(57)【要約】【課題】製膜装置等の高温環境にさらされる覗き窓に付着物が付着することを回避するとともに、覗き窓などの板材に付着した付着物をあらゆる温度環境下であっても適切且つ確実に取り除くことにより、除去作業の信頼性を改善して製膜処理における精度の向上などを得る付着物除去装置及び製膜装置を提供する。【解決手段】引き合い力によって板材を挟んで付着物を除去する付着物除去装置２０の除去手段として、除去した付着物を取り込んで保持するアルミニウム製のメッシュ材を採用し、該メッシュ材を有する除去用構造体２１とこれと引き合う操作用構造体２２とからなる付着物除去装置２０を、製膜装置の覗き窓１７に設置することとした。また、この覗き窓の製膜室側に遮蔽扉を回動可能に設けて付着物の付着を可能な限り回避する構成とした。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引き合い力にて板材を挟んで対向に配置され、一方の移動動作により他方に備えられた除去手段で前記板材に付着した付着物を取り除く付着物除去装置において、
前記除去手段は、除去した付着物を取り込んで保持する耐熱性を有する金属製であることを特徴とする付着物除去装置。
【請求項２】
前記除去手段は、アルミニウム製のメッシュ材であることを特徴とする請求項１記載の付着物除去装置。
【請求項３】
前記除去手段、又はこの背面側には、前記板材から取り除いた付着物を収容する付着物収容部が備えられてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の付着物除去装置。
【請求項４】
内部空間を目視可能とする覗き窓を側壁に有して製膜室を形成するチャンバと、該チャンバ内に配設された製膜ユニットと、該製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータと、を備えて前記製膜ユニットの対向位置に支持させた基板に製膜を施す製膜装置において、
前記チャンバ内には、前記覗き窓の内面を覆って付着物の付着を防止する遮蔽扉が備えられてなることを特徴とする製膜装置。
【請求項５】
前記遮蔽扉は、前記チャンバ内にて回動可能に支持されてなることを特徴とする請求項３記載の製膜装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５記載の製膜装置には、請求項１、２又は３記載の付着物除去装置が着脱自在に備えられてなることを特徴とする製膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材に付着した付着物を取り除くために用いられる付着物除去装置、及びシリコン太陽電池等の半導体を製造するために用いられる製膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シリコン太陽電池等の半導体を製造する際に、その製膜を施す装置としてプラズマを用いたプラズマＣＶＤ装置などが知られており、また、製膜が施された基板面をプラズマでエッチングするドライエッチング装置などが一般に知られている。
【０００３】
これらプラズマを用いて基板に製膜を施す製膜装置、あるいはそれに類する化学蒸着法などを用いて基板等に製膜を施す製膜装置には、製膜処理を行うために真空引きがなされる密閉空間とされた製膜室が備わり、この製膜室は箱型のチャンバによって形成されている。このチャンバ内である製膜室の内部空間には、製膜ユニットと、この製膜ユニットの両側部に設けられた基板加熱ヒータとが備えられ、製膜ユニットの対向位置に支持させた基板に対して製膜を施すことが可能とされている。また、チャンバの側壁には、内部環境を目視可能とする例えば石英ガラスを用いたビューポート（覗き窓）が少なくとも１つ以上備えられており、製膜処理の状況を適宜確認することが可能とされている。
【０００４】
さて、このように構成された製膜装置では、一般に、チャンバによって形成される製膜室を真空引きし、そして製膜室の雰囲気温度を約３００℃〜４００℃に加熱した状態で製膜ガスを充填し、さらに高周波電力を与えることによってプラズマを発生させて基板加熱ヒータにより加熱された基板に製膜を施す処理が行われている。
【０００５】
この際、製膜室に充填された製膜ガスに含まれるＳｉＨ４等の含有物は、チャンバの内壁面に対しても膜として若干量付着し、これに伴って、チャンバの側壁に備えられるビューポートの製膜室側の内側表面にも同様に付着して膜（付着物）を形成する。したがって、製膜処理における付着物がビューポートに次第に堆積することによって透明度が損なわれて曇った状態となり、ビューポートからチャンバ内を目視することが困難となる。このため、製膜装置ではビューポートにおける膜付着状態を考慮してチャンバ内を定期的に清掃する必要がある。
【０００６】
さて、従来より窓を清掃する道具として、磁力を用いて窓のガラスを挟み込んで清掃を行う清掃装置がある。この清掃装置は、窓の外側に配置されるガラスを拭く部分と、窓の内側に配置されて前記拭く部分の移動を操作する操作部分とで構成されている。そして、各部分のそれぞれ、あるいは一方に備えられた磁石の磁力で互いの部分を引き合わせることでガラスを挟み込み、操作部分を移動させることで窓の外側表面を清掃することを可能としている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２９９２８６号公報（要約、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成においては、ガラス表面を拭くために用いる清掃部分は、モップ、ワイパー、ブラシ、布、紙などとしているため、約３００℃〜４００℃の高温環境とされる製膜室を有する製膜装置やその他装置では、上記各清掃部分が燃えてしまったり、溶けてしまったり、変形してしまったりと使用には適切ではない。
【０００９】
また、製膜装置において、除去した付着物が脱落して製膜室に残存してしまうと、製膜処理における不具合を発生させてしまう恐れがある。このため、製膜装置における付着物の除去には細心の注意を必要とする。
しかし、上記の清掃部分の構成では、製膜における付着物の除去が困難であることに加えて、除去した際の付着物を脱落させずに保持することは困難である。すなわち、アモルファスシリコンなどの薄い膜として付着した比較的強固な付着物を掻き取って取り除くことは困難であり、また、もし取り除いたとしても、上記の構成の多くが付着物を保持することなく落下させてしまう恐れが高い。このため、製膜装置のビューポートにおける付着物除去装置として採用することは不可能であった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、例えば、製膜装置等の高温環境にさらされる覗き窓に付着物が付着することを回避するとともに、覗き窓などの板材に付着した付着物をあらゆる温度環境下であっても適切且つ確実に取り除くことにより、除去作業の信頼性を改善して製膜処理における精度の向上などを得る付着物除去装置及び製膜装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
請求項１に記載の発明は、引き合い力にて板材を挟んで対向に配置され、一方の移動動作により他方に備えられた除去手段で前記板材に付着した付着物を取り除く付着物除去装置において、前記除去手段は除去した付着物を取り込んで保持する耐熱性を有する金属製であることを特徴としている。
【００１２】
このような構成とすることで、板材とともに付着物除去装置の除去手段が高温な環境下にさらされる場合であっても、この除去手段が熱によって変形、あるいは溶解することはなく、この形状が維持される。これにより、あらゆる温度環境下で安定した付着物の除去がなされるとともに、除去された付着物は金属製の除去手段に的確に取り込まれて保持され、付着物が周囲に脱落することはない。また、除去手段が金属製であることにより、付着物の性質に拘わらず確実な除去がなされる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の付着物除去装置において、前記除去手段が、アルミニウム製のメッシュ材であることを特徴としている。
【００１４】
金属製の除去手段としてアルミニウム製のメッシュ材が用いられることにより、この耐熱温度が約６６０℃となり、この温度域まで板材とともに加熱された場合であっても、付着物の除去作業は常温での作業と同様になされる。そして、金属製の除去手段の構造がメッシュ材による格子構造であるため、メッシュ材の隙間に除去された付着物が取り込まれて保持され、付着物の脱落が回避される。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の付着物除去装置において、前記除去手段、又はこの背面側には、前記板材から取り除いた付着物を収容する付着物収容部が備えられてなることを特徴としている。
【００１６】
このような構成とすることで、金属製の除去手段によって板材から取り除かれた付着物は、これと一体に備えられた付着物収容部、又は別構成部品として除去手段の背面側（除去される付着物が送られる側）に備えられた付着物収容部に収容されることになる。これにより、金属製の除去手段における付着物の保持機能が継続的に維持される。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、内部空間を目視可能とする覗き窓を側壁に有して製膜室を形成するチャンバと、該チャンバ内に配設された製膜ユニットと、該製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータと、を備えて前記製膜ユニットの対向位置に支持させた基板に製膜を施す製膜装置において、前記チャンバ内には、前記覗き窓の内面を覆って付着物の付着を防止する遮蔽扉が備えられてなることを特徴としている。
【００１８】
このような構成とすることで、基板に対して製膜が施される際に覗き窓に対しても製膜による付着物が付着してしまいかねない状況であっても、製膜室側の覗き窓の手前に遮蔽扉が覗き窓を覆うように配置されることで、覗き窓に製膜における付着物が付着しなくなる。したがって、覗き窓の機能である製膜室内を目視するための透明度が長期間に渡って確保される。勿論、覗き窓でチャンバの内部空間を目視する際には、遮蔽扉を覗き窓に覆い被さる位置から移動させることとし、これによれば覗き窓における視認性が確保される。また、遮蔽扉の設置によって覗き窓は外的影響から保護される。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項３記載の製膜装置において、前記遮蔽扉が、前記チャンバ内にて回動可能に支持されてなることを特徴としている。
【００２０】
このような構成とすることで、遮蔽扉の回動動作により必要に応じて覗き窓が遮蔽されることになる。
【００２１】
請求項６に記載の発明に係る製膜装置は、請求項４又は請求項５記載の製膜装置に、請求項１、２又は３記載の付着物除去装置が着脱自在に備えられてなることを特徴としている。
【００２２】
このような構成とすることで、例えば、製膜時において遮蔽扉を開けて覗き窓からチャンバ内を目視したために該覗き窓に付着した付着物は、付着物除去装置による付着物の除去作業よって的確に除去される。なお、遮蔽扉が備わることによって付着物は覗き窓よりも遮蔽扉に多く付着するため、付着物除去装置の除去手段が取り除いて保持する付着物の量は比較的少なくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の各実施形態について、図面を用いて説明する。なお、製膜装置の一構成例として、プラズマＣＶＤ法を用いて製膜処理を行うプラズマＣＶＤ装置（製膜装置）について説明するものとするが、本発明がこれに限定解釈されるものではない。また、このプラズマ処理装置に備わるビューポート（覗き窓）の清掃用に用いられる付着物除去装置については、この使用用途が図に示されるプラズマＣＶＤ装置に限定されるものではない。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１に示されるプラズマＣＶＤ装置１０の製膜室１２は、チャンバ１１によって密閉された空間として形成され、この製膜室１２の略中央には、両側面にラダー電極１３が設けられた製膜ユニット１４が備えられている。この製膜ユニット１４の両側面側には、ヒータカバー１５を介して基板加熱ヒータ１６が設けられており、ラダー電極１３に面したヒータカバー１５上には基板Ｋが製膜処理の実施に合わせて配置される。
【００２５】
この製膜室１２では、真空引きによって真空状態に減圧された後、ＳｉＨ４からなる原料ガスを含む処理原料ガスである製膜ガスが送りこまれ、ラダー電極１３に高周波電力が給電されてラダー電極１３の周囲にプラズマが発生することで、基板加熱ヒータ１６によって加熱された基板Ｋに製膜が施されるようになっている。
【００２６】
さて、図１に破線にて示したチャンバ１１の側壁には、プラズマの発生状況や基板Ｋに対する製膜状況の確認用として、図２に示すような複数のビューポート１７（覗き窓）が備えられている。このビューポート１７は、高温環境下での製膜状況等をチャンバ１１の外部から目視して確認するため、構造としては耐熱性を有する透明な石英ガラス１７ａ（板材）と、これを取り囲んで石英ガラス１７ａを保持するとともにチャンバ１１の側壁に形成された開口穴に合わせて取り付けがなされる押さえ部材１７ｂとにより構成されている。
【００２７】
次に、ビューポート１７に設置される付着物除去装置２０について、図３及び図４を用いて説明する。図３はビューポート１７に付着物除去装置２０が設置されたビューポート１７周辺の断面構造を説明するチャンバ１１の部分断面図である。図４は付着物除去装置２０の一構成要素とされる除去用構造体２１の概略構成を説明する斜視図である。
【００２８】
付着物除去装置２０は、石英ガラス１７ａの製膜室１２側の表面に設置される除去用構造体２１と、石英ガラス１７ａの大気側の表面に設置される操作用構造体２２との２つからなり、前者の除去用構造体２１の外周面には、製膜処理における膜（付着物）の食いつきを高めて脱落を防止する微少な凹凸が形成されている。これら各構造体２１，２２は、容積の大部分が磁石によって構成されており、互いに生じる磁力（引き合い力）が引き合うことによって石英ガラス１７ａを挟んで移動可能な状態で設置状態が保たれている。
【００２９】
そして、操作用構造体２２が石英ガラス１７ａの表面上で移動すると、これに追従して除去用構造体２１が移動し、この除去用構造体２１に備えられた後述するメッシュ材２１ａ（除去手段）が石英ガラス１７ａの表面に付着した膜や粉などの付着物を掻き取りながら取り除くことになる。
【００３０】
さて、石英ガラス１７ａに付着した膜などを取り除くための構造を有する付着物除去装置２０の一構成要素である除去用構造体２１の構成について、図４の斜視図を用いて詳しく説明する。
図に示される除去用構造体２１は、ほぼ立方体とされた磁石２１ｂの一側面に石英よりも性質上柔らかいアルミニウム製のメッシュ材２１ａが装着されている。さらに詳しく言うなれば、該アルミニウム製のメッシュ材２１ａが装着される磁石２１ｂの一側面には、この縁部２１ｃを除いて数ミリ程度の奥行きでくり抜かれた凹所とされた付着物収容部２１ｄが形成されており、上記メッシュ材２１ａは縁部２１ｃに張設されている。なお、磁力を用いて互いの構造体２１，２２を引き合わせることで本構成は成り立つので、除去用構造体２１を必ずしも磁石とする必要はない。
【００３１】
このような構成により、上述の除去用構造体２１が、図３に示した操作用構造体２２の移動に追従して石英ガラス１７ａの表面上を移動すると、製膜処理によってこの表面に付着した付着物がメッシュ材２１ａによって掻き取られ、メッシュ材２１ａが有する格子構造の隙間に付着物が保持されることになる。
【００３２】
そして、次第にメッシュ材２１ａの隙間に付着物が堆積してメッシュ材２１ａが付着物を保持しきれなくなると、これ以降に掻き取られた付着物はメッシュ材２１ａに既に保持された付着物を付着物収容部２１ｄ側（紙面後方側）に押し出す。これにより、付着物収容部２１ｄには除去した付着物が次第に堆積することになり、石英ガラス１７ａに付着した膜等の付着物が操作用構造体２２の移動に合わせて継続的に除去されることになる。
【００３３】
以上説明した本実施形態における付着物除去装置２０、及びこれを備えるプラズマＣＶＤ装置１０によれば、製膜処理においてビューポートをなす石英ガラス１７ａに付着した膜などの付着物を確実に取り除くことができ、製膜処理の確認作業における信頼性を高めて不具合のない安定した太陽電池パネルを製造することができる。
【００３４】
また、このような付着物除去装置２０によれば、製膜室での高温環境にさらされても変形等を起こすことなく除去性能を維持することができ、さらに、取り除いた付着物をメッシュ材２１ａの格子構造によって確実に保持することができる。さらには、許容以上の付着物を付着物収容部２１ｄに溜め込むことができ、製膜室１２に付着物を残存させることなく長期間に渡って除去作業を継続することができる。このことは付着物の除去に関わる整備サイクルの拡大を導き、除去作業におけるコストの削減、さらには製膜処理の効率化を得ることができる。
【００３５】
また、金属製の除去手段としてアルミニウムを用いたことで、ビューポート１７を形成する石英ガラス１７ａを傷つけることなく、且つ、付着物の密着性、及び硬度に左右されることなく確実に除去することができる。また、付着物除去装置２０を長期間に渡って製膜室１２内に設置することができるので、製膜室１２の清掃等を行うために多々開放されることなく一定な環境条件を長期間維持したまま付着物の除去作業、及び製膜処理を行うことができる。
【００３６】
なお、付着物除去装置２０の変形例として以下の構成としてもよい。
図５に示される除去用構造体２１’は、立方体の磁石２１ｂ’と、傾斜したフィン群Ｆを有するアルミニウム製のフィン部材２１ａ’（除去手段）とを備えて構成されている。フィン部材２１ａ’と磁石２１ｂ’とは、それぞれの縁部同士で取り付けがなされ、これらの中間部分には空間とされた付着物収容部（図示せず）が形成される。
【００３７】
フィン群Ｆの傾斜は、密着する石英ガラス１７ａの面に対して下方側のなす角度が鋭角となるように設定され、除去用構造体２１’が石英ガラス１７ａの表面を上方に向かって移動した場合にのみ付着物が掻き取られて取り除くことが可能とされている。そして、フィン群Ｆによって石英ガラス１７ａから取り除かれた付着物は、フィン部材２１ａ’から落下することなくフィン群Ｆの表面を伝わって後方、すなわち、石英ガラス１７ａとの密着面から離間する方向に送られ、フィン群Ｆの後方に形成された隙間から付着物収容部に収容される。
【００３８】
以上、変形例として説明した除去構造体２１’を有する構成においても、上述した付着物除去装置２０と同様な効果を得ることができる。
【００３９】
なお、上述の第１の実施形態及びこの変形例では、付着物収容部を備えて構成される場合を説明したが、ビューポート１７の表面積、及び、製膜における膜厚がごく僅かであるので、プラズマＣＶＤ装置１０を含む製膜装置等においては必ずしも備える必要はない。
【００４０】
［第２の実施形態］
次に、図６を用いて第２の実施形態におけるプラズマＣＶＤ装置のビューポート１７（覗き窓）周辺の構造及び構成について説明する。なお、第１の実施形態と同様な構成については同一符号を付してその説明を一部省略する。
【００４１】
図に示すように、ビューポート１７を得るために開口されたチャンバ１１の開口穴１１ａには、フランジ部１７ｆを有するとともに、これと反対側に石英ガラス１７ａを押さえる押さえ部材１７ｂが接合されたポート延長部材１７ｅが取り付けられている。ポート延長部材１７ｅの内部には、このポート延長部材１７ｅの内部断面とほぼ同一形状であり、且つ回転軸３１にて回転自在に支持された遮蔽扉３０が設けられている。なお、回転軸３１は遮蔽扉３０の平面に内在して備えられている。また、遮蔽扉３０の製膜室１２側に面する壁面には製膜処理における膜の脱落を防止するための微少な凹凸が形成されている。
【００４２】
遮蔽扉３０を回転させる回転軸３１は、ポート延長部材１７ｅの外部にまで貫通して突出しており、チャンバ１１の外部からこの回転軸３１に対して回転力を与えることで、遮蔽扉３０を約９０度回転させることが可能とされている。そして、遮蔽扉３０を石英ガラス１７ａに向き合うように回転させて位置させることで、製膜処理において発生した膜は石英ガラス１７ａに付着することなく遮蔽扉３０の紙面において左側壁面に付着する。
そして、遮蔽扉３０を石英ガラス１７ａの面に対して直角方向に位置させることで、製膜室１２とビューポート１７との間に介在するものがなくなり、製膜処理をビューポート１７から目視し確認することが可能となる。
【００４３】
さらに、第１の実施形態と同様に付着物除去装置２０（図３参照）を備えることによれば、製膜時に遮蔽扉３０を開いて目視確認した際に付着した付着物を除去することも可能となる。この場合、ビューポート１７に付着する付着物は、目視確認のために遮蔽扉３０を一時的に開いた短い時間内であるため、付着物除去装置が除去に必要とされる時間は大幅に削減され、除去して保持した付着物の除去量もごく僅かなものとなる。
【００４４】
以上説明した本実施形態における製膜装置によれば、簡易な構造とされた遮蔽扉３０の設置によりビューポート１７に付着物が付着することが回避され、石英ガラス１７ａの透明度が長期間に渡って確保される。これにより、製膜室１２に対する視認性の向上を図ることができ、さらに、製膜処理の不具合を早期に発見できることによる製膜処理の信頼性向上を図ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明した本発明の付着物除去装置及び製膜装置においては以下の効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、高温環境を形成するために用いられる板材に付着した付着物をあらゆる温度環境において確実に除去することができる。また、高温環境とされた空間を開放させずに一定な環境条件を維持したまま付着物の除去作業を行うことができる。また、除去した付着物を脱落させることなく取り込むことができ、周囲の環境を悪化させることがない。また、付着物の密着性や硬度等に左右されることなく確実に取り除くことができる。
【００４６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、取り除いた付着物を四方から取り囲んで保持することで脱落をより確実に防止することができる。また、金属製の除去手段の材質がアルミニウム製であるため、耐熱温度である約６６０℃以下における変形等を回避し、板材を傷つけることなく高温環境での除去作業を的確に行うことができる。
【００４７】
請求項３記載の発明によれば、付着物収容部に取り除いた付着物を収容することができるので、付着物の脱落をより確実に回避して長期間に渡り除去作業を継続することができる。そして、付着物除去装置の整備サイクルを拡大して除去作業等に関わる作業コストを削減することができる。
【００４８】
請求項４記載の発明によれば、覗き窓に付着物が付着することが遮蔽扉の設置によって回避され、覗き窓の透明度が長期間に渡って確保される。これにより、製膜室に対する視認性の向上、さらには、製膜の不具合を早期に発見できることによる製膜処理の信頼性向上を図ることができる。
【００４９】
請求項５記載の発明によれば、覗き窓を遮蔽するための遮蔽扉に関わる構造を簡略化することができ、設置コストを削減することができる。
【００５０】
請求項６記載の発明によれば、製膜において付着する覗き窓の付着物の量を幅に削減しつつ、ごく少量で付着した付着物に対しても覗き窓の表面から確実に除去することができる。したがって、覗き窓の透明度を長期間に渡り高く維持することができる。また、付着物除去装置が取り込む付着物の量が少なくなるので、付着物除去装置の整備サイクルを拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における製膜装置であるプラズマＣＶＤ装置の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】図１におけるチャンバの外観を説明する図であって、（ａ）はチャンバの外観図、（ｂ）は符号Ａの範囲に示される覗き窓を拡大した斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における付着物除去装置及びこれを備える製膜装置の覗き窓周辺の構成を説明するチャンバの部分断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における付着物除去装置の構成及び構造を説明する斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における付着物除去装置の変形例の構成及び構造を説明する斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における製膜装置であるプラズマＣＶＤ装置の覗き窓周辺の構成を説明するチャンバの部分断面図である。
【符号の説明】
１０  プラズマＣＶＤ装置（製膜装置）
１１  チャンバ
１２  製膜室
１７  ビューポート（覗き窓）
１７ａ  石英ガラス（板材）
１７ｅ  ポート延長部材
２０  付着物除去装置
２１  除去用構造体
２１ｂ，２１ｂ’  磁石
２１ａ  メッシュ材（除去手段）
２１ａ’  フィン部材（除去手段）
２１ｄ，２１ｄ’  付着物収容部
２２  操作用構造体
３０  遮蔽扉
３１  回転軸
【図１】
2004166970.tif 000003
【図２】
2004166970.tif 000004
【図３】
2004166970.tif 000005
【図４】
2004166970.tif 000006
【図５】
2004166970.tif 000007
【図６】
2004166970.tif 000008