JP2012031492A - Ｃｖｄ製膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に製膜処理を継続するときの膜のヘイズ率分布の悪化を抑制することが可能なＣＶＤ製膜装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板に製膜される膜の原料ガスを含む供給ガスを供給するノズル３９を有するインジェクタ３５と、インジェクタを３５挟んで対向する一対の面３４の間に形成され、供給された供給ガスが基板とインジェクタ３５との間から排気される排気流路３７と、一対の面の各面３４の基板近傍に形成される排気入口部３４ａと、を有し、排気流路３７の幅方向の中央部における排気入口部３４ａとインジェクタ３５との間の距離は、幅方向の両端部における排気入口部３４ａとインジェクタ３５との間の距離よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、製膜装置、特にＣＶＤ法（化学気相成長法）を用いた基板上への製膜に関する。

従来、ＳｎＯ_２（酸化スズ）を主成分とする透明導電膜をコンベアで搬送される基板の上に製膜する方法として、主原料のＳｎＣｌ_４（四塩化スズ）とＨ_２Ｏ（水）とを高温基板（５００℃程度）に吹き付ける製膜方法が知られている。また、製膜する際に、透明導電膜の導電性を高めるために主原料の中にＨＦガス（フッ化水素ガス）を添加する製膜方法も知られている。

近年では、太陽電池に用いられる均一な膜特性を有する透明導電膜等が形成された大面積なガラス基板や、均一な膜特性を有する熱線反射膜や反射防止膜等などの光学膜が形成された大面積なガラス板などの需要が高まっている。このような大面積基板の上に均一な膜を形成するためには、膜の主原料であるＳｎＣｌ_４などのガスを均一に基板に吹き付け、基板上で主原料ガスの濃度分布の偏りが生じないようにする必要があった。

この濃度分布の偏りを発生させないために、基板上に吹き付けられた主原料ガスなどを外部へ排気する排気流路の外側には、窒素ガスの気流によって構成される窒素ガスカーテンを形成して、主原料ガスなどを排気流路に案内する方法が知られている。このようにすることによって、主原料ガスなどが滑らかに排気流路に流されるので、排気されるガス流量分布の均一化が図られ、基板上における主原料ガスの濃度分布の偏りの発生が防止される。

しかしながら、この方法では全て気流のバランスが重要な要素となるので、たとえば、周辺の圧力状況、運転状況等の変動によって、あるいは、メンテナスのために分解し再組立した後は、炉内の圧力状況が変動し、基板上における主原料ガスの濃度分布の偏りが発生することがあった。
さらには、製膜処理を続けることで、インジェクタ付近や排気流路にも製膜物質が付着することで、主原料ガスの気流の乱れが生じ、基板上における主原料ガスの濃度分布の偏りが発生する場合があった。

基板上における主原料ガスの濃度分布の偏りが発生すると、基板全体に膜厚分布や膜質分布が生じて製膜されるので、膜特性が変化してしまい、太陽電池発電性能に分布を生じ、基板全体での太陽電池発電性能が低下するために、製品歩留まりが低下することが問題となる。
また、気流のバランスの変化で主原料ガスの気流の乱れが発生し、気相中で主原料ガスが反応して成長する小さな粒子が増加すると、透明導電膜のヘイズ分布が悪化する場合があり、太陽電池発電性能に分布を生じ、基板全体での太陽電池発電性能が低下するために、製品歩留まりが低下することが問題となる。

このため、特許文献１には、主原料ガスを吹き付けるインジェクタの内部に計量チュ―ブを配置して、その計量チューブの噴出し開口の寸法や間隔を変化させることによって主原料ガスの吹き出しを均一化することが開示されている。

特許文献２には、排気流路に設けられている圧力差発生部によって生じる排気流れのアンバランスを排気流路の間隔を調整することが可能な機構を設けることによって、圧力損失を所定値以上に制御して主原料ガスの流量分布を均一化することが開示されている。

特許文献３には、主原料ガスが吹き付けられた基板上の総粒子数を計測することによりヘイズ率の標準偏差を所定値以下になるように調整して、太陽電池の安定生産を図ることが開示されている。

特許第２７９０４３７号公報 特開２００８−１６９４３７号公報 特開２０１０−５６２３８号公報

従来は、特許文献１および特許文献２に記載の発明のように、排気流路における排気流量のバランスを調整して膜厚分布の改善も検討されたが、透明導電膜の製膜においては、膜厚分布が改善してもインジェクタ付近の主原料ガスの気流の乱れを調整できずに、小さな粒子が増加して最終的には透明導電膜のヘイズ分布が悪化する課題がある。
このヘイズ分布の悪化を抑制するためには、定期的にインジェクタ付近と排気流路付近に付着した物質の除去清掃のためにメンテナンスをする手法があるが、メンテナンスの間隔が短くメンテナンス頻度が多い場合には、製膜の生産性に影響を及ぼすという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、基板に製膜される膜のヘイズ分布の悪化を抑制することが可能なＣＶＤ製膜装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明に係るＣＶＤ製膜装置は、基板に製膜される膜の原料ガスを含む供給ガスを供給するノズルを有するインジェクタと、該インジェクタを挟んで対向する一対の面の間に形成され、供給された前記供給ガスが前記基板と前記インジェクタとの間から排気される排気流路と、前記一対の面の各面の前記基板近傍に形成される前記排気入口部と、を有し、前記排気流路の幅方向の中央部における各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離は、前記排気流路の前記幅方向の両端部における各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離よりも大きいことを特徴とする。

本発明者らは、排気流路の入口部の幅方向における一対の面の間の間隔方向の距離を変化させることによって、膜上に付着して搬出される小さな粒子（約０．５μｍ以上）の発生量が変化することを見出した。これにより、排気流路の入口部の幅方向の中央部における間隔方向の距離を幅方向の端部における間隔方向の距離よりも大きくすることによって、付着する粒子数を抑制することができる。また、付着する粒子数が一定値より増加すると膜厚分布やヘイズ率の分布が悪化する相関的な現象があることから、付着する粒子数を抑制することで、膜のヘイズ率の分布の悪化を抑制することが可能となり、製膜物質の排気流路などへ付着による膜厚分布の悪化を抑制するためのＣＶＤ製膜装置の洗浄処理（インジェクタと排気流路部分の定期メンテナンス）の間隔を長くすることができる。したがって、製膜装置の稼働率を向上し、製膜の生産性を向上させることができる。

本発明のＣＶＤ製膜装置に係る前記一対の面の各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離は、前記一対の面の各面を貫通する複数の棒状部材およびそれぞれの該棒状部材の軸方向に挿通するとともに前記一対の面の間に挟持される複数の距離調整手段によって調整され、前記排気流路の前記幅方向の中央部に設けられる前記距離調整手段は、前記排気流路の前記幅方向の両端部に設けられる前記距離調整手段よりもその軸方向の長さが長いことを特徴とする。

一対の面の各面を貫通する複数の棒状部材と、それぞれの棒状部材がその軸方向に挿通するとともに一対の面の各面とインジェクタとの間に挟持される複数の距離調整手段を用いて、排気流路の入口の幅方向の両端部に設けられる距離調整手段の軸方向の長さよりも排気流路の幅方向の中央部に設けられる距離調整手段の軸方向の長さを長くすることにした。そのため、複数の距離調整手段を用いて、排気流路の入口の幅方向の中央部における間隔方向の距離を排気流路の幅方向の両端部における間隔方向の距離よりも大きくすることができる。したがって、棒状部材と距離調整手段といった簡易な部材を用いて間隔方向の距離を設定、管理することできるようになり、ＣＶＤ製膜装置のメンテナンスが容易になる。

本発明のＣＶＤ製膜装置に係る各前記距離調整手段は、その軸方向に直交する断面形状が前記排気流路の前記幅方向の設置位置に応じて異なることを特徴とする。

距離調整手段の軸方向に直交する断面形状を排気流路の入口の幅方向に設置する位置に応じて変えることとした。そのため、メンテナンス作業時において、排気流路の幅方向の中央部に設置する距離調整手段と、排気流路の幅方向の両端部に設置する距離調整手段とを容易に区別して排気流路部分を組立てることができる。したがって、距離調整手段の設置の間違いによる、排気流路の入口の幅方向の間隔方向の距離の誤設定を防止することができる。

本発明のＣＶＤ製膜装置に係る各前記棒状部材が貫通する前記一対の面に設けられる複数の貫通孔は、前記排気流路の前記幅方向の少なくとも両端部の孔径が前記幅方向に長くなることを特徴とする。

一対の面の各面に設けられて各棒状部材が貫通する貫通孔の孔径を、排気流路の幅方向の中央部に対して、少なくとも両端部は排気流路の幅方向に長くすることとした。また、中央部から両端部に向かうにしたがって排気流路の幅方向に長くすることが更に好ましい。そのため、室温でメンテナンス後に、製膜処理温度まで昇温させた際に、排気流路を形成する一対の面が熱膨張した場合であっても、貫通孔の孔径によって熱膨張差を吸収して排気流路を形成する壁面の平面度が変形することを抑制することができる。したがって、間隔方向の距離を維持することができる。

本発明のＣＶＤ製膜装置に係る前記原料ガスは、ＳｎＣｌ_４およびＨ_２Ｏを主成分とすることを特徴とする。

ＳｎＣｌ_４およびＨ_２Ｏによって製膜される透明導電膜の分布が悪化した場合や、主原料ガスの気流の乱れにより透明導電膜のヘイズ率が高く膜の表面に高低差が大きく生じる部分が発生することにより、この透明導電膜の上に形成する積層膜（たとえば光電変換層）において、周囲の積層膜との間に膜応力の差が生じて、局所的に積層膜の膜剥離が生じる恐れがある。

そこで、本発明では、ヘイズ率の分布の悪化を抑制することが可能なＣＶＤ製膜装置を用いて、ＳｎＣｌ_４およびＨ_２Ｏを主成分とする原料ガスによって製膜することとした。そのため、局所的な積層膜の剥離を従来よりも低減することができる。したがって、製膜の品質を安定させて、製品の歩留まりを向上させることができる。

本発明に係る基板の製膜方法は、基板に製膜される膜の原料ガスを含む供給ガスを供給するノズルを有するインジェクタと、該インジェクタを挟んで対向する一対の面の間に形成され、供給された前記供給ガスが前記基板と前記インジェクタとの間から排気される排気流路と、前記一対の面の各面の前記基板近傍に形成される前記排気入口部と、を有し、前記排気流路の幅方向の中央部における各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離が前記排気流路の前記幅方向の両端部における各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離よりも大きいＣＶＤ製膜装置を用いて前記基板を製膜することを特徴とする。

排気流路の入口部の幅方向の中央部における間隔方向の距離を幅方向の端部における間隔方向の距離よりも大きくしたＣＶＤ製膜装置を用いて基板を製膜することとした。これにより、基板に付着する粒子数を抑制することができる。したがって、膜厚分布やヘイズ率の分布の悪化を抑制した製膜をおこなうことができる。

本発明によれば、排気流路の入口部の幅方向の中央部における間隔方向の距離を幅方向の端部における間隔方向の距離よりも大きくすることによって、付着する粒子数を抑制することができる。また、付着する粒子数が一定値より増加すると膜厚分布やヘイズ率の分布が悪化する相関的な現象があることから、付着する粒子数を抑制することで、膜のヘイズ率の分布の悪化を抑制することが可能となり、製膜物質の排気流路などへ付着による膜厚分布の悪化を抑制するためのＣＶＤ製膜装置の洗浄処理（インジェクタと排気流路部分の定期メンテナンス）の間隔を長くすることができる。したがって、製膜装置の稼働率を向上し、製膜の生産性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態にかかる大気圧熱ＣＶＤ装置の全体概略構成を示す縦断面図である。 図１の第４チャンバの下部構造を示す断面図である。 膜に付着して搬出された粒子数の時間的な推移の比較について示したグラフである。 太陽電池モジュールの特性を比較した図表である。 図１に示す排気流路の幅方向の中央部における排気入口部の排気スリット幅を変化させた場合のヘイズ率の比較を示したグラフである。 本発明の第２実施形態について第４チャンバを側面視した立体構成図である。 各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置により製造される光電変換装置の構成の概略図である。 各実施形態の各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置により製造される太陽電池パネルの製造工程を示す概略図である。 各実施形態の各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置により製造される太陽電池パネルの製造工程を示す概略図である。 各実施形態の各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置により製造される太陽電池パネルの製造工程を示す概略図である。 各実施形態の各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置により製造される太陽電池パネルの製造工程を示す概略図である。 各実施形態の各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置により製造される太陽電池パネルの製造工程を示す概略図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態にかかるＣＶＤ装置について図１から図５を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる大気圧熱ＣＶＤ装置（ＣＶＤ製膜装置）１の全体概略構成を示す縦断面図である。図２は、図１の第４チャンバ２１の下部構造を示す断面図である。
この大気圧熱ＣＶＤ装置１は、透光性の基板３（面積が１ｍ^２以上の大面積基板、例えば１．４ｍ×１．１ｍ×３．０ｍｍ〜４．５ｍｍのソーダガラス基板）上に熱ＣＶＤ法により透明電極膜を製膜する。本実施形態の説明では、透明電極膜は、アルカリバリア膜および透明導電膜を含む。

大気圧熱ＣＶＤ装置１には、直方体形状の室である製膜室５と、基板３が製膜室５内を通過するように基板３を搬送方向Ｌに搬送するコンベア７とが備えられている。
製膜室５は、長手方向の一方の端部に入口部９が、他方の端部に出口部１１が備えられている。製膜室５には、入口部９から出口部１１に向けて、加熱部１３と、第１チャンバ１５と、第２チャンバ１７と、第３チャンバ１９と、第４チャンバ２１と、第５チャンバ２３と、第６チャンバ２５と、第７チャンバ２７と、水冷部２９と、が順に備えられている。

入口部９には、たとえば、窒素ガスを噴出することで、製膜室５内の雰囲気ガスが入口部９から流出することを防止する入口シール部３１が備えられている。
出口部１１には、たとえば、窒素ガスを噴出することで、製膜室５内の雰囲気ガスが出口部１１から流出することを防止する出口シール部３３が備えられている。

コンベア７の上面は、入口部９から出口部１１へ向かって製膜室５を貫くように設けられている。コンベア７の上面は、出口部１１から出た後、製膜室５の下側を通り、入口部９へ戻る。基板３は、コンベア７に載せられ、入口部９から製膜室５へ進入し、所定の処理をされ、出口部１１から送出される。

加熱部１３は、電気炉であり、製膜室５内部の水冷部２９手前までの雰囲気を所定の温度、たとえば、５００℃に維持する。この高温雰囲気中を通過する基板３は、コンベア７に載せられた状態で進行に伴いこの所定の温度付近まで昇温される。
水冷部２９は、第７チャンバ２７の搬送方向Ｌ下流側に設けられ、通過する基板３を所定の温度以下に降温する。

透明電極膜は、反射防止膜やアルカリバリア膜を含んで形成しても良い。第１チャンバ１５は、その下を通過する基板３上に反射防止膜を形成する。第１チャンバ１５は、たとえば、原料ガスとしてＴＴＩＰ（テトライソプロポキシチタニウム）ガスを通過する基板３上に送出することにより、熱ＣＶＤ法によって基板３上にＴｉＯ_２膜を形成する。反射防止膜は、省略しても良い。

第２チャンバ１７および第３チャンバ１９は、それぞれ下を通過する基板３上にアルカリバリア膜を形成する。第２チャンバ１７および第３チャンバ１９は、原料ガスとしてＳｉＨ_４ガスおよびＯ_２ガスを通過する基板３上に送出することで、熱ＣＶＤ法により基板３上にＳｉＯ_２膜を形成する。

第４チャンバ２１から第７チャンバ２７までは、それぞれ下を通過する基板３上に透明導電膜を形成する。すなわち、第４チャンバ２１から第７チャンバ２７までは、原料ガスとしてＳｎＣｌ_４ガス、Ｈ_２ＯガスおよびＨＦガスをＮ_２ガスで希釈して送出することで、熱ＣＶＤ法により基板３上にＦがドープされたＳｎＯ_２膜を形成する。
第１チャンバ１５から第７チャンバ２７までは、製膜内容に応じて適宜選択して用いられる。

第１チャンバ１５から第７チャンバ２７までの構造について、基本的には略同等であるので、以下、たとえば、第４チャンバ２１を例として図２を用いて説明する。
第４チャンバ２１には、図示しない供給源から供給された原料ガスを下方に向けて噴射するインジェクタ３５と、インジェクタ３５の搬送方向Ｌ（図１参照）における前方（搬送方向Ｌの下流側、＋Ｘ方向）および後方（搬送方向Ｌの上流側、−Ｘ方向）にそれぞれ設けられた排気流路３７と、が備えられている。

インジェクタ３５は、横断面が略矩形状をし、幅方向（搬送方向Ｌに直交する方向；図２の紙面に直交する方向、±Ｙ方向）に延在するように配置されている。インジェクタ３５のＹ方向（幅方向）の長さは、後述する排気流路３７のＹ方向（幅方向）の長さと略同等とされている。インジェクタ３５は、耐薬品性を有する金属（例えば、ＳＵＳ３０４など）から形成され、基板３と対向するとともにＹ方向に伸びるように配置されている。

コンベア７（図１参照）、言い換えると基板３に対向するインジェクタ３５の下面には、搬送方向Ｌにおける略中央位置に、幅方向略全幅にわたりノズル部（ノズル）３９が取り付けられている。ノズル部３９は、基板３に製膜されるＳｎＯ_２膜（膜）の原料ガスであるＳｎＣｌ_４ガス、Ｈ_２ＯガスおよびＨＦガスを吹き付ける（供給する）ものである。

インジェクタ３５の下部にあるノズル部３９には、原料ガスであるＳｎＣｌ_４ガスを供給するスリット状の第１吹出口４３Ａと、Ｎ_２ガスおよびＨＦガス、または、Ｎ_２ガスのみを供給する一対のスリット状の第２吹出口４３Ｂと、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）およびＮ_２ガスを供給する一対のスリット状の第３吹出口４３Ｃが形成されている。第２吹出口４３Ｂと第３吹出口４３Ｃから供給される原料ガスを含む供給ガス類は上記に限定されず、たとえば、ＨＦガスと水蒸気（Ｈ_２Ｏ）を上記とは逆の第３吹出口４３Ｃと第２吹出口４３Ｂから供給しても良い。

これらの第１吹出口４３Ａ、第２吹出口４３Ｂおよび第３吹出口４３Ｃは、Ｙ方向（幅方向）に延びるように形成され、第１吹出口４３Ａから＋Ｘ方向および−Ｘ方向（前後方行）に向かって第２吹出口４３Ｂ、第３吹出口４３Ｃの順に並んで配置されている。

コンベア７は、基板３をインジェクタ３５および排気流路３７に対向するように支持し、基板３を、たとえば、＋Ｘ方向に搬送するものである。

基板３に吹き付けられた原料ガスを含む供給ガスは、製膜に用いられた後、基板３とインジェクタ３５との間から前後（±Ｘ方向）の排気流路３７を通って排出される。排気流路３７は、対向している一対の壁面（面）３４とインジェクタ３５の壁面３６との間に形成されている。排気流路３７は、耐薬品性を有する金属（例えば、ＳＵＳ３０４など）等から形成され、排気流路３７の排気入口部３４ａが基板３に対向するとともにインジェクタ３５を挟むように配置されている。

排気流路３７を形成している一対の壁面３４の基板３近傍の排気入口部３４ａは、Ｙ方向に直交する断面形状が略台形形状になっている。排気入口部３４ａは、一対の壁面３４に対向しているインジェクタ３５の壁面３６との間に排気隙間を形成するように設けられている。壁面３４、３６の間に形成されている排気流路３７は、その上流となる排気入口部３４ａと壁面３６との間を経由して、下流（＋Ｚ方向）では間隔が広くなっていて、流速を低下させ圧力損出を少なく排気することが可能となっている。

なお、排気入口部３４ａのＹ方向に直交する断面形状は、台形形状に拘るものではなく、排気流路３７の入口部分において、排気入口部３４ａと壁面３６との間に形成された排気隙間（排気スリット幅）により、排気ガス流量に対して適度な圧力損出を発生し、Ｙ方向へ均一な排気を行なえるものであればよい。

壁面３４の排気入口３４ａ付近と壁面３６との間には、複数のボルト３８により、壁面３４をスペーサー（距離調整手段）３９とカラー（距離調整手段）４０とを挟んで、壁面３６に固定されている。
このスペーサー３９とカラー４０とによって、壁面３４に取り付けられている排気入口部３４ａと壁面３６との間隔が調整されている。壁面３４、３６は、Ｙ−Ｚ平面に沿うように配置され、スペーサー３９とカラー４０とは、Ｚ−Ｘ平面に平行になるように配置されている。

排気流路３７における透明導電膜など製膜物質が付着する面（たとえば、壁面３４、３６）は、付着した透明導電膜の剥落を防止するため粗面処理が施されている。粗面処理としては、例えば、粒子粗さが＃６０番から＃３００番のアルミナ粒子を用いたサンドブラストなどが挙げられる。あるいは、４００℃の熱に耐えられる耐熱布や、ガラス繊維や、開口率が１％以下の金網や、無機材が塗布された金網などを壁面３４、３６に配置してもよい。

第４チャンバ２１の前方には、供給ガス流４１の搬送方向Ｌ下流側への拡散を抑制するとともに前方の排気流路３７へ案内する前窒素ガスカーテン（図示せず）が、後方には、供給ガス流４１の搬送方向Ｌ上流側への拡散を抑制するとともに後方の排気流路３７へ案内する後窒素ガスカーテン（図示せず）が備えられている。供給ガス流４１、前窒素ガスカーテンあるいは後窒素ガスカーテンが混合し、排気ガス（流体）として排気流路３７を流れることになる。

前窒素ガスカーテンおよび後窒素ガスカーテンは、不活性ガスを用いることが好ましく、コストの点で窒素ガスが好適である。また、前窒素ガスカーテンおよび後窒素ガスカーテンは、不活性ガスに限るものではなく、供給ガスと反応しなければ、その他のガスであってもよい。
なお、基板３の搬送方向Ｌにおいて下流側（＋Ｘ方向）に位置するものを「後」、上流側（−Ｘ方向）に位置するものを「前」として各名称を示す。

ここで、排気流路３７の入口付近に設けられ、排気入口部３４ａと壁面３６とのＸ方向の隙間の距離（以降、排気スリット幅と称する。）を調整するスペーサー３９とカラー４０とは、壁面３４を貫通している複数（例えば、３本）のボルト（棒状部材）３８により、壁面３４、３６の間に挟持されている。カラー４０は筒状部材であり、各々のＸ方向の長さが異なるものである。

ボルト３８は、その軸方向（Ｘ方向）に直交する断面形状が略円状の棒状部材である。ボルト３８は、排気流路３７のＹ方向に等間隔に設けられている。各ボルト３８は、壁面３４に設けられている各貫通孔（図示せず）と各スペーサー３９とを貫通してナット（図示せず）によって壁面３４に固定されている。各貫通孔は、その形状が円状とされており、その孔径は、ボルト３８の外径よりも若干大きいものとされている。

スペーサー３９は、筒状部材であるが、ボルト３８とカラー４０との軸方向（Ｘ方向）の位置関係を決定するものであり、その形状は筒状に限定されない。例えば、ボルト３８の断面サイズを変えておくことでボルト３８にスペーサー３９の機能を持たせ、スペーサー３９を省略することができる。

カラー４０は、筒形状を成しており、その軸方向（Ｘ方向）の断面形状が円形状となっている。カラー４０は、その軸中心部をボルト３８が貫通している。カラー４０は、ボルト３８と同数（たとえば、３本）設けられている。

各カラー４０のＸ方向の長さと各スペーサー３９のＸ方向の長さを合わせたものが、壁面３４と壁面３６との間のＸ方向の隙間の距離となる。このため、各スペーサー３９のＸ方向の長さを所定の同じ長さとして、各カラー４０のＸ方向の長さを変えることによって、壁面３４と壁面３６との間のＸ方向の隙間の距離を調整することが好ましい。

さらに、各カラー４０のＸ方向の長さは、壁面３４に取り付けられている排気入口部３４ａと壁面３６との間のＸ方向の隙間の距離である排気スリット幅と同じになるように、各スペーサー３９のＸ方向の長さを設定しておくと、排気スリット幅を調整、管理するにあたり好ましい。

本実施形態では、各カラー４０のＸ方向の長さは、各カラー４０を挟持している壁面３４、３６によって形成されている排気流路３７の幅方向の位置によって異なっている。排気流路３７入口付近（排気入口部３４ａの位置を調整し固定できる場所）の幅方向の略中央部に設けられている中央部用カラー４０ａの長さは、排気流路３７入口付近の幅方向の両端部に設けられている端部用カラー４０ｂ（図２では、１箇所のみを示す）の長さに比べて長いものとなっている。

中央部用カラー４０ａの長さは、排気流路３７のＹ方向の長さが１２００ｍｍの場合には、壁面３４に取り付けられている排気入口部３４ａと壁面３６との間のＸ方向の隙間の距離の規定である規定排気スリット幅（例えば、２ｍｍから１０ｍｍ）よりも＋３０％長いものとされ、端部用カラー４０ｂの長さは、規定排気スリット幅と同じ長さとされている。

このように、長さの長い中央部用カラー４０ａを排気流路３７の幅方向の中央部に設け、中央部用カラー４０ａよりも長さの短い端部用カラー４０ｂを排気流路３７の幅方向の両端部に設けることによって、排気流路３７の幅方向の中央部における排気入口部３４ａと壁面３６との間の排気スリット幅を、排気流路３７の幅方向の両端部における排気入口部３４ａと壁面３６との間の排気スリット幅よりも大きくすることができる。

なお、上記説明では、各スペーサー３９のＸ方向の長さは同一であり、各カラー４０のＸ方向の長さを調整することで、壁面３４および壁面３４に取り付けられている排気入口部３４ａと、壁面３６とによって形成されている排気流路３７の幅方向の距離と排気スリット幅とを調整設定している。しかし、本発明は、これに限らず、各スペーサー３９と各カラー４０とを一体構造として、このスペーサー３９とカラー４０とを合わせた各筒状部材のＸ方向の長さを調整してもよい。

次に、膜に付着した粒子数の時間的な推移の従来例と本発明との比較について図３を用いて説明する。
図３（Ａ）の従来例は、排気流路３７の入口付近に設けられている、排気入口部３４ａと壁面３６との排気スリット幅を排気流路３７の幅方向の中央部および両端部ともに規定排気スリット幅になるようにした場合であり、図３（Ｂ）の本発明は、排気流路３７の幅方向の中央部の排気スリット幅を規定排気スリット幅（例えば、２ｍｍから１０ｍｍ）より＋３０％長いものとして、排気流路３７の幅方向の両端部のＸ方向の距離を規定排気スリット幅にした場合である。図３（Ａ）、（Ｂ）の縦軸は、膜に付着して搬出された粒子をカウントした数を示し、横軸は、時間を示している。図３（Ａ）、（Ｂ）ともに第４チャンバ２１をメンテナンスした後（縦軸に平行している一点鎖線）から製膜を開始している。

本実施形態における粒数は、１．４ｍ×１．１ｍの基板面内の４２点において、ＣＣＤカメラにより各観察領域（０．６ｍｍ×０．８ｍｍ）内の粒子数を計測し、基板面内の４２点で各観察領域内の粒子数を合計したものを粒数として表示してある。ここで、各粒子径は、観測が容易でヘイズ率への相関が見られる粒径０．５μｍ以上の粒子数を計測している。

図３（Ａ）では、メンテナンスから製膜処理を繰り返して時間が経過してゆくとともに粒数が徐々に増加し、本製膜装置の生産における正常範囲を示す管理値である通常生産上限レベルである０．４Ｐ〜０．５Ｐ個以下（横軸に平行している点線）を越えると、急速に粒数が増加し、この粒数に相関して、膜厚分布の悪化やヘイズ率分布の悪化も生じることが判明している。膜厚分布の悪化を抑制するための洗浄処理（定期メンテナンス）を行うにあたり、本製膜装置の生産運用経験より設定した管理値であるＰ個以上（横軸に平行している実線）を超えた場合に、製膜処理を停止して、洗浄処理のメンテナンスが必要になる。本実施形態では、Ｐは１０００粒を表している。

一方、図３（Ｂ）から明らかなように、本発明の場合には、本製膜装置の生産運用経験より設定した管理値であるＰ個以上（横軸に平行している実線）を超えることがなく、図３（Ａ）の場合のように、粒子数の急増がみられない。
さらに、通常生産上限レベルである０．４Ｐ〜０．５Ｐ個以下（横軸に平行している点線）の粒子数を、より多くの製膜処理を実施しても維持することができるようになっている。

また、図４には、従来例および本発明によって製膜された太陽電池モジュールの特性を示す図表が示されている。
図４の変更前は、図３の場合の従来例と同様に、排気入口部３４ａと壁面３６とのＸ方向の隙間であって、排気流路３７の入口近傍に設けられる排気スリット幅を排気流路３７の幅方向の中央部および両端部ともに規定排気スリット幅になるように調整した場合を示し、図４の変更後は、排気入口部３４ａと壁面３６とのＸ方向の隙間であって、距離排気流路３７の入口近傍に設けられる排気スリット幅の幅方向の中央部を規定排気スリット幅より＋３０％長いものとして、排気流路３７の幅方向の両端部の排気スリット幅を規定排気スリット幅にした本発明の場合を示している。

図４の図表中に示している平均値は、変更前（従来例）または変更後（本発明）によって連続的に製膜して製造した約２００枚の基板３の太陽電池モジュールの平均値を表している。図４では、最大出力（Ｐｍax）、短絡電流(Ｉｓｃ)、開放電圧(Ｖｏｃ)、形状因子（ＦＦ）、ヘイズ率の各特性値について、変更前の各特性値を１．０として変更後の特性値との比較を行っている。

変更前に対して排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を排気流路３７の幅方向の中央部が規定排気スリット幅より＋３０％長いものとして、両端部を規定排気スリット幅になるように調整した場合（変更後の場合）の太陽電池モジュールの特性への影響を調査したところ、図４に示すように、太陽電池モジュールの特性には変化がない。また、ヘイズ率の分布が均一化したことで、ヘイズ率の平均値は若干小さくなっているが、ヘイズ率の標準偏差が大きく改善し、安定な連続生産処理が実施されていることが分かる。
すなわち、太陽電池モジュールの特性を維持しながら、製膜処理を繰り返してもヘイズ率の分布が大きくならないよう抑制できていることを示している。

次に、図５を用いて、排気流路３７の幅方向の中央部の排気スリット幅を変化させた場合について説明する。図５の右図には、従来例、本発明および比較例によって製膜された透明導電膜のヘイズ率を比較したグラフが示されている。

図５の右図の従来例（○印）は、図３の場合と同様に、排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を排気流路３７の幅方向の中央部および両端部ともに規定排気スリット幅になるように調整した場合を示している。また、図５の右図の本発明（△印）は、排気流路３７の幅方向の中央部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を規定排気スリット幅より＋３０％長いものとして、排気流路３７の幅方向の両端部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を規定排気スリット幅にした場合を示している。さらに図５の右図の比較例（◇印）は、本発明とは逆に、排気流路３７の幅方向の中央部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を規定排気スリット幅よりも−３０％短くし、排気流路３７の幅方向の両端部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を規定排気スリット幅に調整した場合を示している。

図５の左図には、これら３つの例の比較に用いた基板３を示している。基板３は、縦１．４ｍ、横１．１ｍであり、基板３の横方向に１５ブロックに製膜領域を分割されている。この横方向の分割番号は、図５の右図の横軸に示されているブロックの番号に対応している。
図５の右図の縦軸は、図５の左図に示した基板３の縦方向（長手方向）のヘイズ率を平均化したものを示し、図５の右図の横軸は、基板３の横方向に１５ブロックに製膜領域を分割したブロックの番号を示している。

比較例の場合には、図５の右図に示すように、基板３の中央部分（ブロック番号７、８）からブロック番号１５に渡って従来例よりもヘイズ率が増加している。このように、ブロック番号７、８のヘイズ率の値が他のブロック部よりも大きな領域、すなわち、局所的なブロック部のヘイズ分布の高低差が大きい領域は、ＳｎＣｌ_４およびＨ_２Ｏなどの主原料ガスの気流の乱れにより、透明導電膜のヘイズ率が高く膜の表面に高低差が大きく生じる部分が発生している。この透明導電膜の表面に高低差が大きく生じる部分に、積層膜（たとえば光電変換層）を形成する場合においては、積層膜の成長方向に局所的な偏りが生じ、周囲の積層膜との間に膜応力の差が生じて、局所的に積層膜の膜剥離が生じるおそれがある。

これに対して、本発明の場合には、図５の右図に示すように、従来例および比較例に比べてほぼ全ブロックに渡ってヘイズ率の分布が改善している。特に、本発明の場合には、基板３の中央部分（ブロック番号７、８）のヘイズ率の分布が従来例よりも改善されて平均化されていることが分かる。そのため、本発明の場合には、透明導電膜の上に製膜する積層膜の剥離が発生する基板数量を従来の剥離発生基板数の約２０％へ低減することができる。

このように、図３から図５に示すように、排気流路３７の幅方向の中央部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を規定排気スリット幅より＋３０％長いものとして、排気流路３７の幅方向の両端部の排気スリット幅を規定排気スリット幅にした本発明の場合には、従来例と比較して、太陽電池モジュールの特性を変えることなく、付着する粒子数の時間的な増加を抑制して、該粒子数に相関のある膜厚分布やヘイズ率分布の悪化を抑制できるので、メンテナンスまでの製膜数量を増加するとともにヘイズ率の分布を改善することが可能となる。そのため、第４チャンバ２１の定期メンテナンスの期間を延長し、ＣＶＤ製膜装置１の稼働率を向上することが可能となる。

上記は、排気流路３７の幅方向の中央部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を規定排気スリット幅より＋３０％長いものについて、メンテナンスまでの製膜数量を増加とヘイズ率の分布の改善効果とについて説明したが、規定排気スリット幅より＋２０％長いもの、および＋５０％長いものについても同様な効果を得ることができた。

従って、排気流路３７の幅方向の中央部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を規定排気スリット幅より＋２０％から＋５０％長くしたものについては、メンテナンスまでの製膜数量の増加とヘイズ率の分布の改善効果とを得るに好ましい。

一方、排気流路３７の幅方向の中央部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅が、規定排気スリット幅より＋２０％未満の距離となる場合は、設定精度の影響もあり、その顕著な効果が確認できなかった。また、規定排気スリット幅より＋５０％よりも長くなると、メンテナンス初期状態から排気流路３７の幅方向の中央部と両端部とで排気流量の分布が生じて、透明導電膜の膜厚分布やヘイズ率分布が悪化し始めた。

また、以上においては、第４チャンバ２１を例として透明導電膜（ＳｎＯ_２膜）を製膜時の排気流路３７の幅方向の中央部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅について述べてきたが、第５チャンバ２３〜第７チャンバ２７についても同様であり、同様の効果を得ることができる。さらには、第２チャンバ１７、第３チャンバ１９のアルカリバリア膜（ＳｉＯ_２膜）を製膜時の排気流路３７の幅方向の中央部の排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅についても同様であり、同様の効果を得ることができる。

以上述べたように、本実施形態に係る大気圧熱ＣＶＤ装置１によれば、以下の効果を奏する。
排気流路３７の入口付近の幅方向の中央部における排気スリット幅（Ｘ方向の隙間の距離）を排気流路３７の幅方向の両端部における排気スリット幅よりも大きくすることによって、付着する粒子数を抑制することができる。また、付着する粒子数は、膜厚分布の悪化やヘイズ率分布の悪化と相関性があることから、付着する粒子数を抑制することで、膜のヘイズ率の分布の悪化を抑制することが可能となり、製膜物質の排気流路を形成している壁面(面)３４、３６などに付着することによる膜厚分布の悪化を抑制するための大気圧熱ＣＶＤ装置（ＣＶＤ製膜装置）１の洗浄処理（定期メンテナンス）の間隔を長くすることができる。したがって、大気圧熱ＣＶＤ装置１の稼働率を向上し、製膜の生産性を向上させることができる。

対向している一対の壁面３４を貫通している３本（複数）のボルト（棒状部材）３８と、それぞれのボルト３８がその軸方向に挿通するとともに一対の壁面の各壁面３４とインジェクタ３５との間に挟持されている３つのカラー（距離調整手段）４０を有するスペーサー（距離調整手段）３９を用いて、排気流路３７の幅方向の両端部に設けられている端部用カラー４０ｂの軸方向（Ｘ方向）の長さよりも排気流路３７の幅方向の中央部に設けられている中央部用カラー４０ａの軸方向（Ｘ方向）の長さを長くすることにした。このように、長さの異なる複数の中央部用カラー４０ａおよび端部用カラー４０ｂを用いて、排気流路３７の幅方向の中央部における排気入口部３４ａの排気スリット幅を排気流路３７の幅方向の両端部における排気スリット幅よりも大きくすることができる。したがって、ボルト３８とスペーサー３９とカラー４０といった簡易な部材を用いて排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅を設定、管理することできるようになり、大気圧熱ＣＶＤ装置１のメンテナンスが容易になる。

透明導電膜（ＳｎＯ_２膜）のヘイズ率の分布の悪化を抑制することが可能な大気圧熱ＣＶＤ装置１を用いて、ＳｎＣｌ_４およびＨ_２Ｏを主成分とする原料ガスによって製膜することとした。そのため、ヘイズ分布による透明導電膜の上に形成する太陽電池光電変換層などの積層膜の成長方向に局所的な偏りを抑制し、周囲の積層膜との間に膜応力の差が生じることを抑制して、積層膜の局所膜剥離を従来よりも低減することができる。したがって、製膜の品質を安定させて、製品の歩留まりを向上させることができる。

〔第２実施形態〕
本実施形態は、第１実施形態と基本的に同様であるが、第１実施形態とは、ボルト、スペーサーおよびカラーの数と、貫通孔の形状とが異なっている。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複するものについては説明を省略する。
なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

図６には、第２実施形態について第４チャンバ２１を側面視した立体構成図が示されている。
排気流路（図示せず）の入口付近に設けられる排気スリット幅（Ｘ方向の距離）を調整するスペーサー（距離調整手段）３９と複数（例えば、５本）のカラー（距離調整手段）４０とは、壁面３４を貫通している複数（例えば、５本）のボルト（棒状部材）３８と、それぞれのボルト３８が挿通するとともに壁面３４と壁面３４に対向しているインジェクタ（図示せず）の壁面（図示せず）との間に挟持されている。

ボルト３８は、排気流路のＹ向に等間隔に設けられている。各ボルト３８は、壁面３４に設けられている各貫通孔４２を貫通して壁面３４とインジェクタの壁面との間を接続している。

カラー４０は、ボルト３８と同数（たとえば、５本）設けられている。カラー４０の軸方向（Ｘ方向）の長さは、各カラー４０を挟持している壁面３４および壁面３４に対向しているインジェクタの壁面によって形成されている排気流路の幅方向（Ｙ方向）の位置によって異なっている。排気流路の幅方向の略中央部に設けられている中央部用カラー４０ａの長さは、中央部用カラー４０ａと端部用カラー４０ｂとの排気流路の幅方向の略中央に設けられている中間部用カラー４０ｃや端部用カラー４０ｂの長さに比べて長いものとなっている。

排気流路の幅方向の長さが１２００ｍｍの場合には、中央部用カラー４０ａの長さは、規定排気スリット幅（例えば、２ｍｍから１０ｍｍ）よりも＋３０％長いものとされ、端部用カラー４０ｂの長さは、規定排気スリット幅と同じ長さとされている。また、中間部用カラー４０ｃの長さは、規定排気スリット幅よりも＋１５％長いものとされている。

ここで、各々のボルト３８が貫通している貫通孔４２は、排気流路の幅方向の位置によってその形状が異なっている。すなわち、中央部用カラー４０ａに挿通されている中央部ボルト３８ａが貫通している中央部貫通孔（図示せず）は、その形状が円状とされている。中央部貫通孔は、その内径がボルト３８の外径よりも極若干量だけ大きいものとなっていて、位置決めが正確にできるようになっている。

中間部用カラー４０ｃに挿通されているボルト３８が貫通している中間部貫通孔４２ｃは、その形状が排気通路の幅方向に大きい横長円状とされている。
また、端部用カラー４０ｂに挿通されているボルト３８が貫通している端部貫通孔４２ｂは、その形状が排気通路の幅方向に中間部貫通孔４２ｃよりも大きい横長円状とされている。

以上述べたように、本実施形態に係る大気圧熱ＣＶＤ装置によれば、以下の効果を奏する。
壁面３４と壁面３４に対向しているインジェクタの壁面とに設けられているボルト（棒状部材）３８が貫通している壁面３４の中央部貫通孔の内径をボルト３８の外径よりも極若干量大きな円状とし、ボルト３８が貫通している中間部貫通孔４２ｃ、およびボルト３８が貫通している端部貫通孔４２ｂの各孔径を、排気流路の幅方向（Ｙ方向）に大きくすることとした。

また、ボルト３８が貫通している中央部貫通孔の内径がボルト３８の外径よりも極若干量大きな円状にし、ボルト３８が貫通している中間部貫通孔４２ｃ、ボルト３８が貫通している端部貫通孔４２ｂの各孔径を、排気流路の幅方向（Ｙ方向）の中央部から両端部に向かうにしたがって、排気流路の幅方向に大きくするとさらに好ましい。

そのため、熱膨張によって排気流路を形成している壁面３４と壁面３４に対向しているインジェクタの壁面との間に温度差が生じ熱膨張量に差異が生じた場合であっても、各貫通孔４２の孔径によって熱膨張方向を制御して壁面３４と壁面３４に対向しているインジェクタの壁面の位置関係と平面度を維持しながら、変形を抑制し熱膨張差を吸収することができる。したがって、排気流路のＸ方向（間隔方向）の距離を維持することができる。

なお、第１実施形態および第２実施形態では、ボルト３８、スペーサー３９およびカラー４０の数を、３本または５本として説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ボルト３８とスペーサー３９とカラー４０とをさらに増加させても良い。ボルト３８とスペーサー３９とおよびカラー４０との数をさらに増加させた場合には、おのおのに挿通されているカラー４０の軸方向（Ｘ方向）の長さは、規定排気スリット幅の＋３０％から規定排気スリット幅の＋０％の間で細かく分割された長さとされ、排気流路の幅方向の中央部から両端部に向かって各カラー４０の長さが短くなるように設けられる。
このようにボルト３８、スペーサー３９およびカラー４０の数をさらに増加させた場合には、排気流路の幅方向における排気流路の入口付近に設けられる排気スリット幅（Ｘ方向の距離）の設定および管理が更に簡易かつ確実になる。

〔第３実施形態〕
本実施形態は、第２実施形態と基本的に同様であるが、第２実施形態とは、カラーの軸方向の断面形状が異なっている。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複するものについては説明を省略する。
中央部用カラーは、その軸方向の断面形状が円形状となっている。端部用カラーは、その軸方向の断面形状が四角形状となっている。中間部用カラーは、その軸方向の断面形状が三角形状となっている。

以上述べたように、本実施形態に係る大気圧熱ＣＶＤ装置によれば、以下の効果を奏する。
各カラー（距離調整手段）は、排気流路の幅方向の設置場所に応じてＸ方向の長さが微妙に異なるために、設置位置を間違えるおそれがあるが、各カラーの軸方向に直交している断面形状を中央部用カラー（排気流路の幅方向の中央部に設置する距離調整手段）の場合には、円形状、中間部用カラー（中央部用カラーと端部用カラーとの略中央の排気流路の幅方向に設置する距離調整手段）は、三角形状、端部用カラー（排気流路の幅方向の両端部に設置する距離調整手段）は、四角形状として、排気流路の幅方向に設置する各位置に応じて変えることとした。そのため、中央部用カラーと、中間部用カラーと、端部用カラーとを容易に区別することができる。したがって、各カラーの設置間違いを防止することができる。

なお、本実施形態では、中央部用カラーを円形状、中央部用カラーを三角形状、端部用カラーを四角形状として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、中央部用カラー、中間部用カラー、端部用カラーの形状を変えることによって容易に区別することができるものであればよい。

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
たとえば、上記の実施の形態においては、この発明を太陽電池の透明導電膜を製膜する大気圧熱ＣＶＤ装置に適応して説明したが、ガラス板に熱線反射膜や反射防止膜等などの光学膜を製膜する開放型の熱ＣＶＤ装置に適用することもでき、特に限定するものではない。

〔第４実施形態〕
上述した各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置は、以下に説明するように、薄膜系太陽電池の製造工程に好適に用いられる。
図７には、上述した各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置（ＣＶＤ製膜装置）により製造される光電変換装置の構成の概略図を示す。図８から図１２には、各実施形態の大気圧熱ＣＶＤ装置により製造される太陽電池パネルの製造工程を示す概略図を示す。
光電変換装置５０は、タンデム型シリコン系太陽電池であり、基板３、透明電極層５１、太陽電池光電変換層５２としての第１セル層５３（非晶質シリコン系）及び第２セル層５４（結晶シリコン系）、中間コンタクト層５５、及び裏面電極層５６を備える。なお、ここで、シリコン系とは、シリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。また、結晶質シリコン系とは、非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコンも含まれる。

（１）図８（ａ）：
基板３としてソーダフロートガラス基板（例えば１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：３．０ｍｍ〜４．５ｍｍ）を使用する。基板端面は、熱応力や衝撃などによる破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。

（２）図８（ｂ）：
透明電極層５１を製膜する大気圧熱ＣＶＤ装置１（図１参照）は、基板３を搬送しながら、基板搬送方向に対して直交する基板３の幅方向に対して均一に原料ガスを各インジェクタ１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７（図１参照）から送出する

基板３には、大気圧熱ＣＶＤ装置１の第１チャンバ１５から原料ガスとしてＴＴＩＰ（テトライソプロポキシチタニウム）ガスを送出して、膜厚５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の、好ましくは膜厚７ｎｍ以上１５ｎｍ以下のＴｉＯ_２膜を製膜する。これによって、透明電極層５１へ入射する光の反射率の調整が可能となる。

次に、大気圧熱ＣＶＤ装置１の第２チャンバ１７または第３チャンバ１９から原料ガスとしてＳｉＨ_４ガスおよびＯ_２ガスを送出して、膜厚２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下のＳｉＯ_２膜を製膜して、アルカリバリア膜とする。

ここで、図２に示したように、第２チャンバ１７または第３チャンバ１９の排気流路３７の幅方向（Ｙ方向）の中央部における排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅（Ｘ方向の距離）を排気流路３７の幅方向の両端部における排気スリット幅（Ｘ方向の距離）よりも大きくすることにより製膜処理を続けることで、インジェクタ３５付近や排気流路３７付近への製膜物質などの付着による主原料ガスの気流の乱れを抑制し、粒子の発生数を抑制して、粒子数増加に相関があるＳｉＯ_２膜の膜厚分布の悪化を抑制して製膜することができる。

ＳｉＯ_２膜を下地とした透明電極層５１には、大気圧熱ＣＶＤ装置１の第４チャンバ２１から第７チャンバ２７までの各チャンバから原料ガスとしてＳｎＣｌ_４ガスおよびＨ_２Ｏガスなどを送出して、膜厚約５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下のＳｎＯ_２膜が製膜される。この際、ＳｎＯ_２膜に光透過性と導電性とを確保させるため、原料ガスにＦ含有ガスのＨＦガスを混在させてＦをドーピングしながら製膜する。

ここで、図２に示したように、第４チャンバ２１から第７チャンバ２７の各チャンバの排気流路３７の幅方向の中央部における排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅（Ｘ方向の距離）を排気流路３７の幅方向の両端部における排気流路３７の入口付近に設けられる排気スリット幅よりも大きくすることにより製膜処理を続けることで、インジェクタ３５付近や排気流路３７付近への製膜物質などの付着による主原料ガスの気流の乱れを抑制し、粒子の発生数を抑制して、粒子数増加に相関があるＳｎＯ_２膜のヘイズ率の分布の悪化や膜厚分布の悪化を抑制して製膜することができる。そのため、その後の工程で製膜される太陽電池光電変換層５２の積層膜の成長方向と膜応力分布の局所的な偏りを生じさせることがなくなるため、透明導電膜（ＳｎＯ_２膜）と太陽電池光電変換層５２との間に生じる局所的な剥離を抑制することができる。

（３）図８（ｃ）：
その後、基板３をＸ−Ｙテーブルに設置して、ＹＡＧレーザーの第１高調波（１０６４ｎｍ）を、図の矢印に示すように、ＳｎＯ_２膜の膜面側から照射する。加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、ＳｎＯ_２膜を発電セルの直列接続方向に対して垂直な方向へ、基板３とレーザー光を相対移動して、溝５７を形成するように幅約６ｍｍから１５ｍｍの所定幅の短冊状にレーザーエッチングする。

（４）図８（ｄ）：
第１セル層５３（図７参照）として、非晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。ＳｉＨ_４ガス及びＨ_２ガスを主原料にして、減圧雰囲気：３０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃にて、透明電極層５１上に太陽光の入射する側から非晶質シリコンｐ層、非晶質シリコンｉ層、非晶質シリコンｎ層の順で製膜する。非晶質シリコンｐ層は、非晶質のＢドープシリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｉ層は、膜厚２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｎ層は、非晶質シリコンに微結晶シリコンを含有するＰドープシリコンを主とし、膜厚３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｐ層と非晶質シリコンｉ層の間には、界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。

次に、第１セル層５３の上に、プラズマＣＶＤ装置により、減圧雰囲気：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、プラズマ発生周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、第２セル層５４としての結晶質シリコンｐ層、結晶質シリコンｉ層、及び、結晶質シリコンｎ層を順次製膜する。結晶質シリコンｐ層は、Ｂドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。結晶質シリコンｉ層は、微結晶シリコンを主とし、膜厚は１．２μｍ以上３．０μｍ以下である。結晶質シリコンｎ層は、Ｐドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。結晶質シリコンｎ層は、アモルファスｎ層であっても良い。

微結晶シリコンを主とするｉ層膜をプラズマＣＶＤ法で形成するにあたり、プラズマ放電電極と基板３の表面との距離ｄは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることが好ましい。３ｍｍより小さい場合、大型基板に対応する製膜室内の各構成機器精度から距離ｄを一定に保つことが難しくなるとともに、近過ぎて放電が不安定になる恐れがある。１０ｍｍより大きい場合、十分な製膜速度（１ｎｍ／ｓ以上）を得難くなるとともに、プラズマの均一性が低下しイオン衝撃により膜質が低下する。

第１セル層５３と第２セル層５４（図７参照）との間に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる中間コンタクト層５５（図７参照）を設ける。中間コンタクト層５５として、膜厚：２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＺｎＯ（ＧａまたはＡＬドープＺｎＯ）膜を、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体を用いてスパッタリング装置により製膜する。また、中間コンタクト層５５を設けない場合もある。

（５）図８（ｅ）
基板３をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、太陽電池光電変換層５２の膜面側から照射する。パルス発振：１０ｋＨｚから２０ｋＨｚとして、加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層５１のレーザーエッチングラインの約１００μｍから１５０μｍの横側を、溝５８を形成するようにレーザーエッチングする。またこのレーザーは基板３側から照射しても良く、この場合は、太陽電池光電変換層５２の非晶質シリコン系の第１セル層５３で吸収されたエネルギーにより発生する高い蒸気圧を利用して太陽電池光電変換層５２をエッチングできるので、更に安定したレーザーエッチング加工を行うことが可能となる。レーザーエッチングラインの位置は、前工程でのエッチングラインと交差しないように位置決め交差を考慮して選定する。

（６）図９（ａ）
裏面電極層５６としてＡｇ膜／Ｔｉ膜を、スパッタリング装置により、減圧雰囲気、製膜温度：１５０℃から２００℃にて製膜する。本実施形態では、Ａｇ膜：１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、これを保護するものとして防食効果の高いＴｉ膜：１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下を、この順に積層する。あるいは、裏面電極層５６を２５ｎｍから１００ｎｍの膜厚を有するＡｇ膜と、１５ｎｍから５００ｎｍの膜厚を有するＡｌ膜との積層構造としても良い。また、６００ｎｍ以上の長波長側反射光が必要なものにおいては、約１００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の膜厚を有するＣｕ膜と、約５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の膜厚を有するＴｉ膜との積層構造としても良い。結晶質シリコンｎ層と裏面電極層５６との接触抵抗低減と光反射向上を目的に、太陽電池光電変換層５２と裏面電極層５６との間に、スパッタリング装置により、膜厚：５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＺｎＯ（ＧａまたはＡＬドープＺｎＯ）膜を製膜して設けても良い。

（７）図９（ｂ）
基板３をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、基板３側から照射する。レーザー光が太陽電池光電変換層５２で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層５６が爆裂して除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層５１のレーザーエッチングラインの２５０μｍから４００μｍの横側を、溝５９を形成するようにレーザーエッチングする。

（８）図９（ｃ）と図１０（ａ）
発電領域を区分して、基板端周辺の膜端部においてレーザーエッチングによる直列接続部分が短絡し易い影響を除去する。基板３をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、基板３側から照射する。レーザー光が透明電極層５１と太陽電池光電変換層５２で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層５６が爆裂して、裏面電極層５６／太陽電池光電変換層５２／透明電極層５１が除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、基板３の端部から５ｎｍから２０ｍｍの位置を、図９（ｃ）に示すように、Ｘ方向絶縁溝６０を形成するようにレーザーエッチングする。なお、図９（ｃ）では、太陽電池光電変換層５２が直列に接続された方向に切断したＸ方向断面図となっているため、本来であれば絶縁溝６０位置には、裏面電極層５６／太陽電池光電変換層５２／透明電極層５１の膜研磨除去をした周囲膜除去領域６１相当領域がある状態（図１０（ａ）参照）が表れるべきであるが、基板３の端部への加工の説明の便宜上、この位置にＹ方向断面を表して形成された絶縁溝をＸ方向絶縁溝６０として説明する。このとき、Ｙ方向絶縁溝は、後工程で基板３周囲膜除去領域６１の膜面研磨除去処理を行うので設ける必要がない。

絶縁溝６０は、基板３の端より５ｎｍから１５ｍｍの位置にてエッチングを終了させることにより太陽電池パネル端部からの太陽電池モジュール６２内部へ外部から水分浸入の抑制に、有効な効果を呈するので好ましい。

尚、以上までの工程におけるレーザー光はＹＡＧレーザーとしているが、ＹＶＯ４レーザーやファイバーレーザーなどが同様に使用できるものがある。

（９）図１０（（ａ）：太陽電池膜面側から見た図、（ｂ）：受光面の基板側から見た図）
後工程のＥＶＡ等を介したバックシート６４（図１１参照）との健全な接着・シール面を確保するために、基板３周辺（周囲膜除去領域６１）の積層膜は、段差があるとともに剥離し易いため、この膜を除去して周囲膜除去領域６１を形成する。基板３の端から５〜２０ｍｍで基板３の全周囲にわたり膜を除去するにあたり、Ｘ方向は前述の図９（ｃ）の工程で設けた絶縁溝６０よりも基板端側において、Ｙ方向は基板端側部付近の溝５７よりも基板端側において、裏面電極層５６／太陽電池光電変換層５２／透明電極層５１を、砥石研磨やブラスト研磨などを用いて除去を行う。研磨屑や砥粒は、基板３を洗浄処理して除去する。

（１０）図１１（ａ）および図１１（ｂ）
直列に並んだ一方端の太陽電池発電セル６５（図１０参照）の裏面電極層５６（図９参照）と、他方端部の太陽電池発電セル６５に接続した集電用セルの裏面電極層５６とから銅箔を用いて集電して太陽電池パネル裏側の端子箱６３の部分から電力が取出せるように処理する。集電用銅箔は、各部との短絡を防止するために銅箔幅より広い絶縁シートを配置する。
集電用銅箔などが所定位置に配置された後に、太陽電池モジュール６２の全体を覆い、基板からはみ出さないようにＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等による接着充填材シートを配置する。
接着充填材シートの上に、防水効果の高いバックシート６４を設置する。バックシート６４は、本実施形態では防水防湿効果が高いようにＰＥＴシート／ＡＬ箔／ＰＥＴシートの３層構造よりなる。
バックシート６４の端子箱６３の取付け部分には、開口貫通窓を設けて集電用銅箔を取出す。この開口貫通窓部分では、バックシート６４と裏面電極層５６との間に絶縁体を複数層設置して外部からの水分などの浸入を抑制する。
バックシート６４までを所定位置に配置したものを、ラミネータ装置により減圧雰囲気で内部の脱気を行い約１５０〜１６０℃でプレスしながら、接着充填材シート（ＥＶＡ）を架橋させて密着し、密封処理をする。
なお、接着充填材シートは、ＥＶＡに限定されるものではなく、ＰＶＢ(ポリビニルブチラール)など類似の機能を保有する接着充填剤を利用することが可能である。この場合は、圧着する手順、温度や時間など条件を適正化して処理を行う。

（１１）図１１（ａ）
太陽電池モジュール６２（図１０参照）の裏側に端子箱６３を接着剤で取付ける。
（１２）図１１（ｂ）
銅箔と端子箱６３の出力ケーブルとをハンダ等で接続し、端子箱６３の内部を封止剤（ポッティング剤）で充填して密閉する。これで太陽電池パネル７０が完成する。
（１３）図１１（ｃ）
図１１（ｂ）までの工程で形成された太陽電池パネル７０について発電検査ならびに、所定の性能試験を行う。発電検査は、ＡＭ１．５、全天日射基準太陽光（１０００Ｗ／ｍ^２）のソーラシミュレータを用いて行う。なお、発電検査は、太陽電池パネル７０が完全に完成した後に行っても良いし、アルミフレーム枠６６Ｌ、６６Ｓ（図１２参照）を取り付ける前に行っても良く、特に限定するものではない。
（１４）図１１（ｄ）
発電検査（図１１（ｃ））に前後して、外観検査をはじめ所定の性能検査を行う。

（１５）図１２
太陽電池モジュール６２の周囲において、太陽電池モジュール６２へ強度を付加するとともに、取付け座となるアルミフレーム枠６６Ｌ、６６Ｓを取り付ける。太陽電池モジュール６２とアルミフレーム枠６６Ｌ、６６Ｓとの間にはゴム製のガスケット等を介して、弾力性を保持しながら確実に保持することが好ましい。これで太陽電池パネル７０が完成する。

上記工程により製造された光電変換装置５０は、ＳｉＯ_２膜およびＳｎＯ_２膜の膜厚分布とヘイズ率分布が製膜処理を継続することで時間的に分布が悪化することを抑制して製膜される。そのため、上記工程で製造される光電変換装置５０の製膜処理における大気圧熱ＣＶＤ装置１の定期メンテナンスの間隔を長くして製膜の生産性を向上させることができるので、光電変換装置５０の生産性が向上する。

上記の実施形態では、太陽電池としてタンデム型シリコン系太陽電池について説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。例えば、アモルファスシリコン太陽電池、微結晶シリコンをはじめとする結晶質シリコン太陽電池、シリコンゲルマニウム太陽電池、また、上記の各太陽電池から適宜選択して多接合したトリプル型太陽電池などの他の種類の薄膜太陽電池にも同様に適用可能である。
更に本発明は、金属基板などのような非透光性基板上に製造された、基板とは反対の側から光が入射するタイプの太陽電池にも同様に適用可能である。

１ 大気圧熱ＣＶＤ装置（ＣＶＤ製膜装置）
３ 基板
３４ 壁面（面）
３４ａ 排気入口部
３５ インジェクタ
３６ 壁面（面）
３７ 排気流路
３９ ノズル

Claims (6)

1. 基板に製膜される膜の原料ガスを含む供給ガスを供給するノズルを有するインジェクタと、
   該インジェクタを挟んで対向する一対の面の間に形成され、供給された前記供給ガスが前記基板と前記インジェクタとの間から排気される排気流路と、
   前記一対の面の各面の前記基板近傍に形成される前記排気入口部と、を有し、
   前記排気流路の幅方向の中央部における各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離は、前記排気流路の前記幅方向の両端部における各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離よりも大きいことを特徴とするＣＶＤ製膜装置。
2. 前記一対の面の各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離は、前記一対の面の各面を貫通する複数の棒状部材およびそれぞれの該棒状部材の軸方向に挿通するとともに前記一対の面の間に挟持される複数の距離調整手段によって調整され、
   前記排気流路の前記幅方向の中央部に設けられる前記距離調整手段は、前記排気流路の前記幅方向の両端部に設けられる前記距離調整手段よりもその軸方向の長さが長いことを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ製膜装置。
3. 各前記距離調整手段は、その軸方向に直交する断面形状が前記排気流路の前記幅方向の設置位置に応じて異なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＣＶＤ製膜装置。
4. 各前記棒状部材が貫通する前記一対の面に設けられる複数の貫通孔は、前記排気流路の前記幅方向の少なくとも両端部の孔径が前記幅方向に長くなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＣＶＤ製膜装置。
5. 前記原料ガスは、ＳｎＣｌ_４およびＨ_２Ｏを主成分とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＣＶＤ製膜装置。
6. 基板に製膜される膜の原料ガスを含む供給ガスを供給するノズルを有するインジェクタと、
   該インジェクタを挟んで対向する一対の面の間に形成され、供給された前記供給ガスが前記基板と前記インジェクタとの間から排気される排気流路と、
   前記一対の面の各面の前記基板近傍に形成される前記排気入口部と、を有し、
   前記排気流路の幅方向の中央部における各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離が前記排気流路の前記幅方向の両端部における各前記排気入口部と前記インジェクタとの間の距離よりも大きいＣＶＤ製膜装置を用いて前記基板を製膜することを特徴とする基板の製膜方法。

Images