JP2012158815A - Method for treating polysilanes - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリシラン類の処理方法に関し、特にCVD法により微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜を形成する際に副生成物として形成されるポリシラン類を処理する方法に関する。 The present invention relates to a method for treating polysilanes, and more particularly to a method for treating polysilanes formed as a by-product when a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film is formed by a CVD method.
近年、エネルギー源として太陽電池が脚光を浴びており、エネルギーを効率的に利用できることから、その普及には目覚ましいものがある。この太陽電池には、種々のタイプがあるが、その中でも単結晶Siタイプ及び多結晶Siタイプが大半を占めており、単結晶Siタイプの太陽電池(光電変換装置)は、単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。 In recent years, solar cells have been in the spotlight as an energy source, and energy can be used efficiently, so that there is a remarkable spread. There are various types of solar cells. Among them, the single crystal Si type and the polycrystalline Si type occupy the majority, and the single crystal Si type solar cell (photoelectric conversion device) has energy per unit area. Excellent conversion efficiency.
また、従来からのa−Si(アモルファスシリコン)タイプのみの薄膜太陽電池に加えて、近年、a−Si膜とμc−Si(微結晶シリコン)とを積層して変換効率の向上を図るタンデム型薄膜太陽電池が開発されている。微結晶SiはアモルファスSiと比べて、その電子移動度が極めて高いからである。 In addition to the conventional a-Si (amorphous silicon) type thin film solar cell, in recent years, an a-Si film and μc-Si (microcrystalline silicon) are stacked to improve conversion efficiency. Thin film solar cells have been developed. This is because microcrystalline Si has an extremely high electron mobility compared to amorphous Si.
上記Si薄膜は、プラズマCVD法により形成される。このような薄膜を形成するための装置として、多くの従来技術が知られているが、例えば、製造コストやメンテナンスコストを低くすることを目的としたCVD装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The Si thin film is formed by a plasma CVD method. Many conventional techniques are known as an apparatus for forming such a thin film. For example, a CVD apparatus intended to reduce manufacturing costs and maintenance costs has been proposed (for example, Patent Documents). 1).
しかるに、例えば微結晶Si膜を形成する場合には、シランガスを用いて、プラズマCVD法により形成するが、微結晶Si膜を形成する際に副生成物としてポリシラン類が生成されてしまう。この生成ポリシラン類は、例えば、粒径37nm程度の超微粉であり、装置内やその内壁に、装置内部品に、排気用等の配管内やその内壁に、また、真空ポンプ内に堆積・付着する。そのため、雰囲気の状態により、最悪の場合には粉塵爆発を起こす危険性があるので、各種の対策が取られている。 However, for example, when a microcrystalline Si film is formed, it is formed by a plasma CVD method using a silane gas. However, polysilanes are generated as by-products when the microcrystalline Si film is formed. The generated polysilanes are, for example, ultrafine powder having a particle size of about 37 nm, and are deposited and adhered to the inside of the apparatus or its inner wall, to the parts inside the apparatus, to the inside or the inner wall of exhaust pipes, or inside the vacuum pump. To do. Therefore, various measures are taken because there is a risk of dust explosion in the worst case depending on the state of the atmosphere.
例えば、アモルファスSi膜を形成する際に反応容器内に大量のポリシラン類が発生することから、急激に反応容器内を排気する場合、粉塵爆発などを起こす危険性があるために、通常スロー排気を行うが、それでもスロー排気径路が詰まるという問題が生じるので、スロー排気径路に不活性ガス導入用配管を設け、スロー排気時に不活性ガスをスロー排気する径路に流すことが提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかし、スロー排気径路の詰まりが防止されたとしても、粉塵災害の可能性はなくならないという問題がある。 For example, since a large amount of polysilane is generated in the reaction vessel when forming an amorphous Si film, there is a risk of dust explosion when exhausting the reaction vessel suddenly. However, there is still a problem that the slow exhaust path is clogged, so it has been proposed to provide an inert gas introduction pipe in the slow exhaust path and to flow the inert gas through the slow exhaust path during slow exhaust (for example, Patent Document 2). However, even if the clogging of the slow exhaust path is prevented, there is a problem that the possibility of dust disaster does not disappear.
また、被処理物上に堆積膜を形成するための反応容器と反応容器内を排気する排気手段との間に切り替え手段を介し、この排気手段が、膜堆積時に使用する膜堆積用排気系と、反応容器のクリーニング時に使用するドライエッチング用排気系の少なくとも2つの排気系を有し、膜堆積時と反応容器のクリーニング時において、排気系を切り替え可能に構成し、この反応容器と切り替え手段との間に設けられた粉体トラップにより、膜堆積時に発生する副生成物を捕獲することが提案されている(例えば、特許文献3参照)。この特許文献には、オイルトラップを用いることが記載されているが、オイルが何であるかは示唆されていない。 Further, a switching means is provided between a reaction vessel for forming a deposited film on the object to be processed and an exhaust means for exhausting the inside of the reaction vessel, and this exhaust means is provided with an exhaust system for film deposition used for film deposition. , Having at least two exhaust systems for dry etching used for cleaning the reaction container, and configured to be able to switch the exhaust system during film deposition and during the cleaning of the reaction container. It has been proposed to capture by-products generated during film deposition using a powder trap provided between the two (see, for example, Patent Document 3). This patent document describes the use of an oil trap, but does not suggest what the oil is.
しかしながら、特許文献3のように、反応容器と切り替え手段との間に、粉体トラップを設けたとしても、排気しながら成膜しているので、成膜プロセスの径路全体に形成されるポリシラン類等の副生成物を必ずしも全て処理することはできず、ポリシラン類による粉塵爆発の危険性は残っている。従って、より完全にポリシラン類を処理することが求められている。 However, as disclosed in Patent Document 3, even if a powder trap is provided between the reaction vessel and the switching means, the film is formed while evacuating, so that polysilanes formed over the entire path of the film formation process It is not always possible to treat all by-products such as, and there remains a risk of dust explosion due to polysilanes. Accordingly, there is a demand for more complete treatment of polysilanes.
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、特にCVD法により微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜を形成する際に副生成物として形成されるポリシラン類を安全に処理する方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in particular, safely treat polysilanes formed as by-products when forming a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film by a CVD method. It is to provide a way to do.
本発明のポリシラン類の処理方法は、プラズマCVD法により、基板上に微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜を堆積する際に、真空チャンバー内で副生成物として生成し、真空ポンプ内に堆積・付着するポリシラン類を処理する方法であって、該真空ポンプ内へ潤滑油から選ばれた有機溶媒を注入・充填し、所定の時間放置し、次いで該真空ポンプを分解し、ポリシラン分散有機溶媒が付着している分解された構成部品を洗浄油で洗浄することを特徴とする。 The polysilanes processing method of the present invention is produced as a by-product in a vacuum chamber when a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film is deposited on a substrate by a plasma CVD method, and is deposited and adhered in a vacuum pump. Injecting and filling an organic solvent selected from a lubricating oil into the vacuum pump, leaving it for a predetermined time, then decomposing the vacuum pump, and depositing a polysilane-dispersed organic solvent The disassembled components are cleaned with cleaning oil.
本発明のポリシラン類の処理方法はまた、プラズマCVD法により、基板上に微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜を堆積する際に、真空チャンバー内で副生成物として生成し、該真空チャンバー内に設置されている部品に堆積・付着するポリシラン類を処理する方法であって、該部品に対して潤滑油から選ばれた有機溶媒を適用し、次いで洗浄油を入れたシンク内にポリシラン分散有機溶媒が付着している部品を入れ、この部品を洗浄油で洗浄することを特徴とする。 The polysilane treatment method of the present invention is also produced as a by-product in a vacuum chamber when a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film is deposited on a substrate by plasma CVD, and is installed in the vacuum chamber. A method of treating polysilanes deposited and adhering to a part being applied, wherein an organic solvent selected from a lubricating oil is applied to the part, and then a polysilane-dispersed organic solvent is placed in a sink containing cleaning oil. The adhering parts are put in and the parts are washed with cleaning oil.
本発明のポリシラン類の処理方法はさらに、プラズマCVD法により、基板上に微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜を堆積する際に、真空チャンバー内で副生成物として生成し、該真空チャンバー内、該真空チャンバー内に配置された部品、該真空チャンバーから該真空排気系までの配管内、及び該真空排気系の真空ポンプ内に堆積・付着するポリシラン類を有機溶媒に分散させ、処理することを特徴とする。 The polysilane treatment method of the present invention further generates a by-product in a vacuum chamber when a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film is deposited on a substrate by plasma CVD, Dispersing and processing polysilanes deposited in and attached to an organic solvent in an organic solvent, components disposed in a vacuum chamber, piping from the vacuum chamber to the vacuum exhaust system, and a vacuum pump of the vacuum exhaust system And
本発明のポリシラン類の処理方法はさらにまた、Si基板が載置され、真空排気系を備えた減圧可能な真空チャンバーを用いて、シランガスを導入し、プラズマCVD法により、該基板上に微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜を堆積する際に、該真空チャンバー内で副生成物として生成し、該真空チャンバー内、該真空チャンバー内に配置された部品、該真空チャンバーから該真空排気系までの配管内、及び該真空排気系の真空ポンプ内に堆積・付着するポリシラン類を有機溶媒に分散させ、処理することを特徴とする。 The polysilane treatment method of the present invention is further provided by introducing a silane gas using a vacuum chamber on which a Si substrate is placed and equipped with a vacuum exhaust system, and then microcrystallizing the substrate by plasma CVD. When a silicon film or an amorphous silicon film is deposited, it is generated as a by-product in the vacuum chamber, and the components disposed in the vacuum chamber, the vacuum chamber, and piping from the vacuum chamber to the vacuum exhaust system The polysilanes deposited and adhered in the vacuum pump of the vacuum exhaust system are dispersed in an organic solvent and processed.
本発明によれば、CVD法により微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜を形成する際に副生成物として形成されるポリシラン類を安全に処理することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to safely treat polysilanes formed as by-products when forming a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film by a CVD method.
本発明に係るポリシラン類の処理方法の第一の実施の形態によれば、この処理方法は、Si基板が載置され、真空排気系を備えた減圧可能な真空チャンバーを有する成膜装置を用いて、真空チャンバー内にシランガスを導入し、プラズマCVD法により、Si基板上に微結晶シリコン膜及び/又はアモルファスシリコン膜を堆積する際に、真空チャンバー内で副生成物として生成し、真空排気系のドライポンプ等の真空ポンプ内に堆積・付着するポリシラン類を処理する方法であって、真空チャンバーから取り外した真空ポンプ内へ、以下述べるような鉱物油等の潤滑油から選ばれた有機溶媒を注入・充填し、所定の時間放置し、次いで真空ポンプを分解し、ポリシラン分散潤滑油が付着している分解された構成部品を、以下述べるような洗浄油で洗浄処理することからなる。 According to the first embodiment of the method for treating polysilanes according to the present invention, this treatment method uses a film forming apparatus having a vacuum chamber on which a Si substrate is placed and equipped with a vacuum chamber equipped with a vacuum exhaust system. When a silane gas is introduced into the vacuum chamber and a microcrystalline silicon film and / or an amorphous silicon film is deposited on the Si substrate by plasma CVD, it is generated as a by-product in the vacuum chamber, and a vacuum exhaust system. A method of treating polysilanes deposited and adhering in a vacuum pump such as a dry pump, and an organic solvent selected from a lubricating oil such as mineral oil as described below into a vacuum pump removed from a vacuum chamber. Fill and fill, leave for a specified time, then disassemble the vacuum pump and disassemble the disassembled components with the polysilane dispersed lubricant attached as described below. It consists of cleaning an oil.
本発明に係るポリシラン類の処理方法の第二の実施の形態によれば、この処理方法は、Si基板が載置され、真空排気系を備えた減圧可能な真空チャンバーを有する成膜装置を用いて、真空チャンバー内にシランガスを導入し、プラズマCVD法により、Si基板上に微結晶シリコン膜及び/又はアモルファスシリコン膜を堆積する際に、真空チャンバー内で副生成物として生成し、真空チャンバー内に設置されている各種部品(例えば、基板を載置し、搬送する搬送用トレイ、電極等)に堆積・付着するポリシラン類を処理する方法であって、部品に対して、以下述べるような鉱物油(例えば、潤滑油)等から選ばれた有機溶媒を適用し(例えば、真空チャンバー内へ有機溶媒を供給し)、このポリシラン分散有機溶媒が付着している部品を取り出し、次いで以下述べるような洗浄油を入れたシンク内にポリシラン分散潤滑油が付着している部品を入れ、この部品を洗浄油で洗浄処理することからなる。配管に関しても、部品の場合と同様にシンク浸漬で処理できる。 According to the second embodiment of the method for treating polysilanes according to the present invention, this treatment method uses a film forming apparatus having an evacuable vacuum chamber on which a Si substrate is mounted and equipped with a vacuum exhaust system. When a microcrystalline silicon film and / or an amorphous silicon film is deposited on the Si substrate by plasma CVD method by introducing silane gas into the vacuum chamber, it is generated as a by-product in the vacuum chamber. Is a method for treating polysilanes deposited and adhering to various components (for example, transport trays, electrodes, etc. on which a substrate is placed and transported). An organic solvent selected from oil (for example, lubricating oil) or the like is applied (for example, the organic solvent is supplied into a vacuum chamber), and the part to which the polysilane-dispersed organic solvent is attached Extraction, then placed parts polysilane dispersed lubricating oil in the sink containing the cleaning oil as described below are attached, consists of cleaning the parts with washing oil. The piping can be treated by sink immersion as in the case of parts.
本発明に係るポリシラン類の処理方法の第三の実施の形態によれば、この処理方法は、Si基板が載置され、真空排気系を備えた減圧可能な真空チャンバーを有する成膜装置を用いて、真空チャンバー内にシランガスを導入し、プラズマCVD法により、Si基板上に微結晶シリコン膜及び/又はアモルファスシリコン膜を堆積する際に、真空チャンバー内で副生成物として生成し、真空チャンバー内やその内壁、真空チャンバー内に配置された上記した各種部品、真空チャンバーから真空排気系までの排気用配管内やその内壁、並びに真空排気系のドライポンプ等の真空ポンプ内に堆積・付着するポリシラン類を、以下述べるような鉱物油等から選ばれた有機溶媒に分散させ、次いで以下述べるような洗浄油で洗浄処理することからなる。 According to the third embodiment of the method for treating polysilanes according to the present invention, this treatment method uses a film forming apparatus having a vacuum chamber on which a Si substrate is placed and equipped with a vacuum chamber equipped with a vacuum exhaust system. When a microcrystalline silicon film and / or an amorphous silicon film is deposited on the Si substrate by plasma CVD method by introducing silane gas into the vacuum chamber, it is generated as a by-product in the vacuum chamber. And the inner wall, the various parts arranged in the vacuum chamber, the exhaust pipe from the vacuum chamber to the vacuum exhaust system, the inner wall, and the polysilane deposited and adhered in the vacuum pump such as the dry pump of the vacuum exhaust system Is dispersed in an organic solvent selected from mineral oils as described below, and then washed with a cleaning oil as described below.
上記したような副生成物としてのポリシラン類は、例えば、枚葉式PE−CVD装置、インライン型PE−CVD装置、バッチ型PE−CVD装置等のプラズマCVD装置を用い、太陽電池等で利用するSi膜(半導体層)を形成する際に形成される。 Polysilanes as by-products as described above are used in solar cells, etc., using plasma CVD devices such as single wafer PE-CVD devices, in-line PE-CVD devices, and batch-type PE-CVD devices, for example. It is formed when the Si film (semiconductor layer) is formed.
以下プラズマCVD装置の例について説明し、形成されたポリシラン類の処理について言及する。 Hereinafter, an example of the plasma CVD apparatus will be described, and the treatment of the formed polysilanes will be referred to.
上記プラズマCVD装置の第一の例として、例えば、真空中で基板に所望の膜を成膜する成膜室(真空チャンバー)と、成膜室に第一開閉部を介して固定され、真空排気可能な仕込・取出室とを備えた成膜装置であって、仕込・取出室の第一開閉部と対向する面に設けられた第二開閉部と、基板を被成膜面が重力方向と略並行を成すように保持するキャリアとを有し、キャリア又は基板が第二開閉部を通って仕込・取出室に搬入・搬出され、仕込・取出室に、複数のキャリアが並列に配置され、仕込・取出室と成膜室との間で、複数のキャリアが並列に搬入・搬出され、成膜室で、複数のキャリアに保持された複数の基板に同時に成膜を行うことからなる成膜装置を用いて、基板上に、例えば微結晶シリコン膜を形成する場合、微結晶シリコン層の形成時に副生成物としてポリシラン類が大量に形成される。 As a first example of the plasma CVD apparatus, for example, a film forming chamber (vacuum chamber) for forming a desired film on a substrate in a vacuum, and a vacuum evacuation which is fixed to the film forming chamber via a first opening / closing part. A film forming apparatus having a possible loading / unloading chamber, a second opening / closing portion provided on a surface opposite to the first opening / closing portion of the loading / unloading chamber, and a film-forming surface of the substrate in a direction of gravity. A carrier that is held so as to be substantially parallel, the carrier or the substrate passes through the second opening / closing part and is carried into and out of the loading / unloading chamber, and a plurality of carriers are arranged in parallel in the loading / unloading chamber, A plurality of carriers are carried in and out in parallel between the loading / unloading chamber and the film forming chamber, and film formation is performed by simultaneously forming films on a plurality of substrates held by the plurality of carriers in the film forming chamber. For example, when a microcrystalline silicon film is formed on a substrate using an apparatus, microcrystalline silicon is used. Polysilanes are formed in large quantities at the time of forming the layer as a by-product.
上記したポリシラン類は、成膜室内、その内壁及び成膜室内に設置された各種部品に堆積・付着すると共に、排気用配管内やその内壁に堆積・付着し、また、真空ポンプ内に堆積・付着し、上記したような粉塵爆発等という問題が発生する可能性が高いので、その対策が必要になる。 The polysilanes described above are deposited and adhered to the film forming chamber, its inner wall, and various parts installed in the film forming chamber, and are also deposited and adhered to the exhaust pipe and its inner wall. There is a high possibility that problems such as dust explosion and the like will occur, and countermeasures are required.
また、上記プラズマCVD装置の第二の例として、真空中で基板に対して所望の膜を成膜する成膜室(真空チャンバー)と、成膜室に第一開閉部を介して固定され、真空排気可能な仕込・取出室と、仕込・取出室と第二開閉部を介して固定され、基板を保持可能に構成されたキャリアに対して基板を脱着する基板脱着室とを備えた成膜装置であって、キャリアが、基板を被成膜面が重力方向と略並行を成すように保持し、基板脱着室内に、複数のキャリアが並列に配置され、基板脱着室と仕込・取出室との間で、複数のキャリアが並列に搬入・搬出され、仕込・取出室と成膜室との間で、複数のキャリアが並列に搬入・搬出され、成膜室で、複数のキャリアに保持された複数の基板に同時に成膜を行う成膜装置を用いて、基板上に、例えば微結晶シリコン膜を形成する場合、微結晶シリコン層の形成時に副生成物としてポリシラン類が大量に形成される。 In addition, as a second example of the plasma CVD apparatus, a film forming chamber (vacuum chamber) for forming a desired film on a substrate in a vacuum, and the film forming chamber are fixed via a first opening / closing part, Deposition with a evacuating preparation / removal chamber, and a substrate removal chamber for desorbing the substrate from a carrier configured to hold the substrate, which is fixed via the second opening / closing portion and the preparation / removal chamber. An apparatus, wherein the carrier holds the substrate so that the film formation surface is substantially parallel to the direction of gravity, and a plurality of carriers are arranged in parallel in the substrate removal chamber, and the substrate removal chamber, the loading / unloading chamber, Multiple carriers are loaded / unloaded in parallel, and multiple carriers are loaded / unloaded in parallel between the loading / unloading chamber and the deposition chamber, and are held by the multiple carriers in the deposition chamber. Using a film forming apparatus that forms films on a plurality of substrates at the same time, When forming a crystal silicon film, polysilanes as a by-product during the formation of the microcrystalline silicon layer is mass formed.
この第二の例のCVD装置の場合にも、ポリシラン類が、成膜室内、その内壁及び成膜室内に設置された各種部品に堆積・付着すると共に、排気用配管内やその内壁に堆積・付着し、また、真空ポンプ内に堆積・付着し、上記したような粉塵爆発等という問題が発生する可能性が高いので、その対策が必要になる。 Also in the case of the CVD apparatus of this second example, polysilanes are deposited and adhered to the film forming chamber, its inner wall and various parts installed in the film forming chamber, and are also deposited on the exhaust pipe and its inner wall. There is a high possibility that such a problem will occur due to adhering, depositing and adhering in the vacuum pump, and dust explosion as described above.
次に、上記した微結晶シリコン膜等を堆積して、太陽電池に利用する光電変換装置を作製する場合について、WO2010/02947を参照して説明し、副生成物として生成されるポリシラン類の処理について言及する。 Next, a case where a photoelectric conversion device used for a solar cell is manufactured by depositing the above-described microcrystalline silicon film or the like will be described with reference to WO2010 / 02947, and treatment of polysilanes generated as a by-product To mention.
この光電変換装置の第一製造システムを図1に示す。第一製造システムは、図1に示すように、インライン型の第一成膜装置(真空チャンバー)60と、バッチ式の第二成膜装置(真空チャンバー)70Aと、第一成膜装置60で処理したSi基板のような基板を大気(空気)に曝した後に第二成膜装置70Aへ移動する暴露装置80Aとから構成される。 The first manufacturing system of this photoelectric conversion device is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the first manufacturing system includes an in-line type first film forming apparatus (vacuum chamber) 60, a batch type second film forming apparatus (vacuum chamber) 70A, and a first film forming apparatus 60. The exposure apparatus 80A moves to the second film forming apparatus 70A after exposing the treated substrate such as a Si substrate to the atmosphere (air).
第一製造システムにおける第一成膜装置60には、基板が搬入され、内部圧力を減圧するロード室(L)61が配置されている。なお、ロード室61の後段に、成膜プロセスに応じて、基板温度を一定温度まで加熱する加熱チャンバーを設けても良い。 The first film forming apparatus 60 in the first manufacturing system is provided with a load chamber (L) 61 into which a substrate is carried and the internal pressure is reduced. Note that a heating chamber for heating the substrate temperature to a certain temperature may be provided in the subsequent stage of the load chamber 61 in accordance with the film forming process.
引き続き、第一光電変換ユニットのp型半導体層を形成するp層成膜反応室62、i型シリコン層(非晶質シリコン層)を形成するi層成膜反応室63、n型半導体層を形成するn層成膜反応室64、第二光電変換ユニットのp型半導体層を形成するp層成膜反応室65が連続して直線状に配置されている。 Subsequently, a p-layer film formation reaction chamber 62 for forming the p-type semiconductor layer of the first photoelectric conversion unit, an i-layer film formation reaction chamber 63 for forming an i-type silicon layer (amorphous silicon layer), and an n-type semiconductor layer An n-layer film formation reaction chamber 64 to be formed and a p-layer film formation reaction chamber 65 to form the p-type semiconductor layer of the second photoelectric conversion unit are continuously arranged in a straight line.
最後に、減圧雰囲気を大気雰囲気に戻して基板を搬出するアンロード室(UL:搬出装置)66がp層成膜反応室65に接続されている。 Finally, an unload chamber (UL: unloading device) 66 for returning the decompressed atmosphere to the atmospheric atmosphere and unloading the substrate is connected to the p-layer film formation reaction chamber 65.
これにより、ロード室61、p層成膜反応室62、i層成膜反応室63、n層成膜反応室64、p層成膜反応室65、アンロード室66の間は、減圧雰囲気を維持して基板を搬送することができる。 As a result, a reduced pressure atmosphere is created between the load chamber 61, the p-layer film formation reaction chamber 62, the i-layer film formation reaction chamber 63, the n-layer film formation reaction chamber 64, the p-layer film formation reaction chamber 65, and the unload chamber 66. The substrate can be transported while being maintained.
この際、図1に示すA地点においては、透明導電膜が形成された絶縁性透明基板が準備される。 At this time, an insulating transparent substrate on which a transparent conductive film is formed is prepared at point A shown in FIG.
また、図1に示すB地点においては、透明導電膜上に、上記第一光電変換ユニットのp型半導体層、i型シリコン層(非晶質シリコン層)、及びn型半導体層と、第二光電変換ユニットのp型半導体層が設けられた光電変換装置の第一中間品が形成される。 Further, at the point B shown in FIG. 1, on the transparent conductive film, the p-type semiconductor layer, i-type silicon layer (amorphous silicon layer) and n-type semiconductor layer of the first photoelectric conversion unit, and the second A first intermediate product of the photoelectric conversion device provided with the p-type semiconductor layer of the photoelectric conversion unit is formed.
また、第一製造システムにおける暴露装置80Aは、大気雰囲気(空気雰囲気)において、p型半導体層の表面が露出している第一中間品を一時的に載置したり或いは保管したりするために用いる棚である。また、暴露装置80Aは、複数の第一中間品を一つの纏まりとして取り扱うために用いる基板収容カセットでもよい。また、暴露装置80Aは、第一成膜装置60から第二成膜装置70Aに向けて第一中間品を大気雰囲気において搬送する搬送機構(大気搬送機構)を有してもよい。また、第一製造システムがクリーンルームにおいて稼動している場合には、湿度、温度、或いは単位体積あたりのパーティクル量等が制御されたクリーンルーム内の空気雰囲気において、暴露装置80Aは第一中間品を暴露させている。 Further, the exposure device 80A in the first manufacturing system is for temporarily placing or storing the first intermediate product in which the surface of the p-type semiconductor layer is exposed in the air atmosphere (air atmosphere). It is a shelf to use. Further, the exposure apparatus 80A may be a substrate storage cassette used for handling a plurality of first intermediate products as one group. Further, the exposure apparatus 80A may include a transport mechanism (atmospheric transport mechanism) that transports the first intermediate product from the first film forming apparatus 60 toward the second film forming apparatus 70A. When the first manufacturing system is operating in a clean room, the exposure device 80A exposes the first intermediate product in an air atmosphere in the clean room in which the humidity, temperature, or the amount of particles per unit volume is controlled. I am letting.
さらに、第一製造システムにおける第二成膜装置70Aは、ロード・アンロード室(L/UL)71とin層成膜反応室72とを有する。このロード・アンロード室は、第一成膜装置60で処理された光電変換装置の第一中間品を搬入し、基板が搬入された後に内部圧力を減圧したり、基板を搬出する際に、減圧雰囲気を大気雰囲気に戻したりする機能を有する。このin層成膜反応室72は、ロード・アンロード室71に続いて接続されている。 Further, the second film forming apparatus 70 </ b> A in the first manufacturing system includes a load / unload chamber (L / UL) 71 and an in-layer film forming reaction chamber 72. This load / unload chamber carries in the first intermediate product of the photoelectric conversion device processed by the first film forming device 60, and when the substrate is carried in, the internal pressure is reduced, or when the substrate is carried out, It has a function of returning the reduced-pressure atmosphere to an air atmosphere. The in-layer film formation reaction chamber 72 is connected to the load / unload chamber 71.
in層成膜反応室72においては、第二光電変換ユニットのp型半導体層上に、第二光電変換ユニットのi型シリコン層(結晶質シリコン層)及びn型半導体層が順次に同じ反応室内で形成される。 In the in-layer film formation reaction chamber 72, the i-type silicon layer (crystalline silicon layer) and the n-type semiconductor layer of the second photoelectric conversion unit are sequentially placed on the p-type semiconductor layer of the second photoelectric conversion unit. Formed with.
また、この成膜処理は複数の基板に対して同時に行われる。 Further, this film forming process is performed simultaneously on a plurality of substrates.
この際、図1に示すC地点において、第一光電変換ユニット上に、第二光電変換ユニットが設けられた光電変換装置の第二中間品が形成される。 At this time, the second intermediate product of the photoelectric conversion device provided with the second photoelectric conversion unit is formed on the first photoelectric conversion unit at the point C shown in FIG.
また、図1に示すように、インライン型の第一成膜装置60においては、2つの基板に対して同時に成膜処理が行われ、i層成膜反応室63は4つの反応室63a、63b、63c、63dによって構成されている。 In addition, as shown in FIG. 1, in the in-line type first film forming apparatus 60, film forming processing is simultaneously performed on two substrates, and the i-layer film forming reaction chamber 63 includes four reaction chambers 63a and 63b. , 63c, 63d.
また、図1において、バッチ型の第二成膜装置70Aは、6つの基板を同時に処理するように構成されている。 In FIG. 1, the batch-type second film forming apparatus 70 </ b> A is configured to simultaneously process six substrates.
上記したように、インライン型の第一成膜装置(CVD装置:真空チャンバー)60においてアモルファスシリコンのpin発電層と微結晶シリコンのp層とを形成した後、バッチ型の第二成膜装置(CVD装置:真空チャンバー)70Aにおいて微結晶シリコンのin層を形成する。この微結晶シリコン層の形成時に、特にバッチ型のCVD装置での微結晶シリコン層の形成時に、副生成物としてポリシラン類が大量に形成される。そして、このポリシラン類が、成膜装置(真空チャンバー)内、その内壁及び成膜装置内に設置された各種部品に堆積・付着すると共に、排気用配管内やその内壁に堆積・付着し、また、真空ポンプ内に堆積・付着し、上記したような粉塵爆発等の問題が発生する可能性が高いので、その対策が必要になる。なお、インライン型の装置の場合も、副生成物としてポリシラン類が形成されるので、この場合もバッチ型のCVD装置の場合と同様な問題が生じる可能性があるので、その対策が必要である。インライン装置で対策してもよい。 As described above, after the amorphous silicon pin power generation layer and the microcrystalline silicon p layer are formed in the in-line type first film formation apparatus (CVD apparatus: vacuum chamber) 60, the batch type second film formation apparatus ( In-layer of microcrystalline silicon is formed in a CVD apparatus (vacuum chamber) 70A. When the microcrystalline silicon layer is formed, particularly when the microcrystalline silicon layer is formed in a batch type CVD apparatus, a large amount of polysilanes are formed as by-products. These polysilanes deposit and adhere to the film forming apparatus (vacuum chamber), its inner wall and various parts installed in the film forming apparatus, and also deposit and adhere to the exhaust pipe and its inner wall. Therefore, it is highly possible that problems such as the above-mentioned dust explosion will occur due to accumulation and adhesion in the vacuum pump. In the case of an in-line type apparatus, since polysilanes are formed as a by-product, there may be a problem similar to that in the case of a batch type CVD apparatus. . You may take measures with an inline device.
次に、上記光電変換装置の第二製造システムを図2に示す。第二製造システムは、図2に示すように、第一成膜装置(CVD装置:真空チャンバー)60と、第二成膜装置(CVD装置:真空チャンバー)70Bと、第一成膜装置60で処理した基板を大気(空気)に曝した後に第二成膜装置70Bへ移動する暴露装置80Bとから構成される。 Next, a second manufacturing system of the photoelectric conversion device is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the second manufacturing system includes a first film forming apparatus (CVD apparatus: vacuum chamber) 60, a second film forming apparatus (CVD apparatus: vacuum chamber) 70B, and a first film forming apparatus 60. The exposure apparatus 80B moves to the second film forming apparatus 70B after exposing the processed substrate to the atmosphere (air).
第二製造システムにおける第一成膜装置60は、第一製造システムにおける第一成膜装置60と同様に、基板が搬入された後に内部圧力を減圧するロード室(L)61を有する。なお、ロード室61の後段に、プロセスに応じて、基板温度を一定温度まで加熱する加熱チャンバーを設けても良い。 Similar to the first film forming apparatus 60 in the first manufacturing system, the first film forming apparatus 60 in the second manufacturing system includes a load chamber (L) 61 that reduces the internal pressure after the substrate is loaded. Note that a heating chamber for heating the substrate temperature to a constant temperature may be provided in the subsequent stage of the load chamber 61 according to the process.
引き続き、第一光電変換ユニットのp型半導体層を形成するp層成膜反応室62、i型シリコン層(非晶質シリコン層)を形成するi層成膜反応室63、n型半導体層を形成するn層成膜反応室64、第二光電変換ユニットのp型半導体層を形成するp層成膜反応室65が連続して直線状に配置されている。 Subsequently, a p-layer film formation reaction chamber 62 for forming the p-type semiconductor layer of the first photoelectric conversion unit, an i-layer film formation reaction chamber 63 for forming an i-type silicon layer (amorphous silicon layer), and an n-type semiconductor layer An n-layer film formation reaction chamber 64 to be formed and a p-layer film formation reaction chamber 65 to form the p-type semiconductor layer of the second photoelectric conversion unit are continuously arranged in a straight line.
最後に、減圧雰囲気を大気雰囲気に戻して基板を搬出するアンロード室(UL)66がp層成膜反応室65に接続されている。 Finally, an unload chamber (UL) 66 for returning the reduced-pressure atmosphere to the atmospheric atmosphere and carrying out the substrate is connected to the p-layer film formation reaction chamber 65.
これにより、ロード室61、p層成膜反応室62、i層成膜反応室63、n層成膜反応室64、p層成膜反応室65、アンロード室66の間は、減圧雰囲気を維持して基板を搬送することができる。 As a result, a reduced pressure atmosphere is created between the load chamber 61, the p-layer film formation reaction chamber 62, the i-layer film formation reaction chamber 63, the n-layer film formation reaction chamber 64, the p-layer film formation reaction chamber 65, and the unload chamber 66. The substrate can be transported while being maintained.
この際、図2に示すD地点において、透明導電膜が成膜された絶縁性透明基板が準備される。 At this time, an insulating transparent substrate on which a transparent conductive film is formed is prepared at point D shown in FIG.
また、図2に示すE地点においては、透明導電膜上に第一光電変換ユニットのp型半導体層、i型シリコン層(非晶質シリコン層)、及びn型半導体層と、第二光電変換ユニットのp型半導体層の各層が設けられた光電変換装置の第一中間品が形成される。 In addition, at the point E shown in FIG. 2, the p-type semiconductor layer, i-type silicon layer (amorphous silicon layer) and n-type semiconductor layer of the first photoelectric conversion unit on the transparent conductive film, and the second photoelectric conversion. A first intermediate product of the photoelectric conversion device provided with each layer of the p-type semiconductor layer of the unit is formed.
また、第二製造システムにおける暴露装置80Bの構成は、第一製造システムにおける暴露装置80Aと同じである。この暴露装置80Bは、第一成膜装置60から第二成膜装置70Bに向けて第一中間品を大気雰囲気において搬送する搬送機構(大気搬送機構)を有してもよい。 The configuration of the exposure apparatus 80B in the second manufacturing system is the same as the exposure apparatus 80A in the first manufacturing system. The exposure apparatus 80B may include a transport mechanism (atmospheric transport mechanism) that transports the first intermediate product from the first film forming apparatus 60 to the second film forming apparatus 70B in an air atmosphere.
また、第二製造システムにおける第二成膜装置70Bは、環状に配置されたロード・アンロード室73、i層成膜反応室74、n層成膜反応室75、及び中間室77を有する。 The second film forming apparatus 70B in the second manufacturing system includes a load / unload chamber 73, an i-layer film forming reaction chamber 74, an n-layer film forming reaction chamber 75, and an intermediate chamber 77 arranged in an annular shape.
ロード・アンロード室73は、第一成膜装置60で処理された光電変換装置の第一中間品が搬入された後に内部圧力を減圧したり、基板を搬出する際に減圧雰囲気を大気雰囲気に戻したりする。 The load / unload chamber 73 reduces the internal pressure after the first intermediate product of the photoelectric conversion apparatus processed by the first film forming apparatus 60 is carried in, or changes the reduced pressure atmosphere to the air atmosphere when carrying out the substrate. To return.
引き続き、このロード・アンロード室73を介して、基板は、中間室77に搬入される。また、中間室77とi層成膜反応室74との間、中間室77とn層成膜反応室75との間を搬送される。 Subsequently, the substrate is carried into the intermediate chamber 77 through the load / unload chamber 73. Further, the intermediate chamber 77 and the i-layer film formation reaction chamber 74 are transported between the intermediate chamber 77 and the n-layer film formation reaction chamber 75.
i層成膜反応室74においては、第二光電変換ユニットのp型半導体層上に、第二光電変換ユニットのi型シリコン層(結晶質シリコン層)が形成される。また、n層成膜反応室75においては、i型シリコン層(結晶質シリコン層)上に、n型半導体層が形成される。 In the i-layer film formation reaction chamber 74, the i-type silicon layer (crystalline silicon layer) of the second photoelectric conversion unit is formed on the p-type semiconductor layer of the second photoelectric conversion unit. In the n-layer deposition reaction chamber 75, an n-type semiconductor layer is formed on the i-type silicon layer (crystalline silicon layer).
i層成膜反応室74及びn層成膜反応室75の各々においては、i型シリコン層、及びn型半導体層のうちの一つの層が一枚の基板に形成される。 In each of the i-layer deposition reaction chamber 74 and the n-layer deposition reaction chamber 75, one of the i-type silicon layer and the n-type semiconductor layer is formed on a single substrate.
また、中間室77に設けられた搬送装置(不図示)は、i型シリコン層及びn型半導体層を積層するために、反応室74および75の各々に基板を搬送したり、反応室の各々から基板を搬出したりする。 Further, a transfer device (not shown) provided in the intermediate chamber 77 transfers a substrate to each of the reaction chambers 74 and 75 in order to stack an i-type silicon layer and an n-type semiconductor layer, Or unload the board.
なお、第二成膜装置70Bは、成膜プロセスに応じて、基板温度を一定温度まで加熱する加熱チャンバーを有しても良い。 Note that the second film forming apparatus 70B may include a heating chamber that heats the substrate temperature to a certain temperature according to the film forming process.
この際、図2に示すF地点において、第一光電変換ユニット上に第二光電変換ユニットが設けられた光電変換装置の第二中間品が形成される。 At this time, a second intermediate product of the photoelectric conversion device in which the second photoelectric conversion unit is provided on the first photoelectric conversion unit is formed at point F shown in FIG.
また、図2において、インライン型の第一成膜装置60においては、2つの基板に対して同時に成膜処理が行われ、i層成膜反応室63は4つの反応室63a、63b、63c、63dによって構成されている。 In FIG. 2, in the in-line type first film forming apparatus 60, film formation processing is simultaneously performed on two substrates, and the i-layer film formation reaction chamber 63 includes four reaction chambers 63 a, 63 b, 63 c, 63d.
また、図2において、枚葉型の第二成膜装置70Bにおいては、7つの基板が同時に各反応室において処理される。 In FIG. 2, in the single wafer type second film forming apparatus 70B, seven substrates are simultaneously processed in each reaction chamber.
そして、図2において、i層成膜反応室74は6つの反応室74a、74b、74c、74d、74e、及び74fによって構成されている。 In FIG. 2, the i-layer film formation reaction chamber 74 includes six reaction chambers 74a, 74b, 74c, 74d, 74e, and 74f.
第二光電変換ユニットを構成するi型シリコン層は、n型半導体層に比べて膜厚が大きいため、n型半導体層を形成する場合よりも成膜時間が長い。 Since the i-type silicon layer constituting the second photoelectric conversion unit has a larger film thickness than the n-type semiconductor layer, the film formation time is longer than when the n-type semiconductor layer is formed.
そのため、i層成膜反応室74の反応室の個数に依存して、光電変換装置を生産するスループットが決まる。 Therefore, the throughput for producing the photoelectric conversion device is determined depending on the number of reaction chambers in the i-layer film formation reaction chamber 74.
上記のように枚葉型の第二成膜装置70Bにおいては、i層成膜反応室74が6つの反応室を有することにより、複数の基板に対して同時にi型シリコン層を形成することが可能となり、スループットが向上する。 As described above, in the single-wafer type second film forming apparatus 70B, the i-layer film forming reaction chamber 74 has six reaction chambers, so that an i-type silicon layer can be simultaneously formed on a plurality of substrates. This increases the throughput.
以上のような光電変換装置の製造方法によれば、第一成膜装置60において非晶質光電変換装置である第一光電変換ユニットのp層、i層、n層の上に結晶質光電変換装置である第二光電変換ユニットのp層を形成している。また、第二成膜装置70A、70Bにおいて第二光電変換ユニットのi層、n層を形成している。これによって、第二光電変換ユニットのi層の結晶化率分布のコントロールを容易にすることができる。 According to the method for manufacturing a photoelectric conversion device as described above, crystalline photoelectric conversion is performed on the p layer, i layer, and n layer of the first photoelectric conversion unit that is an amorphous photoelectric conversion device in the first film forming device 60. The p layer of the 2nd photoelectric conversion unit which is an apparatus is formed. In the second film forming apparatuses 70A and 70B, the i layer and the n layer of the second photoelectric conversion unit are formed. Thereby, it is possible to easily control the crystallization rate distribution of the i layer of the second photoelectric conversion unit.
また、上記においては、大気中に露呈されたp型半導体層上に、第二光電変換ユニットを構成するi型シリコン層(結晶質シリコン層)、n型半導体層を形成する際、このi層を形成する前に、大気中に露呈された第二光電変換ユニットのp層を、水素ラジカルを含むプラズマに曝すことが望ましい(水素ラジカルプラズマ処理)。 In the above, when the i-type silicon layer (crystalline silicon layer) and the n-type semiconductor layer constituting the second photoelectric conversion unit are formed on the p-type semiconductor layer exposed to the atmosphere, this i layer is formed. It is desirable to expose the p layer of the second photoelectric conversion unit exposed to the atmosphere to plasma containing hydrogen radicals before forming (hydrogen radical plasma treatment).
水素ラジカルプラズマ処理として、水素ラジカルプラズマ処理室を予め準備し、第二光電変換ユニットのp層が形成された基板をこのプラズマ処理室に搬送し、p層をプラズマに曝す方法が挙げられる。また、水素ラジカルプラズマ処理の後には、第二光電変換ユニットを構成するi型シリコン層(結晶質シリコン層)及びn型半導体層が個別の反応室で成膜される。 Examples of the hydrogen radical plasma treatment include a method in which a hydrogen radical plasma treatment chamber is prepared in advance, the substrate on which the p layer of the second photoelectric conversion unit is formed is transferred to the plasma treatment chamber, and the p layer is exposed to plasma. In addition, after the hydrogen radical plasma treatment, an i-type silicon layer (crystalline silicon layer) and an n-type semiconductor layer constituting the second photoelectric conversion unit are formed in separate reaction chambers.
一方、水素ラジカルプラズマ処理として、水素ラジカルプラズマ処理と、第二光電変換ユニットのi層及びn層を形成する処理とを連続して同じ反応室内において行なってもよい。 On the other hand, as the hydrogen radical plasma treatment, the hydrogen radical plasma treatment and the treatment for forming the i layer and the n layer of the second photoelectric conversion unit may be continuously performed in the same reaction chamber.
ここで、第二光電変換ユニットのi層及びn層を形成する処理と水素ラジカルプラズマ処理と連続して同じ処理室内で行なう場合、i層を形成する前に、反応室の内壁を、水素ラジカルを含むプラズマに曝すことにより、前回のn層を成膜する際に導入された残留不純物ガスPH3を分解して除去することが可能である。 Here, when the process for forming the i layer and the n layer of the second photoelectric conversion unit and the hydrogen radical plasma process are performed in the same processing chamber, the inner wall of the reaction chamber is formed with hydrogen radicals before the i layer is formed. by exposure to a plasma containing, it can be removed by decomposing the residual impurity gas PH 3 which is introduced when forming the last n-layer.
従って、第二光電変換ユニットのi層及びn層の成膜工程を同じ処理室内で繰り返して行なった場合であっても、良好な不純物プロファイルが得られ、良好な発電効率の積層薄膜光電変換装置を得ることができる。 Therefore, even when the film formation process of the i layer and the n layer of the second photoelectric conversion unit is repeatedly performed in the same processing chamber, a good impurity profile can be obtained, and a laminated thin film photoelectric conversion device with good power generation efficiency can be obtained. Can be obtained.
また、第二光電変換ユニットのp層に対して施す水素ラジカルプラズマ処理においては、プロセスガスとしてH2ガス(水素ガス)を用いると望ましい。すなわち、水素ラジカルプラズマを生成するには、H2を処理室内に流入させた状態で、処理室内の電極間に、例えば13.5MHz、27MHz、40MHz等の高周波を印加することにより有効にプラズマを生成することができる。 In the hydrogen radical plasma processing performed on the p layer of the second photoelectric conversion unit, using H 2 gas (hydrogen gas) as the process gas when desired. That is, in order to generate hydrogen radical plasma, plasma is effectively generated by applying a high frequency such as 13.5 MHz, 27 MHz, 40 MHz, or the like between the electrodes in the processing chamber with H 2 flowing into the processing chamber. Can be generated.
また、上述した第二成膜装置70A、70Bにおいては、水素ラジカルプラズマ処理に用いるH2ガスを処理室(反応室)内に供給するガスボックス(ガス導入部)及びガスライン(ガス導入部)が設けられている。また、処理室には、マスフローコントローラ(ガス導入部)が接続されており、ガスボックス及びガスラインを通じて供給されたH2ガスの流量が制御され、制御された流量のガスが処理室内に供給される。 Further, in the above-described second film forming apparatuses 70A and 70B, a gas box (gas introduction part) and a gas line (gas introduction part) for supplying H 2 gas used for hydrogen radical plasma treatment into the treatment chamber (reaction chamber). Is provided. In addition, a mass flow controller (gas introduction unit) is connected to the processing chamber, the flow rate of H 2 gas supplied through the gas box and the gas line is controlled, and a gas having a controlled flow rate is supplied into the processing chamber. The
このように水素ラジカルプラズマ処理を施すと、Oラジカルに比して穏やかな反応が生じるため、下層にダメージを与えることなく、第二光電変換ユニットのp層の表面を活性化させる効果がある。 When hydrogen radical plasma treatment is performed in this manner, a mild reaction occurs as compared with O radicals, and therefore, there is an effect of activating the surface of the p layer of the second photoelectric conversion unit without damaging the lower layer.
従って、第二光電変換ユニットのp層の表面を活性化させることが可能となり、その上に積層される第二光電変換ユニットのi層及びn層の結晶を有効に生成することができる。大面積の基板に第二光電変換ユニットを形成する場合であっても、均一な結晶化率分布を得ることが可能となる。 Therefore, the surface of the p layer of the second photoelectric conversion unit can be activated, and crystals of the i layer and the n layer of the second photoelectric conversion unit laminated thereon can be effectively generated. Even when the second photoelectric conversion unit is formed on a large-area substrate, a uniform crystallization rate distribution can be obtained.
また、第一光電変換ユニットのn層と第二光電変換ユニットのp層としては、非晶質のアモルファスシリコン(a−Si)層に微結晶シリコン(μc−Si)が分散された層でも、非晶質のアモルファス酸化シリコン(a−SiO)層に微結晶シリコン(μc−Si)が分散された層でもよい。 In addition, the n layer of the first photoelectric conversion unit and the p layer of the second photoelectric conversion unit may be a layer in which microcrystalline silicon (μc-Si) is dispersed in an amorphous silicon (a-Si) layer, A layer in which microcrystalline silicon (μc-Si) is dispersed in an amorphous silicon oxide (a-SiO) layer may be used.
しかし、基板の大面積化の際に必要とされる均一な結晶化分布率、即ち、結晶質光電変換層のi層とn層の結晶成長核の生成による均一な結晶化分布率を得るためには、非晶質のアモルファス酸化シリコン(a−SiO)層に微結晶シリコン(μc−Si)が分散された層を採用することが好ましい。 However, in order to obtain a uniform crystallization distribution rate required when the area of the substrate is increased, that is, a uniform crystallization distribution rate by generation of crystal growth nuclei of the crystalline photoelectric conversion layer i layer and n layer. For this, it is preferable to employ a layer in which microcrystalline silicon (μc-Si) is dispersed in an amorphous silicon oxide (a-SiO) layer.
このように、非晶質のアモルファス酸化シリコン(a−SiO)層に微結晶シリコン(μc−Si)が分散された層は、アモルファスシリコン(a−Si)半導体層よりも低い屈折率が得られるように調整することが可能である。 Thus, a layer in which microcrystalline silicon (μc-Si) is dispersed in an amorphous amorphous silicon oxide (a-SiO) layer has a lower refractive index than an amorphous silicon (a-Si) semiconductor layer. It is possible to adjust as follows.
そこで、この層を波長選択反射膜として機能させ、短波長光をトップセル側に閉じ込めることによって変換効率を向上させることが可能である。 Therefore, it is possible to improve the conversion efficiency by making this layer function as a wavelength selective reflection film and confining short wavelength light on the top cell side.
また、この光を閉じ込める効果の有無に拠らず、非晶質のアモルファス酸化シリコン(a−SiO)層に微結晶シリコン(μc−Si)が分散された層は、水素ラジカルプラズマ処理によって第二光電変換ユニットのi層とn層の結晶成長核の生成を有効に働かせ、大面積の基板においても均一な結晶化率分布を得ることが可能となる。 Regardless of the effect of confining the light, a layer in which microcrystalline silicon (μc-Si) is dispersed in an amorphous amorphous silicon oxide (a-SiO) layer is subjected to hydrogen radical plasma treatment. Generation of crystal growth nuclei of the i-layer and n-layer of the photoelectric conversion unit can be effectively performed, and a uniform crystallization rate distribution can be obtained even on a large-area substrate.
また、本発明においては、第一光電変換ユニットを構成するn層として、結晶質のシリコン系薄膜を形成してもよい。すなわち、アモルファスシリコンの第一光電変換ユニットのp層、i層の上に、微結晶シリコンのn層及び微結晶シリコンの第二光電変換ユニットのp層を形成する。 In the present invention, a crystalline silicon-based thin film may be formed as the n layer constituting the first photoelectric conversion unit. That is, the n layer of microcrystalline silicon and the p layer of the second photoelectric conversion unit of microcrystalline silicon are formed on the p layer and i layer of the first photoelectric conversion unit of amorphous silicon.
この際、非晶質の第一光電変換ユニットのp層、p層の上に形成される非晶質のi層、i層の上に形成される結晶質のn層、及びn層の上に形成される第二光電変換ユニットのp層は、大気開放することなく連続して形成することが望ましい。 At this time, the p layer of the amorphous first photoelectric conversion unit, the amorphous i layer formed on the p layer, the crystalline n layer formed on the i layer, and the n layer It is desirable to form the p layer of the second photoelectric conversion unit formed in a continuous manner without opening to the atmosphere.
特に、第一光電変換ユニットのp層、i層、及びn層を形成した後に大気開放し、別の反応室で第二光電変換ユニットのp層、i層、n層を形成する方法では、基板を大気開放し放置する時間、温度、雰囲気等に起因して、第一光電変換ユニットのi層が劣化し、素子性能が低下してしまう。 In particular, in the method of forming the p layer, i layer, and n layer of the second photoelectric conversion unit in a separate reaction chamber after opening the p layer, i layer, and n layer of the first photoelectric conversion unit, and then opening the atmosphere. The i-layer of the first photoelectric conversion unit deteriorates due to the time, temperature, atmosphere, etc., when the substrate is left open to the atmosphere and the device performance deteriorates.
従って、第一光電変換ユニットのp層、i層を形成した後、大気開放することなく連続して結晶質のn層、及び第二光電変換ユニットのp層を形成する。 Therefore, after forming the p layer and i layer of the first photoelectric conversion unit, the crystalline n layer and the p layer of the second photoelectric conversion unit are continuously formed without opening to the atmosphere.
このように、結晶質のn層、及び第二光電変換ユニットのp層を形成した基板を、個別の反応室又は同じ反応室において水素ラジカルプラズマ処理を行い、表面を活性化させて結晶核を生成し、引き続いて結晶質の第二光電変換ユニットのi層、n層を積層することにより、良好な発電効率の積層薄膜光電変換装置を得ることができる。 In this manner, the substrate on which the crystalline n layer and the p layer of the second photoelectric conversion unit are formed is subjected to hydrogen radical plasma treatment in an individual reaction chamber or the same reaction chamber, and the surface is activated to form crystal nuclei. By producing and subsequently laminating the i layer and the n layer of the crystalline second photoelectric conversion unit, a laminated thin film photoelectric conversion device with good power generation efficiency can be obtained.
なお、図2には、第二光電変換ユニットのi層、n層の各々を、個別の反応室74、75において成膜する例が示されているが、個別の反応室74、75の各々において、i層、n層を連続して成膜する方式を採用してもよい。 FIG. 2 shows an example in which each of the i layer and the n layer of the second photoelectric conversion unit is formed in individual reaction chambers 74 and 75. However, each of the individual reaction chambers 74 and 75 is shown in FIG. In this case, a method of continuously forming the i layer and the n layer may be employed.
上記した第二製造システムにおいても、微結晶シリコン層(n層、p層)を形成する際に、第一製造システムの場合と同様に、微結晶シリコン層の形成時に副生成物としてポリシラン類が大量に形成される。そして、このポリシラン類が、装置内やその内壁及び装置内に設置された各種部品に堆積・付着すると共に、排気用配管内やその内壁に堆積・付着し、また、真空ポンプ内に堆積・付着し、上記したような粉塵爆発等の問題が発生する可能性が高いので、その対策が必要になる。 Also in the second manufacturing system described above, when forming the microcrystalline silicon layer (n layer, p layer), as in the case of the first manufacturing system, polysilanes are used as by-products when forming the microcrystalline silicon layer. Formed in large quantities. These polysilanes deposit and adhere to the inside of the equipment, its inner wall and various parts installed in the equipment, and also deposit and adhere to the exhaust pipe and its inner wall, and also deposit and adhere to the vacuum pump. However, since there is a high possibility that problems such as the dust explosion described above will occur, countermeasures are required.
上記したCVD装置以外の公知の微結晶シリコン膜を形成するプラズマCVD装置の場合にも、微結晶シリコン膜の形成時に、副生成物としてポリシラン類が形成され、上記と同様な問題が生じる可能性が高いので、同様な対策を取ることが必要であることは議論するまでもないであろう。 In the case of a plasma CVD apparatus that forms a known microcrystalline silicon film other than the above-described CVD apparatus, polysilanes may be formed as a by-product when the microcrystalline silicon film is formed, and the same problem as described above may occur. Of course, it is not necessary to argue that it is necessary to take similar measures.
次に、微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜の形成時に副生成物として形成されるポリシラン類の処理方法について説明する。 Next, a method for treating polysilanes formed as by-products when forming a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film will be described.
太陽電池等の技術分野で、プラズマCVD法により、シランを用いて微結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜を形成する際に、真空チャンバー内で副生成物としてポリシラン類が生成し、このポリシラン類がチャンバー内やその内壁、チャンバー内に設置されている各種部品に堆積・付着すると共に、排気用等の配管内やその内壁に堆積・付着し、また、真空ポンプ(ドライポンプ)内に堆積・付着して、所定の濃度になると粉塵爆発の恐れがあることは知られている。 In a technical field such as a solar cell, when a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film is formed using silane by a plasma CVD method, polysilanes are generated as a by-product in a vacuum chamber, and the polysilanes are generated in the chamber. It accumulates on and adheres to various parts installed in the chamber, its inner wall and chamber, and also deposits and adheres to the inside of exhaust pipes and its inner wall, and also deposits and adheres to the vacuum pump (dry pump). Thus, it is known that there is a risk of dust explosion at a predetermined concentration.
本発明者の検討によれば、上記のような粉塵爆発は、例えば、真空チャンバー内に配置されている電極等の影響で、付着したポリシラン類がチャンバー内壁から剥離(崩落)する際に発生する静電気(崩落電位)により、このポリシラン類に着火して惹起されることが解った。また、配管内や真空ポンプ(ドライポンプ等)内に堆積したポリシラン類も静電気などを着火源として爆発する可能性がある。なお、真空ポンプ内にポリシラン類が堆積してしまうと、ポンプが動かなくなるので、オーバーホールが必要となるが、その際にオーバーホール工場等に搬送する途中でも爆発の危険性がある。 According to the study of the present inventor, the dust explosion as described above occurs, for example, when the attached polysilanes are peeled off (collapsed) from the inner wall of the chamber due to the influence of an electrode or the like disposed in the vacuum chamber. It was found that the polysilanes were ignited by static electricity (collapse potential). In addition, polysilanes accumulated in piping and vacuum pumps (dry pumps, etc.) may explode due to static electricity as an ignition source. If polysilanes are deposited in the vacuum pump, the pump becomes inoperable, so an overhaul is required. However, there is a risk of explosion even during transportation to an overhaul factory or the like.
ポリシラン類を単に燃焼させるだけでは危険であるので、従来は、上記したように、このポリシラン類の生成を抑制したり、トラップして除去したりしているが、満足すべき解決策はない。例えば、上記崩落電位を消失させるために、水やスチームで処理しても、ポリシラン類が疎水性であるために、完全に水で濡らすことが困難であるため、問題の解決にはならない。その上、水が存在すると水素ガスが発生する恐れがあるために、別の意味で危険である。 Since it is dangerous to simply burn polysilanes, conventionally, as described above, the production of polysilanes is suppressed or trapped and removed, but there is no satisfactory solution. For example, even if it is treated with water or steam in order to eliminate the collapse potential, the problem is not solved because polysilanes are hydrophobic and thus difficult to completely wet with water. In addition, if water is present, hydrogen gas may be generated, which is dangerous in another sense.
本発明者の検討によれば、上記問題を解決するには、例えば、(1)アニオン系、カチオン系、及び/又はノニオン系界面活性剤(水系)により処理する方法、(2)鉱物油等の油系材料+ノニオン系界面活性剤により処理する方法、(3)鉱物油等を含む有機溶媒により処理する方法、(4)精製油等の香料用溶剤(油系材料)により処理する方法、及び(5)燃焼法等が考えられる。 According to the study of the present inventor, in order to solve the above problems, for example, (1) a method of treating with an anionic, cationic and / or nonionic surfactant (aqueous), (2) mineral oil, etc. (3) A method of treating with an organic solvent containing mineral oil, (4) A method of treating with a perfume solvent (oil-based material) such as refined oil, And (5) Combustion method etc. can be considered.
(1)の処理方法は、1剤で不燃化でき、低コストであるという利点はあるが、界面活性剤が水系であれば、ポリシラン類が水分と接触すると、アルカリ性でも酸性でも水素ガスが発生する恐れがあるので、危険がないとは言えないと共に、使用する界面活性剤の種類によっては高価であるという欠点がある。この界面活性剤としては、上記したようなものを使用できるが、泡立ちが少なく、臨界ミセル濃度(CMC)が小さいため洗浄力が強いノニオン系界面活性剤が好ましい。 The treatment method (1) has the advantage that it can be made nonflammable with a single agent and has a low cost. However, if the surfactant is water-based, hydrogen gas is generated when the polysilane comes into contact with moisture, whether it is alkaline or acidic. Therefore, it cannot be said that there is no danger, and there is a disadvantage that it is expensive depending on the type of surfactant used. As the surfactant, those described above can be used, but nonionic surfactants having strong detergency due to less foaming and a small critical micelle concentration (CMC) are preferable.
(2)の処理方法は、不燃化洗浄が簡単にでき、界面活性剤廃液の処理が楽であるという利点はあるが、高コスト(油を洗浄する界面活性剤は高価)であり、かつ界面活性剤が水系であれば、ポリシラン類がその水分と接触すると、上記と同様に水素ガスを発生する恐れがある。 The treatment method (2) is advantageous in that non-combustible cleaning can be easily performed and the treatment of the surfactant waste liquid is easy, but the cost is high (the surfactant that cleans the oil is expensive), and the interface If the activator is water-based, when polysilanes come into contact with the moisture, hydrogen gas may be generated as described above.
(3)の処理方法は、水素発生がなく、低コストであり、使用する油を繰り返し使用することができる(ポリシラン類は、油中に凝集して分散しているので、濾過が可能である)という利点はあるが、2剤の搬送油/洗浄油が必要であると共に、洗浄後の廃油処理が必要であるという欠点がある。 The treatment method (3) does not generate hydrogen, is low in cost, and can be used repeatedly. (Because polysilanes are aggregated and dispersed in the oil, filtration is possible. ), However, there are drawbacks in that two carrier oils / cleaning oils are required and waste oil treatment after cleaning is required.
(4)の処理方法は、1剤で不燃化洗浄ができ、水素発生がないという利点はあるが、高コスト、廃溶剤処理が必要であると共に、引火点が常温付近であり、取り扱い方に難点がある。 The treatment method (4) has the advantage that it can be cleaned with incombustibility with one agent and does not generate hydrogen, but it requires high cost, waste solvent treatment, and its flash point is near room temperature. There are difficulties.
(5)の処理方法は、特に真空ポンプ(ドライポンプ)の場合はその構造が複雑であることから、燃え残りができ、また、その作業が危険であるという欠点がある。 The processing method (5) has the disadvantage that the structure is complicated especially in the case of a vacuum pump (dry pump), so that it remains unburned and the operation is dangerous.
上記処理方法において、特に真空ポンプの場合は、真空チャンバーから取り外し、オーバーホール工場等へ搬送し、そこで解体・洗浄処理を行うが、その輸送途中でも爆発の危険があるので、そのような危険を回避できる対策を考えることが必要である。 In the above processing method, especially in the case of a vacuum pump, it is removed from the vacuum chamber and transported to an overhaul factory, where it is disassembled and cleaned, but there is a risk of explosion even during its transportation, so avoid such danger It is necessary to consider possible countermeasures.
従って、ポリシラン類の処理には、一応、上記(1)〜(4)の処理方法が可能であり、特に、近年の廃油処理工場の増加に鑑みれば、上記(3)の処理方法が好ましい。 Therefore, for the treatment of polysilanes, the treatment methods (1) to (4) described above are possible, and the treatment method (3) is preferred in view of the recent increase in waste oil treatment plants.
以下、上記(3)の処理方法を主体に説明する。 Hereinafter, the processing method (3) will be mainly described.
生成するポリシラン類は、粒径37nm程度の超微粉であるので、鉱物油等を含めた有機溶媒中に分散する。 Since the polysilanes to be produced are ultrafine powder having a particle size of about 37 nm, they are dispersed in an organic solvent including mineral oil.
そこで、真空チャンバー内に堆積し、その内壁に付着しているポリシラン類に対しては、有機溶媒を吹き付けて剥離させ、この有機溶媒中に分散せしめたポリシラン類を取り出して、輸送し、所定の場所で処理する。すなわち、ポリシラン類含有有機溶媒を濾過し、ポリシラン類を取り除いて、この有機溶媒を再利用する。 Therefore, the polysilanes deposited in the vacuum chamber and adhering to the inner wall thereof are peeled off by spraying an organic solvent, and the polysilanes dispersed in the organic solvent are taken out, transported, Process in place. That is, the polysilane-containing organic solvent is filtered, the polysilanes are removed, and the organic solvent is reused.
また、真空チャンバー内に配置された部品に対しては、取り外した後、シンクなどに入れた鉱物油等の有機溶媒中に浸漬して輸送し、所定の場所で、部品に付着したポリシラン類分散有機溶媒を洗浄油で洗浄処理する。また、配管に関しても、部品の場合と同様に洗浄処理可能である。 Also, after removing the parts placed in the vacuum chamber, transport them by immersing them in an organic solvent such as mineral oil in a sink, etc., and disperse the polysilanes adhering to the parts at a predetermined place. The organic solvent is washed with washing oil. Also, the piping can be cleaned as in the case of parts.
さらに、真空ポンプ(ドライポンプ)に対しては、真空チャンバーから取り外し、上部シリンダーの吸気口を開け、鉱物油等の有機溶媒を注入・充填し、吸気口を閉じ、処理工場等へ輸送し、所定の時間放置した後、分解し、ポリシラン類分散有機溶媒を洗浄油で洗浄して、オーバーホールする。その後、組み立てて再使用する。 In addition, for vacuum pumps (dry pumps), remove from the vacuum chamber, open the inlet of the upper cylinder, inject and fill with organic solvent such as mineral oil, close the inlet, transport to the processing plant, etc. After being left for a predetermined time, it is decomposed, and the polysilane-dispersed organic solvent is washed with washing oil to overhaul. Then assemble and reuse.
以下、本発明で用いることができる鉱物油等の有機溶媒について説明する。ポリシラン類は、疎水性の物質であり、有機溶媒に分散可能である。この有機溶媒は、ポリシラン類を分散した状態で水素ガスを発生しないものであれば良く、例えば、水分を含んでいないものが好ましい。また、引火点は、処理作業中に引火しないものであれば良く、室温以上、例えば40〜45℃以上であれば好ましく、動粘度は、真空ポンプ内への浸透性を考えれば、低い方が好ましく、例えば40℃で65mm2/s以下、好ましくは40mm2/s以下であれば良い。さらに、この有機溶媒は、成分中に不飽和結合を有していない方が好ましい。なお、粘度が高いものについては、使用時に所定の温度に加熱して、粘度を下げて使用することができる。 Hereinafter, organic solvents such as mineral oil that can be used in the present invention will be described. Polysilanes are hydrophobic substances and can be dispersed in organic solvents. The organic solvent may be any organic solvent that does not generate hydrogen gas in a state where polysilanes are dispersed. For example, an organic solvent that does not contain water is preferable. Further, the flash point may be anything that does not ignite during the processing operation, preferably at room temperature or higher, for example, 40 to 45 ° C. or higher, and the kinematic viscosity is lower when considering the permeability into the vacuum pump. Preferably, for example, it may be 65 mm 2 / s or less, preferably 40 mm 2 / s or less at 40 ° C. Furthermore, it is preferable that this organic solvent does not have an unsaturated bond in the component. In addition, about a thing with a high viscosity, it can heat to predetermined temperature at the time of use, and can use it, reducing a viscosity.
本発明で用いることができる有機溶媒としては、例えば、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシン−4−メチル−2−ペンタノン、3,5,5−トリメチル−2−シクロセキセン−1−オン、2,6−ジメチル−4−ヘブタノン等のケトン系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノtert−ブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、アニソール、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテル系溶媒;ヘビーアロマティック(HA−100、HA−150、HA−180)、メシチレン、エチルベンゼン、クロルベンゼン、オルト−ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の脂環式炭化水素系溶媒;ジクロロメタン、トリクロロエチレン、1,1,2,2−テトラクロルエチレン、1,2−ジクロルベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸セロセルブ(エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート等のエステル系溶媒;コールタール、石油ベンゼン、テレビン油、及びミネラルスピリット等の石油系溶媒;シリコンオイル;流動パラフィン等のパラフィン系溶媒等;N,N−ジメチルホルムアミド、4−メチルアミノラクタム、ジメチルスルフォキシド等の溶媒;アルコール系溶媒;及びこれら溶媒の2種以上の組み合わせたものを挙げることができる。その他に、香油、例えば、天然の芳香物質及び合成の芳香物質の混合物でも良いし、上記しなかったものでも、本発明の目的を達成できるものであれば使用できることは勿論である。 Examples of the organic solvent that can be used in the present invention include cyclohexanone, 4-hydroxyn-4-methyl-2-pentanone, 3,5,5-trimethyl-2-cycloxen-1-one, and 2,6-dimethyl. Ketone solvents such as -4-hebutanone; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono tert-butyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diethylene glycol monobutyl ether, diisopropyl ether, di Ether solvents such as butyl ether, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, anisole, ethylene glycol monoethyl ether acetate; heavy aromatics (HA-100, HA- 50, HA-180), aromatic hydrocarbon solvents such as mesitylene, ethylbenzene, chlorobenzene and ortho-dichlorobenzene; aliphatic hydrocarbon solvents such as n-hexane, n-heptane, n-octane and decane; cyclo Alicyclic hydrocarbon solvents such as pentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane; dichloromethane, trichloroethylene, 1,1,2,2-tetrachloroethylene, 1,2-dichlorobenzene, chloroform, carbon tetrachloride, 1 Halogenated hydrocarbon solvents such as 1,2-dichloroethane; propylene glycol monomethyl ether acetate, celloselve acetate (ethylene glycol monoethyl ether acetate), ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3 -Methoxy Ester solvents such as tilacetate; petroleum solvents such as coal tar, petroleum benzene, turpentine, and mineral spirits; silicon oils; paraffinic solvents such as liquid paraffin; N, N-dimethylformamide, 4-methylaminolactam, Examples thereof include a solvent such as dimethyl sulfoxide; an alcohol solvent; and a combination of two or more of these solvents. In addition, perfume oils, for example, a mixture of natural and synthetic fragrances, may be used as long as the object of the present invention can be achieved even if not mentioned above.
さらに、上記と一部重複するが、機械油として使用されているタービン油、ギヤー油、スピンドル油、及び潤滑油等も、また、これらのベース油も使用できる。 Furthermore, although partially overlapping with the above, turbine oil, gear oil, spindle oil, lubricating oil, and the like used as machine oil can also be used.
上記潤滑油としては、例えば、出光興産株式会社製のダフニー(登録商標)オイル及びダフニーメカニックオイル32、46(商品名)並びにダイアナフレシアW−8(商品名)等、また、ダフニーメカニックオイルやダイアナフレシア等から添加物を抜いたベースオイル等を使用できる。また、油回転真空ポンプ用のポンプ油としての石油系鉱物油であるアルボイルR−4、R−7、R−80(株式会社アルバック製;商品名)等及びそのベースオイル等も使用できる。 Examples of the lubricating oil include Daphne (registered trademark) oil and Daphne mechanic oils 32 and 46 (trade name) and Diana Fresia W-8 (trade name) manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., as well as Daphne mechanic oil and Diana. Base oil etc. from which additives are removed from Frescia etc. can be used. Also, Arboyl R-4, R-7, R-80 (manufactured by ULVAC, Inc .; trade name), which are petroleum mineral oils as pump oil for oil rotary vacuum pumps, and base oils thereof can be used.
本発明によれば、上記部品や配管や真空ポンプに付着したポリシラン類分散有機溶媒を洗浄油で洗浄する。 According to the present invention, the polysilane-dispersed organic solvent adhering to the above components, pipes and vacuum pump is washed with the washing oil.
この洗浄油としては、ポリシラン類分散有機溶媒を洗浄できれば良く、上記した有機溶媒の中から、適宜選択して使用できる。但し、動粘度は低い方が好ましい。例えば、パラフィン系溶剤が好ましい。具体的には、例えば、石油系溶媒出光興産株式会社製のダフニーアルファクリーナーM及びH(商品名)並びにクリンスルーL841(商品名)等を使用できる。 As this cleaning oil, it is only necessary to be able to wash the polysilane-dispersed organic solvent, and it can be used by appropriately selecting from the organic solvents described above. However, a lower kinematic viscosity is preferable. For example, paraffinic solvents are preferred. Specifically, for example, Daphne Alpha Cleaners M and H (trade names) manufactured by petroleum solvent Idemitsu Kosan Co., Ltd., and clean-through L841 (trade names) can be used.
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
公知のプラズマCVD装置を用い、真空チャンバー内に、公知のプロセス条件で、シランガスを流し、Si基板上に微結晶シリコン膜を形成したところ、副生成物としてポリシラン類が大量に形成され、真空ポンプ(ドライポンプ)内にも大量に堆積していた。そこで、図3(a)〜(f)に示すプロセスを経て真空ポンプ内のポリシラン類を処理した。 Using a known plasma CVD apparatus, a silane gas was allowed to flow in a vacuum chamber under a known process condition, and a microcrystalline silicon film was formed on the Si substrate. As a by-product, a large amount of polysilanes were formed, and the vacuum pump A large amount was also deposited in the (dry pump). Therefore, the polysilanes in the vacuum pump were processed through the processes shown in FIGS.
すなわち、真空チャンバーから真空ポンプを取り外し、上部シリンダーの吸気口を開け、潤滑油として、出光興産株式会社製のダフニー(登録商標)メカニックオイル32及び46(商品名)のそれぞれを真空ポンプ内へ注入して充填し、吸気口を閉じ、処理工場へ輸送し、一晩放置した後、真空ポンプを分解し、各構成部品に付着していたポリシラン類分散有機溶媒を、洗浄油として出光興産株式会社製のダフニーアルファクリーナーM及びH(商品名)を用いて洗浄した。 That is, the vacuum pump is removed from the vacuum chamber, the upper cylinder inlet is opened, and Dafney (registered trademark) mechanic oils 32 and 46 (trade name) made by Idemitsu Kosan Co., Ltd. are injected into the vacuum pump as lubricating oil. Then, after closing the intake port, transporting it to the processing plant, leaving it overnight, disassembling the vacuum pump, and using the polysilane-dispersed organic solvent adhering to each component as the cleaning oil, Idemitsu Kosan Co., Ltd. Washing was performed using Daphne Alpha Cleaner M and H (trade names) manufactured by the manufacturer.
本実施例で用いた潤滑油としてのダフニーメカニックオイル32及び46のいずれも、また、洗浄油としてのダフニーアルファクリーナーM及びHのいずれも同じ結果が得られたので、以下、ダフニーメカニックオイル32及びダフニーアルファクリーナーMを用いた場合の結果を代表として説明することにする。 Since both the Daphne mechanic oils 32 and 46 as the lubricating oil used in this example and the Daphne alpha cleaners M and H as the cleaning oil obtained the same result, the Daphne mechanic oil 32 and The result when using Daphne Alpha Cleaner M will be described as a representative.
図3(a)は、処理工場で真空ポンプを分解する際に、ポンプの上部シリンダー吸気口を開けた状態を示し(茶色のものが、ポリシラン分散潤滑油である)、図3(b)は、ポンプ上部シリンダー吸気口をウエスで拭き取った状態を示し、図3(c)〜(f)は、ポンプを分解した後の各構成部品の状態を示す。すなわち、図3(c)は、ポンプ内のドライ上部シリンダーに付着したポリシラン分散潤滑油の状態を示し、図3(d)は、ポンプ内のドライ下部シリンダーローターに付着したポリシラン分散潤滑油の状態を示し、図3(e)は、ポンプ内のドライローターに付着したポリシラン分散潤滑油の状態を示し、図3(f)は、ポンプ内のドライ下部シリンダーに付着したポリシラン分散潤滑油の状態を示す。 FIG. 3 (a) shows a state where the upper cylinder inlet of the pump is opened when disassembling the vacuum pump at the processing plant (the brown one is polysilane dispersed lubricating oil), and FIG. 3 (b) shows The pump upper cylinder inlet port is wiped with a waste cloth, and FIGS. 3C to 3F show the state of each component after the pump is disassembled. That is, FIG. 3 (c) shows the state of polysilane dispersed lubricating oil adhering to the dry upper cylinder in the pump, and FIG. 3 (d) shows the state of polysilane dispersed lubricating oil adhering to the dry lower cylinder rotor in the pump. 3 (e) shows the state of the polysilane dispersed lubricating oil adhering to the dry rotor in the pump, and FIG. 3 (f) shows the state of the polysilane dispersed lubricating oil adhering to the dry lower cylinder in the pump. Show.
図3(c)〜(f)から明らかなように、真空ポンプ内の構成部品全体にポリシラン分散潤滑油が浸透し、付着していることが解る。 As is apparent from FIGS. 3C to 3F, it can be seen that the polysilane-dispersed lubricating oil permeates and adheres to the entire components in the vacuum pump.
次いで、こられのポリシラン分散潤滑油が付着した構成部品を上記したようにして洗浄した。各構成部品のうちドライローターを例に取り、その洗浄状態を図4(a)〜(d)に示す。図4(a)〜(d)から明らかなように、ローターの表面から付着物が全て取り除かれ、清浄な表面が得られていることが解る。その他の構成部品の場合も同様な結果が得られていることが確認された。 Next, the component parts to which the polysilane-dispersed lubricating oil adhered were washed as described above. Among the components, a dry rotor is taken as an example, and the cleaning state is shown in FIGS. As is clear from FIGS. 4A to 4D, it can be seen that all the deposits are removed from the surface of the rotor, and a clean surface is obtained. It was confirmed that similar results were obtained with other components.
かくしてオーバーホールの終了した各構成部品を組み立てた。この真空ポンプを用い、上記したようにして、プラズマCVD法によりSi基板上に微結晶シリコン膜を形成した。新品の真空ポンプを用いた場合と同様に成膜プロセスを実施できた。 In this way, each component which overhauled was assembled. Using this vacuum pump, a microcrystalline silicon film was formed on the Si substrate by plasma CVD as described above. The film formation process could be carried out in the same way as when using a new vacuum pump.
実施例1に記載の方法を繰り返した。但し、潤滑油としてはダフニーメカニックオイル68を用い、また、洗浄油としてはダフニーアルファクリーナーMを用いて、真空ポンプ内に堆積したポリシランを処理した。 The method described in Example 1 was repeated. However, polysilane deposited in the vacuum pump was treated using Daphne Mechanic Oil 68 as the lubricating oil and Daphne Alpha Cleaner M as the cleaning oil.
その結果を、図5(a)〜(f)に示す。図5(a)は、真空ポンプ吸気口からポンプ内への潤滑油を注入する状態を示し、図5(b)は、潤滑油注入後に一晩放置した後にポンプ吸気口を開けた状態を示し、図5(c)〜(f)は、それぞれ、ポンプを分解した後の各構成部品(ローター、シリンダー)の状態を示す。 The result is shown to Fig.5 (a)-(f). FIG. 5A shows a state in which lubricating oil is injected into the pump from the vacuum pump inlet port, and FIG. 5B shows a state in which the pump inlet port is opened after being left overnight after the lubricating oil injection. 5 (c) to 5 (f) show the state of each component (rotor, cylinder) after disassembling the pump, respectively.
図5(c)〜(f)から明らかなように、潤滑油が真空ポンプの2段目までしか浸透していないことが解る。2段目までしかポリシランが到達していない場合でも、ある程度有効に処理されたものと考えられる。 As is apparent from FIGS. 5C to 5F, it can be seen that the lubricating oil penetrates only up to the second stage of the vacuum pump. Even when the polysilane reaches only the second stage, it is considered that the treatment has been effected to some extent.
かくして得られた各構成部品を、実施例1に記載の方法で洗浄したところ、綺麗に洗浄でき、清浄な表面が得られた。 When each component thus obtained was washed by the method described in Example 1, it could be washed cleanly and a clean surface was obtained.
実施例1に記載の方法を繰り返した。但し、真空チャンバー内に設置されている構成部品のうち部品に付着したポリシラン類の処理を行った。 The method described in Example 1 was repeated. However, the polysilanes adhering to the components among the components installed in the vacuum chamber were processed.
真空チャンバー内に潤滑油としてダフニーメカニックオイル32を導入し、このオイルが適用されたポリシラン類の付着した部品を取り出し、洗浄油としてダフニーアルファクリーナーMを用いて、部品表面に付着しているポリシラン類分散潤滑油を洗浄処理した。 Introducing Daphne Mechanic Oil 32 as lubricating oil into the vacuum chamber, taking out the parts to which the polysilanes to which this oil was applied are taken out, and using the Daphne Alpha Cleaner M as the cleaning oil, the polysilanes adhering to the parts surface The dispersed lubricating oil was washed.
図6に示すように、シンク内に洗浄油を注入し(図6(a))、このシンク内にポリシラン分散潤滑油が付着した部品を浸漬し(図6(b))、シンク内で洗浄した(図6(c))。この洗浄の結果、部品は清浄になり(図6(d)〜(f))、再利用可能であった。また、配管に関しても、上記部品と同様に処理すると清浄な面が得られた。 As shown in FIG. 6, cleaning oil is injected into the sink (FIG. 6 (a)), and the part to which the polysilane-dispersed lubricating oil is attached is immersed in the sink (FIG. 6 (b)), and cleaning is performed in the sink. (FIG. 6C). As a result of this cleaning, the parts became clean (FIGS. 6D to 6F) and could be reused. Also, regarding the piping, a clean surface was obtained when treated in the same manner as the above parts.
上記した第一及び第二の例のプラズマCVD装置を用いて、Si基板上に、微結晶シリコン膜を形成した。微結晶シリコン層の形成時に副生成物としてポリシラン類が大量に形成され、このポリシラン類は、成膜室内、その内壁及び成膜室内に設置された各種部品に堆積・付着すると共に、排気用配管内やその内壁に堆積・付着し、また、真空ポンプ内に堆積・付着していた。 A microcrystalline silicon film was formed on the Si substrate using the plasma CVD apparatus of the first and second examples described above. A large amount of polysilanes are formed as a by-product during the formation of the microcrystalline silicon layer, and these polysilanes deposit and adhere to various components installed in the film formation chamber, its inner wall and film formation chamber, and exhaust piping. It deposited and adhered to the inside and its inner wall, and also deposited and adhered to the vacuum pump.
実施例1記載の方法に準じて、形成されたポリシラン類を処理したところ、真空ポンプ内に堆積・付着していたポリシラン類は洗浄され、清浄な面を有するポンプ構成部品が得られた。 When the formed polysilanes were treated according to the method described in Example 1, the polysilanes deposited and adhered in the vacuum pump were washed, and a pump component having a clean surface was obtained.
また、図1及び2にそれぞれ示す第一及び第二製造システムを用い、Si基板上に、微結晶シリコン膜を形成した。微結晶シリコン層の形成時に副生成物としてポリシラン類が大量に形成され、このポリシラン類は、成膜室内、その内壁及び成膜室内に設置された各種部品に堆積・付着すると共に、排気用配管内やその内壁に堆積・付着し、また、真空ポンプ内に堆積・付着していた。 A microcrystalline silicon film was formed on the Si substrate using the first and second manufacturing systems shown in FIGS. 1 and 2, respectively. A large amount of polysilanes are formed as a by-product during the formation of the microcrystalline silicon layer, and these polysilanes deposit and adhere to various components installed in the film formation chamber, its inner wall and film formation chamber, and exhaust piping. It deposited and adhered to the inside and its inner wall, and also deposited and adhered to the vacuum pump.
実施例1記載の方法に準じて、形成されたポリシラン類を処理したところ、真空ポンプ内に堆積・付着していたポリシラン類は洗浄され、清浄な面を有するポンプ構成部品が得られた。 When the formed polysilanes were treated according to the method described in Example 1, the polysilanes deposited and adhered in the vacuum pump were washed, and a pump component having a clean surface was obtained.
本発明によれば、プラズマCVD法により微結晶シリコン膜及び/又はアモルファスシリコン膜を形成する際に副生成物として形成されるポリシラン類を安全に処理することができるので、微結晶シリコン膜及び/又はアモルファスシリコン膜を利用する産業分野、特に太陽電池の産業分野で有効に利用可能である。 According to the present invention, polysilanes formed as a by-product when a microcrystalline silicon film and / or an amorphous silicon film are formed by plasma CVD can be safely processed. Alternatively, the present invention can be effectively used in an industrial field using an amorphous silicon film, particularly in a solar cell industrial field.
60 第一成膜装置 61 ロード室
62 層成膜反応室 63 層成膜反応室
63a、63b、63c、63d 反応室
64、65 層成膜反応室 66 アンロード室
70A、70B 第二成膜装置
71 ロード・アンロード室 72 層成膜反応室
73 ロード・アンロード室 74、75 反応室
74a、74b、74c、74d、74f 反応室
77 中間室 80A、80B 暴露装置
60 first film forming apparatus 61 load chamber 62 layer film forming reaction chamber 63 layer film forming reaction chamber 63a, 63b, 63c, 63d reaction chamber 64, 65 layer film forming reaction chamber 66 unload chamber 70A, 70B second film forming apparatus 71 Load / unload chamber 72 Layer deposition reaction chamber 73 Load / unload chamber 74, 75 Reaction chamber 74a, 74b, 74c, 74d, 74f Reaction chamber 77 Intermediate chamber 80A, 80B Exposure equipment
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