(57)【要約】【課題】  成膜速度の向上及び生産コストの低減、並びに成膜品質の向上を効果的に図ることができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  高周波電力を発信する発信器８と、発信器８からの高周波電力が供給されるパワー電極とを備え、該パワー電極に対向配置されて相対的に移動する基板１１との間でプラズマ２を形成し、基板１１上にプラズマ処理を行うプラズマＣＶＤ装置に用いられる給電装置９において、パワー電極は、複数に分割された小電極により形成され、これら小電極間には間隙が形成され、間隙は、基板１１の移動方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力を発信する発信器と、該発信器からの高周波電力が供給されるパワー電極とを備え、該パワー電極に対向配置されて相対的に移動する基板との間でプラズマを形成し、該基板上にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に用いられる給電装置において、
前記パワー電極は、複数に分割された小電極により形成され、
これら小電極間には間隙が形成され、
前記間隙は、前記基板の搬送方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記パワー電極は、前記基板の搬送方向に略直交するように延在して設けられた長尺状とされ、
前記小電極は、前記パワー電極の長尺方向に配列して設けられたことを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項３】
前記発信器は、複数の前記小電極に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の給電装置。
【請求項４】
前記小電極は、棒状、三角形、平行四辺形、または菱形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項５】
前記小電極は、隣り合う小電極の電圧分布の節と腹が交互になるよう配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項６】
前記高周波電力の周波数がＵＨＦであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項７】
前記パワー電極と対向配置されたアース電極と、
前記パワー電極と前記基板との距離を調整する調整手段と、
前記高周波電力の位相を変化させる位相変更手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項８】
前記位相変更手段は、各小電極間の位相関係を一定あるいは時間的に変化するように制御することを特徴とする請求項７に記載の給電装置。
【請求項９】
供給する高周波電力の電圧または位相差を用いることにより、前記パワー電極と前記基板との距離を検知する距離検知手段を備えていることを特徴とする請求項７又は８に記載の給電装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の給電装置と、
内部圧力を調整可能に設けられたチャンバーと、
前記チャンバー内に処理されるガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記チャンバー内に基板を保持するように設けられ、接地されているアース電極と、
前記基板を前記給電装置と略直交する方向へ移動させる基板搬送手段と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１１】
高周波電力を発信する発信器と、該発信器からの高周波電力が供給されるパワー電極とを備え、該パワー電極に対向配置されて相対的に移動される基板との間でプラズマを形成し、該基板上にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
前記パワー電極は、複数に分割された小電極により形成され、
前記複数の小電極間には間隙が形成され、
前記基板は、前記間隙の延在方向に対して傾斜した方向に相対移動させられることを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマを用いたＣＶＤ（化学気相成長）処理により基板にプラズマ処理するプラズマ処理装置およびこれを用いて基板上にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法に関し、特に基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池、エッチング等の表面処理の生産性の向上及び生産コストの大幅な低減を効果的に実現させるために、成膜される基板の大面積化、成膜速度の向上等が求められている。
しかしながら、大面積化に伴うプラズマ処理装置の電極の大型化により電極間の中央部と周辺部とではプラズマの強さが異なり、その結果、成膜に不均一が生じ歩留まりが低下するという不具合が生じている。このような問題を解決する方法として、例えば特許文献１に示されるように、電極を複数に分割すると共に可動にし、各電極と基板との間隔を任意に調節することができるようにしたプラズマＣＶＤ装置がある。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５４−５８３６１号公報（特許請求の範囲、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電極を複数に分割した構成とした場合、電極と電極との間に間隙が形成され、該間隙が基板の搬送方向と同一方向に形成されるため、基板の移動方向に対してスジ状のムラが生じ、基板上の膜厚が均一に成膜されないという問題がある。
また、隣り合う電極に同位相の高周波電力を供給した場合、電極で発生する定在波の影響が大きくなり、膜厚の均一性が劣化する問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、成膜速度の向上及び生産コストの低減、並びに成膜品質の向上を効果的に図ることができる給電装置、プラズマ処理装置及びプラズマ処理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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる給電装置は、高周波電力を発信する発信器と、該発信器からの高周波電力が供給されるパワー電極とを備え、該パワー電極に対向配置されて相対的に移動する基板との間でプラズマを形成し、該基板上にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に用いられる給電装置において、前記パワー電極は、複数に分割された小電極により形成され、これら小電極間には間隙が形成され、前記間隙は、前記基板の搬送方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、基板の搬送方向に対して傾斜した状態で小電極を配置することで、基板が必ず間隙だけでなく小電極とも交差するよう移動する。このため、基板の搬送方向に対して小電極間の間隙によるスジ状のムラが生じることなく、均一な処理（例えば成膜）が可能となる。
また、各小電極に破損などのトラブルが生じた場合、部品交換などが容易に行え、メンテナンス性が向上される。
【０００８】
また、本発明にかかる給電装置では、前記パワー電極は、前記基板の搬送方向に略直交するように延在して設けられた長尺状とされ、前記小電極は、前記パワー電極の長尺方向に配列して設けられたことを特徴とする。
【０００９】
このように、小電極は、基板の搬送方向に略直交する方向（幅方向）に配列して長尺状に設けられているので、小電極に対して基板を移動、あるいは基板に対して小電極を移動させることで大面積基板への処理（例えば成膜）が容易に行える。これにより、幅方向にも搬送方向にも長い大面積の基板に対して、均一な処理を高速で行うことができる。
また、小電極を基板の幅方向に複数配置したことにより、小電極内部での幅方向における電力の減衰が生じることなく、省電力での処理が可能となる。
また、小電極を複数配置することにより各小電極の電圧を独立して制御することができる。
【００１０】
また、本発明にかかる給電装置では、前記発信器は、複数の前記小電極に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
１つの発信器に対して小電力ユニット（複数に分割された小電極）で構成されているため、簡易な構造となり、低コスト化およびメンテナンス容易化を図ることができる。
このように、基板に対して均一なプラズマが形成されるので、均一な処理ができ製品の品質が向上される。
【００１２】
また、本発明にかかる給電装置では、前記小電極は、棒状、三角形、平行四辺形、または菱形であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる給電装置では、前記小電極は、隣り合う小電極の電圧分布の節と腹が交互になるよう配置されたことを特徴とする。
【００１４】
このように、節と腹が交互になるように小電極を配置することで、隣り合う小電極間の定在波によるプラズマへの影響を抑えることができる。これにより安定したプラズマが発生し、製品品質が向上される。
【００１５】
また、本発明にかかる給電装置では、前記高周波電力の周波数がＵＨＦであることを特徴とする。
【００１６】
このように、パワー電極を複数に分割して多数配置したことにより、電極に供給する高周波電力が小さくてすむため、周波数をＵＨＦ（数百ＭＨｚ、例えば８６０ＭＨｚ〜９５０ＭＨｚ）とすることができる。このため、周波数が高周波化することにより、高速成膜が可能となり、大面積で均一な成膜を低コストで行うことができる。
【００１７】
前記位相変更手段は、具体的には、各小電極間の位相関係を一定あるいは時間的に変化するように制御するようになっている。
【００１８】
また、供給する高周波電力の電圧または位相差を用いることにより、前記パワー電極と前記基板との距離を検知する距離検知手段を備えるようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明にかかる給電装置では、前記パワー電極と対向配置されたアース電極と、前記パワー電極と前記基板との距離を調整する調整手段と、前記高周波電力の位相を変化させる位相変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、小電極と基板との距離を調整手段により適宜調整し、各小電極の位相を位相変更手段により変更することで、基板に形成される薄膜の品質が向上される。
なお、小電極と基板との距離調整は、基板電極または小電極のいずれを移動可能としてもよい。また、小電極ごとに発信器を接続する場合は、位相変更手段を省略してもよい。
【００２１】
本発明にかかるプラズマ処理装置では，前記給電装置と、内部圧力を調整可能に設けられたチャンバーと、前記チャンバー内に処理されるガスを供給する処理ガス供給手段と、前記チャンバー内に基板を保持するように設けられ、接地されているアース電極と、前記基板を前記給電装置と略直交する方向へ移動させる基板搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、基板面に均一で高密度のプラズマが形成されるので、大面積基板における処理速度の向上及び生産コストの低減、並びに処理品質の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明にかかるプラズマ処理方法では、高周波電力を発信する発信器と、該発信器からの高周波電力が供給されるパワー電極とを備え、該パワー電極に対向配置されて相対的に移動される基板との間でプラズマを形成し、該基板上にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、前記パワー電極は、複数に分割された小電極により形成され、前記複数の小電極間には間隙が形成され、前記基板は、前記間隙の延在方向に対して傾斜した方向に相対移動させられることを特徴とする。
【００２４】
このように、基板の移動方向に対して略直交して小電極が複数配置され、小電極間に設けられた間隙が傾斜して形成されているので、小電極と基板との間で発生したプラズマが移動する基板に対して間隙と小電極とが交差して作用する。このため、基板の搬送方向に対して小電極間の間隙によるスジ状のムラが生じることなく、大面積の基板に対しても幅方向に均一な処理を効率的に行うことができる。
【００２５】
前記プラズマ処理装置は、特に太陽電池を構成する薄膜を形成するのに好適である。
前記太陽電池としては、例えば、ｐ型シリコン層、ｎ型シリコン層及びｉ型シリコン層からなるｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の多結晶シリコン層を少なくとも１層有する太陽電池、ｐ型シリコン層、ｎ型シリコン層及びｉ型シリコン層からなるｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層を少なくとも１層有する太陽電池、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の多結晶シリコン層と、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層とを積層して２層構造としたいわゆるタンデム型の太陽電池、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の多結晶シリコン層、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の別の多結晶シリコン層を積層して３層構造としたいわゆるトリプル型の太陽電池が挙げられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のプラズマ処理装置によれば、基板面に均一で高密度のプラズマが形成されるので、成膜速度の向上及び生産コストの低減、並びに成膜品質の向上を効果的に図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置（薄膜形成装置）１の構成を示す模式断面図である。図２は、図１のチャンバー１０の内部を拡大して示す斜視図である。
【００２８】
ここでは、太陽電池の薄膜形成に用いられるプラズマＣＶＤ装置１について、図１を用いて説明する。チャンバー１０には基板電極（アース電極）３と基板電極３を搬送方向５へ移動させる複数のローラ（基板搬送手段）７と、給電装置９とが設けられている。また、チャンバー１０には原料ガス供給源６と高周波電力を供給する発信器（高周波電源）８と、図示しない真空ポンプとが接続されている。
【００２９】
チャンバー１０には、チャンバー１０内でプラズマを発生させる給電装置９が設けられている。この給電装置９は、長手方向が被処理基板１１の搬送方向５に直交するように設けられている。
【００３０】
また、被処理基板１１の下方には、給電装置９に対して対向配置されたローラ（基板搬送手段）７が設けられている。このローラ７によって、チャンバー１０内で被処理基板１１を所定速度することが可能となる。
【００３１】
被処理基板１１は、アース電極（基板キャリア）３上に配置され、基板電極３に内臓されたヒータにより所定の温度に加熱され、基板電極３と一体となって、ローラ７上を移動する。
発信器（高周波電源）周波数としては、ＲＦ（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）〜ＶＨＦ（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）の範囲、好ましくは１３．５６ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの間で適宜選択され、あるいは、ＵＨＦ（３００ＭＨｚ〜３０００ＭＨｚ）、好ましくは８６０ＭＨｚ〜９５０ＭＨｚ）のものが用いられる。
【００３２】
次に、給電装置９の構成について、図３〜図４により詳細に説明する。
図３は、図２のＡ−Ａ断面を、図４は図３の平面図を示す。給電装置９は、図３に示すようにパワー電極１７が基板の搬送方向５と略直交する方向（幅方向）に設けられている。パワー電極１７は、多数の小電極１５が配置され、小電極１５は個別に独立して制御可能なようになっている。
【００３３】
パワー電極１７には、発信器８から供給される高周波電力の周波数の位相を変更するフェーズシフター１８と、高周波電圧を増幅するアンプ１９と、インピーダンスマッチングを行う整合器２０と、位相・電圧を検知する位相・電圧検波装置２１と、電極間隔調整装置（調整手段）２２と、コントローラ２３が設けられている。
電極間隔調整装置２２は、例えば小電極１５から基板１１（または基板電極３）までの電極間隔あるいは電極の設定位置を検知するセンサ（距離検知手段）と、電極間隔あるいは電極の設定位置を微調整する微調整機構により構成される。
コントローラ２３は、電極間隔調整装置２２からの電極間隔あるいは電極の設定位置と位相・電圧検波装置２１からの位相・電圧のうち、少なくとも１つの情報と、あらかじめ調べておいたプラズマ状態との関係から、最適なプラズマ条件となるよう電極間隔調整装置２２をフィードバック制御する。
【００３４】
具体的な方法を以下に説明する。
予め適切な所定値に電極間距離（電極間隔）を設定して成膜処理を行い、成膜処理中に、この電極間距離をセンサで検出して所定値に維持されているか否かを監視する。
この監視を行う手段としては、例えば位相・電圧検波２１の情報を利用することができる。すなわち、位相・電圧検波２１で検出した電圧値が所定値より高くなると、電極間隔が所定値より小さくなって接近したものと判断できるので、この変化を検出した小電極１５の電極間隔微調整機構２２の動作により所定の電極間隔まで広げて補正する。このような電極間隔の補正は、例えばピエゾ素子や流体圧力シリンダ等のアクチュエータにより、いずれか一方の電極を移動させればよい。また、電極間隔微調整機構２２による電極間距離の補正は、コントローラ２３により行われる。
なお、電極間距離を監視する手段は、上述した位相・電圧検波２１の情報以外にも、例えばレーザ距離計等を使用することができる。
【００３５】
このような電極間隔微調整機構２２を備えたプラズマ処理装置は、熱変形等により電極間隔が変化しても電極間隔微調整機構２２がこれを検出して自動的に補正し、電極間隔の差に応じて変動する小電極１５の電圧分布を均一に保つことができる。このため、電圧分布の不均一に起因して生じるプラズマ発生量の不均一を解消し、大面積化した被処理基板１１に対して均一な薄膜を形成することが可能になる。
【００３６】
図４（ａ）に示す小電極１５は、例えば、平行四辺形、好ましくは菱形をしており、各小電極１５の間には間隙が形成されている。
これら、小電極１５は、基板１１の搬送方向５に対して略直交する方向（幅方向）に長尺に形成されており、長さは約３ｍ（３ｍ以上）で、処理される基板１１の大きさにより適宜設定される。
【００３７】
以上説明した本実施形態にかかる給電装置９の小電極１５の作用について説明する。
図３及び図４において、発信器からパワー電極１７に高周波電力が供給されると、パワー電極１７と基板電極３との間にグロー放電が発生し、高密度の超高周波プラズマ２が形成される。
【００３８】
図１に示す基板の搬送方向５に略直交した幅方向にパワー電極１７が長尺状に設けられ、パワー電極１７の小電極１５間に形成された間隙は、基板の搬送方向５と一致しないように、一定の傾斜をもって形成されている。つまり、基板が必ず間隙と小電極の双方と交差するよう移動する。このため、基板の搬送方向に対して小電極間の間隙によるスジ状のムラが生じることなく、均一な成膜が可能となる。
また、パワー電極の長尺方向（基板の幅方向）に多数の小電極を配置したことにより、電極内での電圧の減衰がなく、したがって、均一な成膜が行える。
【００３９】
なお、高周波電力は、各々フェーズシフター１８を介して小電極１５へ供給されるが、隣り合う小電極１５に同じ波長の高周波電力を供給した場合、一般には定在波が発生し、電圧分布にムラが生じる。これを是正するために、フェーズシフター１８により隣り合う小電極１５への高周波電力の位相・電圧検波２１で計測される位相を、全て一定値に制御するか、あるいは、逆に時間的に変化するように制御することにより、定在波の発生を防止することができる。
【００４０】
また、小電極１５は長尺方向だけでなく、例えば、小電極１５を基板の搬送方向５に複数列設け、２次元的に配置した構造としてもよい。つまり、領域面積を変更可能な構成とすることにより、生産性がさらに向上される。
２次元的にパワー電極１７を配置した場合、基板１１の搬送方向５に対して電圧分布が均一となるように小電極１５の配置、あるいは給電点などを考慮して設置する必要がある。
【００４１】
〔第二実施形態〕
次に、本発明にかかるプラズマ処理装置の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第一実施形態と重複する説明は省略する。
図４（ｂ）は、小電極１５を三角形とした場合の平面図を示し、小電極１５は、三角形（好ましくは正三角形）をしており、各小電極１５の間には間隙が形成され、間隙を中心に点対象となるように配置されている。
【００４２】
これら、小電極１５は、基板１１の搬送方向５に対して略直交する方向（幅方向）に長尺に形成され、あるいは２次元的に配置されており、長さは幅方向に約３ｍ（以上）で、成膜する基板１１の大きさにより適宜設定される。
なお、本実施例は正三角形に限らず、基板の搬送方向５に対して小電極の間隙が幅方向に対して一定の分布となる形状であれば、どのような三角形でもよい。
【００４３】
〔第三実施形態〕
図４（ｃ）は小電極１５を棒状とした場合の平面図を示し、図５は図４（ｃ）における棒状の小電極１５とした場合の電圧分布を模式的に示した図である。
【００４４】
図４（ｃ）に示すような棒状の小電極１５とした場合、図５に示すように、小電極１５の給電点１６を小電極１５の一端側にすると、一端側とその他端側とで電圧の減衰が生じる。つまり、給電点１６に近傍の一端側では電圧が低くなり（節）、逆に、他端側では電圧が高くなる（腹）。そのため、基板の搬送方向５において電圧分布が均等にならず、均一な処理（成膜）ができない。したがって、棒状の小電極１５においては、高周波電力の節と腹の影響が生じる場合があるため、電圧分布を考慮して、高周波電力の給電点１６を節と腹とが交互になるように配置する。つまり、基板１１が小電極１５と間隙とを通過するため、基板３の搬送方向５においてほぼ均一な電圧分布が得られる。これにより、パワー電極１７の幅方向において均一な成膜が可能となる。
【００４５】
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態に係るプラズマCVD装置１について、図６を用いて説明する。
本実施形態は、太陽電池用発電層となるシリコン膜の成膜を行うものであり、成膜を行うチャンバー１０が複数直列に配置されている点で前述した第一実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第一実施形態のものと同様であるので、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００４６】
図６は、本発明の第四実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式断面図である。
本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１は、ゲートバルブ２０を介して連結される複数のチャンバー１０を備えている。
これらチャンバー１０は、形成する薄膜に対応してそれぞれ設けられるものであり、例えば、太陽電池を構成するｐｉｎ構造のシリコン層を形成する場合には、ｐ型シリコン層、ｉ型シリコン層、ｎ型シリコン層を形成するそれぞれのチャンバー１０が設けられることとなる。
チャンバー１０間に設けられたゲートバルブ２０には、例えば、チャンバー１０間で互いに原料ガスの混入を抑えるために不活性ガスを噴射するゲートガス導入部等が備えられている。
【００４７】
チャンバー１０には、図４(a)に示す菱形の小電極15を、３ｍ×３０ｃｍの領域に配置した対向電極装置９が、その長手方向が基板１１の搬送方向５に直交するように設けられている。なお、小電極15の形状は、図４(b)、(c)の三角形や棒状であっても構わない。
また、基板１１の下方には、対向電極装置９に対して対向配置されたローラ７が設けられている。このローラ７は、チャンバー１０内で基板１１を所定速度で搬送方向５に移動させることができる。
基板１１は、３ｍ×３ｍの大きさで、基板電極３上に配置され、ローラ７下部のヒータにより所定の温度、例えば１６０℃に加熱されている。基板１１は基板電極３と一体となってローラ７上を移動する。
【００４８】
次に、上記構成からなるプラズマＣＶＤ装置１により基板１１上に薄膜を形成する処理工程について、簡単に説明する。
まず、例えばガラスの表面に透明電極が形成された基板１１が配された基板電極３をｐ室チャンバー１０内に配置してｐ型シリコン層を成膜する。次いで、基板１１をｉ室チャンバー１０に移動させてｉ型シリコン層を成膜する。次いで、基板１１をｎ室チャンバー１０に移動させてｎ型シリコン層を成膜する。
その後、この基板１１は、プラズマＣＶＤ装置１から取り出され、更に、第２透明電極及び裏面電極が順次形成されることにより、太陽電池が製造される。
【００４９】
前述の各室での成膜工程は略同一であるので、代表してｉ室での成膜工程について説明する。
ｐ室チャンバー１０でｐ型シリコン層が成膜された基板１１は、ｉ室チャンバー１０内に配置される。そして、真空排気装置(図示略)によってｉ室チャンバー１０内を図示しない真空ポンプによって真空排気させ、例えば１０-４Ｐａまで減圧する。
次いで、チャンバー１０内に成膜ガス供給源から成膜ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）ガス１００ｓｃｃｍと水素（Ｈ２）ガス１ｋｓｃｃｍを送り込みチャンバー内を1ｋPaに調整し、６０ＭＨｚの超高周波電力を供給することで、対向電極装置９と基板１１との間に成膜プラズマを発生させる。
３台の対向電極装置９で発生された成膜プラズマは、対向電極装置９と対向した状態で所定の速さで搬送される基板１１にそれぞれ連続的に作用し、結果的に、基板１１全面に多結晶ｉ型シリコン層薄膜が形成される。
【００５０】
この条件で形成された多結晶ｉ型シリコン層は、全領域でシリコン膜厚が±８％、膜質を示す結晶性（ラマン分光による結晶シリコンのピーク強度Ｉｃとアモルファスシリコンのピーク強度Ｉａの比）Ｉｃ／Ｉａが３．０〜４．５と良好な膜厚及び膜質均一性を有している。
【００５１】
次に、アモルファスシリコンの製膜に関しても、成膜ガスとして、シラン（ＳｉＨ４）ガス１００ｓｃｃｍと水素（Ｈ２）ガス２００ｓｃｃｍを供給し、チャンバー内圧力を100Ｐａに調整し、基板電極１１を移動させながら基板全面にアモルファスｉ型シリコン層薄膜を形成する。この条件で形成されたアモルファスｉ型シリコン層は、均一性としては、全領域でシリコン膜厚が±７％、水素含有量が１３〜１６％と良好な膜厚及び膜質均一性を有している。
【００５２】
なお、ｐ室では、ｉ室での成膜ガスに適正なｐ型不純物ガス（例えばＢ２Ｈ６等）を加えることによって、ｐ型結晶性シリコン層またはｐ型アモルファスシリコン層を成膜することができる。
また、ｎ室では、ｉ室での成膜ガスに適正なｎ型不純物ガス（例えばＰＨ３等）を加えることで、ｎ型結晶性シリコン層またはｎ型アモルファスシリコン層を成膜することができる。
【００５３】
このように、ｐ室、ｉ室およびｎ室のチャンバー１０を備えた本実施形態では、ガラス/透明電極上に、ｐ型アモルファスシリコン／ｉ型アモルファスシリコン／ｎ型アモルファスシリコン及び裏面電極を積層したアモルファスシリコン太陽電池、ガラス／透明電極上に、ｐ型結晶性シリコン／ｉ型結晶性シリコン／ｎ型結晶性シリコン及び裏面電極を積層した結晶性シリコン太陽電池を製造できる。
このような太陽電池は、透明絶縁性基板側から太陽光のような光を入射させてｐｉｎ構造の多結晶シリコン層或いはアモルファスシリコン層で光電変換させることにより起電される。
【００５４】
なお、ｐ室チャンバー１０およびｎ室チャンバー１０では対向電極装置９が１台であるのに対して、ｉ型シリコン層のチャンバー１０では、対向電極装置９が３台設けられている。これは、ｉ型シリコン層の膜厚が、他のシリコン層に比べて厚いためである。このように、形成する膜厚、成膜速度等に応じて、複数の対向電極装置９を設けることも可能である。
【００５５】
以上説明したように、上記各実施形態にかかるプラズマ処理装置１によれば、パワー電極１７の幅方向に多数配置された小電極１５により、電極内で電力が減衰することなく、ローラ７により所定の速度で搬送される被処理基板１１に連続的にプラズマ処理され、被処理基板１１全面に均一な膜厚を形成することが可能となる。
【００５６】
これにより、被処理基板１１と同等の大きさのプラズマ発生源を設けることなく、例えば、３ｍ角にも及ぶ大面積の被処理基板１１の全面に渡り、均一に成膜を施すことが可能となり、さらには、給電装置の簡素化が図られる。
この結果、例えば、太陽電池の量産性の向上、生産コストの大幅な低減およびメンテナンス性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【００５７】
なお、上述の実施形態では、ｐ層、ｉ層、ｎ層をそれぞれ形成するチャンバー１０を３個設けた場合について説明したが、例えば、これらのチャンバー１０を更に反復して設け６個とし、それぞれの成膜ガスを導入することにより、ｐｉｎ構造の多結晶シリコン層と、ｐｉｎ構造のアモルファスシリコン層とを積層して２層構造としたタンデム構成の太陽電池を作成することが可能となる。
更に、チャンバー１０を更に反復して設け、９個とすることにより、ｐｉｎ構造のアモルファスシリコン層、ｐｉｎ構造の多結晶シリコン層、ｐｉｎ構造の別の多結晶シリコン層を積層して３層構造としたトリプル構成の太陽電池を作成することも可能となる。
また、図６では、ｐ層、ｉ層、ｎ層の順に薄膜を形成する場合について述べたが、これに限定されることなく、ｎ層、ｉ層、ｐ層の順に薄膜を形成しても良い。つまり、形成する薄膜に応じて、成膜ガス等を調整することにより、種々の薄膜を形成することが可能となる。
【００５８】
また、太陽電池の薄膜形成に限られることなく、液晶ディスプレイや半導体素子の薄膜形成にも適用することが可能であり、また、その用途も、薄膜形成に限定されることなく、エッチング、スパッタリング等、幅広く利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式断面図である。
【図２】図１に示したチャンバーの要部を拡大して示した斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３の電極の形状を示した平面図である。
【図５】図３（ｃ）の電極の電圧分布を示した平面図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  プラズマ処理装置
３  基板電極
５  搬送方向
６  成膜ガス供給装置
７  ローラ
８  発信器（高周波電源）
９  給電装置
１０  チャンバー
１１  基板
１２  ゲートバルブ
１５  小電極
１６  給電点
１７  パワー電極
１８  フェーズシフター
１９  アンプ
２０  整合器
２１  位相・電圧検波装置
２２  電極間隔微調整装置
２３  コントローラ
【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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