(57)【要約】      （修正有）【課題】処理チャンバ及び処理チャンバ内において基板支持アセンブリ上に位置決めされた基板の温度を制御するための改善された基板支持アセンブリ及び装置を提供する。【解決手段】基板支持アセンブリ２３８は、熱伝導体と、この熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面２３４と、熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素２３２と、１つ以上の加熱要素２３２と同一平面となるように熱伝導体内に埋設された２つ以上の冷却チャネルを含む。冷却チャネルを、２つ以上の長さの等しい冷却路に分岐してもよく、分岐冷却路は単一の流入口から単一の流出口に延びており、等しい抵抗冷却が得られる。【選択図】図１
0003179605.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内において大面積基板を支持するように適合された基板支持アセンブリであり、
大面積基板を支持するように適合された基板支持表面を有する熱伝導体を備え、熱伝導体は、鏡像状の第１等分部と第２等分部とを有し、熱伝導体の各等分部は、
熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、
熱伝導体内に埋設された１つ以上の冷却チャネルとを有し、１つ以上の冷却チャネルは、１つ以上の加熱要素と実質的に同一平面となるように位置決めされている基板支持アセンブリ。
【請求項２】
１つ以上の冷却チャネルのそれぞれは、基板支持表面の全領域の冷却を行うように適合された２つ以上の分岐冷却路を備え、２つ以上の分岐冷却路は、熱伝導体内に等しい全長で埋設され且つ１つ以上の加熱要素と同一平面となるように構成されている、請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項３】
２つ以上の分岐冷却路が、単一の流入口から単一の流出口に延びて等しい抵抗冷却が得られる請求項２記載の基板支持アセンブリ。
【請求項４】
冷却流体は、２つ以上の分岐冷却路内を等しい流量で流れる請求項２記載の基板支持アセンブリ。
【請求項５】
基板支持表面は、矩形であり且つ約３７０ｍｍｘ約４７０ｍｍ以上の寸法を有する大面積基板を支持するように適合されている請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項６】
処理チャンバ内において大面積基板を支持するように適合された基板支持アセンブリであり、
矩形の形状と、大面積基板を支持するように適合された基板支持表面とを有する熱伝導体と、
熱伝導体内に埋設され且つ支持表面の外周近くに位置決めされた外側加熱要素と、
熱伝導体内に埋設され且つ外側加熱要素の内側に位置決めされた内側加熱要素と、
熱伝導体内に埋設され且つ内側加熱要素と外側加熱要素との間に実質的に同一平面となるように位置決めされた１つ以上の冷却チャネルとを備え、１つ以上の冷却チャネルのそれぞれが、単一の流入口及び単一の流出口に連結された等しい長さの２つ以上の分岐路を有している基板支持アセンブリ。
【請求項７】
１つ以上のチャネルに接続され且つ熱伝導体の外部に配置された、１つ以上のチャネル内の流体の温度を所望の温度設定点に調節するための流体再循環ユニットを更に備える請求項６記載の基板支持アセンブリ。
【請求項８】
大面積基板を処理するための装置であり、
処理チャンバと、
大面積基板を支持するように適合された基板支持アセンブリを備え、基板支持アセンブリは、
大面積基板を支持するように適合された基板支持表面を有する熱伝導体と、
熱伝導体の実質的な中心部に連結された支持軸と、
熱伝導体内に埋設され且つ支持軸から延びている１つ以上の加熱要素と、
１つ以上の加熱要素と同一平面となるように熱伝導体内に埋設され且つ支持軸から延びている２つ以上の冷却チャネルとを備え、
前記装置は、処理チャンバ内に配置された、１つ以上の処理ガスを基板支持アセンブリ上に供給するためのガス分配板アセンブリを更に備えている装置。
【請求項９】
２つ以上の冷却チャネルのそれぞれは、基板支持表面の全領域の冷却を行うように構成された２つ以上の分岐冷却路を備え、２つ以上の分岐冷却路は、等しい全長にて熱伝導体内に埋設されるように構成されている請求項８記載の装置。
【請求項１０】
２つ以上の分岐冷却路が、単一の流入口から単一の流出口に延びて等しい抵抗冷却が得られる請求項９記載の装置。
【請求項１１】
熱伝導体が矩形形状を含み、１つ以上の加熱要素は、熱伝導体の外周に隣接した外側加熱要素と、熱伝導体の中心に隣接した内側加熱要素とを含む請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項１２】
内側加熱要素及び外側加熱要素は、熱伝導体内において実質的に対称であるパターンに位置決めされ、１つ以上の冷却チャネルは、内側加熱要素と外側加熱要素との間に位置決めされる請求項１１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項１３】
熱伝導体は２つの等分部を有し、各等分部は、内側加熱要素と外側加熱要素との間に、もう一方の等分部に対して対称的なパターンに配置された２つ以上の分岐路を有する請求項６記載の基板支持アセンブリ。
【請求項１４】
処理チャンバ内において大面積基板を支持するように適合された基板支持アセンブリであり、
大面積基板を支持するように適合された基板支持表面を有する熱伝導体を備え、熱伝導体は第１等分部と第２等分部とを有し、各等分部は、
熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、
熱伝導体内に等しい全長にて（Ｌ１＝Ｌ２・・・＝ＬＮ）埋設された、それぞれが異なる形状を有する２つ以上の分岐冷却路とを有する基板支持アセンブリ。
【請求項１５】
第１等分部及び第２等分部内の２つ以上の分岐冷却路が、向かい合った対称パターン状である、請求項１４記載の基板支持アセンブリ。
【考案の詳細な説明】
【考案の背景】
【０００１】
（考案の分野）
本考案の実施形態は概して、基板の処理、特には、処理チャンバにおいて基板の温度を
調節するための基板支持アセンブリに関する。より具体的には、本考案は、例えば、化学
気相蒸着（ＣＶＤ）、物理気相蒸着（ＰＶＤ）、エッチング及び基板材料を堆積、エッチ
ング又はアニールするための他の基板処理反応において用いることが可能な方法及び装置
に関する。
（関連技術の説明）
【０００２】
薄膜層を基板上に堆積するために、通常、基板は堆積処理チャンバ内において支持され
、基板は高温にまで加熱される（数百度等）。ガス又は化学物質をこの処理チャンバ内に
注入すると、化学的及び／又は物理的な反応が生じて、薄膜層が基板上に堆積される。こ
の薄膜層は、誘電体層、半導体層、金属層又は他のシリコン含有層などである。
【０００３】
堆積処理は、プラズマ又は他の熱源によって強化し得る。例えば、半導体基板又はガラ
ス基板を処理するためのプラズマ化学気相蒸着処理チャンバ内の基板の温度は、基板をプ
ラズマに曝露することにより及び／又は基板を処理チャンバ内において熱源を用いて加熱
することにより、所望の高堆積温度に維持することが可能である。熱源の一例には、熱源
又は加熱要素を基板支持構造体（典型的には、基板処理中に基板を保持する）内に埋設す
ることが含まれる。
【０００４】
堆積中、基板表面の温度が全体に亘って均一であることが、基板表面上に堆積される薄
膜層の質を確保するのに重要である。基板のサイズが非常に大型になってきているため、
基板支持構造体のサイズを大型化する必要があるが、基板を所望の堆積温度にまで加熱す
る際に多くの問題が生じる。例えば、ガラス基板（薄膜トランジスタ又は液晶ディスプレ
イ製作用の大型ガラス基板等）への堆積中、基板支持構造体の不本意な反りや基板の不均
等な加熱が観察されることがある。
【０００５】
一般に、高い堆積温度にて基板表面全体の温度均一性を実現するほうが、数度の温度差
が与える影響がより劇的となる中間堆積温度範囲において基板を中間堆積温度に維持する
よりも容易である。例えば、基板表面全体での５℃の温度ムラが１５０℃の堆積温度を必
要とする堆積薄膜層の質に与える影響は、４００℃の堆積温度を必要とする薄膜層よりも
大きい。
【０００６】
従って、処理チャンバ内において基板表面全体に亘る温度均一性を改善する、改善され
た基板支持体が求められている。
【考案の概要】
【０００７】
本考案の実施形態は、基板処理中に基板の温度を調節するための改善された基板支持ア
センブリを備えた処理チャンバを提供する。一実施形態において、処理チャンバ内におい
て大面積基板を支持するための基板支持アセンブリが、提供される。基板支持アセンブリ
は、熱伝導体と、この熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように
適合された基板支持表面と、熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、この１つ以
上の加熱要素と同一平面上にくるように熱伝導体内に埋設された２つ以上の冷却チャネル
を含む。
【０００８】
本考案の別の実施形態は、処理チャンバ内において大面積基板を支持するように適合さ
れた基板支持アセンブリを提供する。基板支持アセンブリは、熱伝導体と、この熱伝導体
の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面と、熱
伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、熱伝導体内に等しい全長（Ｌ１＝Ｌ２・・
・＝ＬＮ）にて埋設されるように適合された２つ以上の分岐冷却路を含む。
【０００９】
別の実施形態において、処理チャンバ内において大面積基板を支持するように適合され
た基板支持アセンブリは、熱伝導体と、この熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積
基板を支持するように適合された基板支持表面と、熱伝導体内に埋設され且つ基板支持表
面を加熱するため及び／又は冷却するための、所望の設定温度にて流体が流れるように適
合された１つ以上のチャネルを含んでいてよい。この実施形態において、熱伝導体内に埋
設された１つ以上の冷却／加熱チャネルの長さは、基板支持表面の全領域が加熱される及
び／又は冷却されるように様々に異なった長さであってよい。
【００１０】
別の実施形態において、基板を処理するための装置が提供される。本装置は、処理チャ
ンバと、この処理チャンバ内に配置され且つその上で基板を支持するように適合された基
板支持アセンブリと、１つ以上の処理ガスを基板支持アセンブリ上方に供給するための、
処理チャンバ内に配置されたガス分配板アセンブリを含む。
【００１１】
別の実施形態において、処理チャンバ内において大面積基板の温度を維持するための方
法が提供される。本方法は、大面積基板を処理チャンバの基板支持アセンブリの基板支持
表面上に準備し、２つ以上の冷却チャネル内に冷却流体を流し、１つ以上の加熱要素のた
めの第１電源及び２つ以上の冷却チャネルのための第２電源を調節し、大面積基板の温度
を維持することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本考案の上述した構成が詳細に理解されるように、上記で簡単に要約された本考案のよ
り具体的な説明が実施形態を参照して行われ、それらの一部は添付図面に図示されている
。しかしながら、添付図面は本考案の典型的な実施形態を図示するに過ぎず、本考案は同
等に効果的な他の実施形態も含み得るため、本考案の範囲を制限すると解釈されないこと
に留意すべきである。
【００１３】
【図１】本考案の基板支持アセンブリの一実施形態を有する処理チャンバ例の概略断面図である。
【図２Ａ】本考案の一実施形態による基板支持アセンブリの水平上断面図である。
【図２Ｂ】本考案の一実施形態による基板支持アセンブリの水平上断面図である。
【図３Ａ】本考案の基板支持アセンブリの一実施形態の水平上断面図である。
【図３Ｂ】本考案の基板支持アセンブリの別の実施形態の水平上断面図である。
【図３Ｃ】本考案の基板支持アセンブリの別の実施形態の水平上断面図である。
【図３Ｄ】本考案の基板支持アセンブリの別の実施形態の水平上断面図である。
【図３Ｅ】本考案の基板支持アセンブリの別の実施形態の水平上断面図である。
【図３Ｆ】本考案の一実施形態による基板支持アセンブリの水平上断面図である。
【図４】本考案の一実施形態による基板支持アセンブリの概略断面図である。
【図５Ａ】本考案の一実施形態による、処理チャンバ内において基板の温度を制御するための方法の一実施形態のフロー図である。
【図５Ｂ】本考案の一実施形態による、処理チャンバ内において基板の温度を制御するための、加熱要素の電源及び冷却チャネルの電源のオン／オフ切り替えの様々な組み合わせを示す図である。
【図６Ａ】本考案の一実施形態によるボトムゲート型薄膜トランジスタ構造の例示的な概略断面図である。
【図６Ｂ】本考案の一実施形態による薄膜太陽電池構造の例示的な概略断面図である。
【詳細な説明】
【００１４】
本考案の実施形態は、概して、処理チャンバ内において均一な加熱と冷却を行うための
基板支持アセンブリを提供する。例えば、本考案の実施形態は、太陽電池の処理に使用す
ることができる。考案者らは、所望の温度からの逸脱は膜の特性に大きく影響することか
ら、太陽電池の形成においては、基板上に微結晶シリコンを堆積する及び形成する際に基
板の温度を制御することが重要なことを発見した。この温度制御問題は、基板が厚いとよ
り困難になるが、これは基板の厚さも又、基板温度の熱調節に影響するからである。一部
の基板材料（例えば、太陽電池用の基板）は、慣用の基板材料よりも本質的に厚いため、
基板温度の調節は一層困難である。厚い基板を所望の堆積温度にまで加熱するにはずっと
多くの時間がかかり、厚い基板は、一旦高温にまで加熱されてしまうと、その冷却により
時間がかかる。この結果、処理温度内での基板処理スループットに多大な影響が出てしま
う。基板の予備加熱を行うことにより基板処理のスループットを上昇させることはできる
ものの、プラズマを用いてガラス基板（他のガラス基板よりも厚く大型である薄膜太陽電
池製造用の大面積ガラス基板等）の堆積を促進する場合は、基板温度を処理チャンバ内に
おいて慎重に調節しなくてはならない。これは、プラズマの存在により、好ましからぬこ
とに、既に予備加熱された基板の温度が、設定された堆積温度よりも高くなることがある
からである。このため、基板の効率的な温度制御が必要とされる。
【００１５】
図１は、システム２００の一実施形態の概略断面図である。本考案を、ＡＫＴ社（カリ
フォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社の子会社）から入手可能なプラズマ
化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）システム等の、大面積基板を処理するように構成された化学
気相蒸着システムに関連して、以下にて実例を挙げて説明する。しかしながら、本考案は
、他のシステム構成（円形基板を処理するように構成されたシステムを含む、エッチシス
テム、他の化学気相蒸着システム及びチャンバ内における基板温度調節が望ましいその他
いずれのシステム等）においても有用であることを理解すべきである。他の製造業者のも
のを含め、他の処理チャンバを本考案の実施に利用することも考えられる。
【００１６】
システム２００は、一般に、処理チャンバ２０２を含み、処理チャンバは、１つ以上の
ソース化合物及び／又は前駆体（例えば、とりわけシリコン含有化合物供給源、酸素含有
化合物供給源、窒素含有化合物供給源、水素ガス供給源、炭素含有化合物供給源及び／又
はこれらの組み合わせ）を供給するためのガス供給源２０４に連結されている。処理チャ
ンバ２０２は、処理容積２１２を部分的に規定する壁部２０６と底部２０８とを有する。
処理容積２１２には、典型的には、基板２４０の処理チャンバ２０２内外への移動を促進
する壁部２０６のポート及び弁（図示せず）を介してアクセスする。壁部２０６は蓋アセ
ンブリ２１０を支持しており、蓋アセンブリはポンピングプレナム２１４を含み、プレナ
ムは、処理容積２１２を、ガス及び処理による副生成物を処理チャンバ２０２から排出す
るための排気ポート（様々なポンピング構成要素含む。図示せず）に連結している。
【００１７】
蓋アセンブリ２１０は、典型的には流入ポート２８０を含み、ガス供給源２０４によっ
て供給された処理ガスはこのポートを通って処理チャンバ２０２内に導入される。流入ポ
ート２８０は、解離フッ素等の洗浄剤を処理チャンバ２０２に供給してガス分配板アセン
ブリ２１８から堆積副生成物及び膜を除去するための洗浄剤供給源２８２にも連結されて
いる。
【００１８】
ガス分配板アセンブリ２１８は、蓋アセンブリ２１０の内側２２０に連結されている。
ガス分配板アセンブリ２１８は、典型的には、基板２４０の輪郭に実質的に沿うように構
成されており、例えば、大面積ガラス基板の場合は多角形であり、ウェハの場合は円形で
ある。ガス分配板アセンブリ２１８は穿孔領域２１６を含んでおり、ガス供給源２０４か
ら供給された処理前駆体及び他のガスは、この穿孔領域を通って処理容積２１２に送られ
る。ガス分配板アセンブリ２１８の穿孔領域２１６は、処理チャンバ２０２内へとガス分
配板アセンブリ２１８を通過するガスが均一に分配されるように構成されている。ガス分
配板アセンブリ２１８は、典型的には、吊架板２６０に架けられた拡散板２５８を含む。
複数のガス流路２６２が拡散板２５８を貫通して形成されており、ガス分配板アセンブリ
２１８を通過して処理容積２１２内へと流れるガスは既定通りに分配される。拡散板２５
８は、半導体ウェハ製造の場合は円形、ガラス基板（とりわけフラットパネルディスプレ
イ、ＯＬＥＤ及び太陽電池用の基板等）の製造の場合は多角形（長方形等）などである。
【００１９】
拡散板２５８は、基板２４０の上方に位置決めし、拡散板重力支持体によって垂直に懸
架することができる。一実施形態において、拡散板２５８は、蓋アセンブリ２１０の吊架
板２６０によって、弾性懸架部２５７を介して支持されている。弾性懸架部２５７は、拡
散板２５８の膨張及び収縮を見越して、拡散板２５８をその縁部で支持するように適合さ
れている。弾性懸架部２５７は、拡散板２５８の膨張及び収縮を円滑に進めるのに役立つ
異なる構成を有していてもよい。弾性懸架部２５７の一例は、２００２年１１月１２日に
発行の米国特許第６４７７９８０号「Ｆｌｅｘｉｂｌｙ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｇａｓ  
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｍａｎｉｆｏｌｄ  ｆｏｒ  Ａ  Ｐｌａｓｍａ  Ｃｈａｍｂ
ｅｒ」において詳細に開示されており、引用により本願に組み込まれる。
【００２０】
吊架板２６０により、拡散板２５８と蓋アセンブリ２１０の内側２２０とが離間関係に
維持されるため、その間にはプレナム２６４が画成される。プレナム２６４により、蓋ア
センブリ２１０を通って流れるガスは拡散板２５８の幅全体に亘って均一に分配されるた
め、ガスを中央の穿孔領域２１６の上方に均一に供給すると、ガス流路２６２を均等に広
がって流れる。
【００２１】
基板支持アセンブリ２３８は、処理チャンバ２０２の中央に配置される。基板支持アセ
ンブリ２３８は、処理中、ガラス基板他等の基板２４０を支持する。基板支持アセンブリ
２３８は、通常、接地されているため、蓋アセンブリ２１０と基板支持アセンブリ２３８
との間に位置決めされたガス分配板アセンブリ２１８（又は、チャンバの蓋アセンブリの
内部又はその近傍に位置決めされた他の電極）に電源２２２から供給されたＲＦ電力によ
り、基板支持アセンブリ２３８とガス分配板アセンブリ２１８との間の処理容積２１２内
に存在するガスが励起される。
【００２２】
電源２２２からのＲＦ電力は、通常、化学気相蒸着法を促進するように基板のサイズに
見合ったものが選択される。一実施形態において、約４００Ｗ以上（約２０００Ｗ〜約４
０００Ｗ又は約１００００Ｗ〜約２００００Ｗ等）のＲＦ電力を電源１２２に印加して、
処理容積１４０内に電場を発生させることが可能である。例えば、出力密度約０．２ワッ
ト／ｃｍ２以上（例えば、約０．２ワット／ｃｍ２〜約０．８ワット／ｃｍ２、又は約０
．４５ワット／ｃｍ２）を用いて、本考案の低温基板堆積法に対応させることが可能であ
る。電源１２２及び整合回路（図示せず）は、処理容積１４０内において、前駆体ガスか
ら処理ガスのプラズマを発生させ、維持する。好ましくは、１３．５６ＭＨｚの高周波Ｒ
Ｆ電力を使用するが、これは重要ではなく、低周波も使用可能である。更に、セラミック
材料又は陽極酸化アルミニウム材料で被覆することにより、チャンバの壁部を保護するこ
とが可能である。
【００２３】
システム２００は、本願に記載されるようなソフトウェア制御された基板処理法を実行
するように適合された制御装置２９０も含み得る。制御装置２９０は、システム２００の
様々な構成要素とのインターフェースをとり、その機能を制御するために組み込まれる（
電源、昇降用モータ、熱源、ガス注入及び冷却流体注入のための流量制御装置、真空ポン
プ、他の関連チャンバ及び／又は処理機能）。制御装置２９０は、典型的には、中央演算
処理装置（ＣＰＵ）２９４、サポート回路２９６及びメモリ２９２を含む。ＣＰＵ２９４
は、様々なチャンバ、装置及びチャンバ周辺機器を制御するために工業環境で使用可能な
いずれの形態のコンピュータプロセッサであってもよい。
【００２４】
制御装置２９０は、ハードディスクドライブなどのメモリ２９２に格納されたシステム
制御ソフトウェアを実行する。また、制御装置は、アナログ及びデジタル入力／出力ボー
ド、インターフェースボード及びステッピングモータ・コントローラボードを含む場合が
ある。一般に、光学及び／又は磁気センサを用いて、可動式機械アセンブリを移動させた
り位置を求めたりする。ＣＰＵ２９４に連結されたメモリ２９２、ソフトウェア又は他の
コンピュータ可読性媒体は、容易に入手可能な１つ以上の記憶装置であってよい（ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、ＣＤ、
フロッピー（商標名）ディスク又はその他のいずれの形式の記憶記憶格納用のローカル又
はリモートデジタルストレージ等）。サポート回路２９６は、慣用のやり方でＣＰＵ２９
４をサポートするためにＣＰＵ２９４に連結される。これらの回路はキャッシュ、電源、
クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。
【００２５】
制御装置２９０を用いて、堆積温度、基板支持体の加熱及び／又は基板の冷却を含め、
システム上に配置される温度の制御を行うことができる。制御装置２９０は、処理チャン
バ２０２によって行われる処理／堆積時間、プラズマに点火するタイミング、処理チャン
バ内において温度制御を維持する等の制御にも用いられる。
【００２６】
（処理チャンバの基板支持アセンブリ）
基板支持アセンブリ２３８は軸２４２に連結され且つ（図示されるような）上昇処理位
置と基板搬送時の下降位置との間で基板支持アセンブリ２３８の移動を行う昇降システム
（図示せず）に接続されている。また、軸２４２は、基板支持アセンブリ２３８と処理チ
ャンバ２０２の他の構成要素とをつなぐ導線や熱電対リード線の導管となる。蛇腹部２４
６は基板支持アセンブリ２３８に連結されており、処理容積２１２と処理チャンバ２０２
の外部大気との間を真空シールし且つ基板支持アセンブリ２３８の垂直運動を円滑にして
いる。
【００２７】
一般に、処理中、基板支持アセンブリ２３８の昇降システムを調節して、基板２４０と
ガス分配板アセンブリ２１８との間の間隔を最適化（約４００ミリ以上）する。間隔調節
機能により、大型基板の面全体に必要とされる膜均一性を維持しつつ、多様な堆積条件に
合わせて処理を最適化することが可能となる。本考案が有益となるように適合され得る基
板支持アセンブリは、１９９８年１２月１日にホワイト（Ｗｈｉｔｅ）らに発行された、
本考案の譲受人に譲渡された米国特許第５８４４２０５号及びサジョト（Ｓａｊｏｔｏ）
らに２０００年３月７日に発行された米国特許第６０３５１０１号に記載されており、こ
れらの文献は全て引用によりその全体が本願に組み込まれる。
【００２８】
基板支持アセンブリ２３８は伝導体２２４を含み、この伝導体は、基板を処理する間、
処理容積２１２内において、その上にて基板２４０を支持する基板支持表面２３４を有し
ている。伝導体２２４は、熱伝導性を付与する金属又は合金材料から形成することが可能
である。一実施形態において、伝導体２２４は、アルミニウム材料から形成される。しか
しながら、他の適した材料も使用可能である。
【００２９】
基板支持アセンブリ２３８は、基板処理中に、基板支持表面２３４上に配置された基板
２４０を取り囲むシャドーフレーム２４８を更に支持している。一般に、シャドーフレー
ム２４８により、基板２４０及び基板支持アセンブリ２３８の縁部への材料の堆積が防止
されるため、基板２４０が基板支持アセンブリ２３８に固着することがない。一般に、基
板支持アセンブリ２３８が下の非処理位置（図示せず）に在る場合、シャドーフレーム２
４８は、チャンバ本体部の内壁部に沿って位置決めされている。図１に図示されるように
、基板支持アセンブリ２３８が上の処理位置にある場合、シャドーフレーム２４８に刻ま
れた１つ以上の位置合わせ溝と１つ以上の位置合わせピン２７２とを一致させることによ
り、シャドーフレーム２４８を基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４に係合させ且つ
整列させることが可能である。１つ以上の位置合わせピン２７２は、伝導体１２４の外周
の上又はその付近に位置された１つ以上の位置合わせピン穴３０４を貫通するように適合
されている。任意で、１つ以上の位置合わせピン２７２を支持ピン板２５４により支持し
、基板のローディング中及びアンローディング時に伝導体２２４と共に移動可能にしても
よい。
【００３０】
基板支持アセンブリ２３８には、複数の基板支持ピン２５０が納まる複数の基板支持ピ
ン穴２２８が貫通して形成されている。基板支持ピン２５０は、典型的には、セラミック
又は陽極酸化アルミニウムから構成される。基板支持ピン２５０を、支持ピン板２５４に
より基板支持アセンブリ２３８に対して作動させて支持表面２３０から突出させ、基板を
基板支持アセンブリ２３８に対して離間関係でもって載置することができる。或いは、昇
降板はなくてもよく、基板支持アセンブリ２３８が下降された際に、処理チャンバ２０２
の底部２０８により基板支持ピン２５０を突出させることが可能である。
【００３１】
温度制御される基板支持アセンブリ２３８は、１つ以上の電源２７４に連結された１つ
以上の電極及び／又は加熱要素２３２も含んでいてよく、これらは基板支持アセンブリ２
３８及びその上に位置決めされた基板２４０とを所定の温度範囲にまで制御しながら加熱
する。典型的には、ＣＶＤ法において、１つ以上の加熱要素２３２は、基板２４０を、基
板上に堆積される材料についての堆積処理パラメータに応じて、少なくとも室温より高い
均一な温度（約６０℃以上等）、典型的には約８０℃〜少なくとも約４６０℃に維持する
。一実施形態において、１つ以上の加熱要素１２２は、伝導体２２４内に埋設されている
。
【００３２】
図２Ａ〜２Ｂは、伝導体２２４の全体に亘って配置された１つ以上の加熱要素２３２の
平面図である。一実施形態において、加熱要素２３２は、基板支持アセンブリ２３８の内
側及び外側溝領域に沿って走る外側加熱要素２３２Ａと内側加熱要素２３２Ｂとを含む。
外側加熱要素２３２Ａは、軸２４２を通って伝導体２２４内に進入し、伝導体２２４の外
周を１つ以上の外側ループとして取り巻き、軸２４２から外に出てよい。同様に、内側加
熱要素２３２Ｂは、軸２４２を通って伝導体２２４内に進入し、伝導体２２４の中央領域
を１つ以上の内側ループとして取り巻き、軸２４２から外に出てよい。
【００３３】
図２Ａ及び２Ｂに図示されるように、内側加熱要素２３２Ｂ及び外側加熱要素２３２Ａ
は、長さと、基板支持アセンブリ２３８の部位に関しての位置だけが異なる以外は構成が
同じであってよい。内側加熱要素２３２Ｂ及び外側加熱要素２３２Ａを基板支持アセンブ
リ内部に１つ以上の加熱管として形成し、端部を軸２４２の中空芯部内に適切に配置して
もよい。各加熱要素及び加熱管は、その中に埋設された導体リード線又は発熱コイルを含
んでいてよい。加えて、他の加熱要素、加熱線パターン又は構成を用いることも可能であ
る。例えば、１つ以上の加熱要素２３２を、伝導体２２４の裏側に位置決めする又は固締
板により伝導体２２４に固締することが可能である。１つ以上の加熱要素２３２は、約８
０℃以上の既定の温度にまで、抵抗加熱され得る又は他の加熱手段により抵抗加熱され得
る。
【００３４】
加えて、内側加熱要素２３２Ｂと外側加熱要素２３２Ａの伝導体２２４における設置経
路は、図２Ａに図示されるように、多少なりとも平行に近い２重ループにすることが可能
である。或いは、内側加熱要素２３２Ｂを、図２Ｂに図示されるように、板状構造体の表
面を多少なりとも均等に覆う葉状ループにすることが可能である。この二重ループパター
ンにより、伝導体２２４全体に亘って軸を中心としたほぼ対称的な温度分布が得られる一
方、表面縁部での熱損失が大きくなる。通常、１つ以上の熱電対３３０を基板支持アセン
ブリ２３８内で用いることが可能である。一実施形態においては、伝導体２２４の中央領
域に１つと外周に１つといったように、２つの熱電対を用いる。別の実施形態においては
、伝導体２２４の中央からその４つの角部へと延びる４つの熱電対を用いる。
【００３５】
図示されるように、ディスプレイに使用するための伝導体２２４は、正方形又は長方形
であってよい。ガラスパネル等の基板２４０を支持するための基板支持アセンブリ２３８
の例示的な寸法は、幅約３０インチ及び長さ約３６インチである。しかしながら、本考案
の板状構造のサイズは限定的なものではなく、本考案は円形又は多角形等の他の形状も含
む。一実施形態において、伝導体２２４の形状は、幅約２６．２６インチ、長さ約３２．
２６インチ以上の長方形であり、サイズ約５７０ｍｍｘ７２０ｍｍ以上の、フラットパネ
ルディスプレイ用のガラス基板の処理が可能である。別の実施形態において、伝導体２２
４は、幅が例えば約８０インチ〜１００インチ、長さが例えば約８０インチ〜約１２０イ
ンチの長方形である。一例として挙げると、幅約９５インチｘ長さ約１０８インチの長方
形の伝導体を、例えばサイズ約２２００ｍｍｘ２６００ｍｍ以上のガラス基板の処理に用
いることが可能である。一実施形態において、伝導体２２４は、基板２４０の形状に沿っ
たものであり、その寸法は基板２４０より大きく、基板２４０の領域を取り囲む。別の実
施形態において、伝導体２２４は、寸法及びサイズにおいて基板２４０より若干小さいが
、依然として基板２４０に沿った形状である。
【００３６】
基板支持アセンブリ２３８は、基板２４０を保持する及び整列させるための追加の機構
を含んでいてよい。例えば、伝導体２２４は、伝導体を貫通し且つ基板２４０を伝導体２
２４の上方に若干の距離をあけて支持するように適合された複数の基板支持ピン２５０の
ための、１つ以上の基板支持ピン穴２２８を含む。基板支持ピン２５０を基板２４０の周
縁近くに位置決めし、搬送ロボット又は処理チャンバ２０２の外に配置された他の搬送機
構により、搬送ロボットの動きを妨げることなく、基板２４０の載置又は除去を円滑に進
めることが可能である。一実施形態において、基板支持ピン２５０を絶縁材料（とりわけ
セラミック材料、陽極酸化アルミニウム材料等）から形成して、基板処理中の電気絶縁性
をもたらしつつ、依然として熱伝導性とすることが可能である。基板をローディング又は
アンローディングする際に、基板支持ピン２５０が基板支持アセンブリ２３８内で動いて
基板２４０を持ち上げるように、任意で、基板支持ピン２５０を、支持ピン板２５４によ
り支持してもよい。或いは、基板支持ピン２５０をチャンバ底部に固定し、伝導体２２４
を垂直方向に移動させることで基板支持ピン２５０が伝導体内を通過するようにしてもよ
い。
【００３７】
別の実施形態において、加熱要素１３２の少なくとも１つの外側ループつまり外側加熱
要素２３２Ａは、基板２４０が伝導体２２４の基板支持表面２３４上に載置された際に、
基板２４０の外周に揃うように構成されている。例えば、伝導体２２４の寸法が基板２４
０の寸法より大きい場合、外側加熱要素２３２Ａの位置は、伝導体２２４上の１つ以上の
ピン穴（例えば、基板支持ピン穴２５０又は位置合わせピン穴３０４）の位置を妨害する
ことなく、基板２４０の外周を取り囲むように構成される。
【００３８】
図２Ａ及び２Ｂに図示されるように、本考案の一実施形態において、外側加熱要素２３
２Ａは、１つ以上の基板支持ピン穴２２８の周囲に、伝導体２２４の中心からかなり離れ
て位置決めされており、１つ以上の基板支持ピン穴２２８の位置、従って基板２４０の縁
部を支持するための基板支持ピン２５０の位置を妨げていない。更に、本考案の別の実施
形態において、外側加熱要素２３２Ａは、１つ以上の基板支持ピン穴２２８と伝導体２２
４の外縁との間に位置決めされており、基板２４０の縁部及び周囲までを加熱する。
【００３９】
（基板支持アセンブリの冷却構造）
上述したように、大面積基板の基板処理中、大面積基板の温度を調節する及び維持する
にあたっては問題が生じる。従って、均一な温度プロファイルを達成するためには、加熱
に加えて、基板の冷却が更に必要となる場合がある。本考案の１つ以上の態様において、
基板支持アセンブリ２３８は、伝導体２２４に埋設された冷却構造３１０を更に含み得る
。
【００４０】
図３Ａ〜３Ｆは、基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４内の冷却構造３１０の例示
的な構成を図示している。冷却構造３１０は、温度制御を維持し、基板処理中に起こり得
る温度ムラ（ＲＦプラズマを処理チャンバ２０２内で発生させた際の温度上昇又は急上昇
）を補正するように構成された１つ以上の冷却チャネルを含む。例えば、基板２４０の左
側を冷却するように構成された１つの冷却チャネルと、基板の右側を冷却するように構成
された別の冷却チャネルが在る。冷却構造３１０は、１つ以上の電源３７４に連結するこ
とが可能であり、基板処理中に、基板の温度を効率的に調節するように構成されている。
【００４１】
一実施形態において、冷却チャネルは伝導体２２４内に埋設されており、１つ以上の加
熱要素と同一平面上にくるように構成されている。別の実施形態において、各冷却チャネ
ルは、２つ以上の冷却路に分岐されている。例えば、図３Ａ〜３Ｆに図示されるように、
各冷却チャネルは、基板支持表面２３４の冷却が全領域に亘るように適合された冷却路３
１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを含む。加えて、熱伝導体内に埋設された冷却路３１０Ａ、
３１０Ｂ、３１０Ｃは、互いに同一平面上に在ってよい。更に、冷却路３１０Ａ、３１０
Ｂ、３１０Ｃは、加熱要素１３２Ａ、１３２Ｂと同じ面の近傍付近にくるように製造する
ことができる。
【００４２】
冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの形状は、図３Ａ〜３Ｆに例示的に図示されるよ
うに、様々に適合させることが可能である。全体として、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３
１０Ｃは、螺旋、ループ、曲線、蛇行及び／又は直線形状に構成することができる。例え
ば、冷却路３１０Ａは外側加熱要素により近く、冷却路３１０Ｃは内側加熱要素により近
い曲線形状であり、冷却路３１０Ｂは、冷却路３１０Ａと冷却路３１０Ｂとの間でループ
を描く。
【００４３】
一実施形態において、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを、図３Ａ〜３Ｅに例示的
に図示されているように、単一の流入口（例えば、流入口３１２）から単一の流出口（例
えば、流出口３１４）へと延ばし、軸２４２から出して軸２４２に戻すことが可能である
。しかしながら、流入口３１２及び流出口３１４の位置に制限はなく、伝導体２２４及び
／又は軸２４２内の場合もある。例えば、図３Ｆに例示的に図示されるように、１つ以上
の流入口及び１つ以上の流出口を用いて、冷却チャネルを１つ以上の冷却路３１０Ａ、３
１０Ｂ、３１０Ｃに分岐させることも可能である。従って、本考案の一実施形態において
は、複数の冷却路を単一の流入口及び単一の流出口に集中させることにより、複数の冷却
路の存在下における一点冷却制御を行う。例えば、同じ流入口・流出口を共有する分岐冷
却路は、単純なオン／オフ制御によって制御することが可能である。加えて、分岐冷却路
は、図に描かれるように、左右対称の２つの群に分けることが可能である。結果として、
このように設計された冷却路は、冷却構造内における冷却流体の圧力、流体流量、流体抵
抗のより良好な制御をもたらす。一実施形態においては、冷却流体を、冷却路内に、制御
された同一圧力、同一距離に亘って及び／又は同一抵抗にて流す。
【００４４】
別の実施形態において、各冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの全長（Ｌ）は互いに
同じであるため、冷却流体が流れる総距離は同じとなる（Ｌ１＝Ｌ２・・・・ＬＮ）。加
えて、本考案の一実施形態において、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの内部を流れ
る冷却流体は、同一流量となるように構成される。従って、１つ以上の冷却路３１０Ａ、
３１０Ｂ、３１０Ｃの構造及びパターンにより、図３Ａ〜３Ｆに例示されるように、基板
支持アセンブリ２３８の基板支持表面２３４の全領域に亘って、冷却流体は同じ分布及び
同じ抵抗でもって送られる。
【００４５】
冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの直径に制限はなく、約１ｍｍ〜約１５ｍｍ等の
いずれの適切な直径であってもよい（例えば、９ｍｍ）。冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３
１０Ｃの構造は、内側加熱要素２３２Ｂと外側加熱要素２３２Ａとの間に割り当てられた
、例えば、溝、チャネル、凸部、凹部等である。冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを
伝導体２２４の高温領域又は高温ゾーンに比較的近い位置に設けることにより、基板支持
アセンブリの全体的な温度均一性を改善することが考えられる。
【００４６】
図３Ｆに図示されるように、代替の実施形態において、基板支持表面を所望の温度設定
点にまで冷却する及び／又は加熱すること並びに基板の温度を調節することは、熱伝導体
内に埋設された１つ以上の冷却／加熱チャネルによって行うことが可能である。例えば、
流体を、流体再循環ユニットにより要望に応じて加熱し及び／又は冷却し、この加熱／冷
却された流体を１つ以上のチャネル内に流すことで基板支持表面を加熱する及び／又は冷
却する。加えて、流体再循環ユニットを熱伝導体の外部に設置し、１つ以上のチャネルと
接続し、この１つ以上のチャネル内を流れる流体の温度を所望の温度設定点に調節するこ
とが可能である。
【００４７】
一実施形態において、１つ以上のチャネルと流体再循環ユニットとの間を流れる流体は
、例えば、熱せられたオイル、熱水、冷却されたオイル、冷水、熱せられたガス、冷ガス
及びこれらの組み合わせである。望ましい温度設定点は様々であり、例えば、約８０℃以
上（約１００℃〜約２００℃等）である。
【００４８】
別の実施形態において、流体再循環ユニットは、流体を加熱し及び／又は冷却し、流体
の温度を望ましい温度設定点にまで調節するために設置された温度制御ユニットを含んで
いる。温度制御ユニット内において望ましい温度設定点にまで加熱される及び／又は冷却
される流体は、基板支持アセンブリの熱伝導体内に埋設された１つ以上のチャネルに再循
環させることが可能である。別の実施形態において、熱伝導体内に埋設された１つ以上の
冷却／加熱チャネルは、様々に異なる長さ又は同じ長さでもって、基板支持表面の全領域
の加熱及び／又は冷却を担っている。更に別の実施形態において、１つ以上のチャネルの
それぞれは、基板支持表面の全領域が加熱される及び冷却されるように適合された２つ以
上の分岐路を更に含む。
【００４９】
図４は、同一平面上にくるように構成された冷却構造３１０と加熱要素とを有する基板
支持アセンブリの例示的な一実施形態である。例えば、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１
０Ｃを加熱要素の高さに合わせることにより（同一平面Ａの近くに形成する等）、基板処
理中の良好な温度制御を保つ。
【００５０】
冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、熱伝導体内にチャネル及び流路を形成するた
めの、当該分野において既知の技法によって形成することが可能である。例えば、冷却構
造３１０及び／又は冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、溝を備えた２枚の伝導板を
対応する位置で合わせて鍛造することにより形成することが可能であり、チャネル及び流
路は、合わせた溝部から形成される。熱伝導体内に冷却チャネル及び流路が形成されたら
、これらを封止してより良好な熱伝導性を確保し、冷却流体の漏れを防止する。
【００５１】
加熱要素、冷却チャネル及び冷却路を形成するための他の技法（溶接、鍛接、摩擦攪拌
溶接、爆着、電子ビーム溶接、磨削等）も使用可能である。本考案の別の実施形態におい
ては、伝導体２２４の製作中、溝、凹部、チャネル及び流路の部位をその表面上に備えた
２枚の伝導板を、静水圧圧縮（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）により圧
縮又は締め固めると、加熱要素、冷却チャネル及び冷却路が、均等に締め固められる形で
形成される。加えて、１つ以上の加熱要素並びに１つ以上の冷却チャネル及び冷却路用の
ループ、管系又はチャネルを、既知の接合技法（とりわけ溶接、サンドブラスト、高圧接
合、接着剤による接合、鍛造等）を用いて製作し、基板支持アセンブリ２３８の伝導体２
２４に接合してもよい。
【００５２】
冷却構造３１０及び冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、伝導体２２４と同じ材料
（アルミニウム材料等）から形成することが可能である。或いは、冷却構造３１０及び冷
却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを、伝導体２２４とは異なる材料から形成することが
可能である。例えば、冷却構造３１０及び冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、熱伝
導性を付与する金属又は合金材料から形成される。別の実施形態において、冷却チャネル
１３６は、ステンレススチール材料から形成される。しかしながら、他の適した材料又は
構成も用いることが可能である。
【００５３】
冷却構造及び／又は冷却路に流す冷却流体には、以下に限定されるものではないが、清
浄な乾燥空気、圧縮空気、ガス状材料、ガス、水、冷却液、液体、冷却オイル及び他の適
した冷却ガス又は液体材料が含まれる。好ましくは、ガス状材料を用いる。適したガス状
材料には、清浄な乾燥空気、圧縮空気、濾過空気、窒素ガス、水素ガス、不活性ガス（例
えば、アルゴンガス、ヘリウムガス等）及び他のガスが含まれる。例え冷却水を使用する
ほうが都合がよくとも、１つ以上の冷却チャネル及び冷却路にガス状材料を流すほうが冷
却水を流すよりも有益であるが、これは、ガス状材料だとより広い温度範囲に亘って冷却
能を得ることができ、水漏れが処理基板上に堆積される膜の質やチャンバ構成要素に影響
を及ぼす恐れがないからである。例えば、約１０℃〜約２５℃のガス状材料等の冷却流体
を１つ以上の冷却チャネル及び冷却路に流すことにより、室温〜約２００℃又はそれを越
える高温に亘っての冷却制御を行うことができるが、冷却水は、通常、約２０℃〜約１０
０℃で用いられる。
【００５４】
基板処理中に基板の冷却調節を行うための、冷却構造３１０に連結された１つ以上の電
源３７４に加え、他の制御装置（流体流量制御装置等）も用いて、冷却構造３１０に流れ
込む様々な冷却流体又はガスの流量及び／又は圧力を制御する及び調節することが可能で
ある。他の流量制御構成要素は、１つ以上の流体流注入バルブを含んでいてよい。更に、
冷却チャネル及び冷却路に冷却流体を制御された流量にて流すことにより、基板が加熱要
素によって加熱されている基板処理中及び／又はチャンバのアイドル時間中に、冷却効率
を制御することが可能である。例えば、直径約９ｍｍの例示的な冷却チャネルの場合、約
２５ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ（約５０ｐｓｉ等）の圧力を用いて、ガス状冷却材料を流す
。従って、加熱要素と冷却構造を有する本考案の基板支持アセンブリ２３８を用いて基板
の温度を一定に保つことが可能であり、基板の広い表面領域全体に亘って均一な温度分布
が保たれる。
【００５５】
基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４の温度は、基板支持アセンブリ２３８の伝導
体２２４内に配置された１つ以上の熱電対によってモニタすることが可能である。伝導体
２２４上の基板の、軸を中心として対称である温度分布には、通常、基板支持アセンブリ
２３８の中心を面に対して垂直に通って延びる、基板支持アセンブリ２３８の軸２４２に
平行な（及びその内部に位置される）中心軸から等距離の全ての点について実質的に均一
であることを特徴とする温度パターンが観察される。
【００５６】
（基板温度の維持）
図５は、処理チャンバ内において基板の温度を制御するための一例示的な方法５００の
フロー図である。運転中、基板は、工程５１０において、処理チャンバの内の基板支持ア
センブリの基板支持表面上に位置決めされる。基板処理前及び／又は基板処理中、基板支
持アセンブリの伝導体の上にある基板支持表面の温度は、約４００℃以下の設定温度（約
８０℃〜約４００℃又は約１０℃〜約２００℃）に維持される。工程５２０において、冷
却流体、ガス又は空気を冷却構造の冷却チャネルに流す。例えば、冷却流体を、基板支持
アセンブリの伝導体内に埋設された１つ以上の冷却チャネルに一定流量で流す。一実施形
態において、冷却構造は同じ長さの２つ以上の分岐冷却路を含んでおり、この同じ長さの
分岐冷却路を流れる冷却流体の流量を一定に維持することにより、基板支持表面の領域全
体の冷却を行う。
【００５７】
基板の温度は、基板処理計画によって必要とされる様々な望ましい設定温度及び／又は
範囲に保つことが可能である。例えば、基板処理中、設定基板処理温度及びその温度につ
いて望ましい処理時間が異なる場合がある。
【００５８】
工程５３０では、本考案の一実施形態においては、加熱要素の電源並びに冷却構造及び
／又は冷却チャネルの電源を調節することにより、基板支持アセンブリの基板支持表面上
の基板の温度を、所望の温度範囲にて所望の時間に亘って維持する。例えば、加熱要素の
加熱効率は、加熱要素に接続された電源の電力を調節することにより調節可能である。別
の例として、冷却構造要素の冷却効率は、冷却構造に接続された電源の電力を調節するこ
と及び／又は冷却構造を流れる冷却流体の流量を調節することにより調節可能である。別
の例として、加熱要素及び冷却チャネル用の電源は、これらの電源のオン／オフを組み合
わせることにより調節可能である。
【００５９】
図５Ｂは、本考案の一実施形態による、処理チャンバ内において基板の温度を制御する
ための、加熱要素の電源及び冷却チャネルの電源のオン／オフ切替えの様々な組み合わせ
を示している。各組み合わせを用いて、基板処理中及び／又は非処理時間中に（プラズマ
を誘発させる時又はプラズマのエネルギーから発生した更なる熱が基板に向けられる時等
）、基板支持アセンブリの基板支持表面の温度を調節する及び維持することにより、基板
表面の温度の急上昇又は温度ムラを防止することが可能である。
【００６０】
例えば、基板処理時間中及び／又は、或いは、チャンバアイドル時間、非処理時間又は
チャンバ洗浄／保全時間中に、冷却流体を流すための電源をオンにして冷却ガスを冷却チ
ャネルに流す。加えて、加熱要素及び冷却構造用の様々な電源の出力を微調節することが
できる。
【００６１】
一実施形態においては、基板の温度を、基板の表面全体に亘って約１００℃〜約２００
℃の一定処理温度に維持する。この結果、加熱及び／又は冷却効率を調節するために、１
つ以上の制御ループが、制御装置２９０のソフトウェア設計に必要となる。運転中、基板
支持アセンブリの１つ以上の加熱要素は約１５０℃の設定温度に設定され、約１６℃又は
他の適した温度の清浄な乾燥空気又は圧縮空気であるガス状冷却材料を冷却チャネルに一
定流量で流すことにより、基板支持アセンブリの基板支持表面の温度を維持する。プラズ
マ又は追加の熱源が処理チャンバ内部の基板支持表面の上付近に存在する場合、冷却材料
を圧力約５０ｐｓｉで一定して流すと、基板支持表面の温度が常に約１５０℃、表面温度
均一性＋／−２℃に維持されることが判明した。約３００℃もの追加の熱源が存在したと
しても基板支持表面の温度に影響はなく、本考案の冷却チャネル内に注入温度約１６℃の
冷却流体を流すことにより、基板支持表面が常に約１５０℃に維持されることが判明した
。冷却後の基板支持アセンブリから流れ出た後の冷却ガスの流出温度は約１２０℃である
と判明した。従って、本考案の冷却チャネル内部流れる冷却ガスは、非常に効率的な冷却
効果を示しており、このことは、冷却ガスの流出時の温度と注入時の温度との間に１００
℃を越える差があることに反映されている。
【００６２】
表１は、（オン、オフ切替えされる）複数の電源（それぞれプラズマの点火並びに外側
ヒータ、内側ヒータ及び冷却構造の調節用）を有する基板支持アセンブリの基板支持表面
の温度の維持例を示す。冷却構造は、同じグループ内で制御される複数の冷却路（例えば
、単一の流入・流出グループから分岐したＣ１、Ｃ２・・・ＣＮ）を有していてよい。
【００６３】
【表１】
0003179605.tif 000003
【００６４】
外側ヒータを、可能な限り基板支持表面の外縁に近いところに形成して放射損失に対処
することができる。初期設定温度に到達させるには、内側ヒータが有用であるかもしれな
い。説明上、２つの加熱要素を用いているが、複数の加熱要素を用いて基板支持アセンブ
リの伝導体の温度を制御することが可能である。加えて、内側加熱要素及び外側加熱要素
は、異なる温度で作動させてもよい。一実施形態において、外側加熱要素は、内側加熱要
素の設定温度よりも高い温度で作動させられる。外側加熱要素をより高温で作動させると
外側加熱要素付近が高温領域となるため、冷却構造に連結された電源をオンにして、冷却
流体を流す。このようにして、実質的に均一な温度分布が得られる。
【００６５】
従って、１つ以上の加熱要素並びに１つ以上の冷却チャネル及び冷却路を基板支持アセ
ンブリ内に配置することにより、基板支持表面は、４００℃以下（約１００℃〜約２００
℃等）の均一な温度に維持される。例えば、二元加熱・冷却温度制御におけるように、加
熱要素の加熱効率は、電源２７４によって調節可能であり、冷却構造の冷却効率は、電源
３７４及び／又び冷却構造内を流れる冷却流体の流量により調節可能である。
【００６６】
この結果、基板支持アセンブリ及びその上に位置決めされた基板は、加減されて所望の
設定温度に維持される。本考案の基板支持アセンブリを用いると、設定温度の約＋／−５
℃以下の温度均一性を、基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４について観察すること
ができる。処理チャンバによって複数の基板が処理された後であっても、約＋／−２℃以
下の処理設定温度再現性を観察することができる。一実施形態において、基板の温度は、
約＋／−１０℃の正規化された温度ムラでもって（約＋／−５℃の温度ムラ等）、一定に
維持される。
【００６７】
加えて、ベース支持板を伝導体の下に位置決めして基板支持アセンブリ及びその上の基
板の構造的支持体とすることにより、重力及び高温によりこれらが撓むのを防止し、伝導
体と基板との間の比較的均一で再現性のある接触を確保してもよい。従って、本考案の基
板支持アセンブリ１３８内の伝導体は、大面積基板の温度を制御するための加熱及び冷却
能を備えた単純なデザインとなる。
【００６８】
一実施形態において、基板支持アセンブリ２３８は、長方形の基板を処理するように適
合されている。フラットパネルディスプレイ用の長方形の基板の表面積は通常、広く、例
えば約３００ｍｍｘ約４００ｍｍ以上（例えば、約３７０ｍｍｘ約４７０ｍｍ以上）の長
方形である。処理チャンバ２０２、伝導体２２４及び処理チャンバ１００の関連する構成
要素の寸法に制限はなく、一般に、処理チャンバ１００内で処理される基板１１２のサイ
ズ及び寸法に比例して大きくなる。例えば、幅約３７０ｍｍ〜約２１６０ｍｍ及び長さ約
４７０ｍｍｘ約２４６０ｍｍの正方形の大面積基板を処理する場合、伝導体の幅は約４３
０ｍｍｘ約２３００ｍｍ及び長さ約５２０ｍｍｘ約２６００ｍｍとなり、処理チャンバ２
０２は幅約５７０ｍｍｘ約２３６０ｍｍ及び長さ約５７０ｍｍｘ約２６６０ｍｍとなる。
別の例として、基板支持表面は、約３７０ｍｍｘ約４７０ｍｍ以上の寸法を有する。
【００６９】
フラットパネルディスプレイ用途の場合、基板が、可視スペクトルにおいて基本的に光
学的に透明な材料（例えば、ガラス又は透明プラスチック）を含んでいる場合がある。例
えば、薄膜トランジスタ用途の場合、基板は高い光透過性を有する大面積ガラス基板であ
る。しかしながら、本考案は、どのようなタイプ及びサイズの基板の処理にも同等に適用
可能である。本考案の基板は、フラットパネルディスプレイを製造する場合、円形、正方
形、長方形又は多角形が可能である。加えて、本考案は、フラットパネルディスプレイ（
ＦＰＤ）、フレキシブルディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、
フレキシブル有機発光ダイオード（ＦＯＬＥＤ）ディスプレイ、高分子発光ダイオード（
ＰＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機薄膜トランジスタ、アクテ
ィブマトリクス、パッシブマトリクス、トップエミッション型素子、ボトムエミッション
型素子、太陽電池、ソーラーパネル等の装置を製造するための基板に応用され、とりわけ
シリコンウェハ、ガラス基板、金属基板、プラスチックフィルム（例えば、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等）、プラスチックエ
ポキシフィルムのいずれについてのものであってもよい。本考案は、低温ＰＥＣＶＤ法（
基板処理中に冷却制御を行うことが望ましい、フレキシブルディスプレイ装置の製作に用
いられる技法等）に特に適している。
【００７０】
図６Ａは、記載されたような基板の上に形成可能な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）構造の
概略断面図である。一般的なＴＦＴ構造は、バックチャネルエッチ（ＢＣＥ）タイプの逆
スタガ型（つまりボトムゲート型）ＴＦＴ構造である。ＢＣＥ法では、ゲート誘電体（Ｓ
ｉＮ）、真性シリコン及びｎ＋ドープ非晶質シリコン膜を基板上に堆積する（例えば、任
意により、同じＰＥＣＶＤポンプダウンランにて）。基板１０１は、例えばガラスや透明
プラスチック等の、可視スペクトルにおいて基本的に光学的に透明な材料を含み得る。基
板１０１の形状又は寸法は様々であってよい。通常、ＴＦＴに適用する場合、基板は約５
００ｍｍ２を超える表面積のガラス基板である。
【００７１】
ゲート電極層１０２が、基板１０１上に形成される。ゲート電極層１０２は、ＴＦＴに
おいて電荷キャリアの動きを制御する導電層を含む。ゲート電極層１０２は、例えば、と
りわけアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）
又はこれらの組み合わせ等の金属を含んでいてよい。ゲート電極層１０２は、慣用の堆積
、リソグラフィ及びエッチング技法を用いて形成することができる。基板１０１とゲート
電極層１０２との間に、任意の絶縁材料が在ってもよく（例えば、二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ２）又は窒化シリコン（ＳｉＮ）等）、この絶縁材料も、本願に記載のＰＥＣＶＤシス
テムの実施形態を使用して形成することができる。次に、慣用の技法を用いてゲート電極
層１０２にリソグラフィによるパターン加工を施し、エッチングし、ゲート電極を画成す
る。
【００７２】
ゲート誘電体層１０３が、ゲート電極層１０２上に形成される。ゲート誘電体層１０３
は、本考案によるＰＥＣＶＤシステムの実施形態を使用して堆積された二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）又は窒化ケイ素（ＳｉＮ）であってよい。ゲート誘
電体層１０３は、約１００Å〜約６０００Åの範囲の厚さに形成することができる。
【００７３】
半導体層１０４が、ゲート誘電体層１０３上に形成される。半導体層１０４は、多結晶
シリコン（ポリシリコン）又は非晶質シリコン（α−Ｓｉ）を含んでいてよく、この考案
に組み込まれているＰＥＣＶＤシステムの実施形態又は当該分野において既知の他の慣用
の方法を使用して堆積することができる。半導体層１０４は、約１００Å〜約３０００Å
の範囲の厚さに堆積することができる。
【００７４】
ドープ半導体層１０５が、半導体層１０４上に形成される。ドープ半導体層１０５は、
ｎ型（ｎ＋）又はｐ型（ｐ＋）ドープ多結晶（ポリシリコン）又は非晶質シリコン（α−
Ｓｉ）を含んでいてよく、この考案に組み込まれているＰＥＣＶＤシステムの実施形態又
は当該分野において既知の他の慣用の方法を使用して堆積することができる。ドープ半導
体層１０５は、約１００Å〜約３０００Åの範囲内の厚さに堆積することができる。ドー
プ半導体層１０５の一例は、ｎ＋ドープα−Ｓｉ膜である。半導体層１０４及びドープ半
導体層１０５を、慣用の技法を用いてリソグラフィパターン加工し、エッチングすること
により、蓄電キャパシタ誘電体としての役割も果たすゲート誘電絶縁体上にこれら２つの
膜のメサを画成する。ドープ半導体層１０５は、半導体層１０４の一部と直接接触し、半
導体接合部を形成する。
【００７５】
次に導電層１０６が、露出した表面上に堆積される。導電層１０６は、例えば、とりわ
けアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、
タンタル（Ｔａ）及びこれらの組み合わせ等の金属を含み得る。導電層１０６は慣用の堆
積技法を用いて形成することができる。導電層１０６とドープ半導体層１０５の双方にリ
ソグラフィパターン加工を施すことにより、ＴＦＴのソース及びドレインコンタクトを画
成することができる。
【００７６】
その後、パッシベーション層１０７を堆積してよい。パッシベーション層１０７は、露
出面をぴったりと被覆する。パッシベーション層１０７は一般に絶縁体であり、例えば二
酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又は窒化ケイ素（ＳｉＮ）を含む。パッシベーション層１０７は
、例えばＰＥＣＶＤ又は当該分野において既知である他の慣用の方法を用いて形成される
。パッシベーション層１０７は、約１０００Å〜約５０００Åの範囲の厚さに堆積するこ
とができる。次に、パッシベーション層１０７に、慣用の技法を用いてリソグラフィパタ
ーン加工及びエッチングを施し、パッシベーション層にコンタクトホールを開ける。
【００７７】
次に、透明導電層１０８を堆積し、パターン加工を施し、導電層１０６と接触させる。
透明導電層１０８は、可視スペクトルにおいて基本的に光学的に透明であり且つ導電性で
ある材料を含む。透明導電層１０８は、例えば、とりわけインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ
）又は酸化亜鉛を含む。透明導電層１０８のパターン形成は、慣用のリソグラフィ技法及
びエッチング技法によって達成される。液晶ディスプレイ（又はフラットパネル）に使用
されているドープ又は非ドープ（真性）非晶質シリコン（α−Ｓｉ）、二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）及び窒化ケイ素（ＳｉＮ）の膜は全て、この考案に
組み込まれているプラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムの実施形態を使用して堆
積することができる。
【００７８】
図６Ｂは、本考案の一実施形態による、記載の基板上に形成可能なケイ素系薄膜太陽電
池６００の例示的な断面図である。基板６０１が使用され、基板は、可視スペクトルにお
いて基本的に光学的に透明である材料（例えば、ガラス又は透明プラスチック等）を含み
得る。基板６０１の形状又は寸法は様々であってよい。基板６０１は、適した他の材料の
中でもとりわけ金属、プラスチック、有機材料、シリコン、ガラス、石英又は高分子の薄
いシートである。基板６０１は、約１ｍ２を越える（約５００ｍｍ２を越える等）の表面
積を有し得る。例えば、太陽電池製作に適した基板６０１は、約２ｍ２を越える表面積を
有するガラス基板である。
【００７９】
図６Ｂに図示されるように、透過伝導性酸化物層６０２を、基板６０１上に堆積するこ
とができる。任意の誘電体層（図示せず）を、基板６０１と透過伝導性酸化物層６０２と
の間に配置してもよい。例えば、任意の誘電体層はＳｉＯＮ又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）
層である。透過伝導性酸化物層６０２は、以下に限定されるものではないが、酸化スズ（
ＳｎＯ２）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はこれらの組み合
わせから成る群から選択される少なくとも１つの酸化物層を含んでいてよい。透過伝導性
酸化物層６０２は、本願に記載されるように、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法又は他の適切な堆積法
によって堆積することができる。例えば、透過伝導性酸化物層６０２は、既定の膜特性で
もって反応性スパッタ堆積法によって堆積される。基板温度は約１５０℃〜約３５０℃に
制御される。詳細な処理要件及び膜特性要件は、リー（Ｌｉ）らによって２００６年１２
月２１日に出願された米国特許出願第１１／６１４４６１号「Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｓｐｕ
ｔｔｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔ
ｉｖｅ  Ｆｉｌｍ（透明導電膜の反応性スパッタ蒸着）」に詳細に開示されており、参照
により本願に組み込まれる。
【００８０】
光電変換ユニット６１４は、基板６０１の表面上に形成することが可能である。光電変
換ユニット６１４は、典型的には、ｐ型半導体層６０４、ｎ型半導体層６０８及び光電変
換層としての真性型（ｉ型）半導体層６０６を含む。ｐ型半導体層６０４、ｎ型半導体層
６０８及び真性型（ｉ型）半導体層６０６は、厚さ約５ｎｍ〜約５０ｎｍの、非晶質シリ
コン（ａ−Ｓｉ）、多結晶シリコン（ポリＳｉ）及び微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）等の
材料を含み得る。
【００８１】
一実施形態において、ｐ型半導体層６０４、真性型（ｉ型）半導体層６０６及びｎ型半
導体層６０８は、本願に記載の方法及び装置により堆積することができる。堆積処理中の
基板温度は、既定の範囲に維持される。一実施形態においては、基板温度を約４５０℃未
満に維持することにより、低融点の基板（アルカリガラス、プラスチック及び金属等）の
利用が可能になる。別の実施形態において、処理チャンバ内の基板温度は、約１００℃〜
約４５０℃の範囲に維持される。更に別の実施形態において、基板温度は約１５０℃〜約
４００℃（３５０℃等）の範囲に維持される。
【００８２】
処理中、ガス混合物を処理チャンバ内に流してＲＦプラズマの形成に用い、例えばｐ型
微結晶シリコン層を堆積する。一実施形態において、ガス混合物は、シラン系ガス、グル
ープＩＩＩドープガス及び水素ガス（Ｈ２）を含む。シラン系ガスの適切な例には、以下
に限定されるものではないが、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フ
ッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）及びジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃ
ｌ２）等が含まれる。グループＩＩＩドープガスは、ホウ酸トリメチル（ＴＭＢ）、ジボ
ラン（Ｂ２Ｈ６）、ＢＦ３、Ｂ（Ｃ２Ｈ５）３、ＢＨ３及びＢ（ＣＨ３）３から成る群か
ら選択されるホウ素含有ガスであってよい。シラン系ガス、グループＩＩＩドープガス及
びＨ２ガス間の供給ガス比を維持することにより、ガス混合物の反応挙動を制御し、ｐ型
微結晶シリコン層に形成される結晶とドーパントの濃度を望ましい割合にする。一実施形
態において、シラン系ガスはＳｉＨ４であり、グループＩＩＩドープガスはＢ（ＣＨ３）
３である。ＳｉＨ４ガスは、１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２０ｓｃｃｍ／Ｌである。Ｈ２ガスは、
流量約５ｓｃｃｍ／Ｌ〜５００ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。Ｂ（ＣＨ３）３は、流量約０
．００１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約０．０５ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。処理圧は、約１Ｔｏｒｒ
〜約２０Ｔｏｒｒ（例えば、約３Ｔｏｒｒより高い等）にて維持される。約１５ミリワッ
ト／ｃｍ２〜約２００ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力をシャワーヘッドに供給する。
【００８３】
任意で、処理チャンバ２０２に供給されるガス混合物に、１つ以上の不活性ガスを含め
てもよい。不活性ガスは、以下に限定されるものではないが、希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ
等）を含み得る。不活性ガスは、処理チャンバ２０２に、流量約０ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２０
０ｓｃｃｍ／Ｌで供給することができる。１ｍ２より大きい上表面積を有する基板の場合
の処理間隔は、約４００ミリ〜約１２００ミリ、例えば、約４００ミリ〜約８００ミリ（
５００ミリ等）に制御される。
【００８４】
ｉ型半導体層６０６は、改善された光電変換効率を有する膜特性を付与する、制御され
た処理条件下において堆積された非ドープ・シリコン系膜が可能である、。一実施形態に
おいて、ｉ型半導体層は、ｉ型多結晶シリコン（ポリＳｉ）、ｉ型微結晶シリコン（μｃ
−Ｓｉ）又はｉ型非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ）を含み得る。一実施形態において、例え
ばｉ型非晶質シリコン膜を堆積するための基板温度は、約４００℃未満、例えば約１５０
℃〜約４００℃の範囲（２００℃等）に維持される。詳細な処理要件及び膜特性要件は、
チェ（Ｃｈｏｉ）らにより２００６年６月２３日に出願された米国特許出願第１１／４２
６１２７号「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎ
ｇ  ａ  Ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｆｉｌｍ  Ｆｏｒ  Ｐｈ
ｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ（光起電装置用微結晶シリコン膜を堆積するための
方法及び装置）」に詳細に開示されており、参照により本願に組み込まれる。ｉ型非晶質
シリコン膜は、本願に記載されるような方法及び装置、例えば、水素ガスのシランガスに
対する比が約２０：１以下のガス混合物を供給することにより堆積することができる。シ
ランガスは、流量約０．５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約７ｓｃｃｍ／Ｌで供給することができる。水
素ガスは、流量約５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約６０ｓｃｃｍ／Ｌで供給することができる。１５ミ
リワット／ｃｍ２〜約２５０ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力をシャワーヘッドに給電する
ことができる。チャンバの圧力は、約０．１Ｔｏｒｒ〜２０Ｔｏｒｒ（約０．５Ｔｏｒｒ
〜約５Ｔｏｒｒ等）に維持することができる。真性型非晶質シリコン層の堆積速度は、約
１００Å／分以上であってよい。
【００８５】
ｎ型半導体層６０８は、例えば、ｉ型及びｎ型半導体層と同じ又は異なる処理チャンバ
において堆積された非晶質シリコン層である。例えば、グループＶの元素を選択して半導
体層にドープし、ｎ型層とする。一実施形態において、ｎ型半導体層６０８は、非晶質シ
リコン膜（ａ−Ｓｉ）、多結晶膜（ポリＳｉ）及び微結晶膜（μｃ−Ｓｉ）によって、厚
さ約５ｎｍ〜約５０ｎｍで形成される。例えば、ｎ型半導体層６０８は燐ドープ非晶質シ
リコンを含む。
【００８６】
処理中、ガス混合物を処理チャンバ内に流してＲＦプラズマの形成に用い、ｎ型非晶質
シリコン層６０８を堆積する。一実施形態において、ガス混合物は、シラン系ガス、グル
ープＶドープガス及び水素ガス（Ｈ２）を含む。シラン系ガスの適切な例には、以下に限
定されるものではないが、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化
ケイ素（ＳｉＦ４）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）及びジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２
）等が含まれる。グループＶドープガスは、ＰＨ３、Ｐ２Ｈ５、ＰＯ３、ＰＦ３、ＰＦ５
及びＰＣｌ３から成る群から選択される燐含有ガスであってよい。シラン系ガス、グルー
プＶドープガス及びＨ２ガス間の供給ガス比を維持することにより、ガス混合物の反応挙
動を制御し、ｎ型非晶質層６０８内において形成されるドーパント濃度を所望のものとす
る。一実施形態において、シラン系ガスはＳｉＨ４であり、グループＶドープガスはＰＨ
３である。ＳｉＨ４ガスは、流量１ｓｃｃｍ／Ｌ及び約１０ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。
Ｈ２ガスは、流量約４ｓｃｃｍ／Ｌ〜約５０ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。ＰＨ３は、流量
約０．０００５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約０．００７５ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。つまり、ホス
フィンを０．５モル％又は体積％濃度でキャリアガス（Ｈ２ガス等）に供給する場合、ド
ーパント／キャリアガス混合物は流量約０．１ｓｃｃｍ／Ｌから約１．５ｓｃｃｍ／Ｌに
て供給される。約１５ミリワット／ｃｍ２〜約２５０ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力をシ
ャワーヘッドに給電することができる。チャンバの圧力は、約０．１Ｔｏｒｒ〜約２０Ｔ
ｏｒｒ、好ましくは約０．５Ｔｏｒｒ〜約４Ｔｏｒｒに維持することができる。ｎ型非晶
質シリコンバッファ層の堆積速度は、約２００Å／分以上であってよい。
【００８７】
任意で、処理チャンバ２０２に供給されるガス混合物に、１つ以上の不活性ガスを含め
てもよい。不活性ガスは、以下に限定されるものではないが、希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ
等）を含み得る。不活性ガスは、処理チャンバ２０２に、流量約０ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２０
０ｓｃｃｍ／Ｌで供給することができる。一実施形態において、１ｍ２より大きい上表面
積を有する基板の場合の処理間隔は、約４００ミリ〜約１２００ミリ、例えば、約４００
ミリ〜約８００ミリ（５００ミリ等）に制御される。
【００８８】
一実施形態において、ｎ型非晶質層を堆積するために制御された基板温度は、ｐ型非晶
質層及びｉ型非晶質層を堆積するための温度よりも低い温度に制御される。ｉ型非晶質層
は、所望の結晶体積及び膜特性でもって基板上に堆積されているため、ｎ型非晶質層の堆
積に比較的低い処理温度を用いることにより、その下のシリコン層への熱損傷と結晶の再
構築を防止する。一実施形態において、基板温度は約３５０℃未満に制御される。別の実
施形態において、基板温度は、約１５０℃〜約２５０℃等の約１００℃〜約３００℃（例
えば、約２００℃）に制御される。
【００８９】
背面電極６１６は、光電変換ユニット６１４上に配置することができる。一実施形態に
おいて、背面電極６１６は、透過伝導性酸化物層６１０と導電層６１２を含む積層膜によ
って形成することができる。透過伝導性酸化物層６１０は、透過伝導性酸化物層６０２と
同様の材料から形成してもよい。透過伝導性酸化物層６１０に適した材料は、以下に限定
されるものではないが、スズ酸化物（ＳｎＯ２）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）又はこれらの組み合わせを含む。導電層６１２は、以下に限定されるも
のではないが、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ並びにこれらの組み合わせ及
び合金を含めた金属材料を含み得る。透過伝導性酸化物層６１０及び導電層６１２は、Ｃ
ＶＤ法、ＰＶＤ法又は他の適した堆積法によって堆積することができる。
【００９０】
透過伝導性酸化物層６１０は光電変換ユニット６１４上に堆積されるため、比較的低い
処理温度を用いることにより、光電変換ユニット６１４内のシリコン含有層への熱損傷及
び望ましくない結晶再構築を防止する。一実施形態において、基板温度は約１５０℃〜約
３００℃（約２００℃〜約２５０℃等）に制御される。或いは、本願に記載されるような
光起電装置又は太陽電池において、堆積を逆の順番で行ってもよい。例えば、光電変換ユ
ニット６１４を形成する前に、背面電極６１６を最初に基板６０１上に堆積する。
【００９１】
図６Ｂの実施形態は、基板６０１上に形成された単一接合光電変換ユニットについての
ものであるが、異なる数の光電変換ユニット（例えば、２つ以上）を光電変換ユニット６
１４上に形成して、異なる処理要件とデバイス性能を満たしてもよい。
【００９２】
運転中、太陽電池には環境から光（例えば、太陽光又は他の光子）が供給され、光電変
換ユニット６１４は光エネルギーを吸収すると、光電変換ユニット６１４内に形成された
ｐｉｎ接合を介して光エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気又はエネルギーを発生
させる。
【００９３】
本考案の開示を組み込んだ好ましい実施形態の幾つかを図示し、詳細に説明してきたが
、当業者ならば、これらの開示を取り入れつつ他にも多くの様々な実施形態を容易に創作
することが可能である。加えて、上記は本考案の実施形態についてのものであるが、本発
明の基本的な範囲から逸脱することなく本考案のその他の及び更に別の実施形態を創作す
ることができ、本考案の範囲は以下の実用新案登録請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
0003179605.tif 000004
【図２Ａ】
0003179605.tif 000005
【図２Ｂ】
0003179605.tif 000006
【図３Ａ】
0003179605.tif 000007
【図３Ｂ】
0003179605.tif 000008
【図３Ｃ】
0003179605.tif 000009
【図３Ｄ】
0003179605.tif 000010
【図３Ｅ】
0003179605.tif 000011
【図３Ｆ】
0003179605.tif 000012
【図４】
0003179605.tif 000013
【図５Ａ】
0003179605.tif 000014
【図５Ｂ】
0003179605.tif 000015
【図６Ａ】
0003179605.tif 000016
【図６Ｂ】
0003179605.tif 000017