JPWO2009057185A1 - CVD equipment - Google Patents

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Abstract

多結晶シリコンおよび単結晶シリコン太陽電池のシリコン窒化膜を形成するＣＶＤ装置であって、真空チャンバー内に、ＣＶＤによるＳｉＮ薄膜の形成によって、多結晶シリコン基板上にＳｉＮ反射膜を形成する成膜室と、この成膜室の上流側に配置する予備加熱室とを備える。加熱機構は、予備加熱室内において、搬入されたトレイと対向する位置にワークコイルを配置する。ワークコイルは、誘電体で覆った平面螺旋状とする高周波誘導加熱ヒータとする。真空チャンバー内での加熱を高周波誘導加熱ヒータによって行うことで、基板を載置するトレイを加熱して周辺部分の加熱を抑制することで熱容量を低減し、ワークコイルとトレイとの間に電界シールドを配置することによってグロー放電の発生を抑制する。これにより、基板温度を応答性よく精細に制御し、真空中において、高周波誘導加熱ヒータを用いた加熱を可能とし、基板温度を応答性よく精細に制御する。A CVD apparatus for forming a silicon nitride film for polycrystalline silicon and single crystal silicon solar cells, and forming a SiN reflective film on a polycrystalline silicon substrate by forming a SiN thin film by CVD in a vacuum chamber And a preheating chamber disposed upstream of the film formation chamber. The heating mechanism arranges the work coil at a position facing the loaded tray in the preheating chamber. The work coil is a high frequency induction heater having a planar spiral shape covered with a dielectric. Heating in the vacuum chamber is performed by a high-frequency induction heater to reduce the heat capacity by heating the tray on which the substrate is placed and suppressing the heating of the peripheral part, and electric field shielding between the work coil and the tray The occurrence of glow discharge is suppressed by disposing of. As a result, the substrate temperature is finely controlled with high responsiveness, heating using a high-frequency induction heater is possible in vacuum, and the substrate temperature is finely controlled with high responsiveness.

Description

本発明は、ＣＶＤ装置に関する。   The present invention relates to a CVD apparatus.

基板上に成膜を行って薄膜等を製造する成膜装置が知られている。このような成膜装置として、プラズマＣＶＤ装置があり、太陽電池用薄膜、感光ドラム、液晶ディスプレイ等に用いられるＴＦＴアレイ等の種々の半導体製造に使用されている。   2. Description of the Related Art A film forming apparatus that manufactures a thin film or the like by forming a film on a substrate is known. As such a film forming apparatus, there is a plasma CVD apparatus, which is used for manufacturing various semiconductors such as TFT arrays used for thin films for solar cells, photosensitive drums, liquid crystal displays, and the like.

インライン式のプラズマＣＶＤ装置では、ロード室、反応室、アンロード室を備え、トレイ等のサセプタに載置された基板をこれらロード室、反応室、およびアンロード室に順に移動させながら処理を施すことで薄膜形成を行っている。ロード室にはランプヒータ等が設けられ、基板をトレイに載せた状態で加熱して真空チャンバー内に搬入、さらに反応室内に搬入する。反応室では、薄膜材料を構成する元素からなる一種又は複数種の化学物ガスを導入しながら、高周波電極によるグロー放電で発生されたプラズマによって基板上に薄膜を形成する。薄膜が形成された基板は、アンロード室から搬出される。   The in-line type plasma CVD apparatus includes a load chamber, a reaction chamber, and an unload chamber, and performs processing while sequentially moving a substrate placed on a susceptor such as a tray to the load chamber, the reaction chamber, and the unload chamber. Thus, the thin film is formed. A lamp heater or the like is provided in the load chamber, and the substrate is heated in a state of being placed on a tray and carried into the vacuum chamber, and further carried into the reaction chamber. In the reaction chamber, a thin film is formed on the substrate by plasma generated by glow discharge using a high-frequency electrode while introducing one or more kinds of chemical gases composed of elements constituting the thin film material. The substrate on which the thin film is formed is unloaded from the unload chamber.

このようなプラズマＣＶＤ装置において、基板を所定温度まで加熱させる昇温時間を短縮し、かつ装置を小型化するために、基板を予備加熱する大気加熱炉と、大気加熱炉から搬出された基板を真空中で所定温度まで加熱するロード室と、基板表面に膜形成を行う反応室と、基板の冷却を行うアンロード室とを連続して配置した構成が提案されている（特許文献１参照）。   In such a plasma CVD apparatus, in order to shorten the heating time for heating the substrate to a predetermined temperature and to reduce the size of the apparatus, an atmospheric heating furnace for preheating the substrate and a substrate carried out from the atmospheric heating furnace are provided. There has been proposed a configuration in which a load chamber for heating to a predetermined temperature in vacuum, a reaction chamber for forming a film on the substrate surface, and an unload chamber for cooling the substrate are sequentially arranged (see Patent Document 1). .

また、大気側の加熱室に代えて、真空チャンバー内に加熱室を備える構成例も知られている。   A configuration example is also known in which a heating chamber is provided in a vacuum chamber instead of a heating chamber on the atmosphere side.

図３は、真空チャンバー内に成膜室および加熱室を備えるＣＶＤ装置の一構成例を示す。図３に示すＣＶＤ装置１０１は、予備加熱室１０２（１０２ａ，１０２ｂ）と成膜室１０３（１０３ａ，１０３ｂ）とアンロード室１０４をインラインに配列し、トレイ１０９上に載置した基板１２０を搬送しながら予備加熱した後に成膜を施す構成である。   FIG. 3 shows a configuration example of a CVD apparatus provided with a film forming chamber and a heating chamber in a vacuum chamber. The CVD apparatus 101 shown in FIG. 3 arranges the preheating chamber 102 (102a, 102b), the film formation chamber 103 (103a, 103b), and the unload chamber 104 in-line, and conveys the substrate 120 placed on the tray 109. In this configuration, the film is formed after preliminary heating.

アンロード室１０４から搬出されたトレイ１０９は、成膜済みの基板１２０を移動した後、トレイリターンベルト１０６によって基板移載装置１０５に戻して、未成膜の基板１１０を載置した後、予備加熱室１０２ａ内に搬入する。   The tray 109 unloaded from the unload chamber 104 moves the substrate 120 on which the film has been formed, then returns it to the substrate transfer device 105 by the tray return belt 106, places the substrate 110 on which the film has not been formed, and then performs preheating. It is carried into the chamber 102a.

予備加熱室１０２ａ，１０２ｂにはランプヒータ１１０ａ，１１０ｂが設けられ、成膜室１０３ａ，１０３ｂにはシーズヒータ１１１ａ，１１１ｂが設けられる。   Lamp heaters 110a and 110b are provided in the preheating chambers 102a and 102b, and sheathed heaters 111a and 111b are provided in the film forming chambers 103a and 103b.

この構成のプラズマＣＶＤ装置によれば、基板をロード室に導入する前にある程度まで予備的に加熱することで、基板の加熱温度条件が高く、また、ロード室での基板の加熱時間が短時間の場合であっても、基板を所定温度まで十分に加熱することができる。   According to the plasma CVD apparatus having this configuration, the substrate is heated to a certain extent before being introduced into the load chamber, so that the substrate heating temperature condition is high, and the heating time of the substrate in the load chamber is short. Even in this case, the substrate can be sufficiently heated to a predetermined temperature.

多結晶シリコン太陽電池の反射防止膜を形成するＣＶＤ装置では、太陽電池表面での光の入射損を低減させるために、表面反射を抑制するシリコン窒化膜が形成されている。この薄膜形成工程では、光反射防止のための薄膜形成と同時に多結晶シリコンの水素パッシベーション効果が確認されている。この水素パッシベーションによれば、結晶内部のダングリングボンドを水素で終端し、また、粒界の不純物を水素終端することで太陽電池の発電効率を上げる効果があることが知られている（非特許文献１）。   In a CVD apparatus that forms an antireflection film for a polycrystalline silicon solar cell, a silicon nitride film that suppresses surface reflection is formed in order to reduce the incidence loss of light on the surface of the solar cell. In this thin film formation process, the hydrogen passivation effect of polycrystalline silicon has been confirmed simultaneously with the formation of a thin film for preventing light reflection. According to this hydrogen passivation, it is known that dangling bonds inside the crystal are terminated with hydrogen, and impurities at grain boundaries are terminated with hydrogen to increase the power generation efficiency of the solar cell (non-patent) Reference 1).

多結晶シリコン太陽電池の反射防止膜形成用ＣＶＤ装置では、主に水素パッシベーションが効果的に行われるようにＣＶＤプロセス温度を設定している。このときの基板温度は、４００℃から５００℃が水素パッシベーションに好適であるとされている。   In a CVD apparatus for forming an antireflection film for a polycrystalline silicon solar cell, the CVD process temperature is set so that mainly hydrogen passivation is effectively performed. The substrate temperature at this time is preferably 400 ° C. to 500 ° C. for hydrogen passivation.

また、高周波誘導加熱を用いたバッチ式の熱ＣＶＤ装置が知られている（特許文献２〜特許文献４）。特許文献２、３に示されるＣＶＤ装置は、基板を収納する反応管の大気側にワークコイルを配置する構成である。また、特許文献４に示されるＣＶＤ装置は、減圧容器内にワークコイルを配置する構成である。   A batch-type thermal CVD apparatus using high-frequency induction heating is known (Patent Documents 2 to 4). The CVD apparatus disclosed in Patent Documents 2 and 3 has a configuration in which a work coil is disposed on the atmosphere side of a reaction tube that houses a substrate. Moreover, the CVD apparatus shown by patent document 4 is a structure which arrange | positions a work coil in a decompression container.

特許第３２１１２５６号Japanese Patent No. 3211256 特開平１０−１２３６４号JP-A-10-12364 特開２００３−８６５１８号JP 2003-86518 A 特開平６−５３１３９号JP-A-6-53139 “太陽電池”、濱川佳弘著 コロナ社 76,77頁 4.3多結晶シリコン太陽電池の高効率化技術“Solar cell”, Yoshihiro Hirokawa Corona Company, pages 76,77 4.3 High-efficiency technology for polycrystalline silicon solar cells

上記したように、多結晶シリコン太陽電池の反射防止膜としてシリコン窒化膜が用いられ、反射防止のための光学的な特性と同時に多結晶シリコン基板の水素パッシベーション効果により太陽電池の発電効率が向上することが知られている。水素パッシベーション効果は、ＣＶＤ製膜時の基板温度が影響することが知られており、基板温度を応答性よく精細に制御できないと、高効率の多結晶シリコン太陽電池が実現できない。   As described above, the silicon nitride film is used as the antireflection film of the polycrystalline silicon solar cell, and the power generation efficiency of the solar cell is improved by the hydrogen passivation effect of the polycrystalline silicon substrate simultaneously with the optical characteristics for antireflection. It is known. The hydrogen passivation effect is known to be affected by the substrate temperature during CVD film formation. If the substrate temperature cannot be precisely controlled with high responsiveness, a highly efficient polycrystalline silicon solar cell cannot be realized.

ランプヒータやシーズヒータを用いた加熱では、エネルギー変換効率が２０％から３５％程度と低効率であるため急速加熱が困難であり、また、被加熱物以外のチャンバーなどの温度上昇が避けられず、大きな熱容量を持つシステムとなるためチャンバーを冷却する水冷機構や熱反射板が必要となる他、高速で応答性よく精細な温度制御をすることは困難である。特にランプヒータでは、大面積被加熱物（トレイ）の温度を均一性に調整することが困難である。   In heating using a lamp heater or sheathed heater, rapid heating is difficult because the energy conversion efficiency is as low as about 20% to 35%, and the temperature rise of chambers other than the object to be heated is inevitable. In addition to a system having a large heat capacity, a water cooling mechanism and a heat reflecting plate for cooling the chamber are required, and it is difficult to perform precise temperature control with high speed and responsiveness. Particularly in a lamp heater, it is difficult to adjust the temperature of a large-area heated object (tray) to be uniform.

また、真空中の加熱では、周囲温度が上昇してシステム全般に熱が渡るため、耐熱対策が必要となり、装置価格の上昇や信頼性の低下につながる他、メンテナンス時は上昇した周囲温度が十分に下がるまでに長時間が必要となる。また、システムの立ち上げ時には、周囲温度が一定になって装置が安定するまでに予備加熱を長時間行う必要であり、装置利用効率が悪いという問題もある。   Heating in vacuum increases the ambient temperature and heat is transferred to the entire system, requiring heat-resistant measures, leading to increased equipment prices and lower reliability, and the increased ambient temperature is sufficient for maintenance. It takes a long time to go down. Further, when starting up the system, it is necessary to perform preheating for a long time until the ambient temperature becomes constant and the apparatus is stabilized, and there is a problem that the efficiency of use of the apparatus is poor.

また、真空中において、ランプヒータ加熱で急速加熱をする場合には大電力を投入する必要があり、電圧が例えば６０Ｖを越えると、異常放電（アーキング）が発生する場合がある。   In addition, in the vacuum, when rapid heating is performed by lamp heater heating, it is necessary to input a large amount of power. When the voltage exceeds, for example, 60 V, abnormal discharge (arcing) may occur.

一方、高周波誘導加熱ヒータを用いた加熱では、ＣＶＤ装置への適用において種々の問題がある。例えば、特許文献２に示される構成では、大面積の誘導加熱を行うことが困難である。特に、トレイ（サセプタ）の端部と中央とで誘導電流が不均一になることが予想されるため、大面積で均一な加熱を行うことは困難である。特許文献３に示される構成ではグロー放電の抑制の困難性が予想される。   On the other hand, heating using a high frequency induction heater has various problems in application to a CVD apparatus. For example, with the configuration shown in Patent Document 2, it is difficult to perform large-area induction heating. In particular, since the induced current is expected to be non-uniform between the end portion and the center of the tray (susceptor), it is difficult to perform uniform heating over a large area. With the configuration shown in Patent Document 3, it is expected that it is difficult to suppress glow discharge.

また、特許文献２，３の構成はチャンバー外部にワークコイルを配置するため、チャンバー材料は、石英やアルミナセラミックスのような高強度の誘電体に限られ、大面積のサセプタを挿入可能なチャンバーを製作することは技術的にも、コスト的にも困難である。特許文献４に示される構成においても、グロー放電の抑制の困難性が予想される。   In addition, since the work coils are arranged outside the chamber in the configurations of Patent Documents 2 and 3, the chamber material is limited to a high-strength dielectric such as quartz or alumina ceramic, and a chamber in which a large-area susceptor can be inserted is provided. It is difficult to manufacture both in terms of technology and cost. Even in the configuration disclosed in Patent Document 4, difficulty in suppressing glow discharge is expected.

そこで、本発明は上記課題を解決して、基板温度を応答性よく精細に制御することを目的とする。また、真空中において、高周波誘導加熱ヒータを用いた加熱を可能とし、これにより基板温度を応答性よく精細に制御することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above problems and to precisely control the substrate temperature with high responsiveness. It is another object of the present invention to enable heating using a high-frequency induction heater in vacuum, thereby finely controlling the substrate temperature with high responsiveness.

さらに、ＣＶＤ成膜において、基板温度を応答性よく精細に制御することで、水素パッシベーションの効果を向上させることを目的とする。   It is another object of the present invention to improve the effect of hydrogen passivation by precisely controlling the substrate temperature with high responsiveness in CVD film formation.

本発明は、真空チャンバー内での加熱を高周波誘導加熱ヒータによって行うことで、基板を載置するトレイを加熱して周辺部分の加熱を抑制することで熱容量を低減し、さらに、この高周波誘導加熱ヒータによる加熱において、ワークコイルとトレイとの間に電界シールドを配置することによってグロー放電の発生を抑制し、これによって、基板の温度制御を応答性良く、かつ、精細に行うものである。   The present invention reduces the heat capacity by heating the inside of the vacuum chamber with a high frequency induction heater, thereby heating the tray on which the substrate is placed and suppressing the heating of the peripheral portion. In heating by the heater, the occurrence of glow discharge is suppressed by disposing an electric field shield between the work coil and the tray, thereby controlling the temperature of the substrate with high responsiveness and fineness.

また、基板の温度制御の応答性や精細性を高めることによって、水素パッシベーションを効果的なものとし、太陽電池の発電効率を向上させることができる。   Further, by improving the responsiveness and fineness of the temperature control of the substrate, hydrogen passivation can be made effective and the power generation efficiency of the solar cell can be improved.

本発明のＣＶＤ装置は、高周波誘導加熱ヒータを用いて、成膜工程前の段階で基板を所定温度に加熱する予備加熱を行う他、成膜中の基板の温度を所定温度に維持することができる。高周波誘導加熱ヒータは、例えば、１５０ｋHzから５００ｋHz程度の高周波電力を供給することで駆動する。   The CVD apparatus of the present invention uses a high-frequency induction heater to perform preheating to heat the substrate to a predetermined temperature in the stage before the film formation process, and to maintain the temperature of the substrate during film formation at a predetermined temperature. it can. The high frequency induction heater is driven by supplying high frequency power of about 150 kHz to 500 kHz, for example.

本発明のＣＶＤ装置は、 多結晶シリコンおよび単結晶シリコン太陽電池のシリコン窒化膜を形成するＣＶＤ装置であって、真空チャンバー内に、ＣＶＤによるＳｉＮ薄膜の形成によって、多結晶シリコン基板上にＳｉＮ反射膜（窒化シリコン反射膜）を形成する成膜室と、この成膜室の上流側に配置する予備加熱室とを備える。   The CVD apparatus according to the present invention is a CVD apparatus for forming a silicon nitride film of polycrystalline silicon and single crystal silicon solar cells. In the vacuum chamber, a SiN thin film is formed by CVD to reflect SiN on a polycrystalline silicon substrate. A film forming chamber for forming a film (silicon nitride reflecting film) and a preheating chamber disposed upstream of the film forming chamber are provided.

本発明のＣＶＤ装置の一態様は、成膜工程前の段階で基板を所定温度に加熱する予備加熱に高周波誘導加熱を適用する態様である。予備加熱室は、カーボンを主成分とする平面板状の基板搬送用のトレイを加熱する加熱機構を有する。   One aspect of the CVD apparatus of the present invention is an aspect in which high-frequency induction heating is applied to preheating for heating the substrate to a predetermined temperature in a stage before the film forming process. The preheating chamber has a heating mechanism for heating a flat plate-shaped substrate transfer tray mainly composed of carbon.

本発明のＣＶＤ装置の他の態様は、成膜中の基板を所定温度に維持するための加熱に高周波誘導加熱を適用する態様である。成膜室は、カーボンを主成分とする平面板状の基板搬送用のトレイを加熱する加熱機構を有する。   Another aspect of the CVD apparatus of the present invention is an aspect in which high-frequency induction heating is applied to heating for maintaining the substrate during film formation at a predetermined temperature. The film formation chamber has a heating mechanism that heats a tray for transporting a flat plate-like substrate mainly composed of carbon.

本発明のＣＶＤ装置のさらに別の態様は、成膜工程前の段階で基板を所定温度に加熱する予備加熱に高周波誘導加熱を適用すると共に、成膜中の基板を所定温度に維持するための加熱に高周波誘導加熱を適用する態様である。予備加熱室と成膜室は、カーボンを主成分とする平面板状の基板搬送用のトレイを加熱する加熱機構をそれぞれ有する。   Yet another aspect of the CVD apparatus of the present invention is to apply high-frequency induction heating to preheating to heat the substrate to a predetermined temperature in the stage before the film forming process, and to maintain the substrate during film formation at the predetermined temperature. In this embodiment, high frequency induction heating is applied to the heating. Each of the preheating chamber and the film forming chamber has a heating mechanism for heating the tray for transporting the flat plate-like substrate mainly composed of carbon.

本発明の各態様において、加熱機構は、予備加熱室内において、搬入されたトレイと対向する位置にワークコイルを配置する。ワークコイルは、誘電体で覆った平面螺旋状とする高周波誘導加熱ヒータとする。ワークコイルを平面螺旋状とすることによって、平面板状のトレイとの距離を近接して接地することができ、効率的で均一な加熱が可能となる。   In each aspect of the present invention, the heating mechanism arranges the work coil at a position facing the loaded tray in the preheating chamber. The work coil is a high frequency induction heater having a planar spiral shape covered with a dielectric. By making the work coil into a flat spiral shape, the distance from the flat plate-like tray can be close to the ground and efficient and uniform heating is possible.

減圧下においてランプヒータやシーズヒータを用いて加熱する場合には、放射伝達による熱伝達によってトレイ等の被加熱物を加熱する。熱伝達による加熱はエネルギーの伝達効率が悪く、周囲の温度の影響が大きく影響する。また、大型の装置の場合には、ランプヒータやシーズヒータを設置した場所の周囲まで温度が上昇する。この温度上昇を抑えるには、局所空調などの温度管理システムを付加しなければならない。   When heating using a lamp heater or a sheathed heater under reduced pressure, a heated object such as a tray is heated by heat transfer by radiation transfer. Heating by heat transfer has poor energy transfer efficiency and is greatly influenced by the ambient temperature. In the case of a large apparatus, the temperature rises to the vicinity of the place where the lamp heater or sheathed heater is installed. In order to suppress this temperature rise, a temperature management system such as local air conditioning must be added.

また、ランプヒータやシーズヒータでは断線による部品寿命が避けられない。特に、ランプヒータの加熱では、通常、複数のランプを同時に点灯するため、一部分のランプが断線した場合に故障を特定することが困難であり、また、各ランプの寿命予想も不可能であるため、装置の信頼性に問題がある。   Also, lamp heaters and sheathed heaters cannot avoid the life of parts due to disconnection. In particular, when heating a lamp heater, normally, a plurality of lamps are turned on at the same time, so it is difficult to identify a failure when some of the lamps are disconnected, and it is impossible to predict the life of each lamp. There is a problem with the reliability of the device.

これに対して、高周波誘導による加熱ではトレイは誘導電磁波により直接結合し、内部に発生する渦電流による直接抵抗加熱であるため、エネルギー変換効率が改善され、高温、急速加熱が可能となり、同時に周囲の温度の影響は前者に比較して非常に小さい。   On the other hand, in the case of heating by high frequency induction, the tray is directly coupled by the induced electromagnetic wave and directly resistance heating by the eddy current generated inside, so the energy conversion efficiency is improved and high temperature and rapid heating are possible. The influence of temperature is very small compared to the former.

また、高周波誘導による加熱では、高温、急速加熱が可能となり装置の生産性を向上することができ、エネルギー変換効率が向上し、装置運転費用を低減することができる。   In addition, high-frequency induction heating enables high-temperature and rapid heating, improving the productivity of the apparatus, improving energy conversion efficiency, and reducing apparatus operating costs.

また、高周波誘導による加熱では、ワークコイルと近接するトレイに対して加熱エネルギーが選択的に投入されるため、トレイ以外の周囲部材の温度上昇を抑制することができる。そのため、チャンバーを冷却する水冷装置や、周囲の部材からの輻射熱を抑制する熱反射板等を不要とすることができる。特にトレイや基板搬送機構に対して耐熱対策が不要となるため、機構の簡略化が可能となり、熱負荷の低減により信頼性が向上し、コストも低減できる。また、周囲温度が常温であるため、高温プロセスの場合でも安全に作業できる。   In addition, in the heating by high frequency induction, heating energy is selectively input to the tray adjacent to the work coil, so that an increase in the temperature of surrounding members other than the tray can be suppressed. Therefore, a water cooling device for cooling the chamber, a heat reflecting plate for suppressing radiant heat from surrounding members, and the like can be eliminated. In particular, since a heat resistance measure is not required for the tray and the substrate transport mechanism, the mechanism can be simplified, and the reliability can be improved and the cost can be reduced by reducing the thermal load. In addition, since the ambient temperature is room temperature, it is possible to work safely even in a high temperature process.

また、高周波誘導加熱によれば、消耗による部品寿命は無視することができ、故障の特定や寿命予想が可能であるため、装置の信頼性を向上させることができる。   In addition, according to the high frequency induction heating, the component life due to wear can be ignored, and the failure can be specified and the life can be predicted. Therefore, the reliability of the apparatus can be improved.

一般に、高周波誘導加熱では、１００ｋHzから５００ｋHｚ程度の周波数を使用することで損失の少ない効率的な誘導加熱が可能となるが、周波数が高くなるに従ってワークコイルは高電位となり、コイル電圧が高い場合には、高周波誘導による電界成分によってトレイや周辺部材との間で容量結合が発生し、グロー放電が発生し易くなる。グロー放電が発生すると、トレイに十分な誘導電流を供給することができず、良好な加熱が困難となるという問題が生じる。   In general, high-frequency induction heating enables efficient induction heating with low loss by using a frequency of about 100 kHz to 500 kHz. However, when the work coil is at a higher potential and the coil voltage is higher as the frequency is higher. In this case, capacitive coupling occurs between the tray and peripheral members due to the electric field component caused by high frequency induction, and glow discharge is likely to occur. When glow discharge occurs, there is a problem in that sufficient induction current cannot be supplied to the tray, making it difficult to perform good heating.

本発明の加熱機構は、高周波誘導加熱を行うことで上記した効果を奏することができることに加えて、ワークコイルを誘電体で覆うと共に、ワークコイルとトレイの間に電界シールド設置し、さらに、ワークコイルとトレイとを接地することによって、ワークコイルとトレイとの間の電位差を無くしてグロー放電の発生を抑制し、加熱効率を向上させることができる。   The heating mechanism of the present invention can provide the above-described effect by performing high-frequency induction heating. In addition, the work coil is covered with a dielectric, and an electric field shield is installed between the work coil and the tray. By grounding the coil and the tray, it is possible to eliminate the potential difference between the work coil and the tray, suppress the occurrence of glow discharge, and improve the heating efficiency.

本発明の加熱機構は、シリコン窒化膜を形成する成膜工程の直前や成膜中において、多結晶シリコン基板を３８０℃から５００℃の範囲でトレイを加熱する。この加熱温度の範囲は、水素パッシベーションに好適な基板温度の温度範囲（例えば、４００℃から５００℃）を含むものである。   The heating mechanism of the present invention heats the tray in the range of 380 ° C. to 500 ° C. immediately before or during the film forming process for forming the silicon nitride film. This heating temperature range includes a temperature range of the substrate temperature suitable for hydrogen passivation (for example, 400 ° C. to 500 ° C.).

また、予備加熱室や成膜室は、室内にヘリウムガスを導入する導入機構を備える構成としても良い。ヘリウムガス等の希ガスを導入することで、基板を冷却して温度制御を行う。また、成膜室では、プラズマの生成に導入したヘリウムガスを用いても良い。   In addition, the preheating chamber and the film formation chamber may be configured to include an introduction mechanism for introducing helium gas into the chamber. By introducing a rare gas such as helium gas, the temperature of the substrate is controlled by cooling the substrate. In the deposition chamber, helium gas introduced for plasma generation may be used.

また、予備加熱室や成膜室は、室内に水素ガスを導入する導入機構を備える構成としても良い。加熱処理中に熱伝導率の良い水素ガスを導入することによって、加熱効率を向上させ、処理時間を短縮するとともに、加熱装置の簡略化を図ることができる。   In addition, the preheating chamber and the film formation chamber may be configured to include an introduction mechanism for introducing hydrogen gas into the chamber. By introducing hydrogen gas having good thermal conductivity during the heat treatment, the heating efficiency can be improved, the treatment time can be shortened, and the heating device can be simplified.

また、加熱室の水素分圧を上げることによって、この加熱による水素パッシベーション効果の低減を防ぐ。水素パッシベーションは、基板の粒界および界面、薄膜内部に残る未結合の水素基の反応を促進し、水素終端率を向上させ、これによって形成される太陽電池の発電効率を向上させる。   Further, by increasing the hydrogen partial pressure in the heating chamber, reduction of the hydrogen passivation effect due to this heating is prevented. Hydrogen passivation promotes the reaction of unbonded hydrogen groups remaining in the grain boundaries and interfaces of the substrate and in the thin film to improve the hydrogen termination rate, thereby improving the power generation efficiency of the solar cell formed thereby.

本発明の加熱機構は、高周波誘導加熱ヒータを用いることによって、真空中の加熱においてエネルギー変換効率が良好となり、急速加熱が可能である。また、真空中で、周囲温度が上昇しないため、システム全般に対する耐熱対策が不要となり、装置価格の低減、信頼性の向上につながる。また、真空中で周囲温度が上昇しないため、メンテナンス時は周囲温度が十分に下がるまで長い時間を必要することがない。一方、立ち上げ時は、装置が安定するような周囲温度が一定になるまで長い時間予備加熱を必要としないため、装置利用効率が良い。   In the heating mechanism of the present invention, by using a high frequency induction heater, energy conversion efficiency is improved in heating in a vacuum, and rapid heating is possible. In addition, since the ambient temperature does not rise in a vacuum, heat resistance measures for the entire system are not required, leading to a reduction in device price and an increase in reliability. In addition, since the ambient temperature does not increase in a vacuum, it does not take a long time for the ambient temperature to sufficiently decrease during maintenance. On the other hand, at the time of start-up, since preheating is not required for a long time until the ambient temperature at which the apparatus is stabilized becomes constant, the apparatus utilization efficiency is good.

太陽電池用の多結晶シリコン基板は通常矩形である。トレイ形状を平板状で矩形形状とすることで、矩形のシリコン基板を複数並べることが可能となる。また、トレイのサイズを、所定個数の矩形のシリコン基板を複数並べるのに必要な最小限の面積とし、基板の加熱に寄与しない余分なトレイ面積を減少させる。これによって、トレイ加熱時の必要熱容量を最小に抑制し、効率的に加熱することができる。   A polycrystalline silicon substrate for solar cells is usually rectangular. By making the tray shape flat and rectangular, a plurality of rectangular silicon substrates can be arranged. In addition, the size of the tray is set to a minimum area necessary for arranging a plurality of rectangular silicon substrates of a predetermined number, and an unnecessary tray area that does not contribute to heating of the substrate is reduced. Thereby, the necessary heat capacity at the time of tray heating can be suppressed to the minimum, and heating can be performed efficiently.

本発明によれば、基板温度を応答性よく精細に制御することができる。   According to the present invention, the substrate temperature can be finely controlled with high responsiveness.

また、真空中において、高周波誘導加熱ヒータを用いた加熱を可能とし、これにより基板温度を応答性よく精細に制御することができる。さらに、ＣＶＤ成膜において、基板温度を応答性よく精細に制御することで、水素パッシベーションの効果を向上させることができる。   Further, heating using a high-frequency induction heater can be performed in a vacuum, whereby the substrate temperature can be finely controlled with high responsiveness. Furthermore, in the CVD film formation, the effect of hydrogen passivation can be improved by precisely controlling the substrate temperature with high responsiveness.

本発明のＣＶＤ装置の概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the CVD apparatus of this invention. 本発明のＣＶＤ装置が備える高周波誘導加熱ヒータの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the high frequency induction heater with which the CVD apparatus of this invention is provided. 従来のＣＶＤ装置の概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the conventional CVD apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＣＶＤ装置
２，２ａ，２ｂ 予備加熱室
３，３ａ，３ｂ…成膜室
４ アンロード室
５ 基板移載装置
６ トレイリターンコンベア
７ 真空チャンバー
８ 電極
９ トレイ
１０ 高周波誘導加熱ヒータ
１１ ワークコイル
１２ 誘電体ベース
１３ 誘電体箱（シールドケース）
１４ ポッテイング部
１５ スペーサ
１６ ガラス板
１７ 電界シールド
１８ アダプタフランジ
１９ フールドスルー
２０ 基板
２１，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ Ｏリング
２４ Ｏリング押させ板
３０ 冷却管
１０１ ＣＶＤ装置
１０２，１０２ａ，１０２ｂ 予備加熱室
１０３，１０３ａ，１０３ｂ 成膜室
１０４ アンロード室
１０５ 基板移載装置
１０６ トレイリターンコンベア
１０７ 真空チャンバー
１０８ 電極
１０９ トレイ
１１０ａ，１１０ｂ ランプヒータ
１１１ａ，１１１ｂ シーズヒータ
１２０ 基板。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CVD apparatus 2, 2a, 2b Preheating chamber 3, 3a, 3b ... Film formation chamber 4 Unload chamber 5 Substrate transfer device 6 Tray return conveyor 7 Vacuum chamber 8 Electrode 9 Tray 10 High frequency induction heater 11 Work coil 12 Dielectric Body base 13 Dielectric box (shield case)
14 Potting portion 15 Spacer 16 Glass plate 17 Electric field shield 18 Adapter flange 19 Field through 20 Substrate 21, 22a, 22b, 23a, 23b O-ring 24 O-ring pushing plate 30 Cooling tube 101 CVD apparatus 102, 102a, 102b Preheating chamber 103, 103a, 103b Deposition chamber 104 Unload chamber 105 Substrate transfer device 106 Tray return conveyor 107 Vacuum chamber 108 Electrode 109 Tray 110a, 110b Lamp heater 111a, 111b Seed heater 120 Substrate.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明のＣＶＤ装置の概略構成を説明するための図であり、図２は本発明のＣＶＤ装置が備える高周波誘導加熱ヒータの構成例を説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of a CVD apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of a high-frequency induction heater provided in the CVD apparatus of the present invention.

図１はインライン式のＣＶＤ装置の構成例を示している。図１に示すＣＶＤ装置１は、予備加熱室２（２ａ，２ｂ）と成膜室３（３ａ，３ｂ）とアンロード室４をインラインに配列し、トレイ９上に載置した基板２０を搬送しながら予備加熱した後に成膜を施す。アンロード室４から搬出されたトレイ９は、成膜済みの基板２０を移動した後、トレイリターンベルト６によって基板移載装置５に戻して、未成膜の基板２０を載置した後、予備加熱室２ａ内に搬入する。   FIG. 1 shows a configuration example of an in-line type CVD apparatus. 1 has a preheating chamber 2 (2a, 2b), a film formation chamber 3 (3a, 3b), and an unload chamber 4 arranged in-line, and conveys a substrate 20 placed on a tray 9. Then, after preheating, the film is formed. The tray 9 carried out from the unload chamber 4 moves the film-formed substrate 20, returns it to the substrate transfer device 5 by the tray return belt 6, places the non-film-formed substrate 20, and preheats it. Carry it into the chamber 2a.

未処理の基板２０は、基板移載装置５によって、カーボンを主成分とするトレイ９（レセプタ）上に載置され、予備加熱室２に導入される。図１に示す構成例では、予備加熱室２は２つの予備加熱室２ａ，予備加熱室２ｂを従属接続して構成される。予備加熱室２ａは真空チャンバー７内に高周波誘導加熱ヒータ１０ａを備え、予備加熱室２ｂは真空チャンバー７内に高周波誘導加熱ヒータ１０ａを備える。   The untreated substrate 20 is placed on a tray 9 (receptor) containing carbon as a main component by the substrate transfer device 5 and introduced into the preheating chamber 2. In the configuration example shown in FIG. 1, the preheating chamber 2 is configured by connecting two preheating chambers 2a and 2b. The preheating chamber 2 a includes a high frequency induction heater 10 a in the vacuum chamber 7, and the preheating chamber 2 b includes a high frequency induction heater 10 a in the vacuum chamber 7.

予備加熱室２ａ，２ｂに導入されたトレイ９は、高周波誘導加熱ヒータ１０ａ，１０ｂによって加熱され、成膜室３で行うＣＶＤ処理に適した温度に制御される。高周波誘導加熱ヒータ１０ａと高周波誘導加熱ヒータ１０ｂの２段で加熱することによって、温度制御の調整を容易とすることができる。例えば、高周波誘導加熱ヒータ１０ａによって高速に温度上昇させた後、高周波誘導加熱ヒータ１０ｂによって所定温度に温度調整を行うことができる。   The tray 9 introduced into the preheating chambers 2a and 2b is heated by the high frequency induction heaters 10a and 10b, and is controlled to a temperature suitable for the CVD process performed in the film forming chamber 3. The temperature control can be easily adjusted by heating in two stages of the high frequency induction heater 10a and the high frequency induction heater 10b. For example, the temperature can be adjusted to a predetermined temperature by the high-frequency induction heater 10b after the temperature is raised at high speed by the high-frequency induction heater 10a.

また、予備加熱室２ａ，２ｂには、真空チャンバー７内に水素ガスあるいはヘリウムガス等を導入する導入機構（図示していない）を設けることができる。   The preheating chambers 2a and 2b can be provided with an introduction mechanism (not shown) for introducing hydrogen gas or helium gas into the vacuum chamber 7.

予備加熱室２ａ，２ｂ内に、加熱処理中に熱伝導率の良い水素ガスを導入することによって、加熱効率を向上させ、処理時間を短縮するとともに、加熱装置の簡略化を図ることができる。また、予備加熱室２ａ，２ｂ内にヘリウムガス等を導入することによって温度制御を行う。   By introducing hydrogen gas having good thermal conductivity into the preheating chambers 2a and 2b during the heat treatment, the heating efficiency can be improved, the treatment time can be shortened, and the heating device can be simplified. Further, temperature control is performed by introducing helium gas or the like into the preheating chambers 2a and 2b.

予備加熱室２で加熱されたトレイ９および基板２０を、成膜室１０内に導入する。図１に示す構成例では、成膜室３は２つの成膜室３ａ，成膜室３ｂを従属接続して構成される。成膜室３ａは真空チャンバー７内に高周波誘導加熱ヒータ１０ｃを備え、成膜室３ｂは真空チャンバー７内に高周波誘導加熱ヒータ１０ｄを備える。   The tray 9 and the substrate 20 heated in the preheating chamber 2 are introduced into the film forming chamber 10. In the configuration example shown in FIG. 1, the film forming chamber 3 is configured by connecting two film forming chambers 3 a and 3 b in cascade. The film forming chamber 3 a includes a high frequency induction heater 10 c in the vacuum chamber 7, and the film forming chamber 3 b includes a high frequency induction heater 10 d in the vacuum chamber 7.

成膜室３ａ，３ｂは電極８を備え、取り込んだ基板にＣＶＤによるＳｉＮ薄膜の形成によって、多結晶シリコン基板上にＳｉＮ反射膜（窒化シリコン反射膜）を形成する。高周波誘導加熱ヒータ１０ｃ，１０ｄは、ＣＶＤのプロセス温度に維持する。   The film forming chambers 3a and 3b are provided with electrodes 8, and a SiN reflection film (silicon nitride reflection film) is formed on the polycrystalline silicon substrate by forming a SiN thin film by CVD on the taken-in substrate. The high frequency induction heaters 10c and 10d are maintained at the CVD process temperature.

また、成膜室３ａ，３ｂには、真空チャンバー７内に水素ガスあるいはヘリウムガス等を導入する導入機構（図示していない）を設けることができる。   The film forming chambers 3 a and 3 b can be provided with an introduction mechanism (not shown) for introducing hydrogen gas or helium gas into the vacuum chamber 7.

成膜室３ａ，３ｂ内に、加熱処理中に熱伝導率の良い水素ガスを導入することによって、加熱効率を向上させ、処理時間を短縮するとともに、加熱装置の簡略化を図ることができる。また、成膜室３ａ，３ｂ熱室の水素分圧を上げることによって、この加熱による水素パッシベーション効果の低減を防ぐことができる。また、成膜室３ａ，３ｂ内にヘリウムガス等を導入することによって温度制御を行う。   By introducing hydrogen gas having good thermal conductivity into the film formation chambers 3a and 3b during the heat treatment, the heating efficiency can be improved, the treatment time can be shortened, and the heating apparatus can be simplified. Further, by increasing the hydrogen partial pressure of the film forming chambers 3a and 3b, it is possible to prevent the hydrogen passivation effect from being reduced by this heating. Further, temperature control is performed by introducing helium gas or the like into the film forming chambers 3a and 3b.

なお、成膜室３ａ，３ｂは、必要に応じた成膜処理を行うことができる。例えば、成膜室３ａ，３ｂにおいてそれぞれ異なる薄膜の成膜処理を行う態様や、成膜室３ａ，３ｂにおいて同種の薄膜を２段階で成膜処理を行う態様などに用いることができる。   The film forming chambers 3a and 3b can perform a film forming process as necessary. For example, it can be used for a mode in which different thin film forming processes are performed in the film forming chambers 3a and 3b, a mode in which the same type of thin film is formed in two stages in the film forming chambers 3a and 3b, and the like.

図１では、予備加熱室および成膜室がそれぞれ２室の例を示しているが、それぞれ１室とする構成の他、３室以上の複数室とする構成としてもよい。   Although FIG. 1 shows an example in which the preheating chamber and the film forming chamber are each two chambers, a configuration in which each chamber is a single chamber or a plurality of three or more chambers may be employed.

図２は高周波誘導加熱ヒータ１０の概略断面図である。図２は高周波誘導加熱ヒータ１０の単体を示しているが、ＣＶＤ装置１の真空チャンバー７内に設置される。真空チャンバー７は、図示していない排気装置によって真空チャンバー７内を低圧環境とし、低圧環境下においてトレイ９上に載置した基板２０を加熱する。   FIG. 2 is a schematic sectional view of the high frequency induction heater 10. FIG. 2 shows a single high-frequency induction heater 10, which is installed in the vacuum chamber 7 of the CVD apparatus 1. The vacuum chamber 7 places the inside of the vacuum chamber 7 in a low pressure environment by an exhaust device (not shown), and heats the substrate 20 placed on the tray 9 in the low pressure environment.

高周波誘導加熱ヒータ１０は、ワークコイル１１に高周波電流を供給することによってトレイ（図示していない）に誘導電流を発生させ、この誘導電流によってトレイを加熱することによって、トレイ上に載置する基板（図示していない）を加熱する。高周波誘導加熱装置１は例えば１０００Ｐａ以下の減圧環境で使用される。   The high-frequency induction heater 10 generates a induced current in a tray (not shown) by supplying a high-frequency current to the work coil 11 and heats the tray by this induced current, whereby a substrate placed on the tray. Heat (not shown). The high frequency induction heating device 1 is used in a reduced pressure environment of 1000 Pa or less, for example.

ワークコイル１１は、外部に設けた高周波電源（図示していない）から、マッチングボックス（図示していない）内に設けたマッチング回路（図示していない）によってインピーダンス整合された後、高周波電力の供給を受ける。   The work coil 11 is impedance-matched by a matching circuit (not shown) provided in a matching box (not shown) from a high-frequency power source (not shown) provided outside, and then supplied with high-frequency power. Receive.

マッチング回路は、高周波電源とワークコイル１１との間の入力インピーダンス及び出力インピーダンスを整合して、高周波電源からワークコイル１１への高周波電流の供給効率を向上させる。なお、高周波電源は、例えば、商用電源等の交流電源から取り込む電力を制限する電力制限回路、取り込んだ電力の周波数を例えば、１００ｋＨｚから５００ｋＨｚの高周波に高める高周波発生回路により構成することができる。   The matching circuit matches the input impedance and the output impedance between the high frequency power supply and the work coil 11 to improve the supply efficiency of the high frequency current from the high frequency power supply to the work coil 11. The high-frequency power source can be configured by, for example, a power limiting circuit that limits power taken from an AC power source such as a commercial power source, and a high-frequency generating circuit that raises the frequency of the captured power from 100 kHz to 500 kHz, for example.

このワークコイル１１は、その周囲部分が誘電体ベース１２によって覆われ、誘電体ベース１２とワークコイル１１との隙間はポティング部１４で充填される。さらに、誘電体ベース１２の外側の外装部分のコールド側は接地される。   A peripheral portion of the work coil 11 is covered with a dielectric base 12, and a gap between the dielectric base 12 and the work coil 11 is filled with a potting unit 14. Further, the cold side of the exterior portion of the dielectric base 12 is grounded.

ワークコイル１１は平面螺旋状に形成され、螺旋形状の隣接するコイル部分の隙間はスペーサ１５によって所定間隔の保持されている。また、ワークコイル１１のトレイ（図２には示していない）と対向する面には、ガラス板１６が設けられる。このガラス板１６の裏面側（ワークコイル１１側）には、電界シールドが設けられている。   The work coil 11 is formed in a plane spiral shape, and a gap between adjacent coil portions of the spiral shape is held by a spacer 15 at a predetermined interval. A glass plate 16 is provided on the surface of the work coil 11 that faces the tray (not shown in FIG. 2). An electric field shield is provided on the rear surface side (work coil 11 side) of the glass plate 16.

ワークコイル１１の外装部分は冷却管３０によって覆われ、冷却管３０の内部に冷却水を流すことによってワークコイル１１の発熱を冷却することができる。このとき、冷却管３０はフィールドスルー１９を介して誘電体ベース１２内に導入する。   The exterior portion of the work coil 11 is covered with the cooling pipe 30, and the heat generated in the work coil 11 can be cooled by flowing cooling water inside the cooling pipe 30. At this time, the cooling pipe 30 is introduced into the dielectric base 12 through the field through 19.

ワークコイル１１を囲む誘電体ベース１２は、接地されたアルミニウム等の導電体箱（シールドボックス）１３によって外周を覆われ、誘電体の周囲でのグロー放電の発生を抑制する。この導電体箱（シールドボックス）１３はワークコイル１１が誘起する磁界による誘導加熱作用が起こらない位置に配置される。   The outer periphery of the dielectric base 12 surrounding the work coil 11 is covered with a grounded conductor box (shield box) 13 such as aluminum to suppress the occurrence of glow discharge around the dielectric. The conductor box (shield box) 13 is disposed at a position where induction heating action by the magnetic field induced by the work coil 11 does not occur.

また、誘電体ベース１２の表面に、電界シールドアンテナ（図示していない）を設けてもよい。この電界シールドアンテナは、誘電体ベース１２の表面上に形成する構成とする他、シート上に形成した電界シールドアンテナを誘電体ベース１２に貼り付ける構成としてもよい。   An electric field shield antenna (not shown) may be provided on the surface of the dielectric base 12. The electric field shield antenna may be configured to be formed on the surface of the dielectric base 12 or may be configured to affix the electric field shield antenna formed on the sheet to the dielectric base 12.

高周波誘導加熱ヒータ１０は、ワークコイル１１に高周波電流を供給し、高周波誘導によってトレイ（図示していない）に誘導電流を誘導させて加熱する。ワークコイル１１に対してトレイや基板と反対側にある、誘電体ベース１２の外周部を導電体箱１３や電界シールドアンテナで覆い、これらを接地して接地電位で囲むことによって、グロー放電の発生を抑制する。   The high frequency induction heater 10 supplies a high frequency current to the work coil 11 and heats the tray (not shown) by inducing an induction current by high frequency induction. Glow discharge is generated by covering the outer periphery of the dielectric base 12 on the opposite side of the work coil 11 from the tray and the substrate with a conductor box 13 and an electric field shield antenna, and grounding them with a ground potential. Suppress.

高周波誘導加熱ヒータ１０の真空チャンバー７への取り付けは、アダプタフランジ１８１によって行われ、Ｏリング１，３ａ，３ｂで気密状態にシールドされる。また、ワークコイル１１はフィールドスルー１９を通し、Ｏリング２ａ，２ｂを設けると共にＯリング押させ板２４で保持することによって外部との間を気密状態に保持する。   The high frequency induction heater 10 is attached to the vacuum chamber 7 by the adapter flange 181 and shielded in an airtight state by the O-rings 1, 3a, 3b. The work coil 11 passes through the field through 19 and is provided with O-rings 2a and 2b and is held by the O-ring pusher plate 24 so that the work coil 11 is kept airtight.

導電体箱（シールドケース）１３へのワークコイル１１の取付けは、導電体箱（シールドケース）１３内のポティング部１４を介して誘電体ベース１２によって行う。導電体箱（シールドケース）１３の深さは、ワークコイル１１を流れる高周波電磁界の周波数と電圧に応じて定めることができ、導電体箱（シールドケース）１３はワークコイル１１の漏洩磁界により発生する渦電流により加熱されないような離れた位置に設置する。   The work coil 11 is attached to the conductor box (shield case) 13 by the dielectric base 12 via the potting part 14 in the conductor box (shield case) 13. The depth of the conductor box (shield case) 13 can be determined according to the frequency and voltage of the high-frequency electromagnetic field flowing through the work coil 11, and the conductor box (shield case) 13 is generated by the leakage magnetic field of the work coil 11. Install in a remote location that is not heated by eddy currents.

誘電体ベース１２は、アルミナセラミックス、ＰＥＴ、テフロン（登録商標）、ＰＥＥＫなどの絶縁性エンジニアリングプラスチック、ガラスなど）を用いることができる。   The dielectric base 12 may be made of alumina ceramics, PET, Teflon (registered trademark), insulating engineering plastic such as PEEK, glass, or the like.

電界シールドアンテナの配線パターンは、アルミニウム、銀、金、銅又はそれらの複合材料の薄板または箔の導電性材を、高分子材料のシート上に粘着剤によって貼り付けて形成する他に、導電性ペーストを塗布またはシルク印刷し、焼成して形成することができる。導電性ペーストをシルク印刷して焼成することによって電界シールドのパターンを形成する場合には、導電性ペーストは、アルミニウム、銀、銅、カーボンまたはそれらの複合材料から選択することができ、例えば、銀または銀カーボンをエポキシなどの溶剤と混ぜた材料を用いることができ、７０℃から２００℃程度の低温で焼成が可能である。このとき、高分子材料のシートとしては、ＰＥＴなどの安価な材料を用いることができる。   The wiring pattern of the electric field shield antenna is formed by attaching a thin plate or foil conductive material of aluminum, silver, gold, copper or a composite material thereof on a polymer material sheet with an adhesive, in addition to a conductive material. The paste can be applied or silk-printed and baked. When the electric field shield pattern is formed by silk printing and baking the conductive paste, the conductive paste can be selected from aluminum, silver, copper, carbon or a composite material thereof, for example, silver Alternatively, a material in which silver carbon is mixed with a solvent such as epoxy can be used, and baking can be performed at a low temperature of about 70 ° C. to 200 ° C. At this time, an inexpensive material such as PET can be used as the polymer material sheet.

また、電界シールドアンテナを誘電体ベース上に設けるには、電界シールドアンテナを設けた高分子材料のシートを誘電体ベースに貼り付ける他、電界シールドアンテナを誘電体ベースの表面に直接形成してもよい。電界シールドアンテナを誘電体ベースの表面に形成する場合には、電界シールドアンテナの配線は高分子材料のシート上に形成する場合と同様に、導電性材を誘電体上に粘着剤によって貼り付けて形成する他、導電性ペーストを塗布またはシルク印刷し焼成して形成することができる。   In addition, in order to provide the electric field shield antenna on the dielectric base, a sheet of polymer material provided with the electric field shield antenna may be attached to the dielectric base, or the electric field shield antenna may be formed directly on the surface of the dielectric base. Good. When the electric field shield antenna is formed on the surface of the dielectric base, the conductive material is pasted on the dielectric material with an adhesive as in the case of forming the wiring of the electric field shield antenna on the polymer material sheet. In addition to forming, a conductive paste can be applied or silk-printed and baked.

本発明は、太陽電池用薄膜に限らず、基板上に異なる膜厚を生成する成膜処理に適用することができ、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置、アッシング装置、エッチング装置、ＭＢＥ装置、蒸着装置などに適用することができる。   The present invention can be applied not only to a thin film for a solar cell but also to a film forming process for generating a different film thickness on a substrate, and can be applied to a sputtering apparatus, a CVD apparatus, an ashing apparatus, an etching apparatus, an MBE apparatus, a vapor deposition apparatus, and the like. Can be applied.

Claims (5)

多結晶シリコンおよび単結晶シリコン太陽電池のシリコン窒化膜を形成するＣＶＤ装置であって、
それぞれ真空チャンバーを含む、
ＣＶＤによるＳｉＮ薄膜の形成によって、多結晶シリコン基板上にシリコン窒化膜を形成する成膜室と、
前記成膜室の上流側に配置する予備加熱室とを備え、
前記予備加熱室は、カーボンを主成分とする矩形平面板状の基板搬送用のトレイを加熱する加熱機構を有し、
前記加熱機構は、
予備加熱室内に搬入されたトレイと対向する位置に配置された、誘電体で覆った平面螺旋状のワークコイルと、
前記ワークコイルと前記トレイの間に設置した電界シールドとを備える高周波誘導加熱ヒータであって、前記トレイと前記電界シールドとを接地し、
前記加熱機構は、シリコン窒化膜を形成する成膜工程の直前において、多結晶シリコン基板を３８０℃から５００℃の範囲で前記トレイを加熱することでトレイ上に載置されるシリコン基板の温度を制御することを特徴とするＣＶＤ装置。A CVD apparatus for forming a silicon nitride film of polycrystalline silicon and single crystal silicon solar cells,
Each including a vacuum chamber,
A film forming chamber for forming a silicon nitride film on a polycrystalline silicon substrate by forming a SiN thin film by CVD;
A preheating chamber disposed upstream of the film formation chamber,
The preheating chamber has a heating mechanism for heating a tray for transporting a substrate of a rectangular flat plate whose main component is carbon,
The heating mechanism is
A planar helical work coil covered with a dielectric material disposed at a position facing the tray carried into the preheating chamber;
A high-frequency induction heater comprising an electric field shield installed between the work coil and the tray, and grounding the tray and the electric field shield,
The heating mechanism heats the polycrystalline silicon substrate in the range of 380 ° C. to 500 ° C. immediately before the film forming step for forming the silicon nitride film, thereby controlling the temperature of the silicon substrate placed on the tray. A CVD apparatus characterized by controlling. 多結晶シリコンおよび単結晶シリコン太陽電池のシリコン窒化膜を形成するＣＶＤ装置であって、
真空チャンバーを含む、
ＣＶＤによるＳｉＮ薄膜の形成によって、多結晶シリコン基板上にシリコン窒化膜を形成する成膜室を備え、
前記成膜室は、カーボンを主成分とする矩形平面板状の基板搬送用のトレイを加熱する加熱機構を有し、
前記加熱機構は、
前記成膜室内に搬入されたトレイと対向する位置に配置された、誘電体で覆った平面螺旋状のワークコイルと、
前記ワークコイルと前記トレイの間に設置した電界シールドとを備える高周波誘導加熱ヒータであって、前記トレイと前記電界シールドとを接地し、
前記加熱機構は、シリコン窒化膜を形成する成膜工程中において、多結晶シリコン基板を３８０℃から５００℃の範囲で前記トレイを加熱することでトレイ上に載置されるシリコン基板の温度を制御することを特徴とするＣＶＤ装置。A CVD apparatus for forming a silicon nitride film of polycrystalline silicon and single crystal silicon solar cells,
Including vacuum chamber,
A film forming chamber for forming a silicon nitride film on a polycrystalline silicon substrate by forming a SiN thin film by CVD,
The film forming chamber has a heating mechanism that heats a rectangular plate-shaped substrate transport tray mainly composed of carbon,
The heating mechanism is
A planar spiral work coil covered with a dielectric material disposed at a position facing the tray carried into the film forming chamber;
A high-frequency induction heater comprising an electric field shield installed between the work coil and the tray, and grounding the tray and the electric field shield,
The heating mechanism controls the temperature of the silicon substrate placed on the tray by heating the tray in the range of 380 ° C. to 500 ° C. during the film forming process for forming the silicon nitride film. A CVD apparatus characterized by: 多結晶シリコンおよび単結晶シリコン太陽電池のシリコン窒化膜を形成するＣＶＤ装置であって、
それぞれ真空チャンバーを含む、
ＣＶＤによるＳｉＮ薄膜の形成によって、多結晶シリコン基板上にシリコン窒化膜を形成する成膜室と、
前記成膜室の上流側に配置する予備加熱室とを備え、
前記予備加熱室および前記成膜室は、カーボンを主成分とする矩形平面板状の基板搬送用のトレイを加熱する加熱機構を有し、
前記各加熱機構は、
各室内に搬入されたトレイと対向する位置に配置された、誘電体で覆った平面螺旋状のワークコイルと、
前記ワークコイルと前記トレイの間に設置した電界シールドとを備える高周波誘導加熱ヒータであって、前記トレイと前記電界シールドとを接地し、
前記加熱機構は、シリコン窒化膜を形成する成膜工程の直前および成膜工程中において、多結晶シリコン基板を３８０℃から５００℃の範囲で前記トレイを加熱することでトレイ上に載置されるシリコン基板の温度を制御することを特徴とするＣＶＤ装置。A CVD apparatus for forming a silicon nitride film of polycrystalline silicon and single crystal silicon solar cells,
Each including a vacuum chamber,
A film forming chamber for forming a silicon nitride film on a polycrystalline silicon substrate by forming a SiN thin film by CVD;
A preheating chamber disposed upstream of the film formation chamber,
The preheating chamber and the film forming chamber have a heating mechanism for heating a tray for transporting a rectangular flat plate whose main component is carbon,
Each of the heating mechanisms is
A planar spiral work coil covered with a dielectric, disposed at a position facing the tray carried into each room;
A high-frequency induction heater comprising an electric field shield installed between the work coil and the tray, and grounding the tray and the electric field shield,
The heating mechanism places the polycrystalline silicon substrate on the tray by heating the polycrystalline silicon substrate in the range of 380 ° C. to 500 ° C. immediately before and during the film forming step for forming the silicon nitride film. A CVD apparatus characterized by controlling the temperature of a silicon substrate. 前記予備加熱室は、室内にヘリウムガスを導入する導入機構を備えることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載のＣＶＤ装置。   The CVD apparatus according to claim 1, wherein the preheating chamber includes an introduction mechanism that introduces helium gas into the chamber. 前記予備加熱室は、室内に水素ガスを導入する導入機構を備えることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載のＣＶＤ装置。   The CVD apparatus according to claim 1, wherein the preheating chamber includes an introduction mechanism that introduces hydrogen gas into the chamber.
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