WO2004036634A1 - 薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに薄膜形成システム - Google Patents

薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに薄膜形成システム Download PDF

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WO2004036634A1
WO2004036634A1 PCT/JP2003/013205 JP0313205W WO2004036634A1 WO 2004036634 A1 WO2004036634 A1 WO 2004036634A1 JP 0313205 W JP0313205 W JP 0313205W WO 2004036634 A1 WO2004036634 A1 WO 2004036634A1
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film forming
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Norikazu Ito
Tomoko Takagi
Masashi Ueda
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Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.
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Definitions

  • Thin film forming apparatus Description Thin film forming apparatus, thin film forming method, and thin film forming system
  • the present invention relates to a thin film forming apparatus, a thin film forming method, and a thin film forming system.
  • thin S- Mayyo batteries generally use a configuration in which a pin-junction semiconductor thin film is formed on a transparent substrate using Si or a compound semiconductor, and the sunlight incident from the back surface is photoelectrically converted. ing.
  • the raw material gas is turned into a plasma state by the power supplied to the electrodes provided in the thin film formation system, and is excited and decomposed in the plasma, and this is converted into a film growth reaction on the substrate.
  • a thin film formation method by plasma CVD Chemical Vapor Deposition, in which a thin film is formed on the substrate by performing the method, has been proposed.
  • FIG. 10 shows a thin film forming system for an in-line type solar cell as an example of a thin film forming system for forming such a semiconductor thin film.
  • the thin film forming system 100 includes a load lock device 102L for shifting a substrate from an atmospheric atmosphere to a vacuum atmosphere, a heating device 102h for heating the substrate, a thin film forming device 105p for forming a p-type semiconductor thin film, and i
  • the thin film forming apparatuses 105 p, 105 i, and 105 ⁇ have film forming chambers 120 p, 120 i, and 120 ⁇ , gas boxes 130 p, 130 i, and 130 ⁇ , source gas supply valves 140 ⁇ , 140 i, 140 ⁇ , pressure regulating valve 150 ⁇ , 150 i, 150 ⁇ , vacuum pump 160 p, 160 i, 160 ⁇ , power supply system 170 p, 170 i, 170 ⁇ , Electrodes 180 p, 180 i, 180 n Have been killed.
  • Fig. 11 shows the deposition chamber 1 20 (1 20 p, 120 i, 120 ⁇ ), power supply system 170 (170 ⁇ , 170 i, 170 ⁇ ) and electrode 1 80 (1 8 0p, 180i, 18On).
  • the film forming chamber 120 is provided with thin film forming regions' 121 u, 121 v, and 121 w for performing a thin film forming process on the substrate 300.
  • Each thin film forming region includes: High-frequency power supply 17 1 u, 17 1 v.
  • the substrate 300 on which the thin film is formed by the thin film forming system 100 is arranged perpendicularly to the plane of FIG. 10, and a load lock device 102 L, a heating device 1 02h, thin-film forming apparatus 105p, thin-film forming apparatus 105i, thin-film forming apparatus 105n, and cooling apparatus 107c are transported in this order.
  • the substrate 300 and the electrodes 18 1 u, 18 1 V, 18 1 w shown in FIG. 11 are originally arranged in the direction perpendicular to the paper surface as in FIG. 10, but the thin film forming system 1 In explaining the operation of 00, the diagram is arranged in a horizontal direction for convenience.
  • a transport device (not shown) transports the plurality of substrates 300 to the load lock device 102L in the air atmosphere, and the substrate 300 is supplied to the load lock device 102L by the atmospheric pressure. The atmosphere is shifted to a vacuum atmosphere.
  • the gate pulp 110 provided between the load lock device 102 L and the heating device 102 h opens, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the load lock device 102 L to the heating device 102 h.
  • the substrate 300 is placed in the heating device 102h.
  • the substrate 300 placed in the heating device 102h is heated to a predetermined film forming temperature by the heating device 102h.
  • a gut valve 110 provided between the heating device 102 h and the thin film forming device 105 p is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the heating device 102 h to the thin moon forming device.
  • the substrate 300 is conveyed to 105 p, and the substrate 300 is placed in the thin moon forming apparatus 105 p.
  • the thin film forming apparatus 105p is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160p.
  • the substrate 300 is ready for a thin film forming process.
  • the gas box 130p supplies the raw material gas 135p to the film forming chamber 120p, and the pressure The pressure in the film forming chamber 120 p is adjusted by the adjustment valve 150 p.
  • the power of the high-frequency power supply 17 1 u, 17 1 v, 17 lw of the power supply system 170 p (170) is supplied to the dividers 1 72 u, 1 72 v, 1 72 w, and the divider 1
  • the electrodes are distributed to the circulators 173u, 173v, 173w by 172u, 172v, 172w, and the electrodes via the circulators 173u, 173v, 173w 18 1 u, 18 1 v, 18 1 w.
  • the power that is a reflected wave is the dummy load 1 74 u via the circulators 173 u, 173 v, 173 w , 174v, 174w are supplied and consumed as heat.
  • the power supplied to the electrodes 18 1 u, 18 1 v, and 18 1 w turns the raw material gas 135 p into a plasma state, which is excited and decomposed in this plasma, and the film is formed on the substrate 300. As a result of the growth reaction, a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 105 p and the thin film forming apparatus 105 i is opened, and a transfer device (not shown) moves the substrate 300 from the thin film forming apparatus 105 p to the thin film.
  • the substrate 300 is transferred to the forming apparatus 105i, and the substrate 300 is placed in the thin film forming apparatus 105i.
  • the thin film forming apparatus 105i is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160i, and is in a state ready for a thin film forming process on the substrate 300.
  • the substrate 300 placed in such a thin film forming apparatus 105i is formed by a gas box 130i into a raw material gas 135i, similarly to the above-described thin film forming processing in the thin film forming apparatus 105p.
  • the power supply system 170 i (170) is supplied with the electrodes 18 1 u and 1 8 i with the pressure supplied to the film chamber 1 20 i and the pressure in the film formation chamber 1 20 i adjusted by the pressure regulating valve 150 i. Electric power is supplied to 18 1 v and 18 lw, and a film growth reaction occurs on the substrate 300, whereby an i-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300. Note that such a thin film forming process of the i-type semiconductor is simultaneously performed in the thin film forming regions 121 u, 121 v, and 121 w.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 105 i and the thin film forming apparatus 105 n is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the thin film forming apparatus 105 i to a thin film.
  • the substrate 300 is transferred to the apparatus 105 ⁇ , and the substrate 300 is placed in the thin film forming apparatus 105 ⁇ .
  • the thin film forming apparatus 105 ⁇ is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 ⁇ , and is in a preparation state for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the substrate 300 placed in such a thin film forming apparatus 105 ⁇ is provided with a gas box 13 like the thin film forming apparatus 105 ⁇ and the thin film forming apparatus 105 i described above.
  • 0 n supplies the source gas 1 35 ⁇ to the film forming chamber 120 ⁇
  • the power supply system 170 ⁇ (170) supplies power to the electrodes 18 u, 18 v, and 18 w, and a film growth reaction occurs on the substrate 300, whereby an n-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the n-type semiconductor thin film forming process is performed simultaneously in the thin film forming regions 121 u, 121 v, and 121 w.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 105 n and the cooling apparatus 107 c opens, and the transfer device (not shown)
  • the substrate 300 is transferred from the thin film forming apparatus 105 n to the cooling device 107 c, and the substrate 300 is placed in the cooling device 107 c.
  • a transfer device (not shown) transports the substrate 300 to the unload lock device 200, and the substrate 300 300 is transferred from a vacuum atmosphere to an air atmosphere.
  • Such a thin film forming system 100 enables amorphous silicon solar cells
  • the time required for the p-type semiconductor thin film formation process is about 2 minutes
  • the time required for the i-type semiconductor thin film formation process is about 20 minutes
  • the time required for the n-type semiconductor thin film formation process is about 2 minutes It is.
  • the time required to form the p-type and n-type semiconductor thin films is shorter than the time required to form the i-type semiconductor thin film.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed is placed in the thin film forming device 105p and stands by, and the substrate 300 on which the n-type semiconductor thin film forming process has been performed is cooled. After being conveyed to 107 c, the substrate 300 is not placed in the thin film forming apparatus 105 n, and waits until the i-type semiconductor thin film forming process is completed.
  • the above-described semiconductor thin film having a pin junction is also formed by an in-line type thin film forming system provided with a power supply system 190 shown in FIG.
  • the power supply system 190 is provided in the thin film forming apparatuses 105 p, 105 i, and 105 n in place of the power supply system 170 of the thin film formation system 100, and is provided with a divider.
  • a common high-frequency power supply 191 and a common divider 1992 are provided on the input side of the 172u, 172v, and 172w.
  • the substrate 300 and the electrodes 18 u, 18 V, and 18 w shown in FIG. 12 are originally arranged in the direction perpendicular to the plane of FIG. In order to explain the operation of the forming system 100, the figure is arranged in a lateral direction for convenience.
  • a transfer device (not shown) transfers a plurality of substrates 300 to the load lock device 102L in the air atmosphere. The substrate 300 is transferred from the atmospheric atmosphere to the vacuum atmosphere in the load lock device 102L.
  • the gate valve 110 provided between the load lock device 102 L and the caro heat device 102 h opens, and a transfer device (not shown) moves the substrate 300 from the load lock device 102 L.
  • the substrate 300 is transferred to the heating device 102 h, and the substrate 300 is placed in the heating device 102 h.
  • the substrate 300 placed in the heating device 102h is heated to a predetermined film forming temperature by the heating device 102h.
  • a gate valve 110 provided between the heating device 102 h and the thin film forming device 105 p is opened, and a transfer device (not shown) removes the substrate 300 from the heating device 102 h.
  • the substrate is transported to the moon forming device 105p, and the substrate 300 is placed in the thin film forming device 105p. It is.
  • the thin film forming apparatus 105p is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160p, and is ready for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the gas box 130p supplies the raw material gas 135p to the film forming chamber 120p and adjusts the pressure.
  • the pressure in the thin film forming apparatus 105p is adjusted by the valve 150p.
  • the power of the common high frequency power supply 19 1 of the power supply system 1 90 is supplied to the common divider 19 2, and distributed to the dividers 1 72 u and 1 72 v N 17 2 w by the common divider 1 92, In addition, they are distributed to the circulators 173u, 173v, 173w by the dividers 172u, 172v, 172w, and passed through the circulators 173u, 173v, 173w.
  • Electrodes 18 1 u, 18 1 v, 18 1 w Of the power supplied to the electrodes 18 1 u, 18 1 v, and 18 lw, the power that is a reflected wave is supplied to the dummy load 174 u, 1 via the circulators 173 u, 173 v, and 173 w. Supplied to 74v, 1 74w and consumed as heat.
  • the power supplied to the electrodes 18 1 u, 18 1 v, 18 1 w turns the raw material gas 135 p into a plasma state, which is excited and decomposed in the plasma, and this is formed into a film on the substrate 300.
  • the growth reaction causes a p-type semiconductor thin film to be formed on the substrate 300.
  • Such a p-type semiconductor thin film formation process is performed simultaneously in the thin film formation regions 121 u, 121 lv, and 121 w.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 105p and the thin film forming apparatus 1 ⁇ 5i is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the thin film forming apparatus 105p to the thin film forming apparatus.
  • the substrate 300 is transferred to the forming apparatus 105i, and the substrate 300 is placed in the thin film forming apparatus 105i.
  • the thin film forming apparatus 105 i is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 i, and is ready for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the substrate 300 placed in such a thin film forming apparatus 105i is provided with a gas box 130i for the raw material gas 135i in the same manner as the thin film forming processing in the thin film forming apparatus 105p described above.
  • the power supply system 190 supplies the electrodes 18 1 u, 18 1 V while the pressure in the film formation chamber 120 i is adjusted by the pressure supplied to the deposition chamber 120 i and the pressure adjustment valve 150 i. , 181 w, and a film growth reaction occurs on the substrate 300, An i-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 105 i and the thin film forming apparatus 105 n is opened, and a transfer device (not shown) moves the substrate 300 from the thin film forming apparatus 105 i to the thin film forming apparatus 1 05 n.
  • the substrate 300 is transported to 0 5 ⁇ , and the substrate 300 is placed in the thin film forming apparatus 105 ⁇ .
  • the thin-film forming apparatus 105 ⁇ is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 ⁇ , and is ready for the thin-film forming process of the substrate 300.
  • the substrate 300 arranged in such a thin film forming apparatus 105 ⁇ has a gas box 130 n in the same manner as the thin film forming process in the thin film forming apparatus 105 ⁇ and the thin film forming apparatus 105 i described above.
  • the raw material gas 1 35 ⁇ is supplied to the film forming chamber 120 ⁇ , and the power supply system 190 is connected to the electrode 1 while the pressure in the film forming chamber 120 n is adjusted by the pressure adjusting valve 15 On.
  • the power supply system 190 is connected to the electrode 1 while the pressure in the film forming chamber 120 n is adjusted by the pressure adjusting valve 15 On.
  • the n-type semiconductor thin film forming process is performed simultaneously in the thin film forming regions 121 u, 121 v, and 121 w.
  • ⁇ -type, i-type, and n-type semiconductors can be separated by changing the type of the source gas 135 (135 p, 135 i, 135 ⁇ ). it can.
  • the semiconductor thin film By forming the semiconductor thin film in this way, a semiconductor thin film having a pin junction is formed.
  • the gate bubble 110 provided between the thin film forming device 105 ⁇ and the cooling device 107 c is opened, and a transfer device (not shown) Transports the substrate 300 from the thin film forming apparatus 105 ⁇ to the cooling device 107 c, and the substrate 300 is disposed in the cooling device 107 c.
  • a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 to an unload lock device (not shown), and The substrate 300 is shifted from a vacuum atmosphere to an air atmosphere.
  • An amorphous film is formed by a thin film forming system equipped with such a power supply system.
  • the thin film forming process of the thin film forming system 100 is performed in the same manner as the time required for the thin film forming process.
  • the substrate 300 on which the n-type semiconductor thin film formation process has been performed is transported to the cooling device 107c, the substrate 300 on standby is placed in the thin film forming apparatus 105p.
  • the thin film forming apparatus 105 ⁇ waits for the completion of the i-type semiconductor thin film forming process in a state where the substrate 300 is not disposed.
  • the required number of high frequency power supplies is reduced as compared with the above-described power supply system 170.
  • the thin film forming regions 1 2 1 u and 1 2 1 in the thin film forming apparatus 105 are used.
  • the film is supplied to the thin film forming regions 121 u, 122 v, and 121 w.
  • the vacuum pump 160 (160 ⁇ , 160 i, 160 ⁇ ) that evacuates the raw material gas 135 (135 p, 135 i, 135 ⁇ ) has a large pumping speed. However, there is a problem that the cost of the vacuum pump is increased.
  • the time required for forming the p-type and n-type semiconductor thin films is shorter than the time required for forming the i-type semiconductor thin film.
  • -Type semiconductor thin film formation is the rate-limiting step in solar cell production Therefore, it is necessary to wait for the p-type semiconductor and n-type semiconductor thin film forming processes in the thin film forming device 105 p and the thin film forming device 105 n before the i-type semiconductor thin film forming process is completed. There was a problem. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a purpose thereof is to provide a high-cost power supply system, a power supply system that does not require an output high-frequency power supply, and a thin film forming process.
  • a gas supply system that supplies source gas according to the thin film formation area and an exhaust system equipped with a vacuum pump with a low pumping speed
  • other thin film By performing the forming process, the cost of the thin film forming apparatus and the thin film forming system can be reduced without deteriorating the production efficiency in the laminated film forming process, and the power supply system is simplified and the installation area is reduced in space. It is an object of the present invention to provide a thin film forming apparatus, a thin film forming method, and a thin film forming system capable of performing the above.
  • excluding at least one electrode and at least one electrode means “an electrode selected from an arbitrary number of one or more of the plurality of electrodes and not the total number", In the same sense, it may be referred to as “selected electrode”.
  • the present invention proposes the following means.
  • a first invention is a thin film forming apparatus for forming a thin film on a substrate placed in a film forming chamber by plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD), wherein the film forming chamber has a plasma generating apparatus.
  • a plurality of thin film formation regions each including an electrode are provided, and among the plurality of thin film formation regions, a thin film formation region excluding all electrodes and limiting power supply to at least one or more electrodes is limited.
  • a gas supply system for supplying a source gas for plasma generation to the thin film formation region.
  • the thin film forming apparatus in a state where the substrate is disposed in the thin film forming region in the film forming chamber, at least one or more electrodes are not simultaneously supplied with power to all the electrodes.
  • the source gas for plasma generation is supplied to the limited region, and power is supplied to the electrodes arranged in the limited region. Is done.
  • the raw material gas is excited and decomposed, and this causes a film forming reaction on the substrate, whereby a thin film is formed on the substrate.
  • the gas supply system supplies the source gas by limiting the thin film formation region where the unprocessed substrate is arranged, A thin film is formed on the substrate.
  • the thin film forming process is sequentially performed in the plurality of thin film forming regions in the film forming chamber, and when the thin films are formed on the substrates in all the thin film forming regions, the thin film forming process in the film forming chamber is completed.
  • the substrate is transferred to a film forming chamber for forming a different kind of thin film, and the different kind of thin film is formed on the substrate in the film forming chamber for forming the different kind of thin film.
  • a laminated film is formed thereon.
  • the substrate is sequentially transferred to the film forming chamber for forming a different kind of thin film, and the different kind of thin film is stacked on the substrate in this film forming chamber, whereby a desired laminated film is formed on the above described substrate.
  • the waiting time until the end of the thin film forming process that controls the production is completed. Is shortened.
  • the gas supply system supplies the raw material gas by limiting the thin film formation region, thereby performing the thin film formation process, and thereafter supplies the raw material gas by limiting the thin film formation region where the unprocessed substrate is disposed. Since the thin film forming process is performed, the flow rate of the raw material gas necessary for the thin film forming process may be smaller than the flow rate of the raw material gas supplied to all of the plurality of thin film forming regions at the same time.
  • a second invention is a thin film forming apparatus for forming a thin film on a substrate disposed in a film formation chamber by plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD), wherein the film formation chamber includes a plasma generation apparatus.
  • a plurality of thin-film formation regions each having a plurality of forming electrodes disposed therein, wherein the plurality of thin-film formation regions are configured in a smaller number than the plurality of thin-film formation regions, and all of the electrodes arranged in the plurality of thin-film formation regions are provided.
  • a power supply system excluding the electrodes and supplying power to at least one or more electrodes; and a switching device for selectively connecting each of the electrodes of the plurality of thin film formation regions to the power supply system. It is characterized by having.
  • the substrate is disposed in the thin film forming region in the film forming chamber, and the switching device performs the power supply while the source gas is supplied to the film forming chamber.
  • the electrodes are selectively connected to a supply system, and the power supply system supplies power to at least one electrode except for all electrodes.
  • the raw material gas is excited and decomposed in the thin film formation region to which the electrode supplied with the electric power belongs, and this causes a film formation reaction on the substrate, thereby forming a thin film on the substrate.
  • the switching device selects an electrode belonging to the thin film formation region where the unprocessed substrate is disposed, and connects the electrode to the power supply system.
  • the power supply system supplies power to the electrodes, and a thin film forming process is performed. Thereafter, similarly, the thin film forming process is sequentially performed in the plurality of thin film forming regions in the film forming chamber, and when the thin films are formed on the substrates in all the thin film forming regions, the thin film forming process in the film forming chamber is completed. It becomes.
  • the substrate is transported to a film forming chamber for forming a heterogeneous thin film, and the heterogeneous thin film is formed on the substrate in the film forming chamber for forming the heterogeneous thin film.
  • a film forming chamber for forming a heterogeneous thin film
  • the heterogeneous thin film is formed on the substrate in the film forming chamber for forming the heterogeneous thin film.
  • the substrate is sequentially transferred to the film forming chamber for forming a different kind of thin film, and the different kind of thin film is stacked on the substrate in this film forming chamber, whereby a desired laminated film is formed on the above described substrate.
  • the waiting time until the end of the thin film forming process that controls the production is completed. Is shortened.
  • the switching device selectively connects the power supply system and the electrode, and the power supply system supplies power to the electrode to perform the thin-film forming process.
  • Power is supplied to the electrodes in the thin film formation area where the processing substrate is disposed, and the thin film formation processing is performed. Therefore, the power supply system required for the thin film forming apparatus may have a smaller output power than the power supply system that supplies power to all the thin film forming regions in the film forming chamber at the same time. In other words, it is possible to reduce the cost of the power supply system, save the space for installing the power supply system, and reduce the apparatus cost of the thin film forming apparatus.
  • the second invention is a method of limiting a thin film formation region to which power is supplied to the electrode among the plurality of thin film formation regions, and supplying a source gas for generating plasma to the thin film formation region.
  • a supply system may be provided.
  • the switching device selectively connects the power supply system and the electrode, the power supply system supplies power to the electrode, and the gas supply system includes:
  • the source gas for plasma generation is supplied only to the thin film formation area where the processing is performed.
  • the raw material gas is in a plasma state, and is excited and decomposed in the plasma, and this causes a film forming reaction on the substrate, so that the raw material gas is formed on the substrate. A thin film is formed.
  • the source gas is supplied to the thin film forming region limited and the thin film forming process is performed, unnecessary source gas is supplied to the thin film forming region where plasma is not generated. Therefore, the gas utilization efficiency can be improved, and the thin film formation processing can be performed with a smaller amount of the source gas than the flow rate of the source gas supplied to all the thin film formation regions at the same time.
  • an array antenna for generating plasma may be provided as the electrode.
  • the thin film forming apparatus has an array antenna structure in which a plurality of plasma generating antennas are provided, and the array antenna is provided in a plurality of thin film forming regions provided in the film forming chamber. . Therefore, in addition to the above-described invention, the source gas is excited and decomposed by the power supplied to the array antenna, and this causes a film forming reaction on the substrate, thereby forming a uniform thin film on the substrate. be able to.
  • the second invention is a deposition plate that suppresses a source gas during a thin film formation process from diffusing into a thin film formation region where the thin film formation process is not performed, at a boundary between the plurality of thin film formation regions. May be provided.
  • the thin film forming region is in a plasma state by the power supplied to the electrodes such as the array antenna.
  • the source gas excited and decomposed in the plasma is suppressed from diffusing into the thin film forming region where the thin film forming process has not been performed.
  • a thin film is formed mainly on a substrate arranged in a thin film formation region to which the electrodes of the array antenna and the like belong.
  • the plurality of thin film formation regions may each include an independent space formed airtightly with each other.
  • the thin film forming apparatus of the present invention since the plurality of thin film forming regions are independent spaces formed airtight each other, the raw material gas excited and decomposed in the independent space is formed in the independent space. A thin film is formed on the substrate arranged in the above. At this time, the diffusion of the source gas into another independent space is prevented, and a thin film is not formed on the substrate disposed in the other independent space.
  • the second invention having the independent space includes an exhaust unit for exhausting a gas in the film forming chamber, and the exhaust unit includes at least one thin film of the plurality of thin film formation regions.
  • An exhaust shut-off valve for shutting off the discharge of gas from the formation region may be provided.
  • the plurality of thin film forming regions are airtight with each other.
  • a plurality of independent spaces wherein at least one of the plurality of independent spaces is provided with an exhaust shutoff valve for shutting off exhaust of gas from the independent spaces, so that there is no need to exhaust gas.
  • the exhaust blocking pulp in the inoperable independent space is closed,
  • the inoperable independent space can be maintained in the atmosphere while maintaining the independent space in a vacuum atmosphere.
  • first and second inventions may include a transport system that carries the substrate into only one thin film forming region, and carries out the thin film from the thin film forming region to the outside of the film forming chamber after the thin film is formed.
  • the substrate is transported to a different thin film forming region in the same film forming chamber and the same type of thin film is formed. Need not be performed again. Therefore, the substrate is carried out of the thin film formation region out of the film formation chamber by the transfer system, and the substrate is subjected to various processes such as the following thin film formation process.
  • the substrate on which the desired thin film is formed can be efficiently transported.
  • first and second inventions have a carry-in section for carrying a substrate into the thin film forming region, and a carry-out section different from the carry-in section for carrying out the substrate after the thin film forming process is performed. May have.
  • the substrate that has been carried into the thin film formation region from the carry-in section and subjected to the thin-film forming process is carried out of the carry-out section without returning to the carry-in section. It will not be transported. Therefore, the substrate on which the thin film formation processing has been performed can be efficiently transported.
  • a third invention is a thin film forming method for forming a thin film by plasma CVD (chemical vapor deposition) on a substrate disposed in each of a plurality of thin film forming regions in a film forming chamber.
  • a switching device for selectively connecting electrodes arranged in each of the plurality of thin film formation regions, excluding all electrodes among the electrodes arranged in each of the plurality of thin film formation regions, and at least one or more electrodes Select and connect the power supply The power of the system is supplied to the electrode selected by the switching device, and a thin film is formed on the substrate.
  • the substrate is disposed in the thin film forming region in the film forming chamber, and the switching device is configured to control the electric power while the source gas is supplied to the film forming chamber.
  • the electrodes are selectively connected to a supply system, and the power supply system supplies power to at least one electrode except for all the electrodes.
  • the raw material gas is excited and decomposed in the thin film formation region to which the electrode supplied with the electric power belongs, and this causes a film formation reaction on the substrate, thereby forming a thin film on the substrate.
  • the switching device selects an electrode belonging to the thin film formation region where the unprocessed substrate is disposed, and connects the electrode to the power supply system.
  • the power supply system supplies power to the electrode, and a thin film forming process is performed. Thereafter, similarly, the thin film forming process is sequentially performed in the plurality of thin film forming regions in the film forming chamber, and when the thin films are formed on the substrates in all the thin film forming regions, the thin film forming process in the film forming chamber is completed. It becomes.
  • the switching device selectively connects the power supply system and the electrode, and the power supply system supplies power to the electrode to perform a thin film forming process.
  • the power supply system required for the thin film forming apparatus is a power supply system that supplies power to all the thin film forming regions in the film forming chamber at the same time.
  • the output power may be smaller than that of the supply system. That is, simplification of the power supply system, space saving of the installation area of the power supply system, and reduction of the apparatus cost of the thin film forming apparatus can be achieved.
  • a thin film forming region in which power is supplied to the electrode is limited, and a source gas for plasma generation is supplied to the thin film forming region.
  • a thin film may be formed on the substrate in the thin film formation region to which the source gas has been supplied.
  • the switching device selectively connects the power supply system and the electrode, the power supply system supplies power to the electrode, and the gas supply system includes:
  • the source gas for plasma generation is supplied only to the thin film formation region where the processing is performed.
  • the raw material gas is excited and decomposed, and this causes a film formation reaction on the substrate. A thin film is formed on the substrate.
  • the source gas is supplied to the thin film forming region limited and the thin film forming process is performed, unnecessary source gas is supplied to the thin film forming region where plasma is not generated. Therefore, the gas utilization efficiency can be improved, and the thin film formation processing can be performed with a smaller amount of the source gas than the flow rate of the source gas supplied to all the thin film formation regions at the same time.
  • the substrate carried in from the carrying-in section may be carried out from a carrying-out section different from the carrying-in section after performing the thin film forming process.
  • the substrate that has been carried into the thin film formation region from the carry-in portion and subjected to the thin-film forming process is carried out of the carry-out portion without returning to the carry-in portion. It will not be transported. Therefore, the substrate on which the thin film formation processing has been performed can be efficiently transported.
  • a fourth aspect of the present invention is a thin film forming system that stacks a plurality of thin films by passing a plurality of substrates through a plurality of thin film forming apparatuses, wherein the plurality of thin film forming apparatuses have the longest thin film forming processing time.
  • the reference device is constituted by a reference device and an adjusting device other than the reference device, and the adjusting device is the thin film forming apparatus of the invention described above.
  • the plurality of thin film forming apparatuses are connected in series, and a transfer system transfers the substrate at the connecting portion, the substrate inlet portion, and the substrate outlet portion. I have.
  • the transport system at the substrate entrance carries the plurality of substrates into the first thin film forming apparatus, and the thin film forming apparatus forms a thin film on the substrate.
  • the transport system of the connecting portion unloads the substrate from the thin film forming apparatus and loads the substrate into the next thin film forming apparatus, where a thin film forming process is performed.
  • a plurality of thin films are stacked on the substrate by passing the plurality of substrates through a plurality of thin film forming apparatuses, and finally, a transport system at a substrate exit portion unloads the substrate and transfers the plurality of thin films to the plurality of substrates.
  • Thin film forming process The process ends.
  • the thin film formation processing time varies depending on the type, thickness, thin film formation conditions, and the like of the thin film formed by the thin film formation apparatus, and the thin film formation apparatus requiring the longest thin film formation processing time is referred to as a reference apparatus.
  • the other thin-wall forming devices are called adjusting devices.
  • the adjusting device is the thin film forming device of the invention described above.
  • the adjusting device is a conventional thin film forming device and the case where the adjusting device is the thin film forming device of the invention described above will be described, and the features of the present invention will be further described.
  • the adjusting device is a conventional thin film forming device
  • the substrate stagnates in the adjusting device before the reference device
  • the film forming process is in a standby state, that is, each adjusting device is in a halt state.
  • the switching device or the gas supply system uses the standby time, which has conventionally been in a halt state, by the switching device or the gas supply system.
  • an operation state of the adjusting device is adjusted according to a thin film forming processing time of the reference device.
  • the operating state of the switching device or the gas supply system of the adjusting device is adjusted such that the manufacturing cost per unit time and per unit processing area is minimized.
  • the cost of the power supply system or the source gas is reduced, and the device cost of the thin film forming system is determined.
  • the processing capability of the thin-film forming system is determined from the thin-film forming processing time of the adjusting device or the reference device.
  • the operating state of the switching device or the gas supply system of the adjusting device is adjusted so that the manufacturing cost per unit time and unit processing area of the thin film forming system calculated from the device cost and the processing capacity is minimized.
  • the processing time of the reference device is T
  • the number of thin film formation regions is ⁇
  • the processing time of each adjustment device in each thin film formation region is t
  • the operation state of the switching device or the gas supply system of the adjusting device it is possible to employ the power supply system having a suitable electric capacity, and a vacuum pump having a suitable pumping speed.
  • the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the adjusting device, the reference device, and the adjusting device are arranged in series according to a direction in which the substrate is transported, a p-type semiconductor thin film is formed by the adjusting device, and an i-type semiconductor film is formed by the reference device.
  • a thin film forming system is preferable in which a semiconductor thin film is formed, and an n-type semiconductor thin film is formed by the adjustment device described later, thereby forming a solar cell laminate including p-type, i-type, and n-type semiconductors.
  • the solar cell laminate including the P-type, i-type, and n-type semiconductors is formed by the above-described thin film forming system, it is possible to form a preferable solar cell laminate. Can be.
  • the adjusting device, the reference device, and the adjusting device are arranged in series according to a direction in which the substrate is transported, and a silicon nitride thin film is formed by the adjusting device.
  • a silicon nitride thin film is formed by the adjusting device.
  • a thin film transistor including a silicon nitride thin film and i-type and n-type semiconductors is formed by the above-described thin film forming system, so that a suitable thin film transistor can be formed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a thin film forming system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a main part of the thin (3) forming system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming system according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a configuration of a thin film forming system according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a configuration of a thin film forming system according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a configuration of a thin film forming system according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional thin film forming system.
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing a main part of a conventional thin film forming system.
  • FIG. 12 is a configuration diagram showing a main part of a conventional thin film forming system. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a thin film forming system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a thin film forming system for laminating and forming solar cell thin films
  • FIG. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a main part of the thin film forming system of FIG.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process is performed in the present embodiment is disposed in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the substrate 300 and the electrodes 40 u, 40 V, and 40 w shown in FIG. As shown in FIG. 1, it is arranged in a direction perpendicular to the plane of the drawing.
  • the figure is arranged in a lateral direction for convenience.
  • a thin film forming system 1 of this embodiment includes a load lock device 102L for shifting a substrate from an air atmosphere to a vacuum atmosphere, a heating device 102h for heating the substrate, a p-type semiconductor Thin film forming device for forming thin film (adjusting device) 5 p, Thin film forming device for forming i-type semiconductor thin film (reference device) 105 i, Thin film forming device for forming n-type semiconductor thin film (adjusting device) 5 1 shows an in-line type thin film forming system constituted by connecting a cooling device 107 c for cooling a substrate, and a gate valve 110 provided between the chambers in series.
  • each of the thin film forming apparatuses 5 includes a film forming chamber 15 (15 p, 15 ⁇ ), a gas supply system 20 (20 ⁇ , 20 ⁇ ), and a power supply system. 30 (30 ⁇ , 30 ⁇ ), an exhaust system 50 (50 ⁇ , 50 ⁇ ), a substrate carrying-in part (a carrying-in part) and a substrate carrying-out part (a carrying-out part) (not shown).
  • the film forming chamber 15 includes thin film forming areas 17 u, 17 ⁇ , and 17 w for performing a thin film forming process on the substrate 300.
  • the gas supply system 20 (20 ⁇ , 20 ⁇ ) consists of a gas box 1 30 (1 30 ⁇ , 130 ⁇ ), Source gas supply valves 2 1 (2 1 ⁇ , 2 1 ⁇ ) for supplying gas 1 3 5 (1 3 5 ⁇ , 1 3 5 ⁇ ) to the deposition chamber 1 5 (1 5 ⁇ , 1 5 ⁇ ) , A source gas distribution supply valve 2 2 (22 u, 22 v, 22 w), and a source gas 13 5 in each of the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w Is supplied.
  • the power supply system 30 (30 ⁇ , 30 ⁇ ) includes high-frequency power supplies 31 (31 u, 31 v, 3) provided corresponding to the thin film formation areas 17 u, 17 v, and 17 w. 1 w), divider 3 2 (32 u, 32 v, 32 w), circular 33 (33 u, 33 v, 33 w), selector 34 (34) u, 34 v, 34 w), dummy port, 3 5 (3 5 u, 35 v, 35 w), and array antenna (electrode) 40 (40 u, 40 v, 40 w) to supply power to each of the array antennas 40 u, 40 v, 40 w.
  • An exhaust system 50 (50 ⁇ , 50 ⁇ ), the pressure regulating valve 150 (150 ⁇ , 150 ⁇ ) and a vacuum pump 160 (160 ⁇ , 160 ⁇ ) and is constituted by a thin film forming region 1 7 u, 1
  • the source gas 135 supplied to each of 7 V and 17 W is exhausted from the film forming chamber 15 at a time.
  • the thin film forming apparatus 105 i for forming the i-type semiconductor thin film having the largest film thickness among the ⁇ -type, i-type, and n-type semiconductors that become the solar cell thin film takes a short time in the thin film forming processing time Accordingly, the operating state of the thin film forming apparatus 5 (5p, 5n) for forming p-type and n-type semiconductor thin films is adjusted.
  • the cost of the power supply system 30 (30 ⁇ , 30 ⁇ ) or the source gas 135 (135 ⁇ , 135 ⁇ ) is reduced, and the equipment cost of the thin film forming system 1 is determined.
  • the processing capacity of the thin film forming system 1 is determined from the thin film forming processing time of the thin film forming apparatus 5 (5 ⁇ , 5 ⁇ ) or the thin film forming apparatus 105i.
  • the operating state of the selector 34 (34 u, 34 v, 34 w) or the gas supply system 20 (20 ⁇ , 20 ⁇ ) depends on the unit time and unit processing area calculated from the equipment cost and processing capacity of the thin film forming system 1. The production cost per unit is adjusted to be minimum.
  • the power supply system 30 (30 ⁇ , 30 ⁇ ), and a vacuum pump 160 (160 ⁇ , 160 ⁇ ) with a suitable pumping speed is employed.
  • a transport device transport system (transport system) (not shown) transports the six substrates 300 to the load lock device 102L in the air atmosphere. The atmosphere is shifted from the atmosphere to the vacuum.
  • the gate valve 110 provided between the load lock device 102L and the heating device 102h is opened, and the transfer device (not shown) loads the substrate 300 onto the load lock device.
  • the substrate 300 is transferred from 102 L to the heating device 102 h, and the substrate 300 is placed in the heating device 102 h.
  • the substrate 300 placed in the heating device 102h is heated to a predetermined film forming temperature by the heating device 102h.
  • the gate valve 110 provided between the heating device 102 h and the thin film forming device 5 p is opened, and a transfer device (not shown) transports the substrate 300 from the heating device 102 h to the thin film forming unit 5 p.
  • the substrate 300 is placed in each of the thin film forming areas (17 u, 17 v, 17 w) in the film forming chamber 15 p.
  • the film forming chamber 15p is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160p, and is in a state ready for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the source gas 135 u (135) of the gas box 130 is supplied only to the thin film formation area 17 u by opening the source gas supply valve 21 and the source gas distribution supply valve 22 u, and the pressure regulating valve is provided.
  • the pressure in the film formation chamber 15p (15) is adjusted by 150p, and the power of the high-frequency power supply 31u is supplied to the array antenna 40u via the selector 34u, the divider 32u, and the circulator 33u. supplied to u.
  • the raw material gas 135 u is turned into a plasma state by the electric power supplied to the array antenna 40 u, and is excited and decomposed in this plasma, and is reacted to form a film on the substrate 300 arranged in the thin film formation area 17 u. As a result, a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the power that becomes a reflected wave is supplied to the dummy load 35u via the circulator 33u, and the reflected wave power supplied to the dummy load 35u is consumed as heat. Is done.
  • the source gas distribution / supply valve 22u is closed, and the thin film forming process in the thin film forming region 17u is completed. like this
  • the time required for the thin film formation process is about 2 minutes.
  • a thin film forming process is performed in the thin S layer forming region 17 V.
  • the source gas 13 V (135) is supplied only to the thin film formation area 17 V, and the source gas 135 V is supplied.
  • the high-frequency power supply 31 V is supplied to the array antenna 40 V of the thin film formation region 17 V, and the p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300 in the same manner as the thin film formation process in the thin film formation region 17 u described above. It is formed.
  • a p-type semiconductor thin film is formed in the thin film forming region 17 w and placed in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w of the thin film forming apparatus 5 p (5).
  • the thin-film forming process in the thin-film forming apparatus 5p (5) is completed.
  • the total time required for the thin film forming process in the thin film forming regions 17u, 17v, and 17w of the thin film forming apparatus 5p (5) is about 6 minutes.
  • the thin film formation processing was performed in the order of the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w, but this river page number is not particularly limited and is arbitrary.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 5p and the thin film forming apparatus 105i is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the substrate discharge portion of the thin film forming apparatus 5p to the thin film.
  • the substrate 300 is conveyed to the substrate loading section of the forming apparatus 105i, and the substrate 300 is arranged for each thin film forming area (121 u, 121 v, 121 w) in the film forming chamber 1201.
  • the substrates subjected to the thin film forming process in each thin film forming region are not transported to the thin film forming regions having different forces.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film forming process in the thin film forming region 17 u is not transferred to the thin film forming region 17 V or 17 w.
  • the film forming chamber 120 i is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 i, and is in a state ready for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the substrate 300 placed in such a thin film forming apparatus 105 i has a gas box 130 i forming a source gas 135 i in the same manner as the thin film forming processing in the thin film forming apparatus 5 p described above.
  • the power is supplied to the film chamber 120 i and the pressure in the film formation chamber 120 i is adjusted by the pressure adjusting valve 150 i. u, 18 1 v, 18 to supply power to lw, by a call film growth reaction on the substrate 300 occurs, i-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • Such a thin film forming process for an i-type semiconductor is performed simultaneously in the thin film forming regions 121u, 121v, and 121w, and the time required for the thin film forming process in the thin film forming apparatus 1 ⁇ 5i is about 20 hours.
  • the process of forming a thin film of an i-type semiconductor is the rate-limiting step of a thin film forming system in solar cell production.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 105i and the thin film forming apparatus 5n is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the substrate discharge portion of the thin film forming apparatus 105i to the thin film forming apparatus 5n.
  • the substrate 300 is transferred to the
  • the substrate 300 subjected to the thin film forming process in each thin film forming area is not transported to a different thin film forming area.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film forming process in the thin film forming region 121u is not transferred to the thin film forming region 121V or 121w.
  • the film forming chamber 15 n is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 n, and is in a preparation state for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the raw material gas 135 u (135) in the gas box 130 is supplied only to the thin film forming area 17 u by opening the raw gas supply pulp 21 and the raw gas distribution supply valve 22 u, and the pressure regulating valve 1
  • the pressure in the film forming chamber 15 n (15) is adjusted by 5 On, and the power of the high-frequency power supply 31 u is supplied to the array antenna via the selector 34 u, the divider 32 u, and the circulator 33 u. Supplied to 40 u.
  • the source gas 135 u is excited and decomposed by the electric power supplied to the array antenna 40 u, and is reacted on the substrate 300 arranged in the thin film formation region 17 u to form an n-type gas on the substrate 300.
  • a semiconductor thin film is formed.
  • the gas that is no longer needed by such a thin film forming process is a vacuum pump (160) 1
  • the power that becomes a reflected wave is supplied to the dummy load 35u via the circulator 33u, and the reflected wave power supplied to the dummy load 35u is Consumed as heat.
  • the source gas distribution / supply valve 22u is closed, and the thin film forming process in the thin film forming region 17u is completed.
  • the time required for such a thin film formation process is about 2 minutes.
  • a thin film forming process is performed in the thin film forming region 17 V.
  • the source gas 13 V (135) is supplied only to the thin film formation area 17 V, and the source gas 135 V is supplied.
  • a high-frequency power supply of 31 V is supplied to the array antenna 40 V of the thin film formation region 17 V, and an n-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300 in the same manner as the thin film formation process in the thin film formation region 17 u described above. It is formed.
  • an n-type semiconductor thin film is formed in the thin film forming region 17 w, and all of the n-type semiconductor thin films arranged in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w of the thin film forming apparatus 5 n (5) are formed.
  • the thin film forming process in the thin film forming apparatus 5 ⁇ (5) is completed.
  • the total time required for the thin film forming process in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w of the thin film forming apparatus 5 ⁇ (5) is about 6 minutes.
  • the thin film formation processing is performed in the order of the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w, but this order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the type of the raw material gas 135 (135 p, 135 i, 135 ⁇ ) supplied to each of the thin film forming apparatuses 5 p, 105 i, and 5 n is changed.
  • ⁇ -type, i-type, and n-type semiconductors can be separated.
  • the gate valve 11 ° provided between the thin-film forming device 5n and the cooling device 107c is opened, and a transfer device (not shown) is opened.
  • the substrate 300 is transported from the substrate unloading section of the thin film forming apparatus 5n to the cooling device 107c, and the substrate 300 is placed in the cooling device 107c.
  • the thin film forming apparatus 5n a thin film forming process is performed in each thin film forming region.
  • the substrate 300 is not transferred to a different thin film formation area.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film formation processing in the thin film formation region 17 u cannot be transferred to the thin film formation region 17 V or 17 w.
  • a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 to an unload lock chamber (not shown), and the substrate 300 300 is transferred from a vacuum atmosphere to an air atmosphere.
  • one of the thin film forming areas 17u, 17v, and 17w of the thin film forming apparatus 5 is limited to one thin film forming area.
  • the raw material gas 135 (135 u, 135 v, 135 w) is supplied and the thin film forming process is sequentially performed, so that the raw material gas 1 necessary for the thin film forming process in each thin film forming region is supplied.
  • the flow rate of 35 may be smaller than the flow rate of the raw material gas 135 required for performing the thin film formation process simultaneously in all the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w.
  • the exhaust gas required for the vacuum pump 160 (160 ⁇ , 160 ⁇ ) is required.
  • the speed may be low, the size of the vacuum pump can be reduced, and the cost of the thin film forming apparatus can be reduced, that is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the operating state of the thin film forming apparatus 5 (5p, 5 ⁇ ) is adjusted according to the thin film forming processing time of the thin film forming apparatus 105i, and the source gas 13 5 (135 u, 135 v, 135 w) are supplied and the thin film forming process is sequentially performed, so that the thin film forming process is performed without lowering the overall productivity of the thin film forming system 1. be able to.
  • a power supply system having a suitable power capacity corresponding thereto and a suitable pumping speed are determined.
  • the cost of the thin film forming apparatus can be reduced, that is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the substrate 300 is loaded into the substrate loading section of the thin film forming apparatus 5p, 5n, 105i. After being subjected to the thin film forming process, the substrate is unloaded from the substrate unloading portion different from the substrate loading portion, so that the substrate subjected to the thin film forming process is efficiently transported without being reciprocated. be able to.
  • the number of substrates 300 is not limited to six, and a suitable number Is fine.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming system according to a second embodiment of the present invention, that is, a thin film forming apparatus (adjusting apparatus) 6 (6p, 6 ⁇ ), which is shown in FIG. This is provided in the thin film forming system 1 in place of the thin film forming apparatuses 5 ⁇ and 5 ⁇ .
  • Other components constituting the thin film forming system of the present embodiment are as described in the first embodiment.
  • the substrate 300 shown in FIG. 3 is originally arranged in a direction perpendicular to the plane of the paper as in FIG. 1, for convenience of explanation of the operation of the thin film forming system, the substrate 300 is arranged in a horizontal direction. It is a placed figure.
  • the thin film forming apparatus 6 (6 ⁇ , 6 ⁇ ) has a gas supply system 25 (25 ⁇ , 25 ⁇ ) and a power supply system 36 (36 ⁇ , 36 ⁇ ),
  • the configuration is the same as that of the thin film forming apparatus 5 (5 ⁇ , 5 ⁇ ) in FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • the gas supply system 25 (25 ⁇ , 25 ⁇ ) has a gas box 130 (1 30 ⁇ , 130 ⁇ ) serving as a source of the source gas 1 35 (1 35 ⁇ , 135 ⁇ ).
  • Source gas supply valve 2 1 (2 1 ⁇ , 2 1 ⁇ ) that supplies source gas 1 3 5 (1 3 5 ⁇ , 1 3 5 ⁇ ) to film forming chamber 1 5 (1 5 ⁇ , 1 5 ⁇ )
  • the source gas 13 (13 ⁇ ⁇ 135 ⁇ ) is supplied to the film forming chamber 15 (15 ⁇ , 15 ⁇ ) at a time. I have.
  • the power supply system 36 (36 ⁇ , 36 ⁇ ) supplies a high-frequency power supply 31, a depydator 32, and a circulator 33 to the film forming chamber 15 (15 ⁇ , 15 ⁇ ).
  • a selector 34 and a dummy load 35 are provided, and an array antenna 40 (40 u, 40 v, 40 w) is provided corresponding to the thin film forming area 17 u, 17 v, 17 w.
  • the selector 34 is composed of the circulator 33 and the array antennas 40 u, 40 v, One of the 4 antennas is selectively connected to an array antenna 40, and the high-frequency power supply 31 supplies power to the array antenna 40.
  • the thin film forming system of the present embodiment forms a thin film for forming an i-type semiconductor thin film having the largest film thickness among p-type, i-type, and n-type semiconductors to be a solar cell thin film.
  • the operating state of the thin film forming apparatus 6 (6p., 6n) for forming p-type and n-type semiconductor thin films is adjusted according to the thin-film formation processing time of the apparatus 105i. The detailed description is as described in the first embodiment.
  • a transfer device (not shown) transfers a plurality of substrates 300 to the load lock chamber 102L in the air atmosphere, and the substrate 300 is changed from the air atmosphere to the vacuum atmosphere in the load lock chamber 102L. Will be migrated. Thereafter, a gate valve 110 provided between the load lock chamber 102L and the heating chamber 102h is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the load lock chamber 102L to the heating chamber 102h. 300 is placed in the heating chamber 102 h. The substrate 300 placed in the heating chamber 102h is heated to a predetermined film forming temperature by the heating chamber 102h.
  • the gate valve 110 provided between the heating device 102h and the thin film forming device 6p is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the heating device 102h to the substrate loading portion of the thin film forming device 6p.
  • the substrate 300 is conveyed, and is disposed for each thin film forming area (17 u, 17 v, 17 w) in the film forming chamber 15 p.
  • the film forming chamber 15p is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160p, and is in a state ready for a thin film forming process on the substrate 300.
  • the selector 34 selects the array antenna 40u among the array antennas 40u, 40v, and 40w, and connects the circulator 33 and the array antenna 40u.
  • the source gas 135 in the gas box 130 is supplied to the film forming chamber 15p (15) by opening the source gas supply valve 21, and is supplied to the film forming chamber 150 by the pressure adjusting valve 150.
  • the pressure within 15 p (15) is adjusted and the high frequency power supply 31 Is supplied to the array antenna 40 u via the divider 32, the circulator 33, and the selector 34.
  • the raw material gas 135 is turned into a plasma state by the electric power supplied to the array antenna 400u, and is excited and decomposed in this plasma, and is converted into a film on the substrate 300 arranged in the thin film formation region 17u. By the formation reaction, a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the power of the reflected wave out of the power supplied to the array antenna 40 u is supplied to the dummy load 35 u via the circulator 33 u, and the reflected wave power supplied to the dummy load 35 u Is consumed as heat.
  • the source gas supply valve 21 is closed, and the thin film forming process in the thin film forming region 17u is completed.
  • the time required for such a thin film forming process is about 2 minutes.
  • a thin film forming process is performed in the thin film forming region 17 V.
  • the selector 34 selects the array antenna 40 V, and connects the circulator 33 to the array antenna 40 V.
  • the source gas 1 35 in the gas box 130 is supplied to the film forming chamber 15 p (15) by opening the source gas supply valve 21, and the above-mentioned thin film formation region 17 u
  • a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300 in the same manner as in the thin film forming process in.
  • a p-type semiconductor thin film is formed in the thin film forming region 17 w, and all the p-type semiconductor thin films arranged in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w of the thin film forming device 6 p (6) are formed.
  • the p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300, the thin film forming process in the thin film forming apparatus 6p (6) is completed.
  • the total time required for the thin film forming process in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 W of the thin film forming apparatus 6 p (6) is about 6 minutes.
  • the thin film formation processing is performed in the order of the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w, but this order is not particularly limited and is arbitrary.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 6p and the thin film forming apparatus 105i is opened, and a transfer device (not shown) connects the substrate 300 to the base of the thin film forming apparatus 6p.
  • the substrate 300 is conveyed from the board unloading section to the substrate loading section of the thin film forming apparatus 105i, and the substrate 300 is arranged for each thin film forming area (121u, 121v, 121w) in the film forming chamber 120i.
  • the substrate 300 subjected to the thin film forming process in each thin film forming region is not transferred to a different thin film forming region.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film formation processing in the thin film formation region 17 u is not transferred to the thin film formation region 17 V or 17 w.
  • the film forming chamber 120 i is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 i, and is in a preparation state for the thin film formation processing of the substrate 300.
  • the substrate 300 placed in such a thin film forming apparatus 105i has a gas box 130i supplying a source gas 135i to a film forming chamber 120i in the same manner as the thin film forming processing in the thin film forming apparatus 6p described above.
  • the power supply system 170 i (170) supplies power to the electrodes 181 u, 181 v, and 18 lw while the pressure in the film formation chamber 120 i is adjusted by the pressure adjustment valve 150 i.
  • a film growth reaction occurs on the substrate 300, so that an i-type semiconductor thin film is formed on the substrate 30 °. .
  • the i-type semiconductor thin film forming process is performed simultaneously in the thin film forming regions 121u, 121v, and 121w, and the time required for the thin film forming process in the thin film forming apparatus 105i is about 20 minutes.
  • this i-type semiconductor thin film forming process is the rate-determining step of the thin film forming system in solar cell production.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 105i and the thin film forming apparatus 6n is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the substrate unloading section of the thin film forming apparatus 105i to the thin film forming apparatus 6n.
  • the substrate 300 is placed in a thin film forming area (17 u, 17 v, 17 w) in the film forming chamber 15 n.
  • the substrate 300 subjected to the thin film forming process in each thin film forming area is not transported to a different thin film forming area.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film forming process in the thin film forming region 121u is not transferred to the thin film forming region 121V or 121w.
  • the film forming chamber 15 n is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 n, and is in a preparation state for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the selector 34 selects the array antenna 40u from the array antennas 40u, 40v, and 40w, and connects the circulator 33 and the array antenna 40u.
  • the source gas 135 of the gas box 130 is supplied to the film forming chamber 15 n (15) by opening the source gas supply valve 21, and is supplied to the film forming chamber 15 n (15) by the pressure adjusting valve 150. ) Is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31 is supplied to the array antenna 40 u via the divider 32, the circulator 33, and the selector 34.
  • the raw material gas 135 is turned into a plasma state by the electric power supplied to the array antenna 40u, which is excited and decomposed in the plasma, and is reacted to form a film on the substrate 300 arranged in the thin film formation area 17u.
  • an n-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the gas that is no longer required by such a thin film forming process is exhausted through a vacuum pump (160) 160 n.
  • the power that becomes a reflected wave is supplied to the dummy load 35u via the circulator 33u, and the reflected wave power supplied to the dummy load 35u is converted into heat. Consumed.
  • the source gas supply valve 21 is closed, and the thin film forming process in the thin film formation region 17u is completed.
  • the time required for such a thin film forming process is about 2 minutes.
  • a thin film forming process is performed in the thin film forming region 17 V.
  • the selector 34 selects the array antenna 40 V, and connects the circulator 33 to the array antenna 40 V.
  • the source gas 135 in the gas box 130 is supplied to the film forming chamber 15 n (15) by opening the source gas supply valve 21, and the same as in the thin film forming process in the thin film forming region 17 u described above.
  • an n-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the thin film forming apparatus 6n (6) Five
  • the total time required for the thin film forming process in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w of the thin film forming apparatus 6 n (6) is about 6 minutes.
  • the thin film forming processes are performed in the order of the thin film forming regions 17u, 17v, and 17w, but the order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the ⁇ type, i Type and n-type semiconductors can be stacked.
  • a semiconductor thin film for a solar cell having a pin junction is formed.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming device 6n and the cooling device 107c opens, and the transfer device (not shown) is moved to the substrate 300. Is transferred from the substrate unloading section of the thin film forming apparatus 6n to the cooling device 107c, and the substrate 300 is placed in the cooling device 107c.
  • the substrate 300 subjected to the thin film forming process in each thin film forming region is not transported to a different thin film forming region.
  • the substrate 300 subjected to the thin film formation processing in the thin film formation region 1711 is not transferred to the thin film formation region 17V or 17w.
  • a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 to an unload lock chamber (not shown), and the substrate 300 is evacuated in the unload lock chamber. The atmosphere is shifted from the atmosphere to the atmosphere.
  • the loading device 102L, the heating device 102h, the thin film forming devices 6p, 105i, 6n, and the cooling device 107c are arranged in this order. It is transported in one direction, and each process is performed simultaneously.
  • the thin film forming region belongs to the array antenna selected by the selector 34.
  • the thin film formation process is performed in the thin film formation region and the thin film formation region is sequentially selected and the thin film formation process is performed, power is simultaneously supplied to all the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w.
  • High output high frequency power supply the power supply system can be simplified, and the cost of the thin film forming apparatus can be reduced. That is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the operating state of the thin film forming apparatus 6 (6p, 6n) is adjusted according to the thin film forming processing time of the thin film forming apparatus 105i, and the thin film forming area belonging to the array antenna selected by the selector 34 is adjusted. Since the thin film forming process is performed in step (1), and the thin film forming process is sequentially performed, the thin film forming process can be performed without lowering the overall productivity of the thin film forming system.
  • a power supply system having a suitable power capacity corresponding thereto and a suitable pumping speed are determined.
  • the cost of the thin film forming apparatus can be reduced, that is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the substrate 300 is carried into the substrate carrying-in section of the thin film forming apparatus 6p, 6n, 105i, and after being subjected to the thin film forming process, is carried out from a substrate carrying-out section different from the substrate carrying-in section. Therefore, the substrate on which the thin film formation process has been performed can be efficiently transported without being reciprocated.
  • the number of the thin film forming regions of the thin film forming apparatus 6 (6p, 6n) is three, but the number of the thin film forming regions is not limited to three, but may be two or more. It is only necessary to have
  • the electrodes provided in the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w are array antennas 40 (40 u, 40 v, 40 w).
  • a parallel plate type electrode having an anode and a force sword may be provided.
  • the number of array antennas selected by selector 34 is one, but the number of array antennas selected is not limited to one.
  • the selector 34 may select two or more array antennas and perform a thin film forming process as long as the power capacity can be supplied to the above array antennas. (Embodiment 3)
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming system according to a third embodiment of the present invention, that is, a thin film forming apparatus (adjusting device) ⁇ (7p, 7n), which is shown in FIG. This is provided in the thin film forming system 1 in place of the thin film forming apparatuses 5 p and 5 n.
  • Other components constituting the thin film forming system 1 are as described in the first embodiment.
  • the substrate 300 shown in FIG. 4 is originally arranged in a direction perpendicular to the plane of the paper as in FIG. 1, but in explaining the operation of the thin film forming system, the substrate 300 is conveniently arranged in a horizontal direction. It is a placed figure.
  • the thin film forming apparatus 7 (7p, 7n) includes a film forming chamber 15 (15p, 15 ⁇ ), a gas supply system 20 (20 ⁇ , 20 ⁇ ), and a power supply system 36. (36 ⁇ , 36 ⁇ ), an exhaust system 50 (50 ⁇ , 50 ⁇ ), a substrate carrying-in portion (a carrying-in portion) and a substrate carrying-out portion (a carrying-out portion) (not shown), and these components are shown in FIG. 3 and FIG.
  • the thin film forming system of the present embodiment forms a thin film for forming an i-type semiconductor thin film having the largest film thickness among ⁇ -type, i-type, and n-type semiconductors to be a solar cell thin film.
  • the operating state of the thin film forming apparatus 7 (7p, 7n) for forming p-type and n-type semiconductor thin films is adjusted according to the thin-film formation processing time of the apparatus 105i. The detailed description is as described in the first embodiment.
  • a transfer device (not shown) transfers a plurality of substrates 300 to the load lock chamber 102L in the air atmosphere, and the substrate 300 is changed from the air atmosphere to the vacuum atmosphere in the load lock chamber 102L. Will be migrated. Thereafter, the gate valve 110 provided between the load opening chamber 102L and the heating chamber 102h is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the load lock chamber 102L to the heating chamber 102h, The substrate 300 is placed in the heating chamber 102h. The substrate 300 placed in the heating chamber 102h is heated to a predetermined film forming temperature by the heating chamber 102h.
  • the gate valve 110 provided between the heating device 102h and the thin film forming device 7p is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the heating device 102h to the substrate loading portion of the thin film forming device 7p.
  • the substrate 300 is transferred to the thin film formation area in the deposition chamber 15p. It is arranged for each area (17u, 17v, 17w).
  • the film forming chamber 15p is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160p, and is in a state ready for a thin film forming process on the substrate 300.
  • the selector 34 selects the array antenna 40u from the array antennas 40u, 40v, and 40w, and connects the circulator 33 to the array antenna 40u.
  • the source gas 135 u (135) of the gas box 130 is supplied only to the thin film formation area 17 u by opening the source gas supply valve 21 and the source gas distribution supply valve 22 u.
  • the pressure in the deposition chamber 15p (15) is adjusted by the pressure adjustment valve 150p, and the power of the high frequency power supply 31 is supplied to the array antenna 40u via the divider 32, the circulator 33 and the selector 34. It is.
  • the source gas 135 is turned into a plasma state by the electric power supplied to the array antenna 40u, and is excited and decomposed in the plasma, and the film is reacted on the substrate 300 arranged in the thin film formation region 17u to form a film. Then, a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the gas that has become unnecessary by such a thin film forming process is evacuated through a vacuum pump (160) 160p.
  • the power that becomes a reflected wave is supplied to the dummy load 35u via the circulator 33u, and the reflected wave power supplied to the dummy load 35u is converted into heat. Consumed.
  • the source gas supply valve 21 is closed, and the thin film forming process in the thin film forming region 17u is completed.
  • the time required for such a thin film forming process is about 2 minutes.
  • a thin film forming process is performed in the thin film forming region 17 V.
  • the selector 34 selects the array antenna 40 V, and connects the circulator 33 to the array antenna 40 V.
  • the source gas 135 V (135) is supplied only to the thin film formation area 17 V.
  • the high-frequency power supply 31 V is supplied to the array antenna 40 V of the thin film formation region 17 V to which the raw material gas 13 5 V is supplied, and the thin film formation process in the thin film formation region 17 u described above is performed.
  • a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the thin film forming process in the thin film forming apparatus 7p (7) is completed.
  • the total time required for the thin film forming process in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w of the thin film forming apparatus 7 p (7) is about 6 minutes.
  • the thin film formation processing is performed in the order of the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w, but this order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 7p and the thin film forming apparatus 105i is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 to the substrate unloading section of the thin film forming apparatus 7p.
  • the substrate 300 is conveyed to the substrate loading section of the thin film forming apparatus 105 i, and the substrate 300 is placed in each thin film forming area (121 u, 121 v, 122 w) in the film forming chamber 1201. You.
  • the substrate on which the thin film forming process has been performed in each thin film forming region is not transported to a different thin film forming region.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film forming process in the thin film forming region 17 u is not transferred to the thin film forming region 17 V or 17 w.
  • the film forming chamber 120 i is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 i, and is in a preparation state for a thin film forming process on the substrate 300.
  • the substrate 300 placed in such a thin film forming apparatus 105 i has a gas box 130 i forming a source gas 135 i in the same manner as the thin film forming process in the thin film forming apparatus 7 P described above.
  • the power supply system 170 i (1 70) supplies electrodes 18 1 u and 1 8 i with the pressure in the film formation chamber 12 0 i adjusted by the pressure adjustment valve 15 When electric power is supplied to 18 1 v and 18 1 w, and a film growth reaction occurs on the substrate 300, an i-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the i-type semiconductor thin film forming process is performed simultaneously in the thin film forming regions 121 u, 121 v, and 121 w, and the thin film forming device 105 i forms the thin film.
  • the processing time is about 20 minutes, and this i-type semiconductor thin film formation processing is the rate-determining step of the thin film formation system in solar cell production.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 105i and the thin film forming apparatus 7n opens, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the substrate unloading section of the thin film forming apparatus 105i to the thin film forming apparatus 7n.
  • the substrate 300 is transferred to the
  • the substrate 300 subjected to the thin film forming process in each thin film forming area is not transported to a different thin film forming area.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film formation processing in the thin film formation region 121 u is not transferred to the thin film formation region 121 V or 121 w.
  • the film forming chamber 15 n is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160 n, and is in a preparation state for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the selector 34 selects the array antenna 40u from the array antennas 40u, 40V, and 40w, and connects the circulator 33 to the array antenna 40u.
  • the raw material gas 135 u (135) in the gas box 130 is supplied only to the thin film forming region 17 u by opening the raw gas supply valve 21 and the raw gas distribution supply pulp 22 u, and the pressure is reduced.
  • the pressure in the film forming chamber 15 n (15) is adjusted by the adjustment valve 150 n, and the power of the high-frequency power supply 31 is supplied to the array antenna 40 u via the divider 32, the circulator 33 and the selector 34.
  • the source gas 135 is turned into a plasma state by the electric power supplied to the array antenna 40u, is excited and decomposed in this plasma, and is reacted by forming a film on the substrate 300 arranged in the thin film formation region 17u. Then, an n-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the gas that is no longer needed by such a thin film forming process is a vacuum pump (160) 1
  • the power that is a reflected wave is The reflected wave power supplied to the dummy load 35 u via the calculator 33 U and supplied to the dummy load 35 u is consumed as heat.
  • the source gas supply valve 21 is closed, and the thin film forming process in the thin film forming region 17u is completed.
  • the time required for such a thin film forming process is about 2 minutes.
  • a thin film forming process is performed in the thin film forming region 17 V.
  • the selector 34 selects the array antenna 40 V, and connects the circulator 33 to the array antenna 40 V.
  • only the source gas distribution and supply pulp 22 V is opened, so that the source gas 135 V (135) is supplied only to the thin film formation area 17 V and the source gas 135 V is supplied.
  • the high-frequency power supply 31 V is supplied to the array antenna 40 V of the thin film formation region 17 V, and an n-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300 in the same manner as the thin film formation process in the thin film formation region 17 u described above. Is done.
  • an n-type semiconductor thin film is formed in the thin film forming region 17 w, and all of the n-type semiconductor thin films arranged in the thin film forming regions 17 u, 17 V, and 17 w of the thin film forming device 7 n (7) are formed.
  • the type II semiconductor thin film is formed on the substrate 300, the thin film forming process in the thin film forming apparatus 7 ⁇ (7) is completed.
  • the total time required for the thin film forming process in the thin film forming regions 17 u, 17 V, and 17 w of the thin film forming apparatus 7 ⁇ (7) is about 6 minutes.
  • the thin film formation processing is performed in the order of the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w, but this order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the type of the source gas 135 (135 p, 135 i, 135 ⁇ ) supplied to each of the thin film forming apparatuses 7 p, 105 i, and 7 n is changed.
  • ⁇ -type, i-type, and n-type semiconductors can be separated.
  • the gate valve 110 provided between the thin-film forming device 7n and the cooling device 107c opens, and a transfer device (not shown) is opened.
  • the substrate 300 is transported from the substrate unloading section of the thin film forming apparatus 7n to the cooling device 107c, and the substrate 300 is arranged in the cooling device 107c.
  • the thin film forming apparatus 7 ⁇ a thin film forming process is performed in each thin film forming region.
  • the substrate 300 is not transferred to a different thin film formation area.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film forming process in the thin film forming region 17 u is not transferred to the thin film forming region 17 V or 17 w.
  • a transport device transports the substrate 300 to an unload lock chamber (not shown), and the substrate 300 is placed in the unload lock chamber. 300 is transferred from a vacuum atmosphere to an air atmosphere.
  • a load lock device 102 L In a series of processes such as a thin film forming process by the thin film forming system, a load lock device 102 L, a heating device 102 h, a thin film forming device 7 p, 105 i, 7 n, and a cooling device 107 It is transported in one direction in the order of c, and each process is performed simultaneously.
  • the thin film forming regions 7 u, 17 v, and 17 w of the thin film forming apparatus 7 (7 p, 7 n) belong to the thin film belonging to the array antenna selected by the selector 34.
  • the material gas 13 5 (135 u, 135 v, 135 w) is supplied to limit the formation area, the thin film formation processing is performed, and the thin film formation area is sequentially selected to select the thin film formation area. Therefore, the flow rate of the raw material gas 135 required for the thin film formation processing in each thin film formation area is determined when the thin film formation processing is performed simultaneously in all the thin film formation areas 17 u, 17 v, and 17 w. It may be a small amount compared to the flow rate of the source gas 135 required for the process.
  • the requirements for the vacuum pump 16 (16 ⁇ , 16 0 ⁇ ) are required.
  • the pumping speed required is low, the size of the vacuum pump can be reduced, and the high output for simultaneously supplying power to all the thin film forming areas 17 u, 17 v, and 17 w This eliminates the need for a high-frequency power supply and simplifies the power supply system.
  • the cost of the thin film forming apparatus can be reduced, that is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the operating state of the thin film forming apparatus 7 (7p, 7n) is adjusted according to the thin film forming processing time of the thin film forming apparatus 105i, and in the thin film forming area belonging to the array antenna selected by the selector 34. Since the thin film forming process is performed and the thin film forming process is sequentially performed, the thin film forming process can be performed without lowering the overall productivity of the thin film forming system. Further, in consideration of the thin film formation processing time and thin film formation processing conditions for forming various desired solar cell thin films, a power supply system having a suitable power capacity corresponding thereto and a suitable pumping speed are determined. By employing the exhaust system provided, the cost of the thin film forming apparatus can be reduced, that is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the substrate 300 is carried into the substrate carrying-in section of the thin film forming apparatus 7p, 7n, 105i, and after being subjected to the thin film forming process, is carried out from a substrate carrying-out section different from the substrate carrying-in section.
  • the substrate on which the thin film forming process has been performed can be efficiently transported without being reciprocated.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming system according to a fourth embodiment of the present invention, that is, a thin film forming apparatus 8 (adjusting apparatus) (8p, 8 ⁇ ), which is shown in FIG.
  • the thin film forming apparatus 5 is provided in the thin wall forming system 1 instead of 5 ⁇ and 5 ⁇ .
  • the other components constituting the thin-film forming system 1 are as described in the first embodiment. The description of the same components as those in FIGS. 1 to 4 will be omitted, and only different portions will be described.
  • the substrate 300 shown in FIG. 5 originally has a force S which is originally arranged in a direction perpendicular to the plane of the paper as in FIG. 1 and a lateral direction for convenience in describing the operation of the thin film forming system. It is a placed figure.
  • the thin film forming apparatus 8 (8 p, 8 ⁇ ) includes deposition prevention plates 67 and 68 at the boundaries between the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w.
  • the thin film forming apparatus 6 in FIG. 3 has the same configuration as the thin film forming apparatus 6 in FIG. 3, and the same reference numerals are given to the components.
  • the selector 34 selects the array antenna 40u from the array antennas 40u, 40v, and 40w, and connects the circulator 33 to the array antenna 40u.
  • the source gas 135 in the gas box 130 is supplied to the film formation chamber 15p (15) by opening the source gas supply valve 21 and the pressure adjustment valve is provided.
  • the pressure in the film formation chamber 15p is adjusted by the filter 150, and the power of the high-frequency power supply 31 is supplied to the array antenna 40u via the divider 32, the circulator 33, and the selector 34. .
  • the raw material gas 135 is turned into a plasma state by the electric power supplied to the array antenna 400u, and is excited and decomposed in this plasma, and the film is formed on the substrate 300 arranged in the thin film formation region 17u. By the formation reaction, a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • the deposition-preventing plate 67 suppresses the diffusion of the raw material gas 135 excited and decomposed in the thin film formation region 17 u into the thin film formation regions 17 v and 17 w, so that the excitation and decomposition
  • the raw material gas 135 does not enter the thin film formation region 17 V, 17 w, and a thin film is formed on the substrate 300 arranged in the thin region formation region 17 V, 17 w I can't do that. That is, the source gas 135 excited and decomposed in the thin film formation region 17 u is mainly caused by a film growth reaction occurring on the substrate 300 arranged in the thin film formation region 1 u. A thin film is formed.
  • the power of the reflected wave out of the power supplied to the array antenna 40 u is supplied to the dummy load 35 u via the circulator 33 u, and the reflected wave power supplied to the dummy load 35 u Is consumed as heat.
  • a thin film forming process is performed in the thin film forming region 17 V.
  • the selector 34 selects the array antenna 40 V, and connects the circulator 33 and the array antenna 40 V.
  • the source gas 1 35 in the gas box 130 is supplied to the film formation chamber 15 p (15) by opening the source gas supply valve 21, and the above-described thin film formation area 17 U
  • a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300 in the same manner as in the thin film forming process in.
  • the deposition preventing plates 67 and 68 suppress the diffusion of the source gas 135 excited and decomposed in the thin film formation region 17 V into the thin film formation regions 17 u and 17 w.
  • the excited and decomposed raw material gas 135 does not enter the thin film formation regions 17 u and 17 w, and a thin film is formed on the substrate 300 arranged in the thin film formation regions 1 u and 17 w.
  • the source gas 135 excited and decomposed in the thin film formation region 17 V mainly As a result, a film growth reaction occurs on the substrate 300 arranged in the thin film formation region 17u, thereby forming a thin film.
  • the p-type semiconductor thin film is formed while the diffusion of the raw material gas 135 into the thin film formation regions 17 u and 17 w is suppressed by the deposition-inhibiting plate 68.
  • the thin film forming device 8 p When the p-type semiconductor thin film has been formed on all the substrates 300 arranged in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w of the forming device 8 p (8), the thin film forming device 8 p (8) The thin film forming process ends.
  • the thin film forming processes are performed in the order of the thin film forming regions 17u, 17v, and 17w, but the order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the deposition prevention plates 68, 67 are provided, and the diffusion of the source gas 135 is suppressed by the deposition prevention plates 67, 68.
  • the n-type semiconductor thin film is formed on all the substrates 300 arranged in the thin film forming regions 17 u, 17 v, and 17 w of the thin film forming apparatus 8 ⁇ (8). Then, the thin film forming process in the thin film forming apparatus 8 n (8) is completed.
  • the deposition preventing plates 67 and 68 are provided, the other source gas 135 excited and decomposed in one thin film forming region is provided. Diffusion into the thin film formation region is suppressed, and the formation of a thin substrate 300 disposed in another thin film formation region can be prevented.
  • the deposition-preventing plates 67 and 68 are provided at the mutual boundaries of the thin film formation regions 17 u, 17 v, and 17 w.
  • a single deposition-prevention plate was installed at each boundary, but this may be multiple.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming system according to a fifth embodiment of the present invention, that is, a thin film forming apparatus 9 (adjusting apparatus) (9p, 9n), which is shown in FIG. This is provided in the thin film forming system 1 in place of the thin film forming apparatuses 5p and 5n.
  • the other components constituting the thin film forming system 1 are as described in the first embodiment. The description of the same components as those in FIGS. 1 to 5 will be omitted, and different components will be omitted. I will explain only.
  • the substrate 300 shown in FIG. 6 is originally arranged in a direction perpendicular to the paper surface as in FIG. 1, but for convenience of explanation of the operation of the thin ⁇ -mega formation system, It is a figure arranged in.
  • the thin film forming apparatus 9 (9 ⁇ , 9 ⁇ ) has the thin film forming apparatus of FIG. 4 except for the partition walls 71 and 72 and the exhaust system (exhaust means) 51 (51 ⁇ , 51 ⁇ ).
  • the configuration is the same as that of the device 7, and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • the partition walls 71 and 72 are provided in the film formation chamber 15 (15p, 15 ⁇ ) so as to separate the boundaries of the thin film formation areas 17u, 17v, and 17w.
  • 17v, and 17w are independent spaces 75u, 75v, and 75w that are formed airtight with each other.
  • the independent spaces 75 u, 75 v, and 75 w have exhaust ports 76 u, 76 v, and 76 w, respectively.
  • the exhaust system 51 (51 ⁇ , 51 ⁇ ) is controlled by an exhaust shutoff valve 77 u, 77 v, 77 w, a pressure regulating valve 150 (1 50 ⁇ , 150 ⁇ ), and a vacuum pump 160 (160 ⁇ , 160 ⁇ ).
  • the gas is exhausted from each of the exhaust ports 76u, 76v, and 76w and unnecessary gas for the thin film forming process is concentrated and exhausted.
  • the selector 34 selects the array antenna 40 u among the array antennas 40 u, 40 v, and 40 w, connects the circulator 33 to the array antenna 40 u, and furthermore, the exhaust shutoff valves 77 u, 77 v Exhaust shut-off valve 7 out of 77W
  • the source gas 135u (135) of the gas box 130 is supplied with the source gas supply valve 21 and the source gas distribution supply valve.
  • the power of 1 is supplied to the array antenna 40u via the divider 32, the circulator 33, and the selector 34.
  • the raw material gas 135 u is put into a plasma state by the electric power supplied to the array antenna 40 u, and is excited and decomposed in this plasma. By reacting them on the substrate 300 arranged in the independent space 75u, a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300.
  • exhaust shut-off valve 77 u since only the exhaust shut-off valve 77 u is open and the exhaust shut-off valves 77 v and 77 w are closed, gas exhausted from the independent space 75 u and unnecessary for thin film formation processing is exhaust shut-off valve. It does not enter the independent space 75 v, 75 w from the 77 v, 77 w. It is evacuated through the vacuum pump (160) 160 p.
  • a thin film forming process is performed in the independent space 75 V.
  • the selector 34 selects the array antenna 40 V
  • the circulator 33 is connected to the array antenna 40 u
  • the exhaust shut-off valve 77 u, 77 v, and 77 w is an exhaust shut-off valve. Only 7 7 V is open.
  • the raw material gas 135 V (135) in the gas box 130 is supplied to the independent space 75 V by opening the raw gas supply valve 21 and the raw gas distribution supply valve 22 V.
  • a p-type semiconductor thin film is formed on the substrate 300 in the same manner as the thin film forming process in the independent space 75u described above.
  • the independent space 75 V is air-tightly formed by the partition walls 71 and 72, the raw material gas 135 excited and decomposed in the German space 75 V becomes independent space 75 u and 7 Does not spread to 5 w. Gases unnecessary for the thin film forming process are exhausted from the exhaust port 76 V, and do not enter the independent spaces 75 u and 75 w. Also, since only the exhaust shutoff valve 77 V is open and the exhaust shutoff valves 77 u and 77 are closed, the gas exhausted from the independent space 75 V and unnecessary for thin film formation processing is exhausted by the exhaust shutoff valve 7. It is evacuated through a vacuum pump (160) 160p without entering the independent space 75u, 75w from 7u, 77w.
  • a vacuum pump (160) 160p without entering the independent space 75u, 75w from 7u, 77w.
  • the partition wall 72 prevents the raw material gas 135 from diffusing into the independent space 75 u, 75 V, and the exhaust shutoff valve 77 u,
  • the thin film forming device 9 By opening and closing the 77V and 77W, gases unnecessary for the thin film formation process are exhausted, When the p-type semiconductor thin film is formed and the p-type semiconductor thin film is formed on all the substrates 300 arranged in the independent spaces 75 u, 75 v, and 75 w of the thin film forming device 9 p (9), the thin film forming device 9 The thin film forming process at p (9) is completed.
  • the thin film formation processing was performed in the order of the independent spaces 75 u, 75 v, and 75 w, but this order is not particularly limited and is arbitrary.
  • any one of the exhaust shut-off pulp 77 u, 77 v, and 77 w is used.
  • any gas such as the raw material gas 135 in an independent space is exhausted, and by closing any of them, any independent space is maintained in a vacuum state.
  • the independent space 75 V becomes inoperable and maintenance becomes necessary, closing the exhaust shutoff valve 77 V will maintain the independent spaces 75 u and 75 w in a vacuum atmosphere while the inoperable.
  • the independent space 75 V is opened to the atmosphere for maintenance.
  • the partition plates 71 and 72 and the exhaust system 51 are provided similarly to the thin film forming apparatus 9p described above, and the diffusion of the raw material gas 135 is prevented by the partition plates 71 and 72.
  • the exhaust shutoff valves 77u, 77v, and 77w gas unnecessary for the thin film formation process is exhausted, and an n-type semiconductor thin film is formed.
  • the thin film forming apparatus 9 ⁇ (9) When the n-type semiconductor thin films are formed on all the substrates 300 arranged in the independent spaces 75u, 75v, 75w, the thin film forming processing power S in the thin film forming apparatus 9n (9) ends.
  • the gas such as the raw material gas 135 in any independent space can be exhausted, and a vacuum state can be maintained.
  • the inoperable 75 V exhaust shutoff valve 77 V closes the independent spaces 75 u and 75 w to vacuum.
  • the inoperable independent space 75 V can be opened to the atmosphere for maintenance while maintaining the atmosphere.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a thin film forming system according to a sixth embodiment of the present invention, and is a configuration diagram illustrating a configuration of a thin film forming apparatus that forms a TFT (thin film transistor).
  • the other components except the thin film forming apparatus 10 (10a, 10b, 10c) have the same configuration as the thin film forming system 1 in FIG. Signs are attached.
  • the substrate 300 on which the thin film formation processing is performed in the present embodiment is arranged in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the thin film forming system 2a includes a thin film forming apparatus 10a for forming a SiN film, a thin film forming apparatus (reference apparatus) 10b for forming an i-type amorphous Si film, and n + And a thin film forming device (adjustment device) 10c for forming a type amorphous Si film.
  • each of the thin film forming apparatuses 10 (10a, 10b, 10c) includes a film forming chamber 16 (16a, 16b, 16c) and a gas supply system 26 (26a, 26b, 26 c), an exhaust system 52 (52 a, 52 b, 52 c), and a substrate carrying-in part (a carrying-in part) and a substrate carrying-out part (a carrying-out part) (not shown).
  • the thin film forming apparatuses 10a and 10b are provided with power supply systems 8a (80aL, 80aR) and 80b (80bL, 80bR).
  • 10c is provided with a power supply system 81c.
  • the film forming chamber 16 (16a, 16b, 16c) is used for forming a thin film on the substrate 300.
  • the gas supply system 26 (26 a, 26 b, 26 c) is a gas box 1 30 (1 30 a, 130 b, 130 c) and source gas 13 6 (13 36 a, 13 36 b, 136 c) are deposited in the deposition chamber 16 (16 a, 16 b, It comprises a source gas supply valve 21 (21a, 21b, 21c) to be supplied to 16c).
  • Exhaust system 52 (52a, 52b, 52c) has pressure-regulated pulp 150 (150a, 150b, 150c) and vacuum pump 160 (160a, 1 60 b, 160 c).
  • the power supply systems 80 aL, 80 aR, 80 bL, 80 bR are high-frequency power supplies 31 (31 aL, 31 aR, 31 bL, 31 bR), respectively.
  • Matching box 37 (37 aL, 37 aR, 37 bL, 37 bR) and parallel plate electrodes 41 a, 41 b (41 aL, 41 aR, 41) b L, 4 1 b R).
  • the power supply system 81c includes a high frequency power supply 31c, a matching box 37c, parallel plate electrodes 41c (41cL, 41cR), and a selector 34c.
  • the selector 34c selects one of the parallel plate electrodes 41cL and 41cR, and supplies the power of the high frequency power supply 31c to the selected parallel plate electrode 41c. It has become.
  • the thin film forming system 2 a of the present embodiment has the longest thin film formation processing time among the SiN film, the i-type amorphous Si film, and the n + type amorphous Si film to be used as the TFT thin film.
  • the operating state of the thin film forming apparatus 10c for forming an n + type amorphous Si film is adjusted according to the thin film forming apparatus 10b for forming a film.
  • the cost of the power supply system 81 c or source gas 136 c is reduced. Therefore, the equipment cost of the thin film forming system is determined.
  • the processing capability of the thin film forming system is determined from the thin film forming processing time of the thin film forming apparatus 10c or 10b.
  • the operating state of the selector 34 c or the gas supply system 26 c depends on the unit time and unit calculated from the equipment cost and processing capacity of the thin film forming system. It is adjusted so that the manufacturing cost per processing area is minimized.
  • the power supply system 81 c having a suitable electric capacity and the vacuum pump 160 having a suitable pumping speed are provided. c power S adopted.
  • a transport device transport system (transport system) (not shown) transports the two substrates 300 to the load lock device 102L in the atmosphere, and the substrate 300 In the load lock device 102 L, the atmosphere is shifted from the air atmosphere to the vacuum atmosphere.
  • the gate valve 110 provided between the load lock device 102 L and the heating device 102 h is opened, and a transfer device (not shown) heats the substrate 300 from the load lock device 102 L.
  • the substrate 300 is transferred to the device 102 h, and the substrate 300 is placed in the heating device 102 h.
  • the substrate 300 placed in the heating device 102h is heated to a predetermined film forming temperature by the heating device 102h.
  • the gate valve 110 provided between the heating device 102 h and the thin film forming device 100 a opens, and a transfer device (not shown) moves the substrate 300 from the heating device 102 h to the thin film.
  • the substrate 300 is conveyed to the substrate carrying-in section of the forming apparatus 100a, and the substrate 300 is arranged for each of the parallel plate electrodes 41aL and 41aR in the film forming chamber 16a.
  • the film forming chamber 16a is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160a, and is in a preparation state for a thin substrate forming process.
  • the raw material gas 1 36 a of the gas box 130 a is supplied to the film forming chamber 16 a by opening the raw material gas supply valve 21 a, and is supplied by the pressure adjusting pulp 150 a.
  • the pressure in the deposition chamber 16a is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31aL, 31aR is supplied to the parallel plate type electrode 41a via the matching box 37aL, 37aR. L, 41 a R are supplied simultaneously.
  • the power supplied to the parallel plate electrodes 41aL and 41aR turned the raw material gas 1336a into a plasma state, which was excited and decomposed in this plasma, and was placed in the thin film forming apparatus 10a.
  • a SiN film is simultaneously formed on the two substrates 300.
  • the gas that is no longer needed by such a thin film forming process is exhausted through a vacuum pump 160a. You.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 10a and the thin film forming apparatus 10b is opened, and a transfer device (not shown) removes the substrate 300 from the thin film forming apparatus 10a.
  • the substrate 300 is transported from the section to the substrate carry-in section of the thin film forming apparatus 100b, and the substrate 300 is arranged for each of the parallel plate type electrodes 41bL and 41bR in the film forming chamber 16b.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film forming process on each parallel plate electrode is not transferred to a different parallel plate electrode.
  • the substrate 300 that has been subjected to the thin film forming process on each parallel plate electrode is not transferred to a different parallel plate electrode.
  • the thin-film forming process is performed on the parallel plate electrode 41aR, it is not transferred to the parallel plate electrode 41a.
  • the thin film forming apparatus 100b is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160b, and is in a state ready for a thin film forming process on the substrate 300.
  • the source gas 1 36 b of the gas box 130 b is supplied to the film forming chamber 16 b by opening the source gas supply valve 21 b, and is supplied by the pressure adjusting valve 150 b.
  • the pressure in the film forming chamber 16 b is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31 bL, 31 bR is applied to the parallel plate electrode 41 b via the matching boxes 37 bL, 37 bR. L, 4 1 b R are supplied simultaneously.
  • the power supplied to the parallel plate electrodes 4 1 bL and 4 1 bR turned the raw material gas 1336 b into a plasma state, which was excited and decomposed in this plasma, and was placed in the thin film forming apparatus 10 b.
  • an i-type amorphous Si film is simultaneously formed on the two substrates 300. Gases unnecessary by such a thin film forming process are exhausted through a vacuum pump 16 Ob.
  • such a thin film forming process of the i-type amorphous Si film is a rate-determining step in the production of the TFT thin film in the thin film forming system 2a.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 10b and the thin film forming apparatus 10c is opened, and a transfer device (not shown) transports the substrate 300 to the substrate of the thin film forming apparatus 10b.
  • the substrate 300 is transported from the section to the substrate carry-in section of the thin film forming apparatus 100c, and the substrate 300 is arranged for each of the parallel plate type electrodes 41cL and 41cR in the film forming chamber 16c.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode is not transferred to a different parallel plate electrode.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode is not transferred to the parallel plate electrode 41bL.
  • the thin film forming apparatus 100c is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160c, and is in a preparation state for a thin film forming process for the substrate 300.
  • the selector 34 c first selects the parallel plate type electrode 41 c R to form a thin film on the substrate 300. The case will be described.
  • the selector 34c selects the parallel plate type electrode 41cR, and the matching box 37c is connected to the parallel plate type electrode 41cR.
  • the raw material gas 1 36 c of the gas box 130 c is supplied to the film forming chamber 16 c by opening the raw gas supply valve 21 c, and is supplied by the pressure adjusting valve 150 c.
  • the pressure in the film forming chamber 16c is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31c is supplied to the parallel plate type electrode 41cR via the matching box 37c.
  • the raw material gas 1336c is put into a plasma state by the power supplied to the parallel plate electrode 41cR, and is excited and decomposed in this plasma.
  • An n + type amorphous Si film is formed on the plate 300.
  • the selector 34c selects the parallel plate type electrode 41cL, and the matching box 37c is connected to the parallel plate type electrode 41cL.
  • the source gas 1336c is excited and decomposed, and an n + type amorphous Si film is formed on the substrate 300.
  • the thin film forming process was performed in the order of the parallel plate type electrodes 41cR and 41cL, the order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the type of the raw material gas 13 6 (1 36 a, 1 36 b, 1 36 c) supplied to each thin film forming apparatus 10 a, 10 b, 10 c is determined.
  • the SiN film, the i-type amorphous Si film, and the n + -type amorphous Si film can be stacked.
  • a thin film for TFT is formed.
  • the thin film forming apparatus is provided between the thin film forming apparatus 100c and the cooling chamber 107c.
  • the opened gate valve 110 is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the substrate discharge portion of the thin film forming device 100c to the cooling chamber 107c, and the substrate 300 is cooled to the cooling room 100. It is placed in 7c.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode is not transferred to a different parallel plate electrode.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode is not transferred to the parallel plate electrode 41 cL.
  • the substrate 300 placed in the cooling device 107c is cooled and reaches a predetermined temperature
  • the substrate 300 is transferred to an unload lock chamber (not shown) by a transfer device (not shown), and the unload lock chamber. Then, the substrate 300 is shifted from a vacuum atmosphere to an air atmosphere.
  • the parallel plate type electrode selected by the selector 34c among the parallel plate type electrodes 4lcR and 41cL of the thin film forming apparatus 10c is selected.
  • the thin-film forming process is performed in the first step, and the thin-film forming process is performed by sequentially selecting the parallel plate electrodes.
  • the power supply system can be simplified, and the cost of the thin film forming apparatus can be reduced. That is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the operating state of the thin film forming apparatus 10c is adjusted according to the thin film forming processing time of the thin film forming apparatus 10b, and the thin film forming processing is performed by the parallel plate electrode selected by the selector 34c. Further, since the thin film forming process is sequentially performed, the thin film forming process can be performed without lowering the overall productivity of the thin film forming system 2a. Further, taking into consideration the thin film formation processing time and thin film formation processing conditions for forming various desired thin films for TFT, a power supply system having a suitable power capacity corresponding thereto and a suitable pumping speed are determined. By employing the exhaust system provided, the cost of the thin film forming apparatus can be reduced, that is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the substrate 300 is carried into the substrate carrying-in section of the thin film forming apparatus 10a, 10b, 10c, and after being subjected to the thin film forming process, from a substrate carrying-out section different from the substrate carrying-in section. Since the substrate is carried out, the substrate on which the thin film forming process has been performed can be efficiently transported without being reciprocated.
  • the number of the substrates 300 is not limited to two, and is suitable. The number may be sufficient.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a thin film forming system according to a seventh embodiment of the present invention, and is a configuration diagram illustrating a configuration of a thin film forming apparatus that forms a thin film for TFT.
  • the other components except the thin film forming apparatus 11 (11a, 11c) have the same configuration as the thin film forming system 2a in FIG. Have the same reference numerals.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process is performed in the present embodiment is disposed in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the thin film forming system 2b includes a thin film forming apparatus (adjustment apparatus) 11a for forming a SiN film instead of the thin film forming apparatuses 10a and 10c of FIG.
  • a thin film forming apparatus (adjustment apparatus) 11 c for forming an n + type amorphous Si film is provided.
  • each of the thin film forming apparatuses 11 is the thin film forming apparatus 10 (10) of FIG. 7 except for the power supply system 81 (81a, 81c). It has the same configuration as a, 10c), and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • the power supply system 81 (81a, 81c) has a high-frequency power source 31a, 31c, a matching box 37a, 37c, a parallel plate electrode 4la, 41c (4 1aL, 41aR, 41cL, 41cR) and selectors 34a, 34c, and the selector 34 (34a, 34c) is a parallel plate electrode 4 1 L (41 aL, 41 bL) or 41R (41aR, 41bR) is selected and the power of the high frequency power supply 31a, 31c is selected. The power is supplied to the parallel plate electrodes 41a and 41c.
  • the thin film forming system 2b of the present embodiment includes a SiN film serving as a TFT thin film, Thin film forming apparatus for forming i-type amorphous Si film having the longest thin film formation processing time between i-type amorphous Si film and n + type amorphous Si film.
  • the operating state of the thin film forming apparatuses 11a and 11c for forming an amorphous Si film is adjusted. The detailed description is as described in the sixth embodiment.
  • a transport device transport system (transport system) (not shown) transports the two substrates 300 to the load lock device 102L in the air atmosphere, and the substrate 300 In the load lock device 102 L, the atmosphere is shifted from the air atmosphere to the vacuum atmosphere.
  • the gate valve 110 provided between the load lock device 102 L and the heating device 102 h is opened, and a transfer device (not shown) heats the substrate 300 from the load lock device 102 L.
  • the substrate 300 is transferred to the device 102 h, and the substrate 300 is placed in the heating device 102 h.
  • the substrate 300 placed in the heating device 102h is heated to a predetermined film forming temperature by the heating device 102h.
  • a gate valve 110 provided between the heating device 102 h and the thin film forming device 11 a opens, and a transfer device (not shown) moves the substrate 300 from the heating device 102 h to the thin film. transported to the substrate inlet of the forming apparatus 1 1 a, the substrate 3 0 0 is arranged in each deposition chamber 1 6 parallel flat plate type electrode 4 1 a in a L, 4 1 a R.
  • the film forming chamber 16a is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160a, and is in a preparation state for a thin film forming process on the substrate 300.
  • the selector 34a first selects the parallel plate type electrode 41a and thins it on the substrate 300. The case of forming a film will be described.
  • the selector 34a selects the parallel plate type electrode 41aR, and the matching box 37a is connected to the parallel plate type electrode 41aR.
  • the source gas 1336a of the gas box 130a is supplied to the film forming chamber 16a by opening the source gas supply valve 21a, and is supplied by the pressure adjusting valve 150a.
  • the pressure in the deposition chamber 16a is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31a is matched to the matching box.
  • the electrode is supplied to the parallel plate type electrode 41aR via the electrode 37a.
  • the source gas 136a is turned into a plasma state by the electric power supplied to the parallel plate electrode 41aR, and is excited and decomposed in the plasma, and is reacted on the substrate 300 to form a film. An iN film is formed.
  • the gas that has become unnecessary by such a thin film forming process is evacuated via a vacuum pump (160) 160a.
  • the selector 34a selects the parallel plate type electrode 41aL, and the matching box 37a is connected to the parallel plate type electrode 41aL.
  • the source gas 136a is excited and decomposed as in the case of the parallel plate type electrode 41aR, and a SiN film is formed on the substrate 300.
  • the thin film forming process was performed in the order of the parallel plate type electrodes 41aR and 41aL, the order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 11a and the thin film forming apparatus 10b is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the substrate unloading section of the thin film forming apparatus 11a.
  • the substrate 300 is conveyed to the substrate loading section of the thin film forming apparatus 10b, and the substrate 300 is arranged for each of the parallel plate type electrodes 41bL and 41bR in the film forming chamber 16b.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode is not transferred to a different parallel plate electrode.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode is not transferred to the parallel plate electrode 41a.
  • the thin film forming apparatus 10b is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160b, and is in a preparation state for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the source gas 136 b of the gas box 130 b is supplied to the film forming chamber 16 b by opening the source gas supply valve 2 lb, and the film forming chamber 1 b is supplied by the pressure adjusting valve 15 Ob.
  • the pressure in 6b is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31bL, 31bR is simultaneously supplied to the parallel plate electrodes 41bL, 41bR via the matching boxes 37bL, 37bR. Is done.
  • the raw material gas 136b is turned into a plasma state by the electric power supplied to the parallel plate electrodes 41bL and 41bR, and is excited and decomposed in the plasma, and this is formed on the substrate 300 arranged in the thin film forming apparatus 10b. Initiates a film-forming reaction As a result, an i-type amorphous Si film is simultaneously formed on the two substrates 300. Gases unnecessary by such a thin film forming process are exhausted through a vacuum pump 160b.
  • such a thin film forming process of the i-type amorphous Si film is a rate-determining step of producing a TFT thin film in the thin film forming system 2b.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 100b and the thin film forming apparatus 3 ⁇ 41c is opened, and a transfer device (not shown) transports the substrate 300 to the substrate of the thin film forming apparatus 100b.
  • the substrate 300 is conveyed from the section to the substrate carrying-in section of the thin film forming apparatus 11c, and the substrate 300 is arranged for each of the parallel plate type electrodes 41cL and 41cR in the film forming chamber 16c.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode cannot be transferred to a different parallel plate electrode.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode cannot be transferred to a different parallel plate electrode.
  • the thin film forming process is performed on the parallel plate electrode 41R, it is not transferred to the parallel plate electrode 41bL.
  • the thin film forming apparatus 11c is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160c, and is in a preparation state for a thin film forming process on the substrate 300.
  • the selector 34 c first selects the parallel plate type electrode 41 c R to form a thin film on the substrate 300. Will be described.
  • the selector 34c selects the parallel plate type electrode 41cR, and the matching box 37c is connected to the parallel plate type electrode 41cR.
  • the raw material gas 1 36 c of the gas box 130 c is supplied to the film forming chamber 16 c by opening the raw gas supply valve 21 c, and is supplied by the pressure adjusting valve 150 c.
  • the pressure in the film forming chamber 16c is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31c is supplied to the parallel plate type electrode 41cR via the matching box 37c.
  • the raw material gas 1336c is turned into a plasma state by the electric power supplied to the parallel plate electrode 41cR, and is excited and decomposed in the plasma, and is subjected to a S-forming reaction on the substrate 300, whereby An n + type amorphous Si film is formed on the substrate 300.
  • the selector 34c selects the parallel plate type electrode 41cL, and the matching box 37c is connected to the parallel plate type electrode 41cL.
  • the source gas 136 c is excited and decomposed, and an n + type amorphous Si film is formed on the substrate 300.
  • the thin film forming process is performed in the order of the parallel plate type electrodes 41cR and 41cL, but the order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the SiN Film, i-type amorphous Si film, and n + type amorphous Si film can be stacked.
  • a thin film for TFT is formed.
  • the gate valve 1 provided between the thin-film forming apparatus 11c and the cooling chamber 107c is formed. 10 is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the substrate discharge portion of the thin film forming apparatus 11 c to the cooling chamber 107 c, and the substrate 300 is disposed in the cooling chamber 107 c.
  • the substrate 300 subjected to the thin film forming process with each parallel plate electrode is not transferred to a different parallel plate electrode at a force of 300 S.
  • the thin-film forming process is performed on the parallel plate electrode 41cR, it is not transferred to the parallel plate electrode 41cL.
  • the substrate 300 placed in the cooling device 107c is cooled and reaches a predetermined temperature
  • the substrate 300 is transferred to an unload lock chamber (not shown) by a transfer device (not shown). To atmosphere.
  • the thin film forming process is performed on the parallel plate type electrodes selected by the selectors 34a and 34c. Since a thin-film formation process is performed by selecting a flat electrode, there is no need for a high-frequency power supply for supplying power to the parallel-plate electrodes 41 aR and 41 aL, and the power supply system can be simplified, and the thin film can be thinned. Reduces forming equipment costs That is, the cost of the entire thin film forming system can be further reduced than that of the thin film forming system 2a.
  • the operation state of the thin film forming apparatuses 11a and 11c is adjusted according to the thin film forming processing time of the thin film forming apparatus 10b, and the selectors 34a and 34c are switched.
  • the thin film forming process is performed on the selected parallel plate electrodes, and the thin film forming process is sequentially performed.Thus, the thin film forming process can be performed without lowering the overall productivity of the thin film forming system 2b. it can.
  • the power supply system having a suitable power capacity corresponding to these is considered in consideration of the thin film formation processing time and the thin film formation processing conditions for forming various desired TFT thin films.
  • an evacuation system having a suitable evacuation speed the cost of the thin film forming apparatus can be reduced, that is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced.
  • the substrate 300 is carried into the substrate carry-in section of the thin film forming apparatus 11a, 10b, 11c, and after being subjected to the thin film forming process, is carried out from a substrate carry-out section different from the substrate carry-in section. Therefore, the substrate subjected to the thin film formation processing can be efficiently transported without being reciprocated.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a thin film forming system according to an eighth embodiment of the present invention, and is a configuration diagram illustrating a configuration of a thin film forming apparatus that forms a thin film for TFT.
  • the other components except the thin film forming apparatus 12 (12a, 12c) have the same configuration as the thin film forming system 2a in FIG. Is attached.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process is performed in the present embodiment is arranged in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the thin film forming system 2c is a thin film forming apparatus (adjustment apparatus) 12a for forming a SiN film instead of the thin film forming apparatuses 10a and 10c of FIG.
  • a thin film forming device (adjustment device) 12c for forming a + type amorphous Si film is provided.
  • the thin film forming apparatus 12 (12 a, 12 c) has the same configuration as the thin film forming apparatus 10 (10 a, 10 c) of FIG. 7 except for the power supply system 81 ac. This Are denoted by the same reference numerals.
  • the power supply system 81 ac is provided as a common power supply system for the thin film forming apparatus 12 (12a, 12c), and includes a high-frequency power supply 31 ac, a matching box 37 ac, and a selector 34. ac and parallel plate electrodes 4 la, 41 c (41 aL, 41 aR, 41 cL, 41 cR), and the selector 34 ac selects one of these parallel plate electrodes. Then, the power of the high frequency power supply 31 ac is supplied to the parallel plate electrode selected by the selector 34 ac.
  • the thin film forming system 2c of the present embodiment is an i-type amorphous Si film having the longest thin film formation processing time among the SiN film, the i-type amorphous Si film, and the n + type amorphous Si film to be the thin film for TFT.
  • the operating state of the thin film forming apparatuses 12a and 12c for forming the SiN film and the n + type amorphous Si film is adjusted according to the thin film forming apparatus 10b for forming the film. The detailed description is as described in the sixth embodiment.
  • a transport device transport system (transport system) (not shown) transports the two substrates 300 to the load lock device 102L in the air atmosphere. In, the atmosphere is shifted from the air atmosphere to the vacuum atmosphere.
  • the gate valve 110 provided between the load opening device 102L and the heating device 102h is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the load lock device 102L to the heating device 102h, The substrate 300 is placed in the heating device 102h.
  • the substrate 300 placed in the heating device 102h is heated to a predetermined film forming temperature by the heating device 102h.
  • a gate valve 110 provided between the heating device 102h and the thin film forming device 12a is opened, and a transfer device (not shown) transports the substrate 300 from the heating device 102h to the substrate of the thin film forming device 12a.
  • the substrate 300 is disposed for each of the parallel plate electrodes 41aL and 41aR in the film forming chamber 16a.
  • the film forming chamber 16a is maintained in a vacuum state by the vacuum pump 160a, and is in a state ready for the thin film forming process of the substrate 300.
  • the selector 34ac first selects the parallel plate type electrode 41aR to form a thin film on the substrate 300. The case will be described.
  • the selector 34 ac selects the parallel plate type electrode 41 aR, and the matching box 37 ac is connected to the parallel plate type electrode 41 aR.
  • the source gas 13a of the gas box 130a is supplied to the film forming chamber 16a by opening the source gas supply valve 21a, and is supplied by the pressure adjusting valve 150a.
  • the pressure in the film forming chamber 16a is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31 ac is supplied to the parallel plate type electrode 41aR via the matching box 37ac.
  • the raw material gas 1336a enters a plasma state by the electric power supplied to the parallel plate electrode 41aR, is excited and decomposed in this plasma, and is reacted by forming a film on the substrate 300.
  • a SiN film is formed on the substrate 300.
  • the gas that has become unnecessary by such a thin film forming process is exhausted through a vacuum pump (160) 160a.
  • the selector 34 ac selects the parallel plate type electrode 41 aL, and the matching box 37 ac and the parallel plate type electrode 41 a L are connected.
  • the source gas 1336a is excited and decomposed, and a SiN film is formed on the substrate 300.
  • the thin film forming process was performed in the order of the parallel plate type electrodes 41 aR and 41 aL, the order is not particularly limited and is arbitrary.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 12a and the thin film forming apparatus 10b is opened, and a transfer device (not shown) removes the substrate 300 from the thin film forming apparatus 12a.
  • the substrate 300 is transported from the section to the substrate carry-in section of the thin film forming apparatus 100b, and the substrate 300 is arranged for each of the parallel plate electrodes 41bL and 41bR in the film forming chamber 16b.
  • the substrate having been subjected to the thin-film forming process by each parallel plate electrode is not transported to a different parallel plate electrode.
  • the thin-film forming process is performed on the parallel plate electrode 41aR, it is not transferred to the parallel plate electrode 41a.
  • the thin film forming apparatus 100b is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160b.
  • the substrate 300 is now ready for the thin film forming process.
  • the source gas 1 36 b of the gas box 130 b is supplied to the film forming chamber 16 b by opening the source gas supply valve 21 b, and is supplied by the pressure adjusting valve 150 b.
  • the pressure in the film forming chamber 16 b is adjusted, and the power of the high-frequency power supply 31 bL, 31 bR is applied to the parallel plate electrode 41 b via the matching boxes 37 bL, 37 bR. L, 4 1 b R are supplied simultaneously.
  • the raw material gas 1336b was turned into a plasma state by the power supplied to the parallel plate electrodes 41bL and 41bR, and was excited and decomposed in this plasma, and was placed in the thin film forming apparatus 10b.
  • an i-type amorphous Si film is simultaneously formed on the two substrates 300. Gases unnecessary by such a thin film forming process are exhausted through a vacuum pump 160b.
  • such a thin film forming process of the i-type amorphous Si film is a rate-determining step in the production of the TFT thin film in the thin film forming system 2c.
  • a gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 10b and the thin film forming apparatus 12c is opened, and a transfer device (not shown) unloads the substrate 300 from the substrate of the thin film forming apparatus 10b.
  • the substrate 300 is transported from the section to the substrate carrying-in section of the thin film forming apparatus 12c, and the substrate 300 is arranged for each of the parallel plate type electrodes 41cL and 41cR in the film forming chamber 16c.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode is not transferred to a different parallel plate electrode.
  • the substrate 300 on which the thin film forming process has been performed on each parallel plate electrode is not transferred to the parallel plate electrode 41bL.
  • the thin film forming apparatus 12c is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 160c, and is in a state ready for a thin film forming process on the substrate 300.
  • the selector 34 ac first selects the parallel plate type electrode 41cR and sets the substrate 300 A case of forming a thin film will be described.
  • the selector 34 ac selects the parallel plate type electrode 41cR, and the matching box 37 ac and the parallel plate type electrode 41cR are connected.
  • the raw material gas 1 36 c of the gas box 130 c is supplied with the raw material gas supply valve 2 1
  • the pressure in the film forming chamber 16c is adjusted by the pressure adjusting valve 150c, and the power of the high frequency power supply 31 ac is supplied to the matching box 37 ac.
  • the electrode is supplied to the parallel plate type electrode 41 c R.
  • the raw material gas 136 c is turned into a plasma state by the power supplied to the parallel plate electrode 41 c R, and is excited and decomposed in the plasma, and is reacted on the substrate 300 to form a film.
  • An n + type amorphous Si film is formed.
  • the gas that is no longer required by such a thin film forming process is exhausted through a vacuum pump (160) 160c.
  • the selector 34 a c selects the parallel plate type electrode 41 c L, and the matching box 37 a c is connected to the parallel plate type electrode 41 c L.
  • the source gas 136 c is excited and decomposed, and an n + type amorphous Si film is formed on the substrate 300.
  • the thin film forming process is performed in the order of the parallel plate type electrodes 41 cR and 41 c L, the order is not particularly limited and is arbitrary.
  • the type of the source gas 136 (136a, 136b, 136c) supplied to each of the thin film forming apparatuses 12a, 10b, and 12c is changed to obtain the SiN film and the i-type.
  • Amorphous Si film and n + type amorphous Si film can be stacked.
  • the gate valve 110 provided between the thin film forming apparatus 12c and the cooling chamber 107c is formed. Is opened, and a transfer device (not shown) transfers the substrate 300 from the substrate discharge portion of the thin film forming apparatus 12c to the cooling chamber 107c, and the substrate 300 is placed in the cooling chamber 107c.
  • the substrate 300 subjected to the thin film forming process with each parallel plate electrode is not transferred to a different parallel plate electrode at a force of 300 S.
  • the substrate 300 subjected to the thin film forming process with each parallel plate electrode is not transferred to the parallel plate electrode 41cL.
  • the substrate 300 placed in the cooling device 107c is cooled and fled and reaches a predetermined temperature.
  • the substrate 300 is transferred to the unload lock chamber by a transfer device (not shown), and the substrate 300 is shifted from the vacuum atmosphere to the air atmosphere in the unload lock chamber.
  • the thin film forming process is performed in the thin film forming device to which the parallel plate type electrode selected by the selector 34ac belongs. Furthermore, since the thin film forming process is performed by sequentially selecting the parallel plate electrodes, one high-frequency power supply for supplying power to the parallel plate electrodes 4 la R, 41 a L, 41 c R, and 41 c L is unnecessary. Thus, the power supply system can be simplified, and the cost of the thin film forming apparatus can be reduced. That is, the cost of the entire thin film forming system can be further reduced than that of the thin film forming system 2b.
  • the operating state of the thin film forming apparatuses 12a and 12c is adjusted according to the thin film forming processing time of the thin film forming apparatus 10b, and the selector 3 4
  • the thin film forming process is performed on the parallel plate electrodes selected by ac, and the thin film forming process is performed sequentially, so that the thin film forming process is performed without lowering the overall productivity of the thin film forming system 2c. be able to.
  • a power supply system having a suitable power capacity corresponding to these and a suitable power supply system.
  • the substrate 300 is carried into the substrate carry-in section of the thin film forming apparatus 12a, 10b, 12c, and after the thin film forming process is performed, the substrate carry-out section different from the substrate carry-in section. Since the substrate is unloaded from the substrate, the substrate on which the thin film forming process has been performed can be efficiently transported without being reciprocated. Industrial potential
  • the size of the vacuum pump can be reduced due to the reduction in the consumption of the source gas, and the power supply system can be simplified.
  • the cost can be reduced, that is, the entire thin film forming system The effect that cost can be reduced is obtained.
  • the effect of preventing the diffusion of the source gas from one thin film formation region to another thin film formation region by the adhesion preventing plate and preventing the formation of a thin film on the substrate in another thin film formation region can be prevented. Is obtained.
  • the partition wall can suppress the diffusion of the source gas from one independent space to the other independent space, and furthermore, by providing an exhaust shutoff valve, the gas unnecessary for the thin film forming process can be removed from the other independent space.
  • the effect of preventing entry into the space is obtained. Therefore, in the substrate on which the thin film formation processing is performed for each independent space, an effect that a desired thin film and a desired interface can be obtained can be obtained in which substances that deteriorate the characteristics of the solar cell are reduced.
  • a transport system is provided to carry the substrate into only one thin film formation area and to carry out the thin film from the thin film formation area to the outside of the film formation chamber after the thin film is formed, the substrate on which the thin film is formed can be efficiently transported. The effect that can be obtained is obtained.
  • this transport system carries the substrate into the carry-in section and carries it out from the carry-out section after the thin film formation processing, the substrates on which the thin film formation processing has been performed and the unprocessed substrates must be interchanged. Therefore, there is obtained an effect that the substrate on which the thin film formation processing has been performed can be efficiently transported.
  • the operation state of other thin film forming equipment is adjusted according to the thin film forming processing time of the thin film forming equipment that controls production, and thin film forming processing is performed, so that the productivity of the entire thin film forming system is improved.
  • the effect that the thin film forming process can be performed without lowering the thickness is obtained.
  • the cost of the thin film forming apparatus can be reduced, that is, the cost of the entire thin film forming system can be reduced. The effect that can be performed is obtained.
  • a solar cell laminate including p-type, i-type, and n-type semiconductors is formed according to the present invention, an advantageous effect of forming a suitable solar cell laminate can be obtained. Further, since a thin film transistor including a silicon nitride gate insulating film and i-type and n-type semiconductors is formed according to the present invention, an effect that a suitable thin film transistor can be formed is obtained.

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Abstract

プラズマCVD(化学気相成長法)により、成膜室15内に配置された基板300に薄膜を形成する薄膜形成装置6であって、プラズマ生成用の電極40がそれぞれ配置された複数の薄膜形成領域17u、17v、17wが成膜室15に設けられており、この電極40に電力を供給するための電力供給系36と、この電力供給系36に薄膜形成領域17u、17v、17wのそれぞれの電極40に対して、電力を選択的に接続する切換装置34とを設ける。このような構成により、好適な電力供給系、ガス供給系及び排気系を提供すると共に、薄膜形成装置の稼働状態を調整することで、積層膜形成工程の生産効率が悪化することなく、薄膜形成装置及び薄膜形成システムのコストダウンを図ることができ、電力供給系の簡略化及び設置面積の省スペース化が可能となる薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに薄膜形成システムを提供することができる。

Description

明 細 書 薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに薄膜形成システム 技術分野
本発明は、 薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに薄膜形成システムに関するも のである。 背景技術
従来、 薄 S莫大陽電池においては、 透明基板上に S iや化合物半導体を用いて p i n接合の半導体薄膜を形成し、 裏面から入射する太陽光を光電変換する構成の ものが一般的に用いられている。
このような半導体薄膜の形成においては、 薄膜形成システムに設けられた電極 に供給された電力によって、 原料ガスはプラズマ状態となり、 このプラズマの中 で励起、 分解され、 これを基板上で膜成長反応させることにより前記基板上に薄 膜を形成する、 プラズマ CVD (化学的気相成長法） による薄膜形成方法が提案 されている。
図 10は、 このような半導体薄膜を形成する薄膜形成システムの一例として挙 げたィンライン式太陽電池用薄膜形成システムを示すものである。 薄膜形成シス テム 100は、 基板を大気雰囲気から真空雰囲気に移行するロードロック装置 1 02 Lと、 基板を加熱する加熱装置 102 hと、 p型半導体薄膜を形成する薄膜 形成装置 105 pと、 i型半導体薄膜を形成する薄膜形成装置 105 i と、 n型 半導体薄膜を形成する薄膜形成装置 105 nと、 基板を冷却する冷却装置 1 07 cと、 各室間に設けられたゲートバルブ 1 10とよって構成されている。
また、 薄膜形成装置 105 p、 105 i、 105 ηには、 それぞれ成膜室 12 0 p、 120 i、 120 ηと、 ガスボックス 130 p、 130 i、 130 ηと、 原料ガス供給バルブ 140 ρ、 140 i、 140ηと、圧力調整バルブ 1 50 ρ、 150 i、 1 50 ηと、 真空ポンプ 1 60 p、 160 i、 160 ηと、 電力供給 系 1 70 p、 1 70 i、 1 70 ηと、 電極 180 p、 180 i、 180 nとが設 けられている。
図 1 1は、 成膜室 1 20 (1 20 p、 1 20 i、 1 20 η), 電力供給系 1 70 (1 70 ρ、 1 70 i、 1 70 η) 及ぴ電極 1 80 (1 8 0 p、 1 80 i、 1 8 O n) の詳細の構成を示した図である。 成膜室 1 20には、 基板 300に対して 薄膜形成処理を施す薄膜形成領域' 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wが設けられてお り、 各薄膜形成領域には、 高周波電源 1 7 1 u、 1 7 1 v. 1 7 1 wと、 デバイ ダ 1 72 u、 1 72 v、 1 72 wと、 サーキユレータ 1 73 u、 1 73 v、 1 7 3wと、 ダミーロード 1 74 u、 1 74 v、 1 74wと、 電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wが設けられている。
なお、 薄膜形成システム 1 00によって薄膜が形成される基板 300は、'図 1 0の紙面に対して垂直方向に配置されており、 図示しない搬送装置によってロー ドロック装置 1 0 2 L、 加熱装置 1 02 h、 薄膜形成装置 1 0 5 p、 薄膜形成装 置 1 0 5 i、 薄膜形成装置 1 05 n、 冷却装置 1 0 7 cの順に搬送されるように なっている。
また、 図 1 1に示す基板 300および電極 1 8 1 u, 1 8 1 V , 1 8 1wは、 本来、 図 1 0と同様に紙面に対して垂直方向に配置されるが、 薄膜形成システム 1 00の動作を説明する上で、 便宜的に横方向に配置された図となっている。 このような薄膜形成システム 1 00においては、 図示しない搬送装置が大気雰 囲気で複数の基板 30 0をロードロック装置 1 02 Lに搬送し、 基板 300は、 ロードロック装置 1 0 2 Lにおいて、 大気雰囲気から真空雰囲気に移行される。 その後、 ロードロック装置 1 02 Lと加熱装置 1 02 hとの間に設けられたゲー トパルプ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300をロードロック装置 1 0 2 Lから加熱装置 1 02 hに搬送し、 基板 300は加熱装置 1 02 h内に配置 される。 加熱装置 1 0 2 h内に配置された基板 300は、 加熱装置 1 02 hによ つて所定の成膜温度にまで加熱される。
続いて、 加熱装置 1 0 2 hと薄膜形成装置 1 05 pとの間に設けられたグート バルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を加熱装置 1 02 hから 薄月莫形成装置 1 0 5 pに搬送し、 基板 3 0 0は薄月莫形成装置 1 0 5 p内に配置さ れる。 薄膜形成装置 1 0 5 pは、 真空ポンプ 1 60 pによって真空状態に維持さ れており、 基板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄膜形成装置 1 05 pに配置された基板 300に薄膜を形成する際 には、 ガスボックス 1 3 0 pが原料ガス 1 3 5 pを成膜室 1 20 pに供給し、 圧 力調整バルブ 1 5 0 pによって成膜室 1 20 p内の圧力が調整される。
更に、 電力供給系 1 7 0 p (1 70) の高周波電源 1 7 1 u、 1 7 1 v、 1 7 l wの電力は、 デバイダ 1 72 u、 1 72 v、 1 72wに供給され、 デバイダ 1 7 2 u、 1 7 2 v、 1 7 2 wによってサーキユレータ 1 73 u、 1 7 3 v、 1 7 3 wに分配され、 サーキユレータ 1 73 u、 1 7 3 v、 1 7 3wを介して、 電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wに供給される。 電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サーキユレータ 1 73 u、 1 7 3 v、 1 73 wを介してダミーロード 1 74 u、 1 74 v、 1 74 wに供給され、 熱として消費される。
電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wにに供給された電力によって、 原料ガス 1 3 5 pはプラズマ状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 これが基板 300上で膜成長反応が生じることにより基板 300に p型半導体薄膜が形成さ れる。
なお、 このような p型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wにおいて同時に行われる。
続いて、 薄膜形成装置 1 0 5 pと薄膜形成装置 1 0 5 i との間に設けられたゲ ートバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 1 0 5 pから薄膜形成装置 1 0 5 iに搬送し、 基板 300は薄膜形成装置 1 0 5 i内 に配置される。 薄膜形成装置 1 05 iは、 真空ポンプ 1 60 iによって真空状態 に維持されており、 基板 3 00の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄膜形成装置 1 05 iに配置された基板 300は、 上述した薄膜形 成装置 1 0 5 pにおける薄膜形成処理と同様に、 ガスボックス 1 30 iが原料ガ ス 1 3 5 iを成膜室 1 20 iに供給し、 圧力調整バルブ 1 5 0 iによって成膜室 1 20 i内の圧力が調整された状態で、 電力供給系 1 70 i (1 70) が電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 l wに電力を供給し、 基板 300上で膜成長反応が生じ ることにより、 基板 3 00に i型半導体薄膜が形成される。 なお、 このような i型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wにおいて同時に行われる。
更に、 薄膜形成装置 1 05 iと薄膜形成装置 1 0 5 nとの間に設けられたゲー トバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 00を薄膜形成装置 1 0 5 iから薄膜形成装置 1 05 ηに搬送し、 基板 300は薄膜形成装置 1 05 η内に 配置される。 薄膜形成装置 1 05 ηは、 真空ポンプ 1 6 0 ηによって真空状態に 維持されており、 基板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄 S莫形成装置 1 05 ηに配置された基板 300は、 上述した薄膜形 成装置 1 0 5 ρ及ぴ薄膜形成装置 1 0 5 iにおける薄膜形成処理と同様に、 ガス ボックス 1 3 0 nが原料ガス 1 35 ηを成膜室 1 20 ηに供給し、 圧力調整バル プ 1 50 ηによって成膜室 1 20 η内の圧力が調整された状態で、 電力供給系 1 70 η (1 7 0) が電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wに電力を供給し、 基板 3 00上で膜成長反応が生じることにより、 基板 300に n型半導体薄膜が形成さ れる。
なお、 このような n型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wにおいて同時に行われる。
上述した薄膜形成処理においては、 原料ガス 1 3 5 (1 3 5 p、 1 3 5 i , 1 3 5 η) の種類を変えることで、 ρ型、 i型、 n型半導体を積み分けることがで きる。 このように半導体薄膜を形成することで、 p i n接合の半導体薄膜が形成 される。
このように p i n接合の半導体薄膜が基板 300に形成された後に、 薄膜形成 装置 1 05 nと冷却装置 1 07 cとの間に設けられたゲートバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 1 0 5 nから冷却装置 1 0 7 c に搬送し、 基板 300は冷却装置 1 0 7 c内に配置される。
冷却装置 1 0 7 cに配置された基板 300は、 冷却され、 所定の温度になった ところで、 図示しない搬送装置が基板 30 0をアンロードロック装置 200に搬 送し、 アンロードロック装置において基板 3 00は真空雰囲気から大気雰囲気に 移行される。
このような薄膜形成システム 1 00によってアモルファスシリコン太陽電池を 製造する場合、 p型半導体薄膜形成処理にかかる時間は約 2分程度、 i型半導体 薄膜形成処理にかかる時間は約 2 0分程度、 n型半導体薄膜形成処理にかかる時 間は約 2分程度である。 i型半導体薄膜形成処理にかかる時間に対して、 p型半 導体及び n型半導体の薄膜形成処理にかかる時間が短いため、 i型半導体の薄膜 形成処理が行われている間は、 p型半導体の薄膜形成処理が施された基板 3 0 0 が薄膜形成装置 1 0 5 pに配置された状態で待機し、 また、 n型半導体の薄膜形 成処理が施された基板 3 0 0が冷却装置 1 0 7 cに搬送された後に、 薄膜形成装 置 1 0 5 nには基板 3 0 0が配置されていない状態で i型半導体の薄膜形成処理 が終了するまで待機するようになっている。
また、 上述した p i n接合の半導体薄膜は、 図 1 2に示す電力供給系 1 9 0を 備えたインライン式薄膜形成システムでも形成される。この電力供給系 1 9 0は、 薄膜形成システム 1 0 0の電力供給系 1 7 0に代わって薄膜形成装置 1 0 5 p、 1 0 5 i、 1 0 5 nに設けられるものであり、 デバイダ 1 7 2 u、 1 7 2 v、 1 7 2 wの入力側に共通高周波電源 1 9 1と共通デバイダ 1 9 2が設けられたもの である。
また、 図 1 2に示す基板 3 0 0および電極 1 8 1 u， 1 8 1 V , 1 8 1 wは、 本来、 図 1 0と同様に紙面に対して垂直方向に配置されるが、 薄膜形成システム 1 0 0の動作を説明する上で、 便宜的に横方向に配置された図となっている。 この電力供給系 1 9 0を備えた薄膜形成システムは、 薄膜形成システム 1 0 0 と同様に、 図示しない搬送装置が大気雰囲気で複数の基板 3 0 0をロードロック 装置 1 0 2 Lに搬送し、 基板 3 0 0は、 ロードロック装置 1 0 2 Lにおいて、 大 気雰囲気から真空雰囲気に移行される。 その後、 ロードロック装置 1 0 2 Lとカロ 熱装置 1 0 2 hとの間に設けられたゲートバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送 装置が基板 3 0 0をロードロック装置 1 0 2 Lから加熱装置 1 0 2 hに摘送し、 基板 3 0 0は加熱装置 1 0 2 h内に配置される。 加熱装置 1 0 2 h内に配置され た基板 3 0 0は、 加熱装置 1 0 2 hによって所定の成膜温度にまで加熱される。 続いて、 加熱装置 1 0 2 hと薄膜形成装置 1 0 5 pとの間に設けられたゲート バルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を加熱装置 1 0 2 hから 薄月莫形成装置 1 0 5 pに搬送し、 基板 3 0 0は薄膜形成装置 1 0 5 p内に配置さ れる。 薄膜形成装置 1 05 pは、 真空ポンプ 1 60 pによって真空状態に維持さ れており、 基板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄膜形成装置 1 05 pに配置された基板 300に薄膜を形成する際 には、 ガスボックス 1 30 pが原料ガス 1 3 5 pを成膜室 1 20 pに供給し、 圧 力調整バルブ 1 50 pによって薄膜形成装置 1 05 p内の圧力が調整される。 更に、 電力供給系 1 90の共通髙周波電源 1 9 1の電力は、 共通デバイダ 1 9 2に供給され、 共通デバイダ 1 92によってデバイダ 1 72 u、 1 72 vN 1 7 2 wに分配され、 更に、 デバイダ 1 72 u、 1 72 v、 1 72wによってサーキ ュレータ 1 7 3 u、 1 73 v、 1 7 3 wに分配され、 サーキュレータ 1 7 3 u、 1 7 3 v、 1 73 wを介して、電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wに供給される。 電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 l wに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サーキユレータ 1 73 u、 1 73 v、 1 73 wを介してダミーロード 1 74 u、 1 74 v、 1 74 wに供給され、 熱として消費される。
電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wに供給された電力によって、 原料ガス 1 3 5 pはプラズマ状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 これが基板 3 00上で膜成長反応が生じることにより基板 300に p型半導体薄膜が形成され る。
なお、 このような p型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 l v、 1 2 1 wにおいて同時に行われる。
続いて、 薄膜形成装置 1 05 pと薄膜形成装置 1 ◦ 5 i との間に設けられたゲ 一トバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 1 0 5 pから薄膜形成装置 1 0 5 iに搬送し、 基板 300は薄膜形成装置 1 05 i内 に配置される。 薄膜形成装置 1 0 5 iは、 真空ポンプ 1 6 0 iによって真空状態 に維持されており、 基板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄膜形成装置 1 05 iに配置された基板 300は、 上述した薄膜形 成装置 1 0 5 pにおける薄膜形成処理と同様に、 ガスボックス 1 3 0 iが原料ガ ス 1 3 5 iを成膜室 1 20 iに供給し、 圧力調整バルブ 1 5 0 iによって成膜室 1 20 i内の圧力が調整された状態で、 電力供給系 1 90が電極 1 8 1 u、 1 8 1 V、 1 8 1 wに電力を供給し、基板 300上で膜成長反応が生じることにより、 基板 3 00に i型半導体薄膜が形成される。
なお、 このような i型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wにおいて同時に行われる。
更に、 薄膜形成装置 1 0 5 i と薄膜形成装置 1 05 nとの間に設けられたゲー トバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 1 05 iから薄膜形成装置 1 0 5 ηに搬送し、 基板 300は薄膜形成装置 1 05 η内に 配置される。 薄膜形成装置 1 0 5 ηは、 真空ポンプ 1 6 0 ηによって真空状態に 維持されており、 基板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄膜形成装置 1 0 5 ηに配置された基板 3 00は、 上述した薄膜形 成装置 1 05 ρ及び薄膜形成装置 1 0 5 iにおける薄膜形成処理と同様に、 ガス ボックス 1 30 nが原料ガス 1 3 5 ηを成膜室 1 20 ηに供給し、 圧力調整パル ブ 1 5 O nによって成膜室 1 20 n内の圧力が調整された状態で、 電力供給系 1 90が電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wに電力を供給し、 基板 300上で膜成 長反応が生じることにより、 基板 30 0に n型半導体薄膜が形成される。
なお、 このような n型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wにおいて同時に行われる。
上述した薄膜形成処理においては、 原料ガス 1 3 5 (1 3 5 p、 1 3 5 i、 1 3 5 η) の種類を変えることで、 ρ型、 i型、 n型半導体を積み分けることがで きる。 このように半導体薄膜を形成することで、 p i n接合の半導体薄膜が形成 される。
このように p i n接合の半導体薄膜が基板 300に形成された後に、 薄膜形成 装置 1 0 5 ηと冷却装置 1 0 7 cとの間に設けられたゲートバ ブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 1 05 ηから冷却装置 1 0 7 c に搬送し、 基板 300は冷却装置 1 0 7 c内に配置される。
冷却装置 1 0 7 cに配置された基板 300は、 冷却され、 所定の温度になった ところで、 図示しない搬送装置が基板 300を図示しないアンロードロック装置 に搬送し、 アンロード口ック装置において基板 300は真空雰囲気から大気雰囲 気に移行される。
このような電力供給系 1 90を備えた薄膜形成システムによってアモルファス シリコン太陽電池を製造する場合、 薄膜形成システム 1 00の薄膜形成処理にか 力 時間と同様であるため、 i型半導体の薄膜形成処理が行われている間は、 P 型半導体の薄膜形成処理が施された基板 300が薄膜形成装置 1 0 5 pに配置さ れた状態で待機し、 また、 n型半導体の薄膜形成処理が施された基板 300が冷 却装置 1 07 cに搬送された後に、 薄膜形成装置 1 05 ηには基板 300が配置 されていない状態で i型半導体の薄膜形成処理が終了するまで待機するようにな つている。
また、 この電力供給系 1 9 0を備えた薄膜形成システムにおいては、 前述の電 力供給系 1 70よりも高周波電源の必要数が低減される。
ところで、 上記従来の薄膜形成装置及び薄膜形成システムにおいては、 薄膜形 成装置 1 05 (1 0 5 p、 1 0 5 i、 1 0 5 η) 内の薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wのそれぞれに対応して、 高周波電源 1 7 1 u、 1 71 v、 1 7 1 wと、 デバイダ 1 72 u、 1 72 , 1 72 wと、 サーキユレータ 1 73 u、 1 7 3 v、 1 7 3wと、 ダミーロード 23 1、 232、 233を電力供給系 1 7 0に設ける必要があり、 このために電力供給系 1 70の構成が複雑となり、 電力 供給系 1 70の設置面積増大と、 薄膜形成装置 1 05 (1 05 p、 1 0 5 i、 1 05 n)及ぴ薄膜形成システム 1 00のコストアップを招くという問題があった。 また、 このような問題を回避するために、 電力供給系 1 90のように高周波電 源の必要数を低減した場合には、 高出力の共通高周波電源 1 9 1が必要となって しまい、 結果的に薄膜形成システム 1 00のコスト低減を図ることができないと いう問題があった。
また、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wにおいて、 薄膜形成処理が 同時に行われるので、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wに供給される 原料ガス 1 3 5 (1 3 5 p、 1 35 i、 1 3 5 η) を排気する真空ポンプ 1 60 (1 6 0 ρ、 1 6 0 i、 1 6 0 η) には、 大きな排気速度が要求され、 真空ボン プのコストアップを招くという問題があった。
また、 上記のいずれの薄膜形成装置及び薄膜形成システムであっても、 i型半 導体の薄膜形成処理にかかる時間よりも p型及び n型半導体の薄膜形成処理にか かる時間が短いため、 i型半導体の薄膜形成処理が太陽電池生産の律速段階とな つており、 i型半導体の薄膜形成処理が終了するまでに、 薄膜形成装置 1 0 5 p 及び薄膜形成装置 1 0 5 nにおける p型半導体及び n型半導体の薄膜形成処理を 待機しなければならないという問題があつた。 発明の開示
この発明は、 このような事情を考慮してなされたもので、 その目的は、 高コス トの電力供給系ゃ髙出力の高周波電源を必要としない電力供給系と、 薄膜形成処 理が行われる薄膜形成領域に応じて原料ガスを供給するガス供給系と、 排気速度 が小さい真空ポンプを備えた排気系とを提供すると共に、 最も長い薄膜形成処理 時間を要する薄膜形成処理に応じて他の薄膜形成処理を行うことで、 積層膜形成 工程における生産効率を悪化させることなく薄膜形成装置及び薄膜形成システム のコストダウンを図ることができ、 また、 電力供給系の簡略化及び設置面積の省 スペース化が可能となる薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに薄膜形成システム を提供することにある。
本願発明において、 「全電極を除きかつ少なくとも一つ以上の電極」という場合、 「複数電極の内、 一つ以上であって、 かつ全数ではない任意の個数だけ選択され た電極」 を意味し、 同じ意味で 「選択された電極」 と言い表すこともある。
上記課題を解決するために、 この発明は以下の手段を提案している。
第 1の発明は、 プラズマ C V D (化学気相成長法） により、 成膜室内に配置さ れた基板に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、 前記成膜室には、 プラズマ生 成用の電極がそれぞれ配置された複数の薄膜形成領域が設けられており、 前記複 数の薄膜形成領域のうち、 全電極を除きかつ少なくとも一つ以上の電極に電力が 供給されている薄膜形成領域を限定し、 該薄膜形成領域にプラズマ生成用の原料 ガスを供給するガス供給系を備えることを特徴とするものである。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 前記成膜室内の前記薄膜形成領域に前 記基板が配置された状態で、 全電極に同時に電力を供給することなく、 かつ少な くとも一つ以上の電極に電力が供給されている薄膜形成領域を限定して、 プラズ マ生成用の原料ガスをその限定された領域へ供給し、 その限定された領域に配設 された電極に対して電力が供給される。 そしてこの薄膜形成領域においては、 前 記原料ガスが励起、 分解され、 これが基板上で膜形成反応を起こすことにより、 前記基板上に薄膜が形成される。
前記薄膜形成領域で基板上に薄膜が形成されると、 前記ガス供給系は未処理基 板が配置された前記薄膜形成領域を限定して、 ガス供給系が原料ガスを供給し、 上記同様に基板上に薄膜が形成される。 以後、 同様に前記成膜室内の複数の薄膜 形成領域において、 順次薄膜形成処理が行われ、 全ての薄膜形成領域の基板上に 薄膜が形成されたところで、 成膜室における薄膜形成処理が終了となる。 . また、 前記薄膜形成処理が終了した後に、 前記基板は異種薄膜を形成する成膜 室に搬送され、 該異種薄膜を形成する成膜室において前記基板に異種薄膜が形成 されることで、 基板上に積層膜が形成される。
このように前記基板を順次、 異種薄膜を形成する成膜室に搬送し、 この成膜室 において前記基板上に異種薄膜を積層することで、 所望の積層膜が前記基板上に 形成される。 '
この積層膜を形成する全薄膜形成処理過程のうち、 生産を律速させる薄膜形成 処理を除いて、 上述の薄膜形成処理を行うことで、 前記生産を律速させる薄膜形 成処理の終了までの待機時間が短縮される。
このようにガス供給系が薄膜形成領域を限定して原料ガスを供給することによ つて薄膜形成処理が行われ、 以後、 未処理基板が配置された薄膜形成領域を限定 して原料ガスを供給して薄膜形成処理が行われるので、 薄膜形成処理に必要な原 料ガス流量は、 全ての前記複数の薄膜形成領域に同時に供給する原料ガス流量よ りも少量で良い。
即ち、 同時成膜に必要な排気速度よりも小さい排気速度の真空ポンプで薄膜形 成処理を行うことが可能となり、 真空ポンプの小型化ができ、 装置コストの低減 を達成することができる。
また、 前記生産を律速させる薄膜形成処理の終了までの待機時間が短縮される のみなので、 前記異種薄膜の積層膜形成に至る生産において遅延が生じることが なく、 前記基板に前記薄膜の積層膜を形成することができる。
第 2の発明は、 プラズマ C V D (化学気相成長法） により、 成膜室内に配置さ れた基板に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、 前記成膜室には、 プラズマ生 成用の電極がそれぞれ配置された複数の薄膜形成領域が設けられており、 前記複 数の薄膜形成領域より少ない数で構成され、 前記複数の薄膜形成領域にそれぞれ 配置された前記電極のうち全電極を除きかつ少なくとも一つ以上の電極に電力を 供給するための電力供給系と、 前記電力供給系に対して前記複数の薄膜形成領域 のそれぞれの前記電極を選択的に接続する切換装置とを備えることを特徴とする。 この発明に係る薄膜形成装置によれば、 前記成膜室内の前記薄膜形成領域に前 記基板が配置され、 かつ、 前記成膜室に原料ガスが供給された状態で、 前記切換 装置は前記電力供給系に対して前記電極を選択的に接続し、 前記電力供給系は全 電極を除きかつ少なくとも一つ以上の電極に電力を供給する。 このように電力が 供給された電極が属する薄膜形成領域では前記原料ガスが励起、 分解され、 これ が基板上で膜形成反応を起こすことにより、 前記基板上に薄膜が形成される。 前記薄膜形成領域で基板上に薄膜が形成されると、 前記切換装置は未処理基板 が配置されている薄膜形成領域に属する電極を選択し、 前記電力供給系と接続す る。 上記同様に前記電力供給系は、 前記電極に電力を供給し、 薄膜形成処理が行 われる。 以後、 同様に前記成膜室内の複数の薄膜形成領域において、 順次薄膜形 成処理が行われ、 全ての薄膜形成領域の基板上に薄膜が形成されたところで、 成 膜室における薄膜形成処理が終了となる。
また、 前記薄膜形成処理が終了した後に、 前記基板は異種薄膜を形成する成膜 室に搬送され、 該異種薄膜を形成する成膜室において前記基板に異種薄膜が形成 されることで、 基板上に積層膜が形成される。
このように前記基板を順次、 異種薄膜を形成する成膜室に搬送し、 この成膜室 において前記基板上に異種薄膜を積層することで、 所望の積層膜が前記基板上に 形成される。
この積層膜を形成する全薄膜形成処理過程のうち、 生産を律速させる薄膜形成 処理を除いて、 上述の薄膜形成処理を行うことで、 前記生産を律速させる薄膜形 成処理の終了までの待機時間が短縮される。
このように切換装置が前記電力供給系と前記電極とを選択的に接続し、 前記電 力供給系が前記電極に電力を供給することによつて薄 S莫形成処理が行われ、以後、 未処理基板が配置された薄膜形成領域の電極に電力を供給して薄膜形成処理が行 われるので、 薄膜形成装置に必要な電力供給系は、 前記成膜室内の全ての薄膜形 成領域に同時に電力を供給する電力供給系よりも出力電力が小さいもので良い。 即ち、 電力供給系のコスト低減及び電力供給系設置面積の省スペース化及び薄 膜形成装置の装置コストの低減を達成することができる。
また、 前記生産を律速させる薄膜形成処理の終了までの待機時間が短縮される ので、 前記薄膜の積層膜形成に至る生産において遅延が生じることがなく、 前記 基板に前記薄膜の積層膜を形成することができる。
また、 第 2の発明は、 前記複数の薄膜形成領域のうち、 前記電極に電力が供給 されている薄膜形成領域を限定して、 該薄膜形成領域にプラズマ生成用の原料ガ スを供給するガス供給系を備えてもよい。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 切換装置が前記電力供給系と前記電極 とを選択的に接続し、 前記電力供給系が前記電極に電力を供給すると共に、 ガス 供給系は、 薄膜形成処理を行う薄膜形成領域に限定してプラズマ生成用の原料ガ スを供給する。 このように電力及びガスが供給された薄膜形成領域では、 前記原 料ガスはプラズマ状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 これが基板 上で膜形成反応を起こすことにより、 前記基板上に薄膜が形成される。
このように先に記載の発明に加えて、 原料ガスが薄膜形成領域を限定して供給 され、 薄膜形成処理が行われるので、 プラズマが生成していない薄膜形成領域へ の不要な原料ガスを供給することがなく、 ガス利用効率の向上を達成することが でき、 全ての薄膜形成領域に同時に供給する原料ガス流量よりも少量の原料ガス で薄膜形成処理を行うことができる。
即ち、 同時成膜に必要な排気速度よりも小さい排気速度の真空ポンプで薄膜形 成処理を行うことが可能となり、 真空ポンプの小型化ができ、 電力供給系のコス ト低減に加えて、 更に装置コストの低減を達成することができる。
また、 第 2の発明は、 前記電極としてプラズマを生成させるアレイアンテナを 設けてもよい。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 プラズマ生成用のアンテナが複数設け られたァレイァンテナ構造となっており、 このアレイァンテナが前記成膜室に配 置された複数の薄膜形成領域に設けられている。 従って、 先に記載の発明に加えて、 アレイアンテナに供給された電力によって 前記原料ガスが励起、分解され、これが基板上で膜形成反応を起こすことにより、 前記基板上に均一な薄膜を形成することができる。
ここで、 アレイアンテナについては、 すでに国際出願された 「内部電極方式の プラズマ処理装置及ぴプラズマ処理方法 （P C T/ J P 0 0 Z 0 6 1 8 9 ) の中 で詳しく記述されている。
また、 第 2の発明は、 前記複数の薄膜形成領域の相互の境界に、 薄膜形成処理 中の原料ガスが薄膜形成処理が施されていない薄膜形成領域へ拡散することを抑 制する防着板を備えてもよい。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 前記薄膜形成領域の相互の境界に防着 板が設けられているので、 前記アレイアンテナ等の電極に供給された電力によつ てプラズマ状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解された原料ガスは、 薄膜 形成処理が施されていない薄膜形成領域への拡散が抑制される。
即ち、 主として前記アレイアンテナ等の電極が属する薄膜形成領域に配置され た基板に薄膜が形成される。
また、 第 2の発明は、 前記複数の薄膜形成領域はそれぞれ互いに気密に形成さ れた独立空間を備えてもよい。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 前記複数の薄膜形成領域はそれぞれ互 いに気密に形成された独立空間であるので、 前記独立空間において励起、 分解さ れた原料ガスは、前記独立空間に配置された基板に薄膜が形成される。この際に、 他の独立空間への原料ガスの拡散が防止され、 該他の独立空間に配置された基板 に薄膜が形成されることがない。
更に、 薄膜形成処理の際に生成する薄膜形成処理には不要な物質の拡散が防止 されるので、 前記不要な物質が独立空間へ入り込むことがない。
また、 この独立空間を備えた第 2の発明は、 前記成膜室内のガスを排気するた めの排気手段を備えて、 前記排気手段に前記複数の薄膜形成領域のうち少なくと も一つの薄膜形成領域からのガスの排出を遮断するための排気遮断バルブを設け てもよい。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 前記複数の薄膜形成領域は互いに気密 に形成された複数の独立空間であって、 前記複数の独立空間のう'ち、 少なくとも —つの独立空間からのガスの排出を遮断するための排気遮断バルブを備えるので、 排気する必要のない独立空間の排気遮断パルプを閉じて、 必要な独立空間の排気 遮断バルブを開くことで、独立空間のガスを効率的に排気することができ、また、 独立空間を真空雰囲気に維持することができる。
また、 前記複数の独立空間のうち少なくともいずれか一つの独立空間が動作不 能となり、 メンテナンスが必要となった場合には、 動作不能となった独立空間の 前記排気遮断パルプを閉じることで、 他の独立空間を真空雰囲気に維持しつつ動 作不能の独立空間を大気雰囲気でメンテナンスすることができる。
また、 第 1及び第 2の発明は、 基板を一つの薄膜形成領域のみに搬入し、 薄膜 形成後に該薄膜形成領域から成膜室外へ搬出する搬送系を備えてもよい。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 前記薄膜形成処理によつて基板には所 望の薄膜が形成されているので、 前記基板を同じ成膜室内の異なる薄膜形成領域 に搬送して同種薄膜の薄膜形成処理を再度施す必要がない。 そこで、 前記搬送系 によつて前記基板は前記薄膜形成領域から前記成膜室外へ搬出され、 前記基板に は次の薄膜形成処理等の種々の処理が施され、 即ち、 前記搬送系によって前記所 望の薄膜が形成された基板を効率的に搬送することができる。
' また、 第 1及び第 2の発明は、 基板を前記薄膜形成領域に搬入する搬入部と、 薄膜形成処理が施された後に該基板を搬出するための、 該搬入部とは異なる搬出 部とを有してもよレ、。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 前記搬入部から前記薄膜形成領域へ搬 入されて薄膜形成処理が施された基板は、 前記搬入部に戻ることなく搬出部から 搬出され、 即ち、 往復搬送されることがない。 従って、 薄膜形成処理が施された 基板を効率的に搬送することができる。
第 3の発明は、 成膜室内の複数の薄膜形成領域にそれぞれ配置された基板にプ ラズマ C V D (化学気相成長法） で薄膜を形成する薄膜形成方法であって、 電力 供給系に対して複数の薄膜形成領域のそれぞれに配置された電極を選択的に接続 する切換装置が、 前記複数の薄膜形成領域のそれぞれに配置された前記電極のう ち全電極を除きかつ少なくとも一つ以上の電極を選択して接続し、 前記電力供給 系の電力を前記切換装置が選択した電極に供給し、 前記基板に薄膜を形成するこ とを特徴とするものである。
この発明に係る薄膜形成方法によれば、 前記成膜室内の前記薄膜形成領域に前 記基板が配置され、 かつ、 前記成膜室に原料ガスが供給された状態で、 前記切換 装置は前記電力供給系に対して前記電極を選択的に接続し、 前記電力供給系は全 電極を除きかつ少なくとも一つ以上の電極に電力を供給する。 このように電力が 供給された電極が属する薄膜形成領域では前記原料ガスが励起、 分解され、 これ が基板上で膜形成反応を起こすことにより、 前記基板上に薄膜が形成される。 その後、 前記切換装置は未処理基板が配置されている薄膜形成領域に属する電 極を選択し、 前記電力供給系と接続する。 上記同様に前記電力供給系は、 前記電 極に電力を供給し、 薄膜形成処理が行われる。 以後、 同様に前記成膜室内の複数 の薄膜形成領域において、 順次薄膜形成処理が行われ、 全ての薄膜形成領域の基 板上に薄膜が形成されたところで、 成膜室における薄膜形成処理が終了となる。 このように切換装置が前記電力供給系と前記電極とを選択的に接続し、 前記電 力供給系が前記電極に電力を供給することによって薄膜形成処理が行われ、以後、 未処理基板が配置された薄膜形成領域の電極に電力を供給して薄膜形成処理が行 われるので、 薄膜形成装置に必要な電力供給系は、 前記成膜室内の全ての薄膜形 成領域に同時に電力を供給する電力供給系よりも出力電力が小さいもので良い。 即ち、 電力供給系の簡略化及び電力供給系設置面積の省スペース化及び薄膜形 成装置の装置コストの低減を達成することができる。
また、 第 3の発明においては、 前記複数の薄膜形成領域のうち、 前記電極に電 力が供給されている薄膜形成領域を限定し、 該薄膜形成領域にプラズマ生成用の 原料ガスを供給し、 該原料ガスが供給された薄膜形成領域にて前記基板に薄膜を 形成してもよい。
この発明に係る薄膜形成装置によれば、 切換装置が前記電力供給系と前記電極 とを選択的に接続し、 前記電力供給系が前記電極に電力を供給すると共に、 ガス 供給系は、 薄膜形成処理を行う薄膜形成領域に限定してブラズマ生成用の原料ガ スを供給する。 このように電力及びガスが供給された薄膜形成領域では、 前記原 料ガスが励起、 分解され、 これが基板上で膜形成反応を起こすことにより、 前記 基板上に薄膜が形成される。
このように先に記載の発明に加えて、 原料ガスが薄膜形成領域を限定して供給 され、 薄膜形成処理が行われるので、 プラズマが生成していない薄膜形成領域へ の不要な原料ガスを供給することがなく、 ガス利用効率の向上を達成することが でき、 全ての薄膜形成領域に同時に供給する原料ガス流量よりも少量の原料ガス で薄膜形成処理を行うことができる。
即ち、 同時成膜に必要な排気速度よりも小さい排気速度の真空ポンプで薄膜形 成処理を行うことが可能となり、 真空ポンプの小型化ができ、 電力供給系のコス ト低減に加えて、 更に装置コストの低減を達成することができる。
また、 第 3の発明においては、 搬入部から搬入された基板は、 薄膜形成処理が 施された後に該搬入部とは異なる搬出部から搬出されてもよい。
この発明に係る薄膜形成方法によれば、 前記搬入部から前記薄膜形成領域へ搬 入されて薄膜形成処理が施された基板は、 前記搬入部に戻ることなく搬出部から 搬出され、 即ち、 往復搬送されることがない。 従って、 薄膜形成処理が施された 基板を効率的に搬送することができる。
第 4の発明は、 複数の基板を複数の薄膜形成装置に経由させて複数の薄膜を積 層形成する薄 S莫形成システムにおいて、 前記複数の薄膜形成装置は、 薄膜形成処 理時間が最も長い基準装置と、 該基準装置以外の調整装置とによつて構成され、 該調整装置は先に記載した発明の薄膜形成装置であることを特徴とするものであ る。
この発明に係る薄膜形成システムによれば、 前記複数の薄膜形成装置は一連に 連結されており、 この連結部、 基板入口部及び基板出口部においては搬送系が基 板を搬送するようになっている。
ここで、 基板に複数の薄膜を積層形成する際には、 基板入口部の搬送系が前記 複数の基板を最初の薄膜形成装置に搬入し、 該薄膜形成装置が該基板に薄膜を形 成した後に、 前記連結部の搬送系が前記薄膜形成装置から前記基板を搬出して次 の薄膜形成装置に搬入し、 薄膜形成処理が施される。 以後、 前記複数の基板が複 数の薄膜形成装置を経由することにより該基板に複数の薄膜が積層形成され、 最 後に基板出口部の搬送系が前記基板を搬出して、 前記複数の基板への薄膜形成処 理が終了となる。
また、 薄膜形成装置にて形成される薄膜の種類、 膜厚及び薄膜形成条件等によ つて薄膜形成処理時間が異なり、 最も長い薄膜形成処理時間を要する薄膜形成装 置を基準装置と呼び、 また、 それ以外の薄奠形成装置を調整装置と呼んでいる。 更に該調整装置は、 先に記載した発明の薄膜形成装置となっている。
次に、 前記調整装置が従来の薄膜形成装置である場合と、 先に記載した発明の 薄膜形成装置である場合について説明し、 本発明の特徴を更に説明する。
前記調整装置が従来の薄膜形成装置である場合には、 前記基準装置において薄 膜形成処理が行われている間は、 前記基準装置の前の前記調整装置において基板 が停滞してしまい、 また、 前記基準装置の後の前記調整装置においては膜膜形成 処理の待機状態となってしまい、 即ち、 各調整装置が休止状態となってしまう。 これに対して、前記調整装置が先に記載の発明の薄膜形成装置である場合には、 従来休止状態となっていた待機時間を利用して、 前記切換装置又は前記ガス供給 系によつて薄膜形成領域毎に薄膜形成処理を施すことにより、 一連の積層形成に おいて生産の遅延が生じることが無く、 全ての薄膜形成領域にて同時に薄膜形成 処理を施す薄 β莫形成装置よりもコス トの低減を達成することができ、 薄膜形成シ ステム全体のコストの低減を達成することができる。
また、 第 4の発明においては、 前記調整装置の稼動状態は、 前記基準装置の薄 膜形成処理時間に応じて調整されていることが好ましい。
この発明に係る薄膜形成システムによれば、 前記調整装置の前記切換装置又は 前記ガス供給系の稼動状態は、 単位時間、 単位処理面積あたりの製造コストが最 小となるように調整される。
具体的には、 調整装置の切換装置又はガス供給系の稼動状態を調整することに より、 電力供給系又は原料ガス等のコストが低減され、 薄膜形成システムの装置 コストが決定される。 また同時に、 調整装置あるいは基準装置の薄膜形成処理時 間から薄膜形成システムの処理能力が決定される。 前記調整装置の前記切換装置 又は前記ガス供給系の稼動状態は、 この装置コストと処理能力から算出された薄 膜形成システムの単位時間、 単位処理面積あたりの製造コストが最小となるよう に調整される。 ここで、 基準装置の処理時間を T、 薄膜形成領域数を η、 調整装置の各薄膜形 成領域における処理時間を tとした場合、 Τ≥ η tであれば、 全体としての処理 能力を下げることなく、 上記の製造コストを低減することが可能である。 なお、 T < n tとなる場合であっても、 結果的に上記の製造コストを低減することが可 能である。
また、 前記調整装置の切換装置又はガス供給系の稼動状態を調整することによ り、 好適な電気容量を備えた前記電力供給系、 及び好適な排気速度を備えた真空 ポンプを採用することができ、 薄膜形成システム全体のコストの低減を達成する ことができる。
また、 第 4の発明は、 基板が搬送される方向に従って前記調整装置、 前記基準 装置及び前記調整装置が一連に配置され、 前記調整装置によって p型半導体薄膜 を形成し、 前記基準装置によって i型半導体薄膜を形成し、 後の前記調整装置に よって n型半導体薄膜を形成することで、 p型、 i型及び n型半導体からなる太 陽電池用積層体を形成する薄膜形成システムが好ましい。
この発明に係る薄膜形成システムによれば、 前述の薄膜形成システムによって P型、 i型及び n型半導体からなる太陽電池用積層体を形成するので、 好適な太 陽電池用積層体を形成することができる。
また、 第 4の発明は、 基板が搬送される方向に従って前記調整装置、 前記基準 装置及び前記調整装置が一連に配置され、 前記調整装置によつて窒化ケィ素薄膜 を形成し、 前記基準装置によって i型半導体薄膜を形成し、 後の前記調整装置に よって n型半導体薄膜を形成することで、 窒化ケィ素ゲート絶縁膜、 i型及び n 型半導体からなる薄膜トランジスタを形成することを特徴とする薄膜形成システ ムが好ましい。
この発明に係る薄膜形成システムによれば、 前述の薄膜形成システムによって 窒化ケィ素薄膜、 i型及び n型半導体からなる薄膜トランジスタを形成するので、 好適な薄膜トランジスタを形成することができる。
図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の第 1の実施形態の薄膜形成システムの構成を示す構成図であ る。
図 2は、 本発明の第 1の実施形態の薄) 3莫形成システムの要部を示す構成図であ る。
図 3は、 本発明の第 2の実施形態の薄膜形成システムの要部を示す構成図であ る。
図 4は、 本発明の第 3の実施形態の薄膜形成システムの要部を示す構成図であ る。
図 5は、 本発明の第 4の実施形態の薄膜形成システムの要部を示す構成図であ る。
図 6は、 本発明の第 5の実施形態の薄膜形成システムの要部を示す構成図であ る。
図 7は、 本発明の第 6の実施形態の薄膜形成システムの構成を示す構成図であ る。
図 8は、 本発明の第 7の実施形態の薄膜形成システムの構成を示す構成図であ る。
図 9は、 本発明の第 8の実施形態の薄膜形成システムの構成を示す構成図であ る。
図 1 0は、 従来の薄膜形成システムの構成を示す構成図である。
図 1 1は、 従来の薄膜形成システムの要部を示す構成図である。
図 1 2は、 従来の薄膜形成システムの要部を示す構成図である。 発明を実施するための最良の形態
(実施形態 1 )
以下、 図面を参照し、 本発明の実施の形態について説明する。
図 1、 図 2は本発明の第 1の実施形態の薄膜形成システムを示す図であって、 図 1は太陽電池薄膜を積層形成する薄膜形成システムの構成を示す構成図、 図 2 は図 1の薄膜形成システムの要部を示す構成図である。 図 1、 図 2において、 図 1 0力、ら図 1 2の構成要素と同一部分については、同一符号を付している。なお、 本実施形態で薄膜形成処理が施される基板 300は、 図 1の紙面に対して垂直方 向に配置されており、 図 2に示す基板 300および電極 40 u, 40 V, 40 w は、 本来、 図 1と同様に紙面に対して垂直方向に配置されるものであるが、 薄膜 形成システムの動作を説明する上で、 便宜的に横方向に配置された図となってい る。
図 1に示すように、 この実施形態の薄膜形成システム 1は、 基板を大気雰囲気 から真空雰囲気に移行するロードロック装置 1 02 Lと、 基板を加熱する加熱装 置 1 02 hと、 p型半導体薄膜を形成する薄膜形成装置 （調整装置） 5 pと、 i 型半導体薄膜を形成する薄膜形成装置 （基準装置） 1 0 5 iと、 n型半導体薄膜 を形成する薄膜形成装置 （調整装置） 5 nと、 基板を冷却する冷却装置 1 0 7 c と、 各室間に設けられたゲートバルブ 1 1 0がー連に連結して構成されたインラ ィン式薄膜形成システムを示すものである。
ここで、 薄膜形成装置 5 (5 p、 5 n) のそれぞれは、 成膜室 1 5 (1 5 p、 1 5 η) と、 ガス供給系 20 (20 ρ、 20 η) と、 電力供給系 30 (3 0 ρ、 30 η) と、 排気系 50 (5 0 ρ、 5 0 η) と、 図示しない基板搬入部 （搬入部） 及び基板搬出部 （搬出部） とによって構成されている。
図 2に示すように成膜室 1 5 (1 5 ρ、 1 5 η) は、 基板 300に対して薄膜 形成処理を施す薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 ν、 1 7 wによって構成されている。 ガス供給系 20 (20 ρ、 20 η) は、 原料ガス 1 3 5 (1 3 5 ρ、 1 3 5 η) の供給源となるガスボックス 1 30 (1 30 ρ、 1 30 η) と、 原料ガス 1 3 5 ( 1 3 5 ρ、 1 3 5 η) を成膜室 1 5 ( 1 5 ρ、 1 5 η) に供給する原料ガス供 給バルブ 2 1 (2 1 ρ、 2 1 η) と、 原料ガス分配供給バルブ 2 2 (2 2 u、 2 2 v、 2 2 w) とによって構成されており、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wのそれぞれに原料ガス 1 3 5を供給するようになっている。
電力供給系 3 0 (3 0 ρ、 30 η) は、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 w に対応して設けられた高周波電源 3 1 (3 1 u、 3 1 v、 3 1 w) と、 デバイダ 3 2 (3 2 u、 3 2 v、 3 2 w) と、 サーキュレーク 3 3 (3 3 u、 3 3 v、 3 3 w) と、 セレクタ （切換装置） 34 (34 u、 34 v、 34 w) と、 ダミー口 —ド、 3 5 (3 5 u、 3 5 v、 3 5 w) と、 アレイアンテナ (電極) 40 (40 u、 40 v、 40 w) とによって構成されており、 アレイアンテナ 40 u、 40 v、 40wのそれぞれに電力を供給するようになっている。
排気系 50 (50 ρ、 50 η) は、 圧力調整バルブ 150 (150 ρ、 150 η) と、 真空ポンプ 160 (160 ρ、 160 η) とによって構成されており、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 V、 1 7 wのそれぞれに供給された原料ガス 135を 成膜室 15から一括して排気するようになっている。
また、 薄膜形成システム 1においては、 太陽電池薄膜となる ρ型、 i型及び、 n型半導体のうち最も膜厚が大きい i型半導体薄膜を形成する薄膜形成装置 10 5 iの薄膜形成処理時間に応じて、 p型及び n型半導体薄膜を形成する薄膜形成 装置 5 (5 p、 5 n) の稼動状態が調整されるようになっている。
具体的には、薄膜形成装置 5 (5 p、 5 n) のセレクタ 34 (34 u、 34 v、 34 w) 又はガス供給系 20 (20 ρ、 20 η) の稼動状態を調整することによ り、 電力供給系 30 (30 ρ、 30 η) 又は原料ガス 135 (135 ρ、 135 η) 等のコストが低減され、 薄膜形成システム 1の装置コストが決定される。 ま た同時に、 薄膜形成装置 5 (5 ρ、 5 η) あるいは薄膜形成装置 105 iの薄膜 形成処理時間から薄膜形成システム 1の処理能力が決定される。セレクタ 34 (3 4 u、 34 v、 34 w) 又はガス供給系 20 (20 ρ、 20 η) の稼動状態は、 薄膜形成システム 1の装置コストと処理能力から算出された単位時間、 単位処理 面積あたりの製造コストが最小となるように調整される。
また、セレクタ 34 (34 u、 34 v、 34 w) 又はガス供給系 20 (20 p、 20 η) の稼動状態を調整することにより、 好適な電気容量を備えた電力供給系 30 (30 ρ、 30 η)、 及ぴ好適な排気速度を備えた真空ポンプ 160 (160 ρ、 160 η) が採用される。
このように構成された薄膜形成システム 1において、 図示しない搬送装置 （搬 送系） が大気雰囲気で 6枚の基板 300をロードロック装置 102 Lに搬送し、 基板 300は、 ロードロック装置 102 Lにおいて、 大気雰囲気から真空雰囲気 に移行される。
その後、 ロードロック装置 102 Lと加熱装置 102 hとの間に設けられたゲ 一トバルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300をロードロック装置 102 Lから加熱装置 102 hに搬送し、 基板 300は加熱装置 102 h内に配 置される。
加熱装置 102 h内に配置された基板 300は、 加熱装置 102 hによって所 定の成膜温度にまで加熱される。
続いて、 加熱装置 102 hと薄膜形成装置 5 pとの間に設けられたゲートバル ブ 1 10が開き、 図示しない搬送 置が基板 300を加熱装置 102 hから薄膜 形成装單 5 pの ¾板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 15 p内の薄膜形成領 域 （17 u、 17 v、 1 7 w) 毎に配置される。
成膜室 1 5 pは、 真空ポンプ 160 pによって真空状態に維持されており、 基 板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄膜形成装置 5 p (5) における動作について、 成膜室 1 5 p (1 5) のうち先に薄膜形成領域 1 7 uにおいて薄膜形成処理が施される場合について説 明する。
ガスボックス 1 30の原料ガス 135 u (1 35) は、 原料ガス供給バルブ 2 1及び原料ガス分配供給バルブ 22 uが開くことによって、 薄膜形成領域 1 7 u に限定して供給され、 圧力調整バルブ 150 pによって、 成膜室 1 5 p (1 5) 内の圧力が調整され、 また、 高周波電源 31 uの電力はセレクタ 34 uとデバイ ダ 32 uとサーキュレータ 33 uとを介して、 アレイアンテナ 40 uに供給され る。 アレイアンテナ 40 uに供給された電力により原料ガス 135 uはプラズマ 状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 これを薄膜形成領域 1 7 uに 配置された基板 300上に膜形成反応させることによりこの基板 300上に p型 半導体薄膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ 160 (16 O p) を経て排気される。
また、 アレイアンテナ 40uに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サ ーキユレータ 33 uを介してダミーロード 35 uに供給され、 ダミーロード 35 uに供給された反射波電力は、 熱として消費される。
基板 300に所望の薄膜が形成されたところで、 原料ガス分配供給バルブ 22 uは閉じ、 薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理が終了となる。 このような 薄膜形成処理にかかる時間は、 約 2分程度である。
次に、 薄 S莫形成領域 1 7 Vにおいて薄膜形成処理が行われる。 ここでは、 原料 ガス分配供給バルブ 22 Vのみが開くことによって、 薄膜形成領域 1 7 vに限定 して原料ガス 1 3 5 V (1 3 5) が供給され、 原料ガス 1 3 5 vが供給された薄 膜形成領域 1 7 Vのアレイアンテナ 40 Vに高周波電源 3 1 Vの電力が供給され、 上述の薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理と同様に基板 300上に p型半 導体薄膜が形成される。
以下、 同様に、 薄膜形成領域 1 7 wにおいて、 p型半導体薄膜が形成され、 薄 S莫形成装置 5 p (5) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wに配置された全て の基板 3 00に p型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装置 5 p (5) における薄月莫形成処理が終了となる。
薄膜形成装置 5 p (5) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wにおける薄膜 形成処理にかかる時間の合計は、 約 6分程度になる。
なお、 ここでは、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wの順に薄膜形成処理が 施されたが、 この川頁番は特に限定されることはなく任意である。
続いて、 薄膜形成装置 5 pと薄膜形成装置 1 05 i との間に設けられたゲート バルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 5 pの基 板搬出部から薄膜形成装置 1 05 iの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 1 20 1内の薄膜形成領域 （1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 w) 毎に配置される。 この際に、 薄膜形成装置 5 p内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理が施 された基板 300力 異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。 例えば、 薄 膜形成領域 1 7 uで薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 1 7 V 又は 1 7 wに搬送されることはない。
成膜室 1 20 iは、 真空ポンプ 1 6 0 iによって真空状態に維持されており、 基板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄膜形成装置 1 0 5 iに配置された基板 3 00は、 上述した薄膜形 成装置 5 pにおける薄膜形成処理と同様に、 ガスボックス 1 30 iが原科ガス 1 3 5 iを成膜室 1 20 iに供給し、 圧力調整バルブ 1 5 0 iによって成膜室 1 2 0 i内の圧力が調整された状態で、 電力供給系 1 70 i (1 70) が電極 1 8 1 u、 18 1 v、 18 lwに電力を供給し、 基板 300上で膜成長反応が生じるこ とにより、 基板 300に i型半導体薄膜が形成される。
なお、 このような i型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 1 21 u、 12 1 v、 1 21 wにおいて同時に行われ、 薄膜形成装置 1◦ 5 iにおける薄膜形成 処理にかかる時間は約 20分程度となり、 この i型半導体の薄膜形成処理が太陽 電池生産における薄膜形成システムの律速段階となる。
更に、 薄膜形成装置 105 iと薄膜形成装置 5 nとの間に設けられたゲートバ ルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 105 iの 基板搬出部から薄膜形成装置 5 nの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 1
5 n内の薄膜形成領域 （1 7 u、 17 v、 1 7 w) に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 105 i内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理 が施された基板 300力 S、異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。例えば、 薄膜形成領域 121 uで薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 1 21 V又は 1 21 wに搬送されることはない。
成膜室 1 5 nは、 真空ポンプ 160 nによって真空状態に維持されており、 基 板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄 B莫形成装置 5 n (5) における動作について、 成膜室 1 5 η (1 5) のうち先に薄膜形成領域 1 7 uにおいて薄膜形成処理が施される場合について説 明する。
ガスボックス 130の原料ガス 135 u (135) は、 原料ガス供給パルプ 2 1及ぴ原料ガス分配供給バルブ 22 uが開くことによって、 薄膜形成領域 1 7 u に限定して供給され、 圧力調整バルブ 1 5 O nによって、 成膜室 1 5 n (1 5) 内の圧力が調整され、 また、 高周波電源 31 uの電力はセレクタ 34 uとデバイ ダ 32 uとサーキュレータ 33 uとを介して、 アレイアンテナ 40 uに供給され る。 アレイアンテナ 40 uに供給された電力により原料ガス 135 uは励起、 分 解され、 これを薄膜形成領域 17 uに配置された基板 300上に膜形成反応させ ることによりこの基板 300上に n型半導体薄膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （160) 1
60 nを経て排気される。 また、 アレイアンテナ 40 uに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サ ーキュレータ 3 3 uを介してダミーロード 3 5 uに供給され、 ダミーロード 35 uに供給された反射波電力は、 熱として消費される。
基板 3 00に所望の薄膜が形成されたところで、 原料ガス分配供給バルブ 22 uは閉じ、 薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理が終了となる。 このような 薄膜形成処理にかかる時間は、 約 2分程度である。
次に、 薄膜形成領域 1 7 Vにおいて薄膜形成処理が行われる。 ここでは、 原料 ガス分配供給バルブ 22 Vのみが開くことによって、 薄膜形成領域 1 7 Vに限定 して原料ガス 1 3 5 V (1 3 5) が供給され、 原料ガス 1 3 5 vが供給された薄 膜形成領域 1 7 Vのアレイアンテナ 40 Vに高周波電源 3 1 Vの電力が供給され、 上述の薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理と同様に基板 300上に n型半 導体薄膜が形成される。
以下、 同様に、 薄膜形成領域 1 7 wにおいて、 n型半導体薄膜が形成され、 薄 膜形成装置 5 n (5) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wに配置された全て の基板 3 00に n型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装置 5 η (5) における薄膜形成処理が終了となる。
薄膜形成装置 5 η (5) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wにおける薄膜 形成処理にかかる時間の合計は、 約 6分程度になる。
なお、 ここでは、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wの順に薄膜形成処理が 施されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
上述した薄膜形成処理においては、 各薄膜形成装置 5 p、 1 05 i、 5 nに供 給する原料ガス 1 3 5 (1 3 5 p、 1 3 5 i、 1 3 5 η)の種類を変えることで、 ρ型、 i型、 n型半導体を積み分けることができる。 このように半導体薄膜を積 層形成することで、 p i n接合の太陽電池用半導体薄膜が形成される。
このように p i n接合の半導体薄膜が基板 3 00に形成された後に、 薄膜形成 装置 5 nと冷却装置 1 07 cとの間に設けられたゲートバルブ 1 1◦が開き、 図 示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 5 nの基板搬出部から冷却装置 1 0 7 cに搬送し、 基板 300は冷却装置 1 0 7 c内に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 5 n内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理が施 された基板 300力 S、 異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。 例えば、 薄 膜形成領域 1 7 uで薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 1 7 V 又は 1 7 wに搬送されることはなレ、。
冷却装置 1 0 7 cに配置された基板 300は、 冷却され、 所定の温度になった ところで、 図示しない搬送装置が基板 300を図示しないアンロードロック室に 搬送し、 アン口一ドロック室において基板 3 00は真空雰囲気から大気雰囲気に 移行される。
上述したように、この薄膜形成システム 1においては、薄膜形成装置 5 (5 p、 5 n) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wのうち、 一つの薄膜形成領域を限 定して原料ガス 1 3 5 (1 3 5 u、 1 3 5 v、 1 35 w) が供給され、 順次薄膜 形成処理が行われるので、 各薄膜形成領域における薄膜形成処理に必要な原料ガ ス 1 3 5の流量は、 全ての薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wにて同時に薄膜 形成処理を施す場合に必要な原料ガス 1 3 5の流量と比較して少量でよい。 従って、 全ての薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wを同時に薄膜形成処理を する場合と比較して、 真空ポンプ 1 60 (1 60 ρ、 1 60 η) に要求される排 気速度は小さいもので良く、 真空ポンプの小型化を達成することができ、 薄膜形 成装置のコストを低減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコスト を低減させることができる。
また、薄膜形成装置 1 05 iの薄膜形成処理時間に応じて、薄膜形成装置 5 (5 p、 5 η) の稼動状態が調整されて、 一つの薄膜形成領域を限定して原料ガス 1 3 5 (1 35 u、 1 3 5 v、 1 3 5 w) が供給され、 順次薄膜形成処理が行われ るので、 薄膜形成システム 1の全体としての生産性を低下させることなく、 薄膜 形成処理を施すことができる。
更に、 種々の所望の太陽電池薄膜を形成するための薄膜形成処理時間、 薄膜形 成処理条件等を考慮し、 これらに相当した好適な電力容量を備えた電力供給系及 び好適な排気速度を備えた排気系を採用することで、 薄膜形成装置のコストを低 減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコストを低減させることが できる。
また、 基板 3 00は、 薄膜形成装置 5 p、 5 n、 1 05 iの基板搬入部に搬入 され、 薄膜形成処理が施された後に、 この基板搬入部とは異なる基板搬出部から 搬出されるので、 往復搬送されることがなく、 薄膜形成処理が施された基板を効 率的に搬送することができる。
なお、 本実施の形態においては、 6枚の基板 300が薄膜形成システム 1内に 搬送されつつ種々の処理が施されているが、 基板 300の枚数は 6枚に限ること は無く、 好適な枚数でよい。
(実施形態 2)
図 3は、 本発明の第 2の実施形態の薄膜形成システムの要部を示す構成図、 即 ち薄膜形成装置 （調整装置） 6 (6 p、 6 η) であって、 図 1に示した薄膜形成 装置 5 ρ、 5 ηに代わつて薄膜形成システム 1に設けられたものである。 本実施 形態の薄膜形成システムを構成する他の構成要素は、 実施形態 1に記載した通り である。 なお、 図 3に示す基板 3 00は、 本来、 図 1と同様に紙面に対して垂直 方向に配置されるものであるが、 薄膜形成システムの動作を説明する上で、 便宜 的に横方向に配置された図となっている。
図 3に示すように、 薄膜形成装置 6 (6 ρ、 6 η) は、 ガス供給系 2 5 (25 ρ、 2 5 η) 及び電力供給系 3 6 (36 ρ、 36 η) を除いて、 図 2の薄膜形成 装置 5 (5 ρ、 5 η) と同一の構成となっており、 この構成要素には同一符号を 付している。
ガス供給系 25 (25 ρ、 2 5 η) は、 原料ガス 1 3 5 (1 3 5 ρ、 1 3 5 η) の供給源となるガスボックス 1 30 (1 30 ρ、 1 30 η) と、 原料ガス 1 3 5 (1 3 5 ρ、 1 3 5 η) を成膜室 1 5 (1 5 ρ、 1 5 η) に供給する原料ガス供 給バルブ 2 1 (2 1 ρ、 2 1 η) とによって構成されており、 成膜室 1 5 (1 5 ρ、 1 5 η) に対して一括して原料ガス 1 3 5 (1 3 5 ρΝ 1 35 η) を供給す るようになっている。
電力ィ共給系 36 (3 6 ρ、 3 6 η) は、 成膜室 1 5 (1 5 ρ、 1 5 η) に対し て、 高周波電源 3 1と、 デパイダ 3 2と、 サーキュレータ 3 3と、 セレクタ 34 と、 ダミーロード 3 5とが設けられ、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7wに対 応してアレイアンテナ 40 (40 u、 40 v、 40 w) が設けられている。 ここ で、 セレクタ 34は、 サーキユレータ 33と、 アレイアンテナ 40 u、 40 v、 4 Owのうちいずれかのアレイアンテナ 40とを選択的に接続し、 このアレイァ ンテナ 40に対して高周波電源 31が電力を供給するようになっている。
また、 本実施形態の薄膜形成システムは、 実施形態 1と同様に、 太陽電池薄膜 となる p型、 i型及び、 n型半導体のうち最も膜厚が大きい i型半導体薄膜を形 成する薄膜形成装置 105 iの薄膜形成処理時間に応じて、 p型及び n型半導体 薄膜を形成する薄膜形成装置 6 (6 p.、 6 n) の稼動状態が調整されるようにな つている。 詳細の説明は、 実施形態 1に記載した通りである。
このように構成された薄膜形成システムにおいて、 図示しない搬送装置が大気 雰囲気で複数の基板 300をロードロック室 102 Lに搬送し、 基板 300は、 ロードロック室 102 Lにおいて、 大気雰囲気から真空雰囲気に移行される。 その後、 ロードロック室 1 02Lと加熱室 1 02 hとの間に設けられたゲート バルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300をロードロック室 102 Lから加熱室 102 hに搬送し、 基板 300は加熱室 102 h内に配置される。 加熱室 102 h内に配置された基板 300は、 加熱室 102 hによって所定の 成膜温度にまで加熱される。
続いて、 加熱装置 102 hと薄膜形成装置 6 pとの間に設けられたゲートバル ブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を加熱装置 102 hから薄膜 形成装置 6 pの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 15 p内の薄膜形成領 域 （1 7 u、 1 7 v、 1 7 w) 毎に配置される。
成膜室 15 pは、 真空ポンプ 160 pによって真空状態に維持されており、 基 板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄膜形成装置 6 p (6) における動作について、 成膜室 1 5 p (15) のうち先に薄膜形成領域 1 7 uにおいて薄膜形成処理が施される場合について説 明する。
まず、 セレクタ 34は、 アレイアンテナ 40 u、 40 v、 40 wのうち、 ァレ イアンテナ 40 uを選択し、 サーキユレータ 33とアレイアンテナ 40 uとを接 続する。 この状態で、 ガスボックス 1 30の原料ガス 1 35は、 原料ガス供給バ ルブ 21が開くことによって、 成膜室 1 5 p (15) に供給され、 圧力調整バル ブ 1 50によって、 成膜室 15 p (1 5) 内の圧力が調整され、 高周波電源 31 の電力はデバイダ 3 2とサーキユレータ 3 3とセレクタ 3 4を介して、 アレイァ ンテナ 4 0 uに供給される。 アレイアンテナ 4 0 uに供給された電力により原料 ガス 1 3 5はプラズマ状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 これを 薄膜形成領域 1 7 uに配置された基板 3 0 0上に膜形成反応させることにより、 基板 3 0 0上に p型半導体薄膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （1 6 0 ) 1 6 0 pを経て排気される。
また、 アレイアンテナ 4 0 uに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サ ーキュレータ 3 3 uを介してダミーロード 3 5 uに供給され、 ダミーロード 3 5 uに供給された反射波電力は、 熱として消費される。
基板 3 0 0に所望の薄膜が形成されたところで、 原料ガス供給バルブ 2 1は閉 じ、 薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理が終了となる。 このような薄膜形 成処理にかかる時間は、 約 2分程度である。
次に、 薄膜形成領域 1 7 Vにおいて薄膜形成処理が行われる。 ここでは、 セレ クタ 3 4がアレイアンテナ 4 0 Vを選択し、 サーキュレータ 3 3とアレイアンテ ナ 4 0 Vとを接続する。 この状態で、 ガスボックス 1 3 0の原料ガス 1 3 5は、 原料ガス供給バルブ 2 1が開くことによって、成膜室 1 5 p ( 1 5 )に供給され、 上述の薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理と同様に基板 3 0 0上に p型半 導体薄膜が形成される。
以下、 同様に、 薄膜形成領域 1 7 wにおいて、 p型半導体薄膜が形成され、 薄 膜形成装置 6 p ( 6 ) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wに配置された全て の基板 3 0 0に p型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装置 6 p ( 6 ) における薄膜形成処理が終了となる。
薄膜形成装置 6 p ( 6 ) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 Wにおける薄膜 形成処理にかかる時間の合計は、 約 6分程度になる。
なお、 ここでは、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wの順に薄膜形成処理が 施されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
続いて、 薄膜形成装置 6 pと薄膜形成装置 1 0 5 i との間に設けられたゲート バルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を薄膜形成装置 6 pの基 板搬出部から薄膜形成装置 105 iの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 120 i内の薄膜形成領域 （121 u、 121 v、 121 w) 毎に配置される。 ' この際に、 薄膜形成装置 6 p内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理が施 された基板 300が、 異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。 例えば、 薄 膜形成領域 17 uで薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 1 7 V 又は 1 7 wに搬送されることはない。
成膜室 120 iは、 真空ポンプ 160 iによって真空状態に維持されており、 基板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄膜形成装置 105 iに配置された基板 300は、 上述した薄膜形 成装置 6 pにおける薄膜形成処理と同様に、 ガスボックス 130 iが原料ガス 1 35 iを成膜室 120 iに供給し、 圧力調整バルブ 1 50 iによって成膜室 1 2 0 i内の圧力が調整された状態で、 電力供給系 1 70 i (170) が電極 1 81 u、 181 v、 18 lwに電力を供給し、 基板 300上で膜成長反応が生じるこ とにより、 基板 30◦に i型半導体薄膜が形成される。 .
なお、 このような i型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 121 u、 12 1 v、 121 wにおいて同時に行われ、 薄 S莫形成装置 105 iにおける薄膜形成 処理にかかる時間は約 20分程度となり、 この i型半導体の薄膜形成処理が太陽 電池生産における薄膜形成システムの律速段階となる。
更に、 薄膜形成装置 105 iと薄膜形成装置 6 nとの間に設けられたゲートバ ルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 105 iの 基板搬出部から薄膜形成装置 6 nの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 1 5 n内の薄膜形成領域 （1 7 u、 17 v、 1 7 w) に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 105 i内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理 が施された基板 300力 S、異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。例えば、 薄膜形成領域 121 uで薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 1 21 V又は 1 21 wに搬送されることはない。
成膜室 1 5 nは、 真空ポンプ 160 nによって真空状態に維持されており、 基 板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄膜形成装置 6 n (6) における動作について、 成膜室 15 η (1 5) のうち先に薄膜形成領域 17 uにおいて薄膜形成処理が施される場合について説 明する。
まず、 セレクタ 34は、 アレイアンテナ 40 u、 40 v、 40wのうち、 ァレ イアンテナ 40 uを選択し、 サーキユレータ 33とアレイアンテナ 40 uとを接 続する。 この状態で、 ガスボックス 130の原料ガス 135は、 原料ガス供給バ ルブ 21が開くことによって、 成膜室 15 n (15) に供給され、 圧力調整バル ブ 150によって、 成膜室 15 n (15) 内の圧力が調整され、 高周波電源 31 の電力はデバイダ 32とサーキュレ一タ 33とセレクタ 34を介して、 アレイァ ンテナ 40 uに供給される。 アレイアンテナ 40 uに供給された電力により原料 ガス 1 35はプラズマ状態となり、 この,プラズマの中で励起、 分解され、 これを 薄膜形成領域 17 uに配置された基板 300上に膜形成反応させることにより、 基板 300上に n型半導体薄膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （1 60) 1 60 nを経て排気される。
また、 アレイアンテナ 40 uに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サ ーキユレータ 33 uを介してダミーロード 35 uに供給され、 ダミーロード 35 uに供給された反射波電力は、 熱として消費される。
基板 300に所望の薄膜が形成されたところで、 原料ガス供給バルブ 21は閉 じ、 薄 S莫形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理が終了となる。 このような薄膜形 成処理にかかる時間は、 約 2分程度である。
次に、 薄膜形成領域 1 7 Vにおいて薄膜形成処理が行われる。 ここでは、 セレ クタ 34がアレイアンテナ 40 Vを選択し、 サーキユレータ 33とアレイアンテ ナ 40 Vとを接続する。 この状態で、 ガスボックス 130の原料ガス 1 35は、 原料ガス供給バルブ 21が開くことによって、成膜室 15 n ( 15 )に供給され、 上述の薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理と同様に基板 300上に n型半 導体薄膜が形成される。
以下、 同様に、 薄膜形成領域 1 7 Wにおいて、 n型半導体薄膜が形成され、 薄 膜形成装置 6 n (6) の薄膜形成領域 17 u、 1 7 v、 1 7 wに配置された全て の基板 300に n型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装置 6 n (6) 5
32
における薄膜形成処理が終了となる。
薄膜形成装置 6 n (6) の薄膜形成領域 1 7 u、 17 v、 1 7 wにおける薄膜 形成処理にかかる時間の合計は、 約 6分程度になる。
なお、 ここでは、 薄膜形成領域 17 u、 1 7 v、 17 wの順に薄膜形成処理が 施されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
上述した薄膜形成処理においては、 各薄膜形成装置 6 p、 105 i、 6 nに供 給する原料ガス 1 35 (135 p、 135 i、 1 35 η)の種類を変えることで、 Ρ型、 i型、 n型半導体を積み分けることができる。 このように半導体薄膜を積 層形成することで、 p i n接合の太陽電池用半導体薄膜が形成される。
このように p i n接合の半導体薄膜が基板 300に形成された後に、 薄膜形成 装置 6 nと冷却装置 107 cとの間に設けられたゲートバルブ 1 1 0が開き、 図 示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 6 nの基板搬出部から冷却装置 1 07 cに搬送し、 基板 300は冷却装置 107 c内に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 6 n内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理が施 された基板 300が、 異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。 例えば、 薄 膜形成領域 1 711で薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 17 V 又は 1 7 wに搬送されることはない。
冷却装置 107 cに配置された基板 300は、 冷却され、 所定の温度になった ところで、 図示しない搬送装置が基板 300を図示しないアンロードロック室に 搬送し、 アンロードロック室において基板 300は真空雰囲気から大気雰囲気に 移行される。
また、 この薄膜形成システムによる一連の薄膜形成処理等の処理においては、 ロード'口ック装置 102 L、 加熱装置 102 h、 薄膜形成装置 6 p、 105 i、 6 n、冷却装置 107 cの順に一方向に搬送され、各処理が同時進行で施される。 上述したように、 この薄膜形成システムにおいては、 薄膜形成装置 6 (6 p、 6 n) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 17 wのうち、 セレクタ 34が選択した ァレイアンテナに属する薄膜形成領域において薄膜形成処理が行われ、 更に順次 薄膜形成領域を選択して薄膜形成処理が行われるので、 全ての薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 17 wに同時に電力を供給するための高出力の高周波電源が不要と なり、 かつ、 電力供給系を簡略化することができ、 薄膜形成装置のコストを低減 させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコストを低減させることがで さる。
また、薄膜形成装置 1 0 5 iの薄膜形成処理時間に応じて、薄膜形成装置 6 ( 6 p、 6 n ) の稼動状態が調整されて、 セレクタ 3 4が選択したアレイアンテナに 属する薄膜形成領域において薄膜形成処理が行われ、 更に順次薄膜形成処理が行 われるので、 薄膜形成システムの全体としての生産性を低下させることなく、 薄 膜形成処理を施すことができる。
更に、 種々の所望の太陽電池薄膜を形成するための薄膜形成処理時間、 薄膜形 成処理条件等を考慮し、 これらに相当した好適な電力容量を備えた電力供給系及 び好適な排気速度を備えた排気系を採用することで、 薄膜形成装置のコストを低 減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコストを低減させることが できる。
また、 基板 3 0 0は、 薄膜形成装置 6 p、 6 n、 1 0 5 iの基板搬入部に搬入 され、 薄膜形成処理が施された後に、 この基板搬入部とは異なる基板搬出部から 搬出されるので、 往復搬送されることがなく、 薄膜形成処理が施された基板を効 率的に搬送することができる。
なお、 本実施の形態においては、 薄膜形成装置 6 ( 6 p、 6 n ) の薄膜形成領 域数が 3つであつたが、 この薄膜形成領域数は 3つに限ることなく、 2つ以上を 有していればよい。
また、 本実施の形態においては、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wに設け られた電極はアレイアンテナ 4 0 ( 4 0 u、 4 0 v、 4 0 w) であったが、 ァレ イアンテナに代わって、 アノード及び力ソードを備えた構成の平行平板型電極を 設けてもよい。
また、 本実施の形態においては、 セレクタ 3 4が選択するアレイアンテナの数 量は 1つであつたが、 選択されるアレイアンテナの数量は 1つに限ることなく、 高周波電源 3 1が 2つ以上のアレイアンテナに供給できる電力容量を有していれ ば、 セレクタ 3 4は 2つ以上のアレイアンテナを選択し、 薄膜形成処理を施して もよい。 (実施形態 3)
図 4は、 本発明の第 3の実施形態の薄膜形成システムの要部を示す構成図、 即 ち薄膜形成装置 （調整装置） Ί (7 p、 7 n) であって、 図 1に示した薄膜形成 装置 5 p、 5 nに代わって薄膜形成システム 1に設けられたものである。 薄膜形 成システム 1を構成する他の構成要素は、 実施形態 1に記載した通りである。 な お、 図 4に示す基板 300は、 本来、 図 1と同様に紙面に対して垂直方向に配置 されるものであるが、 薄膜形成システムの動作を説明する上で、 便宜的に横方向 に配置された図となっている。
図 4に示すように、 薄膜形成装置 7 (7 p、 7n) は、 成膜室 1 5 (15 p、 15 η) と、 ガス供給系 20 (20 ρ、 20 η) と、 電力供給系 36 ( 36 ρ、 36 η) と、 排気系 50 (50 ρ、 50 η) と、 図示しない基板搬入部 （搬入部） 及び基板搬出部 （搬出部） とによって構成され、 これらの構成要素は図 2及び図 3で説明した通りである。
また、 本実施形態の薄膜形成システムは、 実施形態 1と同様に、 太陽電池薄膜 となる Ρ型、 i型及び、 n型半導体のうち最も膜厚が大きい i型半導体薄膜を形 成する薄膜形成装置 105 iの薄膜形成処理時間に応じて、 p型及び n型半導体 薄膜を形成する薄膜形成装置 7 (7 p、 7 n) の稼動状態が調整されるようにな つている。 詳細の説明は、 実施形態 1に記載した通りである。
このように構成された薄膜形成システムにおいて、 図示しない搬送装置が大気 雰囲気で複数の基板 300をロードロック室 102 Lに搬送し、 基板 300は、 ロードロック室 102 Lにおいて、 大気雰囲気から真空雰囲気に移行される。 その後、 ロード口ック室 102 Lと加熱室 102 hとの間に設けられたゲート バルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300をロードロック室 102 Lから加熱室 102 hに搬送し、 基板 300は加熱室 102 h内に配置される。 加熱室 102 h内に配置された基板 300は、 加熱室 102 hによって所定の 成膜温度にまで加熱される。
続いて、 加熱装置 102 hと薄膜形成装置 7 pとの間に設けられたゲートバル ブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を加熱装置 102 hから薄膜 形成装置 7 pの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 15 p内の薄膜形成領 域 （17u、 1 7 v、 1 7 w) 毎に配置される。
成膜室 15 pは、 真空ポンプ 160 pによって真空状態に維持されており、 基 板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄膜形成装置 7 p (7) における動作について、 成膜室 1 5 p (15) のうち先に薄膜形成領域 17 uにおいて薄膜形成処理が施される場合について説 明する。
まず、 セレクタ 34は、 アレイアンテナ 40 u、 40 v、 40wのうち、 ァレ イアンテナ 40 uを選択し、 サーキュレータ 33とアレイアンテナ 40 uとを接 続する。 この状態で、 ガスボックス 130の原料ガス 1 35 u (1 35) は、 原 料ガス供給バルブ 21及び原料ガス分配供給バルブ 22 uが開くことによって、 薄膜形成領域 1 7 uに限定して供給され、 圧力調整バルブ 1 50 pによって、 成 膜室 15 p (1 5) 内の圧力が調整され、 高周波電源 31の電力はデバイダ 32 とサーキユレータ 33とセレクタ 34を介して、 アレイアンテナ 40 uに供給さ れる。 アレイアンテナ 40 uに供給された電力により原料ガス 1 35はプラズマ 状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 これを薄膜形成領域 17 uに 配置された基板 300上に膜形成反応させることにより、 基板 300上に p型半 導体薄膜が形成される。 ，
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （160) 1 60 pを経て 気される。
また、 アレイアンテナ 40 uに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サ ーキユレータ 33 uを介してダミーロード 35 uに供給され、 ダミーロード 35 uに供給された反射波電力は、 熱として消費される。
基板 300に所望の薄膜が形成されたところで、 原料ガス供給バルブ 21は閉 じ、 薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理が終了となる。 このような薄膜形 成処理にかかる時間は、 約 2分程度である。
次に、 薄膜形成領域 1 7 Vにおいて薄膜形成処理が行われる。 ここでは、 セレ クタ 34がアレイアンテナ 40 Vを選択し、 サーキユレータ 33とアレイアンテ ナ 40 Vとを接続する。 この状態で、 原料ガス分配供給バルブ 22 Vのみが開く ことによって、 薄膜形成領域 1 7 Vに限定して原料ガス 135 V (1 35) が供 給され、 原料ガス 1 3 5 Vが供給された薄膜形成領域 1 7 Vのアレイアンテナ 4 0 Vに高周波電源 3 1 Vの電力が供給され、 上述の薄膜形成領域 1 7 uにおける 薄膜形成処理と同様に基板 300上に p型半導体薄膜が形成される。
以下、 同様に、 薄膜形成領域 1 7wにおいて、 p型半導体薄膜が形成され、 薄 膜形成装置 7 p (7) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 Wに配置された全て の基板 300に p型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装置 7 p (7) における薄膜形成処理が終了となる。
薄膜形成装置 7 p (7) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wにおける薄膜 形成処理にかかる時間の合計は、 約 6分程度になる。
なお、 ここでは、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wの順に薄膜形成処理が 施されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
続いて、 薄 J3莫形成装置 7 pと薄膜形成装置 1 05 i との間に設けられたゲート バルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 7 pの基 板搬出部から薄膜形成装置 1 0 5 iの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 1 20 1内の薄膜形成領域 （1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 w) 毎に配置される。 この際に、 薄膜形成装置 7 p内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理が施 された基板 3 00力 異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。 例えば、 薄 膜形成領域 1 7 uで薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 1 7 V 又は 1 7 wに搬送されることはない。
成膜室 1 2 0 iは、 真空ポンプ 1 6 0 iによって真空状態に維持されており、 基板 3 00の薄膜形成処理の準備状態となっている。
このような薄膜形成装置 1 0 5 iに配置された基板 300は、 上述した薄膜形 成装置 7 Pにおける薄膜形成処理と同様に、 ガスボックス 1 3 0 iが原料ガス 1 3 5 iを成膜室 1 20 iに供給し、 圧力調整バルブ 1 5 0 iによって成膜室 1 2 0 i内の圧力が調整された状態で、 電力供給系 1 70 i (1 70) が電極 1 8 1 u、 1 8 1 v、 1 8 1 wに電力を供給し、 基板 300上で膜成長反応が生じるこ とにより、 基板 300に i型半導体薄膜が形成される。
なお、 このような i型半導体の薄膜形成処理は、 薄膜形成領域 1 2 1 u、 1 2 1 v、 1 2 1 wにおいて同時に行われ、 薄膜形成装置 1 05 iにおける薄膜形成 処理にかかる時間は約 20分程度となり、 この i型半導体の薄膜形成処理が太陽 電池生産における薄膜形成システムの律速段階となる。
更に、 薄膜形成装置 105 iと薄膜形成装置 7 nとの間に設けられたゲートパ ルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 105 iの 基板搬出部から薄膜形成装置 7 nの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 1
5 n内の薄膜形成領域 （1 7 u、 1 7 v、 1 7 w) に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 105 i内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理 が施された基板 300力 S、異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。例えば、 薄膜形成領域 1 21 uで薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 1 21 V又は 1 21 wに搬送されることはない。
成膜室 1 5 nは、 真空ポンプ 160 nによって真空状態に維持されており、 基 板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄膜形成装置 7n (7) における動作について、 成膜室 15 η (1 5) のうち先に薄膜形成領域 17 uにおいて薄膜形成処理が施される場合について説 明する。
まず、 セレクタ 34は、 アレイアンテナ 40 u、 40 V、 40wのうち、 ァレ イアンテナ 40 uを選択し、 サーキュレータ 33とアレイアンテナ 40 uとを接 続する。 この状態で、 ガスボックス 130の原料ガス 135 u (135) は、 原 料ガス供給バルブ 21及び原料ガス分配供給パルプ 22 uが開くことによって、 薄膜形成領域 1 7 uに限定して供給され、 圧力調整バルブ 150 nによって、 成 膜室 1 5 n (1 5) 内の圧力が調整され、 高周波電源 31の電力はデバイダ 32 とサーキュレータ 33とセレクタ 34を介して、 アレイアンテナ 40 uに供給さ れる。 アレイアンテナ 40 uに供給された電力により原料ガス 135はプラズマ 状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 これを薄膜形成領域 1 7 uに 配置された基板 300上に膜形成反応させることにより、 基板 300上に n型半 導体薄膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （160) 1
60 nを経て排気される。
また、 アレイアンテナ 40 uに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サ ーキュレータ 3 3 Uを介してダミーロード 3 5 uに供給され、 ダミーロード 3 5 uに供給された反射波電力は、 熱として消費される。
基板 3 00に所望の薄膜が形成されたところで、 原料ガス供給バルブ 2 1は閉 じ、 薄膜形成領域 1 7 uにおける薄膜形成処理が終了となる。 このような薄膜形 成処理にかかる時間は、 約 2分程度である。
次に、 薄膜形成領域 1 7 Vにおいて薄膜形成処理が行われる。 ここでは、 セレ クタ 34がアレイアンテナ 40 Vを選択し、 サーキュレータ 3 3とアレイアンテ ナ 40 Vとを接続する。 この状態で、 原料ガス分配供給パルプ 22 Vのみが開く ことによって、 薄膜形成領域 1 7 Vに限定して原料ガス 1 35 V (1 35) が供 給され、 原料ガス 1 3 5 Vが供給された薄膜形成領域 1 7 Vのアレイアンテナ 4 0 Vに高周波電源 3 1 Vの電力が供給され、 上述の薄膜形成領域 1 7 uにおける 薄膜形成処理と同様に基板 300上に n型半導体薄膜が形成される。
以下、 同様に、 薄膜形成領域 1 7 wにおいて、 n型半導体薄膜が形成され、 薄 膜形成装置 7 n (7) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 V、 1 7 wに配置された全て の基板 300に II型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装置 7 η (7) における薄膜形成処理が終了となる。
薄膜形成装置 7 η ( 7 ) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 V、 1 7 wにおける薄膜 形成処理にかかる時間の合計は、 約 6分程度になる。
なお、 ここでは、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wの順に薄膜形成処理が 施されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
上述した薄膜形成処理においては、 各薄膜形成装置 7 p、 1 0 5 i、 7 nに供 給する原料ガス 1 3 5 (1 3 5 p、 1 35 i、 1 3 5 η)の種類を変えることで、 Ρ型、 i型、 n型半導体を積み分けることができる。 このように半導体薄膜を積 層形成することで、 p i n接合の太陽電池用半導体薄膜が形成される。
このように p i n接合の半導体薄膜が基板 300に形成された後に、 薄膜形成 装置 7 nと冷却装置 1 0 7 cとの間に設けられたゲートバルブ 1 1 0が開き、 図 示しない搬送装置が基板 3 00を薄膜形成装置 7 nの基板搬出部から冷却装置 1 0 7 cに搬送し、 基板 3 00は冷却装置 1 0 7 c内に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 7 η内において、 各薄膜形成領域で薄膜形成処理が施 された基板 300力 S、 異なる薄膜形成領域に搬送されることはない。 例えば、 薄 膜形成領域 1 7 uで薄膜形成処理が施された基板 300が、 薄膜形成領域 1 7 V 又は 1 7 wに搬送されることはない。
冷却装置 1 0 7 cに配置された基板 300は、 冷却され、 所定の温度になった ところで、 図示しない搬送装置が基板 3 00を図示しないアンロードロック室に 搬送し、 アンロードロック室において基板 300は真空雰囲気から大気雰囲気に 移行される。
また、 この薄膜形成システムによる一連の薄膜形成処理等の処理においては、 ロードロック装置 1 0 2 L、 加熱装置 1 02 h、 薄膜形成装置 7 p、 1 0 5 i、 7 n、冷却装置 1 07 cの順に一方向に搬送され、各処理が同時進行で施される。 上述したように、 この薄膜形成システムにおいては、 薄膜形成装置 7 (7 p、 7 n) の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7wのうち、 セレクタ 34が選択した アレイアンテナに属する薄膜形成領域を限定して原料ガス 1 3 5 (1 3 5 u、 1 3 5 v、 1 3 5 w) が供給され、 薄膜形成処理が行われ、 更に順次薄膜形成領域 を選択して薄膜形成処理が行われるので、 各薄膜形成領域における薄膜形成処理 に必要な原料ガス 1 3 5の流量は、 全ての薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 w にて同時に薄膜形成処理を施す場合に必要な原料ガス 1 3 5の流量と比較して少 量でよい。 従って、 全ての薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wを同時に薄膜形 成処理をする場合と比較して、 真空ポンプ 1 6 0 (1 6 0 ρ、 1 6 0 η) に要求 される排気速度は小さいもので良く、真空ポンプの小型化を達成することができ、 また、 全ての薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wに同時に電力を供給するため の高出力の高周波電源が不要となり、 かつ、 電力供給系を簡略化することができ る。 薄膜形成装置のコストを低減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全 体のコストを低減させることができる。
また、薄膜形成装置 1 0 5 iの薄膜形成処理時間に応じて、薄膜形成装置 7 (7 p、 7 n) の稼動状態が調整されて、 セレクタ 34が選択したアレイアンテナに 属する薄膜形成領域において薄膜形成処理が行われ、 更に順次薄膜形成処理が行 われるので、 薄膜形成システムの全体としての生産性を低下させることなく、 薄 膜形成処理を施すことができる。 更に、 種々の所望の太陽電池薄膜を形成するための薄膜形成処理時間、 薄膜形 成処理条件等を考慮し、 これらに相当した好適な電力容量を備えた電力供給系及 ぴ好適な排気速度を備えた排気系を採用することで、 薄膜形成装置のコストを低 減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコストを低減させることが できる。
また、 基板 300は、 薄膜形成装置 7 p、 7 n、 105 iの基板搬入部に搬入 され、 薄膜形成処理が施された後に、 この基板搬入部とは異なる基板搬出部から 搬出されるので、 往復搬送されることがなく、 薄膜形成処理が施された基板を効 率的に搬送することができる。 '
(実施形態 4)
図 5は、 本発明の第 4の実施形態の薄膜形成システムの要部を示す構成図、 即 ち薄膜形成装置 8 (調整装置） （8 p、 8 η) であって、 図 1に示した薄膜形成装 置 5 ρ、 5 ηに代わって薄奠形成システム 1に設けられたものである。 薄莫形成 システム 1を構成する他の構成要素は、実施形態 1に記載した通りである。なお、 図 1から図 4と同一の構成要素については、 説明を省略し、 異なる部分について のみ説明する。 また、 図 5に示す基板 300は、 本来、 図 1と同様に紙面に対し て垂直方向に配置されるものである力 S、薄膜形成システムの動作を説明する上で、 便宜的に横方向に配置された図となっている。
図 5に示すように、 薄膜形成装置 8 (8 p、 8 η) は、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7 wの相互の境界に防着板 67、 68を備え、 それ以外は、 図 3の薄 膜形成装置 6と同一の構成となっており、 この構成要素には同一符号を付してい る。
このように構成された薄膜形成システムにおいて、 薄膜形成装置 8 p (8) の 成膜室 15 p (15) のうち先に薄膜形成領域 1 7 uにおいて薄膜形成処理が施 される場合について説明する。
まず、 セレクタ 34は、 アレイアンテナ 40 u、 40 v、 40wのうち、 ァレ イアンテナ 40 uを選択し、 サーキュレータ 33とアレイアンテナ 40 uとを接 続する。 この状態で、 ガスボックス 130の原料ガス 1 35は、 原料ガス供給バ ルブ 21が開くことによって、 .成膜室 1 5 p (1 5) に供給され、 圧力調整バル ブ 1 5 0によって、 成膜室 1 5 p内の圧力が調整され、 高周波電源 3 1の電力は デバイダ 3 2とサーキュレータ 3 3とセレクタ 3 4を介して、 アレイアンテナ 4 0 uに供給される。 アレイアンテナ 4 0 uに供給された電力により原料ガス 1 3 5はプラズマ状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 これを薄膜形成 領域 1 7 uに配置された基板 3 0 0上に膜形成反応させることにより、 基板 3 0 0上に p型半導体薄膜が形成される。
この際に、 防着板 6 7は、 薄膜形成領域 1 7 uにおいて励起、 分解された原料 ガス 1 3 5の薄膜形成領域 1 7 v、 1 7 wへの拡散を抑制するので、 励起、 分解 された原料ガス 1 3 5が薄膜形成領域 1 7 V、 1 7 wに入り込むことがなく、 薄 S奠形成領域 1 7 V、 1 7 wに配置された基板 3 0 0に薄膜が形成されることがな レ、。 即ち、 薄膜形成領域 1 7 u内で励起、 分解された原料ガス 1 3 5は、 主とし て薄膜形成領域 1 Ί u内に配置された基板 3 0 0上に膜成長反応が生じることに より薄膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （1 6 0 ) 1 6 0 pを経て排気される。
また、 アレイアンテナ 4 0 uに供給された電力のうち反射波となる電力は、 サ ーキュレータ 3 3 uを介してダミーロード 3 5 uに供給され、 ダミーロード 3 5 uに供給された反射波電力は、 熱として消費される。
次に、 薄膜形成領域 1 7 Vにおいて薄膜形成処理が行われる。 ここでは、 セレ クタ 3 4がアレイアンテナ 4 0 Vを選択し、 サーキユレータ 3 3とアレイアンテ ナ 4 0 Vとを接続する。 この状態で、 ガスボックス 1 3 0の原料ガス 1 3 5は、 原料ガス供給バルブ 2 1が開くことによって、成膜室 1 5 p ( 1 5 )に供給され、 上述の薄膜形成領域 1 7 Uにおける薄膜形成処理と同様に基板 3 0 0上に p型半 導体薄膜が形成される。
この際に、 防着板 6 7、 6 8は、 薄膜形成領域 1 7 Vにおいて励起、 分解され た原料ガス 1 3 5の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 wへの拡散を抑制するので、励起、 分解された原料ガス 1 3 5が薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 wに入り込むことがなく、 薄膜形成領域 1 Ί u、 1 7 wに配置された基板 3 0 0に薄膜が形成されることが ない。 即ち、 薄膜形成領域 1 7 V内で励起、 分解された原料ガス 1 3 5は、 主と して薄膜形成領域 1 7 u内に配置された基板 300上に膜成長反応が生じること により薄膜が形成される。
以下、 同様に、 薄膜形成領域 1 7 wにおいて、 防着板 68によって原料ガス 1 35の薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 wへの拡散が抑制されつつ、 p型半導体薄膜が 形成され、 薄膜形成装置 8 p (8) の薄膜形成領域 17 u、 1 7 v、 1 7wに配 置された全ての基板 300に p型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装 置 8 p (8) における薄膜形成処理が終了となる。 · なお、 ここでは、 薄膜形成領域 17 u、 1 7 v、 17 wの順に薄膜形成処理が 施されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
また、 薄膜形成装置 8 nにおいても、 上述の薄膜形成装置 8 pと同様に防着板 68, 67が設けられており、 防着板 67、 68によつて原料ガス 135の拡散 が抑制されつつ、 n型半導体薄膜が形成され、 薄膜形成装置 8 η (8) の薄膜形 成領域 17 u、 1 7 v、 1 7 wに配置された全ての基板 300に n型半導体薄膜 が形成されたところで、 薄膜形成装置 8 n (8) における薄膜形成処理が終了と なる。
上述したように、 この薄膜形成装置 8 (8 p、 8 n) においては、防着板 67、 68が設けられているので、 一つの薄膜形成領域において励起、 分解された原料 ガス 135の他の薄膜形成領域への拡散が抑制され、 他の薄膜形成領域に配置さ れた基板 300の薄 S莫形成を防止することができる。
なお、 本実施の形態においては、 防着板 67、 68を薄膜形成領域 17 u、 1 7 v、 1 7 wの相互の境界に設置したが、 防着板を基板 300に密着するように また、 各境界に 1枚の防着板を設置したが、 これは複数枚でもよい。
(実施形態 5)
図 6は、 本発明の第 5の実施形態の薄膜形成システムの要部を示す構成図、 即 ち薄膜形成装置 9 (調整装置） （9 p、 9 n) であって、 図 1に示した薄膜形成装 置 5 p、 5 nに代わつて薄膜形成システム 1に設けられたものである。 薄膜形成 システム 1を構成する他の構成要素は、実施形態 1に記載した通りである。なお、 図 1から図 5と同一の構成要素については、 説明を省略し、 異なる部分について のみ説明する。 また、 図 6に示す基板 300は、 本来、 図 1と同様に紙面に対し て垂直方向に配置されるものであるが、薄 β莫形成システムの動作を説明する上で、 便宜的に横方向に配置された図となっている。
図 5に示すように、 薄膜形成装置 9 (9 ρ、 9 η) は、 仕切り壁 71、 72及 び排気系 （排気手段） 51 (51 ρ、 51 η) を除いて、 図 4の薄膜形成装置 7 と同一の構成となっており、 この構成要素には同一符号を付している。
仕切り壁 71、 72は、 薄膜形成領域 1 7 u、 17 v、 1 7 wの境界を仕切る ように成膜室 1 5 ( 15 p、 15 η) に設けられており、 薄膜形成領域 1 7 u、 1 7 v、 1 7wは、 互いに気密に形成された独立空間 75 u、 75 v、 75wと なっている。 独立空間 75 u、 75 v、 75 wにはそれぞれ排気口 76 u、 76 v、 76 wが設けられている。
排気系 51 (51 ρ、 51 η) は、排気遮断バルブ 77 u、 77 v、 77wと、 圧力調整バルブ 150 (1 50 ρ、 150 η) と、真空ポンプ 160 ( 160 ρ、 160 η) とによって構成されており、 排気口 76 u、 76 v、 76 wのそれぞ れから排気される薄膜形成処理に不要なガスを集中して排気するようになってい る。
このように構成された薄 J3莫形成システムにおいて、 薄 J3莫形成装置 9 p (9) の 成膜室 15 p (15) のうち先に独立空間 75 uにおいて薄膜形成処理が施され る場合について説明する。
まず、 セレクタ 34は、 アレイアンテナ 40u、 40 v、 40wのうち、 ァレ イアンテナ 40 uを選択し、 サーキュレータ 33とアレイアンテナ 40 uとが接 続され、 また、 排気遮断バルブ 77 u、 77 v、 77 wのうち排気遮断バルブ 7
7 uのみが開いた状態となっている。 この状態で、 ガスボックス 130の原料ガ ス 1 35 u (135) は、 原料ガス供給バルブ 21及び原料ガス分配供給バルブ
22 uが開くことによって、 独立空間 75 uに琅定して供給され、 圧力調整バル ブ 1 5 O pによって、 成膜室 15 p (1 5) 内の圧力が調整され、 高周波電源 3
1の電力はデバイダ 32とサーキュレータ 33とセレクタ 34を介して、 アレイ アンテナ 40 uに供給される。 アレイアンテナ 40 uに供給された電力により原 料ガス 1 35 uはプラズマ状態となり、 このプラズマの中で励起、 分解され、 こ れを独立空間 7 5 uに配置された基板 3 0 0上に膜形成反応させることにより、 基板 3 0 0上に p型半導体薄膜が形成される。
この際に、独立空間 7 5 uは仕切り壁 7 1によって気密に形成されているので、 独立空間 7 5 uにおいて励起、 分解された原料ガス 1 3 5は独立空間 7 5 V、 7
5 wへ拡散することがない。 また、 薄膜形成処理に不要なつたガスは、 排気口 7
6 uから排気され、 独立空間 7 5 v、 7 5 wへ入り込むことがない。
また、 排気遮断バルブ 7 7 uのみが開いて、 排気遮断バルブ 7 7 v、 7 7 wが 閉じているので、 独立空間 7 5 uから排気された薄膜形成処理に不要なつたガス は排気遮断バルブ 7 7 v、 7 7 wから独立空間 7 5 v、 7 5 wへ入り込むことが なく.、 真空ポンプ （1 6 0 ) 1 6 0 pを経て排気される。
次に、 独立空間 7 5 Vにおいて薄膜形成処理が行われる。 ここでは、 セレクタ 3 4がアレイアンテナ 4 0 Vを選択し、 サーキュレータ 3 3とアレイアンテナ 4 0 uとが接続され、 排気遮断バルブ 7 7 u、 7 7 v、 7 7 wのうち排気遮断バル ブ 7 7 Vのみが開いた状態となっている。 この状態で、 ガスボックス 1 3 0の原 料ガス 1 3 5 V ( 1 3 5 ) は、 原料ガス供給バルブ 2 1及び原料ガス分配供給バ ルブ 2 2 Vが開くことによって、 独立空間 7 5 Vに限定して供給され、 上述の独 立空間 7 5 uにおける薄膜形成処理と同様に基板 3 0 0上に p型半導体薄膜が形 成される。
この際に、 独立空間 7 5 Vは仕切り壁 7 1、 7 2によって気密に形成されてい るので、 独 空間 7 5 Vにおいて励起、 分解された原料ガス 1 3 5は独立空間 7 5 u、 7 5 wへ拡散することがない。 また、 薄膜形成処理に不要なつたガスは、 排気口 7 6 Vから排気され、 独立空間 7 5 u、 7 5 wへ入り込むことがない。 また、 排気遮断バルブ 7 7 Vのみが開いて、 排気遮断バルブ 7 7 u、 7 7 が 閉じているので、 独立空間 7 5 Vから排気された薄膜形成処理に不要なつたガス は排気遮断バルブ 7 7 u、 7 7 wから独立空間 7 5 u、 7 5 wへ入り込むことが なく、 真空ポンプ （1 6 0 ) 1 6 0 pを経て排気される。
以下、 同様に、 独立空間 7 5 wにおいて、 仕切り壁 7 2によって原料ガス 1 3 5の独立空間 7 5 u、 7 5 Vへの拡散が防止され、また、排気遮断バルブ 7 7 u、
7 7 v、 7 7 wの開閉によって薄膜形成処理に不要なつたガスが排気されつつ、 p型半導体薄膜が形成され、薄膜形成装置 9 p (9)の独立空間 75 u、 75 v、 75 wに配置された全ての基板 300に p型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装置 9 p (9) における薄膜形成処理が終了となる。
なお、 ここでは、 独立空間 75 u、 75 v、 75 wの順に薄膜形成処理が施さ れたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
また、独立空間 75 u、 75 v、 75 wには、それぞれ排気遮断バルブ 77 u、 77 v、 77 wが設けられているので、 排気遮断パルプ 77 u、 77 v、 77 w のうちいずれかを選択的に開くことで、 任意の独立空間の原料ガス 135等のガ スが排気され、 また、 いずれかを閉じることで、 任意の独立空間が真空状態に維 持される。
例えば、 独立空間 75 Vが動作不能となり、 メンテナンスが必要となった場合 には、 排気遮断バルブ 77 Vを閉じることで、 独立空間 75 u、 75 wを真空雰 囲気に維持しつつ、 動作不能の独立空間 75 Vを大気開放してメンテナンスが行 われる。
また、 薄膜形成装置 9 nにおいても、 上述の薄膜形成装置 9 pと同様に仕切り 板 71、 72及ぴ排気系 51が設けられており、 仕切り板 71、 72によって原 料ガス 135の拡散が防止され、 また、 排気遮断バルブ 77 u、 77 v、 77 w の開閉によつて薄膜形成処理に不要なつたガスが排気されつつ、 n型半導体薄膜 が形成され、 薄膜形成装置 9 η (9) の独立空間 75 u、 75 v 75 wに配置 された全ての基板 300に n型半導体薄膜が形成されたところで、 薄膜形成装置 9 n (9) における薄膜形成処理力 S終了となる。
上述したように、 この薄膜形成装置 9 (9 p、 9 n) においては、 仕切り壁 7 1、 72によって仕切られた独立空間 75 u、 75 v、 75 wが形成されている ので、 一つの独立空間において励起、 分解された原料ガス 135の他の独立空間 への拡散が抑制され、 他の独立空間に配置された基板 300の薄膜形成を防止す ることができる。 また、 各独立空間において薄膜形成処理に不要なつたガスは、 排気口及び排気遮断バルブを通じて排気され、 その際に他の独立空間の排気遮断 バルブが閉じることによって、 薄膜形成処理に不要なつたガスが他の独立空間に 入り込むことを防止することができる。 従って、 独立空間毎に薄膜形成処理が施された基板 300においては、 太陽電 池の特性を悪化させる物質が削減された、 所望の薄 S莫及び所望の界面を得ること ができる。
また、 排気遮断バルブ 77u、 77 v、 77 wを選択的に開閉させて、 任意の 独立空間の原料ガス 1 35等のガスを排気し、 また、 真空状態に維持することが できる。
例えば、 独立空間 75 Vの動作不能等によりメンテナンスが必要となった場合 には、動作不能となった独立空間 75 Vの排気遮断バルブ 77 Vを閉じることで、 独立空間 75 u、 75 wを真空雰囲気に維持しつつ動作不能の独立空間 75 Vを 大気雰囲気に開放してメンテナンスすることができる。
(実施形態 6)
図 7は、 本発明の第 6の実施形態の薄膜形成システムを示す図であって、 TF T (薄膜トランジスタ） を形成する薄膜形成装置の構成を示す構成図である。 図 7において、 薄膜形成装置 10 (10 a、 10 b、 10 c) を除いた他の構成要 素は、 図 1の薄膜形成システム 1と同一の構成となっており、 この構成要素には 同一符号を付している。 なお、 本実施形態で薄膜形成処理が施される基板 300 は、 図 7の紙面に対して垂直方向に配置されている。
図 7に示すように、 薄膜形成システム 2 aは、 S i N膜を形成する薄膜形成装 置 10 aと、 i型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 （基準装置） 10 bと、 n+型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 （調整装置） 10 cと を備えている。
ここで、 薄膜形成装置 10 (10 a、 10 b、 10 c) のそれぞれは、 成膜室 1 6 (16 a、 16 b、 1 6 c) と、 ガス供給系 26 (26 a、 26 b、 26 c) と、 排気系 52 (52 a、 52 b、 52 c) と、 図示しない基板搬入部 （搬入部） 及び基板搬出部 （搬出部） とによって構成されている。 また、 薄膜形成装置 10 a、 1 0 bには電力供給系 8◦ a (80 a L、 80 a R)、 80 b (80 b L、 8 0 b R) が設けられ、 薄 S莫形成装置 10 cには電力供給系 81 cが設けられてい る。
成膜室 16 (16 a、 1 6 b、 16 c) は、 基板 300に対して薄膜形成処理 を施すための真空容器である。
ガス供給系 2 6 (2 6 a、 26 b、 26 c) は、 原科ガス 1 36 (1 36 a , 1 3 6 b、 1 3 6 c) の供給源となるガスボックス 1 30 (1 30 a、 1 30 b、 1 30 c) と、 原料ガス 1 3 6 (1 3 6 a、 1 3 6 b、 1 36 c) を成膜室成膜 室 1 6 (1 6 a、 1 6 b、 1 6 c) に供給する原料ガス供給バルブ 2 1 (2 1 a, 2 1 b、 2 1 c) とによって構成されている。
排気系 5 2 (5 2 a、 5 2 b、 5 2 c) は、圧力調整パルプ 1 50 (1 50 a, 1 50 b、 1 50 c) と、 真空ポンプ 1 6 0 (1 60 a、 1 60 b、 1 60 c) とによって構成されている。
電力供給系 80 a L、 8 0 a R、 80 b L、 8 0 b Rは、 それぞれ高周波電源 3 1 (3 1 a L、 3 1 a R、 3 1 b L、 3 1 b R) と、 マッチングボックス 3 7 (3 7 a L、 3 7 a R、 3 7 b L、 3 7 b R) と、 平行平板電極 4 1 a、 4 1 b (4 1 a L、 4 1 a R、 4 1 b L、 4 1 b R) とによって構成されている。 また、 電力供給系 8 1 cは、 高周波電源 3 1 cと、 マッチングボックス 3 7 c と、 平行平板電極 4 1 c (4 1 c L、 4 1 c R) と、 セレクタ 34 cとによって 構成されており、 セレクタ 34 cは平行平板電極 4 1 c L、 4 1 c Rのうちいず れかを選択し、 高周波電源 3 1 cの電力を選択された平行平板電極 4 1 cに供給 するようになつている。
また、 本実施形態の薄膜形成システム 2 aは、 TFT用薄膜となる S i N膜、 i型アモルファス S i膜及び n+型アモルファス S i膜のうち最も薄膜形成処理 時間が長い ί型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 1 0 bに応じて、 n +型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 1 0 cの稼動状態が調整される ようになっている。
具体的には、 薄膜形成装置 1 0 cのセレクタ 34 c又はガス供給系 26 cの稼 動状態を調整することにより、 電力供給系 8 1 c又は原料ガス 1 3 6 c等のコス トが低減され、 薄膜形成システムの装置コストが決定される。 また同時に、 薄膜 形成装置 1 0 cあるいは薄膜形成装置 1 0 bの薄膜形成処理時間から薄膜形成シ ステムの処理能力が決定される。 セレクタ 34 c又はガス供給系 2 6 cの稼動状 態は、 薄膜形成システムの装置コストと処理能力から算出された単位時間、 単位 処理面積あたりの製造コストが最小となるように調整される。
また、セレクタ 3 4 c又はガス供給系 2 6 cの稼動状態を調整することにより、 好適な電気容量を備えた電力供給系 8 1 c、 及び好適な排気速度を備えた真空ポ ンプ 1 6 0 c力 S採用さ iる。
このように構成された薄膜形成システム 2 aにおいて、図示しない搬送装置 (搬 送系） が大気雰囲気で 2枚の基板 3 0 0をロードロック装置 1 0 2 Lに搬送し、 基板 3 0 0は、 ロードロック装置 1 0 2 Lにおいて、 大気雰囲気から真空雰囲気 に移行される。
その後、 ロードロック装置 1 0 2 Lと加熱装置 1 0 2 hとの間に設けられたゲ ートバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0をロードロック装置 1 0 2 Lから加熱装置 1 0 2 hに搬送し、 基板 3 0 0は加熱装置 1 0 2 h内に配 置される。
加熱装置 1 0 2 h内に配置された基板 3 0 0は、 加熱装置 1 0 2 hによって所 定の成膜温度にまで加熱される。
続いて、 加熱装置 1 0 2 hと薄膜形成装置 1 0 aとの間に設けられたゲートバ ルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を加熱装置 1 0 2 hから薄 膜形成装置 1 0 aの基板搬入部に搬送し、 基板 3 0 0は成膜室 1 6 a内の平行平 板型電極 4 1 a L、 4 1 a R毎に配置される。
成膜室 1 6 aは、 真空ポンプ 1 6 0 aによって真空状態に維持されており、 基 板 3 0 0の薄莫形成処理の準備状態となっている。
ここで、 ガスボックス 1 3 0 aの原料ガス 1 3 6 aは、 原料ガス供給バルブ 2 1 aが開くことによって、 成膜室 1 6 aに供給され、 圧力調整パルプ 1 5 0 aに よって、 成膜室 1 6 a内の圧力が調整され、 また、 高周波電源 3 1 a L、 3 1 a Rの電力がマッチングボックス 3 7 a L、 3 7 a Rを介して平行平板型電極 4 1 a L、 4 1 a Rに同時供給される。 平行平板電極 4 1 a L、 4 1 a Rに供給され た電力により原料ガス 1 3 6 aがプラズマ状態となり、このプラズマの中で励起、 分解し、 これが薄膜形成装置 1 0 aに配置された基板 3 0 0上で膜形成反応を起 こすことにより、 2枚の基板 3 0 0上に S i N膜が同時に形成される。 このよう な薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ 1 6 0 aを経て排気され る。
続いて、 薄膜形成装置 1 0 aと薄膜形成装置 1 0 bとの間に設けられたゲート バルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を薄膜形成装置 1 0 aの 基板搬出部から薄膜形成装置 1 0 bの基板搬入部に搬送し、 基板 3 0 0は成膜室 1 6 b内の平行平板型電極 4 1 b L、 4 1 b R毎に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 1 0 a内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 3 0 0が、 異なる平行平板電極に搬送されることはない。 例えば、 平行平板電極 4 1 a Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 4 1 a に 搬送されることはない。
薄膜形成装置 1 0 bは、 真空ポンプ 1 6 0 bによって真空状態に維持されてお り、 基板 3 0 0の薄膜形成処理の準備状態となっている。
ここで、 ガスボックス 1 3 0 bの原料ガス 1 3 6 bは、 原料ガス供給バルブ 2 1 bが開くことによって、 成膜室 1 6 bに供給され、 圧力調整バルブ 1 5 0 bに よって、 成膜室 1 6 b内の圧力が調整され、 また、 高周波電源 3 1 b L、 3 1 b Rの電力がマッチングボックス 3 7 b L、 3 7 b Rを介して平行平板型電極 4 1 b L、 4 1 b Rに同時供給される。 平行平板電極 4 1 b L、 4 1 b Rに供給され た電力により原料ガス 1 3 6 bはプラズマ状態となり、このプラズマの中で励起、 分解し、 これが薄膜形成装置 1 0 bに配置された基板 3 0 0上で膜形成反応を起 こすことにより、 2枚の基板 3 0 0上に i型アモルファス S i膜が同時に形成さ れる。 このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ 1 6 O b を経て排気される。
なお、 このような i型ァモルファス S i膜の薄膜形成処理は、 薄膜形成システ ム 2 aにおける T F T用薄膜生産の律速段階となる。
更に、 薄膜形成装置 1 0 bと薄膜形成装置 1 0 cとの間に設けられたゲートバ ルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を薄膜形成装置 1 0 bの基 板搬出部から薄膜形成装置 1 0 cの基板搬入部に搬送し、 基板 3 0 0は成膜室 1 6 c内の平行平板型電極 4 1 c L、 4 1 c R毎に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 1 0 b内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 3 0 0が、 異なる平行平板電極に搬送されることはない。 例えば、 平行平板電極 4 1 b Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 4 1 b Lに 搬送されることはない。
薄膜形成装置 1 0 cは、 真空ポンプ 1 6 0 cによって真空状態に維持されてお り、 基板 3 0 0の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄膜形成装置 1 0 cにおける動作について、 薄膜形成装置 1 0 cにおい て、 セレクタ 34 cが平行平板型電極 4 1 c Rを最初に選択して基板 3 0 0に薄 膜を形成する場合について説明する。
まず、 セレクタ 3 4 cは、 平行平板型電極 4 1 c Rを選択し、 マッチングボッ クス 3 7 cと平行平板型電極 4 1 c Rが接続された状態となっている。 この状態 で、 ガスボックス 1 3 0 cの原料ガス 1 3 6 cは、 原料ガス供給バルブ 2 1 cが 開くことによって、成膜室 1 6 cに供給され、圧力調整バルブ 1 5 0 cによって、 成膜室 1 6 c内の圧力が調整され、 高周波電源 3 1 cの電力がマッチングボック ス 3 7 cを介して平行平板型電極 4 1 c Rに供給される。 平行平板電極 4 1 c R に供給された電力により原料ガス 1 3 6 cはブラズマ状態となり、 このプラズマ の中で励起、 分解され、 これを基板 3 0 0上に膜形成反応させることにより、 基 板 3 0 0上に n+型アモルファス S i膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となつたガスは、 真空ポンプ （1 6 0) 1 6 0 cを経て排気される。
続いて、 セレクタ 3 4 cは、 平行平板型電極 4 1 c Lを選択し、 マッチングボ ックス 3 7 cと平行平板型電極 4 1 c Lが接続された状態となる。 ここで、 平行 平板型電極 4 1 c Rと同様に、 原料ガス 1 3 6 cが励起、 分解され、 基板 3 0 0 上に n +型アモルファス S i膜が形成される。
なお、 ここでは、 平行平板型電極 4 1 c R、 4 1 c Lの順に薄膜形成処理が施 されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
上述した薄膜形成処理においては、 各薄膜形成装置 1 0 a、 1 0 b、 1 0 cに 供給する原料ガス 1 3 6 (1 3 6 a、 1 3 6 b、 1 3 6 c) の種類を変えること で、 S i N膜、 i型アモルファス S i膜、 n +型アモルファス S i膜を積み分け ることができる。 このように半導体薄膜を積層形成することで、 T FT用薄膜が 形成される。 このように基板 3 0 0に S i N膜、 i型アモルファス S i膜、 n +型半導体薄 膜が形成された後に、 薄膜形成装置 1 0 cと冷却室 1 0 7 cとの間に設けられた ゲートバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を薄膜形成装置 1 0 cの基板搬出部から冷却室 1 0 7 cに搬送し、 基板 3 0 0は冷却室 1 0 7 c内 に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 1 0 c内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 3 0 0が、 異なる平行平板電極に搬送されることはない。 例えば、 平行平板電極 4 1 c Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 4 1 c Lに 搬送されることはない。
冷却装置 1 0 7 cに配置された基板 3 0 0は、 冷却され、 所定の温度になった ところで、 基板 3 0 0は図示しない搬送装置によって図示しないアンロードロッ ク室に搬送され、 アンロードロック室で基板 3 0 0は真空雰囲気から大気雰囲気 に移行される。
上述したように、 この薄膜形成システム 2 aにおいては、 薄 S莫形成装置 1 0 c の平行平板型電極 4 l c R、 4 1 c Lのうち、 セレクタ 3 4 cが選択した平行平 板型電極において薄膜形成処理が行われ、 更に順次平行平板電極を選択して薄膜 形成処理が行われるので、 平行平板型電極 4 1 c R、 4 1 c Lに電力を供給する 高周波電源が 1つ不要となり、 電力供給系を簡略化することができ、 薄膜形成装 置のコストを低減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコストを低 減させることができる。
また、 薄膜形成装置 1 0 bの薄膜形成処理時間に応じて、 薄膜形成装置 1 0 c の稼動状態が調整されて、 セレクタ 3 4 cが選択した平行平板電極にて薄膜形成 処理が行われ、 更に順次薄膜形成処理が行われるので、 薄膜形成システム 2 aの 全体としての生産性を低下させることなく、 薄膜形成処理を施すことができる。 更に、 種々の所望の T F T用薄膜を形成するための薄膜形成処理時間、 薄膜形 成処理条件等を考慮し、 これらに相当した好適な電力容量を備えた電力供給系及 ぴ好適な排気速度を備えた排気系を採用することで、 薄膜形成装置のコストを低 減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコストを低減させることが できる。 また、 基板 300は、 薄膜形成装置 1 0 a、 1 0 b、 1 0 cの基板搬入部に搬 入され、 薄膜形成処理が施された後に、 この基板搬入部とは異なる基板搬出部か ら搬出されるので、 往復搬送されることがなく、 薄膜形成処理が施された基板を 効率的に搬送することができる。
なお、 本実施の形態においては、 2枚の基板 300が薄膜形成システム 2 a内 に搬送されつつ種々の処理が施されているが、 基板 300の枚数は 2枚に限るこ とは無く、 好適な枚数でよい。
(実施形態 7)
図 8は、 本発明の第 7の実施形態の薄膜形成システムを示す図であって、 TF T用薄膜を形成する薄膜形成装置の構成を示す構成図である。 図 8において、 薄 膜形成装置 1 1 (1 1 a、 1 1 c) を除いた他の構成要素は、 図 7の薄膜形成シ ステム 2 aと同一の構成となっており、この構成要素には同一符号を付している。 なお、 本実施形態で薄膜形成処理が施される基板 300は、 図 7の紙面に対して 垂直方向に配置されてレ、る。
図 8に示すように、 薄膜形成システム 2 bは、 図 7の薄膜形成装置 1 0 a、 1 0 cに代わって、 S i N膜を形成する薄膜形成装置 （調整装置） 1 1 aと、 n + 型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 （調整装置） 1 1 cとを備えてい る。
ここで、 薄膜形成装置 1 1 (1 1 a、 1 1 c) のそれぞれは、 電力供給系 8 1 (8 1 a, 8 1 c) を除いて、 図 7の薄膜形成装置 1 0 (1 0 a、 1 0 c) と同 一の構成となっており、 この構成要素には同一符号を付している。
電力供給系 8 1 (8 1 a , 8 1 c ) は、それぞれ高周波電源 3 1 a、 3 1 cと、 マッチングボックス 3 7 a、 3 7 cと、平行平板電極 4 l a、 4 1 c (4 1 a L、 4 1 a R、 4 1 c L、 4 1 c R) と、 セレクタ 34 a、 34 cとによって構成さ れており、 セレクタ 34 (34 a、 34 c) は平行平板電極 4 1 L ( 4 1 a L、 4 1 b L)、 4 1 R (4 1 a R、 4 1 b R) のうちいずれかを選択し、 高周波電源 3 1 a、 3 1 cの電力を選択された平行平板電極 4 1 a、 4 1 cに供給するよう になっている。
また、 本実施形態の薄膜形成システム 2 bは、 T F T用薄膜となる S i N膜、 i型アモルファス S i膜及び n +型アモルファス S i膜のうち最も薄膜形成処理 時間が長い i型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 1 O bに応じて、 S i N膜及び n +型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 1 1 a、 1 1 cの 稼動状態が調整されるようになっている。 詳細の説明は、 実施形態 6に記載した 通りである。
このように構成された薄膜形成システム 2 bにおいて、図示しない搬送装置 (搬 送系） が大気雰囲気で 2枚の基板 3 0 0をロードロック装置 1 0 2 Lに搬送し、 基板 3 0 0は、 ロードロック装置 1 0 2 Lにおいて、 大気雰囲気から真空雰囲気 に移行される。
その後、 ロードロック装置 1 0 2 Lと加熱装置 1 0 2 hとの間に設けられたゲ ートバルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0をロードロック装置 1 0 2 Lから加熱装置 1 0 2 hに搬送し、 基板 3 0 0は加熱装置 1 0 2 h内に配 置される。
加熱装置 1 0 2 h内に配置された基板 3 0 0は、 加熱装置 1 0 2 hによって所 定の成膜温度にまで加熱される。
続いて、 加熱装置 1 0 2 hと薄膜形成装置 1 1 aとの間に設けられたゲートパ ルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を加熱装置 1 0 2 hから薄 膜形成装置 1 1 aの基板搬入部に搬送し、 基板 3 0 0は成膜室 1 6 a内の平行平 板型電極 4 1 a L、 4 1 a R毎に配置される。
成膜室 1 6 aは、 真空ポンプ 1 6 0 aによって真空状態に維持されており、 基 板 3 0 0の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄膜形成装置 1 1 aにおける動作について、 '薄 S莫形成装置 1 1 aにおい て、 セレクタ 3 4 aが平行平板型電極 4 1 a Rを最初に選択して基板 3 0 0に薄 膜を形成する場合について説明する。
まず、 セレクタ 3 4 aは、 平行平板型電極 4 1 a Rを選択し、 マッチングボッ クス 3 7 aと平行平板型電極 4 1 a Rが接続された状態となっている。 この状態 で、 ガスボックス 1 3 0 aの原料ガス 1 3 6 aは、 原料ガス供給バルブ 2 1 aが 開くことによって、成膜室 1 6 aに供給され、圧力調整バルブ 1 5 0 aによって、 成膜室 1 6 a内の圧力が調整され、 高周波電源 3 1 aの電力がマッチングボック ス 37 aを介して平行平板型電極 41 a Rに供給される。 平行平板電極 41 a R に供給された電力により原料ガス 136 aはプラズマ状態となり、 このプラズマ の中で励起、 分解され、 これを基板 300上に膜形成反応させることにより、 基 板 300上に S i N膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （160) 1 60 aを経て ^気される。
続いて、 セレクタ 34 aは、 平行平板型電極 41 a Lを選択し、 マッチングボ ックス 37 aと平行平板型電極 41 a Lが接続された状態となる。 ここで、 平行 平板型電極 41 a Rと同様に、 原料ガス 1 36 aが励起、 分解され、 基板 300 上に S i N膜が形成される。
なお、 ここでは、 平行平板型電極 41 a R、 41 a Lの順に薄膜形成処理が施 されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
続いて、 薄 S莫形成装置 1 1 aと薄膜形成装置 10 bとの間に設けられたゲート バルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 1 1 aの 基板搬出部から薄膜形成装置 10 bの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 16 b内の平行平板型電極 41 b L、 41 b R毎に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 1 1 a内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 300が、 異なる平行平板電極に搬送されることはない。 例えば、 平行平板電極 41 a Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 41 a に 搬送されることはない。
薄膜形成装置 10 bは、 真空ポンプ 160 bによって真空状態に維持されてお り、 基板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。
ここで、 ガスボックス 1 30 bの原料ガス 1 36 bは、 原料ガス供給バルブ 2 l bが開くことによって、 成膜室 16 bに供給され、 圧力調整バルブ 1 5 O bに よって、 成膜室 1 6 b内の圧力が調整され、 また、 高周波電源 3 1 b L、 31 b Rの電力がマッチングボックス 37 b L、 37 b Rを介して平行平板型電極 41 b L、 41 b Rに同時供給される。 平行平板電極 41 b L、 41 b Rに供給され た電力により原料ガス 1 36 bはプラズマ状態となり、このプラズマの中で励起、 分解し、 これが薄膜形成装置 10 bに配置された基板 300上で膜形成反応を起 こすことにより、 2枚の基板 3 0 0上に i型アモルファス S i膜が同時に形成さ れる。 このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ 1 6 0 b を経て排気される。
なお、 このような i型アモルファス S i膜の薄膜形成処理は、 薄膜形成システ ム 2 bにおける T F T用薄膜生産の律速段階となる。
更に、 薄膜形成装置 1 0 bと薄膜形成装置 ¾ 1 cとの間に設けられたゲートバ ルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を薄膜形成装置 1 0 bの基 板搬出部から薄膜形成装置 1 1 cの基板搬入部に搬送し、 基板 3 0 0は成膜室 1 6 c内の平行平板型電極 4 1 c L、 4 1 c R毎に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 1 0 b内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 3 0 0が、 異なる平行平板電極に搬送されることはなレ、。 例えば、 平行平板電極 4 1 Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 4 1 b Lに 搬送されることはなレ、。
薄膜形成装置 1 1 cは、 真空ポンプ 1 6 0 cによって真空状態に維持されてお り、 基板 3 0 0の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄膜形成装置 1 1 cにおける動作について、 薄 B莫形成装置 1 1 cにおい て、 セレクタ 3 4 cが平行平板型電極 4 1 c Rを最初に選択して基板 3 0 0に薄 膜を形成する場合について説明する。
まず、 セレクタ 3 4 cは、 平行平板型電極 4 1 c Rを選択し、 マッチングボッ クス 3 7 cと平行平板型電極 4 1 c Rが接続された状態となっている。 この状態 で、 ガスボックス 1 3 0 cの原料ガス 1 3 6 cは、 原料ガス供給バルブ 2 1 cが 開くことによって、成膜室 1 6 cに供給され、圧力調整バルブ 1 5 0 cによって、 成膜室 1 6 c内の圧力が調整され、 高周波電源 3 1 cの電力がマッチングボック ス 3 7 cを介して平行平板型電極 4 1 c Rに供給される。 平行平板電極 4 1 c R に供給された電力により原料ガス 1 3 6 cはプラズマ状態となり、 このプラズマ の中で励起、 分解され、 これを基板 3 0 0上に S莫形成反応させることにより、 基 板 3 0 0上に n +型アモルファス S i膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （1 6 0 ) 1 6 0 cを経て排気される。 続いて、 セレクタ 34 cは、 平行平板型電極 41 c Lを選択し、 マッチングボ ックス 37 cと平行平板型電極 41 c Lが接続された状態となる。 ここで、 平行 平板型電極 41 c Rと同様に、 原科ガス 1 36 cが励起、 分解され、 基板 300 上に n+型アモルファス S i膜が形成される。
なお、 ここでは、 平行平板型電極 41 c R、 41 c Lの順に薄膜形成処理が施 されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
上述した薄膜形成処理においては、 各薄膜形成装置 1 1 a、 10 b, 1 1 cに 供給する原料ガス 1 36 (136 a、 1 36 b、 136 c) の種類を変えること で、 S i N膜、 i型アモルファス S i膜、 n+型アモルファス S i膜を積み分け ることができる。 このように半導体薄膜を積層形成することで、 T FT用薄膜が 形成される。
このように基板 300に S i N膜、 i型アモルファス S i膜、 n+型半導体薄 膜が形成された後に、 薄膜形成装置 1 1 cと冷却室 107 cとの間に設けられた ゲートバルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 1 1 cの基板搬出部から冷却室 107 cに搬送し、 基板 300は冷却室 107 c内 に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 1 1 c内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 300力 S、 異なる平行平板電極に搬送されることはない。 例えば、 平行平板電極 41 c Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 41 c Lに 搬送されることはない。
冷却装置 107 cに配置された基板 300は、 冷却され、 所定の温度になった ところで、 基板 300は図示しない搬送装置によって図示しないアンロードロッ ク室に搬送され、 アンロードロック室で基板 300は真空雰囲気から大気雰囲気 に移行される。
上述したように、この薄膜形成システム 2 bにおいては、薄膜形成装置 11 a、 1 1 cにおいて、 セレクタ 34 a、 34 cが選択した平行平板型電極において薄 膜形成処理が行われ、 更に順次平行平板電極を選択して薄膜形成処理が行われる ので、 平行平板型電極 41 aR、 41 a Lに電力を供給する高周波電源が 1っ不 要となり、 電力供給系を簡略化することができ、 薄膜形成装置のコストを低減さ せることができ、 即ち、 薄膜形成システム 2 aよりも更に薄膜形成システム全体 のコストを低減させることができる。
また、 前述の実施形態 6と同様に、 薄膜形成装置 10 bの薄膜形成処理時間に 応じて、薄膜形成装置 1 1 a、 1 1 cの稼動状態が調整されて、セレクタ 34 a、 34 cが選択した平行平板電極にて薄膜形成処理が行われ、 更に順次薄膜形成処 理が行われるので、 薄膜形成システム 2 bの全体としての生産性を低下させるこ となく、 薄膜形成処理を施すことができる。
更に、 先と同様に種々の所望の T FT用薄膜を形成するための薄膜形成処理時 間、 薄膜形成処理条件等を考慮し、 これらに相当した好適な電力容量を備えた電 力供給系及び好適な排気速度を備えた排気系を採用することで、 薄膜形成装置の コストを低減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコストを低減さ せることができる。
また、 基板 300は、 薄膜形成装置 1 1 a、 10 b、 11 cの基板搬入部に搬 入され、 薄膜形成処理が施された後に、 この基板搬入部とは異なる基板搬出部か ら搬出されるので、 往復搬送されることがなく、 薄膜形成処理が施された基板を 効率的に搬送することができる。
(実施形態 8)
図 9は、 本発明の第 8の実施形態の薄膜形成システムを示す図であって、 TF T用薄膜を形成する薄膜形成装置の構成を示す構成図である。 図 9において、 薄 膜形成装置 12 (12 a, 12 c) を除いた他の構成要素は、 図 7の薄膜形成シ ステム 2 aと同一の構成となっており、この構成要素には同一符号を付している。 なお、 本実施形態で薄膜形成処理が施される基板 300は、 図 9の紙面に対して 垂直方向に配置されている。
図 9に示すように、 薄膜形成システム 2 cは、 図 7の薄膜形成装置 10 a、 1 0 cに代わって、 S i N膜を形成する薄膜形成装置 （調整装置） 1 2 aと、 n + 型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 （調整装置） 12 cとを備えてい る。
ここで、 薄膜形成装置 12 (1 2 a, 12 c) は、 電力供給系 8 1 a cを除い て、 図 7の薄膜形成装置 10 (10 a、 10 c) と同一の構成となっており、 こ の構成要素には同一符号を付している。
電力供給系 81 a cは、 薄膜形成装置 1 2 (12 a, 12 c) に対して共通の 電力供給系として設けられたものであり、 高周波電源 31 a cと、 マッチングボ ックス 37 a cと、 セレクタ 34 a cと、 平行平板電極 4 l a、 41 c (41 a L、 41 a R、 41 c L、 41 c R) とによって構成されており、 セレクタ 34 a cはこれらの平行平板電極のうちいずれかを選択し、 高周波電源 31 a cの電 力をセレクタ 34 a cが選択した平行平板電極に供給するようになっている。 また、 本実施形態の薄膜形成システム 2 cは、 TFT用薄膜となる S i N膜、 i型アモルファス S i膜及び n+型アモルファス S i膜のうち最も薄膜形成処理 時間が長い i型アモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 10 bに応じて、 S i N膜及ぴ n +型ァモルファス S i膜を形成する薄膜形成装置 12 a、 12 cの 稼動状態が調整されるようになっている。 詳細の説明は、 実施形態 6に記載した 通りである。
このように構成された薄膜形成システム 2 cにおいて、図示しない搬送装置 (搬 送系） が大気雰囲気で 2枚の基板 300をロードロック装置 102 Lに搬送し、 基板 300は、 ロードロック装置 102 Lにおいて、 大気雰囲気から真空雰囲気 に移行される。
その後、 ロード口ック装置 102 Lと加熱装置 102 hとの間に設けられたゲ ートバルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300をロードロック装置 102 Lから加熱装置 102 hに搬送し、 基板 300は加熱装置 1 02 h内に配 置される。
加熱装置 102 h内に配置された基板 300は、 加熱装置 102 hによって所 定の成膜温度にまで加熱される。
続いて、 加熱装置 102 hと薄膜形成装置 12 aとの間に設けられたゲートバ ルプ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を加熱装置 1 02 hから薄 膜形成装置 12 aの基板搬入部に搬送し、 基板 300は成膜室 1 6 a内の平行平 板型電極 41 a L、 41 a R毎に配置される。
成膜室 1 6 aは、 真空ポンプ 160 aによって真空状態に維持されており、 基 板 300の薄膜形成処理の準備状態となっている。 次に、 薄膜形成装置 1 2 aにおける動作について、 薄膜形成装置 1 2 aにおい て、 セレクタ 3 4 a cが平行平板型電極 4 1 a Rを最初に選択して基板 3 0 0に 薄膜を形成する場合について説明する。
まず、 セレクタ 3 4 a cは、 平行平板型電極 4 1 a Rを選択し、 マッチングボ ックス 3 7 a cと平行平板型電極 4 1 a Rが接続された状態となっている。 この 状態で、 ガスボックス 1 3 0 aの原料ガス 1 3 6 aは、 原料ガス供給バルブ 2 1 aが開くことによって、 成膜室 1 6 aに供給され、 圧力調整バルブ 1 5 0 aによ つて、 成膜室 1 6 a内の圧力が調整され、 高周波電源 3 1 a cの電力がマツチン グボックス 3 7 a cを介して平行平板型電極 4 1 a Rに供給される。 平行平板電 極 4 1 a Rに供給された電力により原料ガス 1 3 6 aはブラズマ状態となり、 こ のプラズマの中で励起、 分解され、 これを基板 3 0 0上に膜形成反応させること により、 基板 3 0 0上に S i N膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （1 6 0 ) 1 6 0 aを経てお気される。
続いて、 セレクタ 3 4 a cは、 平行平板型電極 4 1 a Lを選択し、 マッチング ボックス 3 7 a cと平行平板型電極 4 1 a Lが接続された状態となる。 ここで、 平行平板型電極 4 1 a Rと同様に、 原料ガス 1 3 6 aが励起、 分解され、 基板 3 0 0上に S i N膜が形成される。
なお、 ここでは、 平行平板型電極 4 1 a R、 4 1 a Lの順に薄膜形成処理が施 されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
続いて、 薄膜形成装置 1 2 aと薄膜形成装置 1 0 bとの間に設けられたゲート バルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を薄膜形成装置 1 2 aの 基板搬出部から薄膜形成装置 1 0 bの基板搬入部に搬送し、 基板 3 0 0は成膜室 1 6 b内の平行平板型電極 4 1 b L、 4 1 b R毎に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 1 2 a内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 3 0 0力 異なる平行平板電極に搬送されることはない。 例えば、 平行平板電極 4 1 a Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 4 1 a に 搬送されることはない。
薄膜形成装置 1 0 bは、 真空ポンプ 1 6 0 bによって真空状態に維持されてお り、 基板 3 0 0の薄膜形成処理の準備状態となっている。
ここで、 ガスボックス 1 3 0 bの原料ガス 1 3 6 bは、 原料ガス供給バルブ 2 1 bが開くことによって、 成膜室 1 6 bに供給され、 圧力調整バルブ 1 5 0 bに よって、 成膜室 1 6 b内の圧力が調整され、 また、 高周波電源 3 1 b L、 3 1 b Rの電力がマッチングボックス 3 7 b L、 3 7 b Rを介して平行平板型電極 4 1 b L、 4 1 b Rに同時供給される。 平行平板電極 4 1 b L、 4 1 b Rに供給され た電力により原料ガス 1 3 6 bがプラズマ状態となり、このプラズマの中で励起、 分解し、 これが薄膜形成装置 1 0 bに配置された基板 3 0 0上で膜形成反応を起 こすことにより、 2枚の基板 3 0 0上に i型アモルファス S i膜が同時に形成さ れる。 このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ 1 6 0 b を経て排気される。
なお、 このような i型アモルファス S i膜の薄膜形成処理は、 薄膜形成システ ム 2 cにおける T F T用薄膜生産の律速段階となる。
更に、 薄膜形成装置 1 0 bと薄膜形成装置 1 2 cとの間に設けられたゲートバ ルブ 1 1 0が開き、 図示しない搬送装置が基板 3 0 0を薄膜形成装置 1 0 bの基 板搬出部から薄膜形成装置 1 2 cの基板搬入部に搬送し、 基板 3 0 0は成膜室 1 6 c内の平行平板型電極 4 1 c L、 4 1 c R毎に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 1 0 b内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 3 0 0が、 異なる平行平板電極に搬送されることはない。 例えば、 平行平板電極 4 1 b Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 4 1 b Lに 搬送されることはない。
薄膜形成装置 1 2 cは、 真空ポンプ 1 6 0 cによって真空状態に維持されてお り、 基板 3 0 0の薄膜形成処理の準備状態となっている。
次に、 薄 S莫形成装置 1 2 cにおける動作について、 薄 B莫形成装置 1 2 cにおい て、 セレクタ 3 4 a cが平行平板型電極 4 1 c Rを最初に選択して基板 3 0 0に 薄膜を形成する場合について説明する。
まず、 セレクタ 3 4 a cは、 平行平板型電極 4 1 c Rを選択し、 マッチングボ ックス 3 7 a cと平行平板型電極 4 1 c Rが接続された状態となっている。 この 状態で、 ガスボックス 1 3 0 cの原料ガス 1 3 6 cは、 原料ガス供給バルブ 2 1 cが開くことによって、 成膜室 16 cに供給され、 圧力調整バルブ 150 cによ つて、 成膜室 1 6 c内の圧力が調整され、 高周波電源 31 a cの電力がマツチン グボックス 37 a cを介して平行平板型電極 41 c Rに供給される。 平行平板電 極 41 c Rに供給された電力により原料ガス 136 cはプラズマ状態となり、 こ のプラズマの中で励起、 分解され、 これを基板 300上に膜形成反応させること により、 基板 300上に n+型アモルファス S i膜が形成される。
このような薄膜形成処理により不要となったガスは、 真空ポンプ （1 60) 1 60 cを経て排気される。
続いて、 セレクタ 34 a cは、 平行平板型電極 41 c Lを選択し、 マッチング ボックス 37 a cと平行平板型電極 41 c Lが接続された状態となる。 ここで、 平行平板型電極 41 c Rと同様に、 原料ガス 1 36 cが励起、 分解され、 基板 3 00上に n+型アモルファス S i膜が形成される。
なお、 ここでは、 平行平板型電極 41 cR、 41 c Lの順に薄膜形成処理が施 されたが、 この順番は特に限定されることはなく任意である。
上述した薄膜形成処理においては、 各薄膜形成装置 12 a、 10 b、 12 cに 供給する原料ガス 136 (136 a、 136 b、 136 c) の種類を変えること で、 S i N膜、 i型アモルファス S i膜、 n+型アモルファス S i膜を積み分け ることができる。 このように半導体薄膜を積層形成することで、 T FT用薄膜が 形成される。
このように基板 300に S i N膜、 i型アモルファス S i膜、 n+型半導体薄 膜が形成された後に、 薄膜形成装置 12 cと冷却室 107 cとの間に設けられた ゲートバルブ 1 10が開き、 図示しない搬送装置が基板 300を薄膜形成装置 1 2 cの基板搬出部から冷却室 107 cに搬送し、 基板 300は冷却室 107 c内 に配置される。
この際に、 薄膜形成装置 12 c内において、 各平行平板電極で薄膜形成処理が 施された基板 300力 S、 異なる平行平板電極に搬送されることはない。 例えば、 平行平板電極 41 c Rで薄膜形成処理が施された後に、 平行平板電極 41 c Lに 搬送されることはない。
冷却装置 107 cに配置された基板 300は、 冷去 flされ、 所定の温度になった ところで、 基板 3 0 0は図示しない搬送装置によってアンロードロック室に搬送 され、 アンロードロック室で基板 3 0 0は真空雰囲気から大気雰囲気に移行され る。
上述したように、この薄膜形成システム 2 cにおいては、薄膜形成装置 1 2 a、 1 2 cにおいて、 セレクタ 3 4 a cが選択した平行平板型電極が属する薄膜形成 装置において薄膜形成処理が行われ、 更に順次平行平板電極を選択して薄膜形成 処理が行われるので、 平行平板型電極 4 l a R、 4 1 a L、 4 1 c R、 4 1 c L に電力を供給する高周波電源が一つ不要となり、 電力供給系を簡略化することが でき、 薄膜形成装置のコストを低減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム 2 bよりも更に薄 S莫形成システム全体のコストを低減させることができる。 また、 前述の実施形態 6、 7と同様に、 薄膜形成装置 1 0 bの薄膜形成処理時 間に応じて、 薄膜形成装置 1 2 a、 1 2 cの稼動状態が調整されて、 セレクタ 3 4 a cが選択した平行平板電極にて薄膜形成処理が行われ、 更に順次薄膜形成処 理が行われるので、 薄膜形成システム 2 cの全体としての生産性を低下させるこ となく、 薄膜形成処理を施すことができる。
更に、 先と同様に種々の所望の T F T用薄膜を形成するための薄膜形成処理時 間、 薄膜形成処理条件等を考慮し、 これらに相当した好適な電力容量を備えた電 力供給系及び好適な排気速度を備えた排気系を採用することで、 薄膜形成装置の コストを低減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体のコストを低減さ せることができる。
また、 基板 3 0 0は、 薄膜形成装置 1 2 a、 1 0 b , 1 2 cの基板搬入部に搬 入され、 薄膜形成処理が施された後に、 この基板搬入部とは異なる基板搬出部か ら搬出されるので、 往復搬送されることがなく、 薄膜形成処理が施された基板を 効率的に搬送することができる。 産業上の利用の可能性
以上説明したように、 本発明によれば、 原料ガス消費の少量化に伴う真空ボン プの小型化を達成することができ、 また、 電力供給系を簡略化することができ、 薄膜形成装置のコストを低減させることができ、 即ち、 薄膜形成システム全体の コストを低減させることができる効果が得られる。
また、 防着板によって、 一つの薄膜形成領域から他の薄膜形成領域への原料ガ スの拡散を抑制することができ、 他の薄膜形成領域における基板への薄膜形成を 防止することができる効果が得られる。
また、 仕切り壁によって、 一つの独立空間から他の独立空間への原料ガスの拡 散を抑制することができ、 更に排気遮断バルブを設けることによって、 薄膜形成 処理に不要なつたガスが他の独立空間に入り込むことを防止することができる効 果が得られる。 従って、 独立空間毎に薄膜形成処理が施された基板においては、 太陽電池の特性を悪化させる物質が削減された、 所望の薄膜及び所望の界面を得 ることができる効果が得られる。
また、 排気遮断バルブを選択的に開閉させて、 任意の独立空間の原料ガスを排 気し、 また、 真空状態に維持することができる効果が得られる。 従って、 容易に 動作不能の独立空間をメンテナンスすることができる効果が得られる。
また、 基板を一つの薄膜形成領域のみに搬入し、 薄膜形成後に薄膜形成領域か ら成膜室外へ搬出する搬送系を備えているので、 薄膜が形成された基板を効率的 に搬送することができる効果が得られる。 また、 この搬送系は、 基板を搬入部に 搬入し、 これを薄膜形成処理後に搬出部から搬出するので、 薄膜形成処理が施さ れた基板と未処理の基板との相互の入れ替えが行われることがなく、 薄膜形成処 理が施された基板を効率的に搬送することができる効果が得られる。
また、 生産を律速させている薄膜形成装置の薄膜形成処理時間に応じて、 他の 薄膜形成装置の稼動状態が調整され、 薄膜形成処理が行われるので、 薄膜形成シ ステムの全体としての生産性を低下させることなく、 薄膜形成処理を施すことが できる効果が得られる。
更に、 種々の所望の薄膜を形成するための好適な電力供給系、 排気系を採用す ることで、 薄膜形成装置のコストを低減させることができ、 即ち、 薄膜形成シス テム全体のコストを低減させることができる効果が得られる。
また、 本発明によって p型、 i型及び n型半導体からなる太陽電池用積層体が 形成されるので、 好適な太陽電池用積層体を形成することができる効果が得られ る。 また、 本発明によって窒化ケィ素ゲート絶縁膜、 i型及び n型半導体からなる 薄膜トランジスタが形成されるので、 好適な薄膜トランジスタを形成することが できる効果が得られる。

Claims

請求の範囲
1 . プラズマ C V D (化学気相成長法） により、 成膜室内に配置された基板に薄 膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記成膜室には、 プラズマ生成用の電極がそれぞれ配置された複数の薄膜形成 領域が設けられており、
前記複数の薄膜形成領域のうち、 全電極に同時に電力が供給されることがなく かつ少なくとも一つ以上の電極に電力が供給されている薄膜形成領域を限定する 手段を有し、 該薄膜形成領域にブラズマ生成用の原料ガスを供給するガス供給系 を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
2 . プラズマ C V D (化学気相成長法） により、 成膜室内に配置された基板に薄 膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記成膜室には、 プラズマ生成用の電極がそれぞれ配置された複数の薄膜形成 領域が設けられており、
前記複数の薄膜形成領域より少ない数で構成され、 前記複数の薄膜形成領域に それぞれ配置された前記電極のうち全電極を除きかつ少なくとも一つ以上の電極 に電力を供給するための電力供給系と、
前記電力供給系に対して前記複数の薄膜形成領域のそれぞれの前記電極を選択 的に接続する切換装置と、 を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
3 . 請求項 2に記載の薄膜形成装置において、
前記複数の薄膜形成領域のうち、 前記電極に電力が供給されている薄膜形成領 域を限定し、 該薄膜形成領域にプラズマ生成用の原料ガスを供給するガス供給系 を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
4 . 請求項 2又は請求項 3に記載の薄膜形成装置において、
前記電極は、 プラズマを生成させるアレイアンテナであることを特徴とする薄
5 . 請求項 1から請求項 4のうちのいずれかに記載の薄膜形成装置において、 前記複数の薄膜形成領域の相互の境界には、 薄膜形成処理中の原料ガスが、 薄 膜形成処理が施されていない薄膜形成領域へ拡散することを抑制する防着板が設 けられていることを特徴とする薄膜形成装置。
6 . 請求項 1から請求項 4のうちのいずれかに記載の薄膜形成装置において、 前記複数の薄膜形成領域はそれぞれ互いに気密に形成された独立空間であるこ とを特徴とする薄膜形成装置。
7 . 請求項 6に記載の薄膜形成装置において、
前記成膜室内のガスを排気するための排気手段を有し、
前記排気手段は、 前記複数の薄膜形成領域のうち、 少なくとも一つの薄膜形成 領域からのガスの排出を遮断するための排気遮断バルブを備えることを特徴とす る薄膜形成装置。
8 . 請求項 1から請求項 7のうちのいずれかに記載の薄膜形成装置において、 基板を一つの薄膜形成領域のみに搬入し、 薄膜形成後に該薄膜形成領域から成 膜室外へ搬出する搬送系を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
9 . 請求項 1から請求項 8のうちのいずれかに記載の薄膜形成装置において、 基板を前記薄膜形成領域に搬入する搬入部と、 薄膜形成処理が施された後に該 基板を搬出するための、 該搬入部とは異なる搬出部とを有することを特徴とする
1 0 . 成膜室内の複数の薄膜形成領域にそれぞれ配置された基板にプラズマ C V D (化学気相成長法） で薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
電力供給系に対して複数の薄膜形成領域のそれぞれに配置された電極を選択的 に接続する切換装置が、 前記複数の薄膜形成領域のそれぞれに配置された前記電 極のうち全電極を除きかつ少なくとも一つ以上の電極を選択して接続し、 前記電力供給系の電力を前記切換装置が選択した電極に供給し、 前記基板に薄 膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。
1 1 . 請求項 1 0記載の薄膜形成方法において、
前記複数の薄膜形成領域のうち、 前記電極に電力が供給されている薄膜形成領 域を限定し、 該薄膜形成領域にプラズマ生成用の原料ガスを供給し、 該原料ガス が供給された薄膜形成領域にて前記基板に薄膜を形成することを特徴とする薄膜 形成方法。
1 2 . 請求項 1 0又は請求項 1 1記載の薄膜形成方法において、
搬入部から搬入された基板は、 薄膜形成処理が施された後に該搬入部とは異な る搬出部から搬出されることを特徴とする薄膜形成方法。
1 3 . 複数の基板を複数の薄膜形成装置に経由させて複数の薄膜を積層形成する 薄膜形成システムにおいて、
前記複数の薄膜形成装置は、 薄膜形成処理時間が最も長い基準装置と、 該基準 装置以外の調整装置とによつて構成され、 該調整装置は請求項 1から請求項 8の うちのいずれかに記載の薄膜形成装置であることを特徴とする薄膜形成システム。
1 4 . 請求項 1 3に記載の薄膜形成システムにおいて、
前記調整装置の稼動状態は、 前記基準装置の薄膜形成処理時間に応じて調整さ れていることを特徴とする薄膜形成システム。
1 5 . 請求項 1 3又は請求項 1 4に記載の薄膜形成システムにおいて、
基板が搬送される方向に従つて前記調整装置、 前記基準装置及び前記調整装置 がー連に配置され、
前記調整装置によって p型半導体薄膜を形成し、 前記基準装置によって i型半 導体薄膜を形成し、後の前記調整装置によって n型半導体薄膜を形成することで、 P型、 i型及び n型半導体からなる太陽電池用積層体を形成することを特徴とす る薄膜形成：
1 6 . 請求項 1 3又は請求項 1 4に記載の薄膜形成システムにおいて、
基板が搬送される方向に従って前記調整装置、 前記基準装置及び前記調整装置 がー連に配置され、
前記調整装置によつて窒化ケィ素薄膜を形成し、
前記基準装置によって i型半導体薄膜を形成し、
後の前記調整装置によつて n型半導体薄膜を形成することで、
窒化ケィ素ゲ一ト絶縁膜、 i型及び n型半導体からなる薄膜トランジスタを形 成することを特徴とする薄膜形成システム。
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