JP3649898B2

JP3649898B2 - プラズマｃｖｄ装置を用いた多層薄膜形成装置

Info

Publication number: JP3649898B2
Application number: JP08369798A
Authority: JP
Inventors: 勝信佐山; 学佐々木; 伸松見
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2018-03-30
Also published as: JPH11158642A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラズマＣＶＤ装置を用いた多層薄膜形成装置に関し、特に薄膜太陽電池の大面積化と大量生産のために、複数の大面積基板上に一括して太陽電池を形成する場合に用いて好適な装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多数の大面積な基板上にアモルファス半導体膜を同時に成膜する場合、平行平板電極対を複数組、並列に配置することにより各基板上に一括して成膜することができる。図４に、従来の平行平板電極対１００を複数組並列に並べた場合の装置概略図を示す。隣り合う電極対１００、１００の隣り合う電極が、カソード電極１０１同志もしくはアノード電極１０２同志であっても構わない。アノード電極１０１にはＲＦ電源１０４からＲＦ出力が印加され、カソード電極１０２には基板１０３がセットされている。なお、基板１０３はカソード電極１０２から離れて、電極対１００の間に位置するように構成してもよい。また、ＲＦ出力は各電極対１００…に個別で印加されるように、ＲＦ電源を個別で配置してもよい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電極１０１、１０２の配置では、個々の電極対１００…にＲＦ出力を印加して放電すると、お互いの印加電力が干渉し合って、放電は不安定なものになり、各電極対１００…の間で発生するプラズマによって形成されるアモルファス半導体膜の成膜速度は大きく異なってしまうという問題があった。
【０００４】
この現象は、一つのアノード電極１０１に対して対をなすカソード電極１０２ばかりか、隣の電極対１００のカソード電極１０２に対しても平行平板同志であるが故に、放電に干渉がのりやすく、また、電極対１００が電極群の中で端に位置するか、中央付近に位置するかでも、干渉の度合いが異なってくるからである。また、個々の電極対１００…の干渉の影響を抑えるため、電極対１００…の間隔を十分に離した場合、装置全体の容積は拡大し、装置の大型化が余儀なくされてしまうなどの問題があった。
【０００５】
この発明は、従来の装置では上述した干渉のため実現不可能であった、大量基板同時形成で、アモルファス半導体膜の高速形成を実現し、スループットを向上させることをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の多層薄膜形成装置は、減圧下で平行平板方式のプラズマＣＶＤ法を用いて、複数の基板上に同時に膜形成するための電極対を少なくとも３組以上有し、それらの電極対の中間面が実質的に回転対称な放射状に配置された電極対群を含む反応室が複数接続された多層薄膜形成装置であって、上記回転対称となる軸に沿って基板もしくは基板を保持した治具を隣り合った反応室間で移動させる際に、基板もしくは基板を保持した治具を形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような固定枠に配置するとともに、隣り合った反応室間のガスが膜形成時に混じり合うことを避けるための空間分離のシール機能を前記固定枠の一部が有することを特徴とする。
【００１５】
上記したように構成することで、薄膜形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような治具を直線的に移動させるだけ、その移動は特殊な搬送機構を用いる必要がなく、基板の搬送が容易になる。
【００１７】
更に、この発明は、隣り合った反応室間のガスが膜形成時に混じり合うことを避けるための空間分離のシール機能を有し、形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような固定枠が少なくとも隣り合った反応室間で複数連続して接触していることを特徴とする
【００１８】
また、この発明は、少なくとも隣り合った反応室で複数連続して接触しており、形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような固定枠の隣り合って接触している部分に、互いにずれないようにするためのほぞを設けるとよい。
【００１９】
更に、隣り合った反応室間のガスが膜形成時に混じり合うことを避けるための空間分離のシール機能を有するとともに、少なくとも一方に放射線状に配置された電極対と同程度の大きさのシール材を有する固定枠を備え、この固定枠を隣り合った反応室間で移動させる際に、反応室の移動方向とは異なる側壁に保持された全ての電極が、放射方向に動いて移動のための空間が確保されるように構成すればよい。
【００２０】
上記のように構成することで、成膜により発生する反応生成物の剥がれを基板固定枠で毎回回収することができ、メンテナンス頻度をさらに少なくすることができる
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき図面に基づき説明する。
図１は、この発明に用いられる第１のプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図、図３は平行平板電極対の配置を立体的に示した概略図である。
【００２２】
図１に示すように、平行平板電極対１が隣同士互いにほぼ等角度で配置され、すべてのカソード電極１１…は、共通の中心軸から放射状に配置される。そして、図１及び図３に示すように、複数組の平行平板電極対１…を放射状に且つ等角度で真空チャンバ４内に配置する。カソード電極１１には、ＲＦ電源３からＲＦ出力が印加され、アノード電極１２には基板２がセットされている。このため、アノード電極１２には基板２をセットするための基板ホルダ等が設けられている。
【００２３】
尚、基板２はアノード電極１２から離れて、平行平板電極対１の間に位置するように構成してもよい。
【００２４】
図３は、平行平板電極対１…の配置を立体的に示した概略模式図である。尚、電極対１…の数が増えた場合、電極対１…の外辺の幅（Ｗ）と、Ｎ組の電極対１で、そのうちの中空円柱（直径＞ＮＷ／π）形状を有する真空チャンバ４の構造になっている。
【００２５】
図２は、この発明に用いられる第２のプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。図２に示す平行平板電極１は、一組の平行平板電極１がカソード電極１１、アノード電極１２、カソード電極１１の順に並び、隣同志のカソード電極１１が、互いにほぼ等角度で配置され、すべてのカソード電極１１…は、共通の中心軸から放射状に配置されている。この図２に示す構造のものにおいてもカソード電極１１にはＲＦ電源３からＲＦ出力が印加され、アノード電極１２には基板２がセットされている。また、基板２はアノード電極１２から離れて、平行平板電極対１の間に位置するように構成してもよい。
【００２６】
尚、一組の平行平板電極対１の並びはカソード電極１１、アノード電極１２、カソード電極１１の順で、アノード電極１２が放射状に等角度で配置した構造のものでも良い。
【００２７】
また、１組の電極対１…の数が増えた場合、電極対…の外辺の幅（Ｗ’）と、Ｎ組の電極組で、そのうちの中空円柱（直径＞ＮＷ’／π）形状を有する真空チャンバ４の構造とする。
【００２８】
さらに、一組の電極がアノード電極１２、カソード電極１１、アノード電極１２の順に並べた電極群のカソード電極１１がメッシュカソードまたはホロカソードであっても良い。
【００２９】
上記のように構成した平行平板電極対１…を図３に示すように、中空円柱状の真空チャンバ４に配置することにより、この発明にかかるプラズマＣＶＤ装置が形成される。
【００３０】
上記したように構成することで、各電極対１…または電極組１…間での放電の干渉が軽減され、各電極対１…または電極組１…で形成される薄膜半導体膜の膜厚の均一化が可能になる。
【００３１】
また、カソード電極１１を中心に両面がアノード電極１２の電極組を使用し、そのカソード電極１１がメッシュまたはホロカソードの場合、カソード電極が平板の場合に比べて、同じパワーでも分解効率やガス利用効率が上がり、同じパワーで成膜速度が速くなる。
【００３２】
次に、従来の平行平板電極対の並列配置の方法と、この発明における放射状に配置した平行平板電極対の方法にて、アモルファスシリコン膜の形成を行い、各電極対で形成される膜の膜厚を電極対の数と電極対の間隔で比較した結果を示す。
【００３３】
従来の装置としては、図４に示すような横方向に複数の電極対１００…が配置され、２つの電極１０１、１０２との間に基板１０３が配置され、ＲＦ電源１０４が共有された装置を使用した。この従来の装置の場合、各電極対１００…は等間隔ですべて配置されるようにした。アノード電極１０１、カソード電極１０２のギャップ間隔は２０ｍｍとした。電極対１００の外辺の幅はほぼ３０ｃｍである。
【００３４】
尚、一つの電極は、幅が４０ｃｍ、縦方向の長さが９０ｃｍであり、その電極面積は３６００ｃｍ²である。また、基板サイズは幅が３０ｃｍ、縦方向の長さが５０ｃｍで、その面積が１５００ｃｍ²である。基板１０３はガラス基板またはＳｎＯ₂基板を使用した。上記したプラズマＣＶＤ装置による太陽電池の形成条件を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
各層の形成は、別々の真空チャンバにて行った。アモルファスシリコン膜の形成条件は上記の太陽電池形成条件のｉ層の形成条件と同じである。
【００３７】
基板内の膜厚分布は、基板の中央と端の計５点の膜厚測定時の最大値（以下ｍａｘ）と最小値（以下ｍｉｎ）から（膜厚分布）＝±（ｍａｘ−ｍｉｎ）／（ｍａｘ＋ｍｉｎ）×１００（％）の計算式にて求めた。パワーは各電極間に投入されるパワーが電極対１００の数を変えても、ほぼ等しくなるように、各電極間にパワーメータを接続し、電力投入時にこの値がほぼ等しくなるように調整した。
【００３８】
図５に従来の複数基板一括処理装置における電極対の数と各電極対で形成されたアモルファスシリコン膜の膜厚分布を示す。電極対１００の数は２、４、８、１６組で各々同条件で行い、電極対１００の間隔を５０ｃｍに固定し、電極対１００の数が増えたとき、放電に及ぼす影響を調べた。電極対１００の数が最も多い電極対１６組の場合、電極対１００同志の放電干渉のため、放電が安定せず、形成された膜の膜厚は個々の電極対１００で最大±３０％の膜厚分布を生じた。電極対１００が８組の場合でも、膜厚分布は最大±２５％もあった。電極対１００が４組の場合で、膜厚分布は最大±１０％、電極対２組の場合で、膜厚分布は約±５％になった。膜厚の分布は電極対の数が減るほど向上した。
【００３９】
図６に従来の装置の電極対の数と各電極対で形成されたアモルファスシリコン太陽電池特性比較を示す。太陽電池はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）シングル太陽電池である。サイズは１ｃｍ角で、基板サイズ１５００ｃｍ²以内に等間隔で、１０ポイントの変換効率を測定し、その平均値を使用した。１０ポイントの測定点のうち、最高効率の８０％以下の効率は、平均の算出から除いた。また、歩留まり算出は、平均値の算出に用いたポイント数の測定点総数（１０）にしめる割合から求めた。
【００４０】
電極対１００の数が増えるにつれて、各電極対１００での平均変換効率は低下した。尚、歩留まりは電極対数２、４、８、１６組で各々９０％、７０％、６０％、４０％程度であった。
【００４１】
図７に従来の装置の電極対の配置間隔を変えた場合に形成されるアモルファス膜の膜厚分布を示す。電極対１００の数は８組で形成条件は統一し、電極対１００の間隔を１０ｃｍ、５０ｃｍ、１００ｃｍ、２００ｃｍに変えて膜形成を行い、電極対１００の間隔の放電に及ぼす影響を調べた。電極対１００の間隔が最も狭い１０ｃｍの場合、電極対１００同志の放電干渉のため、放電が安定せず、形成された膜の膜厚は個々の電極対１００で最大±３５％の膜厚分布を生じた。電極対１００の間隔が１００ｃｍ、２００ｃｍの場合は、膜厚分布は各々最大で±２０％と±１５％であった。電極の間隔１０ｃｍの場合は、膜厚分布は±３５％もあり、膜厚の分布は電極対１００同志の間隔が狭いほど大きくなった。
【００４２】
図８は従来の装置の電極対の間隔と各電極対で形成されたアモルファスシリコン太陽電池特性比較を示す。太陽電池はａ−Ｓｉシングル太陽電池である。
【００４３】
電極対１００の間隔が狭くなるにつれて平均変換効率は低下した。尚、歩留まりは電極間隔１０ｃｍ、５０ｃｍ、１００ｃｍ、２００ｃｍで各々４０％、６０％、７０％、９０％程度であった。
【００４４】
次に、本発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置として図１に示すように、２つの電極１１、１２と基板２が配置され、ＲＦ電源３が共有された装置を使用して成膜した場合について説明する。尚、一つの電極は、幅が４０ｃｍ、縦方向の長さが９０ｃｍであり、その電極面積は３６００ｃｍ²である。また、基板サイズは幅が３０ｃｍ、縦方向の長さが５０ｃｍで、その面積が１５００ｃｍ²である。基板２としては、ガラス基板を使用した。電極対１の数は１２組、１８組、３６組とした。
【００４５】
尚、装置における真空チャンバ４の中空のサイズは直径１．５ｍ、真空チャンバ４の外周の直径は３ｍである。
【００４６】
図９に、この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置を使用し、電極対１の配置角度Θと各電極対１で形成された膜の規格化膜厚分布を示す。アモルファスシリコン膜の形成は表２の条件に従い行った。
【００４７】
【表２】

【００４８】
電極対１が１２、１８組の場合、各電極対１のなす角度は各々３０度と２０度になる。両者共に一括して同時形成したアモルファスシリコン膜の個々の電極対１…間での膜厚分布は±５％以下であった。尚、本発明のプラズマＣＶＤ装置にてドープ層を形成した場合でも、膜厚分布は±５％以下であり、膜厚分布が低下することはなかった。
【００４９】
電極対１が３６組の場合、電極対１の角度は１０度になる。この場合の膜厚分布は±１０％であった。尚、電極数１はこの方法で無限に増やすことは可能であるが、隣り合う電極対１、１間の角度が小さくなるほど、電極１１、１２は平行に近ずくため、従来の装置の形状と同様の放電干渉の影響が現れる可能性がある。
【００５０】
図１０にこの発明に用いられるＣＶＤ装置を使用し、電極対１の配置角度Θと各電極対で形成された太陽電池の平均変換効率分布を示す。膜形成は上記の表２に示す条件で行った。電極対１が１２組、１８組、３６組すべての場合ともに、歩留まりは１００％であった。
【００５１】
尚、従来の装置で電極対１００が３６組、電極対１００の間隔が５０ｃｍの場合で、電極の占有面積は約１８ｍ²に対して、円柱型のこの発明による装置では、占有面積が約１３ｍ²であり、省スペース化にもなる。
【００５２】
次に、図１に示すアノード電極１２とカソード電極１１の電極対（以下ｃ−ａ電極対）が交互にほぼ等角度で配置されたプラズマＣＶＤ装置と、図２に示すように、一つのアノード電極１２の両面に対向する形で２つのカソード電極１１、１１が配置された電極組（以下ｃ−ａ−ｃ電極組）で、各アノード電極１２が等角度で放射状に配置されたプラズマＣＶＤ装置をそれぞれ用い各装置で成膜した膜の比較を行った。各々のプラズマＣＶＤ装置の各アノード電極１２間の角度は共に３０度とした。ＲＦ電源３は共通とした。一つの電極は、幅が４０ｃｍ、縦方向の長さが９０ｃｍであり、その電極面積は３６００ｃｍ²である。また、基板サイズは幅が３０ｃｍ、縦方向の長さが５０ｃｍで、その面積が１５００ｃｍ²である。基板２としてはガラス基板またはＳｎＯ₂基板を使用した。
【００５３】
太陽電池の形成条件は表２と同じである。アモルファスシリコン膜の形成条件は太陽電池形成条件のｉ層形成条件と同じである。
【００５４】
基板内膜厚分布は、基板２の中央と端の計５点の膜厚測定時の最大値（以下ｍａｘ）と最小値（以下ｍｉｎ）から（膜厚分布）＝±（ｍａｘ−ｍｉｎ）／（ｍａｘ＋ｍｉｎ）×１００（％）の計算式にて求めた。尚、ｃ−ａ−ｃ電極組タイプの場合の膜厚分布は、両面合わせた基板内（バッチ内）で求めた。
【００５５】
図１１に、上記２つのタイプのプラズマＣＶＤ装置の各電極対で形成された膜の規格化膜厚分布の比較を示す。ｃ−ａ電極対タイプの膜厚分布は±５％、ｃ−ａ−ｃ電極組タイプの膜厚分布は±１０％であった。
【００５６】
図１２に、両者のプラズマＣＶＤ装置で形成されたアモルファスシリコン太陽電池の平均変換効率分布の比較を示す、ｃ−ａ電極対タイプの効率分布は±５％、ｃ−ａ−ｃ電極組タイプの効率分布は±７％であった。ｃ−ａ−ｃ電極組タイプは、スループットが約２倍上がった。効率分布は両者でほぼ同じであり、効率分布が±１０％以内であれば、量産時の製造コストの低減が可能であった。尚、歩留まりは共に９５％以上であった。
【００５７】
次に、図１３に示す一つの平板カソード電極１１の両面に対向する形で２つの平板アノード電極１２が配置された電極組１（以下ａｎｏｄｅ−ｃａｔｈｏｄｅ−ａｎｏｄｅ電極組とする）が、等角度で配置されたプラズマＣＶＤ装置と、図１４に示す一つの平板アノード電極１２の両面に対向する形で２つの平板カソード電極１１が配置された電極組１（以下、ｃａｔｈｏｄｅ−ａｎｏｄｅ−ｃａｔｈｏｄｅ電極組とする）が、等角度で配置されたプラズマＣＶＤ装置にてアモルファスシリコン膜および太陽電池の形成を行った。アモルファスシリコン膜および太陽電池の形成条件は表３に示す。
【００５８】
【表３】

【００５９】
図１５に示すように、ａｎｏｄｅ−ｃａｔｈｏｄｅ−ａｎｏｄｅ電極組の膜厚分布が±１０％に対して、ｃａｔｈｏｄｅ−ａｎｏｄｅ−ｃａｔｈｏｄｅ電極組の膜厚分布は±１０％であった。また、図１６に示すように、ａｎｏｄｅ−ｃａｔｈｏｄｅ−ａｎｏｄｅ電極組の平均変換効率分布が±８％に対して、ｃａｔｈｏｄｅ−ａｎｏｄｅ−ｃａｔｈｏｄｅ電極組のそれは±８％であった。歩留まりは共に９５％以上。両者の電極組の膜厚分布、平均変換効率共に高く、量産に適している。
【００６０】
図１７に一つのアノード電極１２の両面に対向する形で２つのメッシュ型カソード電極１１ａが配置された電極組（以下ｍｅｓｈ−ａ−ｍｅｓｈとする）で、各アノード電極１２が等角度で放射状に配置されたプラズマＣＶＤ装置の放電部概略図を示す。図１８に一つのアノード電極の両面に対向する形で２つのカソード電極が配置された電極組で、各アノード電極が等角度で放射状に配置されたプラズマＣＶＤ装置で形成されたアモルファスシリコン膜の規格化膜厚分布のカソード電極が平板型とメッシュ型の比較を示す。図１９に一つのアノード電極の両面に対向する形で２つのカソード電極が配置された電極組で、各アノード電極が等角度で放射状に配置されたプラズマＣＶＤ装置で形成されたアモルファスシリコン膜のバッチ内平均変換効率分布のカソード電極が平板型とメッシュ型の比較を示す。尚、各々のプラズマＣＶＤ装置の各アノード電極対の角度は共に３０度とした。ＲＦ電源は共通とした。一つの電極は、幅が４０ｃｍ、縦方向の長さが９０ｃｍであり、その電極面積は３６００ｃｍ²である。また、基板サイズは幅が３０ｃｍ、縦方向の長さが５０ｃｍで、その面積が１５００ｃｍ²である。基板２としてはガラス基板またはＳｎＯ₂基板を使用した。太陽電池形成条件を表４に示す。アモルファスシリコン膜の形成条件は太陽電池形成条件のｉ層形成条件と同じである。
【００６１】
【表４】

【００６２】
基板内膜厚分布は、基板の中央と端の計５点の膜厚測定時の最大値（以下ｍａｘ）と最小値（以下ｍｉｎ）から（膜厚分布）＝±（ｍａｘ−ｍｉｎ）／（ｍａｘ＋ｍｉｎ）×１００（％）の計算式にて求めた。尚、膜厚分布および平均変換効率は、アノード電極の両面の基板内（バッチ内）で求めた。
【００６３】
平板カソード電極の膜厚分布が±７％に対して、メッシュカソード電極の膜厚分布は±１０％であった、また、平板カソード電極の変換効率分布が±７％に対して、メッシュカソード電極の変換効率分布は±１０％であった。メッシュカソード電極組タイプは、スループットは、約２倍向上し（表４の成膜速度参照）、効率分布も±１０％以内と、良好であった。（効率分布が±１０％以内であれば、量産時の製造コストの低減が可能であった。）歩留まりは共に９５％以上であった。
【００６４】
尚、平板カソード電極で成膜速度をメッシュカソードと同程度にした場合は、効率分布は±１５％以上となってしまい、量産に適さなかった。
【００６５】
次に、図２０に示すように、一つのメッシュカソード電極１１ａの両面に対向する形で２つのアノード電極１２、１２が配置された電極組１（以下ａｎｏｄｅ−ｍｅｓｈ−ａｎｏｄｅ電極組とする）が、等角度で配置されたプラズマＣＶＤ装置にてアモルファスシリコン膜および太陽電池の形成を行った。膜および太陽電池の形成条件は表４（括弧内の値）に同じである。
【００６６】
図２１に示すように、ｍｅｓｈ−ａｎｏｄｅ−ｍｅｓｈ電極組の膜厚分布が±１０％に対して、ａｎｏｄｅ−ｍｅｓｈ−ａｎｏｄｅ電極組の膜厚分布は±５％であった。また、図２２に示すように、ｍｅｓｈ−ａｎｏｄｅ−ｍｅｓｈ電極組の平均変換効率分布が±１０％に対して、ａｎｏｄｅ−ｍｅｓｈ−ａｎｏｄｅ電極組のそれは±５％であった。歩留まりは共に９５％以上。ａｎｏｄｅ−ｍｅｓｈ−ａｎｏｄｅ電極組の方が、ｍｅｓｈ−ａｎｏｄｅ−ｍｅｓｈ電極組のより膜厚分布、平均変換効率共に高く、量産に適している。
【００６７】
図２３に一つのホロカソード電極１１ｂの両面に対向する形で２つの平板型アノード電極１２、１２と基板２が配置された電極対１（以下ａｎｏｄｅ−ｈｏｌｌｏｗｃａｔｈｏｄｅ−ａｎｏｄｅとする）で、各ホロカソード電極１１ｂが等角度で放射状に配置されたプラズマＣＶＤ装置の放電部の概略図を示す。図２４に本発明のプラズマＣＶＤ装置で形成されたアモルファスシリコン膜の規格化膜厚分布のカソード電極がホロカソード電極１１ｂとメッシュカソード電極１１ａの比較を示す。メッシュカソード電極１１ａの膜厚分布が±１０％に対して、ホロカソード電極１１ｂの膜厚分布は±８％であった。
【００６８】
図２５に本発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置で形成されたアモルファスシリコン太陽電池の平均変換効率分布のカソード電極がホロカソード電極１１ｂとメッシュカソード電極１１ａの比較を示す。メッシュカソード電極１１ａの効率分布が±５％に対して、ホロカソード電極の効率分布も±４％であった。歩留まりは共に９５％以上。反応条件は表４（）内の条件に同じである。
【００６９】
ホロカソード電極１１ｂの方がメッシュカソード電極１１ａに比べて、プラズマ閉じこめ効果があり、ガス分解が促進されると共に、成膜表面のイオン衝撃の低減が可能である。その結果として効率の絶対値や効率分布も若干、ホロカソード電極１１ｂの方が良かった。
【００７０】
図２６は、上記したこの発明に用いられるＣＶＤ装置を用いて、アモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第１の参考例を示す模式図である。
【００７１】
各反応室２０、２１、２２はそれぞれ上記したように、平行平板方式で、プラズマを生成するためのカソード電極とアノード電極からなる電極対が３つ以上含まれる電極群から構成され、各電極対の中間面が実質的に放射状に配置されている。各反応室２０、２１、２２は搬送室２４を介して接続されている。反応室２０では基板上にｐ型アモルファスシリコン膜が形成され、ｐ型アモルファスシリコン膜が形成された基板が多数基板ホルダー２３により、反応室２０から搬送室２４に取り出される。そして、反応室２１の各電極間に基板ホルダー２３から基板がセットされる。この反応室２１でｉ型アモルファスシリコン膜が形成される。そして、ｉ型アモルファスシリコン膜が形成された基板が多数基板ホルダー２３により、反応室２１から搬送室２４に取り出される。そして、反応室２２の各電極間に基板ホルダー２３から基板がセットされる。この反応室２２でｎ型アモルファスシリコン膜が形成される。なお、搬送室２４内においては、基板は、放射状に配置されて成膜される時の状態で搬送される。
【００７２】
通常、ｐ型、ｎ型アモルファスシリコン膜よりｉ型アモルファスシリコン膜は厚く形成されるので、ｐ型、ｎ型アモルファスシリコン膜の形成時間よりｉ型アモルファスシリコン膜の形成時間が長くなる。そこで、ｉ型の反応室２１を複数に増やして、ｐからｉ、ｉからｎへの搬送待ち時間を少なくしている。例えば、ｐ型、ｎ型アモルファスシリコン膜の形成時間が５分間、ｉ型アモルファスシリコン膜の形成時間が２０分とすると、ｉ型の反応室２１を４つにし、搬送待ち時間を無くすように構成している。
【００７３】
図２７は、上記したこの発明に用いられるＣＶＤ装置を用いて、アモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第２の参考例を示す模式図である。
【００７４】
各反応室３０、３１、３２はそれぞれ上記したように、平行平板方式で、プラズマを生成するためのカソード電極とアノード電極からなる電極対１が３つ以上含まれる電極群から構成され、各電極対１の中間面が実質的に放射状に配置されている。各反応室３０、３１、３２はゲートバルブを介して接続されている。各反応室３０、３１、３２内での各アモルファスシリコン膜の成膜は、電極対毎反応室内で回転しながら行われる。反応室３０のａから基板が搬入され、この反応室内３０でｐ型アモルファスシリコン膜がｂまでの回転する間に形成される。例えば、ｐ型アモルファスシリコン膜の形成時間が５分間の場合には、ａからｂに至るまで５分間で回転するように構成されている。そして、ｂ地点まで基板が搬送されるとゲートバルブから反応室３１のｃを経て反応室３１内に基板が搬入される。
【００７５】
この反応室内３１でｉ型アモルファスシリコン膜がｄまで回転する間に形成される。例えば、ｉ型アモルファスシリコン膜の形成時間が１０分間の場合には、ｃからｄに至るまで１０分間で回転するように構成されている。そして、ｄ地点まで基板が搬送されるとゲートバルブから反応室３２のｅを経て反応室３２内に基板が搬入される。
【００７６】
この反応室内３２でｎ型アモルファスシリコン膜がｆまでの回転する間に形成される。例えば、ｎ型アモルファスシリコン膜の形成時間が５分間の場合には、ｃからｄに至るまで５分間で回転するように構成されている。そして、ｆ地点まで基板が搬送されるとゲートバルブからｆを経て基板が取り出される。
【００７７】
なお、上記した装置においては、各反応室の左半分の電極対間には基板がない状態で回転することになる。
【００７８】
図２８は、上記したこの発明に用いられるＣＶＤ装置を用いて、アモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第３の参考例を示す模式図である。この装置は真空チャンバ４０の中がｐ型反応室４１、ｉ型反応室４２、ｎ型反応室４３の３室に大きく分離され、各反応室間はシャワーカーテン等で分離されている。各電極対は真空チャンバ４０の中を円周方向に成膜されながら一定の搬送速度で移動する。
【００７９】
例えば、ｐ型、ｎ型アモルファスシリコン膜の成膜時間が５分、ｉ型アモルファスシリコン膜の成膜時間が１０分の場合は、ｐ型反応室４１、ｉ型反応室４２、ｎ型反応室４３の中心角度をそれぞれ９０°、１８０°、９０°に分離して、仕込室４４から基板をｐ型反応室４１に搬入し、成膜しながらｎ型反応室４３の端の取り出し室４５に向かって電極対が等速度で回転し、成膜が終わった基板が取り出し室４５に送り出される。
【００８０】
なお、反応室の分離はシャワーカーテン等で行い各反応室の反応圧力は等しくする。
【００８１】
上記したアモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置においては、基板の搬送方法が従来の多層膜生成装置に比べて複雑若しくは大型化する。例えば、第１の参考例では、反応室とは別に搬送室などの特別の搬送機構を設けているので、装置が大型化する。また、第２、第３の参考例では、基板を回転させる必要があり、基板の搬送方法が複雑となる。更に、基板ヒーターを内蔵した電極ごと基板を搬送する必要があり、装置が複雑になることは否めない。
【００８２】
そこで、上記したこの発明に用いられるＣＶＤ装置を用い、搬送機構を簡略化したアモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第１の実施の形態につき説明する。
【００８３】
この第１の実施の形態の基本構成は、図２９に示すように、この発明にかかるプラズマＣＶＤ装置を縦又は横方向に一列に配置し、基板のみ保持する基板ホルダー保持部を有する基板ホルダー保持固定枠のみを電極対１…の回転対称となる軸に沿って移動させるように構成する。基板ホルダーに保持された基板のみを各反応室に移動させるものである。
【００８４】
図２９に示すように、仕込室５０からｐ型アモルファスシリコン膜を形成する第１反応室５１、ｉ型アモルファスシリコン膜を形成する第２反応室５２、ｎ型アモルファスシリコン膜を形成する第３反応室５３と、取り出し室５４が縦又は横方向に一列に連接して設けられている。連接された仕込室５０、反応室５１…、取り出し室５４間を基板ホルダー保持固定枠が電極対１…の回転対称となる軸に沿って移動する。この移動は直線移動のため、搬送機構は簡単な構成で実現できる。
【００８５】
また、移動仕込室５０と取り出し室５４の両側はゲートバルブ構造とし、真空−大気圧間の圧力差に耐えられるように構成され、他の反応室５１…間は簡単なシール機構のみで分離している。
【００８６】
通常、ｐ型、ｎ型アモルファスシリコン膜よりｉ型アモルファスシリコン膜は厚く形成されるので、ｐ型、ｎ型アモルファスシリコン膜の形成時間よりｉ型アモルファスシリコン膜の形成時間が長くなる。ｉ型の反応室５１の軸方向の長さを長くして複数の固定枠５５が挿入されるように構成して、ｐからｉ、ｉからｎへの搬送待ち時間を少なくしてもよい。
【００８７】
図３０は、この第１の実施の形態における各反応室を上部から見た状態を示す平面図、図３１は、一つの反応室内における基板ホルダー保持固定枠の斜視図である
【００８８】
図３０及び図３１に従い上記したこの発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置を用いた多層薄膜形成装置の第１の実施の形態につき更に説明する。
【００８９】
平行平板方式でプラズマを生成するためのカソード電極１１及びアノード電極１２からなる電極対１…は反応室内に３組設けている。そして、一つの電極は、前述したように、幅が４０ｃｍ、縦方向の長さが９０ｃｍである。また、カソード電極１１とアノード電極１２間の電極の間隔は２ｃｍとした。これら３つの電極対１…は、電極対の中間面が実質的に回転対称な放射状になるように、反応室壁５６にカソード電極保持部１１ａ及びアノード電極保持部１２ａを介して両電極１１、１２が取り付けられている。
【００９０】
この実施の形態では、反応室５１…の中央部に上記電極対１…の回転対称となる軸に沿って移動可能な基板ホルダー保持固定枠５５が配置される。この固定枠５５は、固定枠軸部５５ｃに前記電極対１…の中間部に基板１を保持可能な基板ホルダー保持部５５ｂが放射状に取り付けられている。
【００９１】
前述したように、基板２は幅が３０ｃｍ、縦方向の長さが５０ｃｍのガラス基板が用いられ、この基板２が金属製の基板ホルダー（図示せず）にはめ込まれ、固定される。基板２を取り付けた基板ホルダーを薄膜形成時の基板の相対位置が一定に保持できるように、基板ホルダー保持部５５ｂに取り付ける。固定枠５５の基板ホルダー保持部５５ｂに設置された基板２は、固定枠５５を反応室５１内の所定の位置に移動すると、電極対１の間に一定に保持される。この基板ホルダー保持部５５ｂに基板１を保持した状態で、原料ガスをプラズマ分解し、基板２上に薄膜を堆積させる。
【００９２】
ここで、基板ホルダー保持部５５ｂは熱容量を下げるために、十分な強度をもった枠だけのフレーム構造としている。
【００９３】
前述した第１ないし第３の参考例に示されている多層薄膜形成装置が、各反応室間をゲートバルブで隔離し、移動形態から基板やヒータ内蔵の基板ホルダーの移送を各反応室内に設けたロボットアームなどの搬送機構により行う必要がある。
【００９４】
これに対して、この第１の実施の形態においては、形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような固定枠５５を直線的に移動させるだけ、その移動は特殊な搬送機構を用いる必要がない。
【００９５】
また、基本的に各反応室５１…には、一方の基板ホルダー保持固定枠の上接触部５５ａと他方の基板ホルダー保持固定枠の下接触部５５ｄを接触させた状態で固定枠５５が設置される。そして、反応室内の固定枠５５を同時に次の反応室に移動させることで、各反応室内には特別な搬送機構を設けていない。ただし、固定枠５５がずれないように、各反応室５１内にガイドを設けてもよい。このようなガイドを設けても膜形成には影響しない。
【００９６】
また、この実施の形態においては、基板ホルダー保持具固定枠の上接触部５５ａに凸構造を、基板ホルダー保持固定枠の下接触部５５ｄに凹構造を設けてほぞとし、互いの固定枠５５…がずれないように構成している。
【００９７】
薄膜形成時の基板２の相対位置が一定に保持できるような固定枠５５の基板ホルダー保持固定枠の上接触部５５ａや基板ホルダー保持固定枠の下接触部５５ｄが、各反応室（真空チャンバ）空間を分離する様子を図３２に示す。図３２（ａ）は膜形成時の真空チャンバを分離している状態、同（ｂ）は固定枠５５の移動状態を示す状態をそれぞれ示す平面図である。
【００９８】
真空チャンバ空間シール用分離板部５７は、反応室壁５６に放射方向に移動可能に取り付けられており、反応時と、固定枠５５が移動するときにそれぞれ図３２（ａ）の状態と（ｂ）の状態になるように移動する。
【００９９】
図３２（ａ）に示すように、膜形成時には、空間を分離する空間シール用分離板部５７と、基板ホルダー保持固定枠の上接触部５５ａまたは下接触部５５ｄとが接触する。このように、真空チャンバ空間シール用分離板５７と、両接触部５５ａ、５５ｄが接触することで、反応室５１…の間でガスの混合が防止される。
【０１００】
また、固定枠５５の移送時には、空間を分離する空間シール用分離板部５７が放射方向に移動することで、固定枠５５が移動するための空間が広がる。このとき、原料ガスの混合をより抑制するために、基板ホルダー保持固定枠の上接触部５５ａ及び基板ホルダー保持固定枠の下接触部５５ｄの両方が空間分離を行っていてもよい。更に、ｉ型層を形成する反応室５２の圧力を他の反応室５１、５３の圧力より高くすることで、ｉ型層を形成する反応室５２内に不純物ドーパントガスが混入するのを確実に防止できる。
【０１０１】
また、原料ガスの混合を抑制する方法として、空間を分離する真空チャンバ空間シール用分離板部５７の一部に穴を設けて、基板ホルダー保持固定枠の上接触部５５ａと基板ホルダー保持固定枠の下接触部５５ｄの間からガス排気をするような方法を用いてもよい。
【０１０２】
次に、この第１の実施の形態における基板の搬送手順、即ち、基板ホルダー保持固定枠５５の搬送手順を図３３に従い説明する。
【０１０３】
図３３（ａ）に示すように、搬送機構５８を取り出し室５４の下方部から取り出し室方向５４に向かって移動させ、反応室５１、５２、５３を所定の圧力に真空引きし、また、取り出し室５４も真空引きする。仕込室５０と反応室５１との間のゲートバルブは閉鎖しておき、仕込室５０は大気状態のままにしておく。
【０１０４】
続いて、図３３（ｂ）に示すように、仕込室５０の上に基板２を基板ホルダー保持部５５ｂに設置した固定枠５５を置く。この状態で、各反応室５１…に基板がある場合には、プラズマ分解により基板２上に薄膜が形成されている。
【０１０５】
図３３（ｃ）に示すように、仕込室５０を真空引きし、所定の真空度になった状態で、仕込室５０の反応室側ゲートバルブを開放し、固定枠５５を軸方向に沿って、移動させる。この移動により、それぞれの反応室の固定枠は次の反応室に移動する。取り出し室５４に成膜が終了した基板を保持した固定枠５５が移動すると、取り出し室５４の反応室側のゲートバルブを閉鎖し、取り出し室５４を大気状態にする。
【０１０６】
図３３（ｄ）に示すように、成膜が終了した基板を保持した固定枠５５を取りだした後、取り出し室５４のゲートバルブを閉鎖し、取り出し室５４を真空引きする。この時、仕込室５０内は加熱され、基板を所定温度に加熱している。
【０１０７】
上記した各工程を簡単に纏めると以下の通りになる。
【０１０８】
（１）仕込室５０の上に基板２を設置した固定枠５５を置く。
（２）仕込室５０を大気状態にして固定枠５５を仕込室５０に導入する。
（３）仕込室５０を真空引きする。
（４）基板２を加熱する
（５）ｐ、ｉ、ｎ各反応室５１、５２、５３にて膜形成を行う。
（６）固定枠５５を取り出し室５４に移送する。
（７）基板２を冷却後、取り出し室５４を大気状態にして固定枠５５を取り出す。
【０１０９】
（１）〜（４）と（５）及び（７）は平行して行うプロセスである。各反応室間を移送するとき、固定枠５５は仕込室５０、第１反応室（ｐ室）５１、第２反応室（ｉ室）５２、第３反応室（ｎ室）５３内にあり、これらを全て同時に次の反応室（真空チャンバ）へ移送させている。この移送は取り出し室５４内に設けた搬送機構のみにより行っている。また、仕込室５０内への移送は仕込室５０内の搬送機構により、取り出し室５４からの取り出しは装置下部に設けた搬送機構５８により行っている。
【０１１０】
このように各反応室５１…内には特別な搬送機構を設けておらず、放電に影響するようなものが反応室５１…内に無いために、反応室５１…内に余分な空間を設ける必要がなく、形成される膜の均一性も向上する。
【０１１１】
上記したように、仕込室５０および取り出し室５４の両側はゲートバルブ構造とし、真空−大気間の圧力差に耐えられるようにしているが、他の反応室間は簡単なシール機構のみで分離している。
【０１１２】
本発明装置を用いて形成した光起電力素子の代表的な形成条件を表５に示す。尚、反応室は、ｐ層、バッファ（ｂ）層、ｉ層、ｎ層の４つの反応室に仕込み室と取り出し室を設けた多層薄膜形成装置を用いた。
【０１１３】
【表５】

【０１１４】
それぞれの反応室において形成した膜や、結果として得られた光起電力素子の特性の均一性は、前述した実施の記値と同様に±５％と特に差はなかったが、搬送が容易になることでタクトタイムが７０分から４９分と３０％削減できた。
【０１１５】
さらに、反応室内に搬送機構がなく、反応生成物が剥がれて起こる特性歩留まりも抑制でき、結果としてメンテナンス頻度を週１回から月１回に減らすことによる稼働率の向上が実現できた。
【０１１６】
反応室間は簡単なシール機構のみで分離しているだけであるが、セル特性に特に低下はみられなくなった。しかし、反応室間の圧力差が大きくなった場合にはガス混入が生じやすくなるため、隣接する反応室間の圧力差は大きくならない方がよい。
【０１１７】
図３４に第１の実施の形態における多層薄膜形成装置において、１つの反応室に図２に示すプラズマＣＶＤ装置を用いた実施の形態の上面図を示す。一つのアソード電極１２を挟んで、基板２及び基板ホルダー保持部５５ｂとカソード電極１１が２組あることで、生産性が２倍になる。この場合も、搬送機構に関しては上記した実施の形態と特に変わるところはない。形成した光起電力素子の特性も同一ロットでは±５％の範囲で良好であった。
【０１１８】
図３５に第１の実施の形態における一反応室内における基板搬送用の固定枠５５の他の例の斜視図を示す。
【０１１９】
この固定枠５５は基板ホルダー保持固定枠の下接触部５５ｄ₁を基板ホルダー保持部５５ｂの外辺部の領域まで拡げているところが前述の実施の形態と異なる。これにより、成膜により発生する反応生成物の剥がれを基板ホルダー保持固定枠５５で毎回回収することができ、メンテナンス頻度をさらに少なくすることができる。実際、メンテナンス頻度を月２回にすることができた。
【０１２０】
但し、このとき搬送時に基板ホルダー保持固定枠の下接触部５５ｄ₁が通るスペースを確保するために、図３６に示すように放電電極１…を放射状に外側へ移動可能なように収容部５９を設け、放電電極１…を放射状に外側へ移動させる構造にしている。
【０１２１】
以上、述べたように、この発明のプラズマＣＶＤ法を用いた反応室が複数接続された多層薄膜形成装置において、上記回転対称となる軸に沿って基板ホルダー保持固定枠を隣り合った反応室間で移動させる際に、基板もしくは基板を保持したホルダーを形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような固定枠に配置したものを一つの形成単位とし、複数の基板の相対位置を厳密に保ったまま、簡単な搬送機構を導入できるために、プロセスの量産性及び信頼性が高められる。
【０１２２】
図３７は、上記したこの発明に用いられるＣＶＤ装置を用いて、アモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第４の参考例を示す模式図である。この図３７に示す装置は、上記したこの発明に用いられるｐ，ｎ用のプラズマＣＶＤ装置上にｉ用プラズマＣＶＤ装置を配置し、基板を上下に１枚ずつ搬送するように構成している。
【０１２３】
図３８は、上記したこの発明に用いられるＣＶＤ装置を用いて、アモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第５の参考例を示す模式図である。この図３１に示す装置は、上記したこの発明に用いられるｐ、ｉ、ｎのそれれぞれのプラズマＣＶＤ装置を各反応室の側面が互いに接するように配置し、接する面にゲートバルブを設けて基板を搬送するように構成している。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、大面積且つ大量の基板上に薄膜太陽電池を製造した場合、各電極対間で得られる個々の大面積太陽電池特性の均一化が向上すると共に、歩留まりを向上させることができる。
【０１２５】
また、カソード電極がホロカソードまたはメッシュカソードとすることで、太陽電池製造のスループットを約１．５〜２倍向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に用いられる第１のプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。
【図２】この発明に用いられる第２の実施の形態にかかるプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。
【図３】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置における平行平板電極対の配置を立体的に示した概略図である。
【図４】従来の複数基板を一括処理するプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。
【図５】従来の複数基板を一括処理するプラズマＣＶＤ装置における各電極対で形成されたアモルファスシリコン膜の膜厚分布の電極対の数依存性を示す図である。
【図６】従来の複数基板を一括処理するプラズマＣＶＤ装置における各電極対で形成されたアモルファスシリコン太陽電池の基板内の平均変換効率の電極対の数依存性を示す図である。
【図７】従来の複数基板を一括処理するプラズマＣＶＤ装置における各電極対で形成されたアモルファスシリコン膜の膜厚分布の電極対の間隔依存性を示す図である。
【図８】従来の複数基板を一括処理するプラズマＣＶＤ装置における各電極対で形成されたアモルファスシリコン太陽電池の基板内の平均変換効率の電極対の間隔依存性を示す図である。
【図９】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置における各電極対で形成されたアモルファスシリコン太陽電池の規格化膜厚分布の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図１０】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置における各電極対で形成されたアモルファスシリコン太陽電池の基板内の平均変換効率の電極対の数依存性を示す図である。
【図１１】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるアノード−カソード電極対タイプとカソード−アノード−カソード電極タイプの各電極対でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン膜の規格化膜厚分布の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図１２】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるアノード−カソード電極対タイプとカソード−アノード−カソード電極タイプの各電極対でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン太陽電池の基板内の平均変換効率の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図１３】この発明に用いられる他のプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。
【図１４】この発明に用いられる更に異なるプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。
【図１５】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるアノード−カソード−アノード電極対タイプとカソード−アノード−カソード電極タイプの各電極対でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン膜の規格化膜厚分布の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図１６】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるアノード−アノード−カソード電極対タイプとカソード−アノード−カソード電極タイプの各電極対でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン太陽電池の基板内の平均変換効率の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図１７】この発明に用いられるカソード電極にメッシュカソード電極を用いたプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。
【図１８】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるカソード−アノード−カソード電極タイプの各電極対において、平板カソード電極とメッシュカソード電極でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン膜の規格化膜厚分布の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図１９】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるカソード−アノード−カソード電極タイプの各電極対において、平板カソード電極とメッシュカソード電極でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン太陽電池の基板内の平均変換効率の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図２０】この発明に用いられるカソード電極にメッシュカソード電極を用いたプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。
【図２１】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるメッシュ型カソード電極タイプの各電極対において、アノード−メッシュ型カソード−アノード電極対とメッシュ型カソード−アノード電極−メッシュ型カソード電極対でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン膜の規格化膜厚分布の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図２２】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるメッシュ型カソード電極タイプの各電極対において、アノード−メッシュ型カソード−アノード電極対とメッシュ型カソード−アノード電極−メッシュ型カソード電極対でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン太陽電池の基板内の平均変換効率の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図２３】この発明に用いられるカソード電極にホロカソード電極を用いたプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部模式図である。
【図２４】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるホロ型カソード電極タイプの各電極対において、アノード−メッシュ型カソード−アノード電極対とアノード−ホロカソード−アノード電極対でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン膜の規格化膜厚分布の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図２５】この発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置におけるホロ型カソード電極タイプの各電極対において、アノード−メッシュ型カソード−アノード電極対とアノード−ホロカソード−アノード電極対でそれぞれ形成されたアモルファスシリコン太陽電池の基板内の平均変換効率の電極対間の角度依存性を示す図である。
【図２６】この発明に用いられるＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第１の参考例を示す模式図である。
【図２７】この発明に用いられるＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第２の参考例を示す模式図である。
【図２８】この発明に用いられるＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第３の参考例を示す模式図である。
【図２９】この発明に用いられるＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン太陽電池を連続形成する多層薄膜形成装置の第１の実施の形態を示す模式図である。
【図３０】この第１の実施の形態における各反応室を上部から見た状態を示す平面図である。
【図３１】一つの反応室内における基板ホルダー保持固定枠の斜視図である
【図３２】反応室間の空間分離シール部の動作概念を示す平面図である。
【図３３】第１の実施の形態における基板の搬送手順を示す模式図である。
【図３４】第１の実施の形態における多層薄膜形成装置において、１つの反応室に図２に示すプラズマＣＶＤ装置を用いた形態を示す上面図である。
【図３５】第１の実施の形態における一反応室内における基板搬送用の固定枠の他の例の斜視図である。
【図３６】図３５に示す固定枠を用いた場合の反応室の形状を示す模式図である。
【図３７】この発明に用いられるＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン太陽電池を連続形成する装置の第４の参考例を示す模式図である。
【図３８】この発明に用いられるＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン太陽電池を連続形成する装置の第５の参考例を示す模式図である。
【符号の説明】
１電極対
１１カソード電極
１２アノード電極
２基板
３ＲＦ電源

Claims

減圧下で平行平板方式のプラズマＣＶＤ法を用いて、複数の基板上に同時に膜形成するための電極対を少なくとも３組以上有し、それらの電極対の中間面が実質的に回転対称な放射状に配置された電極対群を含む反応室が複数接続された多層薄膜形成装置であって、上記回転対称となる軸に沿って基板もしくは基板を保持した治具を隣り合った反応室間で移動させる際に、基板もしくは基板を保持した治具を形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような固定枠に配置するとともに、隣り合った反応室間のガスが膜形成時に混じり合うことを避けるための空間分離のシール機能を前記固定枠の一部が有することを特徴とする多層薄膜形成装置。
隣り合った反応室間のガスが膜形成時に混じり合うことを避けるための空間分離のシール機能を有し、形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような固定枠が少なくとも隣り合った反応室間で複数連続して接触していることを特徴とする請求項１に記載の多層薄膜形成装置。
少なくとも隣り合った反応室で複数連続して接触しており、形成時の基板の相対位置が一定に保持できるような固定枠の隣り合って接触している部分に、互いにずれないようにするためのほぞを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の多層膜形成装置。
隣り合った反応室間のガスが膜形成時に混じり合うことを避けるための空間分離のシール機能を有するとともに、少なくとも一方に放射線状に配置された電極対と同程度の大きさのシール材を有する固定枠を備え、この固定枠を隣り合った反応室間で移動させる際に、反応室の移動方向とは異なる側壁に保持された全ての電極が、放射方向に動いて移動のための空間が確保されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の多層薄膜形成装置。