(57)【要約】【課題】  引き延びた層の除去工程後の抵抗値を、切断前の抵抗値とほぼ同程度の値にすることができ、タクトタイムも短くすることができるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】  基板の表面に薄膜が積層された少なくとも１つの被処理物の前記表面に垂直な方向に沿って切断した切断面をプラズマ処理するためのプラズマ処理方法であって、前記切断面の近傍に配置されたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、前記マイクロプラズマ源に設けられた電極、前記切断面、または前記切断面の近傍に載置された金属物質に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させ、前記マイクロプラズマによって生成された活性粒子を前記切断面に照射することで、前記切断面の表面の微小部分を加工する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に薄膜が積層された被処理物の前記表面を処理するプラズマ処理方法であって、
被処理物の表面の近傍に配置されたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、前記マイクロプラズマ源に設けられた電極、前記被処理物、または前記被処理物の近傍に載置された金属物質の少なくとも一方に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させ、このマイクロプラズマを前記被処理物に照射することで、前記被処理物の表面の微小部分を加工することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
前記被処理物は、複数あり、
この複数の被処理物は、互いに重ね合わせられるように配置されている、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記被処理物の表面および裏面は、絶縁板によって覆われている、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記被処理物の表面に積層された薄膜は、金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む層を少なくとも二層有している、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口および外側ガス噴出口を有しており、
前記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに前記外側ガス噴出口より反応性ガスを主体とするガスを噴出させる、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記マイクロプラズマ源は、線状の範囲に前記マイクロプラズマを発生させる、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
前記被処理物は、太陽電池である、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項８】
前記被処理物の切断面は、機械的な切断によって切断されている、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項９】
前記被処理物は、ＣＩＧＳ太陽電池である、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】
前記被処理物は、金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む基板である、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
前記金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む層は、体積抵抗率が１０-6（Ω・ｃｍ）以下である、請求項４記載のプラズマ処理方法。
【請求項１２】
前記金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む層は、体積抵抗率が１０-8（Ω・ｃｍ）以下である、請求項４記載のプラズマ処理方法。
【請求項１３】
前記金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む基板は、体積抵抗率が１０-6（Ω・ｃｍ）以下である、請求項１０記載のプラズマ処理方法。
【請求項１４】
前記金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む基板は、体積抵抗率が１０-8（Ω・ｃｍ）以下である、請求項１０記載のプラズマ処理方法。
【請求項１５】
表面に薄膜が積層された被処理物の前記表面を処理するプラズマ処理装置であって、
被処理物の表面の近傍に配置されたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、前記マイクロプラズマ源に設けられた電極、前記被処理物、または前記被処理物の近傍に載置された金属物質の少なくとも一方に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させる手段と、
このマイクロプラズマを前記被処理物に照射することで、前記被処理物の表面の微小部分を加工する手段とを具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池の製造工程における微小部分のプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に薄膜が形成された薄膜太陽電池を一例とする被処理物に対して、切断機などにより切断を実施する場合、切断後の切断面では積層膜中の金属膜が展性により引き延びてしまい、電極間或いは電極と基板との間に短絡が発生するという問題点があった。このような短絡が発生すると、所定の経路へ電流が流れずに電流損失が大きくなり、デバイス特性の品質や信頼性の低下を招く。
【０００３】
以下、従来例として図１１乃至図１３を用いて説明する。図１１に薄膜太陽電池の一例としてＣＩＧＳ薄膜太陽電池の積層膜構造における概略図を示す。ＣＩＧＳ薄膜太陽電池の積層膜構造は、最表面から透明導電膜３４、上部半導体層３５、下部半導体層３６、下部電極層２０、絶縁層２１およびＳＵＳ基板２２によって構成されている。下部電極層２０は、モリブデンによって構成されている。ＣＩＧＳ薄膜太陽電池の積層膜構造の全体の厚みは、数十マイクロメータ（μｍ）〜数百マイクロメータ（μｍ）になっており、且つＳＵＳ基板２２（金属基板）を用いることによってフレキシブル性を高めた構造としている。
【０００４】
図１１に例示したＣＩＧＳ薄膜太陽電池において、透明導電膜３４は、スクライブライン３７に沿って電気的に絶縁された透明導電膜３４ａと透明導電膜３４ｂとを有している。また、下部電極層２０は、電気的に絶縁された下部電極層２０ａと下部電極層２０ｂとを有している。
【０００５】
また、起電力を向上させる目的で、点線で囲った素子Ａと素子Ｂとは、素子間が直列に接続されている。このとき電流は、透明導電膜３４ａから下部電極層２０ａと透明導電膜３４ｂとを通って下部電極層２０ｂへの経路を流れる。
【０００６】
図１１に示したような直列構造を有する薄膜太陽電池を適当な起電力を有する素子に分断させる際には、設備のコストの面からナイフエッジ形状の刃物を用いて切断していた。
【０００７】
被処理物を切断する工程後の切断面に対して従来は、切断機により切断した被処理物の切断面を紙やすりを用いて磨くという手作業を施していた。
【０００８】
なお、薄膜太陽電池の切断方法に関する技術が過去に幾つか公開されている。例えば、特許文献１に開示された発明では、デバイスを切断した後の電極間における短絡を回避するために、絶縁物からなる基板の裏面から工具による切断を実施している。しかしこの技術は、基板が金属である場合は基板−電極間の短絡を防ぐことが困難である。
【０００９】
また、特許文献２に開示された発明においても、同様にデバイスを切断した後の電極間における短絡を回避するために、レーザー光線を用いた加工を実施している。しかし、基板が金属である場合はレーザー光線の反射係数が高いために、金属基板上の絶縁膜が爆発するなどの熱損傷を与えてしまうので、加工が困難である。
【００１０】
従って、金属基板を用いた薄膜太陽電池においては、切断後の被処理物における切断面に何らかの処理を施すことが有効とされているが、被処理領域が数十μｍ幅と狭いこともあり、そのような処理を施したとする報告は少ない。また、切断面にプラズマ処理を施す例についても報告されていない。
【００１１】
ナイフエッジ形状の刃物を用いて、被処理物を図１１に示すＹ方向から被処理物に対してほぼ垂直に切断した際の積層膜構造の断面図を図１２に示す。スクライブライン３７の近傍における切断面の積層膜は図１２に示すように下部電極層２０、絶縁層２１およびＳＵＳ基板２２によって構成されている。この切断面のＳＥＭ画像を表す図を図１３に示す。この図１３より、下部電極層２０が引き延びた層３８がＳＵＳ基板２２と接触していることが分かる。
【００１２】
図１３に示す被処理物に関して、切断前後の下部電極層２０とＳＵＳ基板２２との間の抵抗値の測定を実施した。電圧を５００ｍＶ印加したときの切断前の下部電極層２０とＳＵＳ基板２２との間の抵抗値は１０ＭΩ〜３０ＭΩであったが、切断後の下部電極層２０とＳＵＳ基板２２との間の抵抗値は１０００Ω程度であった。従って、切断前の抵抗値を１とすると、切断後の抵抗値は０．０００１程度と低い値となった。
【特許文献１】特開平８−１１６０７８号公報
【特許文献２】特開平８−１３９３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来例においては、厚さ数十μｍの微小領域における金属膜の除去という工程を手作業で行っていたため、引き延びた層３８の除去工程の後において電圧を５００ｍＶ印加したときの下部電極層２０とＳＵＳ基板２２との間の抵抗値は５０００Ω程度であり、切断前の抵抗値を１とすると、切断後の抵抗値は０．００５程度と低い値となった。なおこのとき、素子の長さｋが２０ｍｍのときのタクトタイムは３００秒（ｓｅｃ）であり、タクトタイムも長いという問題点があった。
【００１４】
本発明の目的は、引き延びた層の除去工程後の抵抗値を、切断前の抵抗値とほぼ同程度の値にすることができ、タクトタイムも短くすることができるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るプラズマ処理方法は、表面に薄膜が積層された被処理物の前記表面を処理するプラズマ処理方法であって、被処理物の表面の近傍に配置されたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、前記マイクロプラズマ源に設けられた電極、前記被処理物、または前記被処理物の近傍に載置された金属物質の少なくとも一方に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させ、このマイクロプラズマを前記被処理物に照射することで、前記被処理物の表面の微小部分を加工することを特徴とする。
【００１６】
このため、被処理物の切断面がマイクロプラズマによってプラズマ処理される。その結果、引き延びた層の除去工程後の抵抗値を、切断前の抵抗値とほぼ同程度の値にすることができ、タクトタイムも短くすることができる。
【００１７】
前記被処理物は、複数あり、この複数の被処理物は、互いに重ね合わせられるように配置されていることが好ましい。
【００１８】
前記被処理物の表面および裏面は、絶縁板によって覆われていることが好ましい。
【００１９】
前記被処理物の表面に積層された薄膜は、金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む層を少なくとも二層有していることが好ましい。
【００２０】
前記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口および外側ガス噴出口を有しており、前記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに前記外側ガス噴出口より反応性ガスを主体とするガスを噴出させることが好ましい。
【００２１】
前記マイクロプラズマ源は、線状の範囲に前記マイクロプラズマを発生させることが好ましい。
【００２２】
前記被処理物は、太陽電池であることが好ましい。
【００２３】
前記被処理物の切断面は、機械的な切断によって切断されていることが好ましい。
【００２４】
前記被処理物は、ＣＩＧＳ太陽電池であることが好ましい。
【００２５】
前記被処理物は、金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む基板であることが好ましい。
【００２６】
前記金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む層は、体積抵抗率が１０-6（Ω・ｃｍ）以下であることが好ましい。
【００２７】
前記金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む層は、体積抵抗率が１０-8（Ω・ｃｍ）以下であることが好ましい。
【００２８】
前記金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む基板は、体積抵抗率が１０-6（Ω・ｃｍ）以下であることが好ましい。
【００２９】
前記金属元素もしくはＳｉを５０％以上含む基板は、体積抵抗率が１０-8（Ω・ｃｍ）以下であることが好ましい。
【００３０】
本発明に係るプラズマ処理装置は、表面に薄膜が積層された被処理物の前記表面を処理するプラズマ処理装置であって、被処理物の表面の近傍に配置されたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、前記マイクロプラズマ源に設けられた電極、前記被処理物、または前記被処理物の近傍に載置された金属物質の少なくとも一方に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させる手段と、このマイクロプラズマを前記被処理物に照射することで、前記被処理物の表面の微小部分を加工する手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように本発明によれば、引き延びた層の除去工程後の抵抗値を、切断前の抵抗値とほぼ同程度の値にすることができ、タクトタイムも短くすることができるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
図１は本実施の形態に係るマイクロプラズマ源の構成を示す分解斜視図であり、図２はマイクロプラズマ源の構成を示す平面断面図であり、図３はマイクロプラズマ源の構成を示す断面図である。
【００３４】
図１に示すマイクロプラズマ源は、略長方形状をしたセラミック製の外側板１と内側板２と内側板３と外側板４とを備えている。外側板１及び外側板４には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６がそれぞれ形成されている。内側板２及び内側板３には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８がそれぞれ形成されている。内側ガス噴出口８から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に形成された内側ガス供給口９から、内側板２に形成された貫通穴１０を通って内側ガス流路７に導かれる。
【００３５】
また、図２に示すように、マイクロプラズマ源の外側ガス噴出口６は、外側板１と内側板２との間と、内側板３と外側板４との間に形成されている。内側ガス噴出口８は、内側板２及び内側板３の間に形成されている。なお、内側ガス噴出口８の線方向に沿った長さｅは３０ミリメートルになっており、外側ガス噴出口６の線方向に沿った長さｆは内側ガス噴出口８の線方向に沿った長さｅよりも長い３６ミリメートルになっている。
【００３６】
また、外側ガス噴出口６から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に形成された外側ガス供給口１１から、内側板２に形成された貫通穴１２と、内側板３に形成された貫通穴１３とを通って外側ガス流路５に導かれる。
【００３７】
更に、マイクロプラズマ源は、高周波電源が印加される電極１４を備えている。電源１４は、内側板２及び内側板３に形成された電極固定穴１５に挿入され、外側板１及び外側板４に形成された貫通穴１６を通って高周波電力供給のための配線が設けられており、貫通穴１６を通って電極１４を冷却するための冷却風もしくは水冷による冷却が電極１４に与えられる。
【００３８】
薄膜太陽電池からなる薄板１７は、その切断面が、マイクロプラズマ源の開口部としての内側ガス噴出口８と対向するように配置されている。マイクロプラズマ源の開口部としての内側ガス噴出口８がなす微細線の幅は０．１ミリメートルである。
【００３９】
以下に、前述したプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行う具体的な動作手順を説明する。
【００４０】
このように構成されたマイクロプラズマ源を搭載したプラズマ処理装置において、内側ガス噴出口８からヘリウム（Ｈｅ）を薄板１７の切断面へ供給し、外側ガス噴出口６から六フッ化硫黄（ＳＦ6）を薄板１７の切断面へ供給しつつ、電極１４に高周波電力を印加することにより、薄板１７の切断面における微小な線状部分をエッチング処理することができる。
【００４１】
これは、ヘリウムと六フッ化硫黄との間の大気圧近傍の圧力下における放電しやすさの差（ヘリウムの方が格段に放電しやすい）を利用することで、ヘリウムが高濃度となる内側ガス噴出口８の近傍のみにマイクロプラズマを発生させることができるためである。
【００４２】
このマイクロプラズマ源は、数Ｐａから数気圧までの圧力において動作可能であるが、典型的には１０4Ｐａから３気圧程度の範囲の圧力において動作する。特に、大気圧付近での動作は、厳重な密閉構造や特別な排気装置が不要であるとともに、プラズマや活性粒子の拡散が適度に抑制されるため、とくに好ましい。
【００４３】
図４は、本実施の形態に係るマイクロプラズマ源の動作を説明するための断面図である。同図において、内側ガス流路７を通って内側ガス噴出口８から不活性ガスとしてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ供給し、外側ガス流路５を通って外側ガス噴出口６から反応性ガスとしてのＳＦ6を４００ｓｃｃｍ供給しつつ、電極１４に１３．５６ＭＨｚの高周波電力を６０Ｗで印加することにより、図４に示すようにマイクロプラズマ１８を発生させ、生成された活性粒子としてのヘリウムイオンとフッ素ラジカルとを薄膜太陽電池からなる薄板１７の切断面である微小部分１９に照射した。
【００４４】
このとき、マイクロプラズマ源の内側ガス噴出口８（図３）と被処理物である薄板１７の切断面との間の距離ｇを０．２７ミリメートルとし、３０秒間プラズマを照射した。
【００４５】
図５は、被処理物である薄板１７の断面ＳＥＭ画像を表す図である。薄板１７の下部電極層２０は、モリブデンによって構成した。図５に示すように、従来例において切断後の切断面に見られた下部電極層２０が引き延びた層３８が除去されており、絶縁層２１が明確に見られる。このとき、電圧を５００ｍＶを印加したときの下部電極層２０とＳＵＳ基板２２との間の抵抗値は、６ＭΩ程度であり、切断前の抵抗値を１とすると、切断後の抵抗値は０．６程度と従来技術よりも高い値となった。またこのとき、素子の長さｋが２０ｍｍのときのタクトタイムは３０秒であった。
【００４６】
以上のように本実施の形態によれば、切断面の近傍に配置されたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、マイクロプラズマ源に設けられた電極に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させ、マイクロプラズマによって生成された活性粒子を切断面に照射することで、切断面の表面の微小部分を加工する。このため、被処理物の切断面がマイクロプラズマによってプラズマ処理される。その結果、引き延びた層の除去工程後の抵抗値を、切断前の抵抗値とほぼ同程度の値にすることができ、タクトタイムも短くすることができる。
【００４７】
図６は、本実施の形態に係るマイクロプラズマ源の他の動作を説明するための断面図である。前述したプロセス条件と同様のプロセス条件によってマイクロプラズマを発生させ、活性粒子としてのヘリウムイオンとフッ素ラジカルとを薄膜太陽電池からなる薄板１７の微小部分１９へ照射した。このとき、マイクロプラズマ源の内側ガス噴出口８と薄板１７の切断面との間の距離ｇを０．２７ミリメートルとし、３０秒間プラズマを照射した。また、薄膜太陽電池からなる薄板１７の下部電極層は、モリブデンによって構成した。またこのとき、図６に示すように、被処理物である薄板１７を２枚重ね合わせ、重ね合わせた２枚の薄板１７の２つの切断面に対して同時にプラズマ処理を実施した。
【００４８】
電圧を５００ｍＶ印加したときの下部電極層２０とＳＵＳ基板２２との間の抵抗値は、６ＭΩ程度であり、切断前の抵抗値を１とすると、切断後の抵抗値は０．６程度と従来技術よりも高い値となった。また、このとき、素子の長さｋが２０ミリメートルのときの１素子あたりのタクトタイムは１５秒となり、前述した実施の形態に対して１／２の時間に短縮した。
【００４９】
図７は、本実施の形態に係る他のマイクロプラズマ源の構成を示す断面図である。図３を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
【００５０】
前述した実施の形態と同様のプロセス条件によってマイクロプラズマを発生させ、活性粒子としてのヘリウムイオンとフッ素ラジカルとを薄膜太陽電池からなる薄板１７の微小部分１９へ照射した。このとき、マイクロプラズマ源の内側ガス噴出口８と薄板１７の切断面との間の距離ｇを０．２７ミリメートルとし、３０秒間プラズマを照射した。また、薄板１７の下部電極層２０としてモリブデンを用いた。またこのとき、図７に示すように、薄板１７を絶縁板２３と絶縁板２４との間に挟み込み、微小部分１９にプラズマ処理を実施した。
【００５１】
電圧を５００ｍＶ印加したときの下部電極層２０とＳＵＳ基板２２との間の抵抗値は、６ＭΩ程度であり、切断前の抵抗値を１とすると、切断後の抵抗値は０．６程度と従来技術よりも高い値となった。このとき、前述した図１２に示す素子の長さｋが２０ｍｍのときのタクトタイムは３０秒であった。
【００５２】
またこのとき、絶縁板２３および絶縁板２４によって薄板１７を挟み込むことによって、薄板１７のプラズマに曝される切断面をたわませること無く、平面度の高い状態でプラズマ処理することができた。また、切断面以外の箇所をプラズマに曝させないことで、切断面以外の面における下部電極層２０のエッチングを抑制することができた。さらに、外側ガス噴出口６から供給するガスが絶縁板２３および絶縁板２４によって遮られるため外側ガスが内側へ流れ込みやすくなり、外側ガスを効率良く内側に供給することができるとともに、微細な線状領域において発生させたプラズマの線幅をより細くすることが可能となった。
【００５３】
図８は、本実施の形態に係るさらに他のマイクロプラズマ源の構成を示す断面図である。以上述べた本発明の実施の形態において、マイクロプラズマ源としてセラミック製の板を４枚用いた場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。並行平板型キャピラリタイプや誘導結合型キャピラリタイプなどのキャピラリタイプや、マイクロギャップ方式、誘導結合型チューブタイプなど、様々なマイクロプラズマ源を用いることができる。
【００５４】
特に、図８に示すような、ナイフエッジ状の電極２５を用いるタイプでは、電極２５と薄板１７との間の距離が近いため、微小部分に極めて高密度のプラズマが形成される。したがって、プラズマ源と薄板１７との間の距離を大きくしてもエッチングレートが低下しにくく、特に本発明が有効である。
【００５５】
なお、図８において、マイクロプラズマ源は、セラミック製外側板２６、内側板２７及び２８、外側板２９、ナイフエッジ状の電極２５によって構成されている。外側板２６及び外側板２９には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６が形成されている。内側板２７及び内側板２８には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８が形成されている。ナイフエッジ状の電極２５は、その最下部がナイフエッジ状の形状を成しており、微細な線状領域をプラズマ処理することができるようになっている。
【００５６】
また、本発明の実施の形態においてマイクロプラズマ源内部の電極１４に高周波電力を印加する場合についてのみ例示したが、図９に示すような薄板１７の近傍に設けられた電極３０および電極３１に高周波電力を印加する場合についても同様に微小領域１９にマイクロプラズマを発生させることができ、短絡を解消するために有効である。なお、図９において、薄板１７を絶縁板２３および２４によって挟み、マイクロプラズマ源とは絶縁物２３、２４を隔てて載置させた金属電極３０、３１に高周波電力を印加することで、微細な線状領域をプラズマ処理することができるようになっている。なお、金属電極３０、３１と被処理物１７との間で火花放電が発生することを抑制するため、金属電極３０と薄板１７との間、および金属電極３１と薄板１７との間には隙間ｈを形成している。この隙間ｈは、狭すぎると火花放電が発生し、広すぎるとプラズマ発生領域１８への電力供給効率が悪くなるため、概ね０．１ミリメートル以上５ミリメートル以下の間が好ましい。
【００５７】
また、被処理物１７に直流電圧または高周波電力を供給することにより、マイクロプラズマ中のイオンを引き込む作用を強めることも可能である。この場合、電極を接地してもよいし、電極を用いないタイプのマイクロプラズマ源を利用する場合にも、本発明の適用が可能である。
【００５８】
また、高周波電力を用いてマイクロプラズマ源を発生させる場合を例示したが、数百ｋＨｚから数ＧＨｚまでの高周波電力を用いてマイクロプラズマ源を発生させることが可能である。あるいは、直流電力を用いてもよいし、パルス電力を供給することも可能である。
【００５９】
また、不活性ガスとしてＨｅを使用し、反応性ガス・エッチング性ガスとしてＳＦ6を用いる場合を例示したが、これら以外のガスを適宜用いることができることはいうまでもない。例えば、不活性ガスとしてＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、ＫｒおよびＸｅなどを使用することができ、反応性・エッチング性ガスとしてＳＦ6およびＣＦ4などのＣｘＦｙ（ｘ及びｙは自然数）と、ＮＦ3、Ｏ2、Ｃｌ2およびＨＢｒ等のハロゲン含有ガスとを用いることができる。
【００６０】
また、内側ガス噴出口８および外側ガス噴出口６を有し、内側ガス噴出口８より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに外側ガス噴出口６より反応性ガスを主体とするガスを噴出させる場合、プラズマ発生領域を小さくすることができ、線状の線幅もしくは点状の直径を数百μｍオーダーまで小さくすることができるという利点があり、好ましい。
【００６１】
また、マイクロプラズマ源の開口部をなす微細線の幅が０．１ｍｍである場合を例示したが、マイクロプラズマ源の開口部の幅はこれに限定されるものではなく、概ね１ｍｍ以下であることが好ましい。マイクロプラズマ源の幅が小さいほど、プラズマによって発生した粒子が、被処理物の表面の微細線状部分より外側に触れにくくなり、微細線状部分に限定された領域のみを加工することができるという利点がある。一方、マイクロプラズマ源を構成する部品の加工精度や、繰り返し処理による形状の経時変化などを考慮すると、あまり極端に小さくすることも避けるべきである。
【００６２】
また、マイクロプラズマ源の開口部と被処理物との間の距離は、概ね１ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、マイクロプラズマ源の開口部と被処理物との間の距離が０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。マイクロプラズマ源の開口部と被処理物との間の距離が小さいほど、プラズマによって発生した活性粒子が、被処理物表面の微細線状部分より外側に触れにくくなり、微細線状部分に限定された領域のみを加工することができるという利点がある。一方、マイクロプラズマ源を構成する部品の加工精度や、繰り返し処理による形状の経時変化、さらには、マイクロプラズマ源の開口部と被処理物との間の距離の再現性や安定性などを考慮すると、あまり極端に小さくすることは避けるべきであり、概ね０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６３】
また、切断機としてはナイフエッジ形状の金属や鋭角部を有する金属など、いわゆる刃物、もしくはダイシングに用いられるダイヤモンドカッターなどの表面に微細粒子を付着させたカッター、水によるカッター、超音波カッター、パンチである場合、金属が引き延ばされやすく、短絡解消に格別の効果を奏する。
【００６４】
また、マイクロプラズマ源の開口部が微細線状をなしている場合を例示したが、マイクロプラズマ源の開口部が微細点状をなしてもよい。この場合、微細点状プラズマの直径方向のサイズを制御することができ、マイクロプラズマ源の開口部の代表寸法が１ｍｍ以下である場合に、特に格別の効果を奏する。
【００６５】
また、切断機による切断が被処理物の端面の場合についてのみ例示したが、パンチなどを用いて形成された穴形状加工後の加工側面におけるプラズマ処理においても同様の効果を奏する。この際、前述した実施の形態において用いた線状のマイクロプラズマ源ではなく、図１０に示すような点状のマイクロプラズマ源３２を用いて穴形状の加工側壁との間の微小領域３３にマイクロプラズマを発生させることで、とくに格別の効果を奏する。
【００６６】
また、被処理物として薄膜太陽電池からなる薄板を用いる場合を例示したが、被処理物はこれに限定されるものではなく、例えばフィルムコンデンサーやシート基板上に回路を形成したシートデバイス、薄膜を積層することで作製した薄型コイルなどの場合、金属膜と絶縁膜とを交互に積層させており、且つデバイス単品として分割するための切断工程が必要となるため、電極間などに短絡を発生させやすく、格別の効果を奏する。
【００６７】
また、被処理物としてＳＵＳ基板に積層させた薄膜太陽電池である場合のみを例示したが、金属基板であれば電極層と基板との間において短絡が発生する可能性があり、効果を奏する。
【００６８】
また、太陽電池としてＣＩＧＳ太陽電池に関してのみ例示したが、Ｓｉ系太陽電池として例えばアモルファス太陽電池、化合物系太陽電池として例えばＣＩＳ系太陽電池、ＣＧＳ系太陽電池、またはＣｄＴｅ太陽電池においても同様の効果を奏することは言うまでも無い。
【００６９】
また、積層膜の電極層としての膜種または基板についてはモリブデン膜とＳＵＳ基板についてのみ例示したが、これに限らず、金属元素を５０％以上含む膜または基板であれば、金属としての導電特性を示しやすいので、格別の効果を奏する。さらに、金属元素を５０％以上含む膜または基板が少なくとも二層ある場合は、切断後の切断面において短絡を発生し易く、この短絡を解消するために格別の効果を奏する。
【００７０】
また、積層膜の電極層としての膜種または基板についてはモリブデン膜とＳＵＳ基板についてのみ例示したが、これに限らず、Ｓｉを５０％以上含む膜または基板であれば、不純物のドープにより、金属としての導電特性を示しやすいので、格別の効果を奏する。さらに、Ｓｉを５０％以上含む膜または基板が少なくとも二層ある場合には、切断後の切断面で短絡を発生しやすく、短絡解消に格別の効果を奏する。
【００７１】
また、被処理物を複数同時に処理する際に、被処理物の数が１つまたは２つの場合についてのみ例示したが、３つ以上の場合には、さらにタクトタイムが短くなるという利点がある。このとき、ガス流量やＧａｐの調節などにより、プラズマ発生領域を大きくすることで効率よく活性粒子を切断面に供給することができる。
【００７２】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係るプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、マイクロプラズマ源に設けられた電極または被処理物、または被処理物近傍に載置させた金属物質に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させ、生成された活性粒子を被処理物に作用させることで、被処理物の表面の微小部分を加工するプラズマ処理方法であって、切断機を用いて切断した被処理物の切断面をマイクロプラズマによりプラズマ処理する。このため、引き延びた層の除去工程後の抵抗値を、切断前の抵抗値とほぼ同程度の値にすることができ、タクトタイムも短くすることができる。
【００７３】
また、本実施の形態に係るプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、マイクロプラズマ源に設けられた電極または被処理物、または被処理物近傍に載置させた金属物質に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させ、生成された活性粒子を被処理物に作用させることで、被処理物の表面の微小部分を加工するプラズマ処理方法であって、切断機を用いて切断した被処理物の切断面をマイクロプラズマによりプラズマ処理する際に、被処理物を複数同時に処理する。このため、引き延びた層の除去工程後の抵抗値を、切断前の抵抗値とほぼ同程度の値にすることができ、タクトタイムも短くすることができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態に係るプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、マイクロプラズマ源に設けられた電極または被処理物、または被処理物近傍に載置させた金属物質に電力を供給することにより、マイクロプラズマを発生させ、生成された活性粒子を被処理物に作用させることで、被処理物の表面の微小部分を加工するプラズマ処理方法であって、切断機を用いて切断した被処理物の切断面をマイクロプラズマによりプラズマ処理する際に、切断面以外の面であり、且つ切断面近傍における箇所を絶縁物質によって覆うことを特徴とする。このため、引き延びた層の除去工程後の抵抗値を、切断前の抵抗値とほぼ同程度の値にすることができ、タクトタイムも短くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、薄膜太陽電池の製造工程における微小部分のプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施の形態に係るマイクロプラズマ源の構成を示す分解斜視図
【図２】本実施の形態に係るマイクロプラズマ源の構成を示す平面断面図
【図３】本実施の形態に係るマイクロプラズマ源の構成を示す断面図
【図４】本実施の形態に係るマイクロプラズマ源の動作を説明するための断面図
【図５】本実施の形態に係る被処理物の断面ＳＥＭ画像を表す図
【図６】本実施の形態に係るマイクロプラズマ源の他の動作を説明するための断面図
【図７】本実施の形態に係る他のマイクロプラズマ源の構成を示す断面図
【図８】本実施の形態に係るさらに他のマイクロプラズマ源の構成を示す断面図
【図９】本実施の形態に係るさらに他のマイクロプラズマ源の構成を示す断面図
【図１０】本実施の形態に係るさらに他のマイクロプラズマ源の構成を示す斜視図
【図１１】本発明の実施形態及び従来例で用いた薄膜太陽電池の直列接続の断面図
【図１２】薄膜太陽電池の積層膜構造を示す断面図
【図１３】従来例における被処理物の断面ＳＥＭ画像を示す図
【符号の説明】
【００７７】
１  外側板
２  内側板
３  内側板
４  外側板
５  外側ガス流路
６  外側ガス噴出口
７  内側ガス流路
８  内側ガス噴出口
１４  電極
１６  貫通穴
１７  薄膜
【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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