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技術 基板処理装置及び基板処理方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 下田寛嗣大利博和芳里直森山公一朗金井正博
出願日 1999年11月8日 (21年1ヶ月経過) 出願番号 1999-316328
公開日 2000年7月25日 (20年5ヶ月経過) 公開番号 2000-204478
状態 未査定
技術分野 ウェブの巻戻、送給、巻取、異常等の制御 物理蒸着 CVD 気相成長(金属層を除く)
主要キーワード 物理的センサー ビューイングポート レーザーセンサー 光学的センサー 入口手前 室内部品 停止検知 タイマーセット
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年7月25日)のものです。
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図面 (8)

課題

基板処理中の合紙の搬送異常に伴うトラブルを解消し、良好な被処理基板歩留まり良く得る。

解決手段

帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから該合紙を合紙巻取りボビン巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し室と、前記帯状基板に処理を施す基板処理室と、該帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを基板巻き取りボビンに交互に巻きとる基板巻き取り室と、を少なくとも有する基板処理装置において、前記基板送り出し室における合紙の搬送異常を検知する機構と、前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知する機構と、の少なくとも一方を有することを特徴とする基板処理装置を提供する。

概要

背景

近年、太陽電池による太陽光発電の実用化に向けて様々な研究開発が行われている。太陽電池を電力需要を賄うものとして確立させるためには、使用する太陽電池の光電変換効率が十分に高く、信頼性に優れたものであり、且つ大量生産が可能であることが要求される。アモルファスシリコン(以下a−siと記載)太陽電池は、結晶系Si等を用いて作成される太陽電池と比較して、低コスト生産可能で量産性に富んでいることなどから注目されている。その理由は原料ガスとしてシラン等の容易に入手できるガスを使用し、これをグロー放電分解して、金属シート樹脂シート等の比較的安価な帯状基板上に半導体膜等の堆積膜の形成が可能なためである。そして、a−Si太陽電池生産方法生産装置について各種の提案がなされている。半導体層成膜生産装置については、量産性を著しく向上させることができるロール・ツー・ロール方式連続プラズマCVD装置が、米国特許第4,400,409号明細書に開示されている。この方法によれば、長尺帯状部材基板として、基板を基板の長手方向に連続搬送させながら複数のグロー放電領域において所望の半導体層を堆積形成することにより、半導体接合を有する素子連続形成することができるとされている。また、このような機能性薄膜を連続的に作成する方法において、長尺の帯状基板の始端から終端までの全体にわたって、高品位で、再現性良く、更に歩留り良く形成する手法として、帯状基板の成膜面に基板保護シートをはさみ込む方法が米国特許第4,485,125号明細書に開示されている。また、半導体膜製造工程において、帯状基板に半導体膜を順次積層する前の帯状基板をボビンから送り出す工程及び半導体膜を順次積層した後の帯状基板を巻き取る工程で、帯状基板とステアリングローラー物理的接触を生じないように両者の間に例えば、樹脂化学繊維グラスウール等の合紙をはさみ込む方法が特開平9−82652号公報に開示されている。この方法によれば、帯状基板の裏側からダスト等の形が転写されることが解消され、帯状基板表面が凹凸になってしまうことを解消できるとされている。

概要

基板処理中の合紙の搬送異常に伴うトラブルを解消し、良好な被処理基板歩留まり良く得る。

帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから該合紙を合紙巻取りボビン巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し室と、前記帯状基板に処理を施す基板処理室と、該帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを基板巻き取りボビンに交互に巻きとる基板巻き取り室と、を少なくとも有する基板処理装置において、前記基板送り出し室における合紙の搬送異常を検知する機構と、前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知する機構と、の少なくとも一方を有することを特徴とする基板処理装置を提供する。

目的

そこで本発明は、上記した課題を解決して、連続的に長時間にわたって行われる基板処理中の合紙の搬送異常に伴うトラブルが解消された基板処理装置及び基板処理方法を提供すること、特に、歩留りの向上した良好な特性を有する機能性堆積膜形成装置及び形成方法を提供すること、とりわけ薄膜太陽電池等の光起電力素子の優れた形成装置及び形成方法を提供することを目的とするものである。なお、本明細書で付着とは合紙と基板とが接触している状態であり、本発明はこのような接触(付着)を検知、防止することを目的とする。特に本発明は、合紙が基板に接触(付着)した状態で搬送されることを防止することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから該合紙を合紙巻取りボビン巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し室と、前記帯状基板に処理を施す基板処理室と、を少なくとも有する基板処理装置において、前記基板送り出し室における合紙の搬送異常を検知する機構を有することを特徴とする基板処理装置。

請求項2

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記基板送り出し室内の基板送り出しボビンと合紙巻き取りボビンとの間の合紙の弛みを検知する手段であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項3

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記基板と前記合紙との付着を検知する手段であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項4

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記合紙巻き取りボビンの回転異常を検知する手段であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項5

前記搬送異常を検知する機構が、光学的センサー物理的センサー、合紙巻き取りボビンの回転異常検知器のいずれかを有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項6

前記搬送異常を検知する機構が、レーザーセンサーを有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項7

前記搬送異常を検知する機構が、リミットスイッチを有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項8

前記合紙が前記ロール以外の部分で前記基板に接触しないようにする機構を有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項9

前記合紙が基板に接触しないようにする機構と前記合紙の搬送異常を検知する機構とが同一部材であることを特徴とする請求項8に記載の基板処理装置。

請求項10

前記合紙が基板に接触しないようにする機構が、トレイメッシュ棒状部材のいずれかを有する請求項8に記載の基板処理装置。

請求項11

前記基板処理室が、成膜室であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項12

前記基板処理室が、プラズマを用いた基板処理を行う室であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項13

前記基板処理室が、基板加熱機構を有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項14

前記基板処理室が、プラズマCVD処理室であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項15

前記基板処理室が、スパッタリング処理室であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項16

帯状基板に処理を施す基板処理室と、該帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを基板巻き取りボビンに交互に巻きとる基板巻き取り室と、を少なくとも有する基板処理装置において、前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知する機構を有することを特徴とする基板処理装置。

請求項17

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記基板巻き取り室内の合紙送り出しボビンと基板巻き取りボビンとの間の合紙の弛みを検知する手段であることを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項18

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記基板と前記合紙との付着を検知する手段であることを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項19

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記合紙送り出しボビンの回転異常を検知する手段であることを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項20

前記搬送異常を検知する機構が、光学的センサー、物理的センサー、合紙巻き取りボビンの回転異常検知器のいずれかを有することを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項21

前記搬送異常を検知する機構が、レーザーセンサーを有することを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項22

前記搬送異常を検知する機構が、リミットスイッチを有することを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項23

前記合紙が前記ロール以外の部分で前記基板に接触しないようにする機構を有することを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項24

前記合紙が基板に接触しないようにする機構と前記合紙の搬送異常を検知する機構とが同一部材であることを特徴とする請求項23に記載の基板処理装置。

請求項25

前記合紙が基板に接触しないようにする機構が、トレイ、メッシュ、棒状部材のいずれかを有する請求項23に記載の基板処理装置。

請求項26

前記基板処理室が、成膜室であることを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項27

前記基板処理室が、プラズマを用いた基板処理を行う室であることを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項28

前記基板処理室が、基板加熱機構を有することを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項29

前記基板処理室が、プラズマCVD処理室であることを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項30

前記基板処理室が、スパッタリング処理室であることを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。

請求項31

帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから該合紙を合紙巻き取りボビンに巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し室と、前記帯状基板に処理を施す基板処理室と、該帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを基板巻き取りボビンに交互に巻きとる基板巻き取り室と、を少なくとも有する基板処理装置において、前記基板送り出し室における合紙の搬送異常を検知する機構と、前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知する機構と、の少なくとも一方を有することを特徴とする基板処理装置。

請求項32

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記基板送り出し室内の基板送り出しボビンと合紙巻き取りボビンとの間の合紙の弛みを検知する手段及び/又は前記基板巻き取り室内の合紙送り出しボビンと基板巻き取りボビンとの間の合紙の撓みを検知する手段であることを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項33

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記基板と前記合紙との付着を検知する手段であることを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項34

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記合紙巻き取りボビン及び/又は前記合紙送り出しボビンの回転異常を検知する手段であることを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項35

前記搬送異常を検知する機構が、光学的センサー、物理的センサー、合紙巻き取りボビンの回転異常検知器のいずれかを有することを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項36

前記搬送異常を検知する機構が、レーザーセンサーを有することを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項37

前記搬送異常を検知する機構が、リミットスイッチを有することを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項38

前記合紙が前記ロール以外の部分で前記基板に接触しないようにする機構を有することを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項39

前記合紙が基板に接触しないようにする機構と前記合紙の搬送異常を検知する機構とが同一部材であることを特徴とする請求項38に記載の基板処理装置。

請求項40

前記合紙が基板に接触しないようにする機構が、トレイ、メッシュ、棒状部材のいずれかを有する請求項38に記載の基板処理装置。

請求項41

前記基板処理室が、成膜室であることを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項42

前記基板処理室が、プラズマを用いた基板処理を行う室であることを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項43

前記基板処理室が、基板加熱機構を有することを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項44

前記基板処理室が、プラズマCVD処理室であることを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項45

前記基板処理室が、スパッタリング処理室であることを特徴とする請求項31に記載の基板処理装置。

請求項46

基板送り出し室内に設けられた帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから、該合紙を合紙巻き取りボビンに巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し工程と、基板処理室内で前記帯状基板に処理を施す基板処理工程と、を少なくとも有する基板処理方法において、合紙の搬送異常を検知する手段によって前記基板送り出し室における合紙の搬送異常を検知することを特徴とする基板処理方法。

請求項47

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記基板送り出し室内の基板送り出しボビンと合紙巻き取りボビンとの間の合紙の弛みを検知する工程であることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項48

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記基板と前記合紙との付着を検知する工程であることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項49

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記合紙巻き取りボビンの回転異常を検知する工程であることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項50

前記搬送異常を検知する工程で、光学的センサー、物理的センサー、合紙巻き取りボビンの回転異常検知器のいずれかを用いることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項51

前記搬送異常を検知する工程で、レーザーセンサーを用いることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項52

前記搬送異常を検知する工程で、リミットスイッチを用いることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項53

前記合紙が前記ロール以外の部分で前記基板に接触しないようにする機構を用いることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項54

前記合紙が基板に接触しないようにする機構が前記合紙の搬送異常を検知する手段を兼ねていることを特徴とする請求項53に記載の基板処理方法。

請求項55

前記合紙が基板に接触しないようにする機構として、トレイ、メッシュ、棒状部材のいずれかを用いる請求項53に記載の基板処理方法。

請求項56

前記基板処理が、成膜であることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項57

前記基板処理が、プラズマを用いた基板処理であることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項58

前記基板処理が、基板加熱工程を有することを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項59

前記基板処理が、プラズマCVD処理であることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項60

前記基板処理が、スパッタリング処理であることを特徴とする請求項46に記載の基板処理方法。

請求項61

基板処理室内で帯状基板に処理を施す基板処理工程と、基板巻き取り室内に設けられた基板巻き取りボビンに、前記帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを交互に巻きとる基板巻き取り工程と、を少なくとも有する基板処理方法において、合紙の搬送異常を検知する手段によって前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知することを特徴とする基板処理方法。

請求項62

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記基板巻き取り室内の合紙送り出しボビンと基板巻き取りボビンとの間の合紙の弛みを検知する工程であることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項63

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記基板と前記合紙との付着を検知する工程であることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項64

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記合紙送り出しボビンの回転異常を検知する工程であることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項65

前記搬送異常を検知する工程で、光学的センサー、物理的センサー、合紙送り出しボビンの回転異常検知器のいずれかを用いることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項66

前記搬送異常を検知する工程で、レーザーセンサーを用いることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項67

前記搬送異常を検知する工程で、リミットスイッチを用いることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項68

前記合紙が前記ロール以外の部分で前記基板に接触しないようにする機構を用いることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項69

前記合紙が基板に接触しないようにする機構が前記合紙の搬送異常を検知する手段を兼ねていることを特徴とする請求項68に記載の基板処理方法。

請求項70

前記合紙が基板に接触しないようにする機構として、トレイ、メッシュ、棒状部材のいずれかを用いる請求項68に記載の基板処理方法。

請求項71

前記基板処理が、成膜であることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項72

前記基板処理が、プラズマを用いた基板処理であることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項73

前記基板処理が、基板加熱工程を有することを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項74

前記基板処理が、プラズマCVD処理であることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項75

前記基板処理が、スパッタリング処理であることを特徴とする請求項61に記載の基板処理方法。

請求項76

基板送り出し室内に設けられた帯状基板と合紙とを交互た巻いたロールを有する基板送り出しボビンから、該合紙を合紙巻き取りボビンに巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し工程と、基板処理室内で前記帯状基板に処理を施す基板処理工程と、基板巻き取り室内に設けられた基板巻き取りボビンに、前記帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを交互に巻きとる基板巻き取り工程と、を少なくとも有する基板処理方法において、合紙の搬送異常を検知する手段によって前記基板送り出し室及び/又は前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知することを特徴とする基板処理方法。

請求項77

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記基板送り出し室内の基板送り出しボビンと合紙巻き取りボビンとの間の合紙の弛みを検知する工程及び/又は前記基板巻き取り室内の合紙送り出しボビンと基板巻き取りボビンとの間の合紙の撓みを検知する工程であることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項78

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記基板と前記合紙との付着を検知する工程であることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項79

前記合紙の搬送異常を検知する工程が、前記合紙巻き取りボビン及び/又は前記合紙送り出しボビンの回転異常を検知する工程であることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項80

前記搬送異常を検知する工程で、光学的センサー、物理的センサー、合紙巻き取りボビン又は合紙送り出しボビンの回転異常検知器、のいずれかを用いることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項81

前記搬送異常を検知する工程で、レーザーセンサーを用いることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項82

前記搬送異常を検知する工程で、リミットスイッチを用いることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項83

前記合紙が前記ロール以外の部分で前記基板に接触しないようにする機構を用いることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項84

前記合紙が基板に接触しないようにする機構が前記合紙の搬送異常を検知する手段を兼ねていることを特徴とする請求項83に記載の基板処理方法。

請求項85

前記合紙が基板に接触しないようにする機構として、トレイ、メッシュ、棒状部材のいずれかを用いる請求項83に記載の基板処理方法。

請求項86

前記基板処理が、成膜であることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項87

前記基板処理が、プラズマを用いた基板処理であることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項88

前記基板処理が、基板加熱工程を有することを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項89

前記基板処理が、プラズマCVD処理であることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

請求項90

前記基板処理が、スパッタリング処理であることを特徴とする請求項76に記載の基板処理方法。

技術分野

0001

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。本発明は、処理前後の基板が合紙とともにロール状に巻き取られていることを前提とした基板処理装置及び基板処理方法に関する。本発明は、CVD装置及びCVD方法を包含する。また、本発明は、光起電力素子製造装置及び製造方法を包含する。

背景技術

0002

近年、太陽電池による太陽光発電の実用化に向けて様々な研究開発が行われている。太陽電池を電力需要を賄うものとして確立させるためには、使用する太陽電池の光電変換効率が十分に高く、信頼性に優れたものであり、且つ大量生産が可能であることが要求される。アモルファスシリコン(以下a−siと記載)太陽電池は、結晶系Si等を用いて作成される太陽電池と比較して、低コスト生産可能で量産性に富んでいることなどから注目されている。その理由は原料ガスとしてシラン等の容易に入手できるガスを使用し、これをグロー放電分解して、金属シート樹脂シート等の比較的安価な帯状基板上に半導体膜等の堆積膜の形成が可能なためである。そして、a−Si太陽電池生産方法生産装置について各種の提案がなされている。半導体層成膜生産装置については、量産性を著しく向上させることができるロール・ツー・ロール方式連続プラズマCVD装置が、米国特許第4,400,409号明細書に開示されている。この方法によれば、長尺帯状部材を基板として、基板を基板の長手方向に連続搬送させながら複数のグロー放電領域において所望の半導体層を堆積形成することにより、半導体接合を有する素子連続形成することができるとされている。また、このような機能性薄膜を連続的に作成する方法において、長尺の帯状基板の始端から終端までの全体にわたって、高品位で、再現性良く、更に歩留り良く形成する手法として、帯状基板の成膜面に基板保護シートをはさみ込む方法が米国特許第4,485,125号明細書に開示されている。また、半導体膜製造工程において、帯状基板に半導体膜を順次積層する前の帯状基板をボビンから送り出す工程及び半導体膜を順次積層した後の帯状基板を巻き取る工程で、帯状基板とステアリングローラー物理的接触を生じないように両者の間に例えば、樹脂化学繊維グラスウール等の合紙をはさみ込む方法が特開平9−82652号公報に開示されている。この方法によれば、帯状基板の裏側からダスト等の形が転写されることが解消され、帯状基板表面が凹凸になってしまうことを解消できるとされている。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、薄膜をロール・ツー・ロール方式により連続的に長時間にわたって成膜する場合、成膜面に合紙がはさみ込まれたロール状の帯状基板をボビンから送り出しながら合紙を巻き取る工程においては、帯状基板と合紙の付着力が合紙の融着静電吸着等によって非常に強かった場合には、合紙がステアリングローラーに引き込まれ、合紙が帯状基板とステアリングローラー間にはさまる形となり、そこで合紙が破断したり、そのまま基板の裏面上に乗っかった状態で基板送り出し室と隣接する第一の成膜室内へ引き込まれる恐れがある。また、合紙巻取りボビンシャフトの回転が成膜を繰り返し長時間行うが故のベアリング老朽化等により不調となり、合紙が基板から剥される速度よりも巻き取る速度が遅くなった場合、合紙は徐々に弛み始め、やがて基板の裏面上に乗っかった形で前述同様基板送り出し室と隣接する第一の成膜室内へ引き込まれる恐れがある。合紙が通常通り巻き取られないと帯状基板の搬送自体に異常をきたし、更に合紙が第一の成膜室内へ引き込まれると第一成膜室加熱ヒーターの熱により、合紙の材質によっては成膜室の壁等に蒸着されたり、成膜室内で溶けたり、燃えたりする可能性があり、成膜装置に大きな損害をもたらす。

0004

一方、機能性薄膜を順次堆積した後の帯状基板をボビンに巻き取りながら新たな合紙を帯状基板の成膜面に巻き込む工程においては、合紙送り出しボビンシャフトの回転が不調となり、基板がボビンに巻き取られていく速度よりも合紙を送り出す速度が速くなった場合、合紙は徐々に弛み始め、やがて基板の裏面上に乗っかった形でステアリングローラーヘ引き込まれ破断する恐れがある。合紙が成膜途中で破断した状態で気付かずにそのまま成膜を継続すると、合紙が破断した時点以降に巻き取られた帯状基板の成膜面には合紙が巻き込まれておらず、機能性薄膜の歩留り及び特性までも著しく低下させる原因となる。

0005

同様の問題は薄膜を成膜する場合に限らず、帯状の基板を利用する基板処理装置全般に生じうるものである。ここで基板処理装置の例としては、スパッタリング装置蒸着装置、CVD装置、メッキ装置塗布装置等の成膜装置やエッチング装置洗浄装置等が挙げられる。

0006

そこで本発明は、上記した課題を解決して、連続的に長時間にわたって行われる基板処理中の合紙の搬送異常に伴うトラブルが解消された基板処理装置及び基板処理方法を提供すること、特に、歩留りの向上した良好な特性を有する機能性堆積膜形成装置及び形成方法を提供すること、とりわけ薄膜太陽電池等の光起電力素子の優れた形成装置及び形成方法を提供することを目的とするものである。なお、本明細書で付着とは合紙と基板とが接触している状態であり、本発明はこのような接触(付着)を検知、防止することを目的とする。特に本発明は、合紙が基板に接触(付着)した状態で搬送されることを防止することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから該合紙を合紙巻き取りボビンに巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し室と、前記帯状基板に処理を施す基板処理室と、を少なくとも有する基板処理装置において、前記基板送り出し室における合紙の搬送異常を検知する機構を有することを特徴とする基板処理装置を提供する。

0008

また、本発明は、帯状基板に処理を施す基板処理室と、該帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを基板巻き取りボビンに交互に巻き取る基板巻き取り室と、を少なくとも有する基板処理装置において、前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知する機構を有することを特徴とする基板処理装置を提供する。

0009

さらに、本発明は、帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから該合紙を合紙巻き取りボビンに巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し室と、前記帯状基板に処理を施す基板処理室と、該帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを基板巻き取りボビンに交互に巻きとる基板巻き取り室と、を少なくとも有する基板処理装置において、前記基板送り出し室における合紙の搬送異常を検知する機構と、前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知する機構と、の少なくとも一方を有することを特徴とする基板処理装置を提供する。また、本発明は、基板送り出し室内に設けられた帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから、該合紙を合紙巻き取りボビンに巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し工程と、基板処理室内で前記帯状基板に処理を施す基板処理工程と、を少なくとも有する基板処理方法において、合紙の搬送異常を検知する手段によって前記基板送り出し室における合紙の搬送異常を検知することを特徴とする基板処理方法を提供する。

0010

さらに、本発明は、基板処理室内で帯状基板に処理を施す基板処理工程と、基板巻き取り室内に設けられた基板巻き取りボビンに、前記帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを交互に巻き取る基板巻き取り工程と、を少なくとも有する基板処理方法において、合紙の搬送異常を検知する手段によって前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知することを特徴とする基板処理方法を提供する。加えて、本発明は、基板送り出し室内に設けられた帯状基板と合紙とを交互に巻いたロールを有する基板送り出しボビンから、該合紙を合紙巻き取りボビンに巻き取りながら、該帯状基板を連続的に送り出す基板送り出し工程と、基板処理室内で前記帯状基板に処理を施す基板処理工程と、基板巻き取り室内に設けられた基板巻き取りボビンに、前記帯状基板と合紙送り出しボビンから送り出された合紙とを交互に巻きとる基板巻き取り工程と、を少なくとも有する基板処理方法において、合紙の搬送異常を検知する手段によって前記基板送り出し室及び/又は前記基板巻き取り室における合紙の搬送異常を検知することを特徴とする基板処理方法を提供する。

0011

前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記基板送り出し室内の基板送り出しボビンと合紙巻き取りボビンとの間の合紙の撓みを検知する手段及び/又は前記基板巻き取り室内の合紙送り出しボビンと基板巻き取りボビンとの間の合紙の弛みを検知する手段であることが好適である。また、前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記基板と前記合紙との付着を検知する手段であることも好適である。前記合紙の搬送異常を検知する機構が、前記合紙巻き取りボビン及び/又は前記合紙送り出しボビンの回転異常を検知する手段であることも好適である。前記搬送異常を検知する機構が、光学的センサー物理的センサー、合紙巻き取りボビンの回転異常検知器のいずれかを有することも好適であり、具体的には、レーザーセンサー又はリミットスイッチを有することができる。前記合紙が前記ロール以外の部分で前記基板に接触しないようにする機構を有することがさらに好ましい。かかる機構の具体例としては、トレイメッシュ棒状部材が挙げられる。かかる機構と合紙の搬送異常を検知する機構とが同一部材となるようにしてもよい。基板処理としては、成膜、プラズマを用いた基板処理、基板加熱を伴う処理が好適である。好適な処理の具体例としては、プラズマCVDスパッタリングが挙げられる。

発明を実施するための最良の形態

0012

本発明は、上記した構成により、前記基板送り出し室においては前記帯状基板と前記合紙の融着や静電吸着等をステアリングローラーの手前で検知したり、合紙の弛みを検知し、合紙の巻き取り異常に起因して起こる合紙が基板送り出し室と隣接する基板処理室内へ引き込まれるのを未然に防ぐことができ、合紙の搬送異常に伴う前記ロール・ツー・ロール型基板処理装置への損害を無くすことが出来る。また、前記基板巻き取り室においては合紙の送り出し異常に起因するステアリング等の基板巻き取り室内部品による合紙の破断が原因で起こる合紙切れを検知し、そこで一旦基板搬送中止することにより、合紙が破断された時点以降の処理済み基板の歩留り及び特性の低下を未然に防止できる。本発明は、これにより、基板処理時の歩留り、及び処理済み基板の特性を向上させることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。特に、本発明は、歩留りの向上した良好な特性を有する機能性堆積膜の形成装置及び形成方法、とりわけ薄膜太陽電池等の光起電力素子の優れた形成装置及び形成方法を実現することができる。

0013

以下に、本発明における合紙の搬送異常内容及び合紙の搬送異常を検知する機構について具体的に説明する。本発明の基板処理装置は、合紙とともにロール状に巻かれた帯状の基板を巻き出した後に基板処理を行う機構と、処理済みの基板を合紙とともにロール状に巻き取る機構、の少なくとも一方を有する基板処理装置を包含する。本発明の好適な基板処理装置はいわゆるロール・ツー・ロール型の基板処理装置である。本発明の基板処理装置の例としては、スパッタリング装置蒸着装置、CVD装置、メッキ装置、塗布装置等の成膜装置やエッチング装置、洗浄装置等が挙げられる。本発明の基板処理方法は、合紙とともにロール状に巻かれた帯状の基板を巻き出した後に基板処理を行う工程と、処理済の基板を合紙とともにロール状に巻き取る工程、の少なくとも一方を有する基板処理方法を包含する。本発明の基板処理方法の例としては、スパッタリング方法蒸着方法、CVD方法、メッキ方法塗布方法等の成膜方法エッチング方法洗浄方法等が挙げられる。本発明は特に成膜装置又は成膜方法、とりわけ半導体膜等の機能性堆積膜の形成装置又は形成方法に適用した場合に有効である。合紙の搬送異常は、成膜された膜の特性に多大な悪影響を及ぼすおそれが大きいからである。また、合紙の搬送異常はプラズマにも大きな影響を与えるおそれがあるので、本発明は、プラズマを用いた基板処理装置又は基板処理方法に好適に適用される。さらに本発明は加熱プロセスを有する基板処理又は基板処理方法に好適に適用される。

0014

(1)合紙の弛み異常
ここでは、導電性帯状部材(基板)を巻き出し、その上に機能性薄膜を順次堆積した後に合紙をはさみ込んでロール状に巻き取るロール・ツー・ロール型プラズマCVD装置における基板巻き取り室を代表例にとって説明する。但し、以下に述べる合紙の弛み異常を検知する手段は基板巻き取り室にのみ適用しうるものではなく、基板送り出し室に適用することによっても同様の効果が得られる。図1に本例の基板巻き取り室内の模式的概略図を示す。図1において、101は基板巻き取り室、102は帯状基板、103は合紙、104は基板巻き取りボビン、105は合紙送り出しボビン、106はステアリングローラー、107はガスゲート、108は排気管、109はレーザーセンサー投光部、110はレーザーセンサー受光部、111は弛んだ合紙が帯状基板に接触するのを防止する機構たるトレイである。

0015

本例においては、帯状基板102には、幅355.6mm、長さ1000m、厚さ0.15mmのSUS430 2D基板を使用し、搬送方向に張力80kgをかけながら搬送速度1270mm/minで移動させた。また、合紙103には、幅355.6mm、長さ1000m、厚さ0.05mmのポリイミドを使用し、図1の103の点線に示すような基板の成膜面に巻き込む様な形で設置した。機能性薄膜を順次堆積した後の帯状基板を基板巻き取りボビン104に巻き取りながら新たな合紙103を帯状基板の成膜面に巻き込む工程において、成膜を連続的に長時間にわたって操り返し行っていると、合紙送り出しボビン105のシャフトの回転がベアリングの老朽化等の原因で不調となり、基板が基板巻き取りボビン104に巻き取られていく速度よりも合紙を巻き込んでいく速度が遅くなった場合、合紙は徐々に弛み始め、図1の103の実線に示すような状態になる。

0016

そこで、図1に示すような位置に2つのレーザーセンサー(投光部と受光部)を設置し、弛んだ合紙が2つのレーザーセンサー間を横切ると警報が発令されると共に不図示の表示パネルに異常内容が表示され、更に0.5秒以上レーザーセンサー間を横切る状態が継続されると全放電炉の放電と基板の搬送及び合紙の回転を同時に停止させるようにした。

0017

本例では合紙の搬送異常検知手段(弛み検知手段)としてレーザーセンサーを用いたが、その他にもレーザー以外を用いた光学的センサーあるいは、検出部に合紙が接触したことを検知するリミットスイッチ等の物理的センサーを用いることができる。

0018

また、合紙の搬送異常検知手段としてのセンサーの設置位置は、合紙送り出しボビンと基板巻き取りボビンの間の合紙搬送経路の下方であって、合紙の正常な搬送を妨げない位置であることが好ましい。このようなセンサーを後述する図2に示すような基板送り出し室内に設置する場合には、その設置位置は、基板送り出しボビンと合紙巻き取りボビンの間の合紙搬送経路の下方であって、合紙の正常な搬送を妨げない位置であることが好ましい。このような位置にセンサーを設置した場合、合紙が存在すべきでない位置に合紙が存在することを検知することになるが、逆に合紙が存在すべき場所に合紙が存在していないことを検知する構成としてもよい。その例としては、合紙送り出しボビンと基板巻き取りボビンの間(若しくは基板送り出しボビンと合紙巻き取りボビンとの間)の合紙の搬送経路を挟むようにレーザーセンサー投光部とレーザーセンサー受光部を配置する構成が挙げられる。

0019

本発明の好ましい態様は、合紙が帯状基板に接触するのを防止する機構(本例のトレイ111)を有する。かかる機構の具体例としてはトレイの他にメッシュ、棒状部材等が挙げられる。また、かかる機構を物理的センサーと一体化させる等して、かかる機構に搬送異常検知手段の役割を兼ねさせてもよい。これにより、弛んだ合紙が基板の裏面上に乗っかった形でステアリングローラー106へ引き込まれ破断されるのを回避できる。
(2)合紙の付着異常
ここでは、成膜面に合紙をはさみ込んだロール状の導電性帯状部材を巻き出し、その上に機能性薄膜を順次堆積させるロール・ツー・ロール型プラズマCVD装置における基板送り出し室を代表例にとって説明する。また、基板巻き取り室の例についても後述する。図2に本発明の基板送り出し室内の模式的概略図を示す。図2において、201は基板送り出し室、202は帯状基板、203は合紙、204は基板送り出しボビン、205は合紙巻き取りボビン、206はステアリングローラー、207はガスゲート、208は排気管、209はレーザーセンサー投光部、210はレーザーセンサー受光部、211はリミットスイッチである。帯状基板上に機能性薄膜を順次堆積する前の帯状基板を送り出しながら合紙を巻き取る工程において、帯状基板202と合紙203の付着力が合紙の融着や静電吸着等によって非常に強かった場合には、通常は図2の203の点線に示す状態にあるべき合紙は図2の203の実線に示すような状態となり、合紙がステアリングローラー206に引き込まれ、合紙が基板とステアリングローラー間にはさまれる形となり、そこで合紙が破断されたり、そのまま基板の裏面上に乗っかった状態で基板送り出し室201と隣接する不図示の第一の放電炉内へ引き込まれる恐れがある。

0020

そこで、図2に示すようなステアリングローラー上部の位置にリミットスイッチを設置し、基板と付着した合紙がリミットスイッチを叩くと警報が発令されると共に不図示の表示パネルに異常内容が表示され、更に0.5秒以上リミットスイッチを叩く状態が継続されると全放電炉の放電と基板の搬送及び合紙の回転を同時に停止させる。これにより、基板と合紙の付着に伴う合紙の破断や合紙が基板送り出し室と隣接する第一の放電炉内へ引き込まれるのを回避でき、成膜装置に大きな損害を与えないで済むことになる。

0021

また、何らかの理由で合紙が破断し本来巻き取られるべき合紙が基板に付着した状態で搬送されることが予想される場合には、前記リミットスイッチに代えて、あるいはこれに加えて基板の反射光を検知する光センサー等を設けて、基板表面に異物(合紙)が付着していることを検知するのが好ましい。

0022

図1図2に示すような基板搬送経路を有する装置に、このような基板の反射光を検知する光センサーを設置する場合、光センサーからの投光部からの出射光が基板に照射され反射光が光センサーの受光部に入射するように設置する。その設置位置としては、基板送り出し室においては、ガスゲート207近傍の基板搬送経路(ガスゲートに基板が搬入される直前)の上方が、処理室に合紙が侵入するのを防止する観点から好ましく、基板送り出しボビン204とステアリングローラー206との間の基板搬送経路の右方が、合紙がステアリングローラーに巻き込まれて破断するのを防止する観点から好ましく、これら2箇所に光センサーを設置することがより好ましい。また、基板巻き取り室においてはステアリングローラー106近傍の基板搬送経路(ステアリングローラーに基板が到達する直前)の上方が好ましい。
(3)合紙ボビンの回転異常
ここでは、成膜面に合紙をはさみ込んだロール状の導電性帯状部材を巻き出して、その上に機能性薄膜を順次堆積させた後に再び合紙をはさみ込んでロール状に巻き取るロール・ツー・ロール型プラズマCVD装置における基板送り出し室及び基板巻き取り室において、外部(大気圧側)から図1図2に示した合紙送り出しボビン105、合紙巻き取りボビン205の回転異常を検知する手段について説明する。なお、本発明における回転異常とは、逆転、停止等を含む急激な回転数の変化のことである。図3に本発明の合紙ボビン105、205の回転系の模式的概略図を示す。図3において、301はチャンバー壁、302は合紙ボビン、303は真空磁気シールフラシジ、304はカップリング、305はクラッチ、306はカップリング、307は合紙モーター、308は近接センサー、309はドグである。図3に示す通り、合紙ボビン302の回転異常を大気圧側(室外)から検知する手段として、真空磁気シールフランジ303とクラッチ305の間に配設されたカップリング304に2つの識別可能な形状を有するドグ309を設置し、またドグが設置されたカップリングの真下に近接センサー308を設置した。図4に合紙ボビンの回転異常を検知する回転異常検知器の原理図を示す。

0023

図4に示すように、2つのドグ(ドグA、ドグB)は90°の位置関係になるように設置されており、合紙ボビンの回転速度と同速度で回転する。また、近接センサーは常に固定されている。図4において、ドグAが近接センサーを通過してから次にドグBが近接センサーを通過するまでの時間をtAB、ドグBが近接センサーを通過してから次にドグAが近接センサーを通過するまでの時間をtBAと定義すると、tBA−(tAB×2)の値が負となった時、合紙ボビンが逆転したと検知する。前記値が正の時は合紙ボビンは正常に回転していると判断する。一方
ID=000003HE=010 WI=069 LX=0255 LY=0700
停止検知時間としてタイマーセットし、前記停止検知時間がタイムアップするか或いはドグA、Bが近接センサーを通過しない時、合紙ボビンの回転が停止したと検知する。また、誤動作を避けるために、帯状基板の搬送開始後60秒間は合紙ボビンの回転異常を検知しないようにした。言い換えれば搬送速度が安定してから合紙ボビンの回転異常を検知するようにした。更に、帯状基板が通常搬送されている時以外は合紙ボビンの回転異常を検知しないようにした。

0024

合紙ボビンの回転異常を検知すると、警報が発令されると共に不図示の表示パネルに異常内容が表示され、更に1秒以上異常状態が継続されると全放電炉の放電と基板の搬送及び合紙の回転を同時に停止させる。これにより、合紙ボビンの回転異常に伴う合紙の破断や合紙が基板送り出し室と隣接する第一の放電炉内へ引き込まれるのを回避でき、成膜装置に大きな損害を与えないで済むことになる。なお、本例では回転異常検知器を大気圧側(室外)に設けたが、真空側(室内)に設けることも可能である。本発明では、(1)〜(3)で述べた各種の手段、機構等を適宜組み合わせて用いることもできる。

0025

以下に、本発明の実施例として薄膜太陽電池の形成装置について説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
[実施例1]実施例1では、図1で示した基板巻き取り室に2つのレーザーセンサーを用いた合紙の弛み検知機構、及び基板巻き取り室側の合紙送り出しボビンの回転系に図3で示した合紙ボビンの回転異常検知機構を設け、図5に示すようなロール・ツー・ロール型DCマグネトロンスパッタ装置により、図6に示すシングル型アモルファスシリコン太陽電池における裏面反射層602、603を形成した。まず、オーカイト及び純水で十分に脱脂洗浄したステンレス帯状基板502(幅355.6mm、厚み0.15mm、長さ1000m、合紙無し)がロール状に巻かれた基板送り出しボビン503を基板送り出し室501にセットし、基板巻き取り室506には空の基板巻き取りボビン508と合紙507(幅355.6mm、厚み0.05mm、長さ1000m、材質:アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルム)がロール状に巻かれた合紙送り出しボビン509とをセットした。なお、504は合紙巻き取りボビン、505はステアリングローラーである。

0026

続いて、不図示の真空ポンプで圧力が0.01パスカル以下になるまで減圧した。その後、金属反射層堆積室513と透明酸化物層堆積室514に各々のガス導入管531〜535から、不活性ガスとしてアルゴンガスを各々50sccm供給した。この状態で、不図示の排気バルブ開度を調整して、真空室内の圧力を0.3パスカルに保った。次に、ヒーターユニット526〜530により、基板の裏面に熱電対を接触させて250℃になるように温度制御して加熱した。続いて、帯状基板に張力60kgをかけ、搬送速度1270mm/minで搬送を開始した。金属反射層用のターゲット520には純度99.99重量%のアルミニウムを使用し、カソード電極515に直流電源537より2kWの直流電力印加することにより、基板601(502)上に0.2μmの厚みのアルミニウムの金属反射層602を堆積した。また、透明酸化物層用のターゲット521〜524には酸化亜鉛(ZnO)を使用し、カソード電極516〜519に直流電源538〜541より1.5kWの直流電力を印加することにより、1.0μmの厚みの酸化亜鉛の透明酸化物層603を堆積した。なお、542〜550は基板搬送用のマグネットローラー、525はガスゲート、536はゲートガス導入管である1回(1ロール)の成膜時間は約10時間であり、基板巻き取り室506に設置したレーザーセンサー511(投光部)、512(受光部)による合紙の弛み検知機構、及び基板巻き取り室側の合紙送り出しボビン509の回転系に設けた図3に示した合紙ボビンの回転異常(逆転、停止)検知機構により、合紙の搬送異常を監視したが、1回の成膜の間では一度も異常は発生しなかった。そこで、100ロール(約1000時間)にわたって合紙の搬送異常を監視した所、合紙の弛みによる搬送異常が検知された。異常が検知された際、全放電炉の放電と基板の搬送及び合紙の回転が同時に停止し、基板巻き取り室における不図示のビューイングポートより基板巻き取り室内を観察した所、弛んだ合紙はステアリングローラー510の手前で止まっており、合紙の破断等は起こっていなかった。その結果、本発明の合紙の搬送異常を検知する機構は、合紙の搬送異常に伴う成膜装置トラブルを未然に防止するのに有効な手段であることが実証された。

0027

[実施例2]実施例2では、図7に示すようなロール・ツー・ロール型プラズマCVD装置において、基板送り出し室701に図1で示した2つのレーザーセンサーを用いた合紙の弛み検知機構、図2で示した合紙の付着検知機構及び図3で示した合紙巻き取りボビン705の回転系に合紙ボビンの回転異常検知機構を設け、更に基板巻き取り室710に合紙の弛み検知機構及び合紙送り出しボビン713の回転系に合紙ボビンの回転異常検知機構を設け、図6に示すシングル型アモルファスシリコン太陽電池における半導体層604〜608を形成した。まず、裏面反射層が成膜され且つ成膜面に材質がアルミニウムを蒸着したポリエステルフィルムからなる合紙703をはさみ込んだ帯状基板702をロール状に巻いた基板送り出しボビン704と空の合紙巻き取りボビン705とを基板送り出し室701にセットし、基板巻き取り室710には空の基板巻き取りボビン712と合紙711(幅355.6mm、厚み0.05mm、長さ1000m、材質:ポリイミドフィルム)がロール状に巻かれた合紙送り出しボビン509と、をセットした。なお、706、714はステアリングローラーである。

0028

続いて、不図示の真空ポンプで各半導体層堆積室であるRFn型半導体層717、RFi型半導体層堆積室718、MWi型半導体層堆積室719、RFi型半導体層堆積室720、RFp型半導体層堆積室721が1mTorr以下になるまで減圧した。その後、ガスゲート727〜732にヘリウムガスを各150sccmずつ流し、不図示の排気調整バルブを介して各半導体層堆積室を1Torrに保持し、ヒーターユニット733〜737により、基板温度が300℃になるように温度制御して加熱し、この状態で4時間ベーキングを行って不純物ガスを脱離させ、更に各半導体層堆積室における成膜温度温度変更した後1時間加熱した。次に、ヘリウムガスを停止し、各半導体層堆積室にガス導入管742〜746から各々の原料ガスを導入した。また、各ガスゲート727〜732にはガスゲートガス導入管747〜752から水素ガスを各々1000sccmずつ流した。続いて、帯状基板に張力80kgをかけ、搬送速度1270mm/minで搬送を開始した。

0029

その後、各半導体層堆積室のカソード電極722、723、725、726には高周波電源753〜756から所定の高周波(RF)電力を印加し、半導体層堆積室724には不図示のマイクロ波発振器及び高周波発振器よりマイクロ波電力及びRFバイアスを印加し、帯状基板の裏面反射層上に連続して図6に示すa−SiからなるRFn型層604、a−SiからなるRFi型層605、a−SiGeからなるMWi型層606、a−SiからなるRFi型層607、μc−SiからなるRFp型層608を堆積した。なお、757〜770は基板搬送用のマグネットローラーである。

0030

実施例1同様、1回(1ロール)の成膜時間は約10時間であり、基板送り出し室701に設置したレーザーセンサー707(投光部)、708(受光部)による合紙の弛み検知機構、リミットスイッチ709による合紙の融着検知機構、及び基板送り出し室側の合紙巻き取りボビン705の回転系に図3で示した合紙ボビンの回転異常検知機構、及び基板巻き取り室710に設置したレーザーセンサー715(投光部)、716(受光部)による合紙の弛み検知機構、及び基板巻き取り室側の合紙送り出しボビン713の回転系に図3で示した合紙ボビンの回転異常検知機構合紙の搬送異常を監視したが、1回の成膜の間では一度も異常は発生しなかった。そこで、100ロール(約1000時間)にわたって合紙の搬送異常を監視した所、基板送り出し室において基板とアルミニウムを蒸着したポリエステルフィルム合紙の融着による合紙の搬送異常が検知された。異常が検知された際、全放電炉の放電と基板の搬送及び合紙の回転が同時に停止し、基板送り出し室における不図示のビューイングポートより基板送り出し室内を観察した所、合紙はステアリングローラー706の手前で止まっており、合紙の破断等は起こっていなかった。また、合紙の融着が検知された時とは別の成膜時に、基板送り出し室において合紙の弛みによる搬送異常が検知された。異常が検知された際、全放電炉の放電と基板の搬送及び合紙の回転が同時に停止し、基板送り出し室における不図示のビューイングポートより基板送り出し室内を観察した所、合紙は基板送り出し室と基板送り出し室と隣接する第一の放電炉717との間のガスゲート727の入口手前で止まっており、合紙は第一の放電炉へ引き込まれてはいなかった。その結果、本発明の合紙の搬送異常を検知する機構は、合紙の搬送異常に伴う成膜装置トラブルを未然に防止するのに有効な手段であることが実証された。なお、本実施例で得られた半導体層を有する基板上に、透明導電層609、グリッド電極610を設けたところ良好な光起電力素子が得られた。

0031

(参考例)本参考例では、合紙の搬送異常を検知する機構を設けないで帯状基板上に半導体層を堆積させた場合と同様の状態を現出した点が実施例2と異なる。即ち、ここでは搬送異常を検知する機構を設けないことに相当する手段として、異常が検知された際、全放電炉の放電と基板の搬送及び合紙の回転が同時に停止するシーケンスを適用しないで、警報の発令及び不図示の表示パネルに異常内容を表示させるのみとした。基板送り出し室において、合紙の弛み異常が検知され、警報が発令されてから10秒後にオペレーターが全放電炉の放電と基板の搬送及び合紙の回転を停止させた後、基板送り出し室における不図示のビューイングポートより基板送り出し室内を観察した所、合紙は基板上に乗っかった状態で基板送り出し室と基板送り出し室と隣接する第一の放電炉との間のガスゲートに入り込んでおり、装置をリークして第一の放電炉内を観察した所、合紙は放電炉内中央付近まで入り込んでおり、ヒーターユニットの熱により合紙は溶けて更にチャンバー壁等に合紙のアルミニウムが付着していた。本参考例からも判るように、本発明の合紙の搬送異常を検知する機構は、ロール・ツー・ロール型基板処理装置において必要不可欠であり、合紙の搬送異常に伴う成膜装置トラブルを未然に防止するのに有効な手段である。

発明の効果

0032

以上説明したように、本発明においては、基板処理装置に、合紙の搬送異常を検知する機構を設けることによって、連続的に長時間にわたって行われる基板処理中の合紙の搬送異常に伴うトラブルを未然に防止することができ、装置への損害を無くすことができると共に合紙の破断等に起因するトラブルが未然に防止された基板処理装置及び基板処理方法を提供することができ、特に歩留りの向上した良好な特性を有する機能性堆積膜の形成装置及び形成方法、とりわけ薄膜太陽電池等の光起電力素子の優れた形成装置及び形成方法を実現することができる。

図面の簡単な説明

0033

図1本発明の装置の一例の一部である基板巻き取り室内の模式的概略図である。
図2本発明の装置の一例の一部である基板送り出し室内の模式的概略図である。
図3本発明の装置に用いられ得る合紙ボビン回転系の模式的概略図である。
図4本発明の装置に用いられ得る合紙ボビンの回転異常を検知する原理図である。
図5本発明の装置の一例であるロール・ツー・ロール型DCマグネトロンスパッタ装置の概略図である。
図6シングル型アモルファスシリコン太陽電池の模式的断面図である。
図7本発明の装置の一例であるロール・ツー・ロール型プラズマCVD装置の概略図である。

--

0034

101:基板巻き取り室
102:帯状基板
103:合紙
104:基板巻き取りボビン
105:合紙送り出しボビン
106:ステアリングローラー
107:ガスゲート
108:排気管
109:レーザーセンサー投光部
110:レーザーセンサー受光部
111:トレイ
201:基板送り出し室
202:帯状基板
203:合紙
204:基板送り出しボビン
205:合紙巻き取りボビン
206:ステアリングローラー
207:ガスゲート
208:排気管
209:レーザーセンサー投光部
210:レーザーセンサー受光部
211:リミットスイッチ
301:チャンバー壁
302:合紙ボビン
303:真空磁気シールフランジ
304:カップリング
305:クラッチ
306:カップリング
307:合紙モーター
308:近接センサー
309:ドグ
401:近接センサー
402:ドグA
403:ドグB
501:基板送り出し室
502:帯状基板
503:基板送り出しボビン
504:合紙巻き取りボビン
505:ステアリングローラー
506:基板巻き取り室
507:合紙
508:基板巻き取りボビン
509:合紙送り出しボビン
510:ステアリングローラー
511:レーザーセンサー投光部
512:レーザーセンサー受光部
513:金属反射層堆積室
514:透明酸化物層堆積室
515〜519:カソード電極
520〜524:ターゲット
525:ガスゲート
526〜530:ヒーターユニット
531〜536:ガス導入管
537〜541:直流電源
542〜550:マグネットローラー
601:基板
602:金属反射層
603:透明酸化物層
604:a−SiからなるRFn型半導体層
605:a−SiからなるRFi型半導体層
606:a−SiGeからなるMWi型半導体層
607:a−SiからなるRFi型半導体層
608:μc−SiからなるRFp型半導体層
609:透明導電層
610:グリッド電極
701:基板送り出し室
702:帯状基板
703:合紙
704:基板送り出しボビン
705:合紙巻き取りボビン
706:ステアリングローラー
707:レーザーセンサー投光部
708:レーザーセンサー受光部
709:リミットスイッチ
710:基板巻き取り室
711:合紙
712:基板巻き取りボビン
713:合紙送り出しボビン
714:ステアリングローラー
715:レーザーセンサー投光部
716:レーザーセンサー受光部
717:RFn型半導体層堆積室
718:RFi型半導体層堆積室
719:MWi型半導体層堆積室
720:RFi型半導体層堆積室
721:RFp型半導体層堆積室
722,723,725,726:カソード電極
724:マイクロ波放電
727〜732:ガスゲート
733〜737:ヒーターユニット
738〜741:ガスヒーター
742〜752:ガス導入管
753〜756:高周波発振器
757〜770:マグネットローラー

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