TW201427896A - 硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置 - Google Patents

硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201427896A
TW201427896A TW102138027A TW102138027A TW201427896A TW 201427896 A TW201427896 A TW 201427896A TW 102138027 A TW102138027 A TW 102138027A TW 102138027 A TW102138027 A TW 102138027A TW 201427896 A TW201427896 A TW 201427896A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas
flow rate
hydrogen
flow path
selenide
Prior art date
Application number
TW102138027A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI618672B (zh
Inventor
Masaya Yamawaki
Original Assignee
Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Nippon Sanso Corp filed Critical Taiyo Nippon Sanso Corp
Publication of TW201427896A publication Critical patent/TW201427896A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI618672B publication Critical patent/TWI618672B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • C23C14/58After-treatment
    • C23C14/5846Reactive treatment
    • C23C14/5866Treatment with sulfur, selenium or tellurium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B19/00Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • C01B19/04Binary compounds including binary selenium-tellurium compounds
    • 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
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G01F25/15Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters specially adapted for gas meters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264Inorganic materials
    • H01L31/032Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0322Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

在設置於原料氣體供給流路控制原料氣體的硒化氫氣體之流量的流量控制器與校正用的流量測定器,流通相同流量的校正用氣體,配合經流量控制器與流量測定器測定的校正用氣體之各別流量值的差分,修正流經流量控制器的硒化氫氣體之流量的設定值。

Description

硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置
本發明是有關硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置。
本申請案基於主張2012年10月22日對日本提出的特願2012一232832號之優先權,在本發明中援用該內容。
近年來,由於環境污染、地球暖化、石化燃料枯竭的問題,而使替代石油能源的太陽能電池受到矚目。現在,太陽能電池的主流,是使用含有銅、銦、鉀及硒的使用硒化氫(H2Se)氣體形成的黃銅礦型之光吸收層的化合物太陽能電池。在此化合物太陽能電池的製造裝置中,必需供給已調整成預定濃度的硒化氫之混合氣體。
然而,欲實現化合物太陽能電池的大量生產時,必需供給大量的硒化氫混合氣體至太陽能電池製造裝置中。因此,在使用已填充經調整成預定濃度的混合氣體之氣體缸瓶時,將使缸瓶的交換頻率變多,而有所謂未能確保充分的氣體供給量的問題。
為解決上述問題,以往使用第4圖中表示的硒化氫 混合氣體之供給裝置(以下,簡稱「供給裝置」)201。在供給裝置201中,設置基本氣體供給流路L101與原料氣體供給流路L102。各別的流路內,可分別流通惰性氣體與濃度100%的硒化氫氣體(以下,簡稱「硒化氫氣體」)。同時,在基本氣體供給流路L101與原料氣體供給流路L102上,分別設置基本氣體流量控制器106與原料氣體流量控制器111。而且,在基本氣體供給流路L101與原料氣體供給流路L102之下游側,設置貯留已混合惰性氣體與硒化氫氣體的硒化氫混合氣體之緩衝槽118。
在使用供給裝置201的硒化氫混合氣體之供給方法(以下,簡稱「供給方法」)中,以使硒化氫混合氣體之硒化氫濃度成為預定濃度之方式,藉由基本氣體及原料氣體的流量控制器106、111,分別控制惰性氣體與硒化氫氣體的流量。然後,使用混合器117,將經控制流量的惰性氣體與硒化氫氣體混合,然後,將所得的硒化氫混合氣體貯留在緩衝槽118中。貯留在緩衝槽118中的預定硒化氫濃度的硒化氫混合氣體,可連續供給至太陽能電池的製造裝置。
然而,供給裝置201中,有以下的問題。即,在可流通硒化氫氣體的原料氣體供給流路L102、開關閥109、113、原料氣體流量控制器111等中,有硒化氫自行分解而造成硒(Se)結晶析出的問題。尤其是,由於在原料氣體流量控制器111中析出硒結晶,而使原料氣體流量控制器111的流量測定精度及流量控制精度降低,其結果是,使預先設定的硒化氫混合氣體之濃度設定值,與實際上經供給裝置201調整的硒化氫混合氣體之濃度實測值之差有變大的問題(此稱為漂移現象)。
可抑制此種漂移現象的技術,例如專利文獻1揭示可使濃度設定值的硒化氫混合氣體安定供給的供給方法及供給裝置。如第5圖中所示,專利文獻1的供給裝置202,除了第4圖中表示的供給裝置201之構成外,也具備可連通基本氣體供給流路L101與原料氣體供給流路L102的旁通流路L105。因此,如專利文獻1中不使用旁通流路L105製造混合氣體而貯留在緩衝槽118之後,將設定量的硒化氫氣體由原料氣體供給流路L102導出至緩衝槽118,並在之後介著旁通流路L105自原料氣體供給流路L102導出設定量的惰性氣體,而調製預定的硒化氫濃度之硒化氫混合氣體,且使殘留在原料氣體供給流路L102中的硒化氫之體積濃度成為10%以下。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2011/045983A1號
不過,專利文獻1所述的供給方法中,在介著旁通流路L105而以惰性氣體導出原料氣體供給流路L102內的硒化氫氣體時,有要求例如以0.1秒為單位操作閥般精密之機器操作的問題。同時此時,將使自原料氣體供給流路L102流出的硒化氫氣體濃度由100%大變動至接近0%。因此,如欲抑制緩衝槽內的硒化氫濃度之變動,有需要大容量緩衝槽的問題。
並且,在文獻1的方法中,可使殘留在原料氣體供 給流路L102中的硒化氫之體積濃度為10%以下,只有在原料氣體供給流路L102上不供給硒化氫混合氣體時而已,在供給硒化氫混合氣體時,則完全不能防止原料氣體供給流路L102中的硒結晶之析出。因此,如使供給裝置202長期運作,即有顯現漂移現象的問題。
因此本發明的目的是提供一種硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置,其不需要精密的機器操作及大容量的緩衝槽,就能長期抑制漂移現象而供給安定的硒化氫濃度之硒化氫混合氣體。
為解決上述問題,本發明的第一形態可提供以下的方法。
即,(1)可提供一種硒化氫混合氣體的供給方法,其具有:將自基本氣體供給流路供給的惰性氣體與自原料氣體供給流路供給的硒化氫氣體混合而製造調製成預定濃度的硒化氫混合氣體的製造步驟,與供給前述混合氣體的步驟,並且包含:在停止製造硒化氫混合氣體的步驟期間修正原料氣體的流量設定值之步驟,前述修正步驟包含:在設置於前述原料氣體供給流路上而控制前述硒化氫氣體的流量之流量控制器與校正用的流量測定器流通相同流量的校正用氣體步驟;獲得由前述流量控制器及前述流量測定器測定的前述校正用氣體之各別流量值之差分的步驟;以及配合前述差分而修正流經前述流量控制器的前述硒化氫氣體之流量值的步驟。
上述(1)的形態,宜具有以下的特徵。
(2)使前述校正用氣體以不同順序連續流經前述流量控制器和前述流量測定器。
(3)在前述流量控制器與前述流量測定器,使用相同規格的流量測定方法。
(4)上述(1)至(3)的任一項中,使用前述惰性氣體作為前述校正用氣體。
(5)上述(1)至(4)的任一項中,在製造前述硒化氫混合氣體之際,不使前述硒化氫氣體流經校正用的前述流量測定器。
(6)本發明的第二形態,可提供以下的裝置。
即,提供一種硒化氫混合氣體的供給裝置,其係將自基本氣體供給流路供給的惰性氣體與自原料氣體供給流路供給的硒化氫氣體混合而製造調製為預定濃度的硒化氫混合氣體,然後進行供給的裝置,其具備:設置於前述原料氣體供給流路而控制前述硒化氫氣體之流量的流量控制器;於停止製造前述硒化氫混合氣體時,對前述原料氣體供給流路的前述流量控制器之一次側供給校正用氣體的校正用氣體供給流路;設置在停止製造前述硒化氫混合氣體時流通前述校正用氣體,並且在製造前述硒化氫混合氣體時不流通前述硒化氫氣體的流路上的校正用流量測定器;以及在前述流量控制器及前述流量測定器流通相同流量的前述校正用氣體流通之際,配合分別測定的校正用氣體流量值的差分,修正流經流量控制器的前述硒化氫氣體之流量值的控制器。
(7)上述(6)中,在前述校正用氣體供給流路設置第1開關閥,其在製造前述硒化氫混合氣體時成為關閉狀態, 而在使前述校正用氣體由前述校正用氣體供給流路供給至前述原料氣體供給流路之際成為開啟狀態,在前述校正用氣體供給流路的前述第1開關閥之一次側,設置前述流量測定器。
(8)上述(6)中,前述校正用氣體供給流路是旁通流路,其是與前述基本氣體供給流路和前述原料氣體供給流路之前述流量控制器的一次側連接。
(9)上述(8)中,在前述旁通流路上設置第1開關閥,其在製造前述硒化氫混合氣體時成為關閉狀態,而在使前述惰性氣體作為校正用氣體由前述基本氣體供給流路供給至前述原料氣體流路之際成為開啟狀態,在前述旁通流路的前述第1開關閥之一次側,設置前述流量測定器。
(10)上述(6)或(8)中,在前述原料氣體供給流路的前述流量控制器之二次側設置分岐流路,在前述分岐流路設置第2開關閥,其在製造前述硒化氫混合氣體時成為關閉狀態,而在使前述惰性氣體作為校正用氣體由前述基本氣體供給流路供給至前述原料氣體流路之際成為開啟狀態,在前述分岐流路的前述第2開關閥之二次側,設置前述流量測定器。
(11)上述(6)至(10)的任一項中,前述流量控制器與前述流量測定器為相同規格的流量測定方法。
依照本發明的硒化氫混合氣體之供給方法,即可在設置於原料氣體的硒化氫氣體供給流路上控制硒化氫氣體之流量的流量控制器,與校正用的流量測定器上,流通相同流量的校正用氣體。而且,形成配合經流量控制器及流量測定器測定的校正 用氣體之各別流量值之差分,修正流經流量控制器的硒化氫氣體之流量值的構成。藉此構成,即可由校正用氣體將滯留在原料氣體供給流路內的硒化氫氣體,自前述原料氣體供給流路內導出。因此,可降低硒化氫的自行分解造成之硒結晶析出。同時,可使用以校正用流量測定器測定的校正用氣體之流量值為基準,修正流經流量控制器的硒化氫氣體之流量值。因此,可使原料氣體供給流路的流量測定誤差或流量控制誤差降為極低,抑制漂移現象。所以,不需要精密的機器操作及大容量的緩衝槽,即可長期將安定的硒化氫濃度之硒化氫混合氣體供給至位於太陽能電池製造裝置等之二次側(下游側)的消耗設備。
同時,本發明的硒化氫混合氣體之供給裝置,具有以下的構成。即,具備流量控制器,其設置於原料氣體供給流路上控制硒化氫氣體流量;旁通流路,其在停止製造硒化氫混合氣體時,可將惰性氣體作為校正用氣體自基本氣體供給流路供給至原料氣體供給流路的流量控制器的一次側;校正用的流量測定器,其設置於在停止製造硒化氫混合氣體時流通校正用氣體、在製造硒化氫混合氣體時不流通硒化氫氣體之流路上;以及修正控制器,其在流量控制器及流量測定器流通相同流量的校正用氣體之際,配合分別測定的校正用氣體流量值的差分,修正流經流量控制器的硒化氫氣體之流量設定值。藉由具備前述構成之供給裝置,可實施上述之供給方法。
2、117‧‧‧混合器
3、118‧‧‧緩衝槽
4、21、23、104、114、115‧‧‧開關閥
5、10、105、110‧‧‧壓力調整計
6、11、106、111‧‧‧流量控制器(流量控制機制)
7、12、107、112‧‧‧逆止閥
8、9、13、108、109、113‧‧‧自動閥
14、15‧‧‧自動閥(開關閥)
16‧‧‧流量測定器(流量測定機制)
19‧‧‧控制器
22、116‧‧‧壓力計
101、102、103、201、202‧‧‧供給裝置
E1、E2‧‧‧配線
L1、L101‧‧‧基本氣體供給流路
L2、L102‧‧‧原料氣體供給流路
L3、L105‧‧‧旁通流路
L4‧‧‧分岐流路
L5、L6、L7、L103、L104‧‧‧流路
第1圖係表示本發明的一實施形態之硒化氫混合氣體的供給 裝置101之示意圖。
第2圖係表示實施例中的硒化氫混合氣體之供給時間與硒化氫濃度之關係圖。
第3圖係表示實施例中的硒化氫混合氣體之供給時間與流量誤差A之關係圖。
第4圖係表示以往的硒化氫混合氣體之供給裝置201的示意圖。
第5圖係表示以往的另一硒化氫混合氣體之供給裝置202的示意圖。
第6圖係表示本發明的另一實施形態之硒化氫混合氣體的供給裝置102之示意圖。
第7圖係表示本發明的另一實施形態之硒化氫混合氣體的供給裝置103之示意圖。
以下,利用圖面詳細說明有關適用本發明的一實施形態之硒化氫混合氣體的供給方法及硒化氫混合氣體的供給裝置。
又,以下說明中使用的圖面,為易於了解其特徵而在方便上有擴大表示特徵部份的情形,各構成要素的尺寸比率等並不限於與實際相同。同時,本發明並不限定於以下之例。在本發明的範圍內,也可能視需要而變更、省略、交換及/或追加。裝置的個數或位置,也可視需要而變更。同時,本說明書中使用的單位,濃度表示體積濃度、壓力表示壓力計壓力、流量表示體積流量。並且,本說明書中表示的體積,是基準狀態(0℃、1atm(大氣壓)) 中的體積。同時,本發明中所述之”手段(器)”,是指裝置、步驟、構件、系統及部份等之意。
(硒化氫混合氣體的供給裝置)
首先,對於本實施形態的硒化氫混合氣體的供給裝置(以下,簡稱「供給裝置」)101之構成,一邊參照第1圖,一邊說明以太陽能電池製造裝置為對象的供給裝置。又,雖然在此處所述為以太陽能電池製造裝置為對象的供給裝置,但是本發明之供給裝置只要是以消耗硒化氫混合氣體之裝置為對象的供給裝置,即無特別限制,任何裝置均可使用。可舉例如:以將硒化氫混合氣體作為摻雜氣體而消耗的半導體製造裝置為對象之供給裝置等。又上述”以裝置A為對象的裝置B”等的表現,可指裝置A之外另行準備之裝置B,也可指包含裝置B作為裝置A的部份之意。
如第1圖中所示,供給裝置101,是配合太陽能電池製造裝置(未圖示)的生產狀況,製造已調製成預定濃度的硒化氫混合氣體,供給至太陽能電池製造裝置的裝置。具體上,供給裝置101的概略構成,是具備基本氣體供給流路L1、原料氣體供給流路L2、流量控制器(流量控制機制)(mass flow controller)6與11、混合器2、及緩衝槽3。更具體說明,供給裝置101的概略構成,是具備供給基本氣體的基本氣體供給流路L1、供給原料氣體的原料氣體供給流路L2、控制基本氣體流量之流量控制器6、控制原料氣體流量之流量控制器11、混合已控制流量的原料氣體與基本氣體的混合器2、以及貯留經混合器2混合的原料氣體與基本氣體之硒化氫混合氣體的緩衝槽3。
更具體言之,供給裝置101更具備旁通流路L3、流 量測定器(流量測定機制)(mass flow meter)16、及控制器19。又更具體說明,供給裝置101的特徵為:具備旁通流路L3,其在停止製造硒化氫混合氣體時,將基本氣體作為校正氣體,自基本氣體流路L1供給至原料供給流路L2的流量控制器11的一次側(上游側);流量測定器16,其在製造硒化氫混合氣體時,測定供給至不流通原料氣體的流路之校正用氣體的流量;以及控制器19,其在流量控制器11與流量測定器16使相同流量的校正用氣體流通之際,配合分別測定的校正用氣體流量值的差分,修正流經流量控制器11的原料氣體之流量值。
(基本氣體供給流路L1)
基本氣體供給流路L1,其一端連接在未圖示的基本氣體供給源,另一端連接在混合器2。基本氣體,只要是稀釋用途的惰性氣體,即無特別限定。本發明可使用的惰性氣體,可列舉:例如氮(N2)氣、或氬(Ar)、氦(He)或氖(Ne)等稀有氣體等。
在基本氣體供給流路L1上,由上游側朝向下游側,依序設置開關閥4、壓力調整器5、流量控制器6、逆止閥7、自動閥8。又,也可視需要在壓力調整器5的上游側及下游側,設置未圖示的壓力計。藉由此種壓力計的設置,可目視認定壓力調整器5的前後壓力。
開關閥4,在由開關閥4供給基本氣體至下游時開啟,不供給時關閉。
壓力調整器5,是為了將自基本氣體供給源供給的惰性氣體之壓力減壓至所要求的壓力而設置。本實施形態的供給裝置101中,在基本氣體供給流路L1上僅設置1個壓力調整器5。不過, 並非限定於1個,也可在流路L1的任意選擇處所設置2個以上壓力調整器5。
又,就在流量控制器6前方的流路L1中的氣體壓力,可配合對太陽能電池製造裝置的供給壓力而適宜設定。例如,在流量控制器6前方的氣體壓力,可設定在0.3至0.8MPa的範圍。
流量控制器6,是量測惰性氣體的質量流量而執行流量控制的流量控制機器,是為了進行高精度的流量量測及控制而設置。
同時,流量控制器6,係以維持經混合器2混合的硒化氫混合氣體中之硒化氫濃度為設定值之方式控制惰性氣體之流量。
第1圖中,雖然是以在基本氣體供給流路L1上設置1個流量控制器6的供給裝置101為例示,但本發明並不限定於此。例如,也可在基本氣體供給流路L1上並列設置2個以上流量控制器6。
在流量控制器6上,可載置質量流量感應器。流量控制器6上載置的質量流量感應器,並無特別限定,例如可使用熱式質量流量感應器、差壓式質量流量感應器、科里奧利(Coriolis)式質量流量感應器等一般的質量流量感應器。
逆止閥7,使經流量控制器6控制流量的惰性氣體僅由上游側流向下游側,同時防止惰性氣體由下游側逆流向上游側。藉此,可使基本氣體供給流路L1內的基本氣體流量之變動減輕。
自動閥8,是為了控制是否將經流量控制器6控制流量的惰性氣體供給至混合器2而設置。自動閥8為開啟狀態時,可使已控制流量的惰性氣體排放至自動閥8的下游側,而供給至 混合器2。另一方面,自動閥8為關閉狀態時,可使惰性氣體停止供給至自動閥8的下游側,而不能使惰性氣體供給至混合器2。自動閥8的開關狀態,是以可使用壓力計22量測的緩衝槽3之壓力切換。
(原料氣體供給流路L2)
原料氣體供給流路L2,其一端連接在未圖示的原料氣體供給源,另一端連接在混合器2。原料氣體是硒化氫氣體。
在原料氣體供給流路L2,除了設置流量控制器11,也在位於流量控制器11的二次側(下游側)之原料氣體供給流路L2,連接由原料氣體供給流路L2分岐的分岐流路L4。
同時,在原料氣體供給流路L2,由上游側朝向下游側,依序設置自動閥9、壓力調整器10、流量控制器11、逆止閥12、自動閥13。與基本氣體供給流路L1相同,也可視需要而在壓力調整器10的上游側及下游側,設置未圖示的任意數目之壓力計。藉由此種壓力計的設置,即可目視確認壓力調整器10的前後壓力。
有關自動閥9、壓力調整器10、逆止閥12、自動閥13之說明,因與基本氣體供給流路L1的開關閥4、壓力調整器5、逆止閥7、自動閥8之說明中,將惰性氣體取代成硒化氫氣體的情形幾乎相同,故省略之。
流量控制器11,是量測流經流路L2的硒化氫氣體之質量流量而執行流量控制的流量控制機器,是為了高精度的量測流量及控制而設置。
同時,流量控制器11,以可使經混合器2混合的硒化氫混合 氣體中之硒化氫濃度成為設定值的方式控制硒化氫氣體之流量。
同時,流量控制器11中,在停止製造硒化氫混合氣體時,執行介著旁通流路L3而供給至流量控制器11的一次側(上游側)之校正用氣體的流量控制及量測質量流量。
並且,在流量控制器11上,是以後述的配線E1連接控制器19,而能夠將校正用氣體的流量測定結果(流量測定值)由流量控制器11送訊至控制器19。控制器19中,進行獲得必用的資訊與演算處理等,可將其結果反應到流量控制器11之控制上。
第1圖中,雖然是以在原料氣體供給流路L2上設置1個流量控制器11的供給裝置為例示,但本發明並不限定於此例示。例如,也可在原料氣體供給流路L2上並列設置2個以上流量控制器11。
在流量控制器11上,可載置質量流量感應器。流量控制器11上載置的質量流量感應器,並無特別的限定,可使用熱式質量流量感應器、差壓式質量流量感應器、科里奧利式質量流量感應器等一般的質量流量感應器。又,流量控制器11雖然宜為經原料氣體的硒化氫氣體校正流量之儀器,但並無特別限定,也可為經硒化氫氣體以外的氣體校正之儀器。
(混合器2)
混合器2,是設在基本氣體供給流路L1的他端與原料氣體供給流路L2的他端合流的位置。混合器2,只要可將通過基本氣體供給流路L1供給的惰性氣體與通過原料氣體供給流路L2供給的硒化氫氣體混合,製造已調整成預定濃度的硒化氫混合氣體,將製造的氣體供給至下游側,即無特別限制,可任意選擇。藉由混 合器2,可防止惰性氣體流入原料氣體供給流路L2及硒化氫氣體流入基本氣體供給流路L1中。
(流路L5)
混合器2與緩衝槽3,是由流路L5連接。又,在流路L5,也可設置未圖示的開關閥。
第1圖中,是以基本氣體供給流路L1的一端與原料氣體供給流路L2的一端和混合器2連接,在混合器2與緩衝槽3之間設置流路L5的供給裝置101為例示。不過,本發明並不限定於這種例示。例如,也可以是無混合器2的供給裝置,或是無混合器2及流路L5,而使基本氣體供給流路L1及原料氣體供給流路L2的一端分別直接連接在緩衝槽3的供給裝置。即,也可在槽內進行氣體之混合。
(緩衝槽3)
緩衝槽3,是使經混合器2調整至預定濃度的硒化氫混合氣體貯留的貯留槽。緩衝槽3的內容積並無特別限定,可配合對太陽能電池製造裝置的硒化氫混合氣體之供給量而適當選擇。緩衝槽3中的硒化氫混合氣體的貯留量,可配合緩衝槽3的內容積及對太陽能電池製造裝置的硒化氫混合氣體之供給量而適當選擇。例如,對太陽能電池製造裝置的硒化氫混合氣體之供給量為100至200L/分鐘時,緩衝槽3內容量可作成20至400L。
緩衝槽3的上限壓力及下限壓力,並無特別限定,可配合緩衝槽3中硒化氫混合氣體之貯留量及對太陽能電池製造裝置的硒化氫混合氣體之供給量而適當選擇。例如,緩衝槽3內的硒化氫混合氣體之貯留壓力,可為0.1至0.5MPa的範圍。
(流路L6)
在緩衝槽3上連接流路L6的一端,流路L6的另一端成為混合氣體的出口,此出口是連接在太陽能電池製造裝置上。藉此,即可能由緩衝槽3將硒化氫混合氣體供給至太陽能電池製造裝置。同時,在比流路L6的出口更上游的位置,即在流路L6的供給口側,設置開關閥21。
欲將硒化氫混合氣體由緩衝槽3供給至太陽能電池製造裝置時,開啟開關閥21。另一方面,不將硒化氫混合氣體由緩衝槽3供給至太陽能電池製造裝置時,關閉開關閥21。
又,欲將硒化氫混合氣體以一定壓力供給至太陽能電池製造裝置時,也可在流路L6設置未圖示的壓力調整器。
同時,欲將硒化氫混合氣體由緩衝槽3供給至數個太陽能電池製造裝置時,也可設置2個以上的開關閥21。此時,也可使流路L6分岐。
(流路L7)
同時,在緩衝槽3連接流路L7的一端,流路L7的另一端連接在壓力計22。藉由壓力計22,可量測緩衝槽3內的硒化氫混合氣體之壓力。同時,在流路L7,設置開關閥23。關閥23一般是開啟的。
並且,在緩衝槽3,宜連接未圖示的真空泵等。藉此,欲去除殘留在緩衝槽3的氮氣等清洗氣體時,即可由真空泵等排放清洗氣體。
(緩衝槽之省略)
又,本發明中也可省略緩衝槽3。在不採用緩衝槽3的本實 施形態之供給裝置(未圖示)中,第1圖中表示之流路L5與流路L6直接連結,也可不設置連接在緩衝槽3的流路L7、壓力計22、開關閥23。
(旁通流路L3)
旁通流路L3,一端連接在基本氣體供給源或是基本氣體供給流路L1,另一端連接在位於流量控制器11的一次側(上游側)之流路L2。在旁通流路L3,設有自動閥(第1開關閥)14。自動閥14,在製造硒化氫混合氣體時是關閉狀態,在停止製造硒化氫混合氣體時是開啟狀態。自動閥14為開啟狀態時,可使校正用氣體由基本氣體供給流路L1介著旁通流路L3供給至原料氣體供給流路L2。
藉由旁通流路L3及自動閥14的設置,在停止製造硒化氫混合氣體時,可使原料氣體供給流路L2與基本氣體供給流路L1連通。在製造硒化氫混合氣體時,則使原料氣體供給流路L2與基本氣體供給流路L1不連通。因此,在製造硒化氫混合氣體時,由於不使原料氣體供給流路L2與基本氣體供給流路L1連通,故在旁通流路L3的自動閥14之一次側(上游側),硒化氫氣體不能流通。
校正用氣體,只要是不含高濃度硒化氫氣體的氣體,即無特別限制。校正用氣體可任意選擇,校正用氣體,例如惰性氣體或是以惰性氣體為主成分的氣體較佳。又,在第1圖中,是使用由基本氣體供給源供給至基本氣體供給流路L1的惰性氣體,作為校正用氣體的構成為例示。不過,也可使旁通流路L3的一端連接在設置於未圖示的他途之校正用氣體供給源或是與別 的裝置共用的惰性氣體供給源,由此等供給源使校正用氣體供給至旁通流路L3(參照第7圖)。不過,為了防止供給裝置101的大型化與不需要追加校正用氣體供給源,宜使旁通流路L3的一端連接在基本氣體供給流路L1。
同時,旁通流路L3的一端與基本氣體供給流路L1的連接位置,並無特別限定。不過,宜使旁通流路L3的一端以接近基本氣體供給源的方式,連接在基本氣體供給流路L1。藉由此結構,在使校正用氣體流通於基本氣體供給流路L1之際,可防止不純物混入校正用氣體中。
並且,在旁通流路L3,也可設置未圖示的壓力調整器。
(分岐流路L4)
分岐流路L4,其一端連接在流量控制器11的二次側(下游側)之原料氣體供給流路L2,另一端連接在未圖示的排氣管。在分岐流路L4,由上游側朝向下游側依序設置自動閥(第2開關閥)15、流量測定器16。自動閥15,在製造硒化氫混合氣體時是關閉狀態,在停止製造硒化氫混合氣體時是開啟狀態。自動閥15為開啟狀態時(停止製造硒化氫混合氣體時),可使校正用氣體由基本氣體供給流路L1介著旁通流路L3及原料氣體供給流路L2供給至分岐流路L4。
在製造硒化氫混合氣體時,分岐流路L4與原料氣體供給流路L2是藉由自動閥15隔絶。且在停止製造硒化氫混合氣體時,分岐流路L4與原料氣體供給流路L2則不藉由自動閥15隔絶,即是連通的。在製造硒化氫混合氣體時,由於使分岐流路L4與原料氣體供給流路L2隔絶,故在分岐流路L4的自動閥15之二次側,硒 化氫氣體不能流通。
流量測定器16,是測量校正用氣體的質量流量之流量測定儀器。具體上,是為了測定流經流量控制器11的校正用氣體之流量而設置。
同時,為能更正確的修正流量控制器11中的硒化氫氣體之流量值,本實施形態之流量測定器16,宜設置在製造硒化氫混合氣體時不使硒化氫氣體流通的流路上。可防止硒結晶朝流量測定器16析出。具體上,如第1圖所示,流量測定器16宜設置在製造硒化氫混合氣體時成為關閉狀態的自動閥15之二次側(下游側)。
流量測定器16中,在停止製造硒化氫混合氣體時,可量測介著旁通流路L3及原料氣體供給流路L2供給至分岐流路L4的校正用氣體之質量流量。此校正用氣體在流經原料氣體供給流路L2之際,可流經流量控制器11。
在流量測定器16,宜載置質量流量感應器。載置在流量測定器16的質量流量感應器,並無特別限定,可使用例如熱式質量流量感應器、差壓式質量流量感應器、科里奧利式質量流量感應器等一般的質量流量感應器。
(控制器19及配線E1與E2)
流量測定器16藉由配線E2連接在控制器19。即,供給至分岐流路L4的校正用氣體之流量測定值,可藉由配線E2自流量測定器16送訊至控制器19。
又如前述,連接在流量控制器11的配線E1,也連接在控制器19。
在流量控制器11及流量測定器16,分別測定校正用 氣體的流量值而送訊至控制器19。所以,可在控制器19獲得經測定的校正用氣體的流量值之差分。控制器19,可將修正用的數據送達流量控制器11。如此,即可由所得的差分而於再開始製造硒化氫混合氣體時,修正流通至流量控制器11之二次側(下游側)的硒化氫氣體之流量值。流量控制器11及流量測定器16,較佳為流量測定範圍相同的質量流量感應器,並且以經相同成分的氣體校正流量的質量流量感應器為極佳。
例如,若流量控制器11載置熱式質量流量感應器,經硒化氫氣體校正的流量計測之滿量程(full scale)為10[L/分鐘]的規格者,則流量測定器16是以使用相同者,亦即載置熱式質量流量感應器,同時經硒化氫氣體校正的流量計測之滿量程為10[L/分鐘]的規格者為極佳。
使用作為流量控制器11及流量測定器16的儀器,可因選擇類似或相同者,而有以下的效果。即,經流量控制器11及流量測定器16測定的校正用氣體之流量測定值,不需要在使用異種氣體時必要的流量換算處理,在校正用氣體的測定後,即可就由控制器19為流量控制器11計算出硒化氫氣體之流量值的修正量或已修正的硒化氫氣體之流量值。
控制器19,可接受由流量控制器11及流量測定器16分別測定的校正用氣體之流量值的訊號。同時,控制器19可配合受訊的各別校正用氣體之流量值的差分,計算出可使用流量控制器11設定的硒化氫氣體之流量值的修正量,或經修正的硒化氫氣體之流量值,傳達至流量控制器11。
又,校正用氣體的流量測定值,在停止製造硒化氫混合氣體 時,可使用流量控制器11及流量測定器16測定。然後,再開始製造硒化氫混合氣體時,可將經加上硒化氫氣體的修正之流量值,作為流量控制器11的流量設定值。
控制器19,只要是可計算出硒化氫氣體的流量值之修正量,或經修正的硒化氫氣體之流量值的儀器,即無特別限定。可任意選擇演算裝置或系統使用。這種控制器19,可使用例如具有中央演算處理裝置的一般電腦或程式邏輯控制器(programmable logic controller)。
(硒化氫混合氣體的供給方法)
接著,說明使用供給裝置101的本實施形態之硒化氫混合氣體的供給方法(以下,簡稱「供給方法」)。
本實施形態之供給方法,包含以下步驟。
首先,使用混合器2,將經流量控制器6控制流量的惰性氣體與經流量控制器11控制流量的原料氣體混合,製造成預定之硒化氫濃度設定值的硒化氫混合氣體。然後將製造的混合氣體貯留在緩衝槽3中。(硒化氫混合氣體的製造步驟(I))。
然後,將緩衝槽3內的該硒化氫混合氣體,供給至設置於供給裝置101的後段、位於太陽能電池製造裝置等的二次側之消耗設備(硒化氫混合氣體的供給步驟(Ⅲ))。
硒化氫混合氣體製造步驟之後,即,停止製造硒化氫混合氣體之後,使相同流量的校正用氣體,宜為相同的校正用氣體,流經流量控制器11及流量測定器16。配合經流量控制器11及流量測定器16測定的校正用氣體之各別流量值的差分,修正流經流量控制器11的硒化氫氣體之流量值(原料氣體的流量設定值的修正 步驟(Ⅱ))。
又,此時,位於硒化氫混合氣體的二次側(下游側)之消耗設備,雖然所述為太陽能電池製造裝置,但只要是消耗硒化氫混合氣體的裝置均可。例如,可舉出將硒化氫混合氣體作為渦輪氣體消耗的半導體製造裝置等。
(製造準備步驟)
首先,進行硒化氫混合氣體製造前之準備。具體上,準備第1圖中表示的供給裝置101,一邊操作此裝置中的開關閥4、21、23、自動閥9的開閉,一邊使氮氣等清洗氣體流通,進行流路內的清洗。結束上述清洗之後,使自動閥14、15成為關閉狀態,同時使自動閥14、15以外的全部開關閥及自動閥成為開啟狀態,完成製造準備。
又,宜將殘留在緩衝槽3中的氮氣等清洗氣體去除。例如,宜自連接在緩衝槽3之未圖示的真空排氣用閥等,利用未圖示的真空泵等進行真空排氣。
(硒化氫混合氣體的製造步驟(I))
其次,將惰性氣體自基本氣體供給流路L1、硒化氫氣體自原料氣體供給流路L2,分別供給至混合器2。即,一邊將惰性氣體的流量(流量設定值V1[L/分鐘]與原料氣體的流量(流量設定值V2[L/分鐘])控制成已預先設定之流量,一邊供給。
更具體而言,分別控制惰性氣體的流量與硒化氫氣體的流量,使其成為由預先設定的供給太陽能電池製造裝置的硒化氫混合氣體中的硒化氫濃度之設定值(硒化氫濃度C[%]=V2/(V1+V2)×100)決定的各流量。如此進行,將惰性氣體自基本氣體 供給流路L1、將硒化氫氣體自原料氣體供給流路L2分別供給至混合器2。
更具體而言,惰性氣體是由基本氣體供給源供給至基本氣體供給流路L1。惰性氣體在基本氣體供給流路L1中,可經壓力調整器5減壓至預定的壓力之後,導入流量控制器6內。在流量控制器6,預先設定惰性氣體之流量值為V1[L/分鐘]。即惰性氣體之流量,是藉由流量控制器6控制成V1[L/分鐘]。而且,在自動閥8為開啟狀態時,介著流量控制器6使預定流量(V1)之惰性氣體供給至混合器2。
同時,硒化氫氣體由原料氣體供給源供給至原料氣體供給流路L2。硒化氫氣體在原料氣體供給流路L2中,是經壓力調整器10減壓至預定的壓力之後,導入流量控制器11內。在流量控制器11,預先設定硒化氫氣體之流量設定值為V2[L/分鐘]。即硒化氫氣體之流量,是藉由流量控制器11控制成V2[L/分鐘]。而且,在自動閥13為開啟狀態時,介著流量控制器11使預定流量(V2)之硒化氫氣體供給至混合器2。
接著,將以預定流量供給的惰性氣體及硒化氫氣體以混合器2混合,製造預定濃度C=(V2/(V1+V2))×100[%]之硒化氫混合氣體。
此時,硒化氫混合氣體之濃度並無特別限定,可視太陽能電池製造裝置的要求而適宜選擇。具體上,例如可使硒化氫混合氣體中硒化氫之濃度為5至20vol%。
接著,介著流路L5,使混合成預定的硒化氫濃度之硒化氫混合氣體貯留在緩衝槽3中。貯留的硒化氫混合氣體之壓 力,可使用壓力計22量測。製造硒化氫混合氣體直到貯留的硒化氫混合氣體之壓力達到預先設定的上限壓力,藉由流路L5供給至緩衝槽3中。在以壓力計22測定的壓力達到上限壓力之際,使自動閥8、9及13全部為關閉狀態,停止對緩衝槽3的供給,停止硒化氫混合氣體之製造。自動閥9的關閉,是為實施後述的修正步驟。
然後,在由壓力計22檢知緩衝槽3內的硒化氫混合氣體之壓力達到預先設定的下限壓力以下之際,使關閉的自動閥8、9、13為開啟狀態,開始將混合氣體供給至緩衝槽3,即開始硒化氫混合氣體的製造。然後,在以壓力計22檢知緩衝槽3內的壓力達到上限壓力以上之際,使自動閥8、9、13全部為關閉狀態,停止混合氣體對緩衝槽3的供給,即停止硒化氫混合氣體之製造。以後,配合緩衝槽3內的壓力依序重複操作硒化氫混合氣體之製造及停止製造。
(硒化氫混合氣體的供給步驟(Ⅲ))
配合太陽能電池製造裝置中硒化氫混合氣體之消耗狀況,將貯留在緩衝槽3內的硒化氫混合氣體供給至太陽能電池製造裝置。
又,在不使用緩衝槽3的本實施形態之供給方法中,硒化氫混合氣體的製造或停止製造之切換,並非配合經壓力計22測定的緩衝槽3內之壓力值而進行,也可配合太陽能電池製造裝置中的硒化氫混合氣體之消耗狀況而進行。例如,在不進行消耗時可停止製造混合氣體,及/或也可在進行消耗時進行製造。
如此進行,即可使硒化氫之濃度安定的硒化氫混合氣體,連 續的供給至太陽能電池製造裝置。
(原料氣體流量設定值之修正步驟(Ⅱ))
在停止製造送至緩衝槽3的硒化氫混合氣體之後,進行以下說明的原料氣體流量設定值的修正步驟。藉由此修正步驟,可修正流通至流量控制器11的二次側(下游側)之硒化氫氣體的流量設定值。
具體上,是在設置於原料氣體供給流路L2控制硒化氫氣體流量的流量控制器11與校正用流量測定器16,流通相同流量的校正用氣體。可由各別的位置測定連續流通的校正用氣體之流通。而且,配合經流量控制器11與流量測定器16測定之校正用氣體的各別流量值之差分,修正在流量控制器11流通的硒化氫氣體之流量設定值。
進一步說明修正步驟。
首先,使自動閥9為關閉狀態,停止硒化氫氣體的供給。自動閥8與13也關閉。
其次,使自動閥14、15為開啟狀態。其結果使來自基本氣體供給源的基本氣體之惰性氣體,在由旁通流路L3、自旁通流路L3與原料供給流路L2的連接位置至分岐流路L4與原料供給流路L2的連接位置之間的原料供給流路L2、與分岐流路L4構成之流路(以下,將此連續流路稱為「校正用氣體流路」),可連續流通惰性氣體。此惰性氣體也可使用與基本氣體相同的氣體。使用的惰性氣體發揮作為校正用氣體的機能。藉由本步驟,即可使相同流量的校正用氣體,在設置於校正用氣體流路的流量控制器11、流量測定器16,連續流通。
其次,由設置於校正用氣體流路上的流量控制器11與流量測定器16測定校正用氣體之各別流量值。由控制器19使用此等測定值進行演算處理,以該結果為基準,修正再開始製造硒化氫混合氣體時流經流量控制器11之硒化氫氣體的流量值。
又,如校正時與混合氣體製造時的氣體種類不同時,或是視需要而另外進行流量控制器或流量測定器之各別校正之際,校正時與流量測定時的氣體種類不同時,宜在計算出流量誤差之前,利用稱為換算係數(conversion factor)的流量修正係數換算流量。
更詳細說明本發明中流量誤差之計算。
在計算流量誤差時,首先由流量控制器11進行校正用氣體的流量控制,同時測定校正用氣體之流量V3[L/分鐘]。並且,由位於下游側的流量測定器16,測定校正用氣體的流量V4[L/分鐘]。
製造硒化氫混合氣體時,如在含有流量控制器11的原料氣體供給流路L2多量析出硒結晶時,將使流量控制器11的流量控制精度降低。此時,為了硒結晶之存在,在停止製造硒化氫混合氣體時,有使以流量控制器11測定的校正用氣體之流量V3[L/分鐘],成為小於原來測定的校正用氣體之流量的傾向。
相對於此,流量測定器16,在製造硒化氫混合氣體時,是配置在不能流通硒化氫氣體的位置上。因此,經流量測定器16測定的校正用氣體之流量V4[L/分鐘],是與原來測定的校正用氣體之流量等量。
如此,在停止製造硒化氫混合氣體時,經流量控制器11及流量測定器16分別測定的校正用氣體的流量值V3[L/分鐘]、V4[L/分鐘]之差分,將使流量控制器11之流量控制精度的降低適宜, 並且,正確顯示含有流量控制器11的原料氣體供給流路L2的硒結晶之析出量的程度。
又,此處是說明經流量控制器11測定的校正用氣體之流量V3[L/分鐘]小於原來測定的校正用氣體之流量的情形。不過,即使在大於原來測定的校正用氣體之流量時,也可作同樣的處理,亦即可進行修正。
然後,將經流量控制器11及流量測定器16獲得的校正用氣體之流量測定值V3、V4[L/分鐘],分別介著配線傳達到控制器19。
其次,配合由流量控制器11獲得的校正用氣體之流量測定值V3[L/分鐘]與由流量測定器16獲得的校正用氣體之流量測定值V4[L/分鐘]之差分,計算出流量控制器11中硒化氫氣體之流量設定值的修正量。
具體上,是由流量測定值V3、V4[L/分鐘]以下式計算出流量誤差A及修正係數B。
流量誤差A=(| V3-V4 |/V4)×100[%]
修正係數B=V4/V3
但是,流量控制器11中,如校正時與混合氣體製造時的氣體種類不同時,或是視需要另外進行流量控制器之校正之際,校正時與流量測定時的氣體種類不一致時,必須以稱為換算係數的流量修正係數修正。利用流量修正係數將V3與V4依校正用氣體種類修正流量值之後,計算出流量誤差A及修正係數B。
計算出流量誤差A及修正係數B後,依下式送訊至流量控制器11,計算出已修正的硒化氫氣體之流量設定值V5[L/ 分鐘]。
流量設定值V5[L/分鐘]=B×V2[L/分鐘]
其次,將計算出的硒化氫氣體之流量設定值V5[L/分鐘]介著配線E1送訊至流量控制器11。流量設定值V5可使用於以後進行的硒化氫混合氣體的製造步驟。如此進行,在原料氣體流量設定值之修正步驟後,即可使用於再開始製造硒化氫混合氣體時,可獲得修正值。即,流入流量控制器11的二次側(下游側)之硒化氫氣體的流量設定值,可由控制器19計算出的修正量修正。
由以上的步驟,即完成使用配合流量控制器11中硒結晶之析出量而修正的硒化氫氣體之流量設定值V5[L/分鐘],製造適合供給至太陽能電池製造裝置之預定硒化氫濃度的硒化氫混合氣體之準備。然後,也可關閉自動閥14、15而開啟自動閥9。亦即因為這樣的開啟,而可將自旁通流路L3與原料氣體供給流路L2之連接位置至分岐流路L4與原料氣體供給流路L2的連接位置之間的原料氣體供給流路內之校正用氣體,取代成硒化氫氣體。此時,自動閥15可就這樣的開啟,也可在預定的時間開啟。
又,修正係數B是僅在硒化氫氣體的流量控制時使用。即,校正用氣體的流量測定時,對於流量控制器11不進行使用修正係數B的修正。
然後,使自動閥14、15為關閉狀態,同時使自動閥14、15以外的全部開關閥及自動閥為開啟狀態,進行上述說明的硒化氫混合氣體製造步驟。在第二次以後的硒化氫混合氣體製造步驟中,可在流量控制器11設定剛以原料氣體流量設定值修正步 驟正確修正之硒化氫氣體之流量設定值V5[L/分鐘]。所以,可在流量控制器11的二次側(下游側)流通原來應流通的流量V2[L/分鐘]之硒化氫氣體。可將流量值V2[L/分鐘]之硒化氫氣體供給至混合器2上。
以後,重複實施硒化氫混合氣體的製造步驟(I)與原料氣體的流量設定值之修正步驟(Ⅱ)的交互操作。如此進行,即可自供給裝置101長期安定供給適合供給太陽能電池製造裝置的預定硒化氫濃度之硒化氫混合氣體。
在重複實施硒化氫混合氣體的製造步驟(I)與原料氣體的流量設定值之修正步驟(Ⅱ)的交互操作二次以上時,也可視需要變更原料氣體的流量設定值之修正步驟(Ⅱ)中的校正用氣體之流量值後實施步驟。在重複操作數次時,可得數個校正用氣體流量值之差分。因此在變更校正用氣體的流量設定值時,例如可將以各原料氣體的流量設定值之修正步驟獲得之數個修正係數B平均後使用,或是也可依照設定的流量範圍決定適用之修正係數B後使用。
例如,在重複實施硒化氫混合氣體的製造步驟(I)與原料氣體的流量設定值之修正步驟(Ⅱ)的交互操作二次以上時,第一次的製造步驟中之流量測定值為V3a[L/分鐘],使用此值的修正步驟中所得的修正係數為Ba,第二次的製造步驟中之流量測定值為V3b[L/分鐘],使用此值的修正步驟中所得的修正係數為Bb,而V3a<V3b。此時,在其後的製造及修正步驟中,可使適用於硒化氫氣體的流量測定值為0至V3a[L/分鐘]時的修正係數為Ba,適用於V3a至V3b[L/分鐘]時的修正係數為Bb
同時,在重複實施硒化氫混合氣體的製造步驟(I)與原料氣體的流量設定值之修正步驟(Ⅱ)的交互操作二次以上時,在連接於緩衝槽的壓力計22低於預定的壓力前,在實施原料氣體的流量設定值之修正步驟(Ⅱ)之後,也可使自動閥14、15為關閉狀態。又,雖然宜使流量誤差A之值為5至30%範圍內,但並未特別限定此範圍,只要在實用上無問題即可適宜選擇。
依照上述說明的本實施形態之供給方法,即可由校正用氣體去除滯留在原料氣體供給流路內的硒化氫氣體。因此,可明顯降低原料氣體供給流路L2中由硒化氫自行分解造成的硒結晶析出。同時,在流量控制器11流通流量V2[L/分鐘]的硒化氫氣體時,即使有硒結晶的析出時,也可依據設置在不流通硒化氫氣體的流路上之校正用流量測定器16測定的校正用氣體之流量值,將已修正的流量設定值V5[L/分鐘]送訊至流量控制器11。因此,可極為降低原料氣體供給流路L2的流量控制誤差。
所以,依照本實施形態的硒化氫混合氣體之供給方法,即可不進行短時間週期的開關閥之切換等精密的機器操作及緩衝槽的容積擴張,可比已往更長期降低漂移現象,可將安定的硒化氫濃度之硒化氫混合氣體供給至太陽能電池製造裝置等。
同時,在本實施形態的供給裝置101中,在硒化氫混合氣體停止製造時,使相同流量的校正用氣體流通設置在原料氣體供給流路L2以控制硒化氫氣體流量的流量控制器11與校正用的流量測定器。藉由此構成,因可使用校正用氣體將滯留在原料氣體供給流路內的硒化氫氣體去除,而降低硒化氫自行分解造成的硒結晶之析出。
同時,在硒化氫混合氣體製造時,可配合由設置在流通硒化氫氣體之原料氣體供給流路L2的流量控制器11、設置在不流通硒化氫氣體的流路之流量測定器16,分別測定相同流量之校正用氣體的流量測定值之差分,修正流經流量控制器11的硒化氫氣體之流量設定值。藉此,可使原料氣體供給流路L2的流量控制誤差極為降低,抑制漂移現象。結果不需要短時間週期的閥開關等精密的機器操作或大容量的緩衝槽,即可長期將安定的硒化氫濃度的硒化氫混合氣體供給至太陽能電池製造裝置等。
又,本發明的技術範圍並不限定於上述實施的形態,在不脫離本發明的主旨範圍中,可加上各種的變更。
例如,上述實施形態的供給裝置101,是將流量測定器16設置於分岐流路L4的構成。然而,如第6圖中所示的供給裝置102,也可將流量測定器16設置於自動閥14的一次側(上游側)之旁通流路L3。如同前述,在自動閥14的一次側之旁通流路L3不能流通硒化氫氣體。因此,與上述的供給裝置101相同,可在不能流通硒化氫氣體的流路上設置流量測定器16。所以,也可形成不設置分岐流路L4,除了上述的實施形態之效果,也可使供給裝置小型化。結果不需要短時間週期的閥開關等精密的機器操作或大容量的緩衝槽,即可長期將安定的硒化氫濃度的硒化氫混合氣體供給至太陽能電池製造裝置等。
同時,另外的實施例,例如流量誤差A超過設定值時,也可將流量控制器11的異常通知供給裝置101的操作員,再由操作員進行流量控制器11的交換。
[實施例]
以下,表示本發明的較佳具體例。
(實施例)
使用第1圖中表示的供給裝置101製造硒化氫混合氣體,將硒化氫混合氣體連續長期供給至太陽能電池製造裝置。在進行供給裝置101的硒化氫混合氣體之製造步驟之際,使用表1的條件。同時,在進行供給裝置101的原料氣體流量設定值的修正步驟之際,使用表2的條件。
.表2中,流量控制器11的流量測定值V3,在修正步驟中控制器的流量顯示為10.0L/分鐘時,表示實際流通的氮氣是13.0L/分鐘。
.表2中所述之“1次”,是指為了進行1次流量設定值之修正而進行的製造步驟與修正步驟之組合的次數,本實施例中使此為數次的重複操作。
在一邊以表1、2中表示的實施條件重複進行製造及修正的步驟,一邊將硒化氫混合氣體連續供給至太陽能電池製造裝置之際,使用設置在流路L6的硒化氫濃度分析計(未圖示),測定硒化氫混合氣體中硒化氫濃度隨時間之變化。使用硒化氫濃度分析計測定的硒化氫混合氣體中硒化氫濃度之時間(日數)依存性,如第2圖所示。同時,重複進行製造及修正步驟之際的流量誤差A之時間(日數)依存性,如第3圖所示。
(比較例)
在實施供給裝置101的原料氣體之流量設定值的修正步驟時,除了在流量控制器11的硒化氫之流量設定值V2[L/分鐘]的修正上不使用修正係數B之外,其餘使用與實施例相同的條件製造硒化氫混合氣體,將硒化氫混合氣體供給至太陽能電池製造裝置。即,雖然實施修正步驟,但不使用經流量控制器11修正的流量而進行製造及供給。與實施例相同,使用設置在流路L6的硒化氫濃度分析計,測定硒化氫混合氣體中硒化氫濃度隨時間之變化。此時硒化氫混合氣體中硒化氫濃度之時間(日數)依存性,如第2圖所示。
(實施例及比較例的測定結果之比較)
如第2圖所示,在比較例中自開始測定至大約經過40天中,硒化氫混合氣體中硒化氫濃度保持在預定濃度的10.0%附近。不過,再經過數日後,硒化氫濃度急速的增大。
同時,即使在第3圖所示的流量誤差A之硒化氫濃度的時間(日數)依存性中,經過自開始測定至大約經過40天以後的日數,也使流量誤差A急速的增大。其結果,在比較例中自開始測定之第100天時,硒化氫混合氣體中的硒化氫濃度達到13.8%。
如此使硒化氫濃度上昇之主要因素,可舉出由於未進行使用修正係數B的流量控制器11的硒化氫之流量設定值V2[L/分鐘]之修正,而使流量控制器11的流量控制精度降低。
相對於比較例,在實施例中即使自開始測定經過大約100天,硒化氫混合氣體中的硒化氫濃度也是安定的在10.0%附近。所以在本發明中,原料氣體供給流路L2的流量控制誤差極為正確,且可確認至少經過100天左右的長時間可降低誤差。此乃藉由本發明的上述實施形態之供給方法及供給裝置101,配合經校正用的流量測定器16測定的校正用氣體之流量值為基準計算出的流量誤差A及修正係數B,而可將流經流量控制器11的硒化氫氣體的流量設定值V2[L/分鐘]修正為流量設定值V5[L/分鐘]。
[產業上利用的可能性]
本發明可適用於硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置。可提供不需要精密的機器操作及大容量的緩衝槽,即可抑制漂移現象且長期供給安定的硒化氫濃度之硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置。
2‧‧‧混合器
3‧‧‧緩衝槽
4、21、23‧‧‧開關閥
5、10‧‧‧壓力調整計
6、11‧‧‧流量控制器(流量控制機制)
7、12‧‧‧逆止閥
8、9、13‧‧‧自動閥
14、15‧‧‧自動閥(開關閥)
16‧‧‧流量測定器(流量測定機制)
19‧‧‧控制器
22‧‧‧壓力計
101‧‧‧供給裝置
E1、E2‧‧‧配線
L1‧‧‧基本氣體供給流路
L2‧‧‧原料氣體供給流路
L3‧‧‧旁通流路
L4‧‧‧分岐流路
L5、L6、L7‧‧‧流路

Claims (11)

  1. 一種硒化氫混合氣體的供給方法,其具有:將自基本氣體供給流路供給的惰性氣體與自原料氣體供給流路供給的硒化氫氣體混合而製造調製成預定濃度的硒化氫混合氣體的製造步驟,與供給前述混合氣體的步驟,並且包含:在停止製造硒化氫混合氣體的步驟期間修正原料氣體的流量設定值之步驟,前述修正步驟包含:在設置於前述原料氣體供給流路而控制前述硒化氫氣體流量之流量控制器與校正用的流量測定器,流通相同流量的校正用氣體之步驟;獲得由前述流量控制器及前述流量測定器測定的前述校正用氣體之各別流量值之差分的步驟;以及配合前述差分而修正流經前述流量控制器的前述硒化氫氣體之流量值的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之硒化氫混合氣體的供給方法,其中,使前述校正用氣體以不同順序連續流經前述流量控制器和前述流量測定器。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之硒化氫混合氣體的供給方法,其中,在前述流量控制器與前述流量測定器,使用相同規格的流量測定方法。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之硒化氫混合氣體的供給方法,其中,使用前述惰性氣體作為前述校正用氣體。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之硒化氫混合氣體的 供給方法,其中,在製造前述硒化氫混合氣體之際,不使前述硒化氫氣體流經前述流量測定器。
  6. 一種硒化氫混合氣體的供給裝置,其係將自基本氣體供給流路供給的惰性氣體與自原料氣體供給流路供給的硒化氫氣體混合而製造調製成預定濃度的硒化氫混合氣體,然後進行供給,該硒化氫混合氣體的供給裝置具備:設置於前述原料氣體供給流路而控制前述硒化氫氣體之流量的流量控制器;於停止製造前述硒化氫混合氣體時,將校正用氣體供給至前述原料氣體供給流路的前述流量控制器之一次側的校正用氣體供給流路;設置在停止製造前述硒化氫混合氣體時流通前述校正用氣體,並且在製造前述硒化氫混合氣體時不流通前述硒化氫氣體之流路的校正用流量測定器;以及在前述流量控制器及前述流量測定器流通相同流量的前述校正用氣體之際,配合分別測定的校正用氣體流量值的差分,修正流經前述流量控制器的前述硒化氫氣體之流量值的控制器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之硒化氫混合氣體的供給裝置,其中,在前述校正用氣體供給流路設置第1開關閥,該第1開關閥在製造前述硒化氫混合氣體時成為關閉狀態,而在使前述校正用氣體由前述校正用氣體供給流路供給至前述原料氣體供給流路之際成為開啟狀態,在前述校正用氣體供給流路的前述第1開關閥之一次 側,設置前述流量測定器。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之硒化氫混合氣體的供給裝置,其中,前述校正用氣體供給流路是與前述基本氣體供給流路和前述原料氣體供給流路之前述流量控制器的一次側連接之旁通流路。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之硒化氫混合氣體的供給裝置,其中,在前述旁通流路設置第1開關閥,該第1開關閥在製造前述硒化氫混合氣體時成為關閉狀態,而在使前述惰性氣體作為校正用氣體由前述基本氣體供給流路供給至前述原料氣體流路之際成為開啟狀態,在前述旁通流路的前述第1開關閥之一次側,設置前述流量測定器。
  10. 如申請專利範圍第6或8項所述之硒化氫混合氣體的供給裝置,其中,在前述原料氣體供給流路的前述流量控制器之二次側設置分岐流路,在前述分岐流路設置第2開關閥,該第2開關閥在製造前述硒化氫混合氣體時成為關閉狀態,而在使前述惰性氣體作為校正用氣體由前述基本氣體供給流路供給至前述原料氣體流路之際成為開啟狀態,在前述分岐流路的前述第2開關閥之二次側,設置前述流量測定器。
  11. 如申請專利範圍第6至10項中任一項所述之太陽能電池用硒化氫混合氣體的供給裝置,其中,前述流量控制器與前述流量測定器為相同規格的流量測定方法。
TW102138027A 2012-10-22 2013-10-22 硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置 TWI618672B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012232832 2012-10-22
JP2012-232832 2012-10-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201427896A true TW201427896A (zh) 2014-07-16
TWI618672B TWI618672B (zh) 2018-03-21

Family

ID=50544613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102138027A TWI618672B (zh) 2012-10-22 2013-10-22 硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6065329B2 (zh)
KR (1) KR101661483B1 (zh)
CN (1) CN104769727B (zh)
TW (1) TWI618672B (zh)
WO (1) WO2014065233A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016003875A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Linde Aktiengesellschaft Volumetrischer und gravimetrischer Füllstand zur Herstellung von Gasgemischen
JP6904231B2 (ja) * 2017-12-13 2021-07-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、記憶媒体及び原料ガス供給装置
KR20200050607A (ko) 2018-11-02 2020-05-12 알엠아이텍(주) 징크 셀레나이드 기반의 셀렌화수소 제조방법
JP2020105577A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 株式会社フジキン 流体供給装置
CN109865440B (zh) * 2019-03-29 2021-08-31 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种标准气体配制装置
EP4060076A4 (en) * 2019-11-12 2023-01-25 Showa Denko K.K. METHODS FOR REMOVAL OF ADHESIVE SUBSTANCES AND FILM FORMING METHODS
CN112097114A (zh) * 2020-08-07 2020-12-18 安徽亚格盛电子新材料有限公司 一种精确制备液态mo源和氢气混合气的装置
KR102431346B1 (ko) * 2022-02-11 2022-08-09 박재기 공정 중단 없이 질량유량제어기의 교체가 가능한 가스 공급 시스템
JP2024027372A (ja) * 2022-08-17 2024-03-01 大陽日酸株式会社 混合ガス供給装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11265218A (ja) * 1998-03-18 1999-09-28 Kokusai Electric Co Ltd 自動流量/流量比変換データ校正装置及びガス供給装置
JP5518404B2 (ja) * 2009-09-04 2014-06-11 大陽日酸株式会社 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置
KR101635122B1 (ko) * 2009-09-04 2016-06-30 타이요 닛폰 산소 가부시키가이샤 태양 전지용 셀렌화 수소 혼합 가스의 공급 방법 및 공급 장치
WO2011045983A1 (ja) 2009-10-14 2011-04-21 大陽日酸株式会社 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014065233A1 (ja) 2014-05-01
KR20150044437A (ko) 2015-04-24
JPWO2014065233A1 (ja) 2016-09-08
KR101661483B1 (ko) 2016-09-30
TWI618672B (zh) 2018-03-21
CN104769727B (zh) 2016-12-07
CN104769727A (zh) 2015-07-08
JP6065329B2 (ja) 2017-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI618672B (zh) 硒化氫混合氣體的供給方法及供給裝置
EP2466412B1 (en) Gas concentration controller system
JP5518404B2 (ja) 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置
TWI498152B (zh) 硒化氫混合氣體之供應方法及供應裝置
KR101641194B1 (ko) 태양 전지용 셀렌화 수소 혼합가스의 공급방법 및 공급장치
SG193381A1 (en) Dynamic gas blending
EP1885478A1 (en) System for producing primary standard gas mixtures
CN111394789A (zh) 化学气相沉积设备的进气结构、进气方法及设备
CN111408289A (zh) 一种工业化连续高精度混合气体的方法及系统
JP5873231B2 (ja) 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置及び供給方法
JP5378122B2 (ja) 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置
JP6008688B2 (ja) 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法
KR20080082818A (ko) Mfc를 이용한 가스 희석 장치
JP2013105299A (ja) 混合ガス流量制御装置および排ガス浄化触媒評価装置
TW440926B (en) Gas mixing and feeding method and its device
US20110052794A1 (en) Vapor-phase growth apparatus and thin-film vapor-phase growth method
JP4089816B2 (ja) 半導体エピタキシャルウェーハの製造装置およびドーパントガスの希釈装置
US20220395792A1 (en) Liquid supply system and liquid supply method
JP2021159900A (ja) 混合ガス供給装置及び方法
TW202202653A (zh) 用於輸送用於摻雜矽晶圓之氣體混合物之設備及方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees