JPS61157682A - 蒸着用マスクの保持方法 - Google Patents

蒸着用マスクの保持方法

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JPS61157682A
JPS61157682A JP27750484A JP27750484A JPS61157682A JP S61157682 A JPS61157682 A JP S61157682A JP 27750484 A JP27750484 A JP 27750484A JP 27750484 A JP27750484 A JP 27750484A JP S61157682 A JPS61157682 A JP S61157682A
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JP
Japan
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substrate
mask
vapor deposition
holder
side electrode
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Pending
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JP27750484A
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English (en)
Inventor
Osamu Nakamura
修 中村
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Toa Nenryo Kogyyo KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50Substrate holders

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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】 −の11 4−愈1111斗 −語σl+某薯プスiの厚緋古棲に
間し、特に真空反応槽内に導入された原料ガスを3高周
波電圧の印加の下に基板側電極に取付けられた基板にマ
スクを介してパターニングを行なうようにしたプラズマ
CVD装置における蒸着マスクの保持方法に関するもの
である0本発明は、種々のマスキング工程時に有効に適
用し得るものであるが、プラズマCVD法によるアモル
ファスシリコン製膜時のマスキング方法に最も好適に利
用されると思われるので、本明細書ではアモルファスシ
リコン製膜時のマスキング方法に関連して説明する。
従m術 近年、アモルファス半導体、例えばアモルファスシリコ
ンを使用した太陽電池が、特に製造が比較的容易であり
又低コスト化が可能であるため現在電卓や時計などの小
電力発生用の電源として広く使用されている。
しかしながら、アモルファスシリコン太陽電池の単位面
積当りの出力は極めて小さく、従って実用に供し得る大
電力を発生ムるために集積型アモルファス太陽電池が開
発されている。通常斯る集積型アモルファス太陽電池は
、1枚の絶縁基板上に複数個のセルを形成し、各セルを
パターニングによって透明電極及び裏面電極を通じて隣
接するセルとそれぞれ直列に接続する構成とされる。
又、このような集積型アモルファス太陽電池の製造には
プラズマCVD法が盛んに使用され、透明電極のパター
ニング工程、アモルファスシリコンのpinの各種の製
膜工程及び裏面電極の蒸着工程にそれぞれマスキングが
必要とされる。
このプラズマCVD法は、例えば第2図に示すように、
真空槽lのm個に原料ガス供給孔8を形成し、対向する
側にガス排出口9を設け、シラン(S i H4) 、
ジシラン(S iz H6)等の原料ガスは真空槽lの
ガス供給孔8からガス排出口9へと真空槽内部に対向配
置された上部電極(基板側電極)2と下部電極(高周波
印加電極)4との間を波動するようにして供給され、両
電極2.4間には高周波電源7から適当な周波数の電圧
が印加され、電極間にプラズマ分解域を形成し、原料ガ
スを分解して基板(図示せず)にアモルファス半導体等
のサンプルを製膜する構成とされる。
上記構成のプラズマCVD装置において、従来2通りの
マスキング法が採用されている。つまり、第1の方法は
CVD装置の下部電極4を基板側電極とし該電極上に基
板、マスクを重ねて置く方法であり、第2の方法は基板
側電極2を上部電極とするか或いは基板側電極及び高周
波電極とも鉛直に配置し、基板側電極に基板、マスクを
固定する方法である。
が  しようと る、1へ 基板を下部電極4にセットする方法は、マスクを基板上
に置くだけでよいが生成したパウダー等によりピンホー
ル等を生じ易いという欠点がある。そのために通常は、
基板側電極を上部電極とするか或いは鉛直配置とされる
。第3図には基板側電極を上部電極とした場合の構成が
示される。
第3図にて、マスク14及び基板lOは、基板−J? 
+L J/  I 9 Lデでl−5R雷掻2に歯針け
られる。更に詳しく言えば、基板ホルダー12に形成さ
れた開口部16の周辺に凹部18を設け、該凹部18に
てマスク14及び基板lOを担持するべく該マスク14
及び基板lOをこの順で落し込み、次で該基板ホルダー
12を止めねじ20にて上部電極2に固定する構造とさ
れる。
このような構造では、各構成部材を如何に精度よく加工
したとしても、各部材間の熱膨張率に差があるために、
どうしてもマスクの基板からの浮き上り、蒸着アモルフ
ァス層の回り込みが生じ。
大面積基板(10cm角以上)へのマスク使用が不可俺
であった。そのため集積型用のパターン化したアモルフ
ァス層を製膜するには、先ずアモルファス層をベタ打し
、その後湿式エツチング又はレーザートリミング等でパ
ターン化せねばならなかった。斯る工程は極めて煩雑で
好ましいものではない。
魚」LΩ」L匝 それ故、本発明の目的は、マスクの基板への密着性が優
れ、蒸着回り込みを大幅に低減し、十分切れの良いパタ
ーン化した製膜を行なうことのできる蒸着用マスクの保
持方法を提供することである。
本発明の他の目的は、大面積の集積型アモルファス太陽
電池を極めて効率良く製造することのできる蒸着用マス
クの保持方法を提供することである。
。 占    るための 上記目的は本発明によって達成される。要約すれば本発
明は、基板を収容し得る開口を有した基板ホルダーを設
け、基板と該基板ホルダーとの間に段差が生じないよう
にして前記開口に基板を装着し、更に前記基板及び基板
ホルダーを覆って蒸着用マスクを配置し、該蒸着用マス
クを前記基板と共に基板側電極に固定することによって
前記基板ホルダーの開口内に配置された基板も又該蒸着
用マスクによって基板側電極に取付けられるようにした
蒸着用マスクの保持方法である0本発明の好ましい実施
態様によると、蒸着用マスクは基板ホルダーより線膨張
率の小さな材質にて作製され、好ましくは、基板ホルダ
ーはステンレス鋼で作製し、蒸着用マスクはモリブデン
、タングステン、チタン又はクロムにて作製される。
上記発明に関連した他の発明は、基板側電極に基板を収
容し得る凹所を設け、該基梶と該基板側電極との間に段
差が生じないようにして前記凹所に基板を装着し、次い
で前記基板を覆って蒸着用マスクを配置し、該蒸着用マ
スクを基板側電極に固定することによって前記基板も又
基板側電極に取付けられるようにした蒸着用マスクの保
持方法である。
第1図を参照して本発明に係る蒸着用マスクの保持方法
について更に詳しく説明する。
本発明に従えば、基板ホルダー12は基板10と同じ厚
さの部材にて作製され、且つ該基板10を収容し得る開
口16が形成される。従って、基板10を収納した状態
で基板ホルダー12を基板側電極1本実施例では上部電
極2にセットした時に基板lOと基板ホルダー12との
間に段差が生じない、前記説明から理解されるように、
基板ホルダー12は必ずしも基板10と同一の厚さであ
る必要はなく基板10を基板ホルダー12に装着したと
き、上部電極2に対向する面とは反対側、即ち後で説明
するように蒸着用マスク14が配置される側にて基板1
0と基板ホルダー12との間に段差が生じないように、
第4図に図示する如くに基板ホルダー12に凹所18を
設は該凹所に基板10を装着するように構成してもよい
、この時基板ホルダー12の開口16の形成は必須では
ない。
通常、上部電極2及び基板ホルダー12はステンレス鋼
製であり、上部電極2にはヒータが埋込まれている。又
、基板としては一般にはTCOコート済のガラス等が使
用されるであろう。
前記基板lO及び基板ホルダー12を覆って蒸着用マス
クが重ねられ、例えば止めねじ20にて前記基板ホルダ
ー12と共に上部電極2に固定される。従って、基板ホ
ルダー12の開口16内に配置された基板も又該蒸着用
マスク14によって上部電極2に取付けられる。通常、
蒸着用マスク14はモリブデンにて作製される。
モリブデン製マスク14の基板ホルダー12及び上部電
極2に対する固定方法は、上述の如きねじ市めでもよい
し、又マスク14を基板ホルダー12に数箇所にて溶接
し、該基板ホルダー12を上部電極2にねじ止めして固
着してもよい。
上記の如き本発明の構成によれば、基板10及び基板ホ
ルダー12を形成するステンレス鋼、例えば18−8ス
テンレスの線膨張率は16 、4X10−6(/ d 
e g)で、モリブデンの線膨張率は3.7〜5.3X
lO−6(/deg) であり、ステンレスの膨張率の
方が大きく、従って上記方法にて室温で基板lO1基板
ホルダー12及びマスク14をセットした場合には、ア
モルファス層蒸着温度(200〜350℃)にまで温度
を上昇してもマスク14は基板ホルダー12に固定され
、マスク14の浮きは生じない、その結果、回り込みの
少ない蒸着が達成される。
上記説明で明らかなように、マスク14の材質は基板ホ
ルダー12の材質より線膨張率の小さl、Xものであれ
ば、モリブデンに限定されない、ステンレスより線膨張
率の小さい材料としては、例えばタングステン(4、5
X 10−6) 、チタン(9XIO−6)、クロム(
7xtO=)等がある。
又、上記説明においては基板側電極を上部電極として説
明したが、基板側電極は鉛直に配置された鉛直基板側電
極〒あり、該鉛直基板側電極にマスク及び基板ホルダー
を取付ける構成とすることもできる。更には、基板側電
極自体を基板ホルダーとし、該基板ホルダーを輻射加熱
することも可能であり、この場合の基板ホルダー12は
第4図の如き構成とし基板側電極としても使用するか、
又は基板側電極2に基板10を装着する凹所18を形成
する構成とするのが好適であろう。
色豆立差】 上述のように構成される本発明の方法によると、マスク
が基板に極めて密着性良く取付けられ、従って蒸着回り
込みを大幅に低減し、十分切れの良いパターン化した製
膜を行なうことができ、それによって大面積の集積型ア
モルファス太陽電池を極めて効率良く製造することので
きるという作用効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による方法に従ったマスクの取付方法
の一実施態様を説明する説明図である。 第2図は、従来のプラズマCVD装置を例示する概略構
成図である。 第3図は、従来の方法に従ったマスクの取付方法を説明
する説明図である。 第4図は、本発明による方法に従ったマスクの取付方法
の他の実施態様を説明する説明図である。 1:真空反応槽 2:上部電極(基板側電極) 4:下部電極(高周波印加電極) 10:基板 12二基板ホルダー 14:蒸着用マスク 16:開口 20:止めねじ 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)基板を収容し得る開口を有した基板ホルダーを設け
    、基板と該基板ホルダーとの間に段差が生じないように
    して前記開口に基板を装着し、更に前記基板及び基板ホ
    ルダーを覆つて蒸着用マスクを配置し、該蒸着用マスク
    を前記基板と共に基板側電極に固定することによつて前
    記基板ホルダーの開口内に配置された基板も又該蒸着用
    マスクによつて基板側電極に取付けられるようにした蒸
    着用マスクの保持方法。 2)蒸着用マスクは基板ホルダーより線膨張率の小さな
    材質にて作製される特許請求の範囲第1項記載の方法。 3)基板ホルダーはステンレス鋼で作製し、蒸着用マス
    クはモリブデン、タングステン、チタン又はクロムにて
    作製される特許請求の範囲第2項記載の方法。 4)基板側電極に基板を収容し得る凹所を設け、該基板
    と該基板側電極との間に段差が生じないようにして前記
    凹所に基板を装着し、次いで前記基板を覆つて蒸着用マ
    スクを配置し、該蒸着用マスクを基板側電極に固定する
    ことによつて前記基板も又基板側電極に取付けられるよ
    うにした蒸着用マスクの保持方法。 5)蒸着用マスクは基板より線膨張率の小さな材質にて
    作製される特許請求の範囲第4項記載の方法。 6)基板はステンレス鋼で作製し、蒸着用マスクはモリ
    ブデン、タングステン、チタン又はクロムにて作製され
    る特許請求の範囲第5項記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008038178A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Tokki Corp プラズマ方式マスクcvd装置
US7790004B2 (en) * 2004-08-20 2010-09-07 Jds Uniphase Corporation Substrate holder for a vapour deposition system
JP2011068508A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Hitachi Zosen Corp カーボンナノチューブ生成用基板の保持具

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