JPH06333852A - マイクロ波プラズマｃｖｄ法により大面積の機能性 堆積膜を連続的に形成する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 大面積に亘って均一に、且つ高速で機能性堆
積膜を形成することを可能にするマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ方法及び装置を提供すること。 【構成】 マイクロ波エネルギーをマイクロ波の進行方
向に対して垂直な全方向に放射させるようにしたマイク
ロ波アンテナより放射されたマイクロ波の電界方向と全
面的に直交することはなく、前記マイクロ波の進行方向
に延在する複数の仕切り板で構成されるプラズマ制御手
段を介して前記マイクロ波エネルギーを放射させて、マ
イクロ波プラズマを成膜空間内で生起せしめる構成を包
含するマイクロ波プラズマＣＶＤ方法及び装置。 【効果】 連続して安定に且つ均一にマイクロ波放電が
維持でき、それが故に長尺の帯状部材上に長時間連続し
て、安定した特性の機能性堆積膜を堆積形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大面積に亘って均
一なマイクロ波プラズマを生起させ得る新規なマイクロ
波エネルギー供給装置を用い、これにより引き起こされ
るプラズマ反応により、原料ガスを分解、励起させるこ
とによって大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方
法及び装置に関する。

【０００２】更に詳しくは、前記原料ガスの利用効率を
飛躍的に高め、且つ高速で均一性の良い機能性堆積膜を
大面積に亘って連続的に形成することができる方法及び
装置であって、具体的には光起電力素子等の大面積薄膜
半導体デバイスの量産化を低コストで実現させ得るもの
である。

【０００３】

【従来技術の説明】電力需要は、世界的に増大の一途を
たどっており、そうした需要を賄う電力生産を如何にし
て行うかが世界的課題として検討されている。電力生産
は、現在、水力発電、火力発電、そして原子力発電によ
り行われている。これらの発電方式の中で水力発電は、
降雨を利用するものであるところ、定常的に所定量の電
力生産を行うことができない。火力発電は、石油、石炭
等のいわゆる化石燃料を利用するものであって、電力需
要の大半はこの発電方式により賄われているが、化石燃
料が有限であること、そして発電の際に不可避的に排出
される二酸化炭素が将来的に地球の温暖化を招くという
本質的問題を抱えていることから他の発電方式への転換
の必要性が論議されている。

【０００４】こうしたことから原子力発電がいきおい注
目されるところとなり、原子力発電による電力生産の比
率は増大する傾向にある。ところが原子力発電について
は、放射能汚染という全ゆる生物の存亡にかかわる重大
な問題の発生の危険性があることから、安全性の確保が
必須であり、この点の検討が世界的規模でなされてい
る。

【０００５】以上のような背景から最近“太陽光発電”
がいきおい注目されてきており、これについて既に多数
の提案がなされている。しかしながら提案されているい
ずれの太陽光発電方式も電力需要を賄うという観点での
電力生産を可能にするものでは到底ない。ところで従来
提案されている太陽光発電方式は以下の２つの方式に大
別できる。

【０００６】 方式Ａ：太陽光を集光して水を加熱、沸騰させて蒸気を
発生させ（光熱変換）、ボイラーで発電する（熱電変
換）。 方式Ｂ：太陽電池による光電変換作用で発電する。

【０００７】方式Ａの太陽光発電方式は、２段階のエネ
ルギー変換の末に発電する方式のものであって、システ
ムの変換効率は低く、小プラント実験は開始されてはい
るが実用化には至っていない。

【０００８】一方、方式Ｂの太陽光発電方式について
は、既に数多くの提案がなされており、その中のいくつ
かは腕時計や卓上計算機等の民生用の電源用として実用
化されているが、電力用を目的とした発電設備は小規模
のもので実験が行われているが現在のところ研究段階の
域を脱していない。

【０００９】この理由は、大規模な電力を定常的に生産
するための克服すべき課題がいくつかあり、特に発電能
力が太陽電池の面積に比例するため大規模な電力生産を
可能にする大面積の太陽電池を工業的規模で生産できる
か否かが最大の課題である。ところで太陽電池について
は、その重要な構成部材たる半導体層は、いわゆるｐｎ
接合、ｐｉｎ接合等の半導体接合が形成されている。こ
れらの半導体接合は、導電型の異なる半導体層を積層し
たり、一導電型の半導体層中に異なる導電型のドーパン
トをイオン打込み法等によって打込んだり、熱拡散によ
って拡散させたりすることにより形成される。そして、
前記半導体層を構成する材料については、多くの提案が
あるが、それら提案は単結晶又は多結晶シリコン（以下
“ｘ−Ｓｉ”と略称する。）とアモルファスシリコン
（以下“ａ−Ｓｉ”と略称する。）、及び化合物半導体
材料に集中している。

【００１０】ところがこうしたいずれの材料を用いた場
合においても、均一性、再現性等製造上の問題、光電変
換効率の問題、製造コストの問題等から、膨大な電力需
要を賄い得るだけの大量且つ大面積の太陽電池を生産す
るための製造方式や太陽電池の素子構造そのものについ
ても未だ完成されていない。

【００１１】特に、単結晶Ｓｉを用いた太陽電池パネル
は、シリコン・インゴットから切り出されたＳｉウエハ
ーにイオン打ち込みを行ってｐｎ接合を形成させたもの
を、なるべく隙間なく並べてそれをつなぎ合わせて作製
されるが、太陽電池素子の製造プロセスは、大面積の基
板を大量に処理するのに適した方法とは言えず、そもそ
も大口径の単結晶シリコン・インゴットは極めて高価で
あり、また、Ｓｉウエハーを切り出す工程においては、
切り代として利用できない部分が多く排出される。これ
らのことが単結晶Ｓｉ太陽電池の生産コストを高くする
原因にもなっている。そして、これらの問題を解消する
に有効な手だては今のところない。

【００１２】多結晶Ｓｉを用いた太陽電池については、
その光電変換効率は若干ａ−Ｓｉを用いた太陽電池を上
まわるものの、特性決定因子の一つである結晶粒径の制
御技術は未完成であり、またその素子製造プロセスは単
結晶Ｓｉ太陽電池とほぼ同じであって大量生産に適した
方法とは言い難い。

【００１３】また、単結晶にしろ多結晶にしろｘ−Ｓｉ
は割れやすいという結晶特有の性質のため、屋外で太陽
光発電を行うには厳重な保護材を必要とし、その結果、
保護材で包まれた太陽電池パネル・ユニットはかなりの
重量物となり設置場所や環境に制約を受ける。

【００１４】一方、ａ−Ｓｉを用いた大面積の太陽電池
の作製においては、ホスフィン（ＰＨ₃）、ジボラン
（Ｂ₂Ｈ₆）等のドーパントとなる元素を含む原料ガスを
主原料ガスであるシラン等に混合してグロー放電分解す
ることにより所望の導電型を有する半導体膜が得られ、
所望の基板上にこれらの半導体膜を順次積層形成するこ
とによって容易に半導体接合が形成でき、前述のｘ−Ｓ
ｉを用いた場合よりかなり安価に製造できることが知ら
れている。

【００１５】そして、上述のグロー放電分解を行うにつ
いて、ＲＦ（ラジオ周波数）グロー放電分解法が技術的
に確立され、広く利用されるようになってきている。し
かしながらこの方法は、半導体膜を低い堆積速度で形成
する場合に比較的高品質のものが形成されることから、
太陽電池として機能させるに足る高品質の半導体膜を高
速で大面積に渡って形成することは困難であり、まして
や工業的規模で太陽電池を作製して電力需要を賄い得る
ようにすることは甚だ困難であった。

【００１６】一方、高速で高品質の堆積膜を形成し得る
方法として、マイクロ波を用いたプラズマプロセスが注
目されている。マイクロ波は周波数帯が短いため従来の
ＲＦを用いた場合よりも成膜室内での電力密度を高める
ことが可能であり、プラズマを効率良く発生させ、持続
させることに適している。

【００１７】例えば、米国特許第４，５１７，２２３号
明細書及び同第４，５０４，５１８号明細書には、それ
ぞれマイクロ波電力によりグロー放電を生起させ、低圧
で基体上に堆積膜を形成せしめる方法が開示されてい
る。これらの公報によれば、これらの堆積膜形成方法は
低圧下で成膜を行うものであることから、大電力を投入
した場合に堆積膜の特性の低下の原因となるラジカルの
再結合が少ない、プラズマ中でのポリシラン等からなる
微粉末の発生が少ない、成膜速度の向上が図れる、とい
った利点があることが理解される。しかしながら、マイ
クロ波を用いたプラズマプロセスでは、マイクロ波の波
長が従来のＲＦに比べて１８０分の１程度と極めて短い
ため、プラズマ密度の不均一性が生じやすいという問題
を有している。

【００１８】そうした問題を回避する例として、マイク
ロ波電力を成膜室内で均一化するためのマイクロ波給電
手段として遅波回路を使用する試みがあるが、該遅波回
路には、マイクロ波発振機から遠ざかるにつれてマイク
ロ波給電手段からプラズマへ供給されるマイクロ波電力
が急激に減衰するという特有の問題がある。この問題を
解消するため、被処理基体とマイクロ波給電手段との距
離をマイクロ波の進行方向において、徐々に近づけるこ
とによって基体近傍での電力密度を一定にする方法が試
みられている。

【００１９】例えば、米国特許第３，８１４，９８３号
明細書及び同第４，５２１，７１７号明細書には、そう
した方法が開示されている。前者においては、基体に対
してある角度にマイクロ波給電手段を傾斜させる必要性
があることが記載されているが、プラズマに対するマイ
クロ波電力の伝達効率は満足のゆくものではない。ま
た、後者にあっては基体とは平行な面内に、非平行に２
つの遅波回路となっているマイクロ波給電手段を設ける
ことが開示されている。即ち、マイクロ波給電手段の中
心軸が、基体に平行な面内で、且つ基体の移動方向に対
して直角な直線上で互いに交わるように配置することが
望ましいこと、そして２つのマイクロ波給電手段間の干
渉を避けるため、マイクロ波給電手段同志を導波管の長
辺の半分の長さだけ基体の移動方向に対して横にずらし
て配設することのそれぞれが開示されている。

【００２０】また、マイクロ波給電手段の中では比較的
取扱いの容易なアンテナ方式については、例えば図１５
及び図１６に示した特公昭５７−５３８５８号公報及び
特開昭６１−２８３１１６号公報に記載されたマイクロ
波プラズマＣＶＤ装置がある。いずれの場合においても
アンテナの周囲はマイクロ波透過性の物質で構成される
筒体で囲まれており、該筒体によって成膜室内の気密を
保ち、且つ成膜室外部からマイクロ波を導入せしめ、ア
ンテナへの膜堆積を防止することでアンテナの寿命を改
善して、高密度のプラズマを広い圧力範囲にわたって生
成することができる。ところが、図１５に示した装置に
おいて、反応容器１８１内には基板ホルダー１８２上に
載置された基板１８３とマイクロ波電力供給手段とが配
設されている。１８４は前記マイクロ波電力供給手段と
しての同軸線路であり、マイクロ波電力は該同軸線路１
８４の外部導体の一部を切り欠いて設けられた間隙１８
５からマイクロ波透過性の筒体１８６を介して反応容器
１８１内に投入される。しかしながらこの装置では、大
面積の基体上にａ−Ｓｉ膜を均一に成膜することは明ら
かに困難であり、また具体的開示もない。

【００２１】一方、図１４に示した装置において、反応
容器１７１内にはマイクロ波電力供給手段であるロッド
・アンテナ１７２、ガス供給口１７３、真空ポンプ１７
４に接続されたガス排気口１７５及び石英筒体１７６上
に載置された基板１７７とが配設されている。マイクロ
波発振機で発生したマイクロ波電力は導波管１７８を伝
送され、ロッド・アンテナ１７２及びマイクロ波透過性
部材１７９を介して石英筒体１７６により囲まれた空間
内に投入されてプラズマを生起しプラズマ処理が行われ
る。しかしながら、マイクロ波電力はロッド・アンテナ
上を伝播しながら順次空間中に放射されるというアンテ
ナ固有の性質のため、該ロッド・アンテナの長さ方向に
対してマイクロ波電力の減衰が生ずるため、プラズマを
長手方向に均一化させることは困難である。

【００２２】また、別のマイクロ波給電手段として知ら
れている空洞共振器方式において、プラズマの均一性を
保持するための提案がいくつかなされている。それらの
提案は例えばジャーナル・オブ・バキューム・サイエン
ス・テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕ
ｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）Ｂ−４
（１９８６年１月〜２月）２９５頁〜２９８頁及び同誌
のＢ−４（１９８６年１月〜２月）１２６頁〜１３０頁
の記載された報告に見られる。これらの報告によれば、
マイクロ波プラズマ・ディスク・ソース（ＭＰＤＳと略
称する。）と呼ばれる円筒空洞共振器型マイクロ波反応
炉が提案されている。即ちプラズマは円板状の形をなし
ていて、円筒空洞共振器の一部として該共振器に包含さ
れ、その直径はマイクロ波周波数の関数となっていると
している。そしてそれらの報告にはＭＰＤＳに共振器長
可変機構をつけマイクロ波周波数に対して同調できるよ
うにしたことが示されている。２．４５ＧＨｚで作動で
きるように設計したＭＰＤＳにおいてはプラズマの閉じ
込め直径はたかだか１０ｃｍ程度であり、プラズマ体積
にしてもせいぜい１１８ｃｍ³程度であって、大面積化
とは到底いえない。また前記報告は９１５ＭＨｚという
低い周波数で作動するように設計したシステムでは周波
数を低くすることで約４０ｃｍのプラズマ直径、及び２
０００ｃｍ³のプラズマ体積が与えられるとしている。

【００２３】また、前記報告は更に、より低い周波数、
例えば４００ＭＨｚで作動させることにより、１ｍを超
える直径まで放電を拡大できるとしている。ところがこ
の内容を達成する装置となると、専用の大電力用マイク
ロ波発振機を開発しなければならず、それが完成しても
通信障害回避のため電波法により工業的に利用できる周
波数が制限されているため実施困難である。さらに別の
マイクロ波給電手段として電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）を利用する方式が特開昭５５−１４１７２９号公
報及び特開昭５７−１３３６３６号公報等により提案さ
れている。すなわち、本方式はプラズマ化室となる空洞
共振器の周囲に同軸状に電磁石を配設し、該電磁石によ
り８７５ガウスの磁場をマイクロ波導入窓近傍に形成
し、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）条件を成立させ
てマイクロ波のプラズマへの吸収率を高め、高密度プラ
ズマを発生せしめるものである。そして、該高密度プラ
ズマは、前記電磁石によって形成される発散磁界に沿っ
て輸送され、所望の基体上に所望の堆積膜が形成され
る。

【００２４】この方式は、前述のマイクロ波プラズマ・
ディスク・ソース（ＭＰＤＳ）方式とは空洞共振器を使
用する点で類似しているが、ＭＰＤＳ方式は空洞共振器
の内部の一部だけがプラズマに占有されるのに対して、
上述のＥＣＲ方式は空洞共振器内部にプラズマが充満す
るという点及び電子サイクロトロン共鳴現象を利用して
いる点が異なっている。

【００２５】さて、学会等では、このＥＣＲ方式で形成
される高密度プラズマを利用して各種の半導体薄膜を形
成する例が多数報告されている。そしてこの種のマイク
ロ波ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置は既に市販されるに至っ
ている。

【００２６】ところが、これらのＥＣＲを用いた方法に
おいては、プラズマの制御に空洞共振器の外部から印加
した発散磁界を用いているため、電磁石が基体表面につ
くる磁界分布も不均一となり、大面積の基体上に均一で
均質な堆積膜を形成するのは非常に困難である。

【００２７】この困難さを一部克服して、膜厚・膜質分
布を改善した方法が特開昭６３−２８３０１８号公報で
開示されている。即ちこれは、均一な磁界分布を生成す
るために前記の空洞共振器の周囲に配置された電磁石と
は別の磁界発生手段（例えば第２の電磁石）を基体の周
囲に配設し、均一な膜厚・膜質分布を達成したものであ
る。しかしながら、この第２の電磁石は既に巨大なもの
であり、そして、この巨大な磁石で装置を構成しても今
のところせいぜい１５ｃｍφ程度の膜質・膜厚の均一性
しか得られないのが実状である。

【００２８】以上説明したようなＲＦ或いはマイクロ波
等の高周波の給電手段の確立に加えて、複数の所望の導
電型を有する半導体膜を順次積層して半導体接合を形成
し太陽電池素子を製造するための連続成膜装置も確立し
なければならない。

【００２９】そうした連続成膜装置の例として、複数の
半導体膜を形成するための各々独立した複数の成膜室を
仕切り弁を介して接続し、該成膜室内にはそれぞれ１組
の平行平板形ＲＦ電極を配設し、該成膜室のそれぞれに
おいて、他の成膜室とは隔離された状態でＲＦグロー放
電分解法により各々の半導体膜を堆積形成する連続成膜
装置が提案されている。即ち、ｐｉｎ接合を有する積層
型半導体デバイスの連続成膜装置として、いわゆる３室
分離型連続成膜装置が提案され、前記仕切り弁によりｐ
型半導体層、ｉ型半導体層、ｎ型半導体層形成用の各成
膜室を分離し、ＲＦグロー放電分解法で各層をそれぞれ
成膜するが、各層を積層していく過程において成膜→排
気→搬送→成膜というサイクルを繰り返すため多大の成
膜時間を要し、また基体の幅も仕切り弁で制約されるた
め、現在の発電方式に代替し得る大量の太陽電池素子を
生産し得る連続成膜装置では到底ない。

【００３０】これに対して、米国特許第４，４００，４
０９号明細書に開示されているロール・ツー・ロール
（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）式連続成膜装置は、前述
したような成膜時間や基体の幅の制約も少なく実用的で
ある。この装置によれば、所望の幅の十分に長いフレキ
シブルな帯状基体が搬送される経路に沿って複数のＲＦ
グロー放電領域を設け、該各ＲＦグロー放電領域におい
てａ−Ｓｉを主体とする半導体膜を形成し、前記帯状部
材をその長手方向にほぼ水平に連続的に搬送させること
によってＲＦグロー放電領域の数に相当する半導体膜で
構成される半導体接合を有する素子を連続形成すること
ができるとされている。尚、該明細書においては、各半
導体膜形成時に用いるドーパントガスが他のＲＦグロー
放電領域へ拡散、混入するのを防止するため、ガスゲー
トが用いられている。具体的には、ガスゲートは、前記
各ＲＦグロー放電領域同志を、スリット状のガス隔離通
路によって相互に分離し、さらに該隔離通路に例えばＡ
ｒ，Ｈ₂等の掃気用ガスの流れを形成させる手段が採用
されている。

【００３１】しかしながら、前記各半導体層の形成はＲ
Ｆ（ラジオ周波数）を用いたプラズマＣＶＤ法によって
行われるところ、連続的に形成される膜の特性を維持し
つつその膜堆積速度の向上を図るにはおのずと限界があ
る。即ち、例えば膜厚がたかだか５０００Åの半導体層
を形成する場合であっても膜堆積速度が遅いため、前記
帯状基体の搬送方向に相当長尺で大面積にわたって常時
所定のプラズマを生起し、且つ該プラズマを均一に維持
する必要がある。ところが、そのようにするについては
かなりの熟練を必要とし、そのために関係する種々のプ
ラズマ制御パラメーターを一般化するのは困難である。
また、用いる成膜用原料ガスの分解効率及び利用効率は
高くはなく、生産コストを引き上げる要因の一つともな
っている。

【００３２】またこの他に、特開昭６１−２８８０７４
号公報には、改良されたロール・ツー・ロール連続成膜
法を用いた堆積膜形成装置が開示されている。この装置
においては、反応容器内に設置されたフレキシブルな連
続帯状部材の一部に湾曲部を形成し、この中に前記反応
容器とは異なる活性化空間にて原料ガスより生成された
活性種を前記反応容器まで輸送した後、前記反応容器内
に導入し熱エネルギーにより化学的相互作用をせしめ、
前記湾曲部を形成している帯状部材の内面に堆積膜を形
成することを特徴としている。このように湾曲部の内面
に堆積を行うことにより、装置のコンパクト化が可能と
なる。さらに、あらかじめ活性化された活性種を用いる
ので、従来の堆積膜形成装置に比較して成膜速度を早め
ることができる。ところが、この装置はあくまで熱エネ
ルギーの存在下での化学的相互作用による堆積膜形成反
応を利用したものであり、熱エネルギーの供給方法、活
性種と他分子との反応の起こりやすさ、或いは活性種の
失活までの寿命等に依存して、堆積膜形成装置の反応容
器と活性化空間の距離や成膜条件が制約され、大面積化
は困難である。

【００３３】一方、マイクロ波を用いた場合には、成膜
空間へのマイクロ波導入手段近傍に比較的強いプラズマ
領域が生成するため、該導入手段への堆積膜の付着率が
高く、そして付着量の増加とともに成膜空間内へのマイ
クロ波の透過量の減衰が生じ、長時間安定して放電を維
持し続けることが困難となることがしばしばである。

【００３４】このような問題点解決の手段としての提案
が、特開平３−１１０７９８、３−１１１５７７、３−
１２２２７３等にされている。いずれも基本的な概念の
提案はあるものの実使用状態での条件の最適化はなされ
ておらず更なる検討が必要である。特に、低圧にて安定
してマイクロ波プラズマを維持させるための条件につい
ては具体的開示はない。また、マイクロ波の電界方向と
フィンとが直交することが必須条件であるとしている
が、種々のマイクロ波モードを用いるにあたってはフィ
ンの工作精度やセッティングの精度にも限界があり、実
用化上の問題点は種々残されているのが現状である。

【００３５】ところで、薄膜半導体は前述した太陽電池
用の用途の他にも、液晶ディスプレイの画素を駆動する
ための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や密着型イメージセ
ンサー用の光電変換素子及びスイッチング素子等大面積
又は長尺であることが必要な薄膜半導体デバイス作製用
にも好適に用いられ、前記画像入出力装置用のキーコン
ポーネントとして一部実用化されているが、高品質で均
一性良く高速で大面積化できる新規な堆積膜形成法の提
供によって、更に広く一般に普及されるようになること
が期待されている。

【００３６】

【発明の目的】本発明は、上述のごとき従来の薄膜半導
体デバイス形成方法及び装置における諸問題を克服し
て、大面積に亘って均一に、且つ高速で高品質の機能性
堆積膜を形成する新規な方法及び装置を提供することを
目的とするものである。

【００３７】本発明の他の目的は、帯状部材上に連続し
て高品質の機能性堆積膜を形成する方法及び装置を提供
することにある。本発明の更なる目的は、堆積膜形成用
の原料ガスの利用効率を飛躍的に高めると共に、薄膜半
導体デバイスの量産化を低コストで実現し得る方法及び
装置を提供することにある。本発明の更に別の目的は、
大面積、大容量に亘ってほぼ均一なプラズマを生起させ
る方法及び装置を提供することにある。

【００３８】本発明の更に別の目的は、大面積、大容量
に亘ってほぼ均一なマイクロ波プラズマを生起させる方
法及び装置を提供することにある。本発明の更に別の目
的は、マイクロ波アンテナ手段近傍に生起するマイクロ
波プラズマを制御するための方法及び装置を提供するこ
とにある。本発明の更なる目的は、マイクロ波アンテナ
手段に近接して設けられたマイクロ波透過性部材への堆
積膜の付着量を減らすことで長時間安定してマイクロ波
放電を維持できる方法及び装置を提供することにある。

【００３９】本発明の更に別の目的は、比較的幅広で長
尺の基板上に連続して安定性良く、高効率で高い光電変
換効率の光起電力素子を形成するための新規な方法及び
装置を提供するものである。

【００４０】

【発明の構成・効果】本発明者らは、従来の半導体堆積
膜形成装置における上述の諸問題を解決し、前記本発明
の目的を達成すべく鋭意研究を進めたところ、成膜室の
側壁を連続的に移動する帯状部材で構成し、前記成膜室
内にマイクロ波アンテナ手段をマイクロ波透過性部材で
包含させて突入させ、前記成膜室内に成膜用原料ガスを
導入し、ガス拡散が容易に起こる適宜の圧力に保ち、前
記マイクロ波アンテナ手段にマイクロ波電源よりマイク
ロ波を供給したところ、前記成膜室内において前記マイ
クロ波アンテナの長手方向に均一なマイクロ波プラズマ
を生起できるという知見を得た。

【００４１】本発明は、上述の知見に基づき更に検討を
重ねた結果完成に至ったものであり、下述するところを
骨子とするマイクロ波プラズマＣＶＤ法により大面積の
機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置を包含す
る。

【００４２】本発明の方法は、以下のとおりのものであ
る。

【００４３】即ち、長手方向に帯状部材を連続的に移動
せしめながら、その中途で前記移動する帯状部材を側壁
にした実質的に真空に保持し得る柱状の成膜空間を形成
し、該成膜空間内にガス供給手段を介して成膜用原料ガ
スを導入し、同時にマイクロ波アンテナより、該マイク
ロ波アンテナに近接して設けた、前記マイクロ波アンテ
ナ手段によりマイクロ波の進行方向に垂直な全方向に放
射されたマイクロ波の電界方向と全面的に直交すること
はなく、前記マイクロ波の進行方向に延在する複数の仕
切り板で構成されるプラズマ制御手段を介して前記マイ
クロ波エネルギーを放射させて、マイクロ波プラズマを
前記成膜空間内で生起せしめ、前記マイクロ波プラズマ
に曝される前記側壁を構成し連続的に移動する前記帯状
部材の表面上に堆積膜を形成せしめることを特徴とする
マイクロ波プラズマＣＶＤ法により大面積の機能性堆積
膜を連続的に形成する方法である。

【００４４】本発明の方法においては、前記移動する帯
状部材の中途において、湾曲開始端形成手段と湾曲終了
端形成手段とを用いて、該湾曲開始端形成手段と該湾曲
終了端形成手段との間に前記帯状部材の長手方向に間隙
を残して該帯状部材を湾曲させて前記成膜空間の側壁を
形成する。そして、前記帯状部材の素材としては、その
線膨張係数が前記堆積膜の線膨張係数よりも大きいもの
を用い、該帯状部材を室温以上の所望の成膜温度に保ち
ながら連続的に湾曲させて形成される凹状の湾曲面上に
堆積膜を形成せしめ、該堆積膜の形成された帯状部材を
前記成膜空間の外部において室温まで冷却させるにつ
き、該帯状部材を平面状に展開して冷却させるようにす
るか、又は凸状に巻取って冷却させるようにする。

【００４５】また、前記帯状部材を側壁として形成され
る柱状の前記成膜空間の対向する両端面のいずれか一方
より、前記成膜空間内に前記マイクロ波アンテナ手段及
び前記プラズマ制御手段を前記帯状部材と平行になるよ
うに突入させて前記成膜空間内にマイクロ波電力を投入
させる。そして、前記マイクロ波アンテナ手段と前記成
膜空間との間に設けられたマイクロ波透過性部材及び該
マイクロ波透過性部材に近接して設けたプラズマ制御手
段を介して、該マイクロ波アンテナ手段より前記成膜空
間内にマイクロ波電力を投入させるようにする。

【００４６】また、前記マイクロ波透過性部材及び前記
プラズマ制御手段を介して、前記マイクロ波アンテナ手
段を前記成膜空間内に生起するプラズマから分離させ
る。

【００４７】本発明の方法においては、プラズマの複素
誘電率に応じてマイクロ波透過性部材の外径を予め調整
・選択するようにする。本発明の方法において、前記プ
ラズマ制御手段により、マイクロ波プラズマを前記マイ
クロ波透過性部材の近傍には生起させず、前記成膜空間
内にのみ生起せしめるようにする。そして、前記マイク
ロ波透過性部材と前記プラズマ制御手段との近傍より補
助原料ガスを導入するようにする。前記補助原料ガスと
しては、それ自身では堆積膜を形成することのないガス
を用いるようにする。

【００４８】本発明の装置は、連続的に移動する帯状部
材上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法により機能性堆積膜
を連続的に形成する装置であって、前記帯状部材をその
長手方向に連続的に移動させながら、その中途で湾曲さ
せるための湾曲部形成手段を介して、前記帯状部材を側
壁にして形成され、その内部を実質的に真空に保持し得
る柱状の成膜室を有し、前記成膜室内にマイクロ波プラ
ズマを生起させるためのマイクロ波電力を供給するよう
にしたマイクロ波同軸線路と、該マイクロ波同軸線路か
ら供給されるマイクロ波電力を透過せしめ、且つ前記マ
イクロ波プラズマから該マイクロ波同軸線路の中心導体
を分離するための中心導体分離手段と、該マイクロ波ア
ンテナ手段に近接して設けた、前記マイクロ波アンテナ
手段よりマイクロ波の進行方向に垂直な全方向に放射さ
れたマイクロ波の電界方向と全面的に直交することはな
く、前記マイクロ波の進行方向に延在する複数の仕切り
板で構成されるプラズマ制御手段と、前記成膜室を排気
する手段と、前記成膜室内に成膜用原料ガスを導入する
ためのガス供給手段と、前記帯状部材を加熱及び／又は
冷却するための温度制御手段とを備えていて、前記連続
的に移動しながら前記成膜室の側壁を形成する帯状部材
の前記マイクロ波プラズマに曝される側の表面上に、連
続的に堆積膜を形成するようにしたことを特徴とする大
面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置である。

【００４９】なお、前記湾曲部形成手段は湾曲開始端形
成ローラー、湾曲終了端形成ローラー及び対向する湾曲
部端面支持リングとからなり、前記湾曲開始端形成ロー
ラーと前記湾曲終了端形成ローラーとを、前記帯状部材
の長手方向に間隙を残して平行に配設する。

【００５０】本発明の装置において、前記マイクロ波同
軸線路の中心導体は、前記柱状の成膜室の対向する両端
面のいずれか一方より該成膜室内部に突入され、且つ該
柱状の成膜室の中心軸近傍に前記帯状部材の幅方向とほ
ぼ平行に配設される。本発明の装置において、前記中心
導体分離手段は回転対称形である。そして、前記中心導
体分離手段が円筒状、円錐台状又は円錐状の形状であ
る。また、前記マイクロ波同軸線路上に少なくとも２つ
の同調手段が配設される。前記２つの同調手段のうち１
つが前記成膜室内部に突入された前記中心導体の挿入長
調節機構である。

【００５１】本発明の装置において、前記プラズマ制御
手段は前記中心導体分離手段の外周に沿って配設され
る。前記プラズマ制御手段は導波管構造を成しており、
前記導波管構造は、その内部におけるマイクロ波の進行
方向に平行に設けられた複数の仕切り板によって分割さ
れている。また前記複数の仕切り板の互いの距離は等し
いか、又は互いの距離の差が２倍以内であり、前記複数
の仕切り板の互いの距離に対する、そのマイクロ波の進
行方向の長さの比が５乃至３０である。更には、前記マ
イクロ波アプリケーター手段と前記プラズマ制御手段と
に近接して、補助原料ガス供給手段を設けてある。

【００５２】

【実験】以下、本発明者が本発明を完成させるにあたり
行った実験について詳しく説明する。

【００５３】本発明の装置を用いて、帯状部材上に高品
質の機能性堆積膜を均一に形成するための、マイクロ波
プラズマの生起条件等について検討するため、種々の実
験を行ったので、以下に詳述する。

【００５４】

【実験例１】本実験例においては、成膜室を円柱状の成
膜室の内径を変化させたときのプラズマの安定性、膜厚
分布及び膜質の分布について検討した。

【００５５】具体的には、後述する装置例１の装置を用
い、成膜室の内径のみを変化させて５種類の試料を表２
の成膜条件に従って作製した。なお、プラズマ制御手段
としては表１に示すタイプＮｏ．１の構成のものを用い
た。また、帯状部材は静止させた状態で本検討を行っ
た。表３に成膜室の内径を種々変化させた場合における
プラズマの状態等についての評価結果を示す。

【００５６】表３に示した成膜室の内径が２６０ｍｍ
φ、２００ｍｍφの場合において、マイクロ波電力を２
５００Ｗとした以外は表２に示したのと同様の条件でプ
ラズマを生起させたところ、成膜室の内径が２００ｍｍ
φの場合は放電が安定化したが、成膜室の内径が２６０
ｍｍφの場合は放電が生起したものの不安定で、実用に
値するものではなかった。

【００５７】次に、試料２−１乃至２−４について、以
下に述べる評価法による特性評価を行った。形成された
堆積膜の膜厚はユニオン技研社製のＭＣＰＤ−２００型
分光反射率測定機を用いて測定した分光反射率曲線の多
重干渉フリンジのピーク位置から算出した。夫々の試料
における膜厚の測定箇所は基板の幅方向（ｘ）及び長手
方向（ｙ）に沿って５０ｍｍごととした。次に、このａ
−Ｓｉ：Ｈ膜上にＣｒ薄膜を約７０Å蒸着し、オーミッ
ク電極を形成した。そして、暗中で該オートミック電極
と帯状部材として用いたＳＵＳ４３０ＢＡ（０．２ｍｍ
厚）薄板との間に電圧を印加して流れる電流値から暗導
電率（σ_d）を求め、また、前述と同様に電圧を印加し
ながら、前記Ｃｒ電極側からＨｅ−Ｎｅレーザー光を照
射して流れる電流値から光導電率（σ_p）を求め、それ
ぞれの特性分布の評価を行った。なお、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザー光のａ−Ｓｉ：Ｈ膜中への照射強度は、Ｃｒ電極の
吸収を考慮してフォトン数で４×１０¹⁵個／ｃｍ²・ｓ
ｅｃとした。

【００５８】図１９に試料２−１乃至２−３のｘ方向の
膜厚分布、図２０にｙ方向の膜厚分布、図２１にσ_d，
σ_pのｘ方向の分布、図２２にσ_d，σ_pのｙ方向の分布
の夫々の測定結果を示した。ここで、ｘ＝０は帯状部材
の幅方向の中心、ｙ＝０は帯状部材を長手方向に展開し
た時の中心を表わしている。

【００５９】これらの測定結果より、前記帯状部材の幅
方向については膜厚、膜質ともに均一性が良いが、堆積
される膜厚は成膜室の内圧が大きくなるにつれ減少し、
前記帯状部材の長手方向については膜厚の均一性は保た
れているものの、試料２−１では明らかに特性の悪化が
認められる。即ち、前記成膜室の内径が大きくなるにつ
れて、形成されるａ−Ｓｉ：Ｈ膜の特性が悪化する傾向
がある。なお、一連の実験終了後に中心導体分離手段の
成膜室側の表面上には堆積膜の形成はほとんど行われな
かった。

【００６０】

【実験例２】本実施例においては、図１に示す本発明の
装置（後述する装置例１参照）と図２３に示す従来のＲ
Ｆグロー放電分解装置とを用いて、表４に示す条件で堆
積膜を形成し、堆積膜形成の前後における基体の歪み量
を各々測定することによって、堆積膜中の圧縮応力の変
化を検討した。図２３において、９０１は真空容器、９
０２はカソード電極、９０３は基体、９０４は基体ホル
ダー、９０５はヒーター、９０６は原料ガス導入口、９
０７は排気口、９０８は高周波電源を表わしている。こ
こで、前記帯状部材となっているステンレス鋼のヤング
率は２．０４×１０⁴［ｋｇ／ｍｍ²］、線膨張係数は１
１．９×１０^-6［℃^-1］であった。

【００６１】その結果、いずれの装置を用いた場合にお
いても、堆積膜の剥離は認められなかったが、実際に堆
積膜中に蓄積された圧縮応力の測定結果は、図２３の従
来装置を用いた場合には、３２ｋｇ／ｍｍ²であり、こ
れに比較して図１の本発明の装置を用いた場合には、９
ｋｇ／ｍｍ²となっており、１／３．５程度に応力緩和
が成されていることが判った。なお、一連の実験終了後
に中心導体分離手段の成膜室側の表面上には堆積膜の形
成はほとんど行われなかった。

【００６２】

【実験例３】本実験例においては、前記成膜空間の内外
に圧力差をつける方法について、図１に示す装置を用
い、前記表４の作製条件において、スリットの開口部の
幅を種々変化させた以外は同様の作製条件にてａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜を堆積する実験を行った。実験の結果及び評価
等を表５に示す。尚、表中のコンダクタンスＣ_ef［ｌ／
ｓｅｃ］は、流量を［ｓｃｃｍ］から［Ｔｏｒｒ・ｌ／
ｓｅｃ］に換算して成膜空間内部と外部の差圧ΔＰ［Ｔ
ｏｒｒ］で割って求めた。

【００６３】表５の結果より、プラズマの漏洩を防止す
る上では成膜空間の内外の圧力差を９ｍＴｏｒｒより大
きくすることが好ましいことが判った。なお、一連の実
験終了後に中心導体分離手段の成膜室側の表面上には堆
積膜の形成はほとんど行われなかった。

【００６４】

【実験例４】本実験例においては、前記成膜空間外部の
圧力を低く保持することにより、異常放電を抑制する方
法について図１に示す装置を用い、さらに、真空排気口
に図９及び図１０に示すようなスロットルバルブを介在
させ、油拡散ポンプを接続して実効的な排気速度が変化
できるようにして表４の作製条件において、成膜室外部
の圧力を種々変化させた以外は同様の作製条件にて放電
実験を行った。それらの結果を表６に示す。これらの結
果より、成膜空間外の隔離容器の圧力が高くなり、成膜
空間内部の圧力とほぼ等しくなると異常放電、或いは放
電集中が発生し密着力の悪い膜が堆積した。従って、異
常放電による膜質低下を防止する上で前記成膜空間外部
の圧力を６ｍＴｏｒｒ以下に保持することが好ましいこ
とが判った。なお、一連の実験終了後に中心導体分離手
段の成膜室側の表面上には堆積膜の形成はほとんど行わ
れなかった。

【００６５】

【実験例５】本実験例においては、後述する装置例２
（図２）で示す装置にて、表１に示したタイプＮｏ．１
のプラズマ制御手段を用いその構成要素のうち、プラズ
マ制御手段の直径Ｒ、中心導体分離手段との距離ｒ及び
プラズマ制御手段の内部の分割数Ｎを変化させたときの
マイクロ波プラズマ放電条件及びプラズマの生起位置、
制御性、安定性等について検討を行った。なお、マイク
ロ波プラズマ放電条件範囲は表２に示した条件を基準と
して、マイクロ波電力を増減させ、その時のプラズマ状
態を目視にて観察評価を行った。

【００６６】表７に放電状態を評価した結果を示した。
ここで、◎は広いマイクロ波プラズマ放電条件範囲にて
中心導体分離手段近傍にはプラズマを生起させることな
く、成膜空間内のみにプラズマを生起させることができ
た場合、○はある特定のマイクロ波プラズマ生起条件範
囲にて中心導体分離手段近傍にはプラズマを生起させる
ことなく、成膜空間内のみにプラズマを生起させること
ができた場合、△は中心導体分離手段近傍からプラズマ
を離すことはできるがその状態は不安定であり、たとえ
ば放電がチラつく場合、×はどのプラズマ生起条件にて
も中心導体分離手段近傍からプラズマを離すことができ
なかったり、全く放電が生起しなかった場合を表わして
いる。これらの結果から、プラズマ制御手段の直径Ｒ、
中心導体分離手段との距離ｒ及びプラズマ制御手段の内
部の分割数Ｎの組合わせが最適化されることによって、
中心導体分離手段近傍にはプラズマを生起させることな
く、成膜空間内のみにプラズマを生起させることができ
ることがわかった。

【００６７】本放電実験は帯状部材１０１を静止させた
場合及び、１．２ｍ／ｍｉｎの搬送スピードで搬送させ
た場合とで行ったが、両者において放電の安定性等につ
いては特に差異は認められなかった。また、放電状態が
安定した夫々の条件にて５０時間の連続放電を行った後
においても、中心導体分離手段の成膜室側の表面上に堆
積膜の形成は行われなかった。

【００６８】

【実験例６】本実験例においては、実験例５での代表的
条件にて更に、成膜室内の圧力も変化させてマイクロ波
プラズマ条件及びプラズマの生起位置、制御性、安定性
等について検討を行った。具体的には、表１に示すタイ
プＮｏ．１のプラズマ制御手段を用い、距離ｒを５ｍｍ
に設定し、成膜室内の圧力を排気ポンプの排気コンダク
タンスを変化させることで０．５ｍＴｏｒｒから１００
ｍＴｏｒｒまで種々変化させ、そして所定の圧力におい
て中心導体分離手段近傍にはプラズマを生起させること
なく、成膜空間内のみにプラズマを生起させることがで
きる最小のマイクロ波電力の値を求め、これを放電維持
最小マイクロ波電力（Ｗ）と定めて縦軸にとり、横軸に
成膜室内の圧力（ｍＴｏｒｒ）をとってこれらの関係を
図１７に示した。

【００６９】また、距離ｒを変えて上述と同様の実験を
行った結果を図１８中にまとめて示した。もちろん、マ
イクロ波電力を変化させても放電そのものが生起しなか
ったり、中心導体分離手段近傍にはプラズマを生起させ
ることなく、成膜空間内のみにプラズマを生起させるこ
とができなかったり、プラズマは生起しても不安定だっ
たりした場合には、それらの条件設定値は図１８中には
記載されていない。また、成膜室内の圧力が１０００ｍ
Ｔｏｒｒを越える場合には帯状部材上に形成される堆積
膜の幅方向の膜厚分布が大きく実用には適さないので検
討は行わなかった。

【００７０】これらの結果から、おおよそ次のことが判
った。即ち、成膜室内の圧力を低くするにつれて所望の
プラズマ制御を行うのに必要なマイクロ波電力は増加
し、更に、５ｍＴｏｒｒ程度まで圧力を低下させて大電
力を放射させると、プラズマ制御手段近傍で異常放電等
が発生し、プラズマは不安定となり、ついには電力を導
入しても放電は生起しなくなった。なお、中心導体分離
手段近傍にプラズマが生起するかしないかは、プラズマ
制御手段の寸法及び設置位置等の条件によって変化し
た。一方、成膜室内の圧力を高くするにつれて所望のプ
ラズマ制御を行うのに必要なマイクロ波電力は減少する
ものの、比較的中心導体分離手段近傍にプラズマが生起
し易くなった。また、成膜室内の圧力が数１００ｍＴｏ
ｒｒ程度と比較的高い場合には、放電維持最小電力の２
〜３倍以上の大電力を放射させた場合には、やはりプラ
ズマ制御手段近傍で異常放電が発生したり、所望のプラ
ズマ制御が行われなくなった。

【００７１】本放電実験は帯状部材を静止させた場合及
び、１．２ｍ／ｍｉｎの搬送スピードで搬送させた場合
とで行ったが、両者において放電の安定性等については
特に差異は認められなかった。また、プラズマ制御手段
を各タイプの夫々に変えた場合においても図１８とほぼ
同様の傾向が得られた。更に、放電状態が安定した夫々
の条件にて５０時間の連続放電を行った後においても、
中心導体分離手段の成膜室側の表面上に堆積膜の形成は
ほとんど行われなかった。

【００７２】

【実験例７】本実験例においては、実験例６にて更にプ
ラズマ制御手段の分割数Ｎを変化させた時の検討を行っ
た。具体的には、表１に示したタイプＮｏ．１のプラズ
マ制御手段にて、分割数Ｎを４０から１００まで変化さ
せたものを夫々用い距離ｒを５ｍｍに設定して、実験例
６と同様のプラズマ生起条件の評価を行った。図１７
に、得られた関係を示した。また他の条件は変えず、距
離ｒのみを１００ｍｍ及び１５ｍｍに変えた場合、各タ
イプの夫々に変えた場合においても、ほぼ図１８に示し
たのと同様の傾向が得られた。

【００７３】これらの結果から、おおよそ次のことが判
った。即ち、成膜室内の圧力を低くするにつれて所望の
プラズマ制御を行うのに必要なマイクロ波電力は増加
し、更に、５ｍＴｏｒｒ程度まで圧力を低下させて大電
力を放射させると、プラズマ制御手段近傍で異常放電等
が発生し、プラズマは不安定となり、ついには電力を導
入しても放電は生起しなくなった。なお、アプリケータ
ー近傍にプラズマが生起するかしないかは、プラズマ制
御手段の寸法及び設置位置等の条件によって変化した。
一方、成膜室内の圧力を高くするにつれて所望のプラズ
マ制御を行うのに必要なマイクロ波電力は減少するもの
の、比較的中心導体分離手段近傍にプラズマが生起し易
くなった。また、成膜室内の圧力が数１００ｍＴｏｒｒ
程度と比較的高い場合には、放電維持最小電力の２〜３
倍以上の大電力を放射させた場合には、やはりプラズマ
制御手段近傍で異常放電が発生したり、所望のプラズマ
制御が行われなくなった。

【００７４】本実験は帯状部材を静止させた場合、及び
１．２ｍ／ｍｉｎの搬送スピードで搬送させた場合とで
行ったが、両者において放電の安定性等については特に
差異は認められなかった。また、放電状態が安定した夫
々の条件にて５０時間の連続放電を行った後において
も、中心導体分離手段の成膜室側の表面上に堆積膜の形
成はほとんど行われなかった。

【００７５】

【実験結果の概要】本発明の方法及び装置において、マ
イクロ波プラズマの安定性、均一性等は、例えばマイク
ロ波アンテナ及びプラズマ制御手段の種類及び形状、成
膜時の成膜室内の圧力、マイクロ波電力、マイクロ波プ
ラズマの閉じ込めの程度、放電空間の体積及び形状等種
々のパラメーターが複雑にからみ合って維持されている
ので、単一のパラメーターのみで最適条件を求めるのは
困難であるが、本実験結果より、おおよそ次のような傾
向及び条件範囲が判った。

【００７６】本発明の方法において、前記成膜空間の内
径は、本発明のプラズマ制御手段を用いる場合、好まし
くは１４０ｍｍφ乃至２００ｍｍφとされるのが望まし
い。また、所望の成膜温度に加熱し、且つ柱状に湾曲さ
せた帯状部材の凹状の湾曲面上に堆積膜を形成し、これ
を平面状に展開して冷却させることによって堆積膜中に
蓄積される応力を緩和させることができる。また、スリ
ットの開口幅を変化させて成膜空間の内外の圧力差を９
ｍＴｏｒｒ以上にすることにより、前記成膜空間からの
プラズマの漏洩が防止できる。更に、前記成膜空間外部
の圧力を６ｍＴｏｒｒ以下にすることで、異常放電によ
る堆積膜の膜質の低下も防止できることが判った。

【００７７】更に、本発明の方法及び装置において、マ
イクロ波プラズマをマイクロ波アプリケーターの先端部
分に設けられたマイクロ波透過性部材の近傍には生起さ
せず、成膜空間内のみに生起させるように制御するに
は、例えば表１に示した構成のプラズマ制御手段を前記
中心導体分離手段の近傍０乃至２０ｍｍの位置に配設
し、所定のマイクロ波電力を導入すれば良い。そして、
所望のプラズマ制御が行われない場合には、前記プラズ
マ制御手段の構成のうち、直径Ｒ、分割数Ｎ、及び距離
ｒ、また成膜室内の圧力、導入するマイクロ波電力の値
等を適宜変化させることで所望のプラズマ制御が行われ
る条件を設定すれば良いことが判った。そして、プラズ
マ制御が良好に行われた場合には前記マイクロ波透過性
部材の成膜室側の表面には、長時間の放電後にもほとん
ど堆積膜の形成が行われないことが判った。

【００７８】以下、本発明の方法及び装置について更に
詳しく説明する。本発明の方法において、マイクロ波プ
ラズマを成膜空間と、マイクロ波アンテナとの間に設け
られた中心導体分離手段の近傍には生起させず、成膜空
間内のみに生起させるようにプラズマ制御手段を用い
る。該プラズマ制御手段の機能としては、マイクロ波ア
ンテナから放射されたマイクロ波エネルギーを、その内
部においては減衰量を最小限に留めつつ、効率良く成膜
空間内に伝播させ、且つ、その内部及び近接する空間、
特にマイクロ波アンテナとの間に残された空間において
プラズマを生起させない程度にマイクロ波電力を分割せ
しめることが望ましい。そのような具体的方法として
は、所定の長さの導波管構造物の内部を、マイクロ波の
進行方向にほぼ平行に設けられた仕切り板にて数個の導
波路にさらに分割したものを、前記中心導体分離手段の
近傍、且つ成膜室との間に設けることが挙げられる。マ
イクロ波アンテナから放射されるマイクロ波エネルギー
を効率良くプラズマ制御手段へ伝播させるには、前記仕
切り板の面が、マイクロ波アンテナから放射又は伝達さ
れるマイクロ波の電界方向に対して垂直になるようにプ
ラズマ制御手段を配設すれば良い。

【００７９】前記導波管構造物のマイクロ波進行方向で
の断面形状は、用いるマイクロ波アンテナを少なくとも
全面的にカバーするようにして決定される。プラズマ制
御手段としての前記導波管の内部は前記仕切り板によっ
て数個の導波路に分割されるが、分割される数及びそれ
らの間隔は、用いる導波管の口径サイズ、長さ及びその
内部を伝播するマイクロ波電力、そして設置される位置
等によって適宜調整される。これらのパラメーターは有
機的に結びついており、一概に最適条件を定義すること
は困難である。

【００８０】しかし、前記導波管内部に仕切り板によっ
て形成された前記導波路内部においては、マイクロ波プ
ラズマが生起しない程度に充分にマイクロ波電力が分割
されていることが必要であり、例えばマイクロ波アンテ
ナより放射されるマイクロ波エネルギーが比較的小さい
場合には分割数は少なく、逆に大きい場合には分割数は
多く設定される。このように前記導波管内部が分割され
ることで、形成される導波路内でのプラズマ損失が大き
くなり、また伝播するマイクロ波電力も小さくなるので
プラズマは該導波路内部でより維持されにくくなる。本
発明の方法において、前記導波管内に設けられる前記仕
切り板は前記マイクロ波アンテナから放射又は伝達され
るマイクロ波の電界方向に対して夫々ほぼ垂直に、且つ
等間隔で配置されることが望ましいが、形成される夫々
の導波路の内部においてプラズマが生起したり、マイク
ロ波の伝播に減衰が生じたりしない範囲であれば間隔は
等しくなくとも良く、また互いに平行でなくとも良い。
しかし、それらの互いの距離の差は、２倍以内であるこ
とが望ましい。

【００８１】本発明の方法において、中心導体分離手段
の成膜室側の表面上に、更に堆積膜を形成しにくくする
には、前記マイクロ波透過性部材と前記プラズマ制御と
の間に、それ自身では堆積膜を形成することがない補助
原料ガスを導入することが好ましい。前記補助原料ガス
の具体例としては、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等の
希ガス、Ｈ₂，Ｎ₂，Ｏ₂，ＨＦ，ＮＨ₃，ＮＯ，Ｎ₂Ｏ等
のガスを挙げることができ、これらは１種類又は２種類
以上混合して使用することができる。中でもＨｅ，Ａ
ｒ，Ｈ₂等がより好適なものとして挙げることができ
る。

【００８２】本発明の方法において、前記導波管を構成
する材質としてはその内部でのマイクロ波エネルギーの
伝播時の減衰量を最小限に留めるために、導波管の表面
でのオーム損失が小さいものが好ましく用いられる。具
体的には、Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，真ちゅう，ステンレスス
チール等の金属及びそれらの合金、又は石英，アルミ
ナ，窒化ケイ素等のガラス又はセラミックスの表面に前
記金属類が鍍金、蒸着、溶射処理等されたもの等が挙げ
られる。本発明の方法において、プラズマ制御手段とマ
イクロ波アンテナとは、マイクロ波アンテナから放射さ
れるマイクロ波エネルギーがプラズマ制御手段へ対称
性、及び効率良く放射され、更に該プラズマ制御手段を
介して成膜室内へ均一性、及び効率良く放射されるよう
に配置される。具体的にはマイクロ波アンテナから放射
又は伝達されるマイクロ波の電界方向とプラズマ制御手
段中を進行するマイクロ波の電界方向とがほぼ一致する
ように、互いの配置を行うことが望ましい。

【００８３】本発明の方法において用いられるプラズマ
制御手段の仕切り板のマイクロ波の進行方向の長さは、
用いるマイクロ波の１／４波長以上であれば所望の機能
を生ぜしめることができるが、プラズマ制御手段内での
マイクロ波エネルギーの減衰を最小限に留めるため、仕
切り板の互いの距離の好ましくは２倍以上５０倍以内、
より好ましくは５倍以上３０倍以内であることが望まし
い。本発明の方法において、用いられるプラズマ制御手
段は、好ましくは１ｍＴｏｒｒ〜１０００ｍＴｏｒｒ、
より好ましくは１０ｍＴｏｒｒ〜５００ｍＴｏｒｒにお
いて用いられる。本発明の方法において、プラズマ制御
手段を構成する仕切り板は、マイクロ波アプリケーター
手段より放射されたマイクロ波の電界方向とすべてが直
交して設置される必要はなく、部分的に直交していなく
とも充分にその機能を果たすことができる。

【００８４】すなわち、マイクロ波アンテナから放射さ
れるマイクロ波の電界がすべて平行である場合には一つ
のプラズマ制御手段の内で仕切り板が湾曲していたり、
仕切り板が平行である場合にはプラズマ制御手段全体を
傾斜させても良く、あるいは、マイクロ波の電界が湾曲
している場合には、プラズマ制御手段の内で仕切り板が
すべて平行であっても良い。

【００８５】本発明の方法において、前記柱状の成膜空
間内においてマイクロ波プラズマを均一に安定して生
起、維持させるためには、前記成膜空間の形状及び容
積、前記成膜空間内に導入する原料ガスの種類及び流
量、前記成膜空間内の圧力、前記成膜空間内へ放射又は
伝達されるマイクロ波エネルギー量、マイクロ波の整
合、及びバイアス印加電圧等について各々最適な条件が
あるものの、これらのパラメーターは相互に有機的に結
びついており、一概に定義されるものではなく、適宜好
ましい条件を設定するのが望ましい。

【００８６】本発明の方法によれば、帯状部材を側壁と
した成膜空間を形成し、且つ、該成膜空間の側壁を構成
する前記帯状部材を連続的に移動せしめると共に、前記
成膜空間の側壁を構成する帯状部材の幅方向に対して均
一にマイクロ波エネルギーを放射又は伝達せしめるマイ
クロ波アンテナ及びプラズマ制御手段を具備させ、マイ
クロ波プラズマの生起・維持条件及びバイアス印加条件
を調整、最適化することによって、大面積にわたって高
品質の機能性堆積膜を連続して、均一性及び再現性良く
形成することができる。また、本発明の方法において
は、プラズマ電位を適宜制御することによって、所望の
特性を有し、欠陥の少ない高品質の機能性堆積膜を連続
して効率良く高い歩留まりで形成することができる。

【００８７】本発明の方法が従来の堆積膜形成方法から
客観的に区別される点は、成膜空間を柱状とし、その側
壁が連続的に移動しつつも、構造材としての機能を果た
し、且つ、堆積膜形成用の支持体をも兼ねるようにした
点である。ここで、構造材としての機能とは、特に、成
膜用の雰囲気空間すなわち成膜空間と成膜用には関与し
ない雰囲気空間とを物理的、化学的に隔離する機能であ
って、具体的には、例えば、ガス組成及びその状態の異
なる雰囲気を形成したり、ガスの流れる方向を制限した
り、更には、圧力差の異なる雰囲気を形成したりする機
能を意味するものである。即ち、前記帯状部材を湾曲さ
せて柱状の成膜空間の側壁を形成し、対向する両端面の
いずれか一方の面より、堆積膜形成用の原料ガス及びマ
イクロ波電力を前記成膜空間内に供給し、前記側壁の一
部に残された間隙より排気させることによって、プラズ
マを前記成膜空間内に閉じ込め、前記側壁を構成する帯
状部材上に機能性堆積膜を形成せしめるものであり、前
記帯状部材そのものが成膜空間を成膜用には関与しない
外部雰囲気空間から隔離するための構造材としての重要
な機能を果たしているとともに、堆積膜形成用の支持体
として用いることもできる。

【００８８】従って、前記帯状部材を側壁として構成さ
れる成膜空間の外部の雰囲気は、前記成膜空間内とは、
ガス組成及びその状態、圧力等について全く異なる状態
となっている。

【００８９】一方、従来の堆積膜形成方法においては堆
積膜形成用の支持体は、堆積膜を形成するための成膜空
間内に配設され、専ら、該成膜空間にて生成する例えば
堆積膜形成用の前駆体を堆積させる部材としてのみ機能
するものであり、本発明の方法におけるように前記成膜
空間を構成する構造材として機能させるものではない。
また、従来法であるＲＦプラズマＣＶＤ法、スパッタリ
ング法等においては、前記堆積膜形成用の支持体は放電
の生起・維持のための電極を兼ねることはあるがプラズ
マの閉じ込めは不十分であり、成膜用には関与しない外
部雰囲気空間との隔離は不十分であって、構造材として
機能しているとは言い難い。

【００９０】要するに、本発明の方法は、機能性堆積膜
形成用の支持体として機能し得る帯状部材を前記成膜空
間の側壁として用い、前記構造材としての機能を発揮せ
しめると共に、前記帯状部材上への機能性堆積膜の連続
形成をも可能にするものである。本発明者の行った実験
を介しての検討結果からするに、プラズマＣＶＤ装置と
して現在市販されている装置は、ＲＦ或いはマイクロ波
を使用するいずれのものであっても、その成膜室内で成
膜用原料ガスが基体上に堆積して実際に実用に供し得る
堆積膜になる場合は、せいぜい１５％程度であって、堆
積膜としての回収率は実際にはかなり低い。

【００９１】本発明者はこの点が成膜空間の形状、構造
に大きく依存しているとの前提に立って検討を重ねたと
ころ、成膜空間の周囲壁を基体で構成し、該周囲壁の内
面上に堆積膜を形成させることで、前記回収率は大巾に
向上することが判った。即ち、帯状部材を基体とし、こ
れを連続的に移動させながら、該帯状部材で成膜室の側
壁を形成させる。そして、該側壁の一部には前記成膜室
内を排気するために間隙を設けるようにする。前記成膜
室の形状は、好ましくは柱状、より好ましくは円柱状で
ある。そして、堆積膜としての回収率を向上させるに
は、該成膜空間を形成する壁面の総面積に対して前記帯
状部材で構成される側壁部分の面積の割合を大きくする
ことが好ましい。即ち、前記帯状部材で形成される前記
円柱状の成膜空間の具体的な形状としては、対向する両
端面の内径寸法に対する、側壁の長さ（帯状部材の幅寸
法）の比を可能な限り大きくさせることが望ましい。こ
うすることにより、前記側壁の内壁面上に所望の機能性
堆積膜を高い回収率で形成させることができる。

【００９２】本発明の方法において、基体上に形成され
た堆積膜が大気中に取出された際、成膜時との温度差や
湿度等の影響で堆積膜が基体から剥離するのを回避する
には、前記帯状部材をほぼ柱状に湾曲させて予め機械的
圧縮応力を加えておき、該柱状に湾曲した帯状部材の凹
状湾曲面上に所望の成膜温度で堆積膜を形成した後、該
帯状部材を平面状或いは堆積膜の形成された側が凸面状
になるように展開して予め加えた機械的圧縮応力を機械
的引張応力に変換しながら室温まで徐冷し、その際前記
帯状部材と前記堆積膜との膨張係数の差で生ずる熱的圧
縮応力を前記機械的引張応力で緩和させる方法が好まし
く用いられる。

【００９３】前記帯状部材の材質として、その線膨張係
数が前記堆積膜の線膨張係数よりも大きいものを用いる
ことにより、上述のような応力緩和の方法が可能とな
る。

【００９４】従来、堆積膜の剥離を回避するためには、
基体と堆積膜との密着力の強化という観点で対策が施さ
れてきたが、この種の対策は基体の強度がある程度以上
強いものに限定されており、ポリイミドやＰＥＴ（ポリ
エチレンテレフタレート）のような比較的軟らかい素材
を利用した基体に対しては、前述のような対策だけでは
前記基体にしわがよってしまう故十分な対策とは言い難
い。従って、密着力の強化に加えて、応力緩和も重要な
対策となり得る。特に、複数の堆積膜を積層して作製す
る太陽電池素子のような場合においては、堆積膜を積層
することによって圧縮応力が増幅されることもあり得る
ため、前述の本発明の方法は重要である。

【００９５】本発明の方法において、効率良くプラズマ
を生成・維持するには、マイクロ波のインピーダンスを
プラズマの複素誘電率に応じて、成膜空間内部のプラズ
マを含めた同軸線路の等価的な外部導体の内径が成膜空
間外部の同軸線路の外部導体の内径と等しくなるよう
に、マイクロ波透過性部材の外径を予め調整・選択す
る。ここで、等価的という表現を用いたのは、実際に放
電実験を行った結果、原料ガスの種類及び流量、成膜室
の圧力、マイクロ波電力等の条件でプラズマを包含する
外側導体の内径は変化し、それがプラズマの誘電率の実
数部だけではなく虚数部、すなわち吸収率も影響し、位
相反転を生じるため理論的には外径の値を予想しがたい
ことが判明したためである。従って、プラズマで形成さ
れる外側導体の内径は、後述のように実験で確かめるこ
とが確実である。

【００９６】従来、インピーダンスの不整合、すなわち
強い反射面のあるマイクロ波装置では、該反射面で生ず
る反射波と同等の強度を有し、且つ該反射波とは位相の
反転した他の反射波をチューナーで生ぜしめ、これらの
２つの反射波を干渉によって打ち消し合わせてインピー
ダンスを整合させるという手法をとっているが、このよ
うに見かけ上反射波をうち消し合わせて整合させた場合
でも、前記反射面と前記チューナーとの間には大きな定
在波が生じており、大きなジュール熱損失を発生するこ
とがしばしばであった。

【００９７】従って、このジュール熱損失をなくすに
は、前記反射面と前記チューナーとの距離をできる限り
接近させ、好ましくは一致させれば良い。即ち、本発明
のマイクロ波アンテナ手段においては、放電開始前の状
態にては成膜室内部と成膜室外部とはいずれも誘電率が
１で同軸線路の外部導体の内径が内部の方が大きくなっ
ているため、成膜室の境界面でインピーダンスの整合を
とることは困難であるが、放電開始後の状態では成膜室
内部は誘電率が１より小さいプラズマが充満して等価的
な内径が小さくなり、マイクロ波透過性部材の外径を適
宜選択すれば成膜室内外における同軸線路の外部導体の
内径が一致して整合可能な状況が生まれてくる。かくし
て放電後の状態でインピーダンスを整合させることが可
能となる。

【００９８】本発明の方法においては、前記帯状部材で
成膜空間を形成し、該成膜空間内でのみ堆積膜を形成せ
しめるように、前記成膜空間外におけるガス組成及びそ
の状態は前記成膜空間内とは異なるように条件設定す
る。例えば、前記成膜空間外のガス組成については、堆
積膜形成には直接関与しないようなガス雰囲気としても
良いし、前記成膜空間から排出される原料ガスを含んだ
雰囲気であっても良い。また、前記成膜空間内にはプラ
ズマが閉じ込められているのは勿論であるが、前記成膜
空間外には前記プラズマ及びマイクロ波が漏洩しないよ
うにすること及び異常放電を抑制することが、プラズマ
の安定性、再現性の向上や不要な箇所への膜堆積を防ぐ
上でも有効である。

【００９９】また、図１の装置ではＴＥＭモードでマイ
クロ波電力を投入しているため、前記開口部の幅が狭い
うちはマイクロ波の漏洩は該モードのため自動的に抑制
されるが、前記開口部の幅がマイクロ波の１／２波長程
度になる場合、マイクロ波の漏洩防止手段を設ける必要
がある。即ち、帯状部材の長手方向に形成された間隙部
分に図９及び図１０に示すような孔径がマイクロ波の波
長の１／２０程度の導電性のパンチング・ボード等を配
設すれば良い。

【０１００】本発明の方法において、成膜空間外部の圧
力を６ｍＴｏｒｒ以下に保持するのと同様の効果をもた
らす代替手段として、電離断面積の小さいガス（Ｈｅま
たはＨ₂等）を前記成膜空間外部に流すことにより前記
異常放電を抑制しても良い。勿論、成膜空間外部の圧力
を６ｍＴｏｒｒ以下に保持しながら、同時に前記電離断
面積の小さいガスを流しても良い。即ち、本発明の方法
において、プラズマを成膜空間内に閉じ込め、成膜空間
外部で異常放電を抑制することにより、堆積膜形成用原
料ガスの回収率を向上せしめ、且つ、成膜速度を飛躍的
に高めることができ太陽電池の工業的規模での生産を可
能にすることができる。

【０１０１】本発明の方法において、大面積に渡って膜
厚及び膜質が均一な堆積膜を形成するには、前記成膜空
間の側壁を構成する帯状部材に平行になるように該マイ
クロ波アンテナ手段及びプラズマ制御手段を成膜空間に
貫入させ、同軸線路或いはリジターノ・コイル等のマイ
クロ波の進行方向に垂直な全方向にマイクロ波を放射す
るマイクロ波アンテナ手段よりマイクロ波電力をプラズ
マ制御手段を介して前記成膜空間内に投入してプラズマ
を生起させることによってなされる。その時、長時間に
亘ってプラズマ密度が一定の放電を持続するには、前記
マイクロ波透過性部材及びプラズマ制御手段で前記マイ
クロ波アンテナ手段を包囲してプラズマから完全に剥離
すれば良い。

【０１０２】本発明の方法において、前記マイクロ波ア
ンテナ手段及びプラズマ制御手段は前記帯状部材に平行
になるように配設し、該帯状部材と前記プラズマ制御手
段との距離は比較的短かく、且つアンテナの長手方向に
おいてもその距離は等しく保たれることが望ましい。こ
うすることにより、前記側壁を構成する帯状部材の幅方
向に対して、マイクロ波電力がほぼ均一に投入されるこ
とで、プラズマの密度分布が均一化される。特に、前述
のマイクロ波透過性部材及びプラズマ制御手段で中心導
体がプラズマから隔離された同軸線路の場合、該同軸線
路を介して成膜空間内部に投入するマイクロ波電力を増
やしていくと、成膜空間の内部に導入されて前記マイク
ロ波電力でプラズマ化されるガスの種類及びそのガス流
量に依存してプラズマへの吸収されるマイクロ波電力が
飽和してしまう閾値が存在する。従って、成膜空間内部
に投入するマイクロ波電力が大電力であるほど前記の吸
収電力の飽和する領域が広がるため吸収電力が飽和した
前記閾値と同じ電力がアンテナの長手方向の各部から成
膜空間内部に投入されることとなり、プラズマ密度を均
一化、即ち大面積に渡って膜厚及び膜質を均一化するこ
とになる。

【０１０３】以上説明した通り、本発明の方法は投入す
るマイクロ波電力の大きさに依らず、大面積に渡って膜
厚及び膜質が均一な堆積膜の形成を可能にするものであ
る。

【０１０４】本発明の方法において、マイクロ波プラズ
マのプラズマ電位を制御するには、バイアス印加手段を
前記成膜空間内に生起するプラズマに少なくともその一
部分が接するように配設するのが望ましい。前記バイア
ス印加手段は成膜空間内に堆積膜形成用原料ガスを導入
するためのガス供給手段を兼ねても良く、又、前記ガス
供給手段とは別に設けられた単数本又は複数本のバイア
ス棒であっても良い。前者の場合においては、バイアス
電圧がガス供給手段を介して原料ガスボンベ、流量制御
系、配管等のいわゆるガス供給系に印加されて感電、制
御系の破損等の事故が発生しないように、該ガス供給系
とバイアス電圧の印加される前記ガス供給とはその中途
において絶縁分離されていることが望ましい。そして、
その絶縁分離される位置は前記成膜空間に近接している
ことが好ましい。

【０１０５】前記ガス供給手段を兼ねるバイアス印加手
段が前記マイクロ波プラズマに接する少なくとも１部に
は、前記バイアス電圧が印加されるように導電処理が施
されていることが望ましいが、プラズマ加熱等により変
形、破損、溶断等が発生しないようにその材質は配慮さ
れる必要がある。具体的には高融点金属又は高融点セラ
ミックスの上に高融点金属をコーティング処理して構成
するようにすることが望ましい。

【０１０６】また、前記ガス供給手段を兼ねるバイアス
印加手段が前記成膜空間内に配設される位置は、前記マ
イクロ波プラズマがほぼ均一な導体として作用している
が故、前記マイクロ波プラズマに接して配設されている
限り特に限定されないが、異常放電の発生等を抑える上
で前記帯状部材の内表面からは好ましくは１０ｍｍ以
上、より好ましくは２０ｍｍ以上離して配設するのが望
ましい。

【０１０７】一方、後者の場合においては、前記バイア
ス棒を構成する材質及びその配設される位置等について
は前述のバイアス印加手段がガス供給手段を兼ねる場合
と同様に配慮される。ただし、前記ガス供給手段は誘電
体で構成させることが、異常放電の発生の抑制や、均一
なプラズマ電位を前記成膜空間内で形成させる上で好ま
しいが、バイアス印加電圧が比較的低い場合等において
は、特にその材質については制限されることはない。

【０１０８】本発明の方法において、前記バイアス棒又
はガス供給手段を兼ねるバイアス印加手段が単数本配設
される場合には、バイアス電圧として直流、脈流及び交
流電圧を単独又は夫々を重畳させて印加させることが望
ましく、前記バイアス棒が複数本配設される場合には、
夫々に同電圧又は異なる電圧の直流電圧を印加させても
良く、又、直流、脈流及び交流電圧のそれぞれを単独又
は重畳させて印加させても良い。複数種のバイアス電圧
を印加させることにより、プラズマ電位の制御範囲が広
がるばかりでなく、プラズマの安定性、再現性及び膜特
性の向上、欠陥の発生の抑制等が図られる。

【０１０９】前記交流電圧としては、好ましくは正弦
波、方形波、三角波、パルス波、及びこれらを重畳させ
た波形等を挙げることができる。又、脈流電圧として
は、好ましくは前記交流電圧を半波整流又は全波整流し
た波形、及びランプ波等を挙げることができる。更に、
前記バイアス電圧の直流電圧又は最大振幅電圧は、形成
される堆積膜の諸特性及び欠陥の発生率等との兼ね合い
にて適宜設定されるが、プラズマの生起開始時から堆積
膜の形成開始及び終了時までの間において一定に保たれ
ていても良いが、形成される堆積膜の特性制御や欠陥発
生の抑制を図る上で連続的又は適宜の周期で変化させる
ことが好ましい。特に、スパーク等の異常放電が発生し
た場合には、バイアス電圧の急激な変動が起こるので、
電気的にこれを検知し、直ちにバイアス電圧を低下させ
るか、又は一時中断させて、再び所定のバイアス電圧に
復帰させることが、堆積膜の欠陥発生等を抑制する上で
好ましい。勿論、これらの工程は手動にて行っても良い
が、自動制御回路をバイアス印加手段の制御回路中に設
けることが堆積膜の歩留り向上の上で好ましい。

【０１１０】本発明の方法において、前記バイアス印加
手段は前記帯状部材を兼ねても良い。この場合には、前
記成膜空間内に接地電極を設けるようにする。そして、
前記接地電極は前記ガス供給手段を兼ねても良い。

【０１１１】本発明の方法において、前記帯状部材は導
電性材料、又は、絶縁性材料の表面に導電性処理を施し
たもので構成するようにするが、少なくとも堆積膜形成
時に前記帯状部材が加熱保持される温度において、十分
な電流密度が確保される導電率を有する材料にて構成さ
れることが必要である。具体的にはいわゆる金属、半導
体等を挙げることができる。また、前記帯状部材上には
素子分離の工程を容易にさせる等の目的で一部絶縁性部
材で構成される領域を設けておいても良い。一方、前記
絶縁性部材で構成される領域の面積が大きい場合には、
その領域においてはプラズマ電位を制御された堆積膜の
形成は行われないが、微小面積である場合には導電性部
材上に形成される膜とほぼ同じ特性を有する膜が形成さ
れる。

【０１１２】本発明の方法によれば、前記成膜空間の側
壁を構成するこうした帯状部材の幅方向に対して均一に
マイクロ波エネルギーを放射又は伝達せしめるマイクロ
波アンテナ及びプラズマ制御手段を具備させ、マイクロ
波プラズマの生起・維持条件及び必要に応じバイアス印
加手段を調整、最適化することによって、大面積にわた
って高品質の機能性堆積膜を連続して、均一性及び再現
性良く形成することができる。

【０１１３】本発明の方法において、前記柱状の成膜空
間内においてプラズマを均一に安定して生起・維持させ
るためには、前記成膜空間の形状及び容積、前記成膜空
間内に導入する原料ガスの種類及び流量、前記成膜空間
内の圧力、前記成膜空間内に投入されるマイクロ波電力
量、及びマイクロ波の整合等について各々最適な条件が
あるものの、これらのパラメーターは相互に有機的に結
びついており、一概に定義されるものではなく、適宜好
ましい条件を設定するのが望ましい。

【０１１４】以下、本発明の装置について更に詳しく説
明する。本発明の装置において、マイクロ波アンテナ手
段を取り囲むように設けられた中心導体分離手段近傍で
プラズマを生起させることなく、且つ成膜空間内にマイ
クロ波エネルギーを効率良く放射し、均一なマイクロ波
プラズマを該成膜空間内に生起せしめるために設けられ
るプラズマ制御手段は、前記中心導体分離手段の成膜空
間側の面に近接して配設される。以下、図面を用いてそ
の形状及び配設位置等についての具体例を説明するが、
本発明の装置におけるプラズマ制御手段はこれらに限定
されるわけではない。

【０１１５】図５乃至図８に本発明の装置におけるプラ
ズマ制御手段の形状を示す模式的概略図を示した。な
お、マイクロ波アンテナ手段は省略されている。図中の
同じ番号の部材は同じ機能をもつものを表わしている。
マイクロ波アンテナを包含するようにして設けられた中
心導体分離手段５０５の成膜空間側の面に近接して、距
離ｒにて全長Ｌ、直径Ｒのプラズマ制御手段５０１が配
置される。

【０１１６】図５、図６はマイクロ波アンテナに対して
仕切り板が垂直に、図６、図８は平行に設置されたもの
を表わしている。また、図６、図８は仕切り板５０２に
対してさらに垂直方向に仕切りを入れた場合のものを表
わしている。

【０１１７】プラズマ制御手段５０１は、夫々複数枚の
仕切り板５０２，５０３にて構成される、一種の導波管
構造を成している。すなわち、複数の仕切り板５０２，
５０３にて複数の導波路５０４が形成されている。ま
た、補助原料ガス、不図示のガス供給手段よりＨｅ，Ａ
ｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等の希ガス、Ｈ₂，Ｎ₂，Ｏ₂，Ｈ
Ｆ，ＮＨ₃，ＮＯ，Ｎ₂Ｏ等のそれ単独では堆積膜を形成
することがないガスが一種類又は複数種類混合されてプ
ラズマ制御手段５０１と中心導体分離手段５０５とのす
き間ｒから導入される。

【０１１８】仕切り板５０２，５０３はマイクロ波アン
テナから放射されるマイクロ波の電界方向に対して夫々
ほぼ直交して配置されることが望ましく、更に、互いの
間隔は等しいことが望ましいが、個々の導波路５０４内
においてプラズマが生起したり、マイクロ波の伝播に減
衰が生じたりしない範囲であれば特に制限されることは
ない。また、複数の仕切り板５０２，５０３にて分割さ
れて形成される導波路の個数Ｎは個々の導波路内におい
てプラズマが生起したり、マイクロ波の伝送に減衰が生
じたりしない範囲において適宜決定される。

【０１１９】プラズマ制御手段５０１とマイクロ波アン
テナとはみかけ上の中心軸が互いに一致していること
が、マイクロ波アンテナからマイクロ波エネルギーがプ
ラズマ制御手段へ対称性、及び効率良く放射され、該プ
ラズマ制御手段を介して更に成膜空間内に均一性、及び
効率良くマイクロ波エネルギーが放射される上で好まし
い。ただし、前記中心軸のズレが多少生じても所望のプ
ラズマ制御を行うことはできる。プラズマ制御手段の高
さｄは、用いるマイクロ波の１／４波長以上であれば特
に制限はないがプラズマ制御手段内でのマイクロ波の減
衰を最小限に留め、又装置の全体構成を省スペース化す
る点で、用いるマイクロ波の好ましくは２波長以下、よ
り好ましくは１波長以下であることが望ましい。

【０１２０】また、中心導体分離手段５０５と、プラズ
マ制御手段５０１との距離ｒは、マイクロ波アンテナか
ら放射されるマイクロ波エネルギーをプラズマ制御手段
へ効率よく導き、またこの間でプラズマが生起しない条
件にて決定されるが、好ましくは５０ｍｍ以下、より好
ましくは４０ｍｍ以下に設定される。そして、この最適
条件はプラズマ制御手段の高さｄ、プラズマ制御手段内
の導波路の個数Ｎ、成膜空間内の圧力及びマイクロ波の
投入電力等に相関して決定される。

【０１２１】本発明の装置において用いられるプラズマ
制御手段を構成する材質としては、比較的耐熱性があっ
て、温度上昇時に変形、歪みが少なく、導電性を有する
ものであることが好ましく、具体的にはＡｌ，Ｎｉ，Ｔ
ｉ，Ｖ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐ
ｔ，ステンレススチール，真ちゅう等のいわゆる金属単
体又は合金、あるいは石英、アルミナ、窒化ケイ素、ベ
リリア、マグネシア、ジルコニア、窒化ホウ素、炭化ケ
イ素等のガラス又はセラミックス等の表面に前記金属単
体又は合金をコーティングしたものが挙げられる。ま
た、これらの材料の板厚はその断面でのマイクロ波の反
射を抑え、かつプラズマ制御手段が空間的に占める割合
を最小限に留めるために可能な限り薄い方が良い。

【０１２２】本発明の装置において用いられるマイクロ
波電源から供給されるマイクロ波周波数は、好ましくは
民生用に用いられている２．４５ＧＨｚが挙げられる
が、他の周波数帯のものであっても比較的入手し易いも
のであれば用いることができる。また、安定した放電を
得るには発振様式はいわゆる連続発振であることが望ま
しく、そのリップル幅が、使用出力領域において、好ま
しくは３０％以内、より好ましくは１０％以内であるこ
とが望ましい。本発明の方法及び装置において連続形成
される機能性堆積膜としては非晶質、結晶質を問わず、
Ｓｉ，Ｇｅ，Ｃ等いわゆるＩＶ族半導体薄膜、ＳｉＧ
ｅ，ＳｉＣ，ＳｉＳｎ等いわゆるＩＶ族合金半導体薄
膜、ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＧａＳｂ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ等
いわゆるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜、及びＺｎＳ
ｅ，ＺｎＳ，ＺｎＴｅ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ等
いわゆるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜等が挙げられ
る。

【０１２３】本発明の方法及び装置において用いられる
前記機能性堆積膜形成用原料ガスとしては、上述した各
種半導体薄膜の構成元素の水素化物、ハロゲン化物、有
機金属化合物等で前記成膜室内へ好ましくは気体状態で
導入できるものが選ばれ使用される。もちろん、これら
の原料化合物は１種のみならず、２種以上混合して使用
することもできる。又、これらの原料化合物はＨｅ，Ｎ
ｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等の希ガス、及びＨ₂，Ｈ
Ｆ，ＨＣｌ等の希釈ガスと混合して導入されても良い。

【０１２４】また、連続形成される前記半導体薄膜は価
電子制御及び禁制帯幅制御を行うことができる。具体的
には価電子制御剤又は禁制帯幅制御剤となる元素を含む
原料化合物を単独で、又は前記堆積膜形成用原料ガス又
は前記希釈ガスに混合して前記成膜室内へ導入してやれ
ば良い。前記堆積膜形成用原料ガス等は、前記帯状部材
で形成される柱状の成膜室内に配設されたその先端部に
単一又は複数のガス放出孔を有するガス導入管、又はガ
ス導入管を兼ねるバイアス管より、前記柱状の成膜室内
に均一に放出され、マイクロ波エネルギーによりプラズ
マ化され、マイクロ波プラズマ領域を形成する。前記ガ
ス導入管、又はガス導入管を兼ねるバイアス管を構成す
る材質としてはマイクロ波プラズマ中で損傷を受けるこ
とがなく、前述した機能を有するものが好適に用いられ
る。具体的にステンレススチール、ニッケル、チタン、
ニオブ、タンタル、タングステン、バナジウム、モリブ
デン等耐熱性金属及びこれらをアルミナ、窒化ケイ素、
石英等のセラミックス上に溶射処理等したもの、そし
て、アルミナ、窒化ケイ素、石英等のセラミックス単
体、及び複合体で構成されるもの等を挙げることができ
る。

【０１２５】本発明の装置に使用される帯状部材の材質
については、該帯状部材を連続的に湾曲形成しうる柔軟
性を有するものを用い、湾曲開始端、湾曲終了端及び中
途の湾曲部分においては滑らかな形状を形成させること
が望ましい。また該帯状部材が連続的に搬送される際
に、たわみやねじれが起こりにくい程度の強度を有する
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及びその複合体、及びそ
れらの表面に異種材質の金属薄膜をスパッタ法、蒸着
法、鍍金法等により表面コーティング処理を行ったも
の。又、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又はこれら
とガラスファイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファ
イバー、金属繊維等との複合体の表面に金属単体又は合
金、及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等を鍍金、蒸着、
スパッタ、塗布等の方法で導電性処理を行ったものが挙
げられる。また、前述の構成の帯状部材の導電性処理面
上にＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ及び前述の
耐熱性樹脂等の絶縁性薄膜を一部形成させたものを用い
ることもできる。また、前記帯状部材の厚さとしては、
前記搬送手段による搬送時に形成される湾曲形状が維持
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。

【０１２６】一方、前述の堆積膜の回収率を上げるに
は、図３において３０８で示される湾曲部端面支持リン
グを帯状部材の周縁部に各々１個ずつ配置し、周縁部に
のみ接触して該帯状部材を搬送するため、対向する一対
の該湾曲部端面支持リング間で該帯状部材がたるまない
よう、該帯状部材自身に強度が必要とされるため該帯状
部材はある程度厚い方が良い。また、前述の堆積膜の応
力緩和についても前記帯状部材は厚い方が良い。従って
該帯状部材の厚さはこれらの点に鑑みて適宜決められる
が、該帯状部材の材質の種類とその曲げの曲率により多
少異なる。例えば、帯状部材がステンレスの場合、その
厚みは０．０３〜０．３ｍｍ程度である。同様にアルミ
ニウム又は銅の場合０．０５〜０．５ｍｍ程度、更に合
成樹脂の場合０．１〜３ｍｍ程度である。

【０１２７】前記帯状部材を太陽電池用の基板として用
いる場合には、該帯状部材が金属等の電気導電性である
場合には直接電流取り出し用の電極としても良いし、合
成樹脂等の電気絶縁性である場合には堆積膜の形成され
る側の表面にＡｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ステンレス，真ちゅ
う，ニクロム，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＳｎＯ₂−
Ｉｎ₂Ｏ₃（ＩＴＯ）等のいわゆる金属単体又は合金、及
び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を鍍金、蒸着、スパッタ
等の方法であらかじめ表面処理を行って電流取り出し用
の電極を形成しておくことが望ましい。また、素子分離
の工程を容易にさせる目的で、一部絶縁膜を形成させて
おいても良い。

【０１２８】もちろん、前記帯状部材が金属等の電気導
電性のものであっても、長波長光の基板表面上での反射
率を向上させたり、基板材質と堆積膜との間での構成元
素の相互拡散を防止したり短絡防止用の干渉層とする等
の目的で異種の金属層等を前記基板上の堆積膜が形成さ
れる側に設けても良い。又、前記帯状部材が比較的透明
であって、該帯状部材の側から光入射を行う層構成の太
陽電池とする場合には前記透明導電性酸化物や金属薄膜
等の導電性薄膜をあらかじめ堆積形成しておくことが望
ましい。

【０１２９】また、前記帯状部材の表面性としてはいわ
ゆる平滑面であっても、微小の凹凸面であっても良い。
微小の凹凸面とする場合にはその凹凸形状は球状、円錐
状、角錐状等であって、且つその最大高さ（Ｒｍａｘ）
は好ましくは５００Å乃至５０００Åとすることによ
り、該表面での光反射が乱反射となり、該表面での反射
光の光路長の増大をもたらす。本発明の装置において、
前記成膜室内で堆積される膜の膜厚を制御するために
は、前記側壁の一部分を覆い隠すような基板カバーを挿
入させるのが好ましい。

【０１３０】本発明の装置に使用される中心導体として
は、その材質がオーム損の小さい金属部分で構成される
のが望ましい。具体的には、銀、銅、アルミニウム製等
で構成されるか或いはこれらの金属が他の材質で構成さ
れる中心導体上に鍍金されたものかのいずれかであれば
良い。本装置においては銀鍍金されたステンレス管を使
用した。また、成膜室内に突入された中心導体は、その
周囲をマイクロ波透過性部材でプラズマから分離するこ
とで、中心導体上に堆積膜が形成されそれがマイクロ波
の吸収体となってマイクロ波電力の投入効率が低下する
のを回避している。

【０１３１】前記成膜室において、前記中心導体が突入
された面に対向する壁面はマイクロ波反射部材で構成さ
れており、一方前記中心導体が突入された面は、マイク
ロ波を透過し同時に成膜室内部と外部の気密を保持する
部材及びマイクロ波、反射部材とで構成され、前記成膜
室の側壁が導電性の帯状部材で構成されているため、前
記帯状部材の幅を適宜選択すれば共振器構造となる。

【０１３２】よく知られているように、線路のインピー
ダンスが急変する境界面及び短絡面では電磁波は強く反
射される。ここでは、前述の成膜室の対向する両端面は
それぞれ前述の境界面との短絡面に相当するためマイク
ロ波を強く反射し、２つの強い反射面を適当に配置した
空洞に電磁波を投入するとＱ値の高い共振器構造を構成
することができる。

【０１３３】本発明の装置では、成膜室の対向する両端
面を可動として共振器構造を構成しても良いが操作性の
点でより優れる、前記中心導体挿入長調節機構により半
同軸共振器構造を形成したり、或いはマイクロ波透過性
の高誘電率部材を成膜室の所望の場所に挿入することに
よって等価的に共振器長を可変にする即ちインピーダン
スを調整したりしても良い。

【０１３４】上述のごとく放電前に予め共振器構造とな
るように調節すれば、共振器構造の電力蓄積効果によっ
て放電開始が容易であり、また放電後に前述の中心導体
挿入長調節機構でインピーダンスを整合させれば、広い
成膜圧力範囲で長時間に亘って定常的に一定の放電状態
を持続することができる。

【０１３５】本発明の装置に使用されるマイクロ波透過
性部材としては例えば図１において１０３で示される誘
電体管が挙げられる。該誘電体管の材質としては、使用
するマイクロ波帯域において誘電損失ｔａｎδ（タンデ
ルタ）の小さいものであれば良いが、同時に熱伝導率が
高く熱衝撃にも強ければ前記誘電体管に付着した膜が変
質してマイクロ波電力の反射・吸収が増大することを抑
止し、前記誘電体管の熱破損も防止できるためなおさら
良い。このような条件に最適な材質としては、ベリリ
ア、アルミナ・セラミックス、窒化ホウ素、石英等が好
適であり、特にアルミナ・セラミックスが最も好適であ
る。

【０１３６】マイクロ波グロー放電を生起させ、しかも
安定に定常的に放電させるためには、この誘電体管にマ
イクロ波を透過させ気密を保持し得る機能が求められ
る。この機能を果たすような前記誘電体管の形状として
は、次の２例のいずれかの方法が最適である。すなわ
ち、開放円筒管の両端に穴あきフランジを１つずつ溶着
する開放端円筒管か、或いは一方が閉端となった円筒管
の開放端側に穴あきフランジを溶着する閉端円筒管かの
いずれかである。そしてこのフランジ部がＯリングを介
して成膜室の対向する端面の一方の壁に密着して気密が
保持できるよう配置すれば良い。保守・点検の点から言
えば、後者の閉端円筒管の方が更に好都合である。

【０１３７】本発明の装置に使用される前記のマイクロ
波透過性の高誘電率部材は、アルミナ・セラミックス、
ベリリア、窒化ホウ素等の材質で構成され、前述の中心
導体挿入長調節機構により構成される半同軸共振器構造
の内部或いは端部に配設することによって、共振器長を
等価的に変化させる効果が得られることが、本発明者に
よる検討で確認された。

【０１３８】本発明者が更に検討を行った結果、前記マ
イクロ波透過性の高誘電率部材の最適な寸法が、前記中
心導体の挿入長と相関があることが判明した。従って、
該中心導体の挿入長を固定した状態でＨＰ８７５７Ａス
カラ・ネットワーク・アナライザー（ヒューレット・パ
ッカード社製）を使用して、共振周波数が２．４５ＧＨ
ｚになるように前記マイクロ波透過性の高誘電率部材の
形状を決めれば良い。

【０１３９】本発明の装置に使用される帯状部材を支持
・搬送する手段については、前記帯状部材（基体）が前
記成膜室の側壁を形成しているため、搬送中の前記帯状
部材にねじれ、たわみ、蛇行等を生ずると放電が不安定
となり同一の品質の膜を再現良く大量に作製することは
困難になる。また、前記帯状部材を支持搬送する手段の
表面に汚れやゴミが付着していると、それらが形成され
た堆積膜の欠陥の原因となることがしばしば起こり、問
題となっていた。つまり、前記帯状部材を支持・搬送す
る手段には前記成膜室の変形を防止することと帯状部材
の堆積膜が形成される面（これを「成膜面」と略称す
る）に帯状部材を支持・搬送する手段が接触することを
極力控えることの２点が重要であることが判明した。す
なわち、前記第一点の成膜室の変形防止には前記帯状部
材を支持・搬送する手段に公知のクラウン機構を組込ん
でねじれ・蛇行を防止し、公知の張力調整機構でたわみ
を防ぐことができる。

【０１４０】また、前記第二点の前記成膜面に帯状部材
を支持・搬送する手段が接触することを極力控えるに
は、帯状部材の成膜面側の支持は帯状部材の周縁部のみ
で行い、帯状部材の成膜面の裏面の支持は帯状部材全幅
に渡って支持・搬送すれば良い。換言すれば、前記帯状
部材の湾曲部形成手段が成膜室の内部に設置されるもの
は帯状部材の周縁部のみを接触・支持する湾曲部端面支
持リングであり、成膜室外部に設置されるものは大略帯
状部材の幅全体に渡って接触・支持するローラーであ
る。前記湾曲部端面支持リングで前記帯状部材の内側を
支持し、搬送するには、図１において１１３で示される
多数の湾曲部支持内側リングで支持しても良いし、図３
において３０８で示される円柱状の成膜室の対向する両
端面とほぼ同じ大きさの一対の湾曲部支持内側リングで
支持しても良い。

【０１４１】ここで、湾曲した帯状部材を側壁とした柱
状の成膜室と前述の帯状部材の長手方向に設けられた間
隙とを形成するには、連続的に搬送される帯状部材を一
対の開口部支持内側ローラーと開口部支持外側ローラー
とから構成される湾曲開始端形成ローラーでゆるやかに
その搬送方向を変え、前記湾曲部端面支持リングで前記
帯状部材を成膜室の側壁をなすように湾曲させ、前述と
は別の一対の開口部支持内側ローラーと開口部支持外側
ローラーとから構成される湾曲終了端形成ローラーでゆ
るやかにその搬送方向を変えることによってなされる。

【０１４２】ここで、前記開口部支持外側ローラーの直
径が大きすぎると中心導体から帯状部材までの距離が方
向によって異なるためプラズマ密度の不均一な部分を多
く生じ望ましくない。一方前述の開口部支持外側ローラ
ーの直径が小さすぎると、曲げ応力により前記帯状部材
に歪みを残したり、膜の剥離を起こす。そこで、厚さ
０．１５ｍｍの金属帯状部材では直径６０ｍｍφ〜１０
０ｍｍφのローラー、厚さ０．０５ｍｍでは直径２５ｍ
ｍφ程度のローラーを使用することが望ましい。さら
に、メンテナンス後の真空引きを速やかに終了するた
め、前記湾曲開始端形成ローラーと前記湾曲終了端形成
ローラーとの間隔を可変できるような装置構成としても
良い。なお、湾曲部端面支持リングにて前記帯状部材を
支持・搬送する方法としては単なる滑り摩擦のみによっ
ても良いし、あるいは前記帯状部材にスプロケット穴等
の加工を施し、同時に、湾曲部端面支持リングがスプロ
ケットでも良い。

【０１４３】また、前記帯状部材の表面温度は堆積膜の
膜質を左右する重要なパラメーターであるが、該帯状部
材の表面温度の制御は、図２に示すようなランプ輻射加
熱により該帯状部材を前記成膜面の裏面から加熱するこ
とにより行うことができる。しかしながら該帯状部材の
搬送速度が遅い、すなわち前記成膜室内に該帯状部材が
滞留する時間が長い場合及びマイクロ波の投入電力が大
きい場合は前記帯状部材は著しく昇温してしまい、ラン
プ輻射加熱のみでは温度調整できなくなる場合がある。
このような場合には、図３において３０８で示される湾
曲部支持内側リングの他に、湾曲部支持外側ローラー
（不図示）を設け、前記帯状部材の成膜面の裏面の全幅
に渡って該湾曲部支持外側ローラーを圧接させ、該湾曲
部支持外側ローラー内部に熱交換媒体を組込むことによ
り、加熱・冷却とも可能となり、温度調整できるように
なる。

【０１４４】本発明の装置によれば、バイアス印加手段
に適宜のバイアス電圧を単独又は重畳させて印加させる
ことにより、所望のプラズマ電位を制御することができ
る。そして、そのことにより、高品質で、欠陥の少ない
機能性堆積膜を連続して効率良く、高い歩留りで再現性
良く形成することができる。

【０１４５】

【装置例】以下、図面を用いて本発明の具体的装置例を
挙げて説明するが、本発明はこれらの装置例によって何
ら限定されるものではない。

【０１４６】

【装置例１】図１は本発明の特徴である、移動する帯状
部材をその側壁にして構成される成膜室及びその周辺機
構の典型的な例を模式的に示す透視図である。図１にお
いて、１０１は帯状部材、１０２はマイクロ波を投入す
るための同軸線路の中心導体、１０３は中心導体分離手
段としてのマイクロ波透過性部材で構成される誘電体
管、５０１はプラズマ制御手段、１０４は成膜室、１０
５は原料ガス放出用の小孔、１０６は原料ガス導入管を
兼ねるバイアス印加管、１０７は真空排気口、１０８は
帯状部材支持外側ローラー、１０９は帯状部材支持内側
ローラー、１１０は成膜室のスリット状開口部、１１１
は開口部支持外側ローラー、１１２は開口部支持内側ロ
ーラー、１１３は湾曲部支持内側リング、１１４は絶縁
性継手、１１５はガス供給管、１１６はバイアス印加用
電源、１１７は導線である。なお、図１中の２つの矢印
はそれぞれ原料ガスの流れを示す。

【０１４７】図１において、帯状部材１０１で構成され
る成膜室１０４は円柱状であり、該成膜室の回転軸上に
同軸線路の中心導体１０２を配設し、成膜室１０４の内
部でこの中心導体１０２と同軸状にマイクロ波透過性部
材である誘電体管１０３を配設する。この成膜室１０４
は、開口部支持外側ローラー１１１と開口部支持内側ロ
ーラー１１２とで帯状部材１０１を挟み込みながらその
搬送方法を変え、外側に凸状になるように湾曲させた帯
状部材の周縁部に対向させて複数個配設した湾曲部支持
内側リング１１３を介して帯状部材１０１を支持・搬送
して円柱の側壁を構成させ、再び開口部支持外側ローラ
ー１１１と開口部支持内側ローラー１１２とで帯状部材
１０１を挟み込みながらその搬送方法を変えることによ
り、円柱状に形成することができる。また、前述のよう
に、帯状部材１０１の搬送中のねじれ・たるみ等を防止
するため、帯状部材１０１の湾曲部以外の部分にも、帯
状部材支持外側ローラー１０８と帯状部材支持内側ロー
ラー１０９とで帯状部材１０１を挟み込みながら支持・
搬送するようにする。

【０１４８】図１において、帯状部材１０１で構成され
るスリット状の開口部１１０は、開口部支持外側ローラ
ー１１１、開口部支持内側ローラー１１２で帯状部材１
０１を支持することにより前記開口部の形状を維持させ
る。開口部支持内側ローラー１１２は帯状部材１０１の
周縁部のみと接触し、別に設けた駆動機構（不図示）に
て成膜室外部より前記帯状部材１０１を駆動させる。前
記駆動機構に張力調整機構を設けることによってたるみ
のない搬送を行うことができる。

【０１４９】図１において、原料ガス導入管を兼ねるバ
イアス印加管１０６は、成膜室１０４の内部に導入さ
れ、その配置は図４に示すように、誘電体管１０３に対
して成膜室１０４のスリット状開口部１１０の反対側に
配設され、原料ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１０
６上に設けられた多数の小孔１０５が帯状部材１０１に
向かう方向に配設する。

【０１５０】原料ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１
０６には導線１１７を介して、バイアス印加用電源１１
６にて発生させたバイアス電圧が印加される。又、ガス
導入管を兼ねるバイアス印加管１０６は絶縁性継手１１
４を介してガス供給管１１５とは絶縁分離されている。
帯状部材１０１は接地されるが、前記柱状の成膜室の側
壁部分のほぼ全面にわたり均一に接地されることが好ま
しく、開口部支持外側ローラー１１１、開口部支持内側
ローラー１１２、湾曲部支持内側リング１１３、及び前
記帯状部材１０１の側壁に接触する電気ブラシ（不図
示）等を介して接地されるのが望ましい。

【０１５１】図１で示した成膜室１０４の内部にマイク
ロ波電力を導入する機構については図３を用いて説明す
る。図３では、マイクロ波アンテナ手段の一例として同
軸線路について説明するが、リジターノ・コイル等のア
ンテナ手段であっても良い。

【０１５２】図３において、３０１は方形導波管、３０
２は同軸プランジャー（可動終端）、３０３，３０４は
電磁シールド部材、３０５は同軸プランジャー固定部
材、３０６は円形チョーク・フランジ、３０７はマイク
ロ波透過性の高誘電率部材、５０１はプラズマ制御手
段、３０８は湾曲部支持内側リング、３０９はローラー
又はベアリング、３１０は中心導体冷却気体導入口、３
１１は小孔、３１２はストッパー、３１３は導波管同軸
変換器である。

【０１５３】図３に示したとおり、プラズマ制御手段５
０１は高誘電率部材３０７をおおうように設置されてい
る。また、中心導体１０２は中空構造であって、その一
端が成膜室１０４の内部に突入され、導波管同軸変換器
３１３を経て同軸線路の外部に出て、他端が中心導体冷
却気体導入口３１０となっている。中心導体１０２は、
ばね材でできた電磁シールド部材３０３，３０４及び不
図示の中心導体固定部材で電気的接触が良く保たれてい
る。中心導体固定部材は、例えば同軸プランジャー固定
部材３０５と同一の構造で取付位置が中心導体の軸の回
りに９０°回転した配置のものであっても良い。図３で
は、この固定部材は単なるボルトで代用している。この
中心導体１０２のうち、電磁シールド部材３０４が接触
している近傍の部分を動かすことによって、中心導体１
０２の成膜室１０４内部への挿入長を同軸線路の外部か
ら調節することができる。

【０１５４】図３において、同軸プランジャー３０２
は、図からも明らかなように前記同軸線路の外部から操
作できる構造になっている。この同軸プランジャー３０
２には、ばね材により電気的接触を良好にする電磁シー
ルド部材３０３が締結又はスポット溶接等で固定されて
いる。この同軸プランジャー３０２の中心には、中心導
体１０２が貫通できる孔があいており、同軸プランジャ
ー３０２が中心導体１０２に沿って滑らかにスライドで
きるよう、ばね材で構成される別の電磁シールド部材３
０３が接触部に設けられている。

【０１５５】さらに、中心導体１０２には途中で段差部
を設けておき、例えばストッパー３１２等を設けて、マ
イクロ波透過性の誘電体管１０３と中心導体１０２の終
端が接触して前記誘電体管１０３を破損しないように工
夫した方が実用上便利である。同様のストッパーを同軸
プランジャー３０２の他端に設け、同軸プランジャー３
０２の終端面が導波管同軸変換部３１３まではみ出さな
いようにする。この部分がはみ出すと、同軸プランジャ
ー３０２と外側導体との接触を良好にしている電磁シー
ルド部材３０３に異常放電が生じやすく、場合によって
は焼損して実用上支障をきたすことになる。

【０１５６】図３において、導波管同軸変換器３１３
は、方形導波管３０１の内部に１０２を中心導体とする
同軸線路を貫入させることによって形成される。図３に
おいて、方形導波管３０１は、不図示の２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波発振機と締結されている。図３において、
マイクロ波透過性の高誘電率部材３０７の形状は、大略
円錐台で、円錐面上に冷却気体を排出する孔が複数個設
けられている。従って、中心導体冷却気体は、中心導体
冷却気体導入口３１０から中空構造の中心導体１０２の
中心を流れ、中心導体１０２の終端開口を経由してマイ
クロ波透過性誘電体管１０３の内面に沿って、マイクロ
波透過性の高誘電率部材３０７の円錐面上に設けられた
排出口を通って、方形導波管３０１の側壁に設けられた
複数の小孔３１１より排出される。

【０１５７】図３において、帯状部材１０１は、その周
縁部のみが一対の湾曲部支持内側リング３０８で支持・
搬送され、円柱状空間を形成している。湾曲部支持内側
リング３０８は、その周囲に配置されたローラー（又は
ベアリング）３０９によって回転自在に支持されてお
り、いずれも接地されている。該湾曲部支持内側リング
は、図１に示したような複数の小さなリングを対向させ
て帯状基体１０１の周縁部に配設したものであっても良
い。図３において、中心導体１０２は、誘電体管１０３
によって成膜室１０４内に生成されるプラズマから隔離
されている。該誘電体管１０３は、一端が半球状で閉管
となっており他端には真空フランジを有し、その間が円
筒になっていて、該真空フランジで真空封止が可能な構
造となっている。

【０１５８】図３において、円形チョーク・フランジ３
０６は、前記誘電体管１０３の真空フランジと密着する
ように締結され、該円形チョーク・フランジ３０６と誘
電体管１０３の真空封止のための金属面との電気的接触
が良くない場合でもマイクロ波の漏洩が無い構造となっ
ている。

【０１５９】本発明の装置は、上述のようなマイクロ波
プラズマＣＶＤ装置としての主要機構の他に、ロードロ
ック機構を補助機構として具備しても良い。なお、本装
置例では図５に示した構成のプラズマ制御手段を具備し
ているが、もちろん図６乃至図８に示した構成のいずれ
のプラズマ制御手段を具備しても良い。

【０１６０】以上説明した本発明のマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ装置を作動させると、次のようになる。図１の成
膜室１０４は、不図示の真空ポンプによりスリット状開
口部１１０及び真空排気口１０７を介して真空引きされ
る。成膜室内部の圧力が１×１０^-6Ｔｏｒｒに達した
後、不図示のマスフロー・コントローラーで流量を制御
された成膜用原料ガスを、原料ガス導入管を兼ねるバイ
アス印加管１０６を介して小孔１０５より噴出させて成
膜室１０４内に導入する。この状態で成膜室内部の圧力
が所定の圧力に達した後、不図示の２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波発振機にて発生させたマイクロ波電力を、図３
に示す方形導波管３０１、導波管同軸変換器３１３、中
心導体１０２及びマイクロ波透過性の誘電体管１０３、
そして、プラズマ制御手段５０１を介して、成膜室内部
に投入する。マイクロ波電力を有効に利用するには、公
知の通り、マイクロ波のインピーダンスの整合をとるこ
とが好ましい。本発明の装置において、図３に示す中心
導体１０２の挿入長調節機構と同軸プランジャー３０２
がマイクロ波のインピーダンス整合機構として組込んで
ある。これらのマイクロ波のインピーダンス整合機構の
うち、前者の中心導体挿入長調節機構の方が整合範囲が
広いため、はじめに同軸或いは導波管内部の反射電力を
監視する反射電力計で反射電力が極力小さくなるよう、
挿入長調節機構で調整し、引き続いて同軸プランジャー
３０２で微調整してインピーダンスを整合させるのが好
ましい。

【０１６１】その結果、成膜室１０４内部にプラズマが
生起されるので、直ちにバイアス印加用電源１１６より
バイアス電圧を導線１１７を介して原料ガス導入管を兼
ねるバイアス印加管１０６に印加する。このようにし
て、プラズマ電位の制御されたプラズマの作用で帯状部
材１０１上に所望の高品質の機能性堆積膜が形成され
る。

【０１６２】コンダクタンス調整機構は図９及び図１０
に示すように回転可能なコンダクタンス調整板６０１或
いはメッシュ構造をもつマイクロ波反射板６０２を設け
る構造のものを利用し、初期の真空引きの時には回転し
て全開とし、所定の圧力に達した後に所望のコンダクタ
ンスとなるよう回転位置を決めて原料ガスを流せば良
い。また、他のコンダクタンス調整機構としては、図９
で示される対向するローラー１１１及び１１２の位置を
左右にずらし、結果的にスリット状開口部１１０の面積
を変えてコンダクタンスを制御しても良い。

【０１６３】

【装置例２】本装置例は、図１に示した成膜室を３室連
結し、連続的に移動する帯状部材上にｎ型半導体層、ｉ
層半導体層、ｐ型半導体層を連続的に順次積層堆積して
ｐｉｎ型光起電力素子を作製するのに好適なマイクロ波
プラズマＣＶＤ装置であり、図２に模式的断面概略図を
示す。

【０１６４】図２において、２０１は帯状部材、２０２
は帯状部材搬入室、２０３〜２０５は隔離容器、２０６
はガス隔離通路、２０７は帯状部材搬出室、２０８は帯
状部材繰り出しローラー、２０９は帯状部材回収（巻き
上げ）ローラー、２１０は掃気ガス導入口、２１１〜２
１３は成膜室、２１４〜２１６はマイクロ波同軸線路導
入部、５０１はプラズマ制御手段、２１７〜２２５は排
気口、２２６は帯状部材の温度制御機構、２２７〜２２
９は原料ガス導入管を兼ねるバイアス印加管である。

【０１６５】図２において帯状部材搬入室２０２に隣接
して加熱室を設置したり、帯状部材搬出室２０７の手前
に冷却室を設置したり、成膜室内部のプラズマからの熱
の流入・流出に応じて適宜冷却室や加熱室を本発明の装
置に組込んでも良い。

【０１６６】図２において、成膜室２１１〜２１３の内
径は所望の堆積膜の膜厚が異なっても帯状部材２０１の
搬送速度が一定になるよう調整されている。図２におい
て、ガス隔離通路２０６は、全ての隣接する隔離容器の
間に設置され、その内部には掃気ガス導入口２１０を介
して掃気ガスが導入されるようになっている。

【０１６７】前記ガス隔離通路２１７は、隣り合う隔離
容器間で相互に使用している堆積膜形成用原料ガスが拡
散しない機能が求められる。その基本概念は米国特許第
４，４３８，７２３号に開示される手段を採用すること
ができるが、本発明においては、更にその能力が改善さ
れなければならない。その根拠は、本発明の成膜室の少
なくとも１つにおいては１０^-2〜１０^-3Ｔｏｒｒ程度の
圧力下で堆積膜が形成されることが望ましく、前記米国
特許第４，４３８，７２３号で開示された成膜圧力より
も本発明における成膜圧力が低く、前記原料ガスが容易
に拡散しやすいためである。具体的には最大１０⁶倍程
度の圧力差に耐え得ることが必要であり、排気ポンプと
しては排気能力の大きい油拡散ポンプ、ターボ分子ポン
プ、メカニカルブースターポンプ等或いはこれらの組合
わせが好適に用いられる。

【０１６８】前記ガス隔離通路２１７はコンダクタンス
を小さくして隔離機能を高めるため、その断面形状は帯
状部材の断面とほぼ同程度の大きさとし、ガス隔離通路
２１７の全長を変えることによって隔離能力を変えるこ
とができる。更に、隔離能力を高めるためには掃気ガス
を併用することが好ましく、そのようなガスとしてはＡ
ｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等の希ガスのようにターボ分子で
排気しやすいガスや、Ｈ₂ガスのように油拡散ポンプで
排気しやすいガス等が好適である。前記ガス隔離通路内
へ導入される最適な前記掃気ガスの流量は、前記ガス隔
離通路の形状、及び掃気ガスと堆積膜形成用原料ガスと
の相互拡散係数でほぼ決定されるが、実際には質量分析
計等を用いて相互に拡散してくるガス量を測定し最適条
件を決定するのが望ましい。

【０１６９】この装置の作動に先立って、前処理の終わ
った帯状部材１０１を繰出しローラー２０８にセット
し、繰出しローラー２０８と巻き上げローラー２０９と
を帯状部材１０１で連結するため、各成膜室２０２〜２
０６の所定の径路を通し、その後各成膜室の蓋を閉じて
気密状態にしてから１×１０^-6Ｔｏｒｒ程度まで真空引
きして準備完了となる。このとき使用する真空ポンプは
ロータリーポンプ、メカニカルブースターポンプ、油拡
散ポンプの組合わせである。

【０１７０】この装置を作動させると、次のようにな
る。帯状部材１０１は一定の搬送速度で帯状部材搬入室
２０１から予備加熱室２０２まで送られ、ここで所定の
温度まで加熱され、続いて、２０３，２０４，２０５の
各隔離容器で堆積膜が３層積層形成され、冷却室２０６
で所定の温度まで冷却され、最後に巻き上げローラー２
０９で巻き上げられる。その後帯状部材搬出室２０７か
ら３層の堆積膜が積層形成された帯状部材のロールが取
り出されるようになっている。

【０１７１】なお、本装置例においては隔離容器２０３
〜２０５中には図５に示した構成のプラズマ制御手段を
具備した例を示したが、各々の隔離容器中には図６乃至
図８に示した構成のいずれのプラズマ制御手段を具備し
ても良い。

【０１７２】本装置において、帯状部材が巻き上げロー
ラー２０９に巻き取られる際、帯状部材と一緒にポリイ
ミド系のグラルウール（いわゆる合紙）を挟み込んで巻
き上げれるのが望ましい。前記合紙の材質としては１５
０℃程度の耐熱性と柔軟性とを有しているのが好まし
く、また、膜の剥離を起こさないためには、ローラー外
径は好ましくは１００ｍｍφ以上、より好ましくは３０
０ｍｍφであることが望ましい。

【０１７３】

【その他の装置例】装置例２において、ｐ型及び／又は
ｎ型半導体層をＲＦ（高周波）プラズマＣＶＤ法にて成
膜するための成膜室を連結させた装置を挙げることがで
きる。その際用いる連結手段としてのガスゲートにはガ
ス分離性能の高い、すなわちガスゲート内の基板通路の
スリット高さの小さいものを用いることが好ましい。

【０１７４】本発明において、成膜室内の清掃は真空状
態保持のまま必要に応じドライエッチングにより実施す
ることができる。本発明の方法及び装置によって好適に
製造される半導体デバイスの一例として太陽電池が挙げ
られる。その層構成として、典型的な例を模式的に示す
図を図１１乃至図１４に示す。

【０１７５】図１１に示す例は、支持体７０１上に下部
電極７０２、ｎ型半導体層７０３、ｉ型半導体層７０
４、ｐ型半導体層７０５、透明電極７０６及び集電電極
７０７をこの順に堆積形成した光起電力素子７００であ
る。なお、本光起電力素子では透明電極７０６の側より
光の入射が行われることを前提としている。

【０１７６】図１２に示す例は、透光性の支持体８０１
上に透明電極８０６、ｐ型半導体層８０５、ｉ型半導体
層８０４、ｎ型半導体層８０３及び下部電極８０２をこ
の順に堆積形成した光起電力素子８００である。本光起
電力素子では透光性の支持体８０１の側より光の入射が
行われることを前提としている。

【０１７７】図１３に示す例は、バンドギャップ及び／
又は層厚の異なる２種の半導体層をｉ層として用いたｐ
ｉｎ接合型光起電力素子９１１，９１２を２素子積層し
て構成されたいわゆるダブル型光起電力素子９１３であ
る。９０１は支持体であり、下部電極９０２、ｎ型半導
体層９０３、ｉ型半導体層９０４、ｐ型半導体層９０
５、ｎ型半導体層９０８、ｉ型半導体層９０９、ｐ型半
導体層９１０、透明電極９０６及び集電電極９０７がこ
の順に積層形成され、本光起電力素子では透明電極９０
６の側より光の入射が行われることを前提としている。

【０１７８】図１４に示す例は、バンドギャップ及び／
又は層厚の異なる３種の半導体層をｉ層として用いたｐ
ｉｎ接合型光起電力素子１０２０，１０２１，１０２３
を３素子積層して構成された、いわゆるトリプル型光起
電力素子１０２４である。１００１は支持体であり、下
部電極１００２、ｎ型半導体層１００３、ｉ型半導体層
１００４、ｐ型半導体層１００５、ｎ型半導体層１０１
４、ｉ型半導体層１０１５、ｐ型半導体層１０１６、ｎ
型半導体層１０１７、ｉ型半導体層１０１８、ｐ型半導
体層１０１９、透明電極１００６及び集電電極１００７
がこの順に積層形成され、本光起電力素子では透明電極
１００６の側より光の入射が行われることを前提として
いる。なお、いずれの光起電力素子においてもｎ型半導
体層とｐ型半導体層とは目的に応じて各層の積層順を入
れ変えて使用することもできる。

【０１７９】

【成膜例】以下、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装
置を用いての具体的成膜例を示すが、本発明はこれらの
成膜例によって何ら限定されるものではない。

【０１８０】

【成膜例１】装置例２で示した連続式マイクロ波プラズ
マＣＶＤ装置（図２）を用い、アモルファスシリコン膜
の連続堆積を行った。まず、帯状部材送り出し機構を有
する帯状部材搬入室２０２に、十分に脱脂、洗浄を行っ
たＳＵＳ４３０ＢＡ製帯状部材（幅４６ｃｍ×長さ１０
０ｍ×厚さ０．２ｍｍ）の巻きつけられた帯状部材繰り
出しローラー２０８をセットし、該帯状部材２０１をガ
ス隔離通路２０６及び各隔離容器２０３乃至２０５中の
開口部支持外側ローラー１１１、開口部支持内側ローラ
ー１１２、及び湾曲部支持内側リング１１３を介して、
帯状部材回収ローラー２０９の配設された帯状部材搬出
室２０７まで通し、たるみのない程度に張力調整を行っ
た。帯状部材の湾曲形状等の条件を表８に示す。

【０１８１】そこで、帯状部材搬入室２０１、帯状部材
搬出室２０７、及び隔離容器２０３〜２０５を不図示の
ロータリーポンプで荒引きし、次いで不図示のメカニカ
ルブースターポンプを起動させ１０^-3Ｔｏｒｒ付近まで
真空引きした後、更に隔離容器２０４内に設置された温
度制御機構２２６のみを動作させ、基板表面温度を２５
０℃に保持しつつ、不図示の油拡散ポンプ（バリアン製
ＨＳ−３２）にて５×１０^-6Ｔｏｒｒ以下まで真空引き
した。

【０１８２】十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入
管を兼ねるバイアス印加管１０６より、ＳｉＨ₄１５０
ｓｃｃｍ、ＳｉＦ₄３ｓｃｃｍ、Ｈ₂２００ｓｃｃｍを導
入し、前記油拡散ポンプに取り付けられたスロットルバ
ルブの開度を調整して成膜室２１２内の圧力を２２ｍＴ
ｏｒｒに保持した。このとき、隔離容器２０４内の圧力
は７ｍＴｏｒｒであった。圧力が安定したところで、不
図示のマイクロ波電源より、実効パワーで１．５ｋＷの
マイクロ波を中心導体１０２よりプラズマ制御手段５０
１を介して放射させた。直ちに、導入された原料ガスは
プラズマ化し、成膜室２１２内にマイクロ波プラズマを
形成した。

【０１８３】そこで、バイアス印加用電源１１６より＋
７０Ｖの直流電圧を導線１１７を介してガス導入管を兼
ねるバイアス印加管１０６に印加させたところ、６．５
Ａのバイアス電流が流れ、目視によるとプラズマの輝度
が若干増した。

【０１８４】そこで開口部支持外側ローラー１１１、開
口部支持内側ローラー１１２、及び湾曲部支持内側リン
グ１１３（いずれも駆動機構は不図示）を起動し、前記
帯状部材の搬送速度が４５ｃｍ／ｍｉｎとなるように制
御した。搬送を開始してもプラズマは安定しており、バ
イアス電圧、電流ともに変化はなかった。

【０１８５】なお、ガス隔離通路２０６には掃気ガス導
入口２１０より掃気ガスとしてＨ₂ガスを２００ｓｃｃ
ｍ流した。搬送を開始してから３０分間、連続して堆積
膜の形成を行った。なお、長尺の帯状部材を用いている
ため、本成膜例の終了後、引き続き他の堆積膜の形成を
実施し、すべての堆積終了後、前記帯状部材を冷却して
取り出し、本成膜例において形成された帯状部材上の堆
積膜膜厚分布を幅方向及び長手方向について測定したと
ころ５％以内に納まっており、堆積速度は平均１２０Å
／ｓｅｃであった。また、その一部を切り出し、ＦＴ−
ＩＲ（パーキン・エルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射
法により赤外吸収スペクトルを測定したところ、２００
０ｃｍ^-1及び６３０ｃｍ^-1に吸収が認められａ−Ｓｉ：
Ｈ：Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に、ＲＨＥ
ＥＤ（ＪＥＭ−１００ＳＸ、日本電子製）により膜の結
晶性を評価したところ、ハローで、非晶質であることが
判った。また、金属中水素分析計（ＥＭＧＡ−１１０
０、堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定量したとこ
ろ２０±２ａｔｏｍｉｃ％であった。

【０１８６】更に、帯状部材上に堆積形成されたアモル
ファスシリコン膜を約５ｃｍ²の領域にわたって機械的
に剥離させてその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置
（ＪＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子製）にてスピン密度を測
定したところ、３．０×１０¹⁵ｓｐｉｎｓ／ｃｍ³であ
り、欠陥の少ない膜であることが判った。

【０１８７】また、前記帯状部材の他の部分より１ｃｍ
×１ｃｍの試料片を任意に５ヶ所切り出し、反応性スパ
ッタリング装置（自社内製品）にセットしてアモルファ
スシリコン膜の堆積された面上に１５００ÅのＩＴＯ
（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）膜を堆積した。そして、この試
料片をＣＰＭ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒ
ｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）にセット
し、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバック裾（Ｕｒ
ｂａｃｈ Ｔａｉｌ）の傾きを測定したところ、４８±
１ｍｅＶで、欠陥の少ない膜であることが判った。

【０１８８】

【成膜例２】成膜例１において実施した堆積膜形成工程
にひき続き、用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器２
０４の内圧を５×１０^-6 Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした
後、ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１０６より、Ｓ
ｉＨ₄２５ｓｃｃｍ、ＧｅＨ₄１５ｓｃｃｍ、ＳｉＦ₄１
ｓｃｃｍ、Ｈ₂１００ｓｃｃｍを導入し、成膜室２１２
の内圧を２０ｍＴｏｒｒに保持し、マイクロ波電力を
０．８ｋＷとした以外は同様の堆積膜形成条件でアモル
ファスシリコンゲルマニウム膜の連続堆積を行った。な
お、バイアス印加用電源１１６より＋５０Ｖの直流電圧
を導線１１７を介してガス導入管を兼ねるバイアス印加
管１０６に印加させたところ、６．５Ａのバイアス電流
が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した。

【０１８９】本成膜例及び他の成膜例終了後、帯状部材
を冷却して取り出し、本成膜例において形成された堆積
膜の膜厚分布を幅方向及び長手方向について測定したと
ころ５％以内に納まっており、堆積速度は平均３５Å／
ｓｅｃであった。

【０１９０】また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ
（パーキン・エルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射法に
より赤外吸収スペクトルを測定したところ、２０００ｃ
ｍ^-1、１８８０ｃｍ^-1及び６３０ｃｍ^-1に吸収が認めら
れａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜に特有の吸収パターンであっ
た。更に、ＲＨＥＥＤ（ＪＥＭ−１００ＳＸ、日本電子
製）により膜の結晶性を評価したところ、ハローで、非
晶質であることが判った。また、金属中水素分析計（Ｅ
ＭＧＡ−１１００、堀場製作所製）を用いて膜中水素量
を定量したところ１６±２ａｔｏｍｉｃ％であった。

【０１９１】更に、帯状部材上に堆積形成されたアモル
ファスシリコンゲルマニウム膜を約５ｃｍ²の領域にわ
たって機械的に剥離させてその体積を測定し、ひき続
き、ＥＳＲ装置（ＪＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子製）にて
スピン密度を測定したところ、４．５×１０¹⁵ｓｐｉｎ
ｓ／ｃｍ³であり、欠陥の少ない膜であることが判っ
た。

【０１９２】また、前記帯状部材の他の部分より１ｃｍ
×１ｃｍの試料片を任意に５ヶ所切り出し、反応性スパ
ッタリング装置（自社内製品）にセットしてアモルファ
スシリコンゲルマニウム膜の堆積された面上に１５００
ÅのＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）膜を堆積した。そし
て、この試料片をＣＰＭ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔ
ｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装
置）にセットし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバ
ック裾（Ｕｒｂａｃｈ Ｔａｉｌ）の傾きを測定したと
ころ、５３±１ｍｅＶで、欠陥の少ない膜であることが
判った。

【０１９３】

【成膜例３】成膜例１において実施した堆積膜形成工程
にひき続き、用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器２
０４の内圧を５×１０^-6 Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした
後、ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１０６より、Ｓ
ｉＨ₄６０ｓｃｃｍ、ＣＨ₄１０ｓｃｃｍ、ＳｉＦ₄２ｓ
ｃｃｍ、Ｈ₂２５０ｓｃｃｍを導入し、成膜室２１２の
内圧を２５ｍＴｏｒｒに保持した以外は同様の堆積膜形
成条件でアモルファスシリコンカーバイド膜の連続堆積
を行った。なお、バイアス印加用電源１１６より＋７０
Ｖの直流電圧を導線１１７を介してガス導入管を兼ねる
バイアス印加管１０６に印加させたところ、７．０Ａの
バイアス電流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若
干増した。

【０１９４】本成膜例及び他の成膜例終了後、帯状部材
を冷却して取り出し、本成膜例において形成された堆積
膜の膜厚分布を幅方向及び長手方向について測定したと
ころ５％以内に納まっており、堆積速度は平均６０Å／
ｓｅｃであった。

【０１９５】また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ
（パーキン・エルマー社製１７２０Ｘ）を用い、反射法
により赤外吸収スペクトルを測定したところ、２０８０
ｃｍ^-1、１２５０ｃｍ^-1、９６０ｃｍ^-1、７７７ｃｍ^-1
及び６６０ｃｍ^-1に吸収が認められａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆ
膜に特有の吸収パターンであった。更に、ＲＨＥＥＤ
（ＪＥＭ−１００ＳＸ、日本電子製）により膜の結晶性
を評価したところ、ハローで、非晶質であることが判っ
た。また、金属中水素分析計（ＥＭＧＡ−１１００、堀
場製作所製）を用いて膜中水素量を定量したところ１５
±２ａｔｏｍｉｃ％であった。

【０１９６】更に、帯状部材上に堆積形成されたアモル
ファスシリコンカーバイド膜を約５ｃｍ²の領域にわた
って機械的に剥離させてその体積を測定し、ひき続き、
ＥＳＲ装置（ＪＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子製）にてスピ
ン密度を測定したところ、８．０×１０¹⁵ｓｐｉｎｓ／
ｃｍ³であり、欠陥の少ない膜であることが判った。ま
た、前記帯状部材の他の部分より１ｃｍ×１ｃｍの試料
片を任意に５ヶ所切り出し、反応性スパッタリング装置
（自社内製品）にセットしてアモルファスシリコンカー
バイド膜の堆積された面上に１５００ÅのＩＴＯ（Ｉｎ
₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）膜を堆積した。そして、この試料片を
ＣＰＭ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ
Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）にセットし、Ｉ
ＴＯ膜側から光入射を行ってアーバック裾（Ｕｒｂａｃ
ｈ Ｔａｉｌ）の傾きを測定したところ、５６±１ｍｅ
Ｖで、欠陥の少ない膜であることが判った。

【０１９７】

【成膜例４】成膜例１において実施した堆積膜形成工程
にひき続き、用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器２
０４の内圧を５×１０^-6 Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした
後、ガス導入管を兼ねるバイアス印加管より、ＳｉＨ₄
５０ｓｃｃｍ、ＢＦ₃（１％Ｈ₂希釈）３０ｓｃｃｍ、Ｓ
ｉＦ₄１ｓｃｃｍ、Ｈ₂２５０ｓｃｃｍを導入し、成膜室
２１２の内圧を３０ｍＴｏｒｒに保持し、マイクロ波電
力を１．８ｋＷにした以外は同様の堆積膜形成条件でｐ
型の微結晶シリコン膜の連続堆積を行った。なお、バイ
アス印加用電源１１６より＋８０Ｖの直流電圧を導線１
１７を介してガス導入管を兼ねるバイアス印加管１０６
に印加させたところ、７．２Ａのバイアス電流が流れ、
目視によるとプラズマの輝度が若干増した。

【０１９８】本成膜例及び他の成膜例終了後、基板を冷
却して取り出し、本成膜例において形成された堆積膜の
膜厚分布を幅方向及び長手方向について測定したとこ
ろ、５％以内に納まっており、堆積速度は平均４０Å／
ｓｅｃであった。また、その一部を切り出し、ＦＴ−Ｉ
Ｒ（パーキン・エルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射法
により赤外吸収スペクトルを測定したところ、２１００
ｃｍ^-1及び６３０ｃｍ^-1に吸収が認められμＣ−Ｓｉ：
Ｈ：Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に、ＲＨＥ
ＥＤ（ＪＥＭ−１００ＳＸ、日本電子製）により膜の結
晶性を評価したところ、リング状で、無配向の多結晶質
であることが判った。また、金属中水素分析計（ＥＭＧ
Ａ−１１００、堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定
量したところ４±１ａｔｏｍｉｃ％であった。

【０１９９】更に、帯状部材上に堆積形成された膜につ
いて、５ｍｍ×５ｍｍの試料片を任意に５ヶ所切り出
し、その表面状態を超高分解能、低加速ＦＥ−ＳＥＭ
（日立製作所Ｓ−９００型）にて観察したところ、膜表
面は平滑であり、異常突起の発生はほとんど認められな
かった。

【０２００】

【成膜例５】成膜例１において実施した堆積膜形成工程
にひき続き、用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器２
０４の内圧を５×１０^-6 Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした
後、ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１０６より、Ｓ
ｉＨ₄８０ｓｃｃｍ、ＰＨ₃（２％Ｈ₂希釈）３０ｓｃｃ
ｍ、ＳｉＦ₄３ｓｃｃｍ、Ｈ₂３００ｓｃｃｍを導入し、
成膜室２１２の内圧を３０ｍＴｏｒｒに保持し、マイク
ロ波電力を１．０ｋＷとした以外は同様の堆積膜形成条
件でｎ型のアモルファスシリコン膜の連続堆積を行っ
た。なお、バイアス印加用電源１１６より＋６０Ｖの直
流電圧を導線１１７を介してガス導入管を兼ねるバイア
ス印加管１０６に印加させたところ、６．０Ａのバイア
ス電流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増し
た。

【０２０１】本成膜例及び他の成膜例終了後、帯状部材
を冷却して取り出し、本成膜例において形成された堆積
膜の膜厚分布を幅方向及び長手方向について測定したと
ころ５％以内に納まっており、堆積速度は平均６０Å／
ｓｅｃであった。

【０２０２】また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ
（パーキン・エルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射法に
より赤外吸収スペクトルを測定したところ、２０００ｃ
ｍ^-1及び６３０ｃｍ^-1に吸収が認められ、ａ−Ｓｉ：
Ｈ：Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に、ＲＨＥ
ＥＤ（ＪＥＭ−１００ＳＸ、日本電子製）により膜の結
晶性を評価したところ、ハローで、非晶質であることが
判った。また、金属中水素分析計（ＥＭＧＡ−１１０
０、堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定量したとこ
ろ２０±２ａｔｏｍｉｃ％であった。

【０２０３】更に、帯状部材上に堆積形成された膜につ
いて、５ｍｍ×５ｍｍの試料片を任意に５ヶ所切り出
し、その表面状態を超高分解能、低加速ＦＥ−ＳＥＭ
（日立製作所Ｓ−９００型）にて観察したところ、膜表
面は平滑であり、異常突起の発生はほとんど認められな
かった。成膜例５までの成膜工程の終了後、プラズマ制
御手段を取りはずし、中心導体分離手段の成膜室側の表
面を観察したところ、ほとんど堆積膜の付着は認められ
なかった。また、すべての成膜工程を通してプラズマは
安定して生起、維持されていた。

【０２０４】

【成膜例６】図２に示した本発明の連続式マイクロ波プ
ラズマＣＶＤ装置を用いて図１１に示す層構成のｐｉｎ
型ａ−Ｓｉ太陽電池を連続的に製造した。

【０２０５】まず、ステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）製
帯状部材を十分に洗浄、脱脂を行ったのち、不図示の連
続式スパッタ装置を用いＡｇ及びＺｎＯを連続蒸着し、
下部電極７０２（Ａｇ１０００Ａ，ＺｎＯ１．２μｍ）
を形成した。下部電極７０２まで形成された該帯状部材
２０１を図２に示す装置に下部電極７０２の形成された
側の面が図中下側を向くようにセットし、表９に示す成
膜条件にて既述の手順に従って、ｎ−Ｓｉ、ｉ−Ｓｉ、
ｐ型μｘ−Ｓｉの順に堆積膜を連続して積層形成した。
連続形成後、中心導体分離手段の成膜室側の面には堆積
膜の付着は認められなかった。

【０２０６】更に、ｐ型μｘ−Ｓｉ膜上に透明電極であ
るインジウム錫酸化膜７０６（ＩＴＯ）をスパッタ蒸着
し、集電電極であるＣｒ／Ａｇ電極７０７を蒸着し、表
面保護層として樹脂を塗布して図１１の層構成の太陽電
池を製造した。完成した太陽電池をＡＭ１．５（１００
ｍＷ／ｃｍ²）のソーラーシミュレーターで測定した結
果、光電変換効率は平均８．５％以上で良好な特性であ
った。更に、ショート等による欠陥発生率をプラズマ制
御手段を用いずに形成した太陽電池モジュールの場合と
比較したところ、７０％以上向上していた。

【０２０７】

【成膜例７】図２の本発明の連続式マイクロ波ＣＶＤ装
置を用いて、図１１に示す層構成のｐｉｎ型ａ−ＳｉＧ
ｅ太陽電池を連続的に製造した。表１０に示す成膜条件
にて既述の手順に従って、ｎ−Ｓｉ、ｉ−ＳｉＧｅ、ｐ
−μｘ−Ｓｉの順に堆積膜を形成した。連続形成後、中
心導体分離手段の成膜室側の面には堆積膜の付着は認め
られなかった。成膜例６で用いたのと同様のソーラーシ
ミュレーターで測定評価した結果、光電変換効率は平均
８．０％以上であった。

【０２０８】また、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）
光の５００時間連続照射後の光電変換効率の初期値に対
する変化率を測定したところ７％以内に納まった。

【０２０９】

【成膜例８】図２に示した連続式マイクロ波ＣＶＤ装置
成膜室２０５と帯状部材搬出室２０７の間に、新たに３
つの成膜室を連結した構成にした装置（不図示）を用い
て図１３に示す層構成のダブル型太陽電池を連続的に製
造した。該太陽電池は、表１１に示される成膜条件にて
連続的に製造した。連続形成後、中心導体分離手段の成
膜室側の面には堆積膜の付着は認められなかった。そし
て、成膜例６で用いたのと同様のソーラーシミュレータ
ーで測定した結果、光電変換効率は平均９．５％以上で
あった。

【０２１０】また、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）
光の５００時間連続照射後の光電変換効率の初期値に対
する変化率を測定したところ５％以内に納まった。更
に、ショート等による欠陥発生率をプラズマ制御手段を
用いずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較した
ところ、７０％以上向上していた。これらのモジュール
を接続して３ｋＷの電力供給システムを作製することが
できた。

【０２１１】

【成膜例９】本成膜例では、図１４に示す層構成のトリ
プル型太陽電池を作製した。なお、下部素子は成膜例８
での第１の素子、中間素子は成膜例８におけるｉ−Ｓｉ
Ｇｅ層の形成条件にてＧｅＨ₄の流量を３０ｓｃｃｍと
した以外は第２素子同様の条件にて、上部素子は成膜例
８の第２の素子で作製したのと同様の作製条件にて作製
した。作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭ１．
５（１００ｍＷ／ｃｍ²）光照射下にて特性評価を行っ
たところ、光電変換効率で１１．０％以上が得られ、更
にモジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まっ
た。

【０２１２】また、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）
光の５００時間連続照射後の光電変換効率の初期値に対
する変化率を測定したところ７％以内に納まった。更
に、ショート等による欠陥発生率をプラズマ制御手段を
用いずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較した
ところ、７０％以上向上していた。これらのモジュール
を接続して３ｋＷの電力供給システムを作製することが
できた。

【０２１３】

【表１】

【０２１４】

【表２】

【０２１５】

【表３】

【０２１６】

【表４】

【０２１７】

【表５】

【０２１８】

【表６】

【０２１９】

【表７】

【０２２０】

【表８】

【０２２１】

【表９】

【０２２２】

【表１０】

【０２２３】

【表１１】

【０２２４】

【発明の効果の概要】本発明の方法によれば、成膜空間
の側壁を構成する帯状部材を連続的に移動せしめると共
に、前記成膜空間の側壁を構成する帯状部材の幅方向に
平行になるようにマイクロ波アンテナ手段を該成膜空間
に突入させ、該マイクロ波アンテナ手段からマイクロ波
の進行方向に垂直な全方向にマイクロ波電力を放射させ
てプラズマを発生させることによって、大面積の機能性
堆積膜を連続して、均一性良く形成することができる。
また、本発明の方法によれば、プラズマの生起する位置
を適宜制御することによって、所望の特性を有し、欠陥
の少ない高品質の機能性堆積膜を長時間連続して効率良
く高い歩留りで形成することができる。

【０２２５】本発明の方法及び装置により、プラズマを
前記成膜空間内に閉じ込めることにより、プラズマの安
定性、再現性が向上すると共に堆積膜形成用原料ガスの
利用効率を飛躍的に高めることができる。更に、前記帯
状部材を連続して搬送させることによって、湾曲の長
さ、及び搬送速度を種々変化させることによって任意の
膜厚の堆積膜を大面積に渡り均一性よく、連続して堆積
形成できる。本発明の方法及び装置によれば、比較的幅
広で、且つ長尺の帯状部材の表面上に連続して均一性良
く機能性堆積膜を形成できる。従って、特に大面積太陽
電池の量産機として好適に用いることができる。

【０２２６】また、放電を止めることなく、連続して堆
積膜が形成できるため、積層型デバイス等を作製すると
きには良好な界面特性が得られる。また、低圧下での堆
積膜形成が可能となり、ポリシラン粉の発生を抑えら
れ、また、活性種のポリマリゼーション等を抑えられる
ので欠陥の減少及び、膜特性の向上、膜特性の安定性の
向上等が図れる。従って、稼働率、歩留りの向上が図
れ、安価で高効率の太陽電池を量産化することが可能と
なる。更に、本発明の方法及び装置によって作製された
太陽電池は光電変換効率が高く、且つ、長期に亘って特
性劣化の少ないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の成膜室及びその周辺機構の透視
説明図である。

【図２】本発明の装置における、太陽電池のｐｉｎ各層
を形成する装置配列を示す模式図である。

【図３】本発明における、マイクロ波同軸線路の詳細説
明図である。

【図４】図３のＡ−Ａ′断面図である。

【図５】本発明におけるプラズマ制御手段の一例の模式
的説明図である。

【図６】本発明におけるプラズマ制御手段の他の例の模
式的説明図である。

【図７】本発明におけるプラズマ制御手段の他の例の模
式的説明図である。

【図８】本発明におけるプラズマ制御手段の他の例の模
式的説明図である。

【図９】成膜室排気口動作説明図である。

【図１０】図９におけるスロットルバルブの模式的説明
図である。

【図１１】本発明により作製できるシングルセルタイプ
のｐｉｎ型光起電力素子の断面模式図である。

【図１２】本発明により作製できるシングルセルタイプ
のｐｉｎ型光起電力素子の断面模式図である。

【図１３】本発明により作製できるダブルセルタイプの
ｐｉｎ型光起電力素子の断面模式図である。

【図１４】本発明により作製できるトリプルセルタイプ
のｐｉｎ型光起電力素子の断面模式図である。

【図１５】従来のマイクロ波アンテナ方式の説明図であ
る。

【図１６】従来の他のマイクロ波アンテナ方式の説明図
である。

【図１７】実験例６において得られた結果からする放電
維持最小マイクロ波電力と成膜室内の圧力との関係を示
すグラフである。

【図１８】実験例６において得られた結果をグラフ化し
て示したものである。

【図１９】実験例１における試料のＸ方向の膜厚分布を
示すグラフである。

【図２０】実験例１における試料のＹ方向の膜厚分布を
示すグラフである。

【図２１】実験例１における試料のσ_d及びσ_pのＸ方向
の分布を示すグラフである。

【図２２】実験例１における試料のσ_d及びσ_pのＹ方向
の分布を示すグラフである。

【図２３】従来のＲＦグロー放電分解装置の模式図であ
る。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に帯状部材を連続的に移動せし
   めながら、その中途で前記移動する帯状部材を側壁にし
   た実質的に真空に保持し得る柱状の成膜空間を形成し、 該成膜空間内にガス供給手段を介して成膜用原料ガスを
   導入し、同時にマイクロ波アンテナより、該マイクロ波
   アンテナに近接して設けた、前記マイクロ波アンテナ手
   段によりマイクロ波の進行方向に垂直な全方向に放射さ
   れたマイクロ波の電界方向と全面的に直交することはな
   く、前記マイクロ波の進行方向に延在する複数の仕切り
   板で構成されるプラズマ制御手段を介して前記マイクロ
   波エネルギーを放射させて、マイクロ波プラズマを前記
   成膜空間内で生起せしめ、前記マイクロ波プラズマに曝
   される前記側壁を構成し連続的に移動する前記帯状部材
   の表面上に堆積膜を形成せしめることを特徴とするマイ
   クロ波プラズマＣＶＤ法により大面積の機能性堆積膜を
   連続的に形成する方法。
2. 【請求項２】 前記移動する帯状部材の中途において、
   湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とを用いて、
   該湾曲開始端形成手段と該湾曲終了端形成手段との間に
   前記帯状部材の長手方向に間隙を残して該帯状部材を湾
   曲させて前記成膜空間の側壁を形成する請求項１に記載
   の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
3. 【請求項３】 前記帯状部材の素材としては、その線膨
   張係数が前記堆積膜の線膨張係数よりも大きいものを用
   い、該帯状部材を室温以上の所望の成膜温度に保ちなが
   ら連続的に湾曲させて形成される凹状の湾曲面上に堆積
   膜を形成せしめ、該堆積膜の形成された帯状部材を前記
   成膜空間の外部において室温まで冷却させるにつき、該
   帯状部材を平面状に展開して冷却させるようにするか、
   又は凸状に巻取って冷却させるようにする請求項２に記
   載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
4. 【請求項４】 前記帯状部材を側壁として形成される柱
   状の前記成膜空間の対向する両端面のいずれか一方よ
   り、前記成膜空間内に前記マイクロ波アンテナ手段及び
   前記プラズマ制御手段を前記帯状部材と平行になるよう
   に突入させて前記成膜空間内にマイクロ波電力を投入さ
   せる請求項１に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に
   形成する方法。
5. 【請求項５】 前記マイクロ波アンテナ手段と前記成膜
   空間との間に設けられたマイクロ波透過性部材及び該マ
   イクロ波透過性部材に近接して設けたプラズマ制御手段
   を介して、該マイクロ波アンテナ手段より前記成膜空間
   内にマイクロ波電力を投入させる請求項４に記載の大面
   積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
6. 【請求項６】 前記マイクロ波透過性部材及び前記プラ
   ズマ制御手段を介して、前記マイクロ波アンテナ手段を
   前記成膜空間内に生起するプラズマから分離させる請求
   項５に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する
   方法。
7. 【請求項７】 プラズマの複素誘電率に応じてマイクロ
   波透過性部材の外径を予め調整・選択する請求項１に記
   載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
8. 【請求項８】 前記プラズマ制御手段により、マイクロ
   波プラズマを前記マイクロ波透過性部材の近傍には生起
   させず、前記成膜空間内にのみ生起せしめるようにする
   請求項５に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成
   する方法。
9. 【請求項９】 前記マイクロ波透過性部材と前記プラズ
   マ制御手段との近傍より補助原料ガスを導入するように
   する請求項５に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に
   形成する方法。
10. 【請求項１０】 前記補助原料ガスとしては、それ自身
    では堆積膜を形成することのないガスを用いるようにす
    る請求項９に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する方法。
11. 【請求項１１】 連続的に移動する帯状部材上にマイク
    ロ波プラズマＣＶＤ法により機能性堆積膜を連続的に形
    成する装置であって、 前記帯状部材をその長手方向に連続的に移動させなが
    ら、その中途で湾曲させるための湾曲部形成手段を介し
    て、前記帯状部材を側壁にして形成され、その内部を実
    質的に真空に保持し得る柱状の成膜室を有し、 前記成膜室内にマイクロ波プラズマを生起させるための
    マイクロ波電力を供給するようにしたマイクロ波同軸線
    路と、 該マイクロ波同軸線路から供給されるマイクロ波電力を
    透過せしめ、且つ前記マイクロ波プラズマから該マイク
    ロ波同軸線路の中心導体を分離するための中心導体分離
    手段と、 該マイクロ波アンテナ手段に近接して設けた、前記マイ
    クロ波アンテナ手段よりマイクロ波の進行方向に垂直な
    全方向に放射されたマイクロ波の電界方向と全面的に直
    交することはなく、前記マイクロ波の進行方向に延在す
    る複数の仕切り板で構成されるプラズマ制御手段と、 前記成膜室を排気する手段と、 前記成膜室内に成膜用原料ガスを導入するためのガス供
    給手段と、 前記帯状部材を加熱及び／又は冷却するための温度制御
    手段とを備えていて、 前記連続的に移動しながら前記成膜室の側壁を形成する
    帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝される側の表面
    上に、連続的に堆積膜を形成するようにしたことを特徴
    とする大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置。
12. 【請求項１２】 前記湾曲部形成手段が湾曲開始端形成
    ローラー、湾曲終了端形成ローラー及び対向する湾曲部
    端面支持リングとからなり、前記湾曲開始端形成ローラ
    ーと前記湾曲終了端形成ローラーとを、前記帯状部材の
    長手方向に間隙を残して平行に配設する請求項１１に記
    載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置。
13. 【請求項１３】 前記マイクロ波同軸線路の中心導体
    は、前記柱状の成膜室の対向する両端面のいずれか一方
    より該成膜室内部に突入され、且つ該柱状の成膜室の中
    心軸近傍に前記帯状部材の幅方向とほぼ平行に配設され
    る請求項１１に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に
    形成する装置。
14. 【請求項１４】 前記中心導体分離手段が回転対称形で
    ある請求項１１に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的
    に形成する装置。
15. 【請求項１５】 前記中心導体分離手段が円筒状、円錐
    台状又は円錐状の形状である請求項１４に記載の大面積
    の機能性堆積膜を連続的に形成する装置。
16. 【請求項１６】 前記マイクロ波同軸線路上に少なくと
    も２つの同調手段が配設される請求項１１に記載の大面
    積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置。
17. 【請求項１７】 前記２つの同調手段のうち１つが前記
    成膜室内部に突入された前記中心導体の挿入長調節機構
    である請求項１６に記載の大面積の機能性堆積膜を連続
    的に形成する装置。
18. 【請求項１８】 前記プラズマ制御手段は前記中心導体
    分離手段の外周に沿って配設される請求項１１に記載の
    大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置。
19. 【請求項１９】 前記プラズマ制御手段は導波管構造を
    成している請求項１８に記載の大面積の機能性堆積膜を
    連続的に形成する装置。
20. 【請求項２０】 前記導波管構造は、その内部における
    マイクロ波の進行方向に平行に設けられた複数の仕切り
    板によって分割されている請求項１９に記載の大面積の
    機能性堆積膜を連続的に形成する装置。
21. 【請求項２１】 前記複数の仕切り板の互いの距離は等
    しいか、又は互いの距離の差が２倍以内である請求項２
    ０に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装
    置。
22. 【請求項２２】 前記複数の仕切り板の互いの距離に対
    する、そのマイクロ波の進行方向の長さの比が５乃至３
    ０である請求項２０に記載の大面積の機能性堆積膜を連
    続的に形成する装置。
23. 【請求項２３】 前記マイクロ波アプリケーター手段と
    前記プラズマ制御手段とに近接して、補助原料ガス供給
    手段を設けた請求項１８に記載の大面積の機能性堆積膜
    を連続的に形成する装置。