(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に配置した可撓性基板の表面に薄膜を形成する薄膜製造装置であって、
内部を外界と隔離するチャンバと、
鉛直方向に配置した可撓性基板の表面に対向する前記チャンバの内壁において前記内部と連通するように貫通され、前記チャンバ内を排気する排気ポートと、
前記チャンバ内に原料ガスを導入するガス導入管と、
前記チャンバ内にプラズマを発生させる電極と、
前記チャンバの内壁または、前記チャンバの底部に設けられ、前記チャンバの排気側の内壁から剥離した反応生成物を受ける反応生成物受けとを備えることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項２】
前記反応生成物受けは、前記チャンバの内壁から剥離した前記反応生成物を、前記排気ポートを介して排出されるように取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造装置。
【請求項３】
内部を外界と隔離するチャンバ内に鉛直方向に配置した可撓性基板を搬送する工程と、
前記チャンバ内に原料ガスを導入しながら、前記チャンバ内にプラズマを発生させるとともに、前記可撓性基板の表面に対向する内壁から剥離した反応生成物を、前記チャンバの内壁、または底部に設けられた反応生成物受けで受けながら、前記可撓性基板の成膜面に成膜を行う工程とを備えることを特徴とする薄膜製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜製造装置および薄膜製造方法に関し、特に、薄膜光電変換素子などの製造方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜光電変換素子を生産性よく製造する方法として、長尺の高分子材料あるいはステンレス鋼などの金属からなる可撓性基板上に、ａ−Ｓｉを主材料とした光電変換層を含む各層を形成する方法がある。ここで、長尺の可撓性基板上に複数の層を成膜する方式として、各成膜室内を移動する可撓性基板上に成膜するロールツーロール方式と、成膜室内で停止させた可撓性基板上に成膜した後、成膜の終わった可撓性基板部分を成膜室外へ送り出すステッピングロール方式とがある。
【０００３】
従来のこの種の成膜装置では、可撓性基板面を水平にして搬送が行われるが、装置の設置スペースを節減するために、可撓性基板面を鉛直にして搬送する方法が提案されている。さらに、一つの薄膜光電変換素子製造装置での成膜効率を上げるために、複数の可撓性基板を並行して搬送し、それぞれの可撓性基板面上に成膜することも知られている。
ここで、可撓性基板面上にａ−Ｓｉを効率よく成膜する方法として、プラズマＣＶＤを用いる方法がある。このプラズマＣＶＤでは、チャンバ内を排気しながら、チャンバ内に原料ガスを導入し、電極間に高周波電圧を印加することにより、チャンバ内にプラズマを発生させ、チャンバ内の可撓性基板の面上にａ−Ｓｉ系の薄膜を形成することができる。
【０００４】
また、特許文献１には、サセプタと対向する部分の反応管内壁に不所望な反応生成物が堆積し、反応生成物がフレーク状となった場合、熱膨張係数の差による膨張／収縮のストレスで反応生成物が剥れてＧａＡｓ基板が汚染されるのを防止するために、反応管周囲に配置してサセプタを電磁誘導により加熱する高周波コイルを設ける方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１７９２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プラズマＣＶＤでは、原料ガスが排気ポートを介して排気される時に冷やされ、チャンバ内壁に不所望な反応生成物が付着する。そして、チャンバ内壁に付着した反応生成物が剥離すると、チャンバの底に落下して反応生成物が堆積することから、原料ガスの排気経路が反応生成物にて撹乱され、可撓性基板の面上に形成される薄膜の膜厚均一性が悪化するという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献１に開示された方法では、サセプタと対向する部分の反応管内壁に不所望な反応生成物が堆積するのを防止するため、電磁誘導によりサセプタを加熱することから、プラズマＣＶＤ装置に適用した場合、プラズマを発生させる電極に高周波ノイズが重畳され、チャンバ内で発生されたプラズマが不安定になるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、チャンバ内で発生されたプラズマに悪影響を及ぼすことなく、チャンバの底に堆積する反応生成物を減らすことが可能な薄膜製造装置および薄膜製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の薄膜製造装置によれば、内部を外界と隔離するチャンバと、前記チャンバ内を排気する排気ポートと、前記チャンバ内に原料ガスを導入するガス導入管と、前記チャンバ内にプラズマを発生させる電極と、前記チャンバの排気側の内壁または底部に設けられ、前記チャンバの排気側の内壁から剥離した反応生成物を受ける反応生成物受けとを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３記載の薄膜製造方法によれば、内部を外界と隔離するチャンバ内に可撓性基板を搬送する工程と、前記チャンバ内に原料ガスを導入しながら、前記チャンバ内にプラズマを発生させるとともに、前記チャンバの排気側の内壁から剥離した反応生成物を、前記チャンバの排気側の内壁または底部に設けられた反応生成物受けで受ながら、前記可撓性基板の成膜面に成膜を行う工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、チャンバ内壁に付着した反応生成物が成膜中に剥離した場合においても、その反応生成物を反応生成物受けにて受けることが可能となる。また、反応生成物受けの許容量を超えた場合には、反応生成物を排気ポートに排出することが可能となる。このため、原料ガスが排気される時に冷やされ、チャンバ内壁に不所望な反応生成物が付着した場合においても、チャンバの底に堆積する反応生成物を減らすことが可能となり、チャンバの底に堆積した反応生成物にて原料ガスの排気経路が撹乱されるのを抑制することが可能となることから、可撓性基板の面上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る薄膜製造装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る薄膜製造装置の概略構成を示す断面図である。
図１において、チャンバ１１には、チャンバ１１内にプラズマを発生させる高電圧電極１３および接地電極１７が対向配置され、高電圧電極１３および接地電極１７は支持部材１９、２０をそれぞれ介してチャンバ１１内に支持され、高電圧電極１３は高周波電圧を発生させる高周波電源１６に接続されている。また、チャンバ１１には、チャンバ１１内を排気する排気ポート１２が設けられるとともに、チャンバ１１内に原料ガスを導入するガス導入管１５が設けられている。なお、高電圧電極１３は、ガス導入管１５を介して導入された原料ガスをチャンバ１１内に噴出するシャワー電極を用いることができる。また、接地電極１７には、接地電極１７を加熱するヒータ１８が内蔵されている。なお、成膜時には、基板２１が接地電極１７と接触して加熱されるようになっている。
【００１３】
また、チャンバ１１の排気側の内壁には、チャンバ１１の排気側の内壁から剥離した反応生成物２２を受ける反応生成物受け１４が設けられている。ここで、反応生成物受け１４は、反応生成物２２の付着量の多い部分の直下に設けることが好ましく、例えば、排気ポート１２の周囲などに重点的に配置することができる。また、反応生成物受け１４は、チャンバ１１から脱着自在に取り付けられるようにすることが好ましい。
【００１４】
そして、可撓性基板２１の面上にａ−Ｓｉ系の薄膜を形成する場合、可撓性基板２１をチャンバ１１内に搬送する。そして、排気ポート１２を介してチャンバ１１内を排気しながら、ガス導入管１５を介してチャンバ１１内に原料ガスを導入し、高電圧電極１３に高周波電圧を印加することにより、高電圧電極１３と接地電極１７との間にプラズマを発生させ、チャンバ１１内の可撓性基板２１の面上にａ−Ｓｉ系の薄膜を形成することができる。なお、可撓性基板２１としては、例えば、ポリイミドフィルムやポリエチレンフィルムなどを用いることができる。
【００１５】
ここで、排気ポート１２を介してチャンバ１１内を排気すると、原料ガスが排気される時に冷やされ、チャンバ１１の内壁に不所望な反応生成物２２が付着する。例えば、可撓性基板２１の面上にａ−Ｓｉ系の薄膜を形成する場合、反応生成物２２としてシリコンパウダーがチャンバ１１の内壁に付着する。そして、チャンバ１１の内壁に付着した反応生成物２２が成膜中に剥離すると、その反応生成物２２は反応生成物受け１４に溜まり、反応生成物受け１４に溜まった反応生成物２２は成膜終了に廃棄することができる。このため、チャンバ１１の底に堆積する反応生成物２２を減らすことができ、チャンバ１１の底に堆積した反応生成物２２にて原料ガスの排気経路が撹乱されるのを抑制することが可能となることから、可撓性基板２１の面上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることが可能となる。
【００１６】
図２は、本発明の第２実施形態に係る薄膜製造装置の概略構成を示す断面図である。なお、図１の構成と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
図２において、チャンバ１１の排気側の底面には、チャンバ１１の排気側の内壁から剥離した反応生成物２２を受ける反応生成物受け２４が設けられている。ここで、反応生成物受け２４は、反応生成物２２の付着量の多い部分の直下に設けることが好ましい。また、反応生成物受け２４は、チャンバ１１から脱着自在に取り付けられるようにすることが好ましい。さらに、反応生成物受け２４をチャンバ１１の底に取り付ける場合、原料ガスの排気の妨げにならないように、経路反応生成物２２を通過させる穴をチャンバ１１の底に形成し、その穴の下に反応生成物受け２４を配置することができる。
【００１７】
そして、チャンバ１１の内壁に付着した反応生成物２２が成膜中に剥離すると、その反応生成物２２は反応生成物受け２４に溜まり、反応生成物受け２４に溜まった反応生成物２２は成膜終了に廃棄することができる。このため、チャンバ１１の底に堆積する反応生成物２２を減らすことができ、チャンバ１１の底に堆積した反応生成物２２にて原料ガスの排気経路が撹乱されるのを抑制することが可能となることから、可撓性基板２１の面上に形成される薄膜の膜質を向上させることが可能となる。
【００２０】
なお、図示はしないが、反応生成物受けの形状としては、例えば、パチンコで用いられるチューリップのような形状とすることにより、広範囲に渡って付着した反応生成物を排気ポートに誘導することができる。
【００２１】
そして、チャンバの排気側の内壁から剥離した反応生成物を、反応生成物受けを介して排気ポートに誘導させながら、可撓性基板の成膜面に成膜を行うことができる。
これにより、反応生成物受けで反応生成物を受けることが可能な許容量を超えた場合には、反応生成物を排気ポートに排出することが可能となり、チャンバの底に堆積した反応生成物にて原料ガスの排気経路が撹乱されるのを抑制することが可能となることから、可撓性基板の面上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の薄膜製造装置は、ａ−Ｓｉなどの薄膜光電変換素子の製造方法に好適に利用することができ、特に、長尺の可撓性基板上に複数の層が形成される薄膜素子の製造方法に広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る薄膜製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る薄膜製造装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１  チャンバ
１２  排気ポート
１３  高電圧電極
１４、２４、２５  反応生成物受け
１５  ガス導入管
１６  高周波電源
１７  接地電極
１８  ヒータ
１９、２０  支持部材
２１  可撓性基板
２２  反応生成物
【図１】
0005303973.tif 000002
【図２】
0005303973.tif 000003