(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能な真空容器と前記真空容器内に設けられた成膜室とを有し、帯状基板を成膜室の一部を構成するようにして成膜室内部に設けられた放電領域の中を連続的に通過させ、前記帯状基板に薄膜を連続して形成する堆積膜形成装置である真空処理装置において、
前記成膜室が、該成膜室における前記帯状基板の入口および／または出口を構成するように配置された開口調整部材を備え、
前記開口調整部材には、該開口調整部材側に変形する前記帯状基板の形状に対応させた少なくとも１本以上の溝が、該帯状基板の搬送方向に概略平行に形成されていることを特徴とする堆積膜形成装置である真空処理装置。
【請求項２】
減圧可能な真空容器内に成膜室を備え、帯状基板を前記成膜室の一部を構成するようにして成膜室内部に設けられた放電領域の中を連続的に通過させ、前記帯状基板に薄膜を連続して形成する堆積膜形成方法である真空処理方法において、  前記成膜室における前記帯状基板の入口および／または出口を構成するように配置された開口調整部材を備え、
前記開口調整部材に、該開口調整部材側に変形する前記帯状基板の形状に対応させた少なくとも１本以上の溝を、該帯状基板の搬送方向に概略平行に形成し、
該開口調整部材を介して前記帯状基板を連続的に通過させることを特徴とする堆積膜形成方法である真空処理方法。
【請求項３】
内部が減圧可能かつ放電可能な処理室を有する真空処理装置において、前記処理室の外部と前記処理室の前記内部との間を連続的に搬送される帯状基板が通過できる開口部を前記処理室に有し、
前記開口部の開口面積を狭くする開口調整部材を前記開口部に有し、
前記開口調整部材の面のうち、前記開口部を通過する前記帯状基板が変形する面側に、前記帯状基板の変形形状に対応させた凹部を有することを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
前記凹部は、少なくとも１本以上の溝であることを特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記凹部は、少なくとも１本以上の溝であり、前記帯状基板が前記開口部を通過する方向に略並行に形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記凹部は、平坦な前記帯状基板が変形する面側の面に対して屈曲した段差を有する形状であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記凹部は、平坦な前記帯状基板が変形する面側の面に対して湾曲した段差を有する形状であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の真空処理装置。
【請求項８】
内部が減圧可能かつ放電可能な処理室の中で連続的に搬送される帯状基板を真空処理する真空処理方法において、
前記処理室の外部と前記処理室の前記内部との間を、開口部を介して通過させる通過工程を有し、
前記通過工程において、前記開口部に、該開口部を通過する前記帯状基板が変形する側に前記帯状基板の変形形状に対応させた凹部を有する開口調整部材を設け、
該開口調整部材を介して前記帯状基板を通過させることを特徴とする真空処理方法。
【請求項９】
前記凹部は、少なくとも１本以上の溝であることを特徴とする請求項８に記載の真空処理方法。
【請求項１０】
前記凹部は、少なくとも１本以上の溝であり、前記帯状基板が前記開口部を通過する方向に略並行に形成されていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の真空処理方法。
【請求項１１】
前記凹部は、平坦な前記帯状基板が変形する面側の面に対して屈曲した段差を有する形状であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の真空処理方法。
【請求項１２】
前記凹部は、平坦な前記帯状基板が変形する面側の面に対して湾曲した段差を有する形状であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の真空処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空処理装置および真空処理方法にかかわり、より具体的には、真空容器が連結された中に帯状基板（以下これをウェブと呼ぶ）をその長手方向に連続的に搬送させて該ウェブに堆積膜を形成するロール・ツー・ロール法による堆積膜形成装置に関り、特に光起電力素子いわゆる太陽電池の連続的形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板上に光起電力素子等に用いる機能性堆積膜を連続的に形成する方法として、複数の半導体形成用の独立した成膜室を設け、該基板を移動させることで該成膜室にて各々の半導体層の形成を行う方法が知られている。例えば、米国特許４、４００、４０９号明細書あるいは特開平３−３０４１９号公報においてロール・ツー・ロール方式の光起電力素子形成方法および装置が開示されている。この方法によれば、気密性を有する複数の真空容器それぞれの中に、放電領域を有する成膜室を設け、所望の幅で十分に長い帯状基板を、前記成膜室を順次貫通する経路に沿って前記ウェブの長手方向に連続的に搬送せしめることによって、半導体接合を有する素子を連続形成することができると記載されている。
前記装置においては、真空容器の内部は減圧に維持することができ、該真空容器の内部に成膜室を設置し、ウェブを成膜室の蓋を構成するように支持しながら搬送する。該成膜室に原料ガスおよびガス分解用電力とを導入して、ＣＶＤ法やスパッタ法等でウェブに堆積膜を形成する。
【０００３】
また、成膜室にはウェブを貫通させるためのスリット状の開口が設けられ、この開口の広さを決定するための開口調整部材が設置されている。該開口調整部材の機能として、成膜室内のプラズマ等に帯状基板がさらされる領域、いわゆる成膜領域の開口を制限して、膜厚や膜質をコントロールする機能もあげられるが、本発明で注目する機能とは、原料ガスおよびその励起種や励起用の高周波電力を成膜室の外に漏洩することを防止しながら、ウェブを貫通させる機能について注目している。そのため、開口調整部材のスリットの高さ、すなわちウェブの通路としてのクリアランスは数ｍｍ程度と非常に狭くなっている。また、素子特性向上のために、特に成膜室の圧力を変化させたり、導入電力を増加する場合、該成膜室ヘの閉じ込め効果を向上させる必要がある。そのためには該開口部の断面積を可能な限り小さくし、さらに該開口部の搬送方向についての長さを長くすることが望ましい。
通常、ウェブはその幅に対して厚みが充分に薄くかつ長さが充分に長く、室温において外力が加わっていない場合にその表面の形状はほぼ平面であるものを主に使用する。このウェブの長手方向に引っ張り張力をかけることによってウェブをほぼ平面に維持しながら、成膜室が直方形をなしている場合はその一面の蓋を構成するようにして、ウェブを搬送させる。
【０００４】
しかし、本発明者らは従来の技術において次のような点に気付いた。
すなわち、各成膜室にはウェブを所望の高温に加熱するヒータが設置されているが、該ヒータによって加熱されたウェブは自発的にしばしば弓状あるいは皺状に変形して撓むことがある。
この撓みが発生する原因の一つとして、装置長手方向に搬送されるウェブが成膜室において加熱されて部分的にウェブ幅方向に熱膨張を起こし、それ以外では冷却されることによって収縮するために、ウェブ面と垂直方向に変位することによって熱膨張したウエブ幅の差分を緩和する結果、ウェブが変形することがわかっている。もう一つの原因としては、加熱することによってウェブ上に堆積された膜とウェブとの間に応力が発生してウェブを変形させることがある。
【０００５】
このとき、変形したウェブと開口調整部材とが接触し、搬送されるウェブに切削傷が発生することがあるかもしれない。特に、ウェブの成膜面側が接触した場合には堆積膜が破壊されることがあるかもしれない。そしてその堆積膜を用いて光起電力素子を作成する場合には傷部分で短絡するかもしれない。また、ウェブの非成膜面側が接触した場合にはウェブ自体や開口調整部材自体の切削粉が発生し、成膜室内部のダスト発生源となりうるかもしれない。
【０００６】
この問題に対して、特開平９−１８１００５号公報において、ウェブの形状を任意の曲線形状へ強制的に矯正する手段が開示されており、一定の効果をあげている。この方法においては、着磁性のウェブを搬送させながら支持するために用いるマグネットローラを、従来の円筒形ではなく、例えば太鼓型のように直径が連続的に変化した形状のマグネットローラを用いて、ウェブの横断形状をマグネットローラの外形状に沿う曲線に強制的に変形させるとともに、成膜室の開口部をこの曲線に沿った形状とすることで、熱によるウェブの自発変形を防止し、ウェブと開口調整部材とのクリアランスを確保して傷の発生を防止している。なお、この開口調整部材は、ウェブと対向する面は全て湾曲している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したウェブの自発変形の変形量が大きい場合や、マグネットローラの磁力が相対的に弱い場合は、ウェブを任意の形状に矯正しきれない場合があり、傷の発生をなくすまでには至らない場合があった。
また、素子特性向上のために、特に成膜室の圧力を変化させたり、原料ガス分解用の導入電力を増加させたい場合があるが、そのような場合に成膜室から原料ガスや励起種、電磁波が漏洩すると、成膜室を覆う真空容器の不必要な部分に膜が堆積したり、成膜室へ所望の電力を供給できなくなることがありうる。
【０００８】
このような漏洩を防止するには、該成膜室への閉じ込め効果を向上させる必要があるが、その手段として、ウェブが通過する実質的な開口部の開口面積を可能な限り小さくして、より具体的には、該開口調整部材の断面積を可能な限り小さくして、また該開口調整部材の搬送方向の長さを長くすることによって、該開口調整部材が設けられている箇所のガスコンダクタンスを小さくするとともに電磁波の閉込め効果を向上させることが望ましい。しかし、該開口調整部材の断面積を小さくするためにスリットの高さを小さくすると、ウェブの変形量が少ない場合においてもウェブと開口調整部材とが接触する可能性が増大する。
また、該開口調整部材の搬送方向の長さを長くすると、該開口調整部材のセッティング位置やウェブの経路にわずかなずれが存在しても開口調整部材とウェブとの距離を相互に接近させる部分が発生し、前記接触する可能性を増大させてしまうことになる。
【０００９】
従来、この接触の問題を解決するために、開口調整部材のスリットの高さ、すなわちクリアランスを余分に大きくしておく方法がとられていた。そのため、原料ガスが該開口調整部材から真空容器へ漏洩し、該原料ガスが隣接する真空容器内の成膜室へ混入するために堆積膜の膜質が低下する問題があった。
また、励起種や電磁波が広いクリアランスの該開口調整部材から真空容器へ漏洩しないように、原料ガス分解用の導入電力をある上限以下にせざるをえず、導入電力のラチチュードが狭められる問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記した従来技術における課題を解決し、開口調整部材の改良によって被処理体と開口調整部材との接触を防止し、処理用ガスや電磁波が処理室から漏洩することを防止することを目的とし、具体的には、ウェブと開口調整部材が接触するのを防止して歩留りおよび素子特性を向上させることができ、また開口調整部材の原料ガスおよび電磁波の閉込め効果を向上させて素子特性の向上を図ることができる、真空処理装置および真空処理方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するために、つぎの（１）〜（１２）のように構成した真空処理装置および真空処理方法を提供するものである。
（１）減圧可能な真空容器と前記真空容器内に設けられた成膜室とを有し、帯状基板を成膜室の一部を構成するようにして成膜室内部に設けられた放電領域の中を連続的に通過させ、前記帯状基板に薄膜を連続して形成する堆積膜形成装置である真空処理装置において、
前記成膜室が、該成膜室における前記帯状基板の入口および／または出口を構成するように配置された開口調整部材を備え、
前記開口調整部材には、該開口調整部材側に変形する前記帯状基板の形状に対応させた少なくとも１本以上の溝が、該帯状基板の搬送方向に概略平行に形成されていることを特徴とする堆積膜形成装置である真空処理装置。
（２）減圧可能な真空容器内に成膜室を備え、帯状基板を前記成膜室の一部を構成するようにして成膜室内部に設けられた放電領域の中を連続的に通過させ、前記帯状基板に薄膜を連続して形成する堆積膜形成方法である真空処理方法において、
前記成膜室における前記帯状基板の入口および／または出口を構成するように配置された開口調整部材を備え、
前記開口調整部材に、該開口調整部材側に変形する前記帯状基板の形状に対応させた少なくとも１本以上の溝を、該帯状基板の搬送方向に概略平行に形成し、  該開口調整部材を介して前記帯状基板を連続的に通過させることを特徴とする堆積膜形成方法である真空処理方法。
（３）内部が減圧可能かつ放電可能な処理室を有する真空処理装置において、前記処理室の外部と前記処理室の前記内部との間を連続的に搬送される帯状基板が通過できる開口部を前記処理室に有し、
前記開口部の開口面積を狭くする開口調整部材を前記開口部に有し、
前記開口調整部材の面のうち、前記開口部を通過する前記帯状基板が変形する面側に、前記帯状基板の変形形状に対応させた凹部を有することを特徴とする真空処理装置。
（４）前記凹部は、少なくとも１本以上の溝であることを特徴とする上記（３）に記載の真空処理装置。
（５）前記凹部は、少なくとも１本以上の溝であり、前記帯状基板が前記開口部を通過する方向に略並行に形成されていることを特徴とする上記（３）または上記（４）に記載の真空処理装置。
（６）前記凹部は、平坦な前記帯状基板が変形する面側の面に対して屈曲した段差を有する形状であることを特徴とする上記（３）乃至（５）のいずれかに記載の真空処理装置。
（７）前記凹部は、平坦な前記帯状基板が変形する面側の面に対して湾曲した段差を有する形状であることを特徴とする上記（３）乃至（５）のいずれかに記載の真空処理装置。
（８）  内部が減圧可能かつ放電可能な処理室の中で連続的に搬送される帯状基板を真空処理する真空処理方法において、
前記処理室の外部と前記処理室の前記内部との間を、開口部を介して通過させる通過工程を有し、
前記通過工程において、前記開口部に、該開口部を通過する前記帯状基板が変形する側に前記帯状基板の変形形状に対応させた凹部を有する開口調整部材を設け、
該開口調整部材を介して前記帯状基板を通過させることを特徴とする真空処理方法。
（９）前記凹部は、少なくとも１本以上の溝であることを特徴とする上記（８）に記載の真空処理方法。
（１０）前記凹部は、少なくとも１本以上の溝であり、前記帯状基板が前記開口部を通過する方向に略並行に形成されていることを特徴とする上記（８）または上記（９）に記載の真空処理方法。
（１１）前記凹部は、平坦な前記帯状基板が変形する面側の面に対して屈曲した段差を有する形状であることを特徴とする上記（８）乃至（１０）のいずれかに記載の真空処理方法。
（１２）前記凹部は、平坦な前記帯状基板が変形する面側の面に対して湾曲した段差を有する形状であることを特徴とする上記（８）乃至（１０）のいずれかに記載の真空処理方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態においては、上記構成を適用して開口調整部材を改良することで、ウェブ等の被処理体と開口調整部材が接触して被処理体自身、あるいは、開口調整部材、あるいは、被処理体表面に形成された堆積膜が破壊されるのを防止して歩留り、および素子特性を向上させることができ、また開口調整部材の原料ガス等の真空処理用ガスおよび電磁波の閉込め効果を向上させて素子特性の向上を図ることができる堆積膜形成装置等の真空処理装置を実現することができる。例えば、図６、図７、図８、図９、図１０に示すように、帯状基板の出入口を構成する開口調整部材１００に、ウェブの搬送方向に溝を形成することによって、上記した本発明の課題を達成することが可能となる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
本発明に用いられる、連続して堆積膜を形成する装置としては、ロール・ツー・ロール方式の装置があげられる。
前記装置では、ウェブが複数の成膜室の中をウェブの長手方向に連続的に搬送されて、複数種の堆積膜からなる素子が形成される。前記装置の膜堆積方法としては、プラズマＣＶＤやスパッタ等が挙げられる。
また、薄膜素子としては、例えば半導体集積回路や各種半導体センサー、太陽電池などの各種光起電力素子が挙げられる。特に、本発明の製造装置は、大面積な受光部を必要とする太陽電池の製造に好適である。
光起電力素子は、例えば図１に示した層構成、すなわちウェブ７００の表面上に、裏面反射層７０１、透明導電膜７０２、ｎ型半導体層７０３、ｉ型半導体層７０４、ｐ型半導体層７０５、透明導電膜７０６という各層を順次堆積した層構成からなり、その上に集電電極７０７を形成してある。
【００１４】
次に、このような素子を形成することができるロール・ツー・ロール方式の装置を側方からあらわした概念図を図２に示す。図２において、３００はウェブ、３０１は送出しボビン、３０２は巻取りボビン、３０３は真空容器、３０４〜３０６は成膜室、３０７はガスゲート室、３０８は放電領域、３０９は原料ガス導入管、３１０は分離用ガス導入管、３１１は排気管、３１２はウェブ加熱ヒータ、３１３は高周波電極、３１４は電極加熱ヒータ、３１５はマグネットローラーである。
【００１５】
本発明の実施の形態において、ウェブ３００は、帯状であり、外力が加わっていない状態では平面状で歪みが少なく、所望の強度を有し、また導電性を有するものであることが好ましい。具体的にはステンレススチール、アルミニウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及びその合金等の金属の薄板やその複合体、などが挙げられる。また、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の耐熱性樹脂性シートなどの表面に金属単体または合金、及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等をスパッタ、蒸着、鍍金、塗布等の方法で導電性処理をおこなったものがあげられる。
【００１６】
また、ウェブ３００の厚さとしては、搬送時に形成される経路および形状が維持される強度を発揮する範囲内であれば、コスト、収納スペース等を考慮して可能な限り薄い方が望ましい。具体的には、好ましくは０．０１ｍｍ〜１ｍｍ、最適には０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであることが望ましいが、金属等の薄板を用いる場合、厚さを比較的薄くしても所望の強度が得られやすい。ウェブ３００の幅については特に制限されることはなく、堆積膜作製手段、あるいは真空容器３０３等のサイズによって決定される。ウェブ３００の長さについては特に制限されることはなく、ロール状に巻きとられる程度の長さであっても良く、長尺のものを溶接等によって更に長尺化したものであっても良い。
【００１７】
ウェブ３００は送出しボビン３０１に巻かれたコイル状の状態から巻きだされて巻取りボビン３０２に巻き取られるが、送出しボビン３０１、巻取りボビン３０２いずれかのボビンの回転方向にトルクをかけることによって、ウェブ３００には搬送方向に張力をかけることができる。ウェブ３００の経路上には、適度な間隔をあけて円筒状のマグネットローラー３１５が設けられて着磁性のウェブ３００を吸着するとともに、前記張力を加えることで、所望の経路に支持することができる。ウェブ３００の搬送速度は成膜条件（堆積膜の膜厚や形成速度など）によって適宜選択されるが、好ましくは２００ｍｍ／ｍｉｎ〜５０００ｍｍ／ｍｉｎである。
【００１８】
ガスゲート室３０７は、分離用ガスを導入し隣接する真空容器３０３の内部の気体が互いに混入することを防いで分離独立させ、かつ、ウェブ３００をそれらの中を貫通させて連続的に搬送する目的で設けたものである。
ウェブ３００は、送出しボビン３０１から巻取りボビン３０２に搬送されるまでに３つの成膜室を通過して、その表面に三層の機能性堆積膜、例えばｐｉｎ構造の光起電力素子が形成される。
【００１９】
１つの成膜室付近の側部構造を図３を用いてさらに詳しく説明する。
搬送される帯状のウェブ３００は、真空容器３０３の内部に設置されたウェブ加熱ヒータ３１２で所望の成膜温度にまで加熱される。被処理体であるウェブ３００は処理室である成膜室１０１に開口した開口部１０２を通して成膜室１０１内部に進入する。また成膜室１０１と該成膜室内に設置された高周波電極３１３とウェブ３００と開口部１０２にとりつけられた開口調整部材１００とで囲まれた領域が放電領域３０８であって、図４にハッチングして示した。また不図示の原料ガス供給手段から原料ガス導入管３０９を通してガスゲート室３０７内に原料ガスを導入し、高周波電極３１３へ電力を印加して該原料ガスを分解し、不図示の排気手段によって排気管３１１を通して成膜室３０４〜３０６の内部と真空容器３０３の内部が排気され、放電領域３０８にプラズマ放電が生じ、この放電領域３０８と接するウェブ３００上面にプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成がおこなわれる。同様のロール・ツー・ロール方式の装置構成を用いることによってスパッタリング法による堆積膜の形成もおこなうことができる。
【００２０】
開口調整部材１００は成膜室１０１の一部分を構成するように設置され、より具体的には成膜室１０１に設けられた開口部１０２に設置されている。そしてこの開口調整部材は、成膜室１０１を出入りするウェブ３００の通路を形成するとともに、ウェブが通過できる実質的な開口の広さを狭く調整したりあるいはウェブの成膜面およびその裏面と開口調整部材１００とが接触しないように広く調整することで、原料ガスやその励起種および高周波電力が放電箱内の放電領域から外部、すなわち真空容器と放電箱の間への漏洩を防ぐ目的がある。開口調整部材１００のマクロな形状としては例えば直方体で、ウェブ３００の幅方向即ち図３の紙面鉛直方向にわたってウェブ３００とある間隙すなわちクリアランスを保つように設置されて、その搬送方向の長さやその厚みを変化させることで原料ガスや高周波電力の閉じ込め効果が調整できる。このクリアランスの具体的な値としては、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜３ｍｍである。また、開口調整部材１００の別の目的として、その搬送方向の長さを調節してウェブ３００が放電領域３０８に晒される距離を制限することで、連続搬送されるウェブ３００上の堆積膜厚を調節する目的がある。
【００２１】
本発明の実施の形態において、開口調整部材１００は脱着することができるようになっているが、成膜室１０１の壁面を構成する部材そのものを開口調整部材１００としてもよい。また、本発明の実施の形態において、開口調整部材１００はウェブ３００の堆積膜面側に設置さているが、これとは裏面側あるいは両面側に設置してもよい。この場合は開口調整部材１００とウェブ３００の裏面側あるいは両面側との接触を防止できる。また本発明において、開口調整部材１００は、上述したように成膜室の搬入側搬出側の両方に設けてもよいし、あるいは、いずれか一方の側に設けてもよい。
【００２２】
ここで、本発明において見出された、ウェブ３００の形状とその変形について図２および図３を用いて説明する。図３は図２の３つある真空容器３０３のうちの１つをより詳細に描いた模式図である。
ウェブ３００全体の温度が室温付近で一様であれば、１つの真空容器の搬入出いずれか一方の側のマグネットローラ３１５と、そのマグネットローラに隣り合ったマグネットローラ３１５との間にあるウェブ３００はほぼ平面をなしているため、成膜室３０４〜３０６やガスゲート室３０７のスリット状のウェブ通路に適当な間隙すなわちクリアランスがあればウェブ３００がウェブ通路の構成部材に接触することがない。
【００２３】
次に、成膜中において送出しボビン３０１から巻きだされたウェブ３００は、ウェブ加熱ヒータ３１２および成膜室３０４〜３０６内のプラズマで室温の状態から所望の基板温度へ加熱される。次に、ウェブ３００はガスゲート室３０７を通過する間に放射冷却及び熱伝導により冷却されて基板温度は低下するが、再度真空容器３０３内部のウェブ加熱ヒータ３１２及びプラズマで加熱される。このように複数の真空容器を通過するたびにウェブ３００の温度が上昇下降を繰り返すことは、ウェブ３００には装置全長にわたって温度勾配が存在することになる。これは、ウェブ３００は幅方向に熱膨張および収縮した部分が順次連結されていることと同等とみなすことができる。それに加えて搬送方向に引っ張り張力がかけられているために、ウェブ３００の高温部において、その表面に対して垂直方向に変形することがわかっている。
【００２４】
ここで参考例として本発明者らは図２の装置を用い、開口調整部材１００が全くの直方体形状であるものを用いて、搬送中のウェブ３００に搬送方向にかけられる張力以外の外力を印加すること、例えばマグネットローラ３１５の磁力を強化することで、ウェブ３００を平面状に矯正し、ウェブ３００と開口調整部材１００との接触を防止することをためしてみた。その場合、成膜温度や高周波電力の大きさなどの成膜条件によっては、ウェブ３００を平面形状へ矯正することが困難な場合があることが判明した。これにより、そのような参考例ではウェブ３００と開口調整部材１００との接触を防止できない場合があった。この場合の図３の位置でのＡＡ’断面の模式図を、図４に示す。図４は、真空容器を通過するウェブが紙面鉛直方向に移動する様子をあらわした図である。図中符号は図２図３と同じである。上記した理由によって変形したウェブ３００がａにおいて開口調整部材１００と接触を起こしていることがわかる。
【００２５】
このような参考例に対して本発明においては、開口調整部材１００のウェブ３００と相対する面つまり対向面に、少なくとも１本以上の溝が搬送方向に形成されている。開口調整部材１００をこのような形状とすることにより、ウェブ３００との接触を回避できる。本発明による開口調整部材の一例を用いて図２の装置を動作させた場合の図３のＡＡ’断面の模式図を、図５に示す。図５は、真空容器を通過するウェブが紙面鉛直方向に移動する様子をあらわした図であり図中の符号は図２図３と同じである。開口調整部材１００において、下方へ凸型に変形したウェブ３００の凸部に対面する部分に溝１０３を形成したことで、ウェブ３００との接触をなくすことができる。しかもウェブを幅方向の端から端まで強制的に矯正する必要がない。
【００２６】
また、開口調整部材１００に形成された溝１０３の深さおよび溝１０３のウェブ幅方向の幅は、ウェブ３００の変形量に応じて適宜選択できる。すなわち、ウェブ３００の変形量を実測し、これに対応する溝１０３の深さ及び幅そして幅方向における位置を決定する方法がある。図５に示す装置において、開口調整部材１００を取り外してウェブ３００がマグネットローラ３１５以外のいずれの部材にも接触しないような状態においてウェブ３００を加熱し、ウェブ３００表面の上下方向の変位量およびその形状を光学的方法やレーザー変位計等を用いて実測する。ウェブ３００の幅をｗとし、測定された変位量が最大でｄで、変位量がｄ／２になる範囲が幅方向にｗ／２であった場合、従来の方法では、前記クリアランスをｄよりも大きくする必要があるが、本発明においては、例えば溝１０３の深さをｄ／２、その幅をｗ／２より大きく、溝でない部分のクリアランスをｄ／２とすることによって、接触を回避しながら、クリアランス部分の断面積を小さくすることが可能で、成膜室３０４〜３０６の閉込め効果を向上させることができる。
【００２７】
また、前記溝１０３の深さおよび溝１０３の幅を決定する別の方法として、ウェブ３００の変形を予め計算し、これに対応する溝１０３の深さ及び幅を決定する方法がある。例えば概算方法としては、図３に示す装置を想定して、ウェブ３００の温度がガスゲート室３０７の内部においてはｔ１℃でＡＡ’断面においてはｔ２℃に加熱される場合、ｔ１℃において幅ｗのウェブ３００のｔ２℃における幅ｗ’は、近似的に式（１）で表される。
0003870014.tif 000002
【００２８】
ここでαはウェブ３００の線膨張率である。次に、ウェブ３００の幅方向の熱膨張分によって表面に垂直方向に変位して、ウェブ３００の形状が下方へ凸型に円弧状に変形すると仮定した場合、ウェブ３００表面の上下方向の変化量ｄは近似的に式（２）で計算できる。
0003870014.tif 000003
【００２９】
そして、例えば開口調整部材１００の溝１０３の深さをｄ／２、その幅をｗ／２より大きくｗ未満、溝でない部分のクリアランスをｄ／２とすることによって接触を回避しながら、クリアランス部分の断面積を小さくすることが可能で、成膜室３０４〜３０６の閉込め効果を向上させることができる。実際の値を求めるためにはウェブ３００の剛性、搬送方向の張力を考慮して変形量ｄを補正する必要がある。
図６は本実施の形態で用いられた開口調整部材を模式的に代表する斜視図である。
図６に示すように開口調整部材１００は、被処理体であるウェブが対向する側の対向面において、凹部である溝１０３を有している。
この溝１０３は、対向面において角度をもって段差を有している。またこの溝１０３は、ウェブの搬送方向に沿って同じ溝幅である。またこの溝幅とは、搬送方向に対して直交し、且つ、対向面内に１次元的に設定された方向における溝１０３の距離である。
この溝１０３によって、ウェブが撓んだり変形した場合でも、ウェブが開口調整部材１００に当たらない。
またこの溝１０３は対向面の一部に設けられるものであり、溝１０３が設けられる位置は、ウェブが開口調整部材に当たる位置を前もって予測した位置であってもよく、ウェブが開口調整部材に当たる位置であってもよい。
その結果、処理室の開口部の実質的な開口面積を広げることを防ぎつつ且つ、ウェブが開口調整部１００に当たることを防ぐことができる。
このように本発明の実施の形態における真空処理装置は、開口調整部材の一部に凹部を設けているので、被処理体と開口調整部材とが接触することを防ぐことができるし、更に原料ガス等の真空処理用ガスや電磁波が処理室外に漏洩することを防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態における真空処理装置は、被処理体として帯状ウェブである以外に、たとえば半導体ウエハーのような実質円形状やディスプレイ基板等の矩形形状のような短尺形状の被処理体でもよい。
また、本発明の実施の形態における真空処理装置は、開口調整部材の凹部が例えば折り曲げて加工やあるいは切削加工等によって得られた角度を有する段差を有する以外に例えば図７に示すように湾曲して段差を有した形状でも良い。
また、本発明の実施の形態における真空処理装置は、例えば図８や図９に示すように開口調整部材の凹部がテーパーを描く形態でもよい。なお図８と図９において、このテーパーは溝幅に相当する幅が搬送方向に向かうにつれて小さくなる形態である。このような形態にすることでより原料ガス等の真空処理用ガスや電磁波が処理室外に漏洩することを防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態における真空処理装置は、溝である凹部を対向面において図１０に示すような２本の溝部、言い換えれば１本以上の溝部を設けても良い。
また、本発明の実施の形態における真空処理装置は、プラズマＣＶＤ等の堆積膜形成装置として用いられる以外に、エッチング装置あるいはスパッタリング装置、あるいはアッシャー等のさまざまな真空処理装置に用いてもよい。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例によって何等限定されるものではない。
［実施例１］
図２で示される、ロール・ツー・ロール方式のプラズマＣＶＤ装置により、以下に示す手順に従って、ウェブ上にｐｉｎ型のアモルファスシリコン光起電力素子を形成した。
まず、ウェブ３００としては、予め不図示のロール・ツー・ロール方式のスパッタ式膜形成装置でウェブ３００上に裏面反射層としてアルミニウムの薄膜（厚さ０．１μｍ）と、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の薄膜（厚さ１．０μｍ）を堆積してある幅３００ｍｍ、長さ１００ｍ、厚さ０．２ｍｍのＳＵＳ４３０ＢＡ製基板を使用した。
ウェブ３００を、送出しボビン３０１から送出され、ガスゲート室３０７で接続された３つの真空容器３０３を通過して、巻取りボビン３０２で巻き取られるようにセットした。
【００３１】
各真空容器３０３および各成膜室３０４〜３０６を、排気管３１１を通して不図示の排気調整バルブと不図示の排気手段により１Ｔｏｒｒ台まで排気した後、引き続き排気しながら原料ガス導入管３０９および分離用ガス導入管３１０からＨｅガスをそれぞれ１００ｓｃｃｍづつ流し、各真空容器３０３の圧力を不図示の圧力計で測定して１．０Ｔｏｒｒに保った。さらに、ウェブ加熱ヒータ３１２と電極加熱ヒータ３１４をそれぞれ３００℃に加熱して、この状態のまま５時間ベーキングを行って不純物ガスを脱離させた。
【００３２】
次に、原料ガス導入管３０９から流していたＨｅガスを停止し、不図示のガス混合器から原料ガスを、原料ガス導入管３０９を通して各成膜室３０４〜３０６へ導入した。各ガスゲート室３０７には分離用ガス導入管３１０からＨ2ガスをそれぞれ１０００ｓｃｃｍ流した。ウェブ３００の搬送速度は１０００ｍｍ／ｍｉｎであった。また、不図示の高周波発振器から高周波電極３１３に電力を印加して、放電領域３０８にプラズマ放電を生起し、ウェブ３００上にｎ，ｉ，ｐ型のアモルファスシリコン膜を連続的に形成した。各成膜室での作製条件を表１に示す。
【００３３】
本実施例の開口調整部材についてはいずれも幅３２０ｍｍ、高さ１２ｍｍ、搬送方向の長さ５０ｍｍで、成膜室３０４においては、図３と図５と図６に示すように幅方向の中央部分に溝を形成したものを、ウェブの入口および出口のいずれについても用いた。該開口調整部材の溝の部分以外のウェブ３００とのクリアランスは３ｍｍ、溝１０３の深さは３ｍｍ、幅は１２０ｍｍとした。成膜室３０５および３０６においては図４に示す参考例の溝１０３の形成されていないものを用い、ウェブ３００とのクリアランスは６ｍｍであった。
【００３４】
成膜工程として連続的に膜形成を約５時間おこない、全長１００ｍのウェブのうち、７０ｍに半導体膜を形成することができた。
上記の手順で得られたアモルファスシリコン膜を堆積したウェブが巻かれた巻取りボビン３０２を取り出し、不図示のスパッタ方式の膜形成装置で透明導電膜（膜厚８００Å）を形成した後、ウェブ３００を不図示の切断機によって送り出しながら搬送方向に１００ｍｍごとに切断してサンプルとし、Ａｇのペーストをスクリーン印刷することにより集電電極形成して、図１の模式断面図に示す光起電力素子を作製した。
【００３５】
形成された光起電力素子の特性評価を、ＡＭ値１．５、エネルギー密度１００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光を照射したときの光電変換率ηを測定して評価をおこなった。表２にその評価結果を示す。また、ウェブの有効部分７０ｍのうち、１ｍ毎にサンプルを抽出して測定し、７０個のサンプル特性の最大値と最少値の差を均一性として評価した。また、サンプルについた傷による素子の短絡いわゆるシャントが発生しなかった頻度を良品率として評価した。
【００３６】
（比較例１）
本比較例では、成膜室３０４において図４に示す参考例の溝の形成されていないものを用い、ウェブ３００とのクリアランスは６ｍｍとして、実施例１と同様の成膜をおこなった。その他の成膜条件および評価方法は実施例１と同様である。表２にその評価結果を示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
【表２】
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比較例１では、成膜中に成膜室３０４および成膜室３０５において、開口部からのプラズマの漏洩が確認され、真空容器３０３の壁面に堆積膜が見られた。また、成膜室３０４において、ウェブと開口調整部材が部分的に接触したためにウェブに傷が発生した。実施例１では成膜室３０４から原料ガスやその励起種の漏洩が押さえられて所望の成膜条件が維持達成でき、またウェブと開口調整部材との接触がなく傷が発生しなかったため、表２に示すように、光電変換効率、均一性、良品率共に向上した。
【００３９】
［実施例２］
本実施例では、成膜室３０５の内部において、ウェブ３００の変形形状がウェブの幅方向に２箇所において下に凸型の部分があったために、成膜室３０５における開口調整部材を図１０に示すような幅方向の２箇所において深さ方向に二段階の溝１０３が形成されたものを、ウェブの入口および出口のいずれについても用いた。該開口調整部材の溝の部分以外のウェブ３００とのクリアランスは３ｍｍ、一段目の溝はいずれも深さ１．５ｍｍ幅５ｍｍ、二段目の溝はいずれも深さ３ｍｍ幅１５ｍｍとした。成膜室３０４および３０６においては実施例１と同じものを用いた。その他の成膜条件および評価方法は実施例１と同様である。
【００４０】
実施例２では、実施例１と比較して成膜室３０５から原料ガスや高周波電力の漏洩がさらに少なく、隣接する成膜室３０５への原料ガスの混入が減少し、所望の高周波電力が印加できたため、表２に示すように光電変換効率および均一性が実施例１よりも向上した。
【００４１】
［実施例３］
本実施例では、成膜室３０６の内部において、ウェブ３００の変形形状が下に凸型の部分が１箇所でかつ変形量が搬送方向について変化していたために、成膜室３０６における開口調整部材が図８に示すように搬送方向に溝の幅を変化させ、さらに連続的に溝の深さが変化しているテーパ状の溝１０３が形成されたものを、ウェブの入口および出口のいずれについても用いた。溝の部分以外のウェブ３００とのクリアランスは３ｍｍ、溝については、搬送の上流方向の端が幅６０ｍｍ、深さ３ｍｍ、搬送の下流方向の端が幅２０ｍｍ、深さ１ｍｍとした。成膜室３０４および３０５においては実施例２と同じものを用いた。その他の成膜条件および評価方法は実施例２と同様である。
【００４２】
実施例３では、実施例２と比較して成膜室３０６から原料ガスや高周波電力の漏洩がさらに少なく、隣接する成膜室３０５への原料ガスの混入が減少し、所望の高周波電力を原料ガスに印加できたため、表２に示すように光電変換効率および均一性が実施例２よりも向上した。
【００４３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の堆積膜連続形成装置等の真空処理装置や真空処理方法によれば、被処理体であるウェブと装置を構成する部材との接触を効果的に阻止することができる。その結果被処理体に形成される堆積膜への損傷をなくし、膜特性、良品率が向上し、生産性の高い堆積膜連続形成装置等の真空処理装置を提供することが可能となる。
また、本発明によれば、成膜室から原料ガスや電力やプラズマが漏洩することを効果的に阻止することができるため、所望の成膜条件等の真空処理条件を実現することができ、堆積膜の特性や、均一性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光起電力素子の層構成を示す概略図である。
【図２】ロール・ツー・ロール方式の堆積膜連続製造装置の概略図である。
【図３】真空容器の内部構成を説明する概略図である。
【図４】参考例の開口調整部材を装着した図３の１つの真空容器のＡＡ’断面図である。
【図５】開口調整部材を装着した図３の１つの真空容器のＡＡ’断面図である。
【図６】開口調整部材の一形状を示す立体斜視図である。
【図７】開口調整部材の別形状を示す立体斜視図である。
【図８】開口調整部材の別形状を説明する立体斜視図である。
【図９】開口調整部材の別形状を示す立体斜視図である。
【図１０】開口調整部材の別形状を説明する立体斜視図である。
１００：開口調整部材
１０１：成膜室
１０２：開口部
１０３：溝
３００、７００：ウェブ
３０１：送出しボビン
３０２：巻取りボビン
３０３：真空容器
３０４、３０５、３０６：成膜室
３０７：ガスゲート室
３０８：放電領域
３０９：原料ガス導入管
３１０：分離用ガス導入管
３１１：排気管
３１２：ウェブ加熱ヒータ
３１３：高周波電極
３１４：電極加熱ヒータ
３１５：マグネットローラー
７０１：裏面反射層
７０２：透明導電膜
７０３：ｎ型層
７０４：ｉ型層
７０５：ｐ型層
７０６：透明導電膜
７０７：集電電極
【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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