(57)【要約】【課題】セレンを含む成膜材料を成膜する成膜装置において、複数の被成膜物を連続して加熱することにより、生産効率の向上を図ることが可能な成膜装置を提供すること。【解決手段】被成膜物１０１にセレンを含む成膜材料を成膜する成膜装置１００において、真空環境を形成する複数のチャンバーと、チャンバー間において被成膜物を搬送する搬送手段と、を備え、複数のチャンバーは、被成膜物１０１を第１の温度まで加熱する第１加熱チャンバー１２２と、第１加熱チャンバーから搬送された被成膜物１０１を第２の温度まで加熱する第２加熱チャンバー１２３と、第２の加熱チャンバーから搬送された被成膜物を第３の温度まで加熱する第３の加熱チャンバー１２４と、第３の加熱チャンバーから搬送された被成膜物１０１に成膜材料を成膜する成膜チャンバーと、を有する構成とする。【選択図】図１
2013133523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜物にセレンを含む成膜材料を成膜する成膜装置であって、
真空環境を形成する複数のチャンバーと、
前記複数のチャンバー間において前記被成膜物を搬送する搬送手段と、を備え、
前記複数のチャンバーは、
前記被成膜物を第１の温度まで加熱する第１の加熱チャンバーと、
前記第１の加熱チャンバーから搬送された前記被成膜物を前記第１の温度より高い第２の温度まで加熱する第２の加熱チャンバーと、
前記第２の加熱チャンバーから搬送された前記被成膜物を、前記成膜材料を成膜可能な温度である成膜温度まで加熱する第３の加熱チャンバーと、
前記第３の加熱チャンバーから搬送された前記被成膜物に前記成膜材料を成膜する成膜チャンバーと、を有する、
成膜装置。
【請求項２】
前記第１の加熱チャンバーは、前記第１の温度である２００℃まで加熱し、
前記第２の加熱チャンバーは、前記第２の温度である４００℃まで加熱し、
前記第３の加熱チャンバーは、前記成膜温度まで加熱する、
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記複数のチャンバーは、前記第３の加熱チャンバーと前記成膜チャンバーとの間に配置され、前記第３の加熱チャンバーから排出された前記被成膜物を収容可能であり、前記第３の加熱チャンバー及び前記成膜チャンバーとの連通状態を遮断可能である中間チャンバーを有する、
請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第１の加熱チャンバー、前記第２の加熱チャンバー、及び前記第３の加熱チャンバーの少なくとも一つである加熱チャンバー内には、前記被成膜物を加熱する複数の棒状の加熱部材が、前記被成膜物が搬送される経路を挟んで両側に配置され、
前記経路を挟んで両側に配置された前記加熱部材は、互いに交差する様に延在している、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
複数の棒状の加熱部材は、配置された位置に応じて複数のグループに組分けされており、グループごとに異なる加熱温度に設定可能である、
請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
隣接するチャンバー間には、チャンバー内の真空環境を維持するためのシール部材が設けられており、
前記シール部材を冷却するための冷媒が流通する冷却経路が、前記チャンバーの壁体内に設けられている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、真空チャンバー内で基板の処理などを行う成膜装置は、チャンバー内に設置された成膜材料を被成膜物（例えば基板）上に蒸着させることで成膜を行っている。近年、ＣＩＧＳ（銅インジウムガリウムジセレン化合物）系太陽電池用発電層の成膜において、セレンの真空蒸着法が適用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８８３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載の従来技術では、バッチ式の装置を用いて被成膜物を加熱しているため、加熱時間がかかり過ぎてしまい生産効率を上げることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、セレンを含む成膜材料を成膜する成膜装置において、複数の被成膜物を連続して加熱することにより、生産効率の向上を図ることが可能な成膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被成膜物にセレンを含む成膜材料を成膜する成膜装置であって、真空環境を形成する複数のチャンバーと、複数のチャンバー間において被成膜物を搬送する搬送手段と、を備え、複数のチャンバーは、被成膜物を第１の温度まで加熱する第１の加熱チャンバーと、第１の加熱チャンバーから搬送された成膜物を第１の温度より高い第２の温度まで加熱する第２の加熱チャンバーと、第２の加熱チャンバーから搬送された被成膜物を第２の温度より高い第３の温度まで加熱する第３の加熱チャンバーと、第３の加熱チャンバーから搬送された被成膜物に成膜材料を成膜する成膜チャンバーと、を有する成膜装置を提供する。
【０００７】
このような構成の成膜装置によれば、複数のチャンバー間において被成膜物を搬送することが可能であるため、複数のチャンバー間において、被成膜物を連続して処理することができる。この成膜装置では、複数の被成膜物を、第１の加熱チャンバーによって第１の温度まで加熱し、第２の加熱チャンバーによって第２の温度まで加熱し、第３の加熱チャンバーによって第３の温度まで加熱することができるので、複数の加熱チャンバーを用いて段階的に被成膜物の温度を上げることができる。本発明の成膜装置によれば、連続して複数の被成膜物を加熱し、加熱された被成膜物に対して成膜することができるので、生産効率の向上を図ることができる。
【０００８】
ここで、第１の加熱チャンバーは、第１の温度である２００℃まで加熱し、第２の加熱チャンバーは、第２の温度である４００℃まで加熱し、第３の加熱チャンバーは、成膜温度まで加熱する構成であることが好ましい。この構成の成膜装置によれば、被成膜物の歪みを抑制すると共に被成膜物内における温度の均一性を保ちつつ、被成膜物の加熱時間を短縮することができる。
【０００９】
複数のチャンバーは、第３の加熱チャンバーと成膜チャンバーとの間に配置され、第３の加熱チャンバーから排出された被成膜物を収容可能であり、第３の加熱チャンバー及び成膜チャンバーとの連通状態を遮断可能である中間チャンバーを有する構成でもよい。このような構成の成膜装置によれば、第３の加熱チャンバーと成膜チャンバーとの連通状態を遮断可能な中間チャンバーを備えているため、成膜チャンバー内を浮遊する成膜材料の第３の加熱チャンバー内への流入を抑制することができる。
【００１０】
第１の加熱チャンバー、第２の加熱チャンバー、及び第３の加熱チャンバーの少なくとも一つである加熱チャンバー内には、被成膜物を加熱する複数の棒状の加熱部材が、被成膜物が搬送される経路を挟んで両側に配置され、経路を挟んで両側に配置された加熱部材は、互いに交差するように延在している構成でもよい。この構成の成膜装置では、被成膜物を挟んで両側に配置された加熱部材が、互いに交差する様に延在しているため、被成膜物の温度分布の均一化を図り、加熱された被成膜物に生じる歪を抑制することができる。その結果、被成膜物の歪を抑えつつ、加熱速度を上げることができる。
【００１１】
複数の棒状の加熱部材は、配置された位置に応じて複数のグループに組分けされており、グループごとに異なる加熱温度に設定可能である構成でもよい。これにより、被成膜物の温度分布が均一化するように、領域ごとの温度設定を変えることができる。その結果、被成膜物の歪を抑えつつ、加熱速度を上げることができる。
【００１２】
本発明の成膜装置は、隣接するチャンバー間には、チャンバー内の真空環境を維持するためのシール部材が設けられており、シール部材を冷却するための冷媒が流通する冷却経路が、チャンバーの壁体内に設けられている構成でもよい。この構成の成膜装置によれば、チャンバーの壁体内に設けられた冷却経路に冷媒を流通させることで、シール部材を冷却することができるため、高温環境におけるシール部材の劣化を抑制し、好適なシール性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、セレンを含む成膜材料を成膜する成膜装置において、複数の被成膜物を連続して加熱することにより、生産効率の向上を図ることが可能な成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の一部を示す概略断面図であり、ロードロックチャンバー及び加熱チャンバーを示している。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置の一部を示す概略断面図であり、バッファーチャンバー、及び成膜チャンバーを示している。
【図３】本発明の実施形態に係る成膜装置の一部を示す概略断面図であり、バッファーチャンバー、及び冷却チャンバーを示している。
【図４】本発明の実施形態に係る成膜装置の一部を示す概略断面図であり、隣接するチャンバー同士の連結部を示している。
【図５】ヒーター及び基板の配置を示す平面図である。
【図６】チャンバーの入口側の側壁を外面から示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る成膜装置について図面を参照して説明する。なお、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示される状態に基づいており、便宜的なものである。図１〜図６では、被成膜物である基板の幅方向をＸ方向、基板が搬送される方向をＹ方向、基板の厚み方向Ｚ方向として、矢印で図示している。
【００１６】
（成膜装置）
図１〜図３は、本発明の実施形態に係る成膜装置１００を示す概略側面図である。図１〜図３に示す成膜装置１００は、被成膜物である基板（例えばガラス基板）１０１に対して成膜等の処理を施すためのものである。成膜装置１００は、セレンの真空蒸着法（セレン化法）を用いて、基板上に薄膜層を形成可能な装置である。なお、被成膜物は、ガラス基板に限定されず、その他のものでもよい。
【００１７】
成膜装置１００は、例えばＣＩＧＳ系の太陽電池の製造に適用可能なものである。ＣＩＧＳ系の太陽電池は、ガラス基板上に、裏面電極層、ＣＩＧＳ層（発電層）、バッファ層、透明電極層が順に積層されて構成されている。ガラス基板は、ナトリウム（Ｎａ）を含むソーダガラスを用いることができる。ＣＩＧＳ層は、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）を含む半導体からなる発電層である。
【００１８】
成膜装置１００は、複数の真空チャンバー（真空容器）１２１〜１２８を備えている。真空チャンバー１２１〜１２８は、被成膜物を収容し、真空環境を形成する。真空チャンバーのサイズは、長さ２ｍ程度、幅２ｍ程度、高さ３００ｍｍ程度とされている。本実施形態の成膜装置１００では、例えば１２個の真空チャンバーを備える構成とされ、連続する複数の真空チャンバー１２１〜１２８の全長は２０ｍ程度である。なお、図１では、複数の真空チャンバーのうちの一部を図示し、その他の真空チャンバーの図示を省略している。
【００１９】
各真空チャンバー１２１〜１２８には、内部を適切な圧力とするための真空ポンプ１１，１２が接続されている。また、各真空チャンバー１２１〜１２８には、チャンバー１２１〜１２８内の圧力を監視するための真空計（不図示）が複数（例えば２個）設置されている。真空計は、チャンバー１２１〜１２８外に張り出す連通配管を介してチャンバー１２１〜１２８に接続されている。
【００２０】
成膜装置１００は、図１〜図３に示すように、複数の真空チャンバー１２１〜１２８として、ロードロックチャンバー１２１、加熱チャンバー１２２〜１２４、バッファチャンバー１２５、成膜チャンバー（成膜室）１２６、冷却チャンバー１２７、及びロードロックチャンバー１２８を備えている。これらの真空チャンバー１２１〜１２８は、この順に並んで配置されている。なお、図１〜図３では、開閉ゲート１３３（図４参照）の図示を省略している。
【００２１】
図４は、本発明の実施形態に係る成膜装置１００の一部を示す概略断面図であり、主に、隣接する真空チャンバー１２４，１２５同士の連結部を示している。ここでは、図４を参照して、主に真空チャンバー１２４，１２５の連結部について説明するが、その他の真空チャンバー１２１〜１２８同士の連結部も同じ構成である。
【００２２】
図４に示すように、真空チャンバー１２１〜１２８の基板搬送方向Ｙの両端部には、基板１０１の入口１３１及び出口１３２が設けられ、これらの出入口１３１，１３２を封止するための開閉ゲート１３３が設けられている。なお、開閉ゲート１３３は、隣接する真空チャンバー１２１〜１２８の全てに設置されている必要はなく、例えば、複数の真空チャンバー１２１〜１２８のうち、加熱チャンバー１２２〜１２４同士を連通する出入口１３１，１３２に、開閉ゲート１３３が設けられていない構成でもよい。
【００２３】
また、成膜装置１００には、図４に示すように、基板１０１を搬送するための搬送装置１０２（搬送手段）が設けられている。搬送装置１０２は例えば公知のローラー１０３とこのローラー１０３を回転させる駆動機構とから構成されている。そして、基板１０１は、搬送装置１０２によって搬送され、真空チャンバー１２１〜１２８内を順次通過し、隣接する真空チャンバー１２１〜１２８間を移動する。
【００２４】
次に、図１〜図３を参照し、各種真空チャンバー１２１〜１２８について説明する。図１に示すように、ロードロックチャンバー１２１は、入口側に設けられた開閉ゲートを開放することで、大気開放され、処理される基板１０１が導入されるチャンバーである。本実施形態の成膜装置１００は、１個のロードロックチャンバー１２１を備えている。ロードロックチャンバー１２１の出口側は、加熱チャンバー１２２の入口側に接続されている。
【００２５】
本実施形態の成膜装置１００は、複数の加熱チャンバー１２２〜１２４を備えている。複数の加熱チャンバー１２２〜１２４は、基板１０１を第１の温度まで加熱する第１加熱チャンバー１２２と、第１加熱チャンバー１２２から搬出された基板１０１を第１の温度よりも高い第２の温度まで加熱する第２加熱チャンバー１２３と、第２加熱チャンバー１２３から搬出された基板１０１を、成膜温度まで加熱する第３の加熱チャンバー１２４と、を有する。なお、ここでいう成膜温度とは、セレンを含む成膜材料を成膜可能な温度であり、例えば６００℃である。なお、加熱チャンバーは、４つ以上設けられていてもよい。
【００２６】
第１加熱チャンバー１２２には、ロードロックチャンバー１２１を通過した基板１０１が導入される。第１加熱チャンバー１２２の出口側は、第２成膜チャンバー１２３の入口側に接続されている。第１加熱チャンバー１２２には、基板１０１を加熱するためのヒーター（加熱部材）１３４，１３５（図４参照）が設けられている。このヒーター１３４，１３５としては、例えば、公知のカーボンヒーターを使用することができる。第１加熱チャンバー１２２では、基板温度が例えば２００℃（第１の温度）程度になるように加熱される。なお、第１の温度は、２００℃程度であることが好ましいが、その他の温度でもよい。
【００２７】
第２加熱チャンバー１２３には、第１加熱チャンバー１２２を通過した基板１０１が導入される。第２加熱チャンバー１２３の出口側は、第３成膜チャンバー１２４の入口側に接続されている。第１加熱チャンバー１２３には、基板１０１を加熱するためのヒーター１３４，１３５（図４参照）が設けられている。第２加熱チャンバー１２３では、基板温度が例えば４００℃（第２の温度）程度になるように加熱される。なお、第２の温度は、４００℃程度であることが好ましいが、その他の温度でもよい。
【００２８】
第３加熱チャンバー１２４には、第２加熱チャンバー１２３を通過した基板１０１が導入される。第３加熱チャンバー１２４の出口側は、図２に示すように、バッファーチャンバー１２５の入口側に接続されている。第３加熱チャンバー１２４には、基板１０１を加熱するためのヒーター１３４，１３５（図４参照）が設けられている。第２加熱チャンバー１２３では、基板温度が例えば６００℃（成膜温度）程度になるように加熱される。なお、成膜温度は、６００℃程度である。
【００２９】
バッファーチャンバー１２５は、第３の加熱チャンバー１２４と成膜チャンバー１２６との間に配置され、第３加熱チャンバーから排出された基板１０１を収容し、第３加熱チャンバー１２４及び成膜チャンバー１２６との連通状態を遮断可能な中間チャンバーである。図４に示すように、開閉ゲート１３３が出入口１３１，１３２を閉止することで、バッファーチャンバー１２５と隣接するチャンバー１２４，１２６との間の連通状態を遮断する。
【００３０】
また、バッファーチャンバー１２５には、基板１０１の温度を維持するためのヒーター１３６が設けられている。このヒーター１３６としては、例えば、公知のカーボンヒーターを使用することができる。バッファーチャンバー１２５では、基板温度が例えば６００℃（成膜温度）程度に維持されるように加熱される。
【００３１】
成膜チャンバー１２６は、バッファチャンバー１２５を通過した基板１０１が導入され、基板１０１に薄膜層を成膜する処理チャンバーである。成膜チャンバー１２６の出口側は、図３に示すように、冷却チャンバー１２７の入口側に接続されている。成膜チャンバー１２６には、成膜材料を蒸発させるプロセス装置１０４が設置されている。プロセス装置１０４内には、成膜材料（不図示）が設置されている。プロセス装置１０４内に所定のガスが供給され、電圧を印加することで、成膜材料が蒸発し、チャンバー１２３内が蒸発した成膜材料が供給される。なお、成膜チャンバー１２６内に基板温度を維持するためのヒーターが設けられていてもよい。
【００３２】
冷却チャンバー１２７は、成膜チャンバー１２６を通過した基板１０１が導入される。本実施形態では、例えば３個の冷却チャンバーを備えている（なお、図３では、一つの冷却チャンバー１２７のみを図示している）。冷却チャンバー１２７の出口側は、ロードロックチャンバー１２８の入口側に接続されている。冷却チャンバー１２７には、基板１０１を冷却するための冷却板１３７，１３８が設けられている。この冷却板１３７，１３８としては、例えば、公知の冷却板を使用することができる。冷却板１３７，１３８内には、冷媒が通過する冷却経路が設けられている。基板１０１からの熱が冷却板１３７，１３８に伝熱され、冷却板１３７，１３８の熱は、冷却経路を流通する冷媒に伝熱される。このような冷却板１３７，１３８によって、基板１０１が冷却される。この冷却板１３７，１３８は、基板１０１の上下両面を冷却すべく、上下方向の両側に各々設置されている。
【００３３】
ロードロックチャンバー１２８は、冷却チャンバー１２７を通過した基板が導入されるチャンバーである。ロードロックチャンバー１２８の出口側には、開閉ゲート１３３が設けられ、開閉ゲート１３３を開放することで、ロードロックチャンバー１２８が大気開放される。
【００３４】
次に、図４及び図５を参照して、加熱チャンバー１２２〜１２４内に設置されたヒーター１３４，１３５の配置について説明する。図４及び図５に示すようにヒーター１３４，１３５は、基板１０１の搬送経路を挟んで両側に配置されている。ヒーター１３４は、基板１０１の上方に配置され、基板１０１の上面を加熱し、ヒーター１３５は、基板１０１の下方に配置されて、基板１０１の下面を加熱する。
【００３５】
ヒーター１３４，１３５は、棒状を成し、基板１０１の搬送経路を挟んで両側に配置されたヒーター１３４，１３５は、互いに直交する方向に延在している。図５では、基板１０１及びヒーター１３４，１３５を上方から示している。図５では、ヒーター１３４，１３５の一部を図示している。図５に示すように、複数のヒーター１３４は、基板１０１の搬送方向Ｙに直交する方向Ｘに沿って延在している。複数のヒーター１３４は、基板１０１の搬送方向Ｙに並べて配置されている。複数のヒーター１３５は、基板１０１の搬送方向Ｙに沿って延在している。複数のヒーター１３５は、基板１０１の搬送方向Ｙに直交する方向Ｘに沿って延在している。なお、ヒーター１３４，１３５の配置は、その他の配置でもよく、上下に配置されたヒーター１３４，１３５が同一の方向に延在して配列されていてもよい。ヒーター１３４，１３５は、直交ではなく、その他の角度で交差する様に配置されている構成でもよい。
【００３６】
複数のヒーター１３４，１３５は、配置された位置に応じて複数のグループ１３４Ａ，１３４Ｂ，１３５Ａ，１３５Ｂに組分けされており、グループごとに異なる加熱温度に設定可能な構成とされている。例えば、グループ１３４Ａのヒーター１３４は、基板１０１の搬送方向Ｙにおいて、基板１０１の端の領域を加熱する。グループ１３４Ｂのヒーター１３４は、基板１０１の搬送方向Ｙにおいて、基板１０１の中央の領域を加熱する。本実施形態では、例えば、グループ１３４Ａのヒーター１３４は、グループ１３４Ｂのヒーター１３４よりも２０％程度高い出力で運転される。なお、本実施形態では、２つのグループに組分けされているが、さらに多くのグループに分割してもよい。
【００３７】
グループ１３５Ａのヒーター１３５は、基板１０１の幅方向Ｘにおいて、基板１０１の端の領域を加熱する。グループ１３５Ｂのヒーター１３５は、基板１０１の幅方向Ｘにおいて、基板１０１の中央の領域を加熱する。本実施形態では、例えば、グループ１３５Ａのヒーター１３５は、グループ１３５Ｂのヒーター１３５よりも２０％程度高い出力で運転される。なお、本実施形態では、２つのグループに組分けされているが、さらに多くのグループに分割してもよい。
【００３８】
次に図４及び図６を参照して、隣接するチャンバー間に配置されたシール部材の冷却について説明する。図６は、チャンバーの出入口が開口された側壁の外面を示す正面図である。図６に示すように、側壁１４１には、基板１０１が通過する出入口１３１が設けられ、この出入口１３１の周囲には、シール部材１４２（図４参照）が装着されるリング溝１４３が形成されている。シール部材１４２は、チャンバー（１２４，１２５）内の真空環境を維持するためのものであり、公知のＯリングを使用することができる。
【００３９】
側壁１４１には、リング溝１４３の近傍に形成された冷却経路１４４が設けられている。冷却経路１４４は、チャンバーの幅方向Ｙに延在している。上下方向Ｚにおいて、冷却経路１４４は、例えば、リング溝１４３（シール部材１４２）の外側に配置されている。リング溝１４３の上下方向の外側に配置された一対の冷却経路１４４は、側壁１４１の外部で連結されている。例えば、上部の冷却経路１４４を通過した冷媒が、下部の冷却経路１４４を通過して、チャンバー外に排出される。冷却通路１４４を流通する冷媒としては、成膜装置１００が設置される工場内の工業用水を使用することができる。例えば、昇圧ポンプを用いて冷却水（冷媒）を昇圧して、昇圧された冷却水を供給してもよい。このように、冷却経路１４４内に冷媒を流通させることで、側壁１４１を冷却し、シール部材１４２の温度上昇を抑制する。
【００４０】
次に、本実施形態の成膜装置１００の作用について説明する。セレン化法による成膜を実行する場合には、例えば１０枚程度のトレイを連続的に流しながら、トレイ上の基板に成膜処理を連続的に施す。
基板１０１は、トレイ上に載置されて、各真空チャンバー１２１〜１２８内を移動する。なお、トレイを使用せずに、直接、ガラス基板を搬送してもよい。真空チャンバー１２２〜１２８内は、所定の圧力まで減圧されている。まず、ロードロックチャンバー１２１の入口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１がロードロックチャンバー１２１内に挿入される。基板１０１が所定の位置まで搬送されると、基板１０１の搬送が停止され、ロードロックチャンバー１２１の出入口の開閉ゲートが閉じられ、ロードロックチャンバー１２１内が密封状態となる。真空ポンプ１２が駆動されて、チャンバー内は第１加熱チャンバー１２２と同じ圧力（真空状態）まで減圧される。
【００４１】
次に、第１加熱チャンバー１２２の入口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１が第１加熱チャンバー内に挿入される。基板１０１が所定の位置まで搬送されると、基板１０１の搬送が停止され、第１加熱チャンバー１２２の出入口の開閉ゲートが閉じられ、第１加熱チャンバー１２２内が密封状態となる。加熱チャンバー１２２内は、真空ポンプによって減圧されて、所定の圧力に維持されている。
【００４２】
なお、ロードロックチャンバー１２１内の基板１０１が第１加熱チャンバー１２２に搬出されると、別の新たな基板１０１が、ロードロックチャンバー１２１内に挿入されて、上述した処理が行われる。
【００４３】
次に、基板１０１が挿入された第１加熱チャンバー１２２では、ヒーター１３４，１３５のスイッチがＯＮにされて、ヒーター１３４，１３５が発熱し、基板１０１を加熱する。例えば、第１加熱チャンバー１２２では、基板１０１が１分間で２０℃から２００℃に加熱される。加熱後、ヒーター１３４，１３５のスイッチがＯＦＦされる。なお、第２加熱チャンバーへ移動する間に、基板温度が低下することを考慮して、２００℃以上に加熱してもよい。
【００４４】
第１加熱チャンバー１２２内の基板１０１が２００℃まで加熱されると、第２加熱チャンバー１２３の入口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１が第２加熱チャンバー内に挿入される。基板１０１が所定の位置まで搬送されると、基板１０１の搬送が停止され、第２加熱チャンバー１２３の出入口の開閉ゲートが閉じられ、第２加熱チャンバー１２３内が密封状態となる。加熱チャンバー１２３内は、真空ポンプによって減圧されて、所定の圧力に維持されている。
【００４５】
なお、第１加熱チャンバー１２２内の基板１０１が第２加熱チャンバー１２３に搬出されると、別の基板１０１が、第１加熱チャンバー１２２内に挿入されて、上述した加熱処理が行われる。
【００４６】
次に、基板１０１が挿入された第２加熱チャンバー１２３では、ヒーター１３４，１３５のスイッチがＯＮにされて、ヒーター１３４，１３５が発熱し、基板１０１を加熱する。例えば、第２加熱チャンバー１２３では、基板１０１が１分間で２００℃から４００℃に加熱される。なお、第３加熱チャンバーへ移動する間に、基板温度が低下することを考慮して、４００℃以上に加熱してもよい。
【００４７】
第２加熱チャンバー１２３内の基板１０１が４００℃まで加熱されると、第３加熱チャンバー１２４の入口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１が第３加熱チャンバー内に挿入される。基板１０１が所定の位置まで搬送されると、基板１０１の搬送が停止され、第３加熱チャンバー１２４の出入口の開閉ゲートが閉じられ、第３加熱チャンバー１２３内が密封状態となる。加熱チャンバー１２４内は、真空ポンプによって減圧されて、所定の圧力に維持されている。
【００４８】
なお、第２加熱チャンバー１２３内の基板１０１が第３加熱チャンバー１２４に搬出されると、別の基板１０１が、第２加熱チャンバー１２３内に挿入されて、上述した加熱処理が行われる。
【００４９】
次に、基板１０１が挿入された第３加熱チャンバー１２４では、ヒーター１３４，１３５のスイッチがＯＮにされて、ヒーター１３４，１３５が発熱し、基板１０１を加熱する。例えば、第３加熱チャンバー１２４では、基板１０１が１分間で４００℃から６００℃に加熱される。なお、バッファーチャンバーへ移動する間に、基板温度が低下することを考慮して、６００℃以上に加熱してもよい。また、加熱チャンバーにおける加熱速度が同じになるようにヒーターの出力が制御されていることが好ましい。
【００５０】
第３加熱チャンバー１２４内の基板１０１が６００℃まで加熱されると、バッファーチャンバー１２５の入口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１がバッファーチャンバー１２５内に挿入される。基板１０１が所定の位置まで搬送されると、基板１０１の搬送が停止され、バッファーチャンバー１２５の入口の開閉ゲートが閉じられ、バッファーチャンバー１２５内が密封状態となる。バッファーチャンバー１２５内は、真空ポンプによって減圧されて、所定の圧力に維持されている。入口側及び出口側は、同時に開放状態とならないように制御されている。入口側及び出口側の開閉ゲートが閉じられて、成膜チャンバー１２６と第３加熱チャンバー１２４との連通状態が遮断される。
【００５１】
なお、第３加熱チャンバー１２４内の基板１０１がバッファーチャンバー１２５に搬出されると、別の基板１０１が、第３加熱チャンバー１２４内に挿入されて、上述した加熱処理が行われる。
【００５２】
次に、基板１０１が挿入されたバッファーチャンバー１２５では、ヒーター１３６のスイッチがＯＮにされて、ヒーター１３６が発熱し、基板１０１を６００℃に維持する。なお、成膜チャンバー１２６へ移動する間に、基板温度が低下することを考慮して、６００℃以上に加熱してもよい。
【００５３】
成膜チャンバー１２６内に基板１０１が存在していない状態であると、成膜チャンバー１２６の入口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１が成膜チャンバー１２６内に挿入される。基板１０１が所定の位置まで搬送されると、基板１０１の搬送が停止され、成膜チャンバー１２６の入口の開閉ゲートが閉じられ、成膜チャンバー１２６内が密封状態となる。成膜チャンバー１２６内は、真空ポンプによって減圧されて、所定の圧力に維持されている。
【００５４】
なお、バッファーチャンバー１２５内の基板１０１が成膜チャンバー１２６に搬出されると、別の基板１０１が、バッファーチャンバー１２５内に挿入されて、待機状態となる。
【００５５】
成膜チャンバー１２６では、セレンの真空蒸着法（セレン化法）を用いて成膜材料を基板１０１上に蒸着させる。成膜が完了すると、冷却チャンバー１２７の入口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１が冷却チャンバー１２７内に挿入される。基板１０１が所定の位置まで搬送されると、基板１０１の搬送が停止され、冷却チャンバー１２７の入口の開閉ゲートが閉じられ、冷却チャンバー１２７内が密封状態となる。冷却チャンバー１２７内は、真空ポンプによって減圧されて、所定の圧力に維持されている。
【００５６】
次に、冷却チャンバー１２７では、冷却板によって基板１０１が冷却される。基板１０１が所定の温度まで冷却されると、ロードロックチャンバー１２８の入口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１がロードロックチャンバー１２８内に挿入される。基板１０１が所定の位置まで搬送されると、基板１０１の搬送が停止され、ロードロックチャンバー１２８の入口の開閉ゲートが閉じられ、ロードロックチャンバー１２８内が密封状態となる。ロードロックチャンバー１２８内は、真空ポンプによって減圧されて、所定の圧力に維持されている。
【００５７】
次に、基板１０１が挿入されたロードロックチャンバー１２８は、チャンバー内が大気圧となるように昇圧された後、出口側の開閉ゲートが開放されて、基板１０１が搬出される。
【００５８】
このような本実施形態の成膜装置１００によれば、インライン装置において基板１０１が成膜チャンバーに挿入する前に連続的に６００℃まで加熱することができる。成膜装置１００では、約１分タクトで、短時間に加熱することが可能である。成膜装置１００は、複数の加熱チャンバーを用いて段階的に基板の温度を上げることができ、連続して複数の基板を加熱し、加熱された基板に対して成膜することができるので、生産効率の向上を図ることができる。
【００５９】
第１加熱チャンバーは、２００℃まで加熱し、第２の加熱チャンバーは、４００℃まで加熱し、第３の加熱チャンバーは、６００℃まで加熱する構成であるため、基板の歪みを抑制すると共に基板内における温度の均一性を保ちつつ、基板１０１の加熱時間を短縮することができる。
【００６０】
また、本実施形態の成膜装置１００では、第３加熱チャンバーと成膜チャンバーとの間にバッファーチャンバーを有する構成であるため、第３加熱チャンバーと成膜チャンバーとの連通状態を遮断することができ、成膜チャンバー内を浮遊する成膜材料の第３の加熱チャンバー内への流入を抑制することができる。これにより、真空ポンプや真空計の成膜材料による汚染を抑制することができる。
【００６１】
加熱チャンバー内には、複数のヒーターが、基板搬送経路を挟んで両側に配置され、基板搬送経路を挟んで両側に配置されたヒーターが、互いに直交する方向に延在しているので、基板の温度分布の均一化を図り、加熱された被成膜物に生じる歪を抑制することができる。その結果、基板１０１の歪を抑えつつ、加熱速度を上げることができる。
【００６２】
また、複数のヒーターは配置された位置に応じて複数のグループに組分けされており、グループごとに異なる加熱温度に設定可能であるため、基板の温度分布が均一化するように、領域ごとの温度設定を変えることができる。その結果、被成膜物の歪を抑えつつ、加熱速度を上げることができる。
【００６３】
成膜装置１００は、隣接するチャンバー間には、チャンバー内の真空環境を維持するためのシール部材が設けられており、シール部材を冷却するための冷媒が流通する冷却経路が、チャンバーの壁体内に設けられている。そのため、チャンバーの壁体内に設けられた冷却経路に冷媒を流通させることで、シール部材を冷却することができるため、高温環境におけるシール部材の劣化を抑制し、好適なシール性能を維持することができる。
【００６４】
本実施形態の成膜装置１００によれば、１分タクトでの生産が可能となり、セレンを真空蒸着する成膜装置において、生産効率の向上を図ることができる。
【００６５】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本実施形態では、３つの加熱チャンバーを備える構成であるが、４つ以上の加熱チャンバーを備えていてもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、一つのチャンバー内に一つの基板を挿入しているが、複数の基板を同時に加熱する構成でもよい。また、本実施形態では、第１の温度を２００℃、第２の温度を４００℃、成膜温度を６００℃としているが、これらの温度は、その他の温度でもよい。例えば成膜温度は、６００℃より低い温度でもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、加熱チャンバーと成膜チャンバーとの間に、バッファーチャンバーを備える構成としているが、バッファーチャンバーを備えていない構成でもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１００…成膜装置、１０２…搬送手段、１２１，１２８…ロードロックチャンバー（真空チャンバー）、１２２…第１加熱チャンバー（真空チャンバー）、１２３…第２加熱チャンバー（真空チャンバー）、１２４…第３加熱チャンバー（真空チャンバー）、１２５…バッファーチャンバー（真空チャンバー）、１２６…成膜チャンバー（真空チャンバー）、１２７…冷却チャンバー、１３４，１３５…ヒーター、１４１…壁体、１４２…シール部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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