專利名稱：成膜裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在被成膜材料上進行成膜材料的成膜的成膜裝置。
背景技術：
作為這個領域的技術，以往已知有下述專利文獻I中記載的成膜裝置。該成膜裝置為在真空容器內容納被成膜材料并在被成膜材料表面進行成膜材料的成膜的裝置。專利文獻I :日本特開2007-217767號公報這種成膜裝置中，為了控制被成膜材料在真空容器內的移動，需要檢測在預定位置上有無被成膜材料。作為這種檢測構件可想到，例如對載置被成膜材料的托盤等照射光來進行檢測的類型的傳感器等。但是，將這種類型的傳感器配置在真空容器的外側而利用 時，需要至少在真空容器的壁上設置透射感測光的透射部。可是，真空容器中漂浮著成膜材料因此透射部上也有可能附著成膜材料。并且,成膜材料附著并沉積于透射部，由此失去該透射部的透光性，有無法確保基于傳感器的檢測功能的情況。
發明內容
鑒于上述問題本發明的目的在于，提供一種能夠確保檢測有無被成膜材料的檢測功能的成膜裝置。本發明的成膜裝置在被成膜材料上進行成膜材料的成膜，其特征在于，具備有成膜室，容納被成膜材料并進行成膜處理；傳送構件，設置在成膜室的內部，傳送被成膜材料；窗部，設置在劃分成膜室的壁部且具有透射光的透射部，可實現光從成膜室的外部向內部的投射；檢測構件，設置在成膜室的外部，使感測光透射窗部的透射部來投射，從而檢測成膜室的內部有無被成膜材料；及沉積抑制構件，抑制成膜材料向透射部的沉積。該成膜裝置中，通過沉積抑制構件抑制成膜材料向透射部的沉積，因此能夠抑制因沉積的成膜材料引起的感測光的透射狀態惡化，其結果，能夠確保檢測有無被成膜材料的檢測功能。并且，具體而言，沉積抑制構件可使附著于透射部的成膜材料蒸發，并且抑制成膜材料向透射部的附著。更具體而言，沉積抑制構件可具備加熱透射部的加熱部。根據該結構，能夠加熱附著于透射部的成膜材料并使之蒸發來抑制附著。另外，加熱部可設置在比壁部更靠成膜室的內部的一側。若在比壁部更靠內部的一側設置加熱部，則能夠抑制加熱所涉及的透射部周圍結構的復雜化。并且，作為具體結構可設為如下窗部具備筒狀部，所述筒狀部設置在比壁部更靠成膜室的內部的一側，并且使感測光通過空心部，在筒狀部的空心部設置有透射部，加熱部被設置為包圍筒狀部的端部的側面和透射部。根據該結構，加熱部的熱通過筒狀部有效地傳遞至透射部。并且，加熱部可設置在比壁部更靠成膜室的外部的一側。若將加熱部設置在比壁部更靠外部的一側，則能夠節省成膜室內的空間。并且，作為具體結構可設為如下窗部具備筒狀部，所述筒狀部設置在比壁部更靠成膜室的外部的一側，并且使感測光通過空心部，在筒狀部的空心部設置有透射部，加熱部被設置為包圍筒狀部的端部的側面和透射部。根據該結構，加熱部的熱通過筒狀部有效地傳遞至透射部。并且，作為具體結構可設為如下窗部具備筒體，所述筒體設置在比透射部更靠成膜室的內部的一側且具有使感測光通過的空心部；及第2透射部，設置在空心部內，透射感測光，透射部通過筒體和第2透射部而與漂浮有成膜材料的空間隔開，第2透射部被設置為可相對于筒體自如地裝卸。這時，第2透射部作為沉積抑制構件發揮作用。并且，由于第2透射部從筒 體裝卸自如，因此即使在第2透射部沉積有成膜材料時，也能夠輕松更換第2透射部，并能夠確保感測光的透射狀態。并且，成膜材料可為硒。硒具有較厚地附著于透射部的性質，并且附著時光的透射度也較低，因此容易阻礙光在透射部中的透射。因此，當成膜材料為硒時，上述沉積抑制構件的必要性尤其高。發明效果根據本發明的成膜裝置，能夠確保檢測有無被成膜材料的檢測功能。
圖I是從側方觀察本發明的第I實施方式所涉及的成膜裝置的截面圖。圖2是從上方觀察圖I的成膜裝置的截面圖。圖3是說明圖I的成膜裝置中進行的多元蒸鍍法的圖。圖4是具備CIGS發電層的CIGS太陽能電池的截面圖。圖5是進行基于靜止成膜方法的多元蒸鍍法的成膜裝置的截面圖。圖6是從側方觀察本發明的第2實施方式所涉及的成膜裝置的截面圖。圖7是從上方觀察圖6的成膜裝置的截面圖。圖8是從側方觀察本發明的第3實施方式所涉及的成膜裝置的截面圖。圖9是從上方觀察圖8的成膜裝置的截面圖。圖中1、201、301_成膜裝置，2-成膜室，3-腔室，3a_壁，5-托盤，7-傳送裝置(傳送構件)，11-移動式傳感器(檢測構件)，13、213、313-視口(窗部)，21-玻璃隔板，23、223-筒狀部，23a、223a-筒狀部的空心部，27,227-防粘玻璃(透射部)，31、231、331_加熱器(加熱部、沉積抑制構件)，327-防粘玻璃(第2透射部)，351-筒體，351a-筒體的空心部，W-工件(被成膜材料)。
具體實施例方式以下，參考附圖對本發明所涉及的成膜裝置的優選實施方式進行詳細說明。另外，必要時，如各圖所示，設定將Z軸作為鉛垂軸且XY平面作為水平面的XYZ坐標系，將X、Y、Z方便地使用于簡單說明中。并且，使Z方向朝上并將包括“上”、“下”的概念的詞語使用于說明中。(第I實施方式)
圖I及圖2所示的成膜裝置I為如下裝置其具備有將真空的成膜室2劃分在內部的腔室3，通過多元蒸鍍法(MSD)對容納在成膜室2的工件(被成膜材料)W實施以硒等作為成膜材料的成膜處理。例如，成膜裝置I以在作為太陽能電池的材料的玻璃基板上成膜硒蒸鍍膜的用途使用。如圖3所示，在成膜室2內傳送實施掩模的工件W的同時進行本實施方式的成膜裝置I中進行的多元蒸鍍法。如附圖所示，在成膜裝置I的成膜室2內，在工件W的傳送路上方配置有加熱器44。另外，工件W的傳送路的下方，2個硒蒸鍍源單元45、45向Y方向排列而設置。硒蒸鍍源單元45、45中連接有設置在成膜室2外的硒蒸鍍源45a。并且，硒蒸鍍源單元45、45的下方設置有其他蒸鍍物質(銅、銦、鎵)的蒸鍍源46、47、48。另外，在圖3中，蒸鍍源46、47、48向與紙面垂直的Y方向排列因此看起來重疊，但從平面觀察，在2個硒蒸鍍源單元45、45之間，向Y方向依次排列有蒸鍍源46、47、48。載置工件W的托盤5上設置有開口部(未圖示)，從硒蒸鍍源單元45及蒸鍍源46、47、48產生的蒸鍍物質通過上述開口部主要蒸鍍在工件W的下表面，并在工件W上形成硒蒸鍍膜。如圖I及圖2所示，成膜裝置I的成膜室2內設置有托盤5，為了在成膜室2內移動上述工件W，在上表面載置工件W并進行移動；及傳送裝置7，傳送該托盤5。傳送裝置7將馬達作為動力源是公知的，在成膜室2內，能夠向Y方向連續傳送向Y方向排列的多個托盤5。在托盤5的傳送下游存在可開閉的門扇，所述門扇有來自成膜室2的出口并用于控制成膜室2內的壓力。例如，為了控制該門扇開閉的時刻等，需要檢測托盤5是否到達了預定的位置，甚至檢測工件W是否存在于預定的位置。因此，成膜裝置I具備有檢測托盤5是否存在于成膜室2內的預定位置上的檢測構件。該檢測構件具備有設置在成膜室2的外部的移動式傳感器(檢測構件)11和使從該移動式傳感器11射出的感測光通過并引導于成膜室2的內部的視口(窗部)13。通過視口 13的存在，可實現從成膜室2的外部的移動式傳感器11向成膜室2內部的透射。移動式傳感器11及視口 13設置在腔室3的隔壁中與YZ平面平行的壁3a。從移動式傳感器11朝向成膜室2的內部射出的感測光通過視口 13向X方向射出。該感測光的光軸以符號“A”圖示。具有如下位置關系在與壁3a對置的壁3d上設置有位于光軸A上的視口 13’及受光部17，上述感測光透射視口 13’入射至受光部17。雖然省略了視口 13’的詳細圖示，但視口 13’可具有與視口 13相同的結構。通過感測光入射于上述受光部17，從而可識別在移動式傳感器11與受光部17之間的預定位置不存在托盤5。并且，成膜室2內的預定位置存在托盤5時，托盤5的遮光部5a位于光軸A并遮擋上述感測光，由此感測光不會入射于受光部17，可識別在預定位置存在托盤5。接著，對上述視口 13進行更詳細的說明。以下，在視口 13的構成要件的說明中，有時將成膜室2的內部的一側(在圖I、圖2中為左側)作為“前”并將成膜室2的外部的一側(在圖I、圖2中為右側)作為“后”來在位置關系的說明中使用“前”、“后”的詞語。視口 13具備有隔開成膜室2的真空與外部的大氣的透明的玻璃隔板21。玻璃隔板21通過0型圈21a固定于壁3a的外側且位于光軸A上,透射感測光。玻璃隔板21為例 如厚度6mm以上的透明的耐熱玻璃。另外，視口 13在玻璃隔板21的前方具備有位于比壁3a更靠成膜室2的內部的一側的SUS制筒狀部23。光軸A通過筒狀部23的空心部23a。筒狀部23的后端側埋入于壁3a，在筒狀部23的前端側，位于光軸A上的防粘玻璃(透射部)27嵌入于空心部23a內。防粘玻璃27透射感測光。另外，筒狀部23的上部設置有連通孔23b，因此空心部23a內與成膜室2相同地也成為真空。通過以上視口 13的結構，從移動式傳感器11射出的感測光透射玻璃隔板21，通過空心部23a，并且通過防粘玻璃27照射至成膜室2內。成膜室2中漂浮著成膜材料，若在如玻璃隔板21或防粘玻璃27之類的透明部件上附著并沉積成膜材料，則感測光的透射狀態惡化，導致無法檢測有無托盤5。該成膜裝置I中，通過在玻璃隔板21的前方設置防粘玻璃27，抑制成膜材料向玻璃隔板21的沉積，但是這時，成膜材料向防粘玻璃27的附著或沉積產生同樣的問題。因此，期望抑制成膜材料向防粘玻璃27的沉積的構件。尤其在成膜裝置I中作為成膜材料使用的硒，具有較厚地附著于防粘玻璃27等的性質，并且，附著時光的透射度也較低，因此容易阻礙光在防粘玻璃27中的透射。因此，使用硒作為成膜材料時，抑制沉積的必要性尤其高。因此，成膜裝置I的視口 13具備有用于加熱防粘玻璃27的加熱器(加熱部、沉積抑制構件)31。加熱器31卷繞在筒狀部23的前端側的側面的周圍。并且，通過從供電部 33向加熱器31供電，加熱筒狀部23來間接地加熱防粘玻璃27。加熱器31以包圍筒狀部23側面與防粘玻璃27的方式設置，因此加熱器31的熱有效地傳遞至防粘玻璃27。並且，筒狀部23為SUS制，這也成為提高傳熱效率的主因。另外，以包圍加熱器31周圍的方式設置有反射來自加熱器31的放射熱的反射板35，其進一步提高向防粘玻璃27的傳熱效率。根據該結構，防粘玻璃27被加熱，因此附著于防粘玻璃27的成膜材料通過防粘玻璃27的熱而升華(蒸發)。并且，想要附著于防粘玻璃27的成膜材料也在附著后升華，因此，成膜材料向防粘玻璃27的附著本身被抑制。因此，能夠抑制成膜材料向防粘玻璃27的沉積，并能夠抑制因沉積的成膜材料引起的感測光的透射狀態惡化。其結果，能夠確保移動式傳感器11的檢測功能，可準確地控制工件W的傳送。另外，為了得到這種作用效果，想到硒的蒸發溫度(120°C )，防粘玻璃27的加熱溫度設為約150°C。并且，使用其他成膜材料時，考慮該成膜材料的蒸發溫度來適當設定防粘玻璃27的加熱溫度即可。并且，由于加熱器31、筒狀部23及防粘玻璃27設置于比壁3a更靠成膜室2的內部的一側的位置，因此在視口 13中真空密封成膜室2的結構也不會變得復雜，能夠抑制組件件數的增加。在此，作為用于確保感測光的透射狀態的其他結構，也可想到省略防粘玻璃27，設置加熱玻璃隔板21的加熱構件的結構。但是，由于玻璃隔板21為從大氣密封真空的成膜室2的玻璃，因此通過0型圈21a來安裝。因此，采用加熱玻璃隔板21的結構時，為了避免因0型圈21a的熱劣化引起的密封功能的劣化，需要采用由熱劣化較少的材質構成的特殊的0型圈21a。若采用這種特殊的0型圈21a，則能夠直接加熱玻璃隔板21來抑制成膜材料向玻璃隔板21的附著，并能夠省略防粘玻璃27或其周圍的構成要件來減少組件件數。與此相對，上述的成膜裝置I設為如下結構，為了不設置如上述的特殊的0型圈，將防粘玻璃27設置在玻璃隔板21的前方，在防粘玻璃27與玻璃隔板21之間形成成膜材料稀薄的空間(空心部23a)之后，加熱防粘玻璃27。由于防粘玻璃27不是壓力互不相同的空間彼此的隔板且不需要0型圈，因此即使加熱防粘玻璃27也不會發生如0型圈劣化之類的問題。以上說明的成膜裝置I作為優選的一應用例，例如在CIGS太陽能電池的CIGS發電層的成膜中使用。圖4中示出CIGS太陽能電池的一例。如該圖所示，CIGS太陽能電池70以在鈉鈣玻璃71上依次成膜并層疊Mo里面電極72、CIGS發電層73、緩沖層74及透明導電膜75而成。Mo里面電極72通過濺射法成膜，CIGS發電層73通過硒化法或多元蒸鍍法成膜，緩沖層74通過濺射法成膜，透明導電膜75通過RPD法、濺射法或CVD法成膜。其中，CIGS發電層73的成膜利用多元蒸鍍法通過成膜裝置I進行。另外，除了利用成膜裝置I的方法之外，作為一般的其他多元蒸鍍法還有無需傳送工件而使之靜止來進行的靜止成膜法。如圖5所示，靜止成膜方法，在成膜裝置51的成膜室52內設置實施掩模的工件W來進行。例如，在成膜室52內，在工件W的上方依次配置溫度傳感器53及加熱器54,在工件W的下方依次配置具有開口部56a的開口板56及擋板
58。并且,在擋板的下方配置第I 第n蒸鍍源60a、60b、60c、......。在生成硒蒸鍍膜時，
第I 第n蒸鍍源(成膜材料)應用銅、銦、鎵及硒。由于多元蒸鍍法為公知的方法，因此省略更詳細的說明。 (第2實施方式)圖6及圖7所示的成膜裝置201具備有視口 213來代替上述成膜裝置I中的視口13。以下，在成膜裝置201中，對與前述的成膜裝置I相同或相等的構成部分附加相同的符號來省略重復的說明。視口 213具有貫穿腔室3的壁3a的防粘管251。光軸A通過防粘管251的空心部251a。防粘管251的后端部的正后方設置有防粘玻璃(透射部)227。另外，視口 213具備有設置在防粘管251的后方的SUS制筒狀部(筒狀部)223。防粘玻璃227在筒狀部223的前端部嵌入于空心部223a。并且，在筒狀部223的后方設置玻璃隔板221，該玻璃隔板221的后方設置有移動式傳感器11。根據以上視口 213的結構，從移動式傳感器11射出的感測光透射玻璃隔板221，并通過筒狀部223的空心部223a，透射防粘玻璃227，并通過防粘管251的空心部251a照射至成膜室2的內部。另外，與成膜裝置I (圖I)相同，在與壁3a對置的壁3d上設置有位于光軸A上的視口 13’及受光部17，但省略其圖示。并且，由于在該成膜裝置201中，防粘管251的空心部251a暴露在成膜室2內的成膜材料中，因此，成膜材料附著在空心部251a的內壁面。因此，以定期更換防粘管251的方式運用，以免附著沉積于空心部251a的成膜材料遮擋感測光。另外，視口 213具備有用于加熱防粘玻璃227的加熱器(加熱部、沉積抑制構件)231。加熱器231卷繞在筒狀部223的前端側的側面的周圍。并且，通過從供電部233向加熱器231供電，加熱筒狀部223來間接地加熱防粘玻璃227。由于加熱器231以包圍筒狀部223側面與防粘玻璃227的方式設置，因此加熱器231的熱有效地傳遞至防粘玻璃227。并且，筒狀部223為SUS制，這也成為提高傳熱效率的主因。另外，以包圍加熱器231的周圍的方式設置有反射來自加熱器231的放射熱的反射板235，其進一步提高向防粘玻璃227的傳熱效率。并且，這種視口 213的結構中，由于筒狀部223、防粘玻璃227及加熱器231設置在成膜室2的外部，因此用于容納這些的真空殼體部253從壁3a向外側突出而設置。玻璃隔板221通過0型圈221a安裝于真空殼體部253的后端部，從大氣密封真空的成膜室2。為了抑制因加熱器231的熱引起的0型圈221a的劣化，冷卻真空殼體253的后端部，為此使冷卻水流動的冷卻水路253a設置在真空殼體部253的后端部。
成膜裝置201中，通過加熱器231加熱防粘玻璃227，由此發揮與前述的成膜裝置I相同的作用效果。即，能夠抑制感測光的透射狀態惡化，并能夠確保移動式傳感器11的檢測功能，可準確地控制工件W的傳送。并且，采用將筒狀部223、防粘玻璃227及加熱器231設置在比壁3a更靠成膜室2的外部的一側的結構，因此能夠節省成膜室2的內部空間。另夕卜，在已有的成膜裝置追加視口時，即使成膜室2的內部沒有額外空間的情況下也能夠在壁3a的外側安裝視口 213的上述各要件。(第3實施方式)如圖8及圖9所示的成膜裝置301具備有視口 313來代替上述成膜裝置I中的視口 13。以下，在成膜裝置301中，對與前述的成膜裝置1、201相同或相等的構成部分附加相同的符號而省略重復的說明。視口 313具備有設置在玻璃隔板21的前方的防粘管(筒體)351。光軸A通過防粘管351的空心部351a。防粘管351的后端側插入于形成在壁3a的貫穿孔3b。在防粘管 351的長邊方向中央部裝卸自如地安裝有防粘玻璃(第2透射部)327。例如，成為在防粘管351形成從上方插入與YZ平面平行的板狀防粘玻璃327的狹縫，在該狹縫中能夠拔插防粘玻璃327的結構。防粘玻璃327以將防粘管351的空心部351a分割成前后的方式插入，并配置成橫切光軸A。來自移動式傳感器11的感測光透射玻璃隔板21，并通過貫穿孔3b。另外，感測光在通過防粘管351的空心部351a時透射防粘玻璃327而照射于成膜室2內。另外，與成膜裝置I (圖I)相同，與壁3a對置的壁3d設置有位于光軸A上的視口 13’及受光部17，但省略其圖示。根據該結構，在玻璃隔板(透射部)21的前方設置防粘管351，且在該防粘管351的空心部351a存在防粘玻璃(沉積抑制構件)327，因此玻璃隔板21從成膜材料漂浮的成膜室2的空間隔開。因此，在成膜室2中漂浮的成膜材料很難到達玻璃隔板21。因此，能夠抑制成膜材料向玻璃隔板21的沉積，并抑制因沉積于玻璃隔板21的成膜材料引起的感測光的透射狀態惡化。這時，成膜材料比較容易與防粘玻璃327接觸，即使成膜材料沉積在該防粘玻璃327的情況下也能夠輕松地裝卸并更換防粘玻璃327，且能夠恢復感測光的透射狀態。并且，通過定期更換防粘玻璃327，能夠良好地維持感測光在防粘玻璃327中的透射狀態。其結果，能夠確保移動式傳感器11的檢測功能，可準確地控制工件W的傳送。本發明不限定于上述的第I 第3實施方式。例如，在第I及第2實施方式中，為了加熱防粘玻璃27、227可利用高頻加熱器。并且，也可在防粘玻璃27、227中內置加熱器并直接由加熱器加熱。并且，作為抑制成膜材料的附著或沉積的構件，不限于防粘玻璃27、227的加熱，也可使防粘玻璃27、227帶電。并且，第I 第3實施方式中，為了間接地檢測有無工件W，而檢測有無托盤5，但是也可對工件W照射感測光來直接檢測有無工件W。并且，第I 第3實施方式中，使用透射型傳感器作為檢測構件，但也可使用反射型傳感器。并且，第I 第3實施方式中，在利用多元蒸鍍法(MSD)的成膜裝置中應用了本發明，但也可應用于利用其他成膜法(例如等離子體成膜法、濺射法)的成膜裝置中。
權利要求
1.一種成膜裝置，其在被成膜材料上進行成膜材料的成膜，其特征在于，具備有 成膜室，容納所述被成膜材料并進行成膜處理； 傳送構件，設置在所述成膜室的內部，傳送所述被成膜材料； 窗部，設置在劃分所述成膜室的壁部上且具有透射光的透射部，可實現光從所述成膜室的外部向內部的投射； 檢測構件，設置在所述成膜室的外部，使感測光透射所述窗部的所述透射部來投射，從而檢測所述成膜室的內部有無所述被成膜材料；及 沉積抑制構件，抑制所述成膜材料向所述透射部的沉積。
2.如權利要求I所述的成膜裝置，其特征在于， 所述沉積抑制構件使附著于所述透射部的成膜材料蒸發，并且抑制所述成膜材料向所述透射部的附著。
3.如權利要求I或2所述的成膜裝置，其特征在于， 所述沉積抑制構件具備有加熱所述透射部的加熱部。
4.如權利要求3所述的成膜裝置，其特征在于， 所述加熱部設置在比所述壁部更靠所述成膜室的內部的一側。
5.如權利要求4所述的成膜裝置，其特征在于， 所述窗部具備筒狀部，所述筒狀部設置在比所述壁部更靠所述成膜室的內部的一側，并且使所述感測光通過空心部， 在所述筒狀部的所述空心部設置有所述透射部， 所述加熱部被設置為包圍所述筒狀部的所述端部的側面和所述透射部。
6.如權利要求3所述的成膜裝置，其特征在于， 所述加熱部設置在比所述壁部更靠所述成膜室的外部的一側。
7.如權利要求6所述的成膜裝置，其特征在于， 所述窗部具備筒狀部，所述筒狀部設置在比所述壁部更靠所述成膜室的外部的一側，并且使所述感測光通過空心部， 在所述筒狀部的所述空心部設置有所述透射部， 所述加熱部被設置為包圍所述筒狀部的所述端部的側面和所述透射部。
8.如權利要求I所述的成膜裝置，其特征在于， 所述窗部具備 筒體，所述筒體設置在比所述透射部更靠所述成膜室的內部的一側并具有使所述感測光通過的空心部；及 第2透射部，設置在所述空心部內，透射所述感測光， 所述透射部通過所述筒體和所述第2透射部而與漂浮有所述成膜材料的空間隔開， 所述第2透射部被設置為可相對于所述筒體自如地裝卸。
9.如權利要求I或2所述的成膜裝置，其特征在于， 所述成膜材料為硒。
全文摘要
本發明提供一種能夠確保檢測有無被成膜材料的檢測功能的成膜裝置。一種成膜裝置(1)，其在工件(W)上進行成膜材料的成膜，該成膜裝置具備有成膜室(2)，容納工件(W)并進行成膜處理；傳送裝置(7)，設置在成膜室(2)的內部，傳送工件(W)；視口(13)，設置在劃分成膜室(2)的壁(3a)上且具有透射光的防粘玻璃(27)，可實現光從成膜室(2)的外部向內部的投射；移動式傳感器(11)，設置在成膜室(2)的外部，使感測光透射視口(13)的防粘玻璃(27)來投射從而檢測成膜室(2)的內部有無工件(W)；及加熱器(31)，用于抑制成膜材料向防粘玻璃(27)的沉積。
文檔編號C23C14/00GK102653852SQ20121005197
公開日2012年9月5日 申請日期2012年3月1日 優先權日2011年3月3日
發明者伊藤秀彥, 飯尾逸史 申請人:住友重機械工業株式會社