JPS6324412B2 - - Google Patents
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- JPS6324412B2 JPS6324412B2 JP57064448A JP6444882A JPS6324412B2 JP S6324412 B2 JPS6324412 B2 JP S6324412B2 JP 57064448 A JP57064448 A JP 57064448A JP 6444882 A JP6444882 A JP 6444882A JP S6324412 B2 JPS6324412 B2 JP S6324412B2
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- reaction
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/568—Transferring the substrates through a series of coating stations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプラズマ反応（グロー放電）によつて
アモルフアスシリコン太陽電池等を製造するため
の、その製造手段を能率化しかつ品質を一定化す
るのに優れると共に全体が嵩張らないようにコン
パクトに組立て得るようにした装置に係る。1975
年にスピアー（Spear）らにより、モノシラン
（SiH4）をグロー放電下で分解することによつて
形成されたアモルフアスシリコンに価電子制御が
可能であることが報告されて以来、低コスト太陽
電池の実現に向けてアモルフアスシリコンの製法
が数々報告された来た。そして最近までのアモル
フアスシリコン太陽電池の製造法は、参考図１に
示すようにRF電源（参−11）から電力を受ける
一対の平行電極（参−４）でプラズマを発生さ
せ、下方の電極上に載置されたガラス板、金属
板、プラスチツク材料などの処理基板（参−３）
上に真空ポンプ（参−15）で排気され、減圧下に
あるプラズマ反応室（参−１）の外より供給され
たモノシランガス（参−13）の分解生成物を堆積
させるものであつた。しかしこの場合、太陽電池
としての構成要素であるpn接合を得るためにド
ーパントとしてのボロン、リンなどを注入すべく
同一反応室内へ必要な濃度のジボラン（参−12）、
とかフオスフイン（参−14）のガスを供給するこ
とが必要になる。また、pin構造の太陽電池を得
るために各層を同一反応室内で形成しているが、
実際にはｉ層が1μｍ位いの膜厚であるのに対し
てｐ層及びｎ層は極めて薄く、同一反応条件では
層形成が非能率的となる。さらに問題点はｐ形及
びｎ形ドーパントの反応室内壁への残留による相
互汚染があるので、pn接合又はｐ、ｉ、ｎ、の
各層の形成は夫々専用のプラズマ反応室による分
離型プラズマ反応装置で夫々の膜形成を行う方式
が考察されている。参考図２はその分離型プラズ
マ反応装置によるアモルフアスシリコン太陽電池
の連続形成法の一例であつて、反応準備室（参−
２）に装填された処理基板（参−３）は矢印の方
向に順次ｐ、ｉ、ｎの各層反応室（参−１）へと
送り込まれる。それら各反応室間はゲートバルブ
（参−５）によつて仕切られており、また各反応
室は夫々真空ポンプ（参−15）によつて排気され
ている。そして、RF電源（参−11）から夫々の
反応室に電力が供給され、シボラン含有モノシラ
ン系（参−12）、モノシラン系（参−13）及びフ
オスフイン含有モノシラン系（参−14）は夫々他
種の残留物質の存在からくる汚染の障害を受ける
ことなく各ｐ、ｉ、ｎ層の形成を行い得るように
なつており、また各層が堆積形成された処理基板
（参−３）は最終的に取出準備室（参−16）から
そのゲートバルブを経て外部へ取出されるもので
ある。この装置では各層の形成に原理的な問題と
なるものはないが、実際の製造プロセスとして実
施するうえで次のような難点が存在する。即ち、
各準備室及び各反応室が直線的に連続しているた
めに装置全体の寸法が巨大化し、各ゲートバルブ
を介しての処理基板の移送が困難であり、かつ各
ゲートバルブを初めとして装置全体の構造が複雑
となつて装置コスト及び製造コストが高くなるな
どである。
アモルフアスシリコン太陽電池等を製造するため
の、その製造手段を能率化しかつ品質を一定化す
るのに優れると共に全体が嵩張らないようにコン
パクトに組立て得るようにした装置に係る。1975
年にスピアー（Spear）らにより、モノシラン
（SiH4）をグロー放電下で分解することによつて
形成されたアモルフアスシリコンに価電子制御が
可能であることが報告されて以来、低コスト太陽
電池の実現に向けてアモルフアスシリコンの製法
が数々報告された来た。そして最近までのアモル
フアスシリコン太陽電池の製造法は、参考図１に
示すようにRF電源（参−11）から電力を受ける
一対の平行電極（参−４）でプラズマを発生さ
せ、下方の電極上に載置されたガラス板、金属
板、プラスチツク材料などの処理基板（参−３）
上に真空ポンプ（参−15）で排気され、減圧下に
あるプラズマ反応室（参−１）の外より供給され
たモノシランガス（参−13）の分解生成物を堆積
させるものであつた。しかしこの場合、太陽電池
としての構成要素であるpn接合を得るためにド
ーパントとしてのボロン、リンなどを注入すべく
同一反応室内へ必要な濃度のジボラン（参−12）、
とかフオスフイン（参−14）のガスを供給するこ
とが必要になる。また、pin構造の太陽電池を得
るために各層を同一反応室内で形成しているが、
実際にはｉ層が1μｍ位いの膜厚であるのに対し
てｐ層及びｎ層は極めて薄く、同一反応条件では
層形成が非能率的となる。さらに問題点はｐ形及
びｎ形ドーパントの反応室内壁への残留による相
互汚染があるので、pn接合又はｐ、ｉ、ｎ、の
各層の形成は夫々専用のプラズマ反応室による分
離型プラズマ反応装置で夫々の膜形成を行う方式
が考察されている。参考図２はその分離型プラズ
マ反応装置によるアモルフアスシリコン太陽電池
の連続形成法の一例であつて、反応準備室（参−
２）に装填された処理基板（参−３）は矢印の方
向に順次ｐ、ｉ、ｎの各層反応室（参−１）へと
送り込まれる。それら各反応室間はゲートバルブ
（参−５）によつて仕切られており、また各反応
室は夫々真空ポンプ（参−15）によつて排気され
ている。そして、RF電源（参−11）から夫々の
反応室に電力が供給され、シボラン含有モノシラ
ン系（参−12）、モノシラン系（参−13）及びフ
オスフイン含有モノシラン系（参−14）は夫々他
種の残留物質の存在からくる汚染の障害を受ける
ことなく各ｐ、ｉ、ｎ層の形成を行い得るように
なつており、また各層が堆積形成された処理基板
（参−３）は最終的に取出準備室（参−16）から
そのゲートバルブを経て外部へ取出されるもので
ある。この装置では各層の形成に原理的な問題と
なるものはないが、実際の製造プロセスとして実
施するうえで次のような難点が存在する。即ち、
各準備室及び各反応室が直線的に連続しているた
めに装置全体の寸法が巨大化し、各ゲートバルブ
を介しての処理基板の移送が困難であり、かつ各
ゲートバルブを初めとして装置全体の構造が複雑
となつて装置コスト及び製造コストが高くなるな
どである。
本発明はこのような分離型装置の特長を活かし
つつ前述の諸難点を克服し、最も合理的にかつ低
コストで連続的に薄膜を形成し得るプラズマ処理
装置を提供することを目的とする。
つつ前述の諸難点を克服し、最も合理的にかつ低
コストで連続的に薄膜を形成し得るプラズマ処理
装置を提供することを目的とする。
本発明は複数のプラズマ反応室に接してそれら
に共用の反応準備室を設けると共に処理基板を同
伴する、反応準備室と各プラズマ反応室間の出入
が自在となる構造にされた一方の電極をしてその
反応準備室内での回動を介して各プラズマ反応室
への出入位置間を自在に移動し得るようにするこ
とによつて各反応ガス間に他のガスによる汚染が
無くても性能に優れると同時にコンパクトで操作
も容易となるプラズマ処理装置を得るのである
が、その実施例を示す図面に基いて詳述すれば次
のとおりである。
に共用の反応準備室を設けると共に処理基板を同
伴する、反応準備室と各プラズマ反応室間の出入
が自在となる構造にされた一方の電極をしてその
反応準備室内での回動を介して各プラズマ反応室
への出入位置間を自在に移動し得るようにするこ
とによつて各反応ガス間に他のガスによる汚染が
無くても性能に優れると同時にコンパクトで操作
も容易となるプラズマ処理装置を得るのである
が、その実施例を示す図面に基いて詳述すれば次
のとおりである。
上部に、３個のプラズマ反応室１，１′，１″並
びに着脱自在のカツプ状頂部１７を有する基板出
入室１６が平面で一円周上にかつ相互に90゜の角
度間隔で配設された装置本体１８の下部に、それ
らプラズマ反応室並びに基板出入室のすべてに接
してそれら共用の反応準備室２を設けると共に、
前述の円周の中心を軸として回転自在となる円板
１９上に、平面で前述の円周と同一の円周上にか
つ相互に90゜の角度間隔で、頂面に載置される処
理基板３を同伴すべきプラズマ発生用の各一方の
電極４個４，４′，４″，４を夫々配置立設し、
その円板１９をその下方に連設された回転軸２０
を操作して鎖線及び鎖線矢印で示すごとく上下に
移動させ、また90ずつ回転させることによつてそ
れらの各一方電極４，４′，４″，４の、反応準
備室２内から各プラズマ反応室１，１′，１″並び
に基板出入室１６内の定位置への進入及びそれら
の定位置からの反応準備室１６内への退出を自在
に行い得るようにし、また反応準備室１６内での
各プラズマ反応室並びに基板出入室への出入位置
間の移動を自在に行い得るようにしてなるプラズ
マ処理装置である。
びに着脱自在のカツプ状頂部１７を有する基板出
入室１６が平面で一円周上にかつ相互に90゜の角
度間隔で配設された装置本体１８の下部に、それ
らプラズマ反応室並びに基板出入室のすべてに接
してそれら共用の反応準備室２を設けると共に、
前述の円周の中心を軸として回転自在となる円板
１９上に、平面で前述の円周と同一の円周上にか
つ相互に90゜の角度間隔で、頂面に載置される処
理基板３を同伴すべきプラズマ発生用の各一方の
電極４個４，４′，４″，４を夫々配置立設し、
その円板１９をその下方に連設された回転軸２０
を操作して鎖線及び鎖線矢印で示すごとく上下に
移動させ、また90ずつ回転させることによつてそ
れらの各一方電極４，４′，４″，４の、反応準
備室２内から各プラズマ反応室１，１′，１″並び
に基板出入室１６内の定位置への進入及びそれら
の定位置からの反応準備室１６内への退出を自在
に行い得るようにし、また反応準備室１６内での
各プラズマ反応室並びに基板出入室への出入位置
間の移動を自在に行い得るようにしてなるプラズ
マ処理装置である。
なお、各一方電極４，４′，４″，４を各プラ
ズマ反応室１，１′，１″並びに基板出入室１６内
の定位置へ進入させたときに、円板１９上面は各
プラズマ反応室及び基板出入室がその底部に具備
するリング状ガスケツト７を押圧して各プラズマ
反応室及び基板出入室の電極出入口８を密閉し、
その電極を退出させるときにはその電極出入口が
開放されるというように各プラズマ反応室並びに
基板出入室のゲートバルブ５の開閉動作が電極の
それら各室への出入動作によつて自動的に行われ
るようになつている。なお、図面符号の９及び１
０は各プラズマ反応室内に固設される他方の電極
及び電力のリード線を夫々示している。
ズマ反応室１，１′，１″並びに基板出入室１６内
の定位置へ進入させたときに、円板１９上面は各
プラズマ反応室及び基板出入室がその底部に具備
するリング状ガスケツト７を押圧して各プラズマ
反応室及び基板出入室の電極出入口８を密閉し、
その電極を退出させるときにはその電極出入口が
開放されるというように各プラズマ反応室並びに
基板出入室のゲートバルブ５の開閉動作が電極の
それら各室への出入動作によつて自動的に行われ
るようになつている。なお、図面符号の９及び１
０は各プラズマ反応室内に固設される他方の電極
及び電力のリード線を夫々示している。
以上のようにプラズマ処理装置では、基板出入
室１６のカツプ状頂部１７を取外して処理基板３
を前述の上下動自在の電極４上に載置し、各真
空排気口６から排気しつつ減圧雰囲気となつた反
応準備室４内へ各電極４，４′４″，４を円板１
９の回転軸２０を操作することによつて下降させ
たうえでその回転軸２０を90゜回転させてその各
電極４，４′，４″，４を次の各プラズマ反応室
１，１′，１″及び基板出入室１６の直下位置へ移
動させ、のち直ちにまた回転軸２０を操作してそ
の各電極を各プラズマ反応室及び基板出入室の所
定位置まで上昇させて各ゲートバルブ５を閉止の
状態に維持させる。これらの操作は連続的に行わ
れ、この間の各プラズマ反応室は真空ポンプで充
分に排気されており、また各プラズマ反応室を導
入されるジボラン、モノシラン及びフオスフイン
などのガスはその導入量が個別に制御される。そ
してRF電源１１からは13、56メガヘルツの高周
波電圧が各プラズマ反応室内の固定電極９へ印加
される。
室１６のカツプ状頂部１７を取外して処理基板３
を前述の上下動自在の電極４上に載置し、各真
空排気口６から排気しつつ減圧雰囲気となつた反
応準備室４内へ各電極４，４′４″，４を円板１
９の回転軸２０を操作することによつて下降させ
たうえでその回転軸２０を90゜回転させてその各
電極４，４′，４″，４を次の各プラズマ反応室
１，１′，１″及び基板出入室１６の直下位置へ移
動させ、のち直ちにまた回転軸２０を操作してそ
の各電極を各プラズマ反応室及び基板出入室の所
定位置まで上昇させて各ゲートバルブ５を閉止の
状態に維持させる。これらの操作は連続的に行わ
れ、この間の各プラズマ反応室は真空ポンプで充
分に排気されており、また各プラズマ反応室を導
入されるジボラン、モノシラン及びフオスフイン
などのガスはその導入量が個別に制御される。そ
してRF電源１１からは13、56メガヘルツの高周
波電圧が各プラズマ反応室内の固定電極９へ印加
される。
かくして最初のプラズマ反応室１内で処理基板
３はｐ層の形成を受けるがその後前述した操作の
繰返しによつて次のプラズマ反応室内でｉ層の形
成を受け、また同様に三番目のプラズマ反応室
１″内でｎ層の形成を受けてｐ、ｉ、ｎ層の形成
を完了したのち、基板出入室１６に至り、その基
板出入室の大気開放を待つてカツプ状頂部１７が
開かれ、装置外へ取出されることになる。
３はｐ層の形成を受けるがその後前述した操作の
繰返しによつて次のプラズマ反応室内でｉ層の形
成を受け、また同様に三番目のプラズマ反応室
１″内でｎ層の形成を受けてｐ、ｉ、ｎ層の形成
を完了したのち、基板出入室１６に至り、その基
板出入室の大気開放を待つてカツプ状頂部１７が
開かれ、装置外へ取出されることになる。
このように本発明の連続的処理装置によれば、
従来法の処理性能を満足させながら装置をコンパ
クトな状態に保つた侭で自在に反応室を増加させ
ることができ、装置コスト及び製造コストを逓減
させつつ能率的な太陽電池等の製造を可能にす
る。また、従来の装置では処理基板の移動と各プ
ラズマ反応室間のゲートバルブの開閉はそれぞれ
別個の分離した機構となるためにそのゲートバル
ブの構造は勢い複雑となるが本発明の装置では処
理基板の移動動作とゲートバルブの開閉動作とを
連動させることが容易となつてゲートバルブの簡
略化に貢献する。殊に前述のごとく処理基板を同
伴すべき電極の各プラズマ反応室への出入動作が
一方でそのゲートバルブの開閉動作を直接兼ねる
構造となればその貢献度は更に大となる。
従来法の処理性能を満足させながら装置をコンパ
クトな状態に保つた侭で自在に反応室を増加させ
ることができ、装置コスト及び製造コストを逓減
させつつ能率的な太陽電池等の製造を可能にす
る。また、従来の装置では処理基板の移動と各プ
ラズマ反応室間のゲートバルブの開閉はそれぞれ
別個の分離した機構となるためにそのゲートバル
ブの構造は勢い複雑となるが本発明の装置では処
理基板の移動動作とゲートバルブの開閉動作とを
連動させることが容易となつてゲートバルブの簡
略化に貢献する。殊に前述のごとく処理基板を同
伴すべき電極の各プラズマ反応室への出入動作が
一方でそのゲートバルブの開閉動作を直接兼ねる
構造となればその貢献度は更に大となる。
なお、前述の実施例では処理基板３を同伴して
各プラズマ反応室１，１′…などの内部へ出入す
べき一方の電極４，４′，４″，４をそれら反応
室及び基板出入室１６の数と同数の４個としてい
るが、必ずしもそのように同数とすることは必要
でなく、多数の処理基板を処理するには多少、能
率が低下するが１個、２個或いは３個として処理
操作に支障を来たすことがないものはもとよりで
ある。
各プラズマ反応室１，１′…などの内部へ出入す
べき一方の電極４，４′，４″，４をそれら反応
室及び基板出入室１６の数と同数の４個としてい
るが、必ずしもそのように同数とすることは必要
でなく、多数の処理基板を処理するには多少、能
率が低下するが１個、２個或いは３個として処理
操作に支障を来たすことがないものはもとよりで
ある。
更に、前述の実施例では装置本体８上に各プラ
ズマ反応室１，１′，１″のほかに基板出入室１６
を設けるようにしているが、この基板出入室の存
在も操作に必要不可欠といつたものではなく、プ
ラズマ反応室の１個をこの基板出入室と兼用でき
る構造としておくことなどによつて除外もしくは
他の構成要素に吸収させ得るものであることはい
うまでもない。
ズマ反応室１，１′，１″のほかに基板出入室１６
を設けるようにしているが、この基板出入室の存
在も操作に必要不可欠といつたものではなく、プ
ラズマ反応室の１個をこの基板出入室と兼用でき
る構造としておくことなどによつて除外もしくは
他の構成要素に吸収させ得るものであることはい
うまでもない。
第１図は本発明の一実施例の要部中央縦断正面
図、第２図はその実施例の平面図、 １，１′，１″…プラズマ反応室、２…反応準備
室、３…処理基板、４，４′，４″，４…一方の
電極、５…ゲートバルブ、６…真空排気口、７…
リング状ガスケツト、８…電極出入口、９…他方
の電極、１１…RF電源、１９…円板、２０…回
転軸。
図、第２図はその実施例の平面図、 １，１′，１″…プラズマ反応室、２…反応準備
室、３…処理基板、４，４′，４″，４…一方の
電極、５…ゲートバルブ、６…真空排気口、７…
リング状ガスケツト、８…電極出入口、９…他方
の電極、１１…RF電源、１９…円板、２０…回
転軸。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数のプラズマ反応室１，１′…に接してそ
れらに共用の反応準備室２を設けると共に、処理
基板３を同伴すべき、反応準備室２と各プラズマ
反応室１，１′…間の出入が自在である一方の電
極４，４′…をしてその反応準備室２内での回動
を介して各プラズマ反応室１，１′…への出入位
置間を自在に移動し得るようにしたことを特徴と
するプラズマ処理装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装
置において、該各プラズマ反応室１，１′…が該
一方の電極４，４′…の反応準備室２と各プラズ
マ反応室１，１′…間の出入動作によつて開閉す
るゲートバルブ５を具備するもの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064448A JPS58180227A (ja) | 1982-04-17 | 1982-04-17 | 複数の反応室を備えた能率的プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064448A JPS58180227A (ja) | 1982-04-17 | 1982-04-17 | 複数の反応室を備えた能率的プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58180227A JPS58180227A (ja) | 1983-10-21 |
| JPS6324412B2 true JPS6324412B2 (ja) | 1988-05-20 |
Family
ID=13258541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57064448A Granted JPS58180227A (ja) | 1982-04-17 | 1982-04-17 | 複数の反応室を備えた能率的プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58180227A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116370A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Toshiba Corp | 薄膜形成装置 |
| US4801241A (en) * | 1984-03-09 | 1989-01-31 | Tegal Corporation | Modular article processing machine and method of article handling therein |
| FR2594102B1 (fr) * | 1986-02-12 | 1991-04-19 | Stein Heurtey | Installation flexible automatisee de traitement thermochimique rapide |
| US6162299A (en) * | 1998-07-10 | 2000-12-19 | Asm America, Inc. | Multi-position load lock chamber |
| SG163544A1 (en) | 2005-03-30 | 2010-08-30 | Panasonic Corp | Impurity introducing apparatus and impurity introducing method |
| US8461030B2 (en) * | 2009-11-17 | 2013-06-11 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Apparatus and method for controllably implanting workpieces |
-
1982
- 1982-04-17 JP JP57064448A patent/JPS58180227A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58180227A (ja) | 1983-10-21 |
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