(57)【要約】  プラズマ処理装置は、チャンバと、チャンバ内において互いに離隔しつつ互いに平行に配置された複数の対向電極対とを備え、前記複数の対向電極対のうちの１つである電極対は、互いに平行になるように離隔して配置された第１電極（３１）および第２電極（３２）からなる。これらの電極は、互いに主表面（４）同士が対向するように配置されている。第１電極（３１）は、ガス入口（７）に連なるように、突出する金属配管部（１４）を備え、金属配管部（１４）には原料ガス供給源から原料ガスを移送するための樹脂配管（１３）がチャンバ内において接続されており、第１電極（３１）と第２電極（３２）とが対向することによって挟まれる空間（３３）の端を基準として、金属配管部（１４）が突出する長さＬは、２０ｍｍ以上である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内表面を有するチャンバ（２）と、
前記チャンバの内部において互いに離隔しつつ互いに平行に配置された複数の対向電極対とを備え、
前記複数の対向電極対のうちの１つである電極対は、互いに平行になるように離隔して配置された第１電極（３１，３１ｎ）および第２電極（３２，３２ｎ）からなり、
前記第１電極および前記第２電極は、主表面（４）と前記主表面の反対側の面である裏面（５）とを有する板状であり、互いに前記主表面同士が対向するように配置されており、
前記第１電極は、原料ガスを受け入れるためのガス入口（７）を側方に有し、前記原料ガスを放出するためのガス出口（８）を前記主表面に有し、前記ガス入口から前記ガス出口に至るガス流路（９）を内部に有し、
前記第１電極は、前記ガス入口に連なるように、突出する金属配管部（１４）を備え、
前記金属配管部には原料ガス供給源から前記原料ガスを移送するための樹脂配管（１３，１３ｉ）が前記チャンバ内において接続されており、
前記第１電極と前記第２電極とが対向することによって挟まれる空間の端を基準として、前記金属配管部が突出する長さは、２０ｍｍ以上である、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記金属配管部と前記第１電極とが略同電位である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記金属配管部が突出する長さは、３００ｍｍ以下である、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記金属配管部と前記内表面との間の距離が、前記第１電極と前記第２電極との間の距離の１．５倍より大きい、請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記金属配管部の少なくとも一部に前記樹脂配管の内部に入り込んだ状態となる金属製のインナー部（１６）を有する、請求項１から４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記インナー部の長さが１ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記インナー部の長さが２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下である、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記インナー部は、前記金属配管部のうち前記樹脂配管の内部に入り込まない部分より長い、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記金属配管部は、前記第１電極のうちの前記金属配管部以外の部分との間で着脱可能となっている、請求項１から８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記樹脂配管はＬ字成型されている、請求項１から９のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記樹脂配管は、少なくとも前記金属配管部に接続される部分において二重構造となっている、請求項１から１０のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用いて成膜する工程を含む、シリコン薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置およびこれを用いたシリコン薄膜太陽電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理の一種の応用として、プラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法を用いた成膜処理が行なわれる場合がある。このような成膜処理を行なうためのプラズマ処理装置においては、処理室が設けられ、処理室内の所望箇所に原料ガスを供給する管として、特開昭６２−９４９２２号公報（特許文献１）に記載されているようにテフロン（登録商標）チューブのような樹脂系材料からなる配管が用いられる場合がある。原料ガスを供給する配管がテフロン（登録商標）チューブであれば、安価で絶縁性があり、かつ柔軟性があるため加工しやすい。【０００３】
しかし、熱負荷が大きい処理室内で使用する場合、耐熱性が低い樹脂系材料からなる配管（以下「樹脂配管」という。）では、熱によって破れてしまうおそれがある。配管が破れた場合には、原料ガスを所望箇所に導入することができなくなり、成膜などのプロセスに支障が出るばかりでなく、ガス漏洩問題を引き起こす可能性がある。【０００４】
そこで、熱負荷の大きいプロセスにおいて樹脂配管を用いる場合は、特開平７−２７３０３８号公報（特許文献２）に記載されているように熱負荷の大きい部分には耐熱性の高いセラミック系絶縁管を用い、樹脂配管への熱負荷を軽減することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−９４９２２号公報
【特許文献２】特開平７−２７３０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
保護材として特定部分にセラミック系材料を用いた場合、熱そのものへの対策は可能であるが、熱衝撃破壊を起こしやすいという欠点がある。すなわち、低温〜高温のサイクルを繰り返すプロセスを行なう場合、セラミック割れが発生しうる。また、セラミックと金属との接続部に熱が加わるとセラミックと金属との熱膨張係数の違いにより、接続点で応力が発生し、セラミック割れの原因となりうる。【０００７】
このような観点、そして製造コストから考えると、電極と樹脂配管との接続部はセラミック系保護材無しで金属材料のみで作られていることが望ましい。【０００８】
しかしながら、金属材料のみを用いて接続部が「金属配管」として形成されていると、電極と金属配管とは同電位となるので、接続部まで放電が広がるリスクが発生する。放電が接続部まで広がれば、電離気体起因の熱やイオンダメージにより素材の損耗が激しくなる。一般的にセラミック系材料が用いられるのはこのリスクを回避するためでもある。【０００９】
金属配管を用いた場合、金属配管そのものに放電が広がるというリスクは伴うが、金属配管付近の放電は電極間の放電に比べると弱く、金属配管に大きな損傷を与えるほどではない。しかし、このように金属配管に広がった放電は、樹脂配管には大きな損傷を与えうる。そこで、樹脂配管への熱負荷やイオン衝撃負荷を低減する何らかの措置が必要である。【００１０】
以上より、最も望ましいのは、電極への接続部に金属材料を用いた上で、実運用上問題ないレベルまで熱負荷やイオン衝撃負荷を低減するような構成である。【００１１】
このことは、１対のみの電極で構成されているプラズマ処理装置においては、容易に可能である。たとえば、図１２に示すように、樹脂配管が接続される接続部を有する第１電極３１と、樹脂配管が接続されない第２電極３２とがあって互いに対向しているものとする。互いに対向する第１電極３１および第２電極３２が１つの電極対をなす。第１電極３１と第２電極３２とがそれぞれ陰極、陽極の役割を果たし、これらの間の空間に放電１０が発生する。この場合、図１３に示すように、第１電極３１の２つの面のうち第２電極３２とは反対側の面３１ｕに金属製の接続部５１を配置することとすればよい。【００１２】
しかし、図１４に示すように、複数対の電極が互いに離隔しつつ平行に重なる位置関係で配置されているプラズマ処理装置、すなわち、多段電極構成のプラズマ処理装置においては、そのような面に接続部５１を突出させれば、図１５に示すように接続部が隣りの対の電極対の第２電極３２ｎに近接してしまうため、隣りの対の電極に影響を及ぼしてしまう。図１５では、第１電極３１と第２電極３２とによる電極対のすぐ上側に第１電極３１ｎと第２電極３２ｎとによる電極対が配置されているが、陽極である第２電極３２ｎは同じく陽極である第２電極３２と同電位となる一方、接続部５１は、陰極である第１電極３１と同電位になるので、第２電極３２ｎと第１電極３１との間では、ちょうど第２電極３２と第１電極３１との間と同程度の電位差が生じることとなり、放電１２が生じてしまう。したがって、このような構成は採用しにくい。【００１３】
そこで、本発明は、多段電極構成のプラズマ処理装置において、電極への接続部に金属材料を用いつつ、運用上問題ない構成のプラズマ処理装置およびこれを用いたシリコン薄膜太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に基づくプラズマ処理装置は、内表面を有するチャンバと、上記チャンバの内部において互いに離隔しつつ互いに平行に配置された複数の対向電極対とを備える。上記複数の対向電極対のうちの１つである電極対は、互いに平行になるように離隔して配置された第１電極および第２電極からなる。上記第１電極および上記第２電極は、主表面と上記主表面の反対側の面である裏面とを有する板状であり、互いに上記主表面同士が対向するように配置されている。上記第１電極は、原料ガスを受け入れるためのガス入口を側方に有し、上記原料ガスを放出するためのガス出口を上記主表面に有し、上記ガス入口から上記ガス出口に至るガス流路を内部に有する。上記第１電極は、上記ガス入口に連なるように、突出する金属配管部を備える。上記金属配管部には原料ガス供給源から上記原料ガスを移送するための樹脂配管が上記チャンバ内において接続されている。上記第１電極と上記第２電極とが対向することによって挟まれる空間の端を基準として、上記金属配管部が突出する長さは、２０ｍｍ以上である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂配管の破れの発生確率を大幅に低減することができるので、電極への接続部に金属材料を用いつつ、運用上問題ない構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に基づく実施の形態１におけるプラズマ処理装置の概念図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１におけるプラズマ処理装置の電極対の断面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１におけるプラズマ処理装置の金属配管部近傍の分解図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１におけるプラズマ処理装置の樹脂配管およびその周辺の構造の平面図である。
【図５】実験１および２の結果を示すグラフである。
【図６】実験３で用いたＬ字成型品の樹脂配管およびその周辺の構造の平面図である。
【図７】実験３〜５の結果を示すグラフである。
【図８】インナー部が金属配管部のうち樹脂配管の内部に入り込まない部分より長い場合のプラズマ処理装置の金属配管部近傍の分解図である。
【図９】電極対とチャンバの内表面との位置関係の説明図である。
【図１０】放電により生じるダメージに関する第１の説明図である。
【図１１】放電により生じるダメージに関する第２の説明図である。
【図１２】従来技術に基づくプラズマ処理装置の第１の説明図である。
【図１３】従来技術に基づくプラズマ処理装置の第２の説明図である。
【図１４】従来技術に基づくプラズマ処理装置の第３の説明図である。
【図１５】従来技術に基づくプラズマ処理装置の第４の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
図１〜図４を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるプラズマ処理装置１について説明する。図１に示すように、本実施の形態におけるプラズマ処理装置は、内表面２ａを有するチャンバ２と、チャンバ２の内部において互いに離隔しつつ互いに平行に配置された複数の電極対とを備える。前記複数の電極対のうちの１つである電極対は、互いに平行になるように離隔して配置された第１電極３１および第２電極３２からなる。第１電極３１および第２電極３２は、主表面４と主表面４の反対側の面である裏面５とを有する板状である。第１電極３１および第２電極３２は、互いに主表面４同士が対向するように配置されている。１つの電極対を取り出して断面を図２に示す。図２に示すように、第１電極３１は、原料ガスを受け入れるためのガス入口７を側方に有し、原料ガスを放出するためのガス出口８をいずれかの面に有し、ガス入口７からガス出口８に至るガス流路９を内部に有する。第１電極３１は、ガス入口７に連なるように、突出する金属配管部１４を備える。金属配管部１４には原料ガス供給源１５から原料ガスを移送するための樹脂配管１３がチャンバ２内において接続されている。１つの電極対に属する２つの電極の各々を「対向電極」と呼ぶものとする。したがって、第１電極３１および第２電極３２はいずれも対向電極である。第１電極３１と第２電極３２との間の距離を「対向電極間距離」と呼ぶものとする。第１電極３１と第２電極３２とが対向することによって挟まれる空間３３の端を基準として、金属配管部１４が突出する長さＬは、２０ｍｍ以上である。
【００１８】
図１に示した例では、プラズマ処理装置１が備える複数の電極対として４対の電極対が示されているが、対の数は４対に限らず、これより多くても少なくてもよい。たとえば８対の電極対を備えていてもよい。
【００１９】
図１ではチャンバ２は、説明の便宜のため、単なるフレームのように描かれているが、実際には、チャンバ２は、さらに延在し、複数の電極対を収容する容器状のものとなっている。図１において、原料ガス供給源１５は、プラズマ処理装置１の一部とは限らない。
【００２０】
図２に示した例では、第１電極３１は端面６を有しており、金属配管部１４は端面６から突出する。図２に示した例では、ガス出口８は主表面４に配置されている。
【００２１】
金属配管部１４を分解したところを、金属配管部１４の近傍の構成とともに図３に示す。この例では、金属配管部１４は、ベース部１４ａと突出部１４ｂとインナー部１６とを備える。ベース部１４ａと突出部１４ｂは一体的に形成されており、ベース部１４ａは、端面６に沿って長手形状となっている。端面６にはガス入口７の両側の合計２ヶ所にネジ穴が設けられている。第１電極３１は、第１電極本体３１ａと金属配管部１４とを含む。金属配管部１４のベース部１４ａは、端面６に設けられたネジ穴を利用して公知技術により第１電極本体３１ａに取り付けられている。樹脂配管１３は、たとえばテフロン（登録商標）チューブである。樹脂配管１３の金属配管部１４寄りの端部にはフロントフェルール１７とバックフェルール１８とが配置されている。金属配管部１４の一部であるインナー部１６は、金属製であり、突出部１４ｂとは別体の部品である。インナー部１６は、金属配管部１４と樹脂配管１３とが接続される際には樹脂配管１３の内部に挿入される。
【００２２】
さらに、平面視したところを図４に概念的に示す。
第１電極３１の金属配管部１４と原料ガス供給源１５側の金属配管部１９との間を樹脂配管１３が接続している。原料ガス供給源１５はチャンバ２の外側に設置されているものであり、金属配管部１９はチャンバ２の壁を通過するように配置されている。金属配管部１９と樹脂配管１３との接続はチャンバ２の内部で行なわれている。図４では金属配管部１９は簡略に表示されているが、実際には図１に例示されるように、金属配管部１９は上下に延在するものであってもよい。この場合、上下方向に延在する幹部分と、幹部分から枝分かれしてそれぞれ樹脂配管１３に接続する枝部分とを有してもよい。このような構成であれば、１つの金属配管部１９から複数の電極対に向けて原料ガスの供給を一斉に行なうことができる。
【００２３】
プラズマ処理に使用するＲＦ電源（図示せず）は、第１電極３１に接続されている。第２電極３２はチャンバ２の内表面２ａと略同電位である。金属配管部１９も内表面２ａと略同電位である。第１電極本体３１ａと金属配管部１４とは略同電位である。なお、２点間の導通をとることを目的として、金属同士の接触などの一般的な方法を施した場合であっても、２点間に電圧降下が生じるが、その電圧降下の大きさ程度の電位の相違が２点間にある場合も、「略同電位」という概念に含まれるものとする。
【００２４】
プラズマ処理装置１を使用する際のＲＦ電源の電力周波数は９ＭＨｚ以上４０ＭＨｚ以下である。
【００２５】
金属配管部１４の配管方向に沿った長さは２０ｍｍ以上であればよい。
ここでは、複数の電極対のうちの１つを代表的に取り上げて、第１電極３１と第２電極３２とからなるものとして説明したが、複数の電極対のうちのいずれの対も、ＲＦ電源に接続され、かつ、樹脂配管によって原料ガスを受け入れる第１電極と、チャンバ２の内表面２ａと同電位であって原料ガスを受け入れない第２電極とを備える。各対の第１電極と第２電極とにおいては、同様のことがいえる。
【００２６】
本実施の形態におけるプラズマ処理装置１では、空間３３の端を基準として金属配管部１４が突出する長さ（以下「突出距離」という。図２参照。）Ｌが２０ｍｍ以上となっているので、樹脂配管１３の破れの発生確率を大幅に低減することができる。その結果、本実施の形態では、電極への接続部に金属材料を用いつつ、運用上問題ない構成とすることができる。
【００２７】
金属配管部と第１電極とは、上述のように略同電位であることが好ましい。
本実施の形態では、金属配管部が突出する長さは、２０ｍｍ以上としたが、２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であることが好ましい。この構成を採用することにより、加工が容易となり、その結果、低コストで作製可能となる。
【００２８】
インナー部１６の配管方向に沿った長さは、１ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましい。この構成を採用することにより、加工が容易となり、その結果、低コストで作製可能となる。さらに、インナー部１６の長さが２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であれば、取付け、取外しなどの装置メンテナンス時の作業が容易となるので、より好ましい。
【００２９】
本実施の形態で説明した効果を検証する実験の結果について、以下に詳しく述べる。
（実験１）
実験１としては、成膜工程とクリーニング工程との２通りの工程を設定し、これらの工程を交互に繰り返して行なうことによって樹脂配管１３の破れ具合を検証した。配管破れは、従来は、金属配管部１４の近傍で生じる傾向があるので、樹脂配管１３の破れ具合の評価に当たっては、金属配管部１４の近傍における樹脂配管１３の厚みに注目することとした。
【００３０】
成膜工程の条件は、
電極間距離：１２．５ｍｍ
印加ＲＦ電力：０．０１Ｗ／ｍｍ2
圧力：１６００Ｐａ
ガス流量比：Ｈ2／ＳｉＨ4＝６７
成膜温度：１６０℃
成膜時間：９０分
とした。クリーニング工程の条件は、
電極間距離：２５ｍｍ
印加ＲＦ電力：０．０１５Ｗ／ｍｍ2
圧力：１５０Ｐａ
ガス流量比：Ａｒ／ＮＦ3＝１．０
放電時間：１５分
印加ＲＦ周波数：１１ＭＨｚ
とした。
【００３１】
上記２工程を含むサイクルを１００回繰り返した。その後、金属配管部１４近傍における樹脂配管１３の厚みの変化を評価した。この実験は、金属配管部１４の空間３３の端からの主表面４に平行な方向の突出距離Ｌを５ｍｍずつ変化させてそれぞれ行なった。樹脂配管の当初の厚みを１として一定数のサイクル終了後の樹脂配管１３の厚みを当初の厚みに対する相対的な比率で表現した値を、以下「厚み相対値」というものとする。
【００３２】
実験１の結果を図５に示す。横軸は突出距離Ｌを示し、縦軸は樹脂配管１３の１００サイクル後の厚み相対値を示す。実験１の結果は、図５における「金属配管部を延長」と表示された折れ線によって示されている。
【００３３】
突出距離Ｌが１０ｍｍ以下の場合はいずれもサイクルの１００回目に到達する前に配管破れが発生した。そのため、図５ではこれらの場合の厚み相対値は０として表示している。以下の同様のグラフにおいても、サイクルの１００回目に到達する前に配管破れが発生した場合は、厚み相対値は０として表示している。
【００３４】
突出距離Ｌが１５ｍｍの場合は１００サイクルの実験では配管破れは発生しなかったが、１００サイクル終了後の厚み相対値は約０．１５であった。なお、さらに追加的にサイクルを繰り返したところ、１２１サイクル目で配管破れが発生した。
【００３５】
突出距離Ｌが２０ｍｍの場合、１００サイクル後の厚みはＬ＝１５ｍｍの場合と比較して５倍以上になり、厚み相対値は約０．８３であった。すなわち当初の厚みのほとんどが残っていた。その後、追加的にサイクルを繰り返したところ、８００サイクル目まで行なっても配管破れは発生しなかった。
【００３６】
突出距離Ｌを２５ｍｍ、３０ｍｍと長くするにつれて、１００サイクル後に測定される樹脂配管１３の厚み相対値は徐々に増加した。
【００３７】
（実験２）
実験２としては、金属配管部１４の樹脂配管１３に覆われない部分の突出距離を１９ｍｍとして固定し、その先に延在するインナー部１６の長さを変化させ、実験１と同様に１００サイクルずつ繰り返す実験を行なった。
【００３８】
その結果を、図５に示す。実験２の結果は、図５における「インナー部を延長」と表示された折れ線によって示されている。実験２に関して、横軸は金属配管部１４のインナー部１６を含めた合計長さを示している。
【００３９】
図５において、実験１の結果と実験２の結果とを比較すればわかるように、金属配管部１４の合計長さは同じであっても、インナー部を設けた方が、１００サイクル後の樹脂配管厚みが大きくなるといえる。
【００４０】
（実験３）
実験３としては、実験１と同様の検証を、図６に示すようにＬ字型に成型された樹脂配管１３ｉを用いた構成においても行なった。実験３の結果は、図７における「Ｌ字成型」と表示された折れ線によって示されている。
【００４１】
図７に示すように、突出距離が１０ｍｍ以下の場合は、１００サイクルに到達する前に配管破れが発生したが、突出距離が１５ｍｍの場合の１００サイクル後の厚み相対値は通常成型の樹脂配管１３を使用して同じ突出距離で試した場合の約１．８倍であった。突出距離が２０ｍｍ以上の場合の１００サイクル後の厚み相対値は、通常成型の樹脂配管１３を使用して同じ突出距離で試した場合よりも大きかった。
【００４２】
このようにＬ字型に成形された樹脂配管１３ｉが通常成形の樹脂配管１３に比べて好ましい結果となった理由としては、以下のように考察される。通常成型品では樹脂配管全体で合計９０°の方向転換を実現するように曲がりが発生するので、樹脂配管１３のうち金属配管部１４との接続部分においても成り行きでいくらかの曲がりが発生する。曲がりが発生した場合、曲がりの外径側の部位においては樹脂材が伸びるので結果的に厚みが薄くなる。したがって、曲がりの外形側の部位は破れに弱くなる。一方、Ｌ字成型では金属配管部１４から十分に離れた箇所で集中的に曲げられた形状で成形されるので、金属配管部１４の近傍では曲がりは起こらない。したがって、Ｌ字成型品としたことにより、曲がりによる薄肉化によって破れやすくなっていた部分がなくなったので、通常成形品に比べて破れにくくなったと考えられる。
【００４３】
（実験４）
実験４としては、実験１と同様の検証を、樹脂配管を２重配管にした構成において行なった。実験４の結果は、図７における「２重配管」と表示された折れ線によって示されている。突出距離が１０ｍｍ以下の場合は、実験３までと同様に１００サイクルに達する前に配管破れが生じた。突出距離が１５ｍｍの場合は、従来の１重配管の場合に比べて、１００サイクル後の厚み相対値で３倍以上の値となった。突出距離が２０ｍｍ以上の場合、厚み相対値はほとんど変化していなかった。
【００４４】
以上より、樹脂配管は通常成形品よりもＬ字成型品である方が１００サイクル後の厚み相対値では上回っているといえる。言い換えれば、前記樹脂配管はＬ字成型されていることが好ましい。この構成を採用することにより、曲がりによる薄肉化が金属配管部の近傍で生じないようになるので、樹脂破れが生じにくくなるからである。
【００４５】
さらに、樹脂配管がＬ字成型品でなおかつ２重配管としたものであれば、より好ましいといえる。言い換えれば、前記樹脂配管は、少なくとも前記金属配管部に接続される部分において二重構造となっていることが好ましい。
【００４６】
（実験５）
実験５としては、実験２と同様の構成で、樹脂配管をＬ字成型品とし、２重配管とした構成を用いて、検証を行なった。実験５の結果は、図７における「インナー部＋Ｌ字成型＋２重配管」と表示された折れ線によって示されている。図７に示すように１００サイクル後の厚み相対値にはほとんど変化が見られなかった。
【００４７】
以上のいくつかの実験の結果より、対向電極同士が対向することによって挟まれる空間の端より金属配管部を２０ｍｍ以上突出させることで実用上、問題ないレベルまでイオン衝撃負荷や熱負荷を低減できるといえる。ここでいう金属配管部の突出距離は、樹脂配管に接続したときに樹脂配管に覆われずに露出した部分だけでなく、樹脂配管の内部に挿入されるインナー部がある場合にはそのインナー部を含めた長さである。金属配管部を延長する場合、樹脂配管に覆われずに露出した部分ではなくインナー部を延長することとした方が、樹脂配管へのダメージをさらに軽減でき、好ましい。加えてコストや加工容易性の観点からも樹脂配管の外側の金属部よりもインナー部すなわち樹脂配管内部の金属部を延長した方が有利である。
【００４８】
言い換えれば、金属配管部１４は、前記樹脂配管と接続する際に前記樹脂配管の内部に入り込んだ状態となる金属製のインナー部１６を有することが好ましい。この構成を採用することにより、樹脂配管へのダメージを軽減できるからである。
【００４９】
インナー部１６は、図８に示すように、金属配管部１４のうち樹脂配管１３の内部に入り込まない部分より長いことが好ましい。この構成を採用することにより、樹脂配管へのダメージを効率良く軽減できるからである。
【００５０】
金属配管部１４は、第１電極３１のうちの金属配管部１４以外の部分との間で着脱可能となっていることが好ましい。この構成を採用することにより、対向電極の交換などのメンテナンス作業時には、当該作業の妨げとなりがちな対向電極を取り外しておくことができるので、好ましい。対向電極の突出部である金属配管部を取り外すことができれば、対向電極を対称な形状とすることができるので、メンテナンス時に取扱いやすくなる。
【００５１】
ところで、金属配管部１４を延長すれば、対向電極間の放電が金属配管側に広がることにより発生するイオン衝撃負荷や熱負荷の増加が原因となる樹脂配管破れは軽減できる。しかしながら、図９に示すように、金属配管部１４を延長すればチャンバ２の内表面２ａと金属配管部との間の距離Ａが縮まり、内表面２ａと金属配管部１４との間の電位差により放電する可能性がある。場合によってはこれが異常放電となる可能性がある。なお、図９においては、樹脂配管は図示省略している。
【００５２】
対向電極間距離ｙを固定し、金属配管部１４とチャンバ２の内表面２ａとの間の距離Ａを変化させ、金属配管部１４と内表面２ａとの間での放電の有無を確認したところ、表１に示される結果となった。表１から明らかなように、放電が発生しない距離Ａの最小値は、対向電極間距離ｙによって変化することがわかった。特に、金属配管部１４と内表面２ａとの距離Ａが対向電極間距離ｙの１．５倍以上であれば、放電が発生しないことがわかった。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
よって、金属配管部１４と内表面２ａとの間の距離が、第１電極３１と第２電極３２との間の距離の１．５倍より大きいことが好ましい。この構成を採用することにより、金属配管部とチャンバの内表面との間での放電を防ぐことができるからである。
【００５５】
（イオンダメージや熱ダメージについて）
なお、放電により生じるイオンダメージや熱ダメージについて、さらに補充的に以下に説明する。
【００５６】
図１０を参照して、本発明の基本的な構成について説明する。図１０に示されるように金属配管部１４は第１電極すなわち陰極と同電位であるが、金属配管部１４の鉛直下方の空間には対向相手となる電極が存在しない。そのため、金属配管部１４による電界が発生するのは対向する第２電極すなわち陽極の端の部位５２との間であり、その距離Ｌ２は対向電極間距離ｙよりも大きいのは明らかである。金属配管部の合計長さＬ１を延長すれば、Ｌ２も増大する。
【００５７】
ここで金属配管部１４と陽極との間の距離Ｌ２が大きくなるとパッシェンの法則のうちのｐｄ積が増加し、火花電圧すなわち放電開始電圧は増大していく。火花電圧が電極への印加電圧よりも高くなるほどＬ２が大きくなれば、図１１に示すように、金属配管部１４のうち、火花電圧が電極への印加電圧を初めて超える位置５３よりも対向電極に近い側の領域５４でしか放電が発生しない。また、この領域５４にかかる電界は対向電極間における電界よりも小さいので、α作用で発生する電子−イオンの数も対向電極間における放電に比べると少なく、総イオンダメージは対向電極間に比べて小さくなる。
【００５８】
位置５３よりも樹脂配管１３側の金属配管部１４近傍では、領域５４あるいは対向電極間の放電領域で発生した電子、イオンが拡散により存在するが、その数は距離と共に自然減衰する。
【００５９】
これにより、金属配管１４の長さを延ばしていけば樹脂配管１３付近に存在する電子やイオンの数は減少していき、イオンダメージを低減することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
本発明に基づく実施の形態２におけるシリコン薄膜太陽電池の製造方法について説明する。本実施の形態におけるシリコン薄膜太陽電池の製造方法は、いずれかに記載のプラズマ処理装置を用いて成膜する工程を含む。
【００６１】
この方法を採用することにより、樹脂破れの発生確率を大幅に低減することができ、効率良く成膜を行なうことができる。この方法では、プラズマ処理装置の電極への接続部に金属材料を用いつつ、運用上問題ない構成とすることができる。
【００６２】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、プラズマ処理装置およびこれを用いたシリコン薄膜太陽電池の製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  プラズマ処理装置、２  チャンバ、２ａ  内表面、４  主表面、５  裏面、６  端面、７  ガス入口、８  ガス出口、９  ガス流路、１０，１２  放電、１３，１３ｉ  樹脂配管、１４  金属配管部、１４ａ  ベース部、１４ｂ  突出部、１５  原料ガス供給源、１６  インナー部、１７  フロントフェルール、１８  バックフェルール、１９  金属配管部、３１，３１ｎ  第１電極、３１ａ  第１電極本体、３１ｕ  （第２電極とは反対側の）面、３２，３２ｎ  第２電極、３３  （挟まれる）空間、５１  接続部、５２  部位、５３  位置、５４  領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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