気可能な８個の堆積室と、これら堆積室の各々を抽気す
    る抽気装置と、各堆積室内でサブストレート上に１個の
    被覆層を堆積させる被覆装置と、開閉自在の通口により
    前記各堆積室と連通して被覆すべきサブストレートを堆
    積室間に転送させるための転送室と、この転送室を抽気
    する抽気装置と、および転送室を経て堆積室間にサブス
    トレートを転送する転送装置とを具えたことを特徴とす
    る多層被覆装置。 λ　抽気可能な４個の堆積室と、これら堆積室の各々を
    抽気する抽気装置と、各堆積室内でサブストレート上に
    １個の被覆層を堆積させる被覆装置と、開閉自在の通口
    により前記各堆積室と連通して被覆すべきサブストレー
    トを堆積室間に転送させるための転送室と、この転送室
    を抽気する抽気装置と、および転送室を経て堆積室間に
    サブストレートを転送する転送装置とを具えたことを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の多層被覆装置。 ＆　前記各堆積室を転送室の周囲の円弧上に配設したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１または２項記載の多
    層被覆装置。 表　前記転送室は、この転送室内に回転自在に取付けた
    転送アームを有するものとしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第１ないし８項・のうちいずれか−項に記載の
    多層被覆装置。 氏　前記堆積室を、転送アームの回転軸線の周囲の円弧
    上に配設し、この軸線から半径方向に延びるように設け
    たことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の多層被
    覆装置。 ａ　サブストレートを装填および／または取出し可能な
    開閉自在の入口通口を有する少なくとも１個の抽気可能
    な入口室および／または出口室と、この入口室および／
    または出口室を抽気する抽気装置と、この入口室および
    ／または出口室と転送室との間にザブストレートを転送
    する開閉自在の通口とを更に設けたことを特徴とする特
    許請求の範囲第１ないし５項のいずれか一項に記載の多
    層被覆装置。 Ｉ　前記堆積室に被覆ガスを供給する装置を設け、各堆
    積室には堆積室内でグロー放電を発生させてザブストレ
    ート上に被覆層を堆積する電極装置を設けることを特徴
    とする特許請求の範囲第１ないし６項のいずれか一項に
    記載の多層被覆装置。 ＆　更に、追加の抽気可能な堆積室と、この追加の堆積
    室と転送室との間の開閉自在の通口と、この追加の堆積
    室を抽気する抽気装置と、この追加の堆積室内で金属を
    蒸発させ、ザブストレート上にこの金属の被覆層を堆積
    させる加熱装置とを具えたことを特徴とする特許請求の
    範囲第１ないし７項のいずれか一項に記載の多層被覆装
    置。
JP59255821A 1983-12-05 1984-12-05 多層被覆装置 Pending JPS60167420A (ja)

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