JP2013241633A

JP2013241633A - スパッタ装置およびスパッタ方法

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Publication number: JP2013241633A
Application number: JP2012113905A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hayata; 博早田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-12-05

Abstract

【課題】ボンディング材によるコンタミネーションを低減し、品質および生産性を向上した成膜を実現できるスパッタ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数のターゲットピース２０ａ〜２０ｅを有する回転円筒ターゲット２０を使用して、トレー３０に載置された複数の太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどに対して成膜をするスパッタ装置において、ターゲットピース間の隙間５０ａ〜５０ｄの位置と、トレー３０の太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどの載置されていない部分３０ｓの位置とが一致していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池の製造等に用いられるスパッタ装置に関する。

近年、太陽電池の光電変換効率向上とコストダウンが求められている。
図５に特許文献１に記載の太陽電池の構造を示す。
１０は単結晶または多結晶シリコン基板、１２，１３，１７は真性半導体層ｉとドーピングされた半導体層ｎ，ｐである。１６は反射防止膜である。１８は絶縁層である。１９ａはＩＴＯ層、１９ｂは銅など金属層である。１９ｃ、１９ｄはＣｕ，Ｓｎなどメッキ層である。この太陽電池は、光１１を単結晶または多結晶シリコン基板１０で吸収し、正孔と電子を生成し、電極１４より電子を電極１５より正孔を収集することにより発電する。

一般に太陽電池のＩＴＯ層１９ａはスパッタリング装置にて成膜される。太陽電池のコストダウンを実現するために、スパッタリング装置には材料利用率を向上し、生産性を向上することが求められている。

特許文献２には、スパッタリング装置など真空プロセスの装置において、生産性を向上する方法として複数の基板を１つのトレーに載せて、処理する方法が開示されている。これは真空プロセスにおいては、基板を真空状態にするために真空引きの時間が必要で複数の基板を一度に真空引きした方が、生産性が高い（１枚あたりの処理時間が短い）ことによる。

また、材料利用率を向上するために円筒回転型のターゲットを使用したスパッタリング装置が使用されることが多い。
特許文献３には、円筒回転型のターゲットを使用したスパッタリング装置が開示されている。生産性を向上するためには複数のセルを一括して処理する場合は、円筒型ターゲットは長尺なものが用いられる。長尺なターゲットを作るためにターゲットは複数のピースから成り立つ。特にＩＴＯ焼結体のターゲットは割れやすく大きなピースを作ることができず、複数のピースを使って長尺なターゲットを作るのが一般的である。複数のピースにすることによってスパッタによる熱膨張に起因する割れを防止するという効果もある。

特許文献４には、複数のピースから円筒ターゲットが開示されている。複数のターゲットピースは、バッキングチューブにボンディング材によって固定される。

特開２０１２−２８７１８号公報ＷＯ２００９／１０７１９６号公報特開２０１１−２２２６３４号公報ＷＯ２０１０／０３５７１８号公報

図６（ａ）〜（ｄ）を用いて従来技術の課題を説明する。
図６において１はスパッタリング装置である。１１はロードロック室、１２は成膜室、１３はリターン室である。

成膜室１２には円筒型のターゲット２０が配置されている。ターゲット２０は複数のターゲットピース２０ａ，２０ｂ，２０ｃなどからなる。隣接するターゲットピースの間には０．１〜１ｍｍ程度の隙間５０ａ，５０ｂなどが設けられている。これは、スパッタの熱でターゲットが膨張した際に、ターゲットピースが接触し、応力がかかりターゲットピースが割れることを防止するためである。

なお、図６には、一般的なスパッタリング装置の構成要素、各室を真空排気するポンプや配管、成膜室にプロセスガスを導入するマスフローや配管、ターゲットに電力を供給する電源や配線、各室を真空状態から大気に戻すためのパージガスラインや、ロードロック室だけを大気に戻すためのゲートバルブなどは図示していない。

トレー３０には、複数の太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどが載置されている。太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃの大きさは一辺が１００ｍｍ〜２００ｍｍである。太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、トレー３０におよそ１０〜２０ｍｍの間隔をおいて載置されている。

図６のスパッタリング装置の動作を説明する。
図６（ａ）に示すように、スパッタリング装置の外でトレー３０に、太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃがロボット等を使用して載置される。この時、ロードロック室１１は大気圧であり、ロードロック室１１と成膜室１２との間のゲートバルブによって成膜室１２およびリターン室１３は真空に保たれている。

次に図６（ｂ）に示すように、トレー３０をロードロック室１１まで搬送する。搬送する機構は図示していない。ロードロック室１１にトレーを搬送した後、ロードロック室１１を真空引きする。ロードロック室１１が１Ｅ−１Ｐａまで真空引きされると、ロードロック室１１と成膜室１２の間のゲートバルブを開ける。

ゲートバルブを開けた後、成膜室１２にプロセスガスを導入して調圧する。ターゲット２０がＩＴＯの場合は、プロセスガスとしてＡｒとＯ_２が使用される。調圧する圧力は１Ｅ−１Ｐａ〜１Ｅ１Ｐａである。調圧は開度を調整できるバルブによってなされる。

次に図示しない電源によってターゲットに電圧を印加すると、ターゲット表面にプラズマが発生する。プラズマ中のＡｒイオンはターゲット電位によって加速され、ターゲットに衝突する。この衝突により、ターゲット原子または分子がターゲットより放出される（スパッタされるという）。

ターゲットに電圧が印加されスパッタが開始された状態で、図６（ｃ）のごとく、太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃを載置したトレー３０は成膜室１２に搬送される。トレー３０は図６（ｄ）のごとくターゲット２０の前面を完全に通過し、リターン室１３に入るまで搬送される。

トレー３０が図６（ｃ）のごとく、ターゲット２０の前面を通過する際、ターゲットからスパッタされたターゲットの原子または分子が太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃに到達し、ターゲット材料が太陽電池基板に成膜される。

以上のようにして、ターゲット材料が基板に成膜されるのであるが、従来の技術にはターゲット２０の隙間５０ａ、５０ｂなどからボンディング材の成分が入り太陽電池の特性を劣化させるという問題がある。

以下この問題について説明する。
図７は円筒型ターゲット２０の断面図である。６０はバッキングチューブ、６１はボンディング材、２０ａ，２０ｂはターゲットピース、５０ａはターゲットピース境界部の隙間である。

バッキングチューブ６０は、中央部が空洞になっている。これは、スパッタの際の熱でターゲットが割れないように冷却水を流すためと、プラズマ密度を向上できるようにターゲット裏面に磁石を配置するためである。

ターゲットピース２０ａ，２０ｂはボンディング材６１によって、バッキングチューブ６０に固定される。ボンディング材はＩｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ａｇなどからなる低融点の合金である。

ターゲットピース２０ａ，２０ｂなどは隙間５０ａができるように、バッキングチューブにボンディングされている。これは、スパッタの熱でターゲットが膨張した際に、ターゲットピースが接触し、応力がかかりターゲットピースが割れることを防止するためである。隙間は０．１〜１ｍｍ程度である。

ＩＴＯターゲットのように焼結体のターゲットは割れやすく、長い円筒型ターゲットピースを作成するのが困難なので、上記のように複数のターゲットピースを組み合わせることになり、複数のターゲットピースの隙間が必要になる。

ところが、スパッタ装置において、プラズマ中のＡｒイオンがターゲットに印加された電圧で加速されてターゲットに衝突する際、一部のＡｒイオンは、この隙間５０ａに入り込んでボンディング材に衝突する。これによってボンディング材を構成する原子または分子がたたき出され不純物として太陽電池基板に付着する。

太陽電池基板に付着した不純物は半導体層に、不純物エネルギー順位を作り正孔や電子の結合中心となるため、太陽電池の変換効率を低下させる。
上記の例では図８に示すごとく、ターゲットピース２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの間の隙間５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄからスパッタされた不純物が、太陽電池基板の７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄの位置に付着するので、ターゲットピース間の隙間に対応する位置を通過した太陽電池の変換効率は低下する。

以上のように従来の技術にはターゲットピースの境界部分からボンディング材の成分が
入り太陽電池の特性を劣化させるという問題があるが、特許文献１〜４にそれを解決する方法は開示されていない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数のターゲットピースを有する回転円筒ターゲットを使用したスパッタ装置において、ボンディング材によるコンタミネーションを低減し、品質および生産性を向上した成膜を実現できるスパッタ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、本発明のスパッタ装置は、複数の基板が間隔を有して載置されるトレーと、複数のターゲットピースが一方向に隙間を空けて配置したスパッタリングターゲットとを、相対移動させて前記基板に成膜するスパッタ装置であって、前記トレーの前記基板が載置されていない部分と、前記スパッタリングターゲットの前記隙間の位置とが一致していることを特徴とする。

また、本発明のスパッタ方法は、上記のスパッタ装置を使用するスパッタ方法であって、スパッタリングターゲットの使用期間の前期は、トレーの基板の載置されていない部分でターゲットピースの隙間に一致している特定部分の幅と、前記隙間の位置と一致していないその他の個所の幅とが同じトレーを使用して成膜し、スパッタリングターゲットの使用期間の後期は、前記特定部分の幅が、前記その他の個所の幅より広いトレーを使用して成膜することを特徴とする。

また、本発明のスパッタ方法は、複数の基板が間隔を有して載置されるトレーと、複数のターゲットピースが一方向に隙間を空けて配置したスパッタリングターゲットとを、相対移動させて前記基板に成膜するに際し、基板が載置されたトレーと、バッキングチューブの周面に、前記バッキングチューブの軸心方向に複数のターゲットピースを、隣接する前記ターゲットピースとの間に隙間を空けてボンディングしたスパッタリングターゲットとを相対移動させて、前記基板に成膜するに際し、前記トレーの前記基板が載置されていない部分を、前記スパッタリングターゲットの前記隙間に位置合わせして、前記トレーと前記スパッタリングターゲットを相対移動させて成膜することを特徴とする。

本発明によれば、トレーの基板が載置されていない部分と、スパッタリングターゲットの隙間の位置とが一致しているので、スパッタリングターゲットのボンディング材から発生した不純物が、トレーの基板が載置されていない部分に付着して、基板には多量の不純物が付着しない。つまり、高濃度の不純物が基板に付着することはないので、製造された太陽電池の変換効率を向上することができる。

本発明の実施の形態１に関わるスパッタ装置の成膜室の平面図本発明の実施の形態２に関わるスパッタ装置の成膜室の平面図（ａ）本発明の実施の形態３に関わるスパッタ装置の成膜室の平面図と（ｂ）その側面図本発明の実施の形態４のスパッタ方法を説明する（ａ）成膜前期の平面図と（ｂ）成膜後期の平面図太陽電池の断面図（ａ）〜（ｄ）スパッタリング装置の説明図従来の円筒型スパッタリングターゲットの断面図従来のスパッタ装置の課題を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）（ｂ）は実施の形態１のスパッタ装置を示す。

トレー３０に載置されている成膜対象基板としての複数の太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどに、成膜室１２においてＩＴＯ層を成膜し、成膜の完了したトレー３０をリターン室１３に搬送するこのスパッタ装置１は、図６と同じように複数のターゲットピース２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅを有する回転円筒ターゲット２０を使用して成膜をする点は同じであるが、ターゲットピースの隙間５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの位置が、トレー３０における太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどの載置されていない部分３０ｓと一致していることを特徴とする。

太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどの大きさは一辺が１００ｍｍ〜２００ｍｍである。トレー３０には、およそ１０〜２０ｍｍの間隔をおいて複数の太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどが等間隔で載置されている。ターゲットピース２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ間には０．１〜１ｍｍ程度、ここでは０．５ｍｍほどの隙間５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄなどが設けられている。

なお、図１においても図６と同様に、一般的なスパッタ装置の構成要素、各室を真空排気するポンプや配管、成膜室にプロセスガスを導入するマスフローや配管、ターゲットに電力を供給する電源や配線、各室を真空状態から大気に戻すためのパージガスラインや、ロードロック室だけを大気に戻すためのゲートバルブなどは図示していない。

このスパッタ装置によって、図５に示した太陽電池を次の仕様で製造する。本発明のスパッタ装置は、反射防止膜１６から半導体層１３ｐまでの太陽電池基板に、ＩＴＯ層１９ａを成膜する。

単結晶または多結晶シリコン基板１０の厚み：５０〜２００μｍ
真性半導体層ｉとドーピングされた半導体層１２，１３，１７の厚み：１〜１００ｎｍ
酸化ケイ素などの反射防止膜１６の厚み：５０〜５００ｎｍ
酸化ケイ素などの絶縁層１８の厚み：５０〜５００ｎｍ
ＩＴＯ層１９ａの膜厚：１０〜５００ｎｍ
銅など金属層１９ｂの膜厚：５０〜１０００ｎｍ
Ｃｕ，Ｓｎなどメッキ層１９ｃ、１９ｄの膜厚：１〜２０μｍ
なお、横方向の大きさは、Ｗ１，Ｗ２が１００〜１５００μｍである。Ｗ３，Ｗ４はＷ１の１／３程度の長さである。Ｗ５はＷ３の１／３程度の長さである。

本実施の形態においてターゲットに印加する電圧は２００〜６００Ｖである。電圧の印加形態はＤＣ（直流）、ＤＣパルス、ＡＣ（交流）いずれでも良い。ターゲットと太陽電池基板の距離は５０〜１５０ｍｍである。トレーの搬送速度は１〜１００ｍｍ／ｓである。

本発明のスパッタ装置においては、ターゲットに印加する電圧、ターゲットと太陽電池基板との距離、トレーの搬送速度を上記範囲で調整し所望の膜厚のＩＴＯを成膜する。
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄは、ターゲットピースの隙間５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの通過するトレー３０における軌跡を表している。

この軌跡７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄの上に、太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどの載置されていない部分３０ｓがあって、軌跡７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄの上には太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどが無いため、ターゲットピース２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの間の隙間５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄからスパッタされた不純物の大部分が、トレー３０における太陽電池基板の載置されていない部分３０ｓに付着して、太陽電池基板に付着するボンディング材を低減することができる。

太陽電池基板に付着するボンディング材を低減することにより、半導体層１０，１２，１３，１７内で不純物がつくるエネルギー順位を減らすことができる。その結果正孔および電子の再結合を抑制し、太陽電池の変換効率を向上することができる。

図７に示したように、ボンディング材６１はターゲットピースの端部に挟まれた部分からスパッタされるので、ターゲット端部によるコリメーター効果が働き、スパッタされたボンディング材は指向性を有する。それゆえ、ターゲットと太陽電池基板およびトレーとの距離が５０〜１５０ｍｍ程度離れていても、ボンディング材の大部分はトレーの太陽電池基板の載置されていない部分３０ｓに付着するので本発明の効果を得ることができる。

ターゲットピースの隙間５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄと、トレー３０の太陽電池基板が載置されていない部分３０ｓを一致させることは、ＩＴＯターゲットを焼結する際の型の長さの調整やＩＴＯ焼結体の切削長さを調整することで可能である。

以上のようにして、本発明によれば、ボンディング材によるコンタミネーションを低減できるので、変換効率の高い太陽電池製造できる。また複数の基板を、回転円筒型ターゲットを使って一括処理できるので材料利用率が高く、生産性よく太陽電池を製造することができる。

（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２を示す。
実施の形態１ではトレー３０には太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどが全て等間隔で載置されていた。さらに、太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどが載置されていない部分３０ｓのトレー３０の間隔は、全て同じであったが、この実施の形態２のトレー３１は、図２に示すように、スパッタリングターゲット２０の隙間５０ａ，５０ｂの位置に対応して、隙間５０ａ，５０ｂを通過する位置の間隔Ｌ１は、隙間５０ａ，５０ｂを通過しない位置の間隔Ｌ２よりも広い間隔で、太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどが載置されている。具体的には、実際の寸法は、所望の変換効率、ボンディング材の組成、スパッタリングターゲット２０と太陽電池基板との距離から適宜決定されるが、太陽電池基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどの大きさは一辺が１００ｍｍ〜２００ｍｍの場合、間隔Ｌ１＝２０〜３０ｍｍ、間隔Ｌ２＝１０〜２０ｍｍである。

なお、図２のターゲット２０は、ターゲットピース２０ａとターゲットピース２０ｂの間に隙間５０ａ、ターゲットピース２０ｂとターゲットピース２０ｃの間に隙間５０ｂを空けて配置して構成されている。その他は実施の形態１と同じである。

図２では隙間５０ａ，５０ｂを通過するトレー３１の位置が軌跡７２ａ，７２ｂとして表示されている。
このように構成することで、１枚のトレーあたりの処理数は減少するが、ボンディング材が基板に付着することをより低減することができる。

図７に示したように、ボンディング材はターゲットピースの端部に挟まれた部分からスパッタされるので、ターゲット端部によるコリメーター効果が働き、スパッタされたボンディング材は指向性を有する。それゆえ、ターゲットと太陽電池基板およびトレーとの距離が５０〜１５０ｍｍ程度離れていても、ボンディング材の大部分はトレーの太陽電池基板の載置されていない部分に付着する。しかしながら、わずかに基板に付着する部分もあるため、より変換効率を向上するためには実施の形態２による構成が望ましい。

ターゲットピースの厚みは初期５〜２０ｍｍである。生産が進むにつれて、ターゲットは消費され最終的には、１ｍｍの厚みになる。よってターゲットの消費が進むにつれて、ターゲットの端部によるコリメーター効果が弱くなり、スパッタされたボンディング材が広がりやすくなる。

よって、スパッタリングターゲット２０の使用期間の前期には、実施の形態１のトレーを使い生産性を確保し、スパッタリングターゲット２０の寿命が近づくにつれて使用期間の後期には、実施の形態２のトレーを使い変換効率を確保するのが望ましい。

実施の形態２において、トレー３０の太陽電池基板の載置されていない部分で隙間５０ａ，５０ｂと一致している部分のみ幅を広くして、トレーの太陽電池基板の載置されていない部分でターゲットピースの隙間５０ａ，５０ｂと一致していない部分は幅を広げていないので生産性も大きく低下しない。

以上のようにして、この実施の形態２によれば、ボンディング材によるコンタミネーションをより低減できるので、変換効率の高い太陽電池製造できる。また複数の太陽電池基板を、回転円筒型ターゲットを使って一括処理できるので材料利用率が高く、生産性よく太陽電池を製造することができる。

（実施の形態３）
図３（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態３を示す。
上記の各実施の形態ではトレー３０，３１の太陽電池基板の載置されていない部分３０ｓは全部が露出していたので、ターゲットピース間の隙間を通過したトレー３０，３１には、ボンディング材不純物が付着した。この場合にはトレー３０，３１を繰り返し使用した場合には、付着したボンディング材不純物がスパッタされて太陽電池基板に不純物が付着する。

そこで図３（ａ）では、トレー３０の太陽電池基板の載置されていない部分３０ｓで隙間５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄと一致している部分のみに、トレー３０から取り外して交換可能な部材８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄが配置されている。この交換可能な部材の幅の一例は、長さがトレー３０の全長と同じで、その幅はトレー３０の太陽電池基板の載置されていない部分３０ｓの幅と同じであるが、交換可能な部材の幅が、トレー３０の太陽電池基板の載置されていない部分３０ｓの幅未満であっても従来に比べて効果的である。

図３（ｂ）は側面図を示す。実施の形態２の前記トレー３１についても同様に実施できる。
交換可能な部材８０ａ，８０ｂ，８０ｃは、熱膨張係数がトレー３０と同じか、熱膨張係数がトレー３０と略同じ材質が望ましい。部材８０ａ，８０ｂ，８０ｃの材質がトレー３０と同じであっても良い。具体的には、部材８０ａ，８０ｂ，８０ｃの材質はＳＵＳまたはＡｌなどである。

なお、図３（ａ）では、ターゲットピース２３ａ〜２３ｅによってスパッタリングターゲット２０が構成されている。ターゲットピース２３ａとターゲットピース２３ｂの間に隙間５０ａが形成されている。ターゲットピース２３ｂとターゲットピース２３ｃの間、ターゲットピース２３ｃとターゲットピース２３ｄの間、ターゲットピース２３ｄとターゲットピース２３ｅの間に、隙間５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが設けられている。

このように構成することで、トレー３０の再使用にあっては使用済みの部材８０ａ，８０ｂ，８０ｃを新しいものと交換することによって、ボンディング材が太陽電池基板に付着することを抑制するとともに、トレー３０から逆スパッタされたボンディング材不純物が基板に付着することも防ぐことができる。

図７に示すように、ボンディング材はターゲットピースの端部に挟まれた部分からスパッタされるので、ターゲットピースの端部によるコリメーター効果が働き、スパッタされたボンディング材は指向性を有する。それゆえ、ターゲットと太陽電池基板およびトレーとの距離が５０〜１５０ｍｍ程度離れていても、ボンディング材の大部分はトレーの太陽電池基板の載置されていない部分３０ｓに付着する。

ところが、生産が進むにつれ、トレー３０の太陽電池基板の載置されていない部分でターゲットピースの隙間と一致している部分に堆積したボンディング材不純物が逆スパッタされて太陽電池基板に付着するようになる。

逆スパッタについて説明する。
スパッタプロセスにおいては太陽電池基板やトレーもわずかではあるがスパッタされることがある。これを逆スパッタと呼ぶ。ひとつは、反跳アルゴンによる逆スパッタである。ターゲットに印加された電圧により加速されたアルゴンイオンの数％はターゲットで電子を受け取ると、ターゲットで加速されたエネルギーのまま太陽電池基板やトレーに向かい、太陽電池基板やトレーをスパッタする。いまひとつは反転電圧による逆スパッタである。電圧の印加方式がＩＴＯ成膜に一般的に使用されるＤＣパルス方式であると、電圧印加時間の１〜５０％くらいの時間、プラズマ電位よりトレーや基板の電位が低くなるのでプラズマ中のアルゴンイオンでトレーや太陽電池基板がスパッタされる。いまひとつは、フローティング電位による逆スパッタである。放電を安定化するためトレーや太陽電池基板がフローティング状態する場合がある。その時、トレーや太陽電池基板の電位はプラズマ電位より低い電位となり、プラズマ中のアルゴンイオンでトレーや太陽電池基板がスパッタされる。

太陽電池基板の載置されていない部分でターゲットピースの隙間と一致している部分３０ｓにおける逆スパッタによりボンディング材不純物が太陽電池基板に付着する量は微量であるが、より変換効率を向上するためには、トレーから逆スパッタされた不純物が基板に付着しないように、交換可能な部品８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄを配置し定期的に交換するのが望ましい。実際の交換頻度は、所望の変換効率、ボンディング材の組成、ターゲットと基板との距離から適宜決定される。

以上のようにして、この実施の形態３によれば、ボンディング材によるコンタミネーションをより低減できるので、変換効率の高い太陽電池製造できる。また複数の太陽電池基板を、円筒型ターゲットを使って一括処理できるので材料利用率が高く、生産性よく太陽電池を製造することができる。

（実施の形態４）
図４（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態４を示す。
実施の形態３ではトレー３０に交換可能な部品８０ａ，８０ｂ，８０ｃを配置し、これを定期的に交換することによって太陽電池の品質の向上に寄与したが、実施の形態１の場合であっても、次のスパッタ方法を採用することによって太陽電池の品質の向上を実現できる。

つまり、ターゲット使用期間の前期においては図４（ａ）のように実施の形態１で説明したようにトレー３０を使用して成膜する。ターゲット使用期間の後期になると、図４（ｂ）に示したように、平面形状が正方形のトレー３０を９０度回転させて、ロードロック室１１から成膜室１２を経てリターン室１３に向かって移送して成膜する。

このようにすることにより、ターゲット使用期間の後期には、前期の使用によってトレー３０にボンディング材不純物が付着している軌跡７１ａ，７１ｂ，７１ｃが隙間５０ａ〜５０ｃを通過しないため、逆スパッタによりボンディング材が太陽電池基板に付着することを抑制できる。その結果、変換効率の高い太陽電池を製造できる。

なお、上記の各実施の形態では、スパッタ装置はスパッタリングターゲット２０に固定側、トレー３０を移動側として成膜したが、この実施に限られるものではなく、スパッタリングターゲット２０とトレー３０を相対移動させて成膜する場合に実施が可能である。

本発明は、単結晶や多結晶の太陽電池の製造に使用されるスパッタ装置に適用できる。

１１ロードロック室
１２成膜室
１３リターン室
２０スパッタリングターゲット
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅターゲットピース
３０，３１トレー
３０ｓトレーにおける太陽電池基板の載置されていない部分
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ太陽電池基板（基板）
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄターゲットピース間の隙間
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ交換可能な部品
Ｌ１ターゲットピース間の隙間を通過する位置の太陽電池基板の間隔
Ｌ２ターゲットピース間の隙間を通過しない位置の太陽電池基板の間隔

Claims

複数の基板が間隔を有して載置されるトレーと、複数のターゲットピースが一方向に隙間を空けて配置したスパッタリングターゲットとを、相対移動させて前記基板に成膜するスパッタ装置であって、
前記トレーの前記基板が載置されていない部分と、前記スパッタリングターゲットの前記隙間の位置とが一致していることを特徴とする
スパッタ装置。
前記トレーの基板の載置されていない部分のうちで、前記スパッタリングターゲットの前記隙間の位置と一致している特定個所の幅が、前記隙間の位置と一致していないその他の個所の幅よりも幅広であることを特徴とする
請求項１記載のスパッタ装置。
前記トレーの前記基板の載置されていない部分で前記スパッタリングターゲットの前記隙間と一致している部分に、交換可能な部材が配置されていることを特徴とする
請求項１記載のスパッタ装置。
前記基板が太陽電池基板であることを特徴とする
請求項１〜請求項３の何れかに記載のスパッタ装置。
請求項１のスパッタ装置を使用するスパッタ方法であって、
スパッタリングターゲットの使用期間の前期は、トレーの基板の載置されていない部分でターゲットピースの隙間に一致している特定部分の幅と、前記隙間の位置と一致していないその他の個所の幅とが同じトレーを使用して成膜し、
スパッタリングターゲットの使用期間の後期は、前記特定部分の幅が、前記その他の個所の幅より広いトレーを使用して成膜することを特徴とする
スパッタ方法。
スパッタリングターゲットの使用期間の前期と後期で、前記トレーを９０度回転させて成膜することを特徴とする
請求項５記載のスパッタ方法。
複数の基板が間隔を有して載置されるトレーと、複数のターゲットピースが一方向に隙間を空けて配置したスパッタリングターゲットとを、相対移動させて前記基板に成膜するに際し、
前記トレーの前記基板が載置されていない部分を、前記スパッタリングターゲットの前記隙間に位置合わせして、前記トレーと前記スパッタリングターゲットを相対移動させて成膜することを特徴とする
スパッタ方法。