(57)【要約】【課題】  基板処理において基板に皺が発生するのを防止又は抑制でき、それにより基板処理の不均一性を抑えることができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】  本発明の基板処理装置では、各処理室に設置されるヒータの可撓性基板との接触部の表面に所定の波形状を有する溝部を形成した。このため、表面処理時における可撓性基板の熱膨張分が吸収される。その結果、可撓性基板の熱膨張による皺の発生およびそれに伴う表面処理の不均一性を抑制することができる。【選択図】  図４
2006045593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状に連続した可撓性基板を、その長手方向に沿って所定の張力を付与しつつ搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に搬送された前記可撓性基板の少なくとも一部に接触してこれを加熱する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された状態の前記可撓性基板の部分に所定の表面処理を実行する処理手段とを内部に有する処理室と、
を備えた基板処理装置において、
前記加熱手段の前記可撓性基板との接触部の表面において、前記可撓性基板の搬送方向とほぼ直角な方向に波形状をなす溝部が形成されており、前記溝部の前記波形状が、ほぼ周期ｘ、高さ±ｙなる形状を有し、前記周期ｘおよび前記高さｙが、前記可撓性基板の熱膨張の割合をσ、前記可撓性基板の厚さをｔとしたとき、下記式を満たしていることを特徴とする基板処理装置。
【数１】
2006045593.tif 000017
【請求項２】
前記搬送手段は、前記可撓性基板を前記処理室に断続的に搬送し、
前記処理室は、前記加熱手段および前記処理手段を内部に収容し、前記可撓性基板の搬送ごとに前記可撓性基板の処理部分を囲んで固定するとともに、その内部を気密に封止可能な枠体を有すること、
を特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理室が、前記可撓性基板の搬送路に沿って複数隣接して設けられ、
前記搬送手段は、各処理室での前記表面処理の終了ごとに、前記可撓性基板を隣接する処理室に順次に搬送すること、
を特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理室に、前記処理手段を構成する平行平板型の一対の電極が設けられ、その電極の一方が前記加熱手段を内蔵し、
前記高さｙが、前記一対の電極の電極間距離の１０％以下の大きさに設定されたことを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記処理手段は、前記表面処理として、前記可撓性基板に対して堆積膜形成を行う機構として構成されたことを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記処理手段は、前記表面処理として、前記可撓性基板に対してプラズマ処理を行う機構として構成されたことを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項７】
帯状に連続した可撓性基板を、搬送機構によりその長手方向に沿って所定の張力を付与しつつ処理室へ搬送し、前記処理室に搬送された前記可撓性基板の少なくとも一部に加熱手段を接触させてこれを加熱するとともに、加熱された状態の前記可撓性基板の部分に処理手段により所定の表面処理を実行する基板処理方法において、
前記加熱手段として、その前記可撓性基板との接触部の表面に、前記可撓性基板の搬送方向とほぼ直角な方向にほぼ周期ｘ、高さ±ｙなる波形状をなす溝部が形成され、前記周期ｘおよび前記高さｙが、前記可撓性基板の熱膨張の割合をσ、前記可撓性基板の厚さをｔとしたときに下記式を満たすものを使用することを特徴とする基板処理方法。
【数２】
2006045593.tif 000018
【請求項８】
前記搬送手段により前記可撓性基板を前記処理室に断続的に搬送し、
前記処理室において、前記可撓性基板の搬送ごとに枠体により前記可撓性基板の処理部分を囲んで固定するとともに、その枠体の内部を気密に封止し、前記枠体の内部に配置された前記加熱手段および前記処理手段により前記表面処理を実行すること、
を特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記処理室を前記可撓性基板の搬送路に沿って複数隣接して設け、
各処理室での前記表面処理の終了ごとに、前記搬送手段により前記可撓性基板を順次隣接する処理室に搬送すること、
を特徴とする請求項８記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記処理手段を構成する平行平板型の一対の電極の一方に内臓され、前記高さｙが前記一対の電極の電極間距離の１０％以下の大きさに設定された前記加熱手段を用いて、前記表面処理を実行することを特徴とする請求項８記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記処理手段により、前記表面処理として、前記可撓性基板に対して堆積膜形成を行うことを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記処理手段により、前記表面処理として、前記可撓性基板に対してプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状に連続した可撓性基板を搬送しつつ、その少なくとも一部に所定の表面処理を順次実行する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続した帯状の可撓性基板に複数層の薄膜を効率的に形成する方式として、可撓性基板を連続的に搬送して各処理室内を移動する過程で成膜するロールツーロール方式と、可撓性基板を断続的に搬送して各処理室内で停止させて成膜し、成膜の終わった基板部分を隣接する次の処理室へ送り出すステッピングロール方式とが知られている。
【０００３】
特に後者のステッピングロール方式を採用した基板処理装置によれば、連続した可撓性基板を断続的に搬送することで、基板の表面処理や基板上への素子の実装処理を順次効率よく実行することができる。その際、基板の一部を外部から機械的に隔離して処理を行うため、隣接する処理室間のガス相互拡散を防止することができ、薄膜や基板の品質の低下を防ぐことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６は、このようなステッピングロール方式により表面処理がなされる基板の処理部分周辺を、ある横断面でみた模式図である。
同図に示すように、帯状の基板１０１は、その搬送方向に所定の張力が付与された状態で搬送され、その処理部分が処理空間１０２に停止される。このとき、基板１０１は、処理空間１０２を規定する上下の枠体１０３により、その境界部分が保持・固定される。その際、上下の枠体１０３の間にはＯリング等のシール部材１０４が介装されているため、処理空間１０２内のガスが外部に漏れるのが防止される。そして、基板１０１の処理空間１０２に配置された所定の処理部分をヒータ等の加熱手段１０５により加熱した状態で、プラズマＣＶＤ、蒸着、スパッタリングなどにより薄膜を堆積する。
【特許文献１】特開平９−６３９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような基板処理装置では、基板１０１の処理空間１０２に配置された部分のみを加熱するため、基板１０１が部分的に熱膨張する。この場合、基板１０１の搬送方向には張力が加わっており、その熱膨張分が吸収されるために特に問題が生じない。しかし、基板１０１の搬送方向とは直角な方向には張力が加わっておらず、両端が固定された状態で膨張する結果、皺が発生する。そして、この皺状になった基板１０１に薄膜を堆積すると、その形状に応じた膜厚の分布ができてしまう。また、基板１０１にプラズマエッチングやプラズマによる改質処理（プラズマ処理）等を行う場合においても同様に、皺の発生した基板１０１の形状に応じてその表面処理に分布ができる。このため、表面処理が不均一になり、基板１０１とこれに実装される素子の特性の低下、不良の増加を引き起こしてしまうといった問題があった。
【０００６】
このような問題は、基板１０１の固定と加熱による温度分布により生ずるものであるため、基板１０１の搬送に係わる部分全体を加熱するようにすれば防ぐことができるとも考えられる。しかし、基板１０１の処理部分を機械的に隔離する部分をも加熱すると、気体の拡散を防ぐために枠体１０３に設けられたシール部材１０４が劣化してしまう等の別の問題が生じる。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、基板処理において基板に皺が発生するのを防止又は抑制でき、それにより基板処理の不均一性を抑えることができる基板処理装置および基板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】
【０００８】
本発明では上記問題を解決するために、帯状に連続した可撓性基板を、その長手方向に沿って所定の張力を付与しつつ搬送する搬送手段と、前記搬送手段に搬送された前記可撓性基板の少なくとも一部に接触してこれを加熱する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された状態の前記可撓性基板の部分に所定の表面処理を実行する処理手段とを内部に有する処理室と、を備えた基板処理装置において、前記加熱手段の前記可撓性基板との接触部の表面において、前記可撓性基板の搬送方向とほぼ直角な方向に波形状をなす溝部が形成されており、前記溝部の前記波形状が、ほぼ周期ｘ、高さ±ｙなる形状を有し、前記周期ｘおよび前記高さｙが、前記可撓性基板の熱膨張の割合をσ、前記可撓性基板の厚さをｔとしたとき、下記式を満たしていることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【０００９】
【数３】
2006045593.tif 000003
【００１０】
このような基板処理装置によれば、加熱手段に接触して加熱された可撓性基板の部分が熱膨張しても、その可撓性基板の搬送方向には所定の張力が付与されているため、この熱膨張分を吸収することができる。一方、加熱手段の可撓性基板との接触部表面には、可撓性基板の搬送方向とは直角な方向に波形状をなす溝部が形成されているため、可撓性基板がその搬送方向とは直角な方向に熱膨張しても、その膨張部分が溝部に沿って変形する。
【００１１】
なお、この加熱手段の溝部の波形状の周期があまりに小さいと、可撓性基板がその溝部の形状に沿って変形できずに大きな皺が形成されてしまうが、加熱手段の溝部の形状が上記式を満たすことにより、可撓性基板の熱膨張分を十分に吸収することができる。
【００１２】
また、本発明では、帯状に連続した可撓性基板を、搬送機構によりその長手方向に沿って所定の張力を付与しつつ処理室へ搬送し、前記処理室に搬送された前記可撓性基板の少なくとも一部に加熱手段を接触させてこれを加熱するとともに、加熱された状態の前記可撓性基板の部分に処理手段により所定の表面処理を実行する基板処理方法において、前記加熱手段として、その前記可撓性基板との接触部の表面に、前記可撓性基板の搬送方向とほぼ直角な方向にほぼ周期ｘ、高さ±ｙなる波形状をなす溝部が形成され、前記周期ｘおよび前記高さｙが、前記可撓性基板の熱膨張の割合をσ、前記可撓性基板の厚さをｔとしたときに下記式を満たすものを使用することを特徴とする基板処理方法が提供される。
【００１３】
【数４】
2006045593.tif 000004
【００１４】
このような基板処理方法によれば、加熱手段の接触部の表面における可撓性基板の搬送方向とは直角な方向に形成された波形状の溝部により、可撓性基板がその搬送方向とは直角な方向に熱膨張しても、その熱膨張分を十分に吸収することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の基板処理装置および基板処理方法によれば、加熱手段の接触部の表面に形成された波形状の溝部により、表面処理時における可撓性基板の熱膨張分が吸収される。
その結果、可撓性基板の熱膨張による皺の発生およびそれに伴う表面処理の不均一性を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る基板処理装置全体の構成を模式的に表す説明図であり、図２は、この基板処理装置を構成する処理室の構造を模式的に表す説明図である。図３は、この基板処理装置で表面処理が施された光電変換素子の概略構造を表す断面図である。
【００１７】
この基板処理装置では、複数の処理室において帯状の可撓性を有する基板（可撓性基板）に順次表面処理を行うことにより所定の膜を積層していき、複数層からなる非晶質シリコン光電変換素子を形成する。
【００１８】
図３に示すように、この光電変換素子は、連続した基板１上に、金属電極２、ｎ型の導電層３、実質的に真正な光活性層（ｉ層）４、ｐ型の導電層５、および透明酸化物からなる透明電極６を順次積層して構成される。ここでは、基板１として、厚さが１０〜２００μｍ，幅が５００ｍｍ，全長が５００ｍ程度のポリイミド基板を用いる。この基板１としては、この他にもポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの樹脂製の基板や、ステンレス基板を用いることができる。基板１の厚さや幅は、要求される光電変換素子のサイズによって変えることができる。基板１の全長については、基板処理装置の全長よりも長く、この基板処理装置に必要なメンテナンスサイクルから決まる長さよりも短ければよい。
【００１９】
図１に示すように、基板処理装置１０は、ロール状に巻回された可撓性基板を巻き出して複数の処理室間を断続的に搬送し、順次表面処理を実行するステッピングロール方式による成膜装置である。
【００２０】
すなわち、基板処理装置１０は、予め上記基板１に金属電極２が成膜された帯状の可撓性基板７を巻回して収容する巻出室１１と、巻出室１１から巻き出された可撓性基板７に順次成膜処理を行う複数の処理室と、成膜後の可撓性基板８をロール状に巻き取る巻取室１６とを備えている。処理室は、工程上流側から導電層３を成膜するｎ層用成膜室１２、ｉ層４を成膜するｉ層用成膜室１３、導電層５を成膜するｐ層用成膜室１４、および透明電極６を成膜する透明電極用成膜室１５により構成されている。これら巻出室１１、複数の処理室および巻取室１６は、複数の搬送ローラを備えた搬送装置１７（搬送手段）の作業コンベアラインに沿って並設されている。巻出室１１から巻き出された可撓性基板７は、この搬送装置１７によってｎ層用成膜室１２、ｉ層用成膜室１３、ｐ層用成膜室１４、および透明電極用成膜室１５の各処理室に順次断続的に搬送されて各々成膜処理がなされた後、巻取室１６で巻き取られる。
【００２１】
次に、基板処理装置における処理室の構成について説明する。なお、上述のように、処理室は、ｎ層用成膜室１２〜透明電極用成膜室１５と複数隣接して配置されているが、その原理的構成についてはほぼ同様であるため、ここでは代表してｎ層用成膜室１２を例に説明する。また、同図に表れない処理室およびその周辺の詳細構造については、上述した特許文献１（特開平９−６３９７０号公報）に記載の構造とほぼ同様であるため、その説明については省略する。
【００２２】
図２に示すように、ｎ層用成膜室１２は、搬送装置１７により断続的に搬送された可撓性基板７の処理部分を囲んで固定するとともに、内部を気密に封止可能な枠体２０を備える。この枠体２０は、下部成膜室壁体２１と、これに対向する上部成膜室壁体２２とからなる。下部成膜室壁体２１が区画する下部成膜室には、図示しない電源に接続された高電圧電極２３が設けられ、上部成膜室壁体２２が区画する上部成膜室には、接触式のヒータ２４（加熱手段）を内蔵した接地電極２５が設けられている。このヒータ２４は、成膜処理時に可撓性基板７に接触してこれを加熱し、その温度を制御するものであるが、その熱接触を確保して温度の制御性を確保するため、可撓性基板７に当接する位置から１ｍｍ程度下方に押し込まれる。このヒータ２４には、その腐食を防ぐとともに膜が付着してその加熱能力が変動することを防止するため、プレートヒータが用いられる。高電圧電極２３と接地電極２５との電極間距離は３０ｍｍ程度に設定されている。また、下部成膜室壁体２１および上部成膜室壁体２２の各開口端面の対応する位置には、シール用のＯリング２６，２７が、内部の成膜空間を取り囲むようにそれぞれ設けられている。
【００２３】
そして、導電層３の成膜時には、上部成膜室壁体２２が下降し、下部成膜室壁体２１との間に可撓性基板７を挟んで固定する。このとき、Ｏリング２６，２７が可撓性基板７の処理部分を取り囲むように密着するため、下部成膜室壁体２１と可撓性基板７により気密に密閉された成膜空間２８が形成される。ｎ層用成膜室１２に搬送されてきた可撓性基板７は、その処理部分が成膜空間２８の決められた位置にきたときに停止される。そして、高電圧電極２３への高周波電圧の印加によりプラズマを成膜空間２８に発生させ、図示しない導入管から導入された原料ガスを分解して可撓性基板７上に導電層３を形成する。このとき、Ｏリング２６，２７により成膜空間２８が他の処理室と隔離され、気体の拡散が防止されている。
【００２４】
ここで、連続した可撓性基板７は、搬送装置１７の搬送ロール３１，３２等によって支持されつつ、約３０ｍ／ｍｉｎの搬送速度で搬送される。この可撓性基板７の搬送時には、これを安定して保持し、精度良く搬送する必要があるため、搬送装置１７によって可撓性基板７に対し、その搬送方向に約２０ｋｇｆの張力が加えられる。この張力は基板処理装置の構成、搬送される基板の重量により決まる適切な値にするとよいが、搬送時と搬送停止時で変えてもよい。また、搬送速度については、生産性向上の観点からは搬送時間を短縮するために速くする必要があるが、やはり基板処理装置の構成、搬送される基板の重量、必要とされる搬送精度等の各要素から決められる。また、ここでは搬送速度を一定としたが、部分的に搬送速度を変えて時間を短縮することもできる。
【００２５】
そして、本実施の形態では、成膜処理時に可撓性基板７が熱膨張してこれに皺が発生するのを防止又は抑制するために、ヒータ２４の可撓性基板７との接触部の表面において、その可撓性基板７の搬送方向とほぼ直角な方向に波形状をなす溝部が形成されている。図４は、このヒータの溝部の波形状の例を表す説明図である。（Ａ）は溝部を円弧状波形に形成したものであり、（Ｂ）は溝部を三角波形に形成したものである。
【００２６】
これらの溝部の波形は、それぞれ周期ｘ、高さ±ｙ（振幅がｙ）とすると、可撓性基板７の加熱による熱膨張の割合をσ、可撓性基板７の厚さをｔとしたとき、ｘおよびｙが、下記式を満たすように設定されている。
【００２７】
【数５】
2006045593.tif 000005
【００２８】
以下、上記式（１）のように設定した理由について説明する。すなわち、枠体２０が封止されて可撓性基板７がヒータ２４に押し付けられると、可撓性基板７とヒータ２４とが接触する溝部の凸部により、可撓性基板７とヒータ２４との位置関係が固定される。
【００２９】
そして、可撓性基板７がヒータ２４によって加熱されると熱膨張が生じる。このとき可撓性基板７の膨張した部分は、その搬送方向とは直角な方向の数箇所でヒータ２４との接触摩擦によって固定されているため、上下のいずれかに膨らんでヒータ２４の表面の溝部の形状に沿って凹凸状に変形する。このとき、可撓性基板７に皺が発生しないためには、この膨らみがヒータ２４の溝部において吸収される必要がある。そのためには、次の条件を満たす必要がある。
【００３０】
ａ）ヒータ２４の溝部の波形の周期が小さいと、可撓性基板７がその溝部の凹凸に沿って変形することができず、これより大きな周期の皺が形成されてしまう。このため、溝部の波形の周期ｘと可撓性基板７の厚さｔとの関係は、上記式（１）の２つめの不等式を満たす必要がある。
【００３１】
ｂ）可撓性基板７の熱膨張による長さの増加分が、溝部の構造に沿って十分に吸収できる必要がある。この吸収可能な限度は溝部の形状によって異なるが、上記式（１）の１つめの不等式を満たす必要がある。
【００３２】
まず、上記ａ）の理由について具体的に説明する。まず、板状基板の長さをｌ，厚さをｔ，ヤング率をＥ，幅Ｗとした場合、その長さ方向の座屈荷重Ｐｃは、
【００３３】
【数６】
2006045593.tif 000006
【００３４】
ここでは、板状基板を溝部に沿って湾曲させるために座屈させる必要があるが、その座屈をする条件は、荷重をＰとすると、
【００３５】
【数７】
2006045593.tif 000007
【００３６】
を満たす必要がある。
ここで、板状基板が加熱されて伸びようとするが、その板状基板が溝部の表面に押し付けられている部分（凸部）で固定されているとすると、板状基板にかかる荷重は、
Ｐ＝σｔＥＷ    （ただし、σは熱膨張の割合）
となる。このとき、凸部が固定されているため、端末条件係数は４となる。したがって、座屈をする条件は、
【００３７】
【数８】
2006045593.tif 000008
【００３８】
ここで、溝部の波形の周期ｘがｌに相当するため、
【００３９】
【数９】
2006045593.tif 000009
【００４０】
次に、上記ｂ）の理由について具体的に説明する。まず、溝部が図４（Ｂ）に示すような三角波形の場合、その周期をｘ、高さを±ｙとすると、表面の搬送方向とは直角な方向の長さは、平面の場合と比べてほぼ次の値だけ伸びている（伸びの割合＝伸び分／元の長さ）。
【００４１】
【数１０】
2006045593.tif 000010
【００４２】
次に、溝部が図４（Ａ）に示すような円弧状波形の場合、円弧の部分の半径は、
【００４３】
【数１１】
2006045593.tif 000011
【００４４】
このとき、１周期を構成する部分の１／４が弧をなし、その中心の角度は、
【００４５】
【数１２】
2006045593.tif 000012
【００４６】
以上より、１周期を構成する部分の長さは、
【００４７】
【数１３】
2006045593.tif 000013
【００４８】
この構造がない場合（フラットな場合）の長さはｘであるから、伸びの割合は、
【００４９】
【数１４】
2006045593.tif 000014
【００５０】
となる。図５は、ヒータの溝部の構造による伸びを吸収する効果を表す説明図であり、（Ａ）は、波形の高さと周期との比に対する、上記伸びの割合を表すグラフであり、（Ｂ）は、波形の高さと周期との比に対する、伸びの割合と、高さと周期との比の２乗との比を表すグラフである。
【００５１】
図５（Ｂ）に示されるように、伸びの効果は、高さと周期との比の２乗に対して７．５倍から１１倍の範囲にある。また、図示しないが、正弦波形その他の波形状についても同様の結果が得られている。ここで、伸びの割合は、熱膨張の割合σに一致するため、上記ｂ）の不等式が得られる。
【００５２】
なお、溝部の高さｙが、高電圧電極２３と接地電極２５との間の電極間距離に対して大きくなると、成膜処理において膜厚分布を均一に制御することが難しくなる。発明者らの実験によると、膜厚分布を均一にするためには、この溝部の高さｙを電極間距離の１０％以下にするのが好ましい。
【実施例】
【００５３】
発明者らは、上記実施の形態の効果を確認するために、ヒータの溝部を、上記式（１）の関係を満たす下記実施例１〜３に示す構造と、上記式（１）の関係を満たさない下記比較例１〜３の構造とにそれぞれ設定し、その結果得られた光電変換素子の膜厚の分布と光電変換効率を比較した。
【００５４】
下記の表１には、成膜される各層の処理温度、つまり各処理室におけるヒータの温度が示されている。表２には、各処理室のヒータの波形状の周期および高さと、成膜が終了した光電変換素子の膜厚の分布と光電変換効率とが、それぞれ示されている。
【００５５】
【表１】
2006045593.tif 000015
【００５６】
【表２】
2006045593.tif 000016
【００５７】
［実施例１］
本実施例では、各処理室のヒータの溝部を図４（Ａ）に示した形状に設定し、図３に示したｎｉｐ型の非晶質シリコン（a-Si）光電変換素子を作製した。
【００５８】
すなわち、表１および表２に示すように、ｎ層用成膜室１２およびｉ層用成膜室１３について、各ヒータの溝部の周期が３０ｍｍ、高さが±１ｍｍとなるようにし、ヒータによる加熱温度が３００℃となるようにした。また、ｐ層用成膜室１４および透明電極用成膜室１５については、各ヒータの溝部の周期が３８ｍｍ、高さが±１ｍｍとなるようにし、ヒータによる加熱温度が２００℃となるようにした。
【００５９】
可撓性基板７には、厚さが５０μｍで幅が５００ｍｍのポリイミドからなる基板１に、所定形状の貫通孔および銀からなる金属電極２をその両面に形成したものを用いた。この基板１の熱膨張係数は、約５×１０-5／℃である。また、可撓性基板７における処理部分の幅（搬送方向と直角な方向の長さ）は４００ｍｍに設定されている。
【００６０】
そして、図１に示す基板処理装置において、ｎ型に制御されたa-Si、実質的に真性なa-Si、ｐ型に制御されたa-Si、および酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる透明電極を成膜して巻き取った。このとき、可撓性基板７（又はこれに成膜処理がされたもの）は、各処理室で３００℃又は２００℃に加熱された各ヒータに接触し、それぞれ２５０℃、１５０℃程度に加熱され、その搬送方向と直角方向の伸びがそれぞれ１．３％、０．８％程度となった。なお、可撓性基板７（又はこれに成膜処理がされたもの）は搬送中に熱輻射により冷却されるため、各ヒータから枠体まで搬送されるまでに温度が５０〜８０℃まで低下した。
【００６１】
その結果、表２に示したように、膜厚分布が１５〜２０％となり、光電変換効率が７．６％となった。
［実施例２］
本実施例では、表１および表２に示すように、ｎ層用成膜室１２およびｉ層用成膜室１３について、各ヒータの溝部の周期が４４ｍｍ、高さが±１．５ｍｍとなるようにし、ヒータによる加熱温度が３００℃となるようにした。また、ｐ層用成膜室１４および透明電極用成膜室１５については、各ヒータの溝部の周期が５８ｍｍ、高さが±１．５ｍｍとなるようにし、ヒータによる加熱温度が２００℃となるようにした。その他の点については、実施例１と同様である。
【００６２】
その結果、表２に示したように、膜厚分布が１５〜２０％となり、光電変換効率が７．５％となった。
［実施例３］
本実施例では、表２に示すように、ｎ層用成膜室１２およびｉ層用成膜室１３について、各ヒータの溝部の周期が２８ｍｍ、高さが±１ｍｍとなるようにした。また、ｐ層用成膜室１４および透明電極用成膜室１５については、各ヒータの溝部の周期が４０ｍｍ、高さが±１ｍｍとなるようにした。その他の点については、実施例１と同様である。
【００６３】
その結果、表２に示したように、膜厚分布が１５〜２０％となり、光電変換効率が７．６％となった。
［比較例１］
本比較例では、表２に示すように、ｎ層用成膜室１２、ｉ層用成膜室１３、ｐ層用成膜室１４および透明電極用成膜室１５の各処理室においては、各ヒータの溝部の形状を平坦なものとした。
【００６４】
その結果、成膜後の可撓性基板８に、幅が１８０ｍｍ程度、高さが６ｍｍ程度の皺ができた。また、表２に示したように、膜厚分布が３０〜５０％と大きくなり、光電変換効率が７．２％となった。
［比較例２］
本比較例では、表２に示すように、ｎ層用成膜室１２およびｉ層用成膜室１３について、各ヒータの溝部の周期が１ｍｍ、高さが±０．０３ｍｍとなるようにした。また、ｐ層用成膜室１４および透明電極用成膜室１５については、各ヒータの溝部の周期が１ｍｍ、高さが±０．０２ｍｍとなるようにした。その他の点については、実施例１と同様である。
【００６５】
その結果、可撓性基板７（又はこれに成膜処理がされたもの）が、その熱膨張時にヒータの溝部の形状に沿わず、表２に示したように、膜厚分布が３０〜５０％と大きくなり、光電変換効率が７．３％となった。
［比較例３］
本比較例では、表２に示すように、ｎ層用成膜室１２およびｉ層用成膜室１３について、各ヒータの溝部の周期が１２０ｍｍ、高さが±４ｍｍとなるようにした。また、ｐ層用成膜室１４および透明電極用成膜室１５については、各ヒータの溝部の周期が１５０ｍｍ、高さが±４ｍｍとなるようにした。その他の点については、実施例１と同様である。
【００６６】
その結果、可撓性基板７（又はこれに成膜処理がされたもの）が、ヒータの溝部の形状に沿ったが、表２に示したように、膜厚分布が３０〜５０％と大きくなり、光電変換効率が７．２％となった。
【００６７】
以上のように、上記式（１）を満たす実施例１〜３によれば、成膜処理時における可撓性基板の皺の発生を抑えて膜厚の変化を抑制することができ、その結果、光電変換素子の光電変換効率を向上させることができることが分かった。
【００６８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。
【００６９】
例えば、上記実施の形態では、ヒータの溝部の形状として図４で示した円弧波形および三角波形のものを示したが、上記式（１）を満たす凹凸形状であればよく、正弦波形状その他の波形状として構成することもできる。
【００７０】
また、上記実施の形態では、本発明をステッピングロール方式の基板処理装置として構成した例を示したが、ロールツーロール方式の基板処理装置として構成してもよい。このロールツーロール方式は基本的に処理時に可撓性基板を固定しないが、ヒータを押し当て加熱する際にその摩擦力等で皺が発生しないとは言い切れず、一定の効果は得られると考えられる。
【００７１】
また、上記実施の形態では、可撓性基板の表面処理にプラズマＣＶＤを適用した例を示したが、蒸着やスパッタリングその他の堆積膜形成処理を適用することもできる。また、プラズマエッチングやプラズマによる改質処理などのプラズマ処理を適用することもできる。
【００７２】
さらに、上記実施の形態では、基板処理装置にて図３に示した比較的単純な構造の光電変換素子を形成する例を示したが、各層間に界面層を形成してもよい。また、２つ以上の光電変換素子を接合して２層タンデム太陽電池、トリプル太陽電池として形成することもできる。さらに、本発明の基板処理装置は、光電変換素子のみではなく、画像デバイスなどの形成や、エッチング処理に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施の形態に係る基板処理装置全体の構成を模式的に表す説明図である。
【図２】基板処理装置を構成する処理室の構造を模式的に表す説明図である。
【図３】基板処理装置で表面処理が施されて作製される光電変換素子の概略構造を表す断面図である。
【図４】ヒータの溝部の形状の例を表す説明図である。
【図５】ヒータの溝部の構造による伸びを吸収する効果を表す説明図である。
【図６】ステッピングロール方式を採用した基板処理装置による基板の処理部分周辺をある横断面でみた模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
７，８  可撓性基板
１０  基板処理装置
１１  巻出室
１２  ｎ層用成膜室
１３  ｉ層用成膜室
１４  ｐ層用成膜室
１５  透明電極用成膜室
１６  巻取室
１７  搬送装置
２０  枠体
２１  下部成膜室壁体
２２  上部成膜室壁体
２３  高電圧電極
２４  ヒータ
２５  接地電極
２６，２７  Ｏリング
２８  成膜空間
【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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