(57)【要約】【課題】排気配管の温度変化によりクリーニング完了時を判断することにより、より適切なクリーニングを行なうことができる、プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法およびプラズマＣＶＤ装置を提供する。【解決手段】成膜室２の内部に、エッチングガスを導入した状態においてプラズマを発生させる第１工程を備える。また、排気配管の温度が、クリーニング開始前における排気配管の温度から所定の温度以上上昇した後に、プラズマの発生を停止する第２工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室および該成膜室に接続された排気配管を含むプラズマＣＶＤ装置の内部をクリーニングする方法であって、
前記成膜室の内部にエッチングガスを導入した状態においてプラズマを発生させる第１工程と、
前記排気配管の温度がクリーニング開始前における前記排気配管の温度から所定の温度以上上昇した後に、前記プラズマの発生を停止させる第２工程と
を備える、プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項２】
前記第２工程において、前記排気配管の温度が、前記プラズマを発生させる前の前記排気配管の温度から５℃以上上昇した後に、前記プラズマの発生を停止させる、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項３】
前記第２工程において、前記排気配管の温度が、前記プラズマを発生させる前の前記排気配管の温度から２０℃以上上昇し、かつ、前記排気配管の温度がピーク値から低下した後に、前記プラズマの発生を停止させる、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項４】
成膜室および該成膜室に接続された排気配管を含むプラズマＣＶＤ装置の内部をクリーニングする方法であって、
前記成膜室の内部にエッチングガスを導入した状態においてプラズマを発生させる第１工程と、
前記排気配管の温度上昇率が所定の温度上昇率以上になった後に、前記プラズマの発生を停止させる第２工程と
を備える、プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項５】
前記第２工程において、前記排気配管の温度上昇率が、１分毎０．２℃以上になった後に、前記プラズマの発生を停止させる、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項６】
前記第２工程において、前記排気配管の温度上昇率が１分毎３℃以上となり、かつ、前記排気配管の温度がピーク値から低下した後に、前記プラズマの発生を停止させる、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を用いて前記プラズマＣＶＤ装置をクリーニングする工程と、
前記プラズマＣＶＤ装置をクリーニングする工程の後に、前記プラズマＣＶＤ装置を用いて半導体薄膜を成膜する工程と
を備えた半導体薄膜の成膜方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体薄膜の成膜方法を用いて半導体薄膜を成膜する工程を含む、光電変換素子の製造方法。
【請求項９】
電極が内部に配置される成膜室および該成膜室に接続された排気配管を含むプラズマＣＶＤ装置であって、
前記電極間にプラズマを発生させる電力を供給する電力供給部と、
成膜用プロセスガスおよびエッチング用ガスを選択して前記成膜室に供給するガス供給部と、
前記成膜室から前記排気配管を通じて排気されるガス量を調節する排気バルブと、
前記排気配管の外壁または内壁に設けられ、クリーニング時の前記排気配管の温度を検出する第１温度検出装置を備えた、プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】
前記排気配管が曲折した曲部を有し、前記第１温度検出装置が該曲部の前記排気配管の外壁または内壁に設けられた、請求項９に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１１】
前記第１温度検出装置が検出した前記排気配管の温度に基づいて、前記電力供給部、前記ガス供給部および前記排気バルブの少なくとも１つの動作を制御する制御部を備えた、請求項９または１０に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１２】
前記成膜室の内部の温度を検出する第２温度検出装置を備え、
前記制御部は、前記第１温度検出装置の検出した前記排気配管の温度および前記第２温度検出装置の検出した前記成膜室の内部の温度に基づいて、前記電力供給部、前記ガス供給部および前記排気バルブの少なくとも１つの動作を制御する、請求項１１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法、半導体薄膜の成膜方法、光電変換素子の製造方法およびプラズマＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマＣＶＤ装置においては、薄膜が形成される基板以外に、装置の構成部品の表面にも膜が堆積する。膜の堆積が進行すると、その膜が剥がれ落ちて基板の薄膜中に混入することがある。堆積膜が薄膜中に混入することは、基板に形成される膜の膜質の低下の原因となる。このため、成膜室の内部を定期的にクリーニングする必要がある。なお、本明細書においては、プラズマＣＶＤ装置には、成膜室だけでなく、ガス供給および排気などに関係する周辺機能も含まれる。
【０００３】
プラズマＣＶＤ装置のクリーニングは、以下の方法で行なわれる。カソード電極とアノード電極とからなる電極対が配置された成膜室内にエッチングガスを導入し、成膜室に接続された排気配管に設けられた圧力調整バルブによって、反応容器内の混合ガスの圧力を略一定に調整する。その後、電極間に高電圧を印加して、プラズマを発生させる。
【０００４】
プラズマのエネルギーによりエッチングガスが励起され、エッチングガスに応じたラジカルおよびイオンの少なくともいずれかが発生する。この発生したラジカルおよびイオンが、堆積膜をエッチングすることができるエッチング反応種(エッチャント)となる。堆積膜とエッチャントとが反応することにより堆積膜は気体になり、この気体が排気配管を通じて排出されることで、クリーニングが行なわれる。
【０００５】
プラズマＣＶＤ装置におけるシリコン系堆積膜のクリーニングの一例としては、フッ素系のガスを成膜室内に導入した状態でプラズマを発生させることにより、エッチャントであるフッ素ラジカルを生成させる。生成させたフッ素ラジカルとシリコン系堆積膜とが反応することにより、シリコン系堆積膜が気体となって除去され、プラズマＣＶＤ装置のクリーニングが行なわれる。
【０００６】
エッチャントは反応性が非常に強いため、成膜室内をクリーニングする際のクリーニング時間が堆積膜をクリーニングするために必要な時間に対して長すぎる場合(オーバーエッチング条件)、成膜室の内壁または成膜室内に配置された電極などの構成部品自体が、エッチャントに腐食される。
【０００７】
逆に、構成部品の腐食を防ぐために、クリーニング時間を堆積膜をクリーニングするために必要な時間に対して短くした場合、成膜室内におけるクリーニングが不足して堆積膜が残る箇所が発生する。この場合、残った堆積膜が剥がれ落ちて、基板に形成される薄膜中に混入し、膜質を低下させることがある。
【０００８】
上記の問題を解消するため、最適な条件で堆積膜を除去する事ができるクリーニング方法または装置が必要となる。
【０００９】
プラズマＣＶＤ装置におけるクリーニングモニタ方法を開示した先行文献として、特許文献１がある。特許文献１に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニングモニタ方法においては、成膜室内の電極カバーに設けた温度センサからの検出結果に基づいて、クリーニングの終了時点を判断している。
【００１０】
具体的には、クリーニングを行うと、付着物とエッチャントとの反応熱により、膜が堆積しているプラズマＣＶＤ装置の構成部品が加熱される。堆積していた膜が完全に除去されると、反応が終了して加熱がとまる。温度センサを用いて成膜室内の構成部品の温度上昇が止まった時点を検出し、その時点でクリーニングが完了したと判断して、クリーニングプロセスを終了させる。このようにして、成膜室内のクリーニング不足および過剰クリーニングを防止している。
【００１１】
成膜ガスおよびエッチングガスの排出ならびに成膜室内の圧力調整のため、成膜室には排気配管が接続されている。成膜プロセス時には、排気による気体の流れに乗って拡散したガスが気相反応することにより発生する固体の反応物が、排気配管の内壁にも堆積する。従来、排気配管の内壁への付着物は、成膜室内のクリーニングでは除去することができないと考えられていた。そこで、排気配管の内部の付着物を除去することができるプラズマ処理装置を開示した先行文献として、特許文献２を示す。
【００１２】
特許文献２に記載のプラズマ処理装置においては、排気配管内にクリーニング用のプラズマ発生電極を設け、クリーニング時に、排気配管内にプラズマを発生させている。排気配管内においてエッチャントを直接発生させることにより、排気配管内の堆積膜とエッチャントとを反応させてクリーニングしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２１２７３４号公報
【特許文献２】特開平５−９０２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、プラズマＣＶＤ装置の成膜室内には、カソード電極およびアノード電極の他にもガス配管、電力導入配線、基板搬入出機構および冷却配管など様々な構成部品が配置されている。それぞれの構成部品は、プラズマが発生する領域からそれぞれ異なる距離および位置に配置されている。そのため、成膜室内をクリーニングした際のクリーニングの進行状況には、場所によりばらつきがある。また、成膜室に限らず、プラズマＣＶＤ装置として見たときにも、同様である。
【００１５】
特許文献１に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニングモニタ方法においては、温度センサの取り付け位置近傍におけるクリーニング終了点しか検出することができない。そのため、プラズマＣＶＤ装置のクリーニング状況を正確に検知することができない。
【００１６】
特許文献２に記載のプラズマ処理装置は、排気配管に別途クリーニング用電極を設ける必要がある。そのため、この装置は、電極および電力供給配線の追加に伴う装置コストの増加、メンテナンス性の悪化、および、感電防止などの安全対策にかかるコストの増加などの問題を有している。
【００１７】
本発明は上記の問題点に鑑み成されたものであって、排気配管の温度変化によりクリーニング完了時を判断することにより、より適切なクリーニングを行うことができる、プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法、半導体薄膜の成膜方法、光電変換素子の製造方法およびプラズマＣＶＤ装置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】
【００１８】
本発明の一の局面に基づくプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、成膜室および成
膜室に接続された排気配管を含むプラズマＣＶＤ装置の内部をクリーニングする方法である。プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、成膜室の内部にエッチングガスを導入した状態においてプラズマを発生させる第１工程を備える。さらに、プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、排気配管の温度がクリーニング開始前における排気配管の温度から所定の温度以上上昇した後に、プラズマの発生を停止させる第２工程を備える。
【００１９】
本発明者は、プラズマＣＶＤ装置のクリーニングにおいて、成膜室内のクリーニングが完了した後において、成膜室に接続された排気配管の内部のクリーニングが開始されることを初めて発見した。上記のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法によると、成膜室内の付着物のクリーニングが完了した後もクリーニングを継続することにより、排気配管の内部をクリーニングすることができる。排気配管の内部をクリーニングすることにより、堆積膜が排気配管を閉塞させることによる排気圧変動、および、排気配管の内部から剥がれた堆積膜が真空ポンプに吸引されてポンプを停止させるトラブルなどを抑制することができる。
【００２０】
本発明における一形態として、上記第２工程において、排気配管の温度が、プラズマを発生させる前の排気配管の温度から５℃以上上昇した後に、プラズマの発生を停止させる。このようにする場合、電極のクリーニングが完了し、排気配管の温度が僅かに上昇した時点で、クリーニングを停止することにより、成膜室の内部の付着物を除去するとともに、成膜室の内部をオーバーエッチングすることを抑制することができる。
【００２１】
本発明における一形態として、上記第２工程において、排気配管の温度が、プラズマを発生させる前の排気配管の温度から２０℃以上上昇し、かつ、排気配管の温度がピーク値から低下した後に、プラズマの発生を停止させる。このようにする場合、成膜室内部の腐食を最小限に抑えつつ、成膜室および排気配管の内部の付着物を十分に除去することができる。
【００２２】
本発明の他の局面に基づくプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、成膜室および成膜室に接続された排気配管を含むプラズマＣＶＤ装置の内部をクリーニングする方法である。プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、成膜室の内部にエッチングガスを導入した状態においてプラズマを発生させる第１工程を備える。さらに、プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、排気配管の温度上昇率が所定の温度上昇率以上になった後に、プラズマの発生を停止させる第２工程を備える。
【００２３】
上記のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法によると、成膜室内の付着物のクリーニングが完了した後もクリーニングを継続することにより、排気配管の内部をクリーニングすることができる。排気配管の内部をクリーニングすることにより、堆積膜が排気配管を閉塞させることによる排気圧変動、および、排気配管の内部から剥がれた堆積膜が真空ポンプに吸引されてポンプを停止させるトラブルなどを抑制することができる。
【００２４】
本発明における一形態として、上記第２工程において、排気配管の温度上昇率が、１分毎０．２℃以上になった後に、プラズマの発生を停止させる。このようにする場合、電極のクリーニングが完了し、排気配管の温度上昇率が所定の温度上昇率以上になった時点で、クリーニングを停止することにより、成膜室の内部の付着物を除去するとともに、成膜室の内部をオーバーエッチングすることを抑制することができる。
【００２５】
本発明における一形態として、上記第２工程において、排気配管の温度上昇率が１分毎３℃以上となった後、排気配管の温度がピーク値から低下し始めた時点で、プラズマの発生を停止させる。このようにする場合、成膜室内部の腐食を最小限に抑えつつ、成膜室および排気配管の内部の付着物を十分に除去することができる。
【００２６】
本発明に基づく半導体薄膜の成膜方法は、上記のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を用いてプラズマＣＶＤ装置をクリーニングする工程と、プラズマＣＶＤ装置をクリーニングする工程の後に、プラズマＣＶＤ装置を用いて半導体薄膜を成膜する工程とを備えている。
【００２７】
上記の半導体薄膜の成膜方法によると、基板に薄膜を形成する際の成膜室内の堆積膜が除去されているため、高品質の膜質を有する半導体薄膜を形成することができる。
【００２８】
本発明に基づく光電変換素子の製造方法は、上記に記載の半導体薄膜の成膜方法を用いて半導体薄膜を成膜する工程を含む。
【００２９】
上記の光電変換素子の製造方法によると、基板に薄膜を形成する際の成膜室内の堆積膜が除去されているため、高品質の膜質を有する光電変換素子を形成することができる。
【００３０】
本発明に基づくプラズマＣＶＤ装置は、電極が内部に配置される成膜室および成膜室に接続された排気配管を含むプラズマＣＶＤ装置である。プラズマＣＶＤ装置は、電極間にプラズマを発生させる電力を供給する電力供給部と、成膜用プロセスガスおよびエッチング用ガスを選択して成膜室に供給するガス供給部とを備えている。また、プラズマＣＶＤ装置は、成膜室から排気配管を通じて排気されるガス量を調節する排気バルブと、排気配管の外壁または内壁に設けられ、クリーニング時の排気配管の温度を検出する第１温度検出装置を備えている。
【００３１】
上記のプラズマＣＶＤ装置によると、成膜室内の付着物のクリーニングが完了した後もクリーニングを継続し、第１温度検出装置により排気配管の温度を検出してクリーニングの終了時点を判断することにより、装置コストの上昇を抑制しつつ、排気配管の内部までクリーニングすることができる。排気配管の内部をクリーニングすることにより、堆積膜が排気配管を閉塞させることによる排気圧変動、および、排気配管の内部から剥がれた堆積膜が真空ポンプに吸引されポンプを停止させるなどのトラブルを抑制することができる。
【００３２】
本発明における一形態としては、排気配管が曲折した曲部を有し、第１温度検出装置が曲部の排気配管の外壁または内壁に設けられている。このようにする場合、付着物が堆積しやすく排気配管の温度変化が顕著に現れる曲部において排気配管の温度を検出することにより、クリーニングの終了時点を的確に決定することができる。
【００３３】
本発明における一形態としては、第１温度検出装置が検出した排気配管の温度に基づいて、電力供給部、ガス供給部および排気バルブの少なくとも１つの動作を制御する制御部を備えている。このようにする場合、第１温度検知装置の検出結果に基づいて、制御装置により自動でクリーニング動作の一部または全部を制御することができる。制御装置としては、別途、プラズマＣＶＤ装置にハードウェアを付帯してもよいし、プラズマＣＶＤ装置のプロセスコントローラーにプログラムを追加することにより実現してもよい。
【００３４】
本発明における一形態としては、成膜室の内部の温度を検出する第２温度検出装置を備えている。上記制御部は、第１温度検出装置の検出した排気配管の温度および第２温度検出装置の検出した成膜室の内部の温度に基づいて、電力供給部、ガス供給部および排気バルブの少なくとも１つの動作を制御する。
【００３５】
上記のプラズマＣＶＤ装置においては、第１温度検出装置および第２温度検出装置により排気配管および成膜室内の温度を検出して、排気配管内および成膜室内のクリーニング
状況の両方を検知することができる。その結果、クリーニングの進行状況をより確実に判断することが可能となり、クリーニング条件を適切に決定することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によると、成膜室内の付着物のクリーニングが完了した後もクリーニングを継続することにより、装置コストの上昇をおさえつつ、排気配管の内部までクリーニングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態１に係わるプラズマＣＶＤ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】同実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置においてクリーニングした際の、排気配管の温度を計測した結果を示すグラフである。
【図３】同実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置においてクリーニングした際の、電極間電圧を計測した結果を示すグラフである。
【図４】同実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置の制御部の制御関係を示すブロック図である。
【図５】同実施形態の第４変形例として、排気バルブの近傍に熱電対を取り付けた状態を模式的に示す断面図である。
【図６】排気バルブの構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係わるプラズマＣＶＤ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】同実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置の制御部の制御関係を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態３に係わる薄膜シリコン太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態１におけるプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法およびプラズマＣＶＤ装置について、図を参照しながら説明する。
【００３９】
実施形態１
図１は、本発明の実施形態１に係わるプラズマＣＶＤ装置の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、実施形態１に係わるプラズマＣＶＤ装置１においては、成膜室２の内部に、カソード電極５およびアノード電極８から構成される電極対が配置されている。なお、プラズマＣＶＤ装置には、成膜室２、ガス供給装置１５およびガス導入管１３などのガス供給部、交流電源１９および整合回路２０などの電力供給部、排気配管１６および排気バルブ１８などの排気系が含まれる。
【００４０】
成膜室２は、プラズマ処理を行うための空間である。成膜室２内の真空度は、成膜室２に接続された排気配管１６を通じて、排気されることにより調節される。排気配管１６は、真空ポンプ２６に接続されている。これにより、成膜室２の内部を大気圧以下の圧力に保持することができる。排気配管１６には、排気調節用の排気バルブ１８が設けられている。本実施形態の排気配管１６には、曲折した曲部１７が設けられているが、曲部１７を設けなくてもよい。
【００４１】
交流電源１９および整合回路２０から電力供給部が形成されている。カソード電極５は、整合回路２０を通じて交流電源１９に接続されている。交流電源１９は、カソード電極５とアノード電極８との間に交流電力を供給するものであり、たとえば、ＲＦ(Radio Frequency)電源である。整合回路２０は、電極対および交流電源１９の間のインピーダンス
整合を行うものである。
【００４２】
カソード電極５は、シャワープレート３および母材４から構成されている。シャワープレート３においては、矩形状のプレートにガスの流路となる複数のガス供給孔６が形成されている。母材４には、溝７と、溝７に接続された貫通孔とが形成されている。母材４の溝７にシャワープレート３の複数のガス供給孔６が接続されるように、母材４の下面にシャワープレート３が取り付けられている。
【００４３】
カソード電極５の母材４の貫通孔に、ガスを導入するガス配管１２が接続されている。本実施形態においては、ガス配管１２は、二重配管構造で形成されており、内管１０と外管１１とから構成されている。ガス配管１２の材料としては、装置内で容易に曲げることのできるフッ素樹脂を用いた。クリーニング時間を長くすると、エッチングにより外管１１の表面が腐食されるが、ガス配管１２を二重配管構造とすることで、内管１０が腐食されることを抑制することができる。
【００４４】
ガス配管１２、ガス導入管１３およびガス供給装置１５からガス供給部が構成されている。ガス導入管１３には、ガス供給装置１５が接続されている。ガス供給装置１５は、成膜室２において、成膜処理を行う際には成膜用のプロセスガスを供給し、成膜室２において、クリーニングする際にはエッチングガスを供給する。ガス供給装置１５により、ガスの流量調整、および、ガスの供給の開始または停止の調節が行なわれる。成膜用のプロセスガスとしては、シランなどのシリコン系のガスを用いた。また、エッチングガスとしては、ＮＦ3などのフッ素系のガスを用いた。
【００４５】
上記の構成により、成膜用のプロセスガスまたはクリーニング用のエッチングガスが、カソード電極５とアノード電極８との間に、複数のガス供給孔６から均一に供給される。
【００４６】
アノード電極８は、カソード電極５のシャワープレート３に所定の間隔を置いて対向するように配置されている。アノード電極８は、接地されており、また、プラズマ処理される基板２３を支持することができるように構成されている。さらに、アノード電極８には、基板２３を加熱するためのヒータ９が設けられている。基板２３としてガラス基板を用いたが、基板２３はこれに限られない。
【００４７】
カソード電極５およびアノード電極８は、エッチングされにくいアルミニウム合金を用いて形成されている。ただし、成膜室２の内部のオーバーエッチングを抑制してクリーニングする場合には、アルミニウム合金よりもエッチング耐性の低い、ステンレス鋼またはカーボンなどを用いて電極が形成されてもよい。
【００４８】
曲部１７排気配管１６の外壁に、排気配管１６の温度を検出する第１温度検知装置２１である熱電対が取り付けられている。本実施の形態においては、排気配管１６の外壁に設置する構成を示しているが、排気配管の内壁に設置する構成も可能である。
【００４９】
本実施形態のように排気配管１６の外に第１温度検知装置２１である熱電対を取り付けることにより、熱電対がエッチングガスに接触しないようにすることができ、熱電対の腐蝕を防止することができる。また、熱電対の交換の際に、排気配管を分解する必要がないため、メンテナンス時間の短縮を図れ、装置稼働率を向上することできる。曲部１７の排気配管１６の外壁に熱電対を取り付けたのは、曲部１７において流路が曲折しており、排気抵抗が局所的に高くなるので、膜が直行配管部より厚く堆積しやすいからである。そのため、曲部１７の排気配管１６では、クリーニング時の温度変化が顕著に現れる。よって、曲部１７の排気配管１６は、クリーニング終了点を検出するのに好適な場所となる。
【００５０】
第１温度検知装置２１は熱電対に限定されず、温度を逐次検出できる装置であればよい。第１温度検出装置２１は、制御部２２に接続され、制御部２２は検出温度を逐次モニタリングしている。制御部２２は、ガス供給装置１５、交流電源２２、圧力コントローラーと各装置の動作を制御可能に接続されており、第１温度検出装置２１の排気配管温度検出結果に基づいて、成膜室２内へのエッチングガスの導入、成膜室２内の圧力を調節する図示しない圧力コントローラーおよびプラズマの発生を調節することができる。
【００５１】
成膜室２の内部において、プラズマを発生させることにより基板２３上への膜形成が行われる。以下、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置における成膜方法を説明する。
【００５２】
アノード電極８の上面に基板２３が載置される。ガス導入管１３およびガス配管１２を通して、成膜用のプロセスガスが供給される。プロセスガスとしては、原料ガスであるＳｉＨ4ガスと、希釈ガスであるＨ2ガスとの混合ガスが用いられる。成膜室２に導入されたプロセスガスは、排気配管１６から排気される。プロセスガスの導入速度と排気配管１６からの排気速度とのバランスが制御されることにより、成膜室２内の圧力が、たとえば、数百Ｐａ程度になるように調節される。成膜室２内の圧力は、３００Ｐａ以上２０００Ｐａ以下であることが好ましい。
【００５３】
次に、電極対において放電されてプラズマが発生させられることにより、基板２３上においてシリコン薄膜２４の成膜が行われる。成膜終了後、放電およびプロセスガスの導入が停止される。その後、基板２３が成膜室２から搬出される。
【００５４】
上記の成膜の際に、カソード電極５の表面、アノード電極８のうち基板２３に覆われていなかった部分や成膜室内の他の構成部品の表面に、膜が付着する。この膜は堆積が進行すると剥離しやすくなる。剥離した膜が、成膜中にシリコン薄膜の中に取り込まれると、膜の特性劣化などの問題となる。そのため、この付着物を除去するために、成膜室内のクリーニングが行われる。以下、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置におけるクリーニング方法について説明する。
【００５５】
まず、ガス導入管１３およびガス配管１２を通して、エッチングガスが成膜室２の内部に供給される。エッチングガスは、反応性エッチングを行うための反応性ガスと、この反応性ガスを希釈するための希釈ガスとの混合ガスであり、本実施形態においては、反応性ガスであるＮＦ3と希釈ガスであるＡｒガスとの混合ガスを用いた。
【００５６】
成膜室２に導入されたエッチングガスは、排気配管１６から排気される。エッチングガスの導入速度と排気配管１６からの排気速度とのバランスが制御されることにより、成膜室２内の圧力が調節される。
【００５７】
交流電源１９から電力が供給されることにより、電極対において放電が開始され、成膜室２内にプラズマが発生する。このように、成膜室２の内部に、エッチングガスを導入した状態においてプラズマを発生させる工程が第１工程である。交流電源１９の供給電力値は、アノード電極とカソード電極との間にグロー放電プラズマを発生させることができる最低電力以上であり、エッチング処理速度などの所望のエッチング条件を実現する電力値とする。クリーニング中に、交流電源１９から供給される電力が、適宜変更されるようにしてもよい。
【００５８】
成膜室２内のクリーニングが完了した後、エッチングガスの導入、および、プラズマの発生が停止される。このクリーニングの完了時点を、成膜室２に接続された排気配管１６の温度を第１温度検知装置２１である熱電対により検出し、その検出結果に基づいて、制御部２２が判断する。この工程が、第２工程である。本実施形態においては、第１温度検
知装置２１および制御部２２を設けているが、第１温度検知装置２１および制御部２２を設けていなくても、排気配管１６の温度が、クリーニング開始前における排気配管１６の温度から所定の温度以上上昇した後に、プラズマの発生が停止させられるようになっていればよい。
【００５９】
図２は、本実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置においてクリーニングした際の、排気配管の温度を計測した結果を示すグラフである。図２においては、縦軸に排気配管の温度を、横軸にクリーニング開始時からの経過時間を示している。
【００６０】
本実施形態においては、０．１℃単位の測定が可能な熱電対を用いて、排気配管温度を測定した。温度は、常時、測定し続けることが望ましいため、シーケンサーのサンプリングタイムに依存して、１００ｍｓｅｃ程度の間隔で測定を行っている。プラズマＣＶＤ装置の成膜室内での、ヒーターの使用状態、装置周辺の環境などから排気配管の温度は影響を受け、測定値にゆらぎがみられる。言い換えれば、一時的に測定値が上がったり下がったりすることがある。そのため、排気配管の温度の１分間通した変動を把握して、クリーニング終了の時点を決定するようにした。
【００６１】
図２に示すように、クリーニングを開始した時点からＰ1分経過するまでの間は、配管温度はＴ1℃で略一定である。この区間Ａにおいては、成膜室２内のクリーニングが進行している段階であり、排気配管１６の内部においては、クリーニングがほとんど進行していない。区間Ａの終点Ｘにおいて、カソード電極およびアノード電極のクリーニングが終了している。本実施形態においては、区間Ａの終点Ｘは、クリーニングを開始してから３６分経過しており、その時の配管温度は６０℃であった。
【００６２】
区間Ａの終点Ｘを経過した後、排気配管１６の温度が徐々に上昇する。Ｐ1分経過からＰ2経過までの区間Ｒは、電極以外の成膜室内部のクリーニング段階であって、排気配管１６の温度も徐々に増加することになる。区間Ｂの終点Ｙにおいて、成膜室２全体のクリーニングが終了し、その時の排気配管１６の温度はＴ2℃になっている。本実施形態においては、区間Ｂの終点Ｙは、クリーニングを開始してから５５分経過しており、その時の配管温度は７７℃であった。
【００６３】
区間Ｂの終点Ｙを経過した後、排気配管１６の温度は引き続き上昇するが、排気配管１６の温度上昇率は徐々に低下する。Ｐ2分経過からＰ3分経過までの区間Ｃは、排気配管１６のクリーニングの終期段階であって、区間Ｃの終点Ｚにおいて、排気配管１６の温度はピーク値であるＴ3℃になり、その時の温度上昇率はゼロとなる。本実施形態においては、区間Ｃの終点Ｚは、クリーニングを開始してから６５分経過しており、その時の配管温度は１１０℃であった。
【００６４】
区間Ｃの終点Ｚを経過すると、排気配管１６の温度上昇率はマイナスとなり、排気配管１６の温度が低下する。Ｐ3分経過以降の区間Ｄは、排気配管１６内部のクリーニングが完了した段階である。この段階においては、成膜室２の内部および排気配管１６の内部に堆積していた膜は、十分にクリーニングされ、エッチングガスとの反応が生じない状態となっている。
【００６５】
図３は、本実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置においてクリーニングした際の、電極間電圧を計測した結果を示すグラフである。図３においては、縦軸に電極間電圧(Ｖpp)を、横軸に電圧印加時間を示している。電極間電圧(Ｖpp)は、高周波電力の交流成分のピークからピークまでの一周期分の電圧であり、一般的に、プラズマ処理室内に励起されたプラズマの状態、たとえば、プラズマ密度の変化に伴って変動する。このため、電極間電圧(Ｖpp)を常時測定することにより、プラズマ処理中のプラズマの状態を正確に把握するこ
とができる。
【００６６】
図３に示すように、クリーニングを開始した直後に電極間電圧(Ｖpp)は急激に立上りＶ1(Ｖ)となる。その後、成膜室２の内部がクリーニングされている区間Ａにおいては、電極間電圧(Ｖpp)は、Ｖ1(Ｖ)で略一定になった後、電極上の堆積膜の減少に伴い、緩やかに低下し始める。電極のクリーニング終了時には、電極間電圧(Ｖpp)は、Ｖ2(Ｖ)に低下する。
【００６７】
上記のように、クリーニング時の電極間電圧を確認することにより、区間Ａと区間Ｂとの境界であるＰE経過時を検知することができる。このＰEは、図２に示したＰ1と略一致している。本実施形態においては、区間Ａにおいて、電極間電圧が４２００Ｖで略一定になった後低下し、ＰE経過後、３９００Ｖで略一定となった。
【００６８】
上記のように、プラズマＣＶＤ装置のクリーニングを行なった場合、クリーニングによってカソード電極に付着した膜が除去されるため、膜に起因するコンデンサ容量がなくなり、電極間のインピーダンスが変化する。膜が除去されてインピーダンスが変化すると、広がっていたプラズマが縮小し、電極上に局所的にエッチング速度が異なる領域が発生する。
【００６９】
そのため、カソード電極に局所的なダメージが発生しないようにするとともに、クリーニング速度を維持するために、図３の区間Ｂにおいては、プラズマの発生条件を変えるようにしてもよい。具体的には、電極間電圧の値が、Ｖ1を維持するように、供給電力を逐次増加させる。または、エッチングガスのＮＦ3の濃度を減少させてＡｒの濃度を増加させるようにすることにより、電極間電圧を維持するようにしてもよい。
【００７０】
図４は、本実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置の制御部の制御関係を示すブロック図である。図４に示すように、第１温度検知装置２１による排気配管１６の温度の検出結果が、制御部２２に送られる。制御部２２は、受信した第１温度検知装置２１の検出結果が所定の条件を満たした後に、プラズマＣＶＤ装置１に電力を供給する交流電源１９をＯＦＦにすると共に、成膜室２の内部にエッチングガスを導入するガス供給装置１５を停止する。成膜室２内に残留するエッチングガスを迅速に排出させるために、制御部２２からの信号により排気バルブ１８が全開にされるようにすることが望ましい。
【００７１】
上記の所定の条件として、本実施形態においては、排気配管の温度が、１分毎０．２℃以上の上昇率で上昇し始めた時点で、成膜室の内部へのエッチングガスの導入、および、プラズマの発生を停止するようにした。上記の時点は、図２において、区間Ａの終点Ｘの直後の時点に相当する。
【００７２】
区間Ａの、終点Ｘの直後の時点は、電極のクリーニングが完了し、排気配管１６の温度が上昇し始めた時点である。この時点でクリーニングを停止することにより、成膜室２の内部の付着物を除去するとともに、成膜室２の内部をオーバーエッチングすることを抑制することができる。
【００７３】
本実施形態の第１変形例として、別の条件を設定してもよい。第１変形例においては、排気配管１６の温度上昇率が、１分毎３℃以上となり、かつ、排気配管１６の温度がピーク値から低下し始めた時点で、成膜室２の内部へのエッチングガスの導入、および、プラズマの発生を停止する。上記の時点は、図２において、区間Ｃの終点Ｚの直後の時点に相当する。
【００７４】
区間Ｃの、終点Ｚの直後の時点は、排気配管１６の内部のクリーニングが完了した時点
である。この時点で、クリーニングを停止することにより、成膜室２および排気配管１６の内部の付着物を十分に除去するとともに、成膜室２の内部のオーバーエッチングを最小限に抑えることができる。
【００７５】
排気配管１６の温度が、１分毎３℃以上の上昇率で上昇した後としたのは、この時点で、成膜室の内部のクリーニングがほぼ終了するからである。
【００７６】
本実施形態の第２変形例として、排気配管１６の温度が、プラズマを発生させる前の排気配管１６の温度から５℃以上上昇した時点で、成膜室２の内部へのエッチングガスの導入、および、プラズマの発生を停止するようにしてもよい。上記の時点は、図２において、区間Ｂの時点に相当する。区間Ｂの時点は、電極のクリーニングが完了し、電極以外の成膜室内部がクリーニングされている時点である。この時点で、クリーニングを停止することにより、成膜室２の内部の付着物を除去するとともに、成膜室２の内部をオーバーエッチングすることを抑制することができる。
【００７７】
本実施形態の第３変形例として、排気配管１６の温度が、プラズマを発生させる前の排気配管１６の温度から２０℃以上上昇し、かつ、排気配管１６の温度がピーク値から低下し始めた時点で、成膜室２の内部へのエッチングガスの導入、および、プラズマの発生を停止するようにしてもよい。上記の時点は、図２において、区間Ｃの終点Ｚに相当する。区間Ｃの終点Ｚは、排気配管１６の内部のクリーニングが完了した時点である。
【００７８】
この時点で、クリーニングを停止することにより、成膜室２および排気配管１６の内部の堆積膜を十分に除去した上で、成膜室２および排気配管１６の内部のオーバーエッチングを最小限に抑えることができる。排気配管１６の温度が、２０℃以上上昇した後としたのは、排気配管１６のクリーニングの初期段階において、エッチング反応の不均一および熱電対の測定ばらつきなど、何らかの理由で一時的に排気配管の温度が低下した場合に、その時点においてクリーニングを終了しないようにするためである。
【００７９】
本実施形態においては、曲部１７の排気配管１６の外壁に熱電対を取り付けることにより、排気配管１６の温度を検出した。これは、曲部１７の排気配管１６の内壁に付着物がたまりやすいからである。付着物がたまっている箇所は、クリーニングの際のエッチングが最も活発に起こるため、反応熱により排気配管１６の温度が最も上昇する。そのため、温度変化の大きな曲部１７の排気配管１６の外壁に熱電対を取り付けて排気配管１６の温度を検出することにより、クリーニングの進行状況を的確に把握することができる。
【００８０】
図５は、本実施形態の第４変形例として、排気バルブの近傍に熱電対を取り付けた状態を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態の第４変形例として、第１温度検知装置２１である熱電対を排気バルブ１８の近傍に取り付けてもよい。排気バルブ１８の近傍の排気配管１６の内部には、段差または凹凸があるため付着物がたまりやすい。そのため、クリーニングの際に、排気バルブ１８の近傍の排気配管１６の温度上昇が顕著である。排気バルブ１８の近傍に熱電対を取り付けて排気配管１６の温度を検出することにより、クリーニングの進行状況を的確に把握することができる。
【００８１】
図６は、排気バルブの構造の一例を模式的に示す断面図である。図６に示すように、排気配管１６が、互いに直交する方向に曲折する箇所において、排気バルブ１８が取り付けられている。図中の矢印は、排気方向を示している。排気バルブ１８が押し込まれることにより、排気の流路が塞がれて、ガスの排気が遮断される。このように、排気バルブ１８が設けられている箇所は、排気の流路が複雑になるとともに、排気配管１６が細くなるため、内部に付着物がたまりやすい。本実施形態においては、図６に示すような排気バルブを設けたが、ガスの流量を調整する排気バルブにはさまざまな形態があり、この形式に限
られるものではない。
【００８２】
上記のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法によると、成膜室２内の付着物のクリーニングが完了した後もクリーニングを継続することにより、排気配管１６の内部までクリーニングすることができる。排気配管１６の内部をクリーニングすることにより、排気配管１６の内部から剥がれた付着物が、真空ポンプ２６に吸引されることにより発生するトラブルを抑制することができる。
【００８３】
また、排気配管１６の温度を検出し、その検出結果に基づいて、クリーニングの完了時点を検知することにより、成膜室２の内部を完全にクリーニングすることができる。さらに、成膜室２の内部の構成部品が、オーバーエッチングされることを抑制することができる。成膜室２内のクリーニングの完了時点を安定して正確に検知することにより、好適な条件でクリーニングすることができる。
【００８４】
また、本実施形態において、排気配管１６の温度が所定の値を超えて異常に上昇した場合には、制御装置２２が、プラズマＣＶＤ装置１に電力を供給する交流電源１９をＯＦＦにし、成膜室２の内部にエッチングガスを導入するガス供給装置１５を停止する、クリーニング動作緊急停止用のインターロックが設けられている。これにより、異常昇温による排気配管の熱破損を防止することができる。
【００８５】
実施形態２
図７は、本発明の実施形態２に係わるプラズマＣＶＤ装置の構成を模式的に示す断面図である。図７に示すように、実施形態２に係わるプラズマＣＶＤ装置３０においては、成膜室２の内部の温度を検出する第２温度検知装置２５である熱電対が備えられている。本実施形態においては、第２温度検知装置２５として熱電対を用いたが、温度を検出できる装置であればよい。第２温度検知装置２５以外の構成については、実施形態１と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００８６】
図７においては、第２温度検知装置２５である熱電対を成膜室２の外壁に取り付けているが、成膜室２の内部の温度を計測できる位置に取り付けられていればよく、成膜室２内に配置された構成部品の表面に熱電対を取り付けてもよい。第２温度検知装置２５は、制御部２２に接続されている。
【００８７】
図８は、本実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置の制御部の制御関係を示すブロック図である。図８に示すように、第２温度検知装置２５による成膜室２の温度の検出結果が、制御部２２に送られる。制御部２２には、第１温度検知装置２１による排気配管１６の温度の検出結果も送られている。
【００８８】
制御部２２は、受信した第１温度検知装置２１および第２温度検知装置の検出結果が、所定の条件を満たしている場合は、プラズマＣＶＤ装置１に電力を供給する交流電源１９をＯＦＦにする。また、制御部２２は、成膜室２の内部にエッチングガスを導入するガス供給装置１５を停止する。さらに、制御部２２は、成膜室２内に残留するエッチングガスを迅速に排出させるために、排気バルブ１８を全開にするようにすることが望ましい。
【００８９】
上記の所定の条件としては、成膜室２の内部の温度が下降し、かつ、排気配管１６の内部の温度が上昇し始めた時点において、クリーニングを停止する。この時点でクリーニングを停止することにより、成膜室２の内部の付着物を十分に除去するとともに、成膜室２の内部をオーバーエッチングすることを抑制することができる。
【００９０】
本実施形態においては、成膜室２内の温度を検出することにより、成膜室２内のクリー
ニング状況を検知することができるとともに、排気配管１６内の温度を検出することにより、排気配管１６内のクリーニング状況を検知することができる。このように、成膜室２内および排気配管１６内のクリーニング状況を検知して、クリーニングの進行状況を判断することにより、クリーニングの終了時点を精度良く決定することができる。
【００９１】
この結果、成膜室２内の付着物を十分に除去しつつ、成膜室２内のオーバーエッチングを抑制することができる。また、排気配管１６内の付着物を十分に除去しつつ、成膜室２内のオーバーエッチングを最小限に抑制することができる。よって、成膜室２内のクリーニングの完了時点を安定して正確に検知することにより、好適な条件でクリーニングすることができる。
【００９２】
実施形態３
本実施形態においては、上記の実施形態１または２のプラズマＣＶＤ装置のクリーニングを行なった後に、そのプラズマＣＶＤ装置を用いて半導体薄膜を成膜する方法について説明する。
【００９３】
以下、本実施形態に係わる半導体薄膜の成膜方法を含む光電変換素子の製造方法として、薄膜シリコン太陽電池を製造する方法について説明する。
【００９４】
図９は、本発明の実施形態３に係わる薄膜シリコン太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。図９に示すように、基板４１上に第１電極４２が形成され、第１電極４２上に、ｐ型半導体層である第１導電層４３と、バッファ層４４と、光電変換層４５と、ｎ型半導体層である第２導電層４６とが順次積層されてなる第１ｐｉｎ構造積層体５１が形成される。
【００９５】
続いて、結晶質シリコン層からなる第１導電層４７、光電変換層４８および第２導電層４９が順次積層され、第２ｐｉｎ構造積層体５２（シリコン系薄膜）が形成される。第１ｐｉｎ構造積層体５１および第２ｐｉｎ構造積層体５２により二重ｐｉｎ構造積層体５３が構成され、二重ｐｉｎ構造積層体５３上には第２電極５０が形成され、薄膜シリコン太陽電池４０が完成する。
【００９６】
第２ｐｉｎ構造積層体５２の形成に際して、実施形態１，２と同様に、プラズマＣＶＤ装置のクリーニングが行なわれる。以下に、第２ｐｉｎ構造積層体５２としてのシリコン系薄膜の形成方法について詳述する。
【００９７】
まず第１導電層４７であるｐ型結晶質シリコン層を形成する。ｐ型結晶質シリコン層は、たとえば以下の形成条件において形成することができる。形成時の成膜室２内の圧力は、２４０Ｐａ以上３６００Ｐａ以下であることが望ましく、本実施形態では２０００Ｐａとしている。また、カソード電極５の単位面積あたりの電力密度は０．０１Ｗ／ｃｍ2以上０．５Ｗ／ｃｍ2以下とすることが望ましく、本実施形態では０．１５Ｗ／ｃｍ2としている。
【００９８】
成膜室２内に導入される混合ガスとしては、たとえば、シランガス、水素ガス、ジボランガスを含むガスを使用できる。シランガスに対する水素ガスの流量は、３０倍から数１００倍程度が望ましく、本実施形態では１００倍としている。
【００９９】
ｐ型結晶質シリコン層からなる第１導電層４７の厚さは、ｉ型結晶質シリコン光電変換層からなる光電変換層４８に十分な内部電界を与えるため２ｎｍ以上が好ましい。一方、非活性層である第１導電層４７の光吸収量を抑え光電変換層４８へ到達する光を増大するためには、第１導電層４７の厚さはできる限り薄いことが望ましく、通常５０ｎｍ以下と
される。本実施形態では、第１導電層４７の厚さを４０ｎｍとしている。
【０１００】
第１導電層４７は、非晶質または結晶質のシリコンカーバイド、シリコンゲルマニウムなどの合金材料からなる層で形成されていてもよい。また、第１導電層４７は、異なる複数の薄膜を積層したものでも良い。
【０１０１】
次に、光電変換層４８であるｉ型結晶質シリコン光電変換層を形成する。光電変換層４８は、たとえば以下の形成条件において形成することができる。形成時の成膜室２内の圧力は、２４０Ｐａ以上３６００Ｐａ以下であることが望ましく、本実施形態では２０００Ｐａとしている。また、カソード電極５の単位面積あたりの電力密度は０．０２Ｗ／ｃｍ2以上０．５Ｗ／ｃｍ2以下とすることが望ましく、本実施形態では０．１５Ｗ／ｃｍ2としている。
【０１０２】
成膜室２内に導入される混合ガスとしては、たとえば、シランガス、水素ガスを含むガスを使用できる。シランガスに対する水素ガスの流量は、３０倍から１００倍程度が望ましく、本実施形態では８０倍としている。
【０１０３】
光電変換層４８の厚さは、光電変換層として十分な光吸収量を確保するため０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましい。一方、光電変換層４８の厚さは、良好な生産性を確保する点で２０μｍ以下が好ましく１５μｍ以下がより好ましい。本実施形態では、光電変換層４８の厚さを２μｍとしている。
【０１０４】
なお光電変換層４８であるｉ型結晶質シリコン層を良質な膜質でかつ高い形成速度で形成するために、カソード電極５とアノード電極８との電極間距離をたとえば１５ｍｍとし、全ての工程において同一の電極間距離としてもよい。
【０１０５】
このようにして、ラマン分光法により測定される、４８０ｎｍ-1におけるピークに対する５２０ｎｍ-1におけるピークのピーク強度比Ｉ520／Ｉ480が３以上１０以下である良好な結晶化率を有するｉ型結晶質シリコン層を、光電変換層４８として形成できる。
【０１０６】
光電変換層４８としては、ｉ型結晶質シリコン薄膜または微量の不純物を含む弱ｐ型もしくは弱ｎ型で、光電変換機能を十分に備えている結晶質シリコン薄膜が用いられてもよい。さらに、光電変換層４８の材質は上記の結晶質シリコン薄膜に限定されず、合金材料であるシリコンカーバイドまたはシリコンゲルマニウム等の薄膜が用いられてもよい。
【０１０７】
次に、第２導電層４９であるｎ型結晶質シリコン層を形成する。ｎ型結晶質シリコン層は、たとえば以下の形成条件によって形成することができる。形成時の成膜室２内の圧力は、２４０Ｐａ以上３６００Ｐａ以下であることが望ましく、本実施形態では２０００Ｐａとしている。また、カソード電極５の単位面積あたりの電力密度は０．０２Ｗ／ｃｍ2以上０．５Ｗ／ｃｍ2以下とすることが望ましく、本実施形態では０．１５Ｗ／ｃｍ2としている。
【０１０８】
成膜室２内に導入される混合ガスとしては、たとえば、シランガス、水素ガス、ホスフィンガスを含むガスを使用できる。シランガスに対する水素ガスの流量は、３０倍から数１００倍程度が望ましく、本実施形態では８０倍としている。
【０１０９】
第２導電層４９の厚さは、光電変換層４８に十分な内部電界を与えるため２ｎｍ以上が好ましい。一方、非活性層である第２導電層４９の光吸収量を抑えるためには第２導電層４９の厚さができる限り薄いことが好ましく、通常５０ｎｍ以下とされる。本実施形態では、第２導電層４９の厚さを４０ｎｍとしている。
【０１１０】
第２導電層４９は、非晶質または結晶質のシリコンカーバイド、シリコンゲルマニウムなどの合金材料で形成されていてもよい。
【０１１１】
以上のようにして、第２ｐｉｎ構造積層体５２が、同一の成膜室２内において連続して形成される。
【０１１２】
本実施の形態によれば、第２ｐｉｎ構造積層体５２の形成にともなって行なわれるプラズマＣＶＤ装置のクリーニングが、実施形態１，２において説明した方法によって行なわれる。よって実施形態１，２と同様、成膜室２内および排気配管１１の内部の堆積膜を除去した状態において、基板２３上に薄膜を形成することができる。この結果、高品質の膜質を有する光電変換素子を形成することができる。
【０１１３】
本実施形態においては、光電変換素子の製造方法について説明したが、半導体薄膜の成膜方法は、たとえば、薄膜トランジスタなど種々の半導体装置の製造に適用することができる。
【０１１４】
上記の実施形態においては、１対の電極を備えたプラズマＣＶＤ装置を用いたが、電極を２対以上備えたプラズマＣＶＤ装置においても、同様にクリーニングを行うことができる。
【０１１５】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許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が含まれる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  プラズマＣＶＤ装置、２  成膜室、３  シャワープレート、４  母材、５  カソード電極、６  ガス供給孔、７  溝、８  アノード電極、９  ヒータ、１０  内管、１１  外管、１２  ガス配管、１３  ガス導入管、１４  継ぎ手、１５  ガス供給装置、１６  排気配管、１７  曲部、１８  排気バルブ１９  交流電源、２０  整合回路、２１  第１温度検知装置、２２  制御部、２３  基板、２４  シリコン薄膜、２５  第２温度検知装置、２６  真空ポンプ、３０  プラズマＣＶＤ装置、４０  薄膜シリコン太陽電池、４１
基板、４２  第１電極、４３，４７  第１導電層、４４  バッファ層、４５，４８  光電変換層、４６，４９  第２導電層、５０  第２電極、５１  第１ｐｉｎ構造積層体、５２  第２ｐｉｎ構造積層体、５３  二重ｐｉｎ構造積層体。
【図１】
2011111655.tif 000003
【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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