JPH09256162A - マイクロ波プラズマｃｖｄ法を用いた膜堆積方法および膜堆積装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマｃｖｄ法を用いた膜堆積方法および膜堆積装置Info
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、成膜空間を形成する堆積室壁の成膜
中における温度上昇を抑え、膜堆積に好適な温度に維持
することによって、長時間にわたって安定した品質の堆
積膜を量産することのできるマイクロ波プラズマＣＶＤ
法を用いた膜堆積法および膜堆積装置を提供することを
目的としている。 【解決手段】本発明は、成膜空間を形成する堆積室壁
と、前記堆積室壁を囲んで減圧状態とするための外チャ
ンバーを備え、帯状基体を前記成膜空間の側壁の１つと
するようにして長手方向に連続的に移動させながら、前
記成膜空間内に成膜用ガスを導入すると共にマイクロ波
エネルギー放射させてマイクロ波プラズマを生起させ、
前記移動する帯状基体の表面上に連続的に堆積膜を形成
する膜堆積方法または装置において、前記堆積室壁にそ
の外側を覆うように熱伝導調節板、温度調節ジャケット
を順に配置し、堆積室壁の成膜時における温度上昇を抑
え、堆積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維持して堆積
膜を形成することを特徴とするものである。
中における温度上昇を抑え、膜堆積に好適な温度に維持
することによって、長時間にわたって安定した品質の堆
積膜を量産することのできるマイクロ波プラズマＣＶＤ
法を用いた膜堆積法および膜堆積装置を提供することを
目的としている。 【解決手段】本発明は、成膜空間を形成する堆積室壁
と、前記堆積室壁を囲んで減圧状態とするための外チャ
ンバーを備え、帯状基体を前記成膜空間の側壁の１つと
するようにして長手方向に連続的に移動させながら、前
記成膜空間内に成膜用ガスを導入すると共にマイクロ波
エネルギー放射させてマイクロ波プラズマを生起させ、
前記移動する帯状基体の表面上に連続的に堆積膜を形成
する膜堆積方法または装置において、前記堆積室壁にそ
の外側を覆うように熱伝導調節板、温度調節ジャケット
を順に配置し、堆積室壁の成膜時における温度上昇を抑
え、堆積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維持して堆積
膜を形成することを特徴とするものである。
Description
【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、これにより引き起
こされる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膜堆積
方法および膜堆積装置の改良に関する。更に詳しくは、
非晶質半導体を利用した大面積の光起電力素子の形成方
法および装置であって、良質の機能性堆積膜を得るため
の、堆積膜形成室の壁温度を制御する手段に関する。
一なマイクロ波プラズマを生起させ、これにより引き起
こされる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膜堆積
方法および膜堆積装置の改良に関する。更に詳しくは、
非晶質半導体を利用した大面積の光起電力素子の形成方
法および装置であって、良質の機能性堆積膜を得るため
の、堆積膜形成室の壁温度を制御する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽光を利用する太陽電池による
発電方式は、放射能汚染や地球温暖化等の問題を惹起す
ることはなく、また、太陽光は地球上至るところに降り
注いでいるためエネルギー源の偏在が少なく、さらに
は、複雑で大型の設備を必要とせずに比較的高い発電効
率が得られる等、今後の電力需要の増大に対しても、環
境破壊を引き起こすことなく対応できるクリーンな発電
方式として注目を集め、実用化に向けて様々な研究開発
がなされている。ところで、太陽電池を用いる発電方式
については、それを電力需要を賄うものとして確立させ
るためには、使用する太陽電池が、光電変換効率が充分
に高く、特性安定性に優れたものであり、且つ大量生産
し得るものであることが基本的に要求される。
発電方式は、放射能汚染や地球温暖化等の問題を惹起す
ることはなく、また、太陽光は地球上至るところに降り
注いでいるためエネルギー源の偏在が少なく、さらに
は、複雑で大型の設備を必要とせずに比較的高い発電効
率が得られる等、今後の電力需要の増大に対しても、環
境破壊を引き起こすことなく対応できるクリーンな発電
方式として注目を集め、実用化に向けて様々な研究開発
がなされている。ところで、太陽電池を用いる発電方式
については、それを電力需要を賄うものとして確立させ
るためには、使用する太陽電池が、光電変換効率が充分
に高く、特性安定性に優れたものであり、且つ大量生産
し得るものであることが基本的に要求される。
【０００３】こうしたことから、容易に入手できるシラ
ン等の気体状の原料ガスを使用し、これをグロー放電分
解して、ガラスや金属シート等の比較的安価な基板上に
アモルファスシリコン（以降「ａ−Ｓｉ」と略記する）
等の半導体薄膜を堆積させることにより作製できる太陽
電池が、量産性に富み、単結晶シリコン等を用いて作製
される太陽電池に比較して低コストで生産ができる可能
性があるとして注目され、その基本層構成、製造方法等
について各種の提案がなされている。光起電力素子の効
率的な量産方法の１つとしてアモルファスシリコン系の
太陽電池を作製する際、その各々の半導体層形成用の独
立した成膜室を設け、該成膜室にて各々の半導体層の形
成を行う方法が提案されている。
ン等の気体状の原料ガスを使用し、これをグロー放電分
解して、ガラスや金属シート等の比較的安価な基板上に
アモルファスシリコン（以降「ａ−Ｓｉ」と略記する）
等の半導体薄膜を堆積させることにより作製できる太陽
電池が、量産性に富み、単結晶シリコン等を用いて作製
される太陽電池に比較して低コストで生産ができる可能
性があるとして注目され、その基本層構成、製造方法等
について各種の提案がなされている。光起電力素子の効
率的な量産方法の１つとしてアモルファスシリコン系の
太陽電池を作製する際、その各々の半導体層形成用の独
立した成膜室を設け、該成膜室にて各々の半導体層の形
成を行う方法が提案されている。
【０００４】ちなみに、米国特許第４，４００，４０９
号明細書には、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ
Ｒｏｌｌ）方式を採用した連続プラズマＣＶＤ装置が
開示されている。この装置によれば、複数のグロー放電
領域を設け、所望の幅の十分に長い可撓性の基板を、該
基板が前記各グロー放電領域を順次貫通する経路に沿っ
て配置し、前記各グロー放電領域において必要とされる
導電型の半導体層を堆積形成しつつ、前記基板をその長
手方向に連続的に搬送せしめることによって、半導体接
合を有する素子を連続形成することができるとされてい
る。なお、該明細書においては、各半導体層形成時に用
いるドーパントガスが他のグロー放電領域へ拡散、混入
するのを防止するにはガスゲートが用いられている。具
体的には、前記各グロー放電領域同志を、スリット状の
分離通路によって相互に分離し、さらに該分離通路に例
えばＡｒ、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。こうしたことからこのロール・ツー
・ロール方式は、半導体素子の量産に適する方式である
と言えよう。
号明細書には、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ
Ｒｏｌｌ）方式を採用した連続プラズマＣＶＤ装置が
開示されている。この装置によれば、複数のグロー放電
領域を設け、所望の幅の十分に長い可撓性の基板を、該
基板が前記各グロー放電領域を順次貫通する経路に沿っ
て配置し、前記各グロー放電領域において必要とされる
導電型の半導体層を堆積形成しつつ、前記基板をその長
手方向に連続的に搬送せしめることによって、半導体接
合を有する素子を連続形成することができるとされてい
る。なお、該明細書においては、各半導体層形成時に用
いるドーパントガスが他のグロー放電領域へ拡散、混入
するのを防止するにはガスゲートが用いられている。具
体的には、前記各グロー放電領域同志を、スリット状の
分離通路によって相互に分離し、さらに該分離通路に例
えばＡｒ、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。こうしたことからこのロール・ツー
・ロール方式は、半導体素子の量産に適する方式である
と言えよう。
【０００５】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はかるにはおのずと限界が
ある。即ち、例えば膜厚が高々５０００Åの半導体層を
形成する場合であっても相当長尺で、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
ては可成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に
なっている。
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はかるにはおのずと限界が
ある。即ち、例えば膜厚が高々５０００Åの半導体層を
形成する場合であっても相当長尺で、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
ては可成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に
なっている。
【０００６】一方、最近注目されているのが、マイクロ
波を用いたプラズマプロセスである。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エネルギ
ー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。例えば、米国
特許第４，５１７，２２３号明細書及び米国特許第４，
５０４，５１８号明細書には、低圧下でのマイクロ波グ
ロー放電プラズマ内で小面積の基体上に薄膜を堆積形成
させる方法が開示されているが、該方法によれば、低圧
下でのプロセス故、膜特性の低下の原因となる活性種の
ポリマリゼーションを防ぎ、高品質の堆積膜が得られる
ばかりでなく、プラズマ中でポリシラン等の粉末の発生
を抑え、且つ、堆積速度の飛躍的向上が図れるとされて
はいる。また、米国特許第４，７２９，３１４号明細書
には、一対の放射型導波管アプリケーターを用いた高パ
ワープロセスによって、大面積の円筒形基体上に光導電
性半導体薄膜を堆積形成させる低圧マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法及び装置が開示されている。
波を用いたプラズマプロセスである。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エネルギ
ー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。例えば、米国
特許第４，５１７，２２３号明細書及び米国特許第４，
５０４，５１８号明細書には、低圧下でのマイクロ波グ
ロー放電プラズマ内で小面積の基体上に薄膜を堆積形成
させる方法が開示されているが、該方法によれば、低圧
下でのプロセス故、膜特性の低下の原因となる活性種の
ポリマリゼーションを防ぎ、高品質の堆積膜が得られる
ばかりでなく、プラズマ中でポリシラン等の粉末の発生
を抑え、且つ、堆積速度の飛躍的向上が図れるとされて
はいる。また、米国特許第４，７２９，３１４号明細書
には、一対の放射型導波管アプリケーターを用いた高パ
ワープロセスによって、大面積の円筒形基体上に光導電
性半導体薄膜を堆積形成させる低圧マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法及び装置が開示されている。
【０００７】以上の事態を踏まえれば、量産に適してい
るといわれるマイクロ波プラズマＣＶＤ法（以下「μＷ
−ＣＶＤ法」と略記する）とロール・ツー・ロール生産
方法を合理的に組み合わせれば更にスループットの大き
い量産方法となる。次に、前述の両方法を組み合わせた
ロール・ツー・ロールμＷプラズマＣＶＤ法（以下「Ｒ
−ＲμＷＣＶＤ法」と略記する）を利用して、ａ−Ｓｉ
Ｇｅ層をｉ層（光電変換層）に用いたａ−ＳｉＧｅ単層
（シングル）セル太陽電池を作製する例を採り上げ、そ
の方法の概略を述べる。Ｒ−ＲμＷＣＶＤ法による生産
装置は、ロール状に巻かれたボビンからａ−ＳｉＧｅの
膜形成用の帯状基体を連続的に送り出して太陽電池を構
成する少なくともｎ型ａ−Ｓｉ層、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ
層、ｐ型ａ−Ｓｉ層等を含む層からなる複数の層を各々
別個の反応容器である成膜室内（前記「堆積室」と同
義）で形成するものであるが、各々の成膜空間において
は減圧状態を維持しながら、基体の複数の成膜室間での
移動を可能にし、かつ各々の成膜室内に供給される、例
えばｎ型ａ−Ｓｉ層、ｐ型ａ−Ｓｉ層等の原料となるガ
スが相互に拡散、混入する事を防止する機能を有する連
結部材（一般的に「ガス・ゲート」あるいは単に「ゲー
ト」と呼称される。）を具備している。
るといわれるマイクロ波プラズマＣＶＤ法（以下「μＷ
−ＣＶＤ法」と略記する）とロール・ツー・ロール生産
方法を合理的に組み合わせれば更にスループットの大き
い量産方法となる。次に、前述の両方法を組み合わせた
ロール・ツー・ロールμＷプラズマＣＶＤ法（以下「Ｒ
−ＲμＷＣＶＤ法」と略記する）を利用して、ａ−Ｓｉ
Ｇｅ層をｉ層（光電変換層）に用いたａ−ＳｉＧｅ単層
（シングル）セル太陽電池を作製する例を採り上げ、そ
の方法の概略を述べる。Ｒ−ＲμＷＣＶＤ法による生産
装置は、ロール状に巻かれたボビンからａ−ＳｉＧｅの
膜形成用の帯状基体を連続的に送り出して太陽電池を構
成する少なくともｎ型ａ−Ｓｉ層、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ
層、ｐ型ａ−Ｓｉ層等を含む層からなる複数の層を各々
別個の反応容器である成膜室内（前記「堆積室」と同
義）で形成するものであるが、各々の成膜空間において
は減圧状態を維持しながら、基体の複数の成膜室間での
移動を可能にし、かつ各々の成膜室内に供給される、例
えばｎ型ａ−Ｓｉ層、ｐ型ａ−Ｓｉ層等の原料となるガ
スが相互に拡散、混入する事を防止する機能を有する連
結部材（一般的に「ガス・ゲート」あるいは単に「ゲー
ト」と呼称される。）を具備している。
【０００８】図８はＲ−ＲμＷＣＶＤ方式によるａ−Ｓ
ｉＧｅ太陽電池等の半導体素子の生産装置を示す模式図
であり、堆積膜厚の厚く、ハイ・スループットの要求さ
れるｉ型ａ−ＳｉＧｅ層をμＷ方式で作成し、又、堆積
膜厚が薄く、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ層ほどのハイ・スループ
ットを要求されないｎ型およびｐ型のａ−Ｓｉ層をＲＦ
方式で作成している。図８において、８０１はａ−Ｓｉ
膜を堆積する帯状基体（以後、単に基体と記す）であ
り、通常、変形可能な導電性基体、例えばステンレス、
アルミニウム等の薄板あるいは非導電性薄板に導電性薄
膜等をコーティングした部材が用いられる。基体８０１
は円形のボビン８１１に巻きつけられ、送り出し室８１
０内に据えつけられる。送り出し室８１０内に設置され
たボビンから送り出された基体８０１は、ガス・ゲート
（以後、単に“ゲート”と記す）８２０、ｎ型ａ−Ｓｉ
成膜室８３０、ゲート８４０、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室
８５０、ゲート８６０、ｐ型ａ−Ｓｉ成膜室８７０、ゲ
ート８８０を通過し、巻き取り室８９０内に設置された
巻き取りボビン８９１に巻き取られる。
ｉＧｅ太陽電池等の半導体素子の生産装置を示す模式図
であり、堆積膜厚の厚く、ハイ・スループットの要求さ
れるｉ型ａ−ＳｉＧｅ層をμＷ方式で作成し、又、堆積
膜厚が薄く、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ層ほどのハイ・スループ
ットを要求されないｎ型およびｐ型のａ−Ｓｉ層をＲＦ
方式で作成している。図８において、８０１はａ−Ｓｉ
膜を堆積する帯状基体（以後、単に基体と記す）であ
り、通常、変形可能な導電性基体、例えばステンレス、
アルミニウム等の薄板あるいは非導電性薄板に導電性薄
膜等をコーティングした部材が用いられる。基体８０１
は円形のボビン８１１に巻きつけられ、送り出し室８１
０内に据えつけられる。送り出し室８１０内に設置され
たボビンから送り出された基体８０１は、ガス・ゲート
（以後、単に“ゲート”と記す）８２０、ｎ型ａ−Ｓｉ
成膜室８３０、ゲート８４０、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室
８５０、ゲート８６０、ｐ型ａ−Ｓｉ成膜室８７０、ゲ
ート８８０を通過し、巻き取り室８９０内に設置された
巻き取りボビン８９１に巻き取られる。
【０００９】８３０ａ、８７０ａは各々ＲＦ電源であ
り、８３０ｂ、８７０ｂは各々ＲＦ放電を励起するため
のカソード電極であり、各々ｎ型ａ−Ｓｉ層、ｐ型ａ−
Ｓｉ層を堆積するための電力が供給される。８５０ａは
マイクロ波を成膜空間に放射するための誘電体窓からな
るアプリケーターであり、誘電体窓に垂直方向に設置さ
れた矩形導波管８５０ｂを通して不図示のマイクロ波電
源より電力を印加され、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室内の放
電空間でグロー放電が生起される。８０２ａ〜８６０ａ
は各々堆積膜形成の原料となるガスが充填されており、
８０２ａはＳｉＨ4ガス、８０３ａはＧｅＨ4ガス、８０
４ａはＨ2ガス、８０５ａはＰＨ3ガス、８０６ａはＢＦ
3ガスが充填されている。
り、８３０ｂ、８７０ｂは各々ＲＦ放電を励起するため
のカソード電極であり、各々ｎ型ａ−Ｓｉ層、ｐ型ａ−
Ｓｉ層を堆積するための電力が供給される。８５０ａは
マイクロ波を成膜空間に放射するための誘電体窓からな
るアプリケーターであり、誘電体窓に垂直方向に設置さ
れた矩形導波管８５０ｂを通して不図示のマイクロ波電
源より電力を印加され、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室内の放
電空間でグロー放電が生起される。８０２ａ〜８６０ａ
は各々堆積膜形成の原料となるガスが充填されており、
８０２ａはＳｉＨ4ガス、８０３ａはＧｅＨ4ガス、８０
４ａはＨ2ガス、８０５ａはＰＨ3ガス、８０６ａはＢＦ
3ガスが充填されている。
【００１０】各々のガスは開閉バルブ８０２ａ〜８０６
ｂ及び減圧器８０２ｃ〜８０６ｃを通ってガス混合器８
３０ｃ，８５０ｃ，８７０ｃに導かれる。ガス混合器８
３０ｃ〜８７０ｃて所望の流量、及び混合比とされた原
料ガスは、ガス導入ライン８３０ｄ，８５０ｄ，８７０
ｄを通って各成膜室内に噴出する。成膜室内に導入され
たガスは、油拡散ポンプ、メカニカル・ブースター・ポ
ンプ及びロータリー・ポンプ等からなる排気装置８１０
ｅ，８３０ｅ，８５０ｅ，８７０ｅ，８９０ｅにより、
各室内での圧力を所望のものとするように調整されなが
ら排気され、不図示の排ガス処理装置へ導かれる。又、
８３０ｆ，８５０ｆ，８７０ｆは各々基板加熱用ヒータ
ーであり、各々電源８３０ｇ，８５０ｇ，８７０ｇより
電力が供給される。
ｂ及び減圧器８０２ｃ〜８０６ｃを通ってガス混合器８
３０ｃ，８５０ｃ，８７０ｃに導かれる。ガス混合器８
３０ｃ〜８７０ｃて所望の流量、及び混合比とされた原
料ガスは、ガス導入ライン８３０ｄ，８５０ｄ，８７０
ｄを通って各成膜室内に噴出する。成膜室内に導入され
たガスは、油拡散ポンプ、メカニカル・ブースター・ポ
ンプ及びロータリー・ポンプ等からなる排気装置８１０
ｅ，８３０ｅ，８５０ｅ，８７０ｅ，８９０ｅにより、
各室内での圧力を所望のものとするように調整されなが
ら排気され、不図示の排ガス処理装置へ導かれる。又、
８３０ｆ，８５０ｆ，８７０ｆは各々基板加熱用ヒータ
ーであり、各々電源８３０ｇ，８５０ｇ，８７０ｇより
電力が供給される。
【００１１】８４１，８６１はゲートの開口断面積を調
節する部品であり、ガス流路を狭くして、各成膜室間同
志でのガスの相互拡散を減少させている。さらにゲート
にはガス導入口８４２，８６２より、膜形成に悪影響を
与えないガス、例えばＨ2、Ｈｅ等のガスボンベ８０７
ａから減圧器８０７ｂ、流量調節器８０７ｃ，８０７ｄ
を通って供給され、各成膜室内の原料ガスの相互拡散を
更に抑えている。送り出し室８１０より送り出された基
体８０１（以下「帯状基体」を「基体」と略す。）は、
次々と各成膜室内を進み、その表面にｎ型ａ−Ｓｉ膜、
ｉ型ａ−ＳｉＧｅ膜、ｐ型ａ−Ｓｉ膜を形成されて最終
的に巻き取り室８９０に入る。
節する部品であり、ガス流路を狭くして、各成膜室間同
志でのガスの相互拡散を減少させている。さらにゲート
にはガス導入口８４２，８６２より、膜形成に悪影響を
与えないガス、例えばＨ2、Ｈｅ等のガスボンベ８０７
ａから減圧器８０７ｂ、流量調節器８０７ｃ，８０７ｄ
を通って供給され、各成膜室内の原料ガスの相互拡散を
更に抑えている。送り出し室８１０より送り出された基
体８０１（以下「帯状基体」を「基体」と略す。）は、
次々と各成膜室内を進み、その表面にｎ型ａ−Ｓｉ膜、
ｉ型ａ−ＳｉＧｅ膜、ｐ型ａ−Ｓｉ膜を形成されて最終
的に巻き取り室８９０に入る。
【００１２】まず、ｎ型ａ−Ｓｉ成膜室８３０内では基
体８０１はヒータ８３０ｆにより加熱され、所望の温度
にされる。また、ガス混合器８３０ｃによりｎ型ａ−Ｓ
ｉ膜の原料になるＳｉＨ4、Ｈ2、ＰＨ３等のガスが各々
最適の流量で混合され、成膜室８３０に導入される。同
時にＲＦ電力がＲＦ電源８３０ａよりカソード８３０ｂ
に与えられ、成膜室間内にグロー放電を生起せしめ、基
体８０１の表面にｎ型ａ−Ｓｉ膜を形成する。次に、基
体はゲート８４０内を進み、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室８
５０内に入る。成膜室８５０内では先述と同様に、最適
流量に設定されたＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2ガスに最適パ
ワーを与え、前記ｎ型ａ−Ｓｉ膜上に所望のｉ型ａ−Ｓ
ｉＧｅ膜を形成する。以下同様に、基体８０１はゲート
８６０、ｐ型ａ−Ｓｉ成膜室８７０を経て巻き取り室８
９０内のボビン８９１に巻き取られる。このようにし
て、基体を次々とｎ型、ｉ型、ｐ型成膜室を通過させて
ゆくために、ロール・ツー・ロール方式の生産装置では
極めて高いスループットが得られる。
体８０１はヒータ８３０ｆにより加熱され、所望の温度
にされる。また、ガス混合器８３０ｃによりｎ型ａ−Ｓ
ｉ膜の原料になるＳｉＨ4、Ｈ2、ＰＨ３等のガスが各々
最適の流量で混合され、成膜室８３０に導入される。同
時にＲＦ電力がＲＦ電源８３０ａよりカソード８３０ｂ
に与えられ、成膜室間内にグロー放電を生起せしめ、基
体８０１の表面にｎ型ａ−Ｓｉ膜を形成する。次に、基
体はゲート８４０内を進み、ｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室８
５０内に入る。成膜室８５０内では先述と同様に、最適
流量に設定されたＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2ガスに最適パ
ワーを与え、前記ｎ型ａ−Ｓｉ膜上に所望のｉ型ａ−Ｓ
ｉＧｅ膜を形成する。以下同様に、基体８０１はゲート
８６０、ｐ型ａ−Ｓｉ成膜室８７０を経て巻き取り室８
９０内のボビン８９１に巻き取られる。このようにし
て、基体を次々とｎ型、ｉ型、ｐ型成膜室を通過させて
ゆくために、ロール・ツー・ロール方式の生産装置では
極めて高いスループットが得られる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように理想的と思われたＲ−ＲμｗＣＶＤ法において
も、つぎのような問題点がある。すなわち、この方法に
よると、投入したマイクロ波電力が、膜堆積用原料ガス
の分解のみに使用されるのではなく、高いプラズマ密度
を介して間接に、あるいはマイクロ波自身が直接に成膜
空間を形成する堆積室壁を高温に加熱してしまうという
問題がある。堆積室壁の温度はマイクロ波パワー投入と
同時に上昇し始め、しばらくの時間の後に、その時の放
電電力値等によって定まる飽和温度に達するが、その温
度は３００℃から状況によっては４５０℃程に上昇する
ことがある。その結果生じる、第１の問題としては、高
い堆積室壁温度の影響を受けて、膜堆積用の帯状基体の
温度が上昇してしまい、通常良質な堆積膜が形成される
とされている３００℃前後の基体温度を維持できないこ
とである。このような状況下で作成された太陽電池は、
光電変換効率の低いものとなってしまう。また、その第
２の問題としては、堆積室壁の材料によっては、その材
料の軟化点近くまで達してしまい、成膜室壁がダメージ
を受けることである。具体的には例えばアルミニウムを
成膜室壁に用いた場合においては、４５０℃近辺になる
と、ネジ止め箇所、引張応力のかかっている箇所などは
変形してしまい使いものにならなくなる。こうした事態
を防止するには高融点の材料を選択するか、あるいは、
堆積室壁温度の上昇を防ぐ冷却手段が必要となる。上記
２点の問題からマイクロ波放電を用いた場合に、堆積室
壁の冷却が重要な技術的課題として求められている。
たように理想的と思われたＲ−ＲμｗＣＶＤ法において
も、つぎのような問題点がある。すなわち、この方法に
よると、投入したマイクロ波電力が、膜堆積用原料ガス
の分解のみに使用されるのではなく、高いプラズマ密度
を介して間接に、あるいはマイクロ波自身が直接に成膜
空間を形成する堆積室壁を高温に加熱してしまうという
問題がある。堆積室壁の温度はマイクロ波パワー投入と
同時に上昇し始め、しばらくの時間の後に、その時の放
電電力値等によって定まる飽和温度に達するが、その温
度は３００℃から状況によっては４５０℃程に上昇する
ことがある。その結果生じる、第１の問題としては、高
い堆積室壁温度の影響を受けて、膜堆積用の帯状基体の
温度が上昇してしまい、通常良質な堆積膜が形成される
とされている３００℃前後の基体温度を維持できないこ
とである。このような状況下で作成された太陽電池は、
光電変換効率の低いものとなってしまう。また、その第
２の問題としては、堆積室壁の材料によっては、その材
料の軟化点近くまで達してしまい、成膜室壁がダメージ
を受けることである。具体的には例えばアルミニウムを
成膜室壁に用いた場合においては、４５０℃近辺になる
と、ネジ止め箇所、引張応力のかかっている箇所などは
変形してしまい使いものにならなくなる。こうした事態
を防止するには高融点の材料を選択するか、あるいは、
堆積室壁温度の上昇を防ぐ冷却手段が必要となる。上記
２点の問題からマイクロ波放電を用いた場合に、堆積室
壁の冷却が重要な技術的課題として求められている。
【００１４】日本国特許（特願昭６２−１９０４０６
号）において、マイクロ波を用いた膜堆積法において、
堆積室の内壁温度を所定温度に加熱、冷却、維持する方
法が開示されているが、該特許においては、本件のよう
な堆積室壁と外チャンバーの２重構造を持つ堆積膜形成
装置については触れられていな。又、かつ、該特許の適
用は複写機用アモルファスシリコンドラムの形成に対し
て行われたものであり太陽電池生産用装置については、
触れられていない。堆積室壁は前述の通り減圧状態保持
のための外チャンバー内に保持されるものであり、その
様な減圧下で冷却する手段が求められる。その冷却手段
として考えられるもので熱放射を利用するものがある。
これは堆積室及び外チャンバーに複数の羽根からなる、
熱放射用のフィンを交互に配置するように設けフィン相
互の熱放射吸収により堆積室壁を冷却する方法である。
しかしながら熱放射による冷却では、冷却効率が低く小
電力時においては、効果があるものの大電力時において
は期待する様な効果は得られない。
号）において、マイクロ波を用いた膜堆積法において、
堆積室の内壁温度を所定温度に加熱、冷却、維持する方
法が開示されているが、該特許においては、本件のよう
な堆積室壁と外チャンバーの２重構造を持つ堆積膜形成
装置については触れられていな。又、かつ、該特許の適
用は複写機用アモルファスシリコンドラムの形成に対し
て行われたものであり太陽電池生産用装置については、
触れられていない。堆積室壁は前述の通り減圧状態保持
のための外チャンバー内に保持されるものであり、その
様な減圧下で冷却する手段が求められる。その冷却手段
として考えられるもので熱放射を利用するものがある。
これは堆積室及び外チャンバーに複数の羽根からなる、
熱放射用のフィンを交互に配置するように設けフィン相
互の熱放射吸収により堆積室壁を冷却する方法である。
しかしながら熱放射による冷却では、冷却効率が低く小
電力時においては、効果があるものの大電力時において
は期待する様な効果は得られない。
【００１５】このようなことから、我々は、更に冷却効
率を上げる手段として熱伝導を利用する方法の研究を重
ねた。これは、水冷パイプ等を真空シールしながら外チ
ャンバー内に引き込み、堆積室壁と接触しながら堆積室
壁を冷却する方法である。我々の鋭意研究の結果堆積壁
を冷却しながらも堆積室壁温度を１００℃及至３５０℃
好ましくは、１５０℃乃至３００℃に維持することが良
好な結果が得られるということが判明した。その第１の
理由は、堆積室壁温度が３５０℃を越えると前述のよう
に帯状基体の温度上昇を招き、結果として得られる太陽
電池の特性が劣化するからである。また、その第２の理
由は、堆積室壁温度が１００℃以下となると、その原因
については明確ではないものの、マイクロ波放電の維持
が困難になる現象があるからである。
率を上げる手段として熱伝導を利用する方法の研究を重
ねた。これは、水冷パイプ等を真空シールしながら外チ
ャンバー内に引き込み、堆積室壁と接触しながら堆積室
壁を冷却する方法である。我々の鋭意研究の結果堆積壁
を冷却しながらも堆積室壁温度を１００℃及至３５０℃
好ましくは、１５０℃乃至３００℃に維持することが良
好な結果が得られるということが判明した。その第１の
理由は、堆積室壁温度が３５０℃を越えると前述のよう
に帯状基体の温度上昇を招き、結果として得られる太陽
電池の特性が劣化するからである。また、その第２の理
由は、堆積室壁温度が１００℃以下となると、その原因
については明確ではないものの、マイクロ波放電の維持
が困難になる現象があるからである。
【００１６】一方それに伴い別の問題点が明らかになっ
た。それは熱伝導を利用した直接的な冷却であるため、
冷却効率が高すぎ堆積室壁温度を１５０℃及至３００℃
に長時間維持することが難かしく、堆積室壁温度が下が
り、その結果前述のように放電切れが多発することとな
り、そのため堆積室壁温度を上げようとして、冷却水量
を絞れば前述とは逆に冷却水はしばしば沸点を越え急激
な体積膨張を引き起こし水冷パイプの破損を招くことと
なる。この水冷パイプの破損は、真空容器内への急激な
蒸気流入により装置の付属部品、特に真空ポンプまたは
ヒーター類の損傷を起こしたり、あるいは大気中に熱湯
が噴出するなどの危険な事態を引き起こすこととなる。
た。それは熱伝導を利用した直接的な冷却であるため、
冷却効率が高すぎ堆積室壁温度を１５０℃及至３００℃
に長時間維持することが難かしく、堆積室壁温度が下が
り、その結果前述のように放電切れが多発することとな
り、そのため堆積室壁温度を上げようとして、冷却水量
を絞れば前述とは逆に冷却水はしばしば沸点を越え急激
な体積膨張を引き起こし水冷パイプの破損を招くことと
なる。この水冷パイプの破損は、真空容器内への急激な
蒸気流入により装置の付属部品、特に真空ポンプまたは
ヒーター類の損傷を起こしたり、あるいは大気中に熱湯
が噴出するなどの危険な事態を引き起こすこととなる。
【００１７】以上のことから、冷却水温度は１００℃を
越えないようにすると共に、堆積室壁の温度を１５０℃
及至３５０℃に維持することが必要となる。さらにま
た、このような堆積室壁の冷却機構だけでなく、同時に
加熱機構についても考慮する必要がある。すなわち、い
わゆるベーキングと呼ばれる脱ガス工程時に、放電エネ
ルギーの力を借りることなしに堆積室壁を昇温すること
が必要である。こうしたベーキング時の温度は、ベーキ
ング時間、壁材料、求める膜質等の様々な要因により決
められるが通常１００℃以上であり、成膜時の壁温度に
対して低くなりすぎないことが好ましい。また通常、ベ
ーキング工程後に成膜工程を開始するので、成膜工程初
期における、温度並びに特性の安定面からみても、ベー
キング温度を成膜時の温度に近付けることが望ましく、
充分な昇温機構が必要である。
越えないようにすると共に、堆積室壁の温度を１５０℃
及至３５０℃に維持することが必要となる。さらにま
た、このような堆積室壁の冷却機構だけでなく、同時に
加熱機構についても考慮する必要がある。すなわち、い
わゆるベーキングと呼ばれる脱ガス工程時に、放電エネ
ルギーの力を借りることなしに堆積室壁を昇温すること
が必要である。こうしたベーキング時の温度は、ベーキ
ング時間、壁材料、求める膜質等の様々な要因により決
められるが通常１００℃以上であり、成膜時の壁温度に
対して低くなりすぎないことが好ましい。また通常、ベ
ーキング工程後に成膜工程を開始するので、成膜工程初
期における、温度並びに特性の安定面からみても、ベー
キング温度を成膜時の温度に近付けることが望ましく、
充分な昇温機構が必要である。
【００１８】そこで、本発明は、上記従来技術における
課題を解決し、成膜空間を形成する堆積室壁の成膜中に
おける温度上昇を抑え、膜堆積に好適な温度に維持する
ことによって、長時間にわたって安定した品質の堆積膜
を量産することのできるマイクロ波プラズマＣＶＤ法を
用いた膜堆積法および膜堆積装置を提供することを目的
としている。
課題を解決し、成膜空間を形成する堆積室壁の成膜中に
おける温度上昇を抑え、膜堆積に好適な温度に維持する
ことによって、長時間にわたって安定した品質の堆積膜
を量産することのできるマイクロ波プラズマＣＶＤ法を
用いた膜堆積法および膜堆積装置を提供することを目的
としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、マイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いた膜堆
積法および膜堆積装置をつぎのように構成したものであ
る。本発明の膜堆積方法は、成膜空間を形成する堆積室
壁と、前記堆積室壁を囲んで減圧状態とするための外チ
ャンバーを備え、帯状基体を前記成膜空間の側壁の１つ
とするようにして長手方向に連続的に移動させながら、
前記成膜空間内に成膜用ガスを導入すると共にマイクロ
波エネルギー放射させてマイクロ波プラズマを生起さ
せ、前記移動する帯状基体の表面上に連続的に堆積膜を
形成する膜堆積方法において、前記堆積室壁にその外側
を覆うように熱伝導調節板、温度調節ジャケットを順に
配置し、堆積室壁の成膜時における温度上昇を抑え、堆
積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維持して堆積膜を形
成することを特徴としている。そして、本発明の上記膜
堆積方法においては、前記堆積膜の形成を、冷却水温度
を１００℃以下に制御すると共に、堆積室壁の温度を１
５０℃及至３５０℃に制御し、膜堆積に好適な温度の下
で堆積膜を形成することができる。また、本発明におい
ては、前記堆積室壁は、アプリケーター手段をその一部
に有するアプリケーター面と、消費ガスの排気面と、帯
状基体面と、これら以外の面である通常面から構成する
ことができる。また、前記熱伝導調節板は、堆積室壁と
温度調節ジャケットと相互の熱伝導を調節してこれらの
間に適切な温度差を発生させ、堆積室壁温度を膜堆積に
好適な温度に維持するものである。本発明において、こ
の熱伝導の調節は、熱伝導調節板の形状、枚数、厚み、
材質等を選択することにより行われるが、形状について
は、例えば鏡面仕上げ、または穴明け加工、またはロー
レット加工のいずれかを施すことが挙げられる。また、
材質については、アルミニウムまたはアルミニウム合金
を用いることが好ましい。また、本発明においては、前
記温度調節ジャケットは、その内部に冷媒を用いた冷却
機構とヒーターによる昇温機構とを併せ備え、温度調節
する構成を採ることができる。また、本発明の上記膜堆
積装置は、成膜空間を形成する堆積室壁と、前記堆積室
壁を囲んで減圧状態とするための外チャンバーを備え、
帯状基体を前記成膜空間の側壁の１つとするようにして
長手方向に連続的に移動させながら、前記成膜空間内に
成膜用ガスを導入すると共にマイクロ波エネルギー放射
させてマイクロ波プラズマを生起させ、前記移動する帯
状基体の表面上に連続的に堆積膜を形成する膜堆積装置
において、前記堆積室壁をアプリケーター手段をその一
部に有するアプリケーター面と、消費ガスの排気面と、
帯状基体面と、これら以外の面である通常面によって構
成し、堆積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維持するた
めに前記堆積室壁の外側を覆うように熱伝導調節板、温
度調節ジャケットの順に配置たことを特徴としている。
決するため、マイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いた膜堆
積法および膜堆積装置をつぎのように構成したものであ
る。本発明の膜堆積方法は、成膜空間を形成する堆積室
壁と、前記堆積室壁を囲んで減圧状態とするための外チ
ャンバーを備え、帯状基体を前記成膜空間の側壁の１つ
とするようにして長手方向に連続的に移動させながら、
前記成膜空間内に成膜用ガスを導入すると共にマイクロ
波エネルギー放射させてマイクロ波プラズマを生起さ
せ、前記移動する帯状基体の表面上に連続的に堆積膜を
形成する膜堆積方法において、前記堆積室壁にその外側
を覆うように熱伝導調節板、温度調節ジャケットを順に
配置し、堆積室壁の成膜時における温度上昇を抑え、堆
積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維持して堆積膜を形
成することを特徴としている。そして、本発明の上記膜
堆積方法においては、前記堆積膜の形成を、冷却水温度
を１００℃以下に制御すると共に、堆積室壁の温度を１
５０℃及至３５０℃に制御し、膜堆積に好適な温度の下
で堆積膜を形成することができる。また、本発明におい
ては、前記堆積室壁は、アプリケーター手段をその一部
に有するアプリケーター面と、消費ガスの排気面と、帯
状基体面と、これら以外の面である通常面から構成する
ことができる。また、前記熱伝導調節板は、堆積室壁と
温度調節ジャケットと相互の熱伝導を調節してこれらの
間に適切な温度差を発生させ、堆積室壁温度を膜堆積に
好適な温度に維持するものである。本発明において、こ
の熱伝導の調節は、熱伝導調節板の形状、枚数、厚み、
材質等を選択することにより行われるが、形状について
は、例えば鏡面仕上げ、または穴明け加工、またはロー
レット加工のいずれかを施すことが挙げられる。また、
材質については、アルミニウムまたはアルミニウム合金
を用いることが好ましい。また、本発明においては、前
記温度調節ジャケットは、その内部に冷媒を用いた冷却
機構とヒーターによる昇温機構とを併せ備え、温度調節
する構成を採ることができる。また、本発明の上記膜堆
積装置は、成膜空間を形成する堆積室壁と、前記堆積室
壁を囲んで減圧状態とするための外チャンバーを備え、
帯状基体を前記成膜空間の側壁の１つとするようにして
長手方向に連続的に移動させながら、前記成膜空間内に
成膜用ガスを導入すると共にマイクロ波エネルギー放射
させてマイクロ波プラズマを生起させ、前記移動する帯
状基体の表面上に連続的に堆積膜を形成する膜堆積装置
において、前記堆積室壁をアプリケーター手段をその一
部に有するアプリケーター面と、消費ガスの排気面と、
帯状基体面と、これら以外の面である通常面によって構
成し、堆積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維持するた
めに前記堆積室壁の外側を覆うように熱伝導調節板、温
度調節ジャケットの順に配置たことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、上記したように前記堆
積室壁にその外側を覆うように熱伝導調節板、温度調節
ジャケットを順に配置することによって、堆積室壁の成
膜時における温度上昇を抑え、堆積室壁温度を膜堆積に
好適な温度に維持して堆積膜を形成するすることが可能
となり、長時間にわたって安定した品質の堆積膜を量産
することのできるものである。以下、図に基づいて、本
発明の堆積室壁の温度調節機構の内容を具体的に説明す
る。図１は、Ｒ−ＲμｗＣＶＤ法のマイクロ波成膜チャ
ンバーにおいて、本発明の膜堆積室冷却方法を実施する
装置を示す模式図である。図１において、１０１は、減
圧状態をつくり出するための外チャンバーである。１０
２は、その内空間にて放電を励起し、膜堆積を行うため
の堆積室である。１０２ａ，１０２ｂは、堆積室を構成
するアプリケーター手段をその一部にもつアプリケータ
ー面である。１０２ｃは、堆積室を構成する通常壁面で
ある。１０３は、帯状基体であり、不図示の搬送機構に
より搬送されて堆積室内を通過し、その帯状基体面によ
って堆積室を構成している。１０４は、真空排気ポンプ
である。１０４は例えば、油拡散ポンプ、ターボ分子ポ
ンプなどからなり膜堆積時には、消費ガスは、本ポンプ
より排気される。１０５は、排気速度を可変とし、外チ
ャンバー内の圧力を調整したり、あるいは閉めきるため
のバルブである。１０６は、いわゆる粗引き用の真空ポ
ンプであり、外チャンバー１０１内が大気圧の際にはバ
ルブ１０７を開けて外チャンバー内を減圧とする。１０
８は、ガス導入管であり、堆積膜形成用の原料ガス等
は、従来の技術で示した如く、マスフローコントローラ
ー等から供給され、ガス導入管を通って膜堆積室１０２
内に導入される １０９は、帯状基体１０３を搬送しながら、所望の成膜
時基板温度まで加熱、維持するための、赤外線ランプヒ
ーター１１０を内蔵したランプヒーターハウスである。
その加熱維持温度は、例えば、熱電対等の温度センサー
１１１により監視、制御される。１１２は、膜堆積室を
構成する消費ガスを排気する排気面であり、堆積室内に
マイクロ波導入管１１３を通して導入されるマイクロ波
を閉じ込め又堆積室内に導入された膜堆積用の原料ガス
あるいは、その消費されたガスが排気される様に、例え
ばパンチングメタル、ルーバー、エキスパンドメタル等
の小孔、あるいは小スリットを有する構造を持つ。１１
４は、放電制御用バイアス電極であり、マイクロ波によ
り膜堆積室内に生起したプラズマに対し不図示の電源よ
り、直流（ＤＣ）低周波（ＬＦ）高周波（ＲＦ）の電位
を与える事により、堆積する膜質のコントロール等に用
いられる。１１５は、堆積室内の内圧をモニター制御に
用いる圧力計である。１１６は、膜堆積室１０２を構成
するアプリケーター面１０２ａ，１０２ｂ及び通常壁面
１０２ｃの外側に取り付けられた温度調節ジャケット
（以後温調ジャケットと記す）であり、その内部には冷
却水循環路１１８とランプヒーター１１９を備えてい
る。１２０は、堆積室壁温度と温調ジャケット１１６温
度の相互の熱伝導を調節するための調節板（以後間座と
記す）であり、堆積室壁と温調ジャケットに適切な温度
差を発生することを可能とするものである。より具体的
には、堆積室壁温度を前述の好適温度に維持し、かつ温
調ジャケット１１６内の冷却水の沸点を越えない様にそ
の形状、枚数、厚み、材質を決定する必要がある。形状
については熱伝導効率を左右する要因の１つである接触
面積を調節する。例えば鏡面仕上げや穴明け加工（図
３）、ローレット加工（図４）といったものが挙げられ
る。材質は熱伝導効率の高い例えばアルミニウム、或い
はアルミニウム合金等を用いる。
積室壁にその外側を覆うように熱伝導調節板、温度調節
ジャケットを順に配置することによって、堆積室壁の成
膜時における温度上昇を抑え、堆積室壁温度を膜堆積に
好適な温度に維持して堆積膜を形成するすることが可能
となり、長時間にわたって安定した品質の堆積膜を量産
することのできるものである。以下、図に基づいて、本
発明の堆積室壁の温度調節機構の内容を具体的に説明す
る。図１は、Ｒ−ＲμｗＣＶＤ法のマイクロ波成膜チャ
ンバーにおいて、本発明の膜堆積室冷却方法を実施する
装置を示す模式図である。図１において、１０１は、減
圧状態をつくり出するための外チャンバーである。１０
２は、その内空間にて放電を励起し、膜堆積を行うため
の堆積室である。１０２ａ，１０２ｂは、堆積室を構成
するアプリケーター手段をその一部にもつアプリケータ
ー面である。１０２ｃは、堆積室を構成する通常壁面で
ある。１０３は、帯状基体であり、不図示の搬送機構に
より搬送されて堆積室内を通過し、その帯状基体面によ
って堆積室を構成している。１０４は、真空排気ポンプ
である。１０４は例えば、油拡散ポンプ、ターボ分子ポ
ンプなどからなり膜堆積時には、消費ガスは、本ポンプ
より排気される。１０５は、排気速度を可変とし、外チ
ャンバー内の圧力を調整したり、あるいは閉めきるため
のバルブである。１０６は、いわゆる粗引き用の真空ポ
ンプであり、外チャンバー１０１内が大気圧の際にはバ
ルブ１０７を開けて外チャンバー内を減圧とする。１０
８は、ガス導入管であり、堆積膜形成用の原料ガス等
は、従来の技術で示した如く、マスフローコントローラ
ー等から供給され、ガス導入管を通って膜堆積室１０２
内に導入される １０９は、帯状基体１０３を搬送しながら、所望の成膜
時基板温度まで加熱、維持するための、赤外線ランプヒ
ーター１１０を内蔵したランプヒーターハウスである。
その加熱維持温度は、例えば、熱電対等の温度センサー
１１１により監視、制御される。１１２は、膜堆積室を
構成する消費ガスを排気する排気面であり、堆積室内に
マイクロ波導入管１１３を通して導入されるマイクロ波
を閉じ込め又堆積室内に導入された膜堆積用の原料ガス
あるいは、その消費されたガスが排気される様に、例え
ばパンチングメタル、ルーバー、エキスパンドメタル等
の小孔、あるいは小スリットを有する構造を持つ。１１
４は、放電制御用バイアス電極であり、マイクロ波によ
り膜堆積室内に生起したプラズマに対し不図示の電源よ
り、直流（ＤＣ）低周波（ＬＦ）高周波（ＲＦ）の電位
を与える事により、堆積する膜質のコントロール等に用
いられる。１１５は、堆積室内の内圧をモニター制御に
用いる圧力計である。１１６は、膜堆積室１０２を構成
するアプリケーター面１０２ａ，１０２ｂ及び通常壁面
１０２ｃの外側に取り付けられた温度調節ジャケット
（以後温調ジャケットと記す）であり、その内部には冷
却水循環路１１８とランプヒーター１１９を備えてい
る。１２０は、堆積室壁温度と温調ジャケット１１６温
度の相互の熱伝導を調節するための調節板（以後間座と
記す）であり、堆積室壁と温調ジャケットに適切な温度
差を発生することを可能とするものである。より具体的
には、堆積室壁温度を前述の好適温度に維持し、かつ温
調ジャケット１１６内の冷却水の沸点を越えない様にそ
の形状、枚数、厚み、材質を決定する必要がある。形状
については熱伝導効率を左右する要因の１つである接触
面積を調節する。例えば鏡面仕上げや穴明け加工（図
３）、ローレット加工（図４）といったものが挙げられ
る。材質は熱伝導効率の高い例えばアルミニウム、或い
はアルミニウム合金等を用いる。
【００２１】図２は、堆積室壁温度調節における温調ジ
ャケットの冷却水の水量調節、ヒーターの出力調整につ
いて示したブロック図である。冷却水は、冷却水配管２
０５内を通り流量調節バルブ２０７により定められた一
定流量に調節され、温調ジャケット２０３内の循環路２
０４を通る。一方、ランプヒーター２０９は、温度セン
サー２０８によって測定された堆積室壁２０１温度が所
望の制御温度になるべく、温調器２１０によりランプヒ
ーター２０９の点灯率をリアルタイムで決定し、点灯す
る。冷却水は、常に温調ジャケット２０３内を循環しラ
ンプヒーター２０９は点灯率をリアルタイムで変化させ
ていることで、温調ジャケット２０３の熱容量を決定
し、更に前述した間座２０２によって堆積室壁と温調ジ
ャケット２０３相互の熱伝導を調整することにより、堆
積室壁２０１の温度を好適温度に維持する。上記したよ
うに、本発明の堆積室壁、間座、温調ジャケットの積層
構成並びに温調ジャケット内部の冷却、昇温機があいま
って、冷却水の沸騰の危険性がなく、かつ、堆積膜形成
時、ベーキング時共に堆積室壁温度を理想的に制御でき
ることを可能とするものである。
ャケットの冷却水の水量調節、ヒーターの出力調整につ
いて示したブロック図である。冷却水は、冷却水配管２
０５内を通り流量調節バルブ２０７により定められた一
定流量に調節され、温調ジャケット２０３内の循環路２
０４を通る。一方、ランプヒーター２０９は、温度セン
サー２０８によって測定された堆積室壁２０１温度が所
望の制御温度になるべく、温調器２１０によりランプヒ
ーター２０９の点灯率をリアルタイムで決定し、点灯す
る。冷却水は、常に温調ジャケット２０３内を循環しラ
ンプヒーター２０９は点灯率をリアルタイムで変化させ
ていることで、温調ジャケット２０３の熱容量を決定
し、更に前述した間座２０２によって堆積室壁と温調ジ
ャケット２０３相互の熱伝導を調整することにより、堆
積室壁２０１の温度を好適温度に維持する。上記したよ
うに、本発明の堆積室壁、間座、温調ジャケットの積層
構成並びに温調ジャケット内部の冷却、昇温機があいま
って、冷却水の沸騰の危険性がなく、かつ、堆積膜形成
時、ベーキング時共に堆積室壁温度を理想的に制御でき
ることを可能とするものである。
【００２２】つぎに、図１に示す装置を用いて、本発明
を実施する際の手順について説明する。従来の技術にお
けるＲ−Ｒμ波ＣＶＤ装置のｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室８
５０を、図１に示すチャンバーに置きかえ、本発明の特
徴とするところの堆積室壁の温度調節を行うこと以外
は、従来の技術と同様であるので、重複する箇所の詳細
な説明は省略する。帯状基体１０３を設置した後、まず
減圧作業を開始する。具体的には、粗引きポンプ１０６
により外チャンバー１０１内を０．１ｍｔｏｒｒ程度の
略真空まで引き上げる。つぎに、排気を主排気ポンプ１
０４に切りかえ１０-4ｔｏｒｒ程度の略真空まで引き上
げる。
を実施する際の手順について説明する。従来の技術にお
けるＲ−Ｒμ波ＣＶＤ装置のｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室８
５０を、図１に示すチャンバーに置きかえ、本発明の特
徴とするところの堆積室壁の温度調節を行うこと以外
は、従来の技術と同様であるので、重複する箇所の詳細
な説明は省略する。帯状基体１０３を設置した後、まず
減圧作業を開始する。具体的には、粗引きポンプ１０６
により外チャンバー１０１内を０．１ｍｔｏｒｒ程度の
略真空まで引き上げる。つぎに、排気を主排気ポンプ１
０４に切りかえ１０-4ｔｏｒｒ程度の略真空まで引き上
げる。
【００２３】つぎに、帯状基体１０３及び堆積室壁の加
熱、ベーキング作業を行う。まずガス導入管１０８より
Ｈｅ、Ｈ2等のガスを、不図示のガス流量コントローラ
ーにより適量に調節しながら堆積室１０２内へ導入され
たガスは堆積室壁１３１を構成するパンチングメタル、
ルーバー、エキスパンド・メタル等の孔より外チャンバ
ー内に流出し、更に排気手段１０４により排気される。
堆積室内の圧力は圧力計１１５を見ながらバルブ１０７
の開度を調節することにより所望のものとすることがで
きる。その圧力はマイクロ波を用いた膜堆積を行う際の
圧力に近い圧力とすることが好ましく、具体的には１〜
３０ｍｔｏｒｒ程度である。帯状基体は温度センサー１
１１により温度をモニターしながら通常ａ−Ｓｉ膜堆積
に好適とされる温度まで、ランプヒーター１０９により
加熱される。
熱、ベーキング作業を行う。まずガス導入管１０８より
Ｈｅ、Ｈ2等のガスを、不図示のガス流量コントローラ
ーにより適量に調節しながら堆積室１０２内へ導入され
たガスは堆積室壁１３１を構成するパンチングメタル、
ルーバー、エキスパンド・メタル等の孔より外チャンバ
ー内に流出し、更に排気手段１０４により排気される。
堆積室内の圧力は圧力計１１５を見ながらバルブ１０７
の開度を調節することにより所望のものとすることがで
きる。その圧力はマイクロ波を用いた膜堆積を行う際の
圧力に近い圧力とすることが好ましく、具体的には１〜
３０ｍｔｏｒｒ程度である。帯状基体は温度センサー１
１１により温度をモニターしながら通常ａ−Ｓｉ膜堆積
に好適とされる温度まで、ランプヒーター１０９により
加熱される。
【００２４】堆積室壁は温度センサー１２１により、堆
積室壁が前述の好適温度となるよう温調ジャケット１１
６に内在させたランプヒーター１１９により加熱する。
この時、同時に温調ジャケット１１６内には冷媒である
冷却水が循環している訳だが、ランプヒーター１１９
は、その点灯率によって出力を制御できるものであって
前述の好適温度よりも堆積室壁温度が低い時は、高出
力、高い時は低出力で制御され堆積室壁温度を前述の好
適温度で維持され、また、冷却水も沸点を越えない温度
で循環する。この状態でしばらくの間放置し系内のベー
キングが終了するまで待つ。加熱、ベーキングが終了し
たならば、次に成膜工程を開始する。
積室壁が前述の好適温度となるよう温調ジャケット１１
６に内在させたランプヒーター１１９により加熱する。
この時、同時に温調ジャケット１１６内には冷媒である
冷却水が循環している訳だが、ランプヒーター１１９
は、その点灯率によって出力を制御できるものであって
前述の好適温度よりも堆積室壁温度が低い時は、高出
力、高い時は低出力で制御され堆積室壁温度を前述の好
適温度で維持され、また、冷却水も沸点を越えない温度
で循環する。この状態でしばらくの間放置し系内のベー
キングが終了するまで待つ。加熱、ベーキングが終了し
たならば、次に成膜工程を開始する。
【００２５】成膜を開始するには、まず、堆積室１０２
内に導入するガスをＳｉＨ4，ＧｅＨ4，Ｈ2等の堆積膜
形成の原料ガスに切り替える。ガスを切り替えたなら
ば、改めて排気バルブ１０５を調整し堆積室１０２内を
所望の圧力とする。しかる後に不図示のマイクロ波電源
よりマイクロ波をマイクロ波導入管１１３、不図示のア
イソレーター、パワーメーター窓を通して堆積室１０２
内に投入しマイクロ波放電を励起する。マイクロ波放電
が励起したならば不図示の電源よりＤＣ，ＬＦ，ＲＦ等
膜質を調整する電位をバイアス電極１１４に印加する。
内に導入するガスをＳｉＨ4，ＧｅＨ4，Ｈ2等の堆積膜
形成の原料ガスに切り替える。ガスを切り替えたなら
ば、改めて排気バルブ１０５を調整し堆積室１０２内を
所望の圧力とする。しかる後に不図示のマイクロ波電源
よりマイクロ波をマイクロ波導入管１１３、不図示のア
イソレーター、パワーメーター窓を通して堆積室１０２
内に投入しマイクロ波放電を励起する。マイクロ波放電
が励起したならば不図示の電源よりＤＣ，ＬＦ，ＲＦ等
膜質を調整する電位をバイアス電極１１４に印加する。
【００２６】この時、マイクロ波放電は堆積室壁の温度
上昇をもたらそうとするが前述のとおり温調ジャケット
１１６内の冷却水の循環、ランプヒーター１１９の点灯
率、更には温調ジャケット１１６と堆積室壁の間に我々
の検討の結果得られた良好な熱伝導を行う形状、素材の
間座を配置していることで堆積室壁温度を好適温度に維
持されている。この状態で不図示の帯状基体搬送手段に
より帯状基体の搬送を開始し基体上に連続的に膜堆積を
開始する。この時、もちろん従来の技術について記した
ように、隣接するチャンバーでｎ型ａ−Ｓｉ膜、ｐ型ａ
−Ｓｉ膜等の太陽電池の各層を構成する膜が連続的に形
成され、帯状基体上に、連続的に太陽電池が形成されて
行く。
上昇をもたらそうとするが前述のとおり温調ジャケット
１１６内の冷却水の循環、ランプヒーター１１９の点灯
率、更には温調ジャケット１１６と堆積室壁の間に我々
の検討の結果得られた良好な熱伝導を行う形状、素材の
間座を配置していることで堆積室壁温度を好適温度に維
持されている。この状態で不図示の帯状基体搬送手段に
より帯状基体の搬送を開始し基体上に連続的に膜堆積を
開始する。この時、もちろん従来の技術について記した
ように、隣接するチャンバーでｎ型ａ−Ｓｉ膜、ｐ型ａ
−Ｓｉ膜等の太陽電池の各層を構成する膜が連続的に形
成され、帯状基体上に、連続的に太陽電池が形成されて
行く。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらの実施例によって、何ら制限されるもの
ではない。 ［実施例１］図７は、本発明の実施例１におけるロール
・ツー・ロール成膜装置を利用してａ−ＳｉＧｅ層をｉ
層に用いたａ−ＳｉＧｅトリプル・セル太陽電池を作製
する装置の構成を示すものである。太陽電池の構成は、
ボトム・セルにマイクロ波法で作製するａ−ＳｉＧｅ，
ミドル・セルにマイクロ波法で作製するａ−ＳｉＧｅ，
トップ・セルにＲＦ法で作製するａ−Ｓｉの光電変換層
を用いており、又、その他の層はすべてＲＦ法で作製し
ているが、図７はその典形例である。図７において７０
１は帯状基体である。帯状基体は幅３５０ｍｍ厚さ０．
１５ｍｍのＳＵＳ４３０製であり、既に前工程にて洗浄
と、下地処理が行われている。下地処理は具体的には反
射増大により光利用効率を向上させるための金属のコー
ティング等を含んでいるが、詳しくは表１に記す。
本発明はこれらの実施例によって、何ら制限されるもの
ではない。 ［実施例１］図７は、本発明の実施例１におけるロール
・ツー・ロール成膜装置を利用してａ−ＳｉＧｅ層をｉ
層に用いたａ−ＳｉＧｅトリプル・セル太陽電池を作製
する装置の構成を示すものである。太陽電池の構成は、
ボトム・セルにマイクロ波法で作製するａ−ＳｉＧｅ，
ミドル・セルにマイクロ波法で作製するａ−ＳｉＧｅ，
トップ・セルにＲＦ法で作製するａ−Ｓｉの光電変換層
を用いており、又、その他の層はすべてＲＦ法で作製し
ているが、図７はその典形例である。図７において７０
１は帯状基体である。帯状基体は幅３５０ｍｍ厚さ０．
１５ｍｍのＳＵＳ４３０製であり、既に前工程にて洗浄
と、下地処理が行われている。下地処理は具体的には反
射増大により光利用効率を向上させるための金属のコー
ティング等を含んでいるが、詳しくは表１に記す。
【００２８】こうした帯状基体は、送り出し室７０２に
設置された送り出しボビン７０３から各成膜室へ操り出
される。全成膜室を通過して成膜を終えた基体は巻き取
り室７０４内に設置された巻き取りボビン７０５に巻き
とられる。７１１より７２３は各々内部に成膜室を有す
る真空チャンバーであり、送り出し室７０２、巻き取り
室７０４と共に、すべてのチャンバーが図の如く帯状基
体の通過可能なガス・ゲートで連結されている。又、チ
ャンバーの数が増え、装置の全長が拡大するのに伴っ
て、帯状基体の重力による垂れ下がりが無視出来なくな
るので予め全チャンバーの配置がカテナリー状となるよ
うに設置してある。
設置された送り出しボビン７０３から各成膜室へ操り出
される。全成膜室を通過して成膜を終えた基体は巻き取
り室７０４内に設置された巻き取りボビン７０５に巻き
とられる。７１１より７２３は各々内部に成膜室を有す
る真空チャンバーであり、送り出し室７０２、巻き取り
室７０４と共に、すべてのチャンバーが図の如く帯状基
体の通過可能なガス・ゲートで連結されている。又、チ
ャンバーの数が増え、装置の全長が拡大するのに伴っ
て、帯状基体の重力による垂れ下がりが無視出来なくな
るので予め全チャンバーの配置がカテナリー状となるよ
うに設置してある。
【００２９】そして、チャンバー内にはつぎの各成膜室
が設置されている。すなわち、チャンバー内には、ボト
ム・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室７１１、ボトム・セルｎ
ｉ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜室７１２、ボトム・セルｉ
層成膜用マイクロ波成膜室７１３、ボトム・セルｉｐ拡
散防止層成膜用ＲＦ成膜室７１４、ボトム・セルｐ層成
膜用ＲＦ成膜室７１５、ミドル・セルｎ層成膜用ＲＦ成
膜室７１６、ミドル・セルｎｉ拡散防止層成膜用ＲＦ成
膜室７１７、ミドル・セルｉ層成膜用マイクロ波成膜室
７１８、ミドル・セルｉｐ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜室
７１９、ミドル・セルｐ層成膜用ＲＦ成膜室７２０、ト
ップ・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室７２１、トップ・セル
ｉ層成膜用ＲＦ成膜室７２２、トップ・セルｐ層成膜用
ＲＦ成膜室７２３の各成膜室が設置されている。
が設置されている。すなわち、チャンバー内には、ボト
ム・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室７１１、ボトム・セルｎ
ｉ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜室７１２、ボトム・セルｉ
層成膜用マイクロ波成膜室７１３、ボトム・セルｉｐ拡
散防止層成膜用ＲＦ成膜室７１４、ボトム・セルｐ層成
膜用ＲＦ成膜室７１５、ミドル・セルｎ層成膜用ＲＦ成
膜室７１６、ミドル・セルｎｉ拡散防止層成膜用ＲＦ成
膜室７１７、ミドル・セルｉ層成膜用マイクロ波成膜室
７１８、ミドル・セルｉｐ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜室
７１９、ミドル・セルｐ層成膜用ＲＦ成膜室７２０、ト
ップ・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室７２１、トップ・セル
ｉ層成膜用ＲＦ成膜室７２２、トップ・セルｐ層成膜用
ＲＦ成膜室７２３の各成膜室が設置されている。
【００３０】この様な本発明の成膜装置を用いてトリプ
ル・セル太陽電池を作製するが本発明の冷却手段である
温調ジャケットは図１で示すとおり堆積室壁外側を囲む
ように配置され、温調ジャケット内を流れる冷却水量は
１．２リットル／ｍｉｎに設定した。また、膜堆積室と
温調ジャケットの間に挟むように配置される間座の形状
は、図３で示すとおり膜堆積室壁面積比５０％の孔明け
加工を施し、ブラスト処理をしたもので、厚さ６ｍｍの
アルミニウム（Ａ５０５２Ｐ）材のものを１枚用いてい
る。温調ジャケット、間座、堆積室、壁はボルトにより
共締し密着させている。トリプル・セル太陽電池作製の
具体的な手段は、既に、従来技術及び構成の項で説明し
たのでここでは省略する。また、その詳細な成膜条件に
ついては、表１に示しておく。堆積室壁温度とトリプル
・セル太陽電池の光電変換効率の各々の経時的に測定し
た結果を、図５における△印、図６における△印に示
す。図５及び図６から、堆積室壁温度２９０℃、光電変
換効率１０％で長時間に渡り安定していることが判る。
ル・セル太陽電池を作製するが本発明の冷却手段である
温調ジャケットは図１で示すとおり堆積室壁外側を囲む
ように配置され、温調ジャケット内を流れる冷却水量は
１．２リットル／ｍｉｎに設定した。また、膜堆積室と
温調ジャケットの間に挟むように配置される間座の形状
は、図３で示すとおり膜堆積室壁面積比５０％の孔明け
加工を施し、ブラスト処理をしたもので、厚さ６ｍｍの
アルミニウム（Ａ５０５２Ｐ）材のものを１枚用いてい
る。温調ジャケット、間座、堆積室、壁はボルトにより
共締し密着させている。トリプル・セル太陽電池作製の
具体的な手段は、既に、従来技術及び構成の項で説明し
たのでここでは省略する。また、その詳細な成膜条件に
ついては、表１に示しておく。堆積室壁温度とトリプル
・セル太陽電池の光電変換効率の各々の経時的に測定し
た結果を、図５における△印、図６における△印に示
す。図５及び図６から、堆積室壁温度２９０℃、光電変
換効率１０％で長時間に渡り安定していることが判る。
【００３１】
【表１】 （比較例）比較例においては、本発明のロール・ツー・
ロール成膜装置を用い堆積室壁の冷却を行わない、具体
的には冷却水を循環させず抜き去った状態で実施例１と
同様の方法でトリプル・セル太陽電池を作製した。膜堆
積壁温度とトリプル・セル太陽電池の充電変換効率の各
々の経時的に測定した結果を図５における□印、図６に
おける□印に示す。図５及び図６から、堆積室壁温度は
前記好適温度を越え上昇し、光電変換効率も急激に劣化
していることが判る。
ロール成膜装置を用い堆積室壁の冷却を行わない、具体
的には冷却水を循環させず抜き去った状態で実施例１と
同様の方法でトリプル・セル太陽電池を作製した。膜堆
積壁温度とトリプル・セル太陽電池の充電変換効率の各
々の経時的に測定した結果を図５における□印、図６に
おける□印に示す。図５及び図６から、堆積室壁温度は
前記好適温度を越え上昇し、光電変換効率も急激に劣化
していることが判る。
【００３２】［実施例２］実施例２においては、図４で
示す膜堆積室壁面積比９％のローレット加工を表裏両面
に施し、ブラスト処理をしたＡｌ（Ａ５０５２Ｐ）材の
間座１枚を用いて実施例１と同様の方法でトリプル・セ
ル太陽電池を作製した。成膜条件を表２に示す。膜堆積
室壁温度とトリプル・セル太陽電池の光電変換効率の各
々の経時的に測定した結果を、図５における○印、図６
における○印に示す。図５および図６から、堆積室壁温
度２２０℃、光電変換効率１０％で長時間に渡り安定し
ていることが判る。
示す膜堆積室壁面積比９％のローレット加工を表裏両面
に施し、ブラスト処理をしたＡｌ（Ａ５０５２Ｐ）材の
間座１枚を用いて実施例１と同様の方法でトリプル・セ
ル太陽電池を作製した。成膜条件を表２に示す。膜堆積
室壁温度とトリプル・セル太陽電池の光電変換効率の各
々の経時的に測定した結果を、図５における○印、図６
における○印に示す。図５および図６から、堆積室壁温
度２２０℃、光電変換効率１０％で長時間に渡り安定し
ていることが判る。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【発明の効果】本発明は、以上のように、堆積室壁の外
側を覆うように熱伝導調節板、温度調節ジャケットを順
に配置することによって、堆積室壁の成膜時における温
度上昇を抑え、堆積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維
持して堆積膜を形成することが可能となり、長時間にわ
たって安定した品質の堆積膜、とりわけ、非晶質半導体
を利用した大面積の良質な光起電力素子を量産すること
のできるマイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いた膜堆積方
法および装置を実現することができる。
側を覆うように熱伝導調節板、温度調節ジャケットを順
に配置することによって、堆積室壁の成膜時における温
度上昇を抑え、堆積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維
持して堆積膜を形成することが可能となり、長時間にわ
たって安定した品質の堆積膜、とりわけ、非晶質半導体
を利用した大面積の良質な光起電力素子を量産すること
のできるマイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いた膜堆積方
法および装置を実現することができる。
【図１】本発明のロール・ツー・ロール成膜装置を構成
するμ波を利用した成膜チャンバーおよび真空チャンバ
ーを表す模式図である。
するμ波を利用した成膜チャンバーおよび真空チャンバ
ーを表す模式図である。
【図２】温度調節ジャケットの状態を表すブロック図で
ある。
ある。
【図３】本発明の堆積室壁温度と、温調ジャケット温度
の相互の熱伝導を調節する実施例１で用いた調節板の模
式図である。
の相互の熱伝導を調節する実施例１で用いた調節板の模
式図である。
【図４】本発明の堆積室壁温度と、温調ジャケット温度
の相互の熱伝導を調節する実施例２で用いた調節板の模
式図である。
の相互の熱伝導を調節する実施例２で用いた調節板の模
式図である。
【図５】膜堆積経過時間における堆積壁温度の関係を表
したグラフである。
したグラフである。
【図６】膜堆積経過時間における充電変換効率の関係を
表したグラフである。
表したグラフである。
【図７】本発明のロール・ツー・ロール・トリプル・セ
ル成膜装置を表す模式図である。
ル成膜装置を表す模式図である。
【図８】従来のロール・ツー・ロール成膜装置を表す模
式図である。
式図である。
１０１：外チャンバー １０２：堆積室 １０２ａ，１０２ｂ：アプリケーター面 １０２ｃ：通常壁面 １０３：帯状基体（帯状基体面） １０４：真空排気ポンプ １０５：バルブ １０６：粗引き用真空ポンプ １０７：バルブ １０８：ガス導入管 １０９：ランプヒーターハウス １１０：ランプヒーター １１１：温度センサー １１２：小孔、小スリットを有する膜堆積壁（排気面） １１３：マイクロ波導入管 １１４：バイアス電極 １１５：圧力計 １１６：温度調節ジャケット（温調ジャケット） １１７：堆積壁 １１８：冷却水循環路 １１９：ランプヒーター １２０：熱伝導調節板 １２１：温度センサー ２０１：堆積室壁 ２０２：熱伝導調節板（間座） ２０３：温度調節ジャケット ２０４：冷却水循環路 ２０５：冷却水配管 ２０６：流量計 ２０７：流量調節バルブ ２０８：温度センサー ２０９：ランプヒーター ２１０：温調器 ２１１：電源 ７０１：帯状基体 ７０２：送り出し室 ７０３：送り出しボビン ７０４：巻き取り室 ７０５：巻き取りボビン ７１１：ボトム・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室 ７１２：ボトム・セルｎ／ｉ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜
室 ７１３：ボトム・セルｉ層成膜用マイクロ波成膜室 ７１４：ボトム・セルｉ／ｐ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜
室 ７１５：ボトム・セルｐ層成膜用ＲＦ成膜室 ７１６：ミドル・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室 ７１７：ミドル・セルｎ／ｉ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜
室 ７１８：ミドル・セルｉ層成膜用マイクロ波成膜室 ７１９：ミドル・セルｉ／ｐ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜
室 ７２０：ミドル・セルｐ層成膜用ＲＦ成膜室 ７２１：トップ・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室 ７２２：トップ・セルｉ層成膜用ＲＦ成膜室 ７２３：トップ・セルｐ層成膜用ＲＦ成膜室 ８０１：帯状気体 ８１１，８９１：各々基体を巻きつけるボビン ８１０：基体の送り出し室 ８３０：ｎ型ａ−Ｓｉ成膜室を内部に有する真空チャン
バー ８５０：ｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室を内部に有する真空チ
ャンバー ８７０：ｐ型ａ−Ｓｉ成膜室を内部に有する真空チャン
バー ８９０：基体の巻き取り室 ８２０，８４０，８６０，８８０：ゲート ８３０ａ，８７０ａ：ＲＦ電源 ８５０ａ：マイクロ波アプリケーター ８３０ｂ，８７０ｂ：カソード電極 ８５０ｂ：導波管 ８０２ａ：ＳｉＨ4ガス・ボンベ ８０３ａ：ＧｅＨ4ガス・ボンベ ８０４ａ：Ｈ2ガス・ボンベ ８０５ａ：ＰＨ3ガス・ボンベ ８０６ａ：Ｂ2Ｈ6ガス・ボンベ ８０２ｂ〜８０６ｂ：ガスボンベの開閉バルブ ８０２ｃ〜８０６ｃ：減圧器 ８３０ｃ，８５０ｃ，８７０ｃ：ガス混合器 ８３０ｄ，８５０ｄ，８７０ｄ：ガス導入ライン ８１０ｅ，８３０ｅ，８５０ｅ，８７０ｅ，８９０ｅ：
排気ポンプ ８３０ｆ，８５０ｆ，８７０ｆ：基体加熱用ヒーター ８３０ｇ，８５０ｇ，８７０ｇ：基体加熱用ヒーターの
電源 ８０７ａ：ゲート用パージ・ガス・ボンベ ８０７ｂ：減圧器 ８０７ｃ，８０７ｄ：ガス流量調節器 ８４１，８６１：ギャップ調整部品 ８４２，８６２：ゲートガス導入口 ８３１，８５１，８７１：脱着可能な前フランジ
室 ７１３：ボトム・セルｉ層成膜用マイクロ波成膜室 ７１４：ボトム・セルｉ／ｐ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜
室 ７１５：ボトム・セルｐ層成膜用ＲＦ成膜室 ７１６：ミドル・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室 ７１７：ミドル・セルｎ／ｉ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜
室 ７１８：ミドル・セルｉ層成膜用マイクロ波成膜室 ７１９：ミドル・セルｉ／ｐ拡散防止層成膜用ＲＦ成膜
室 ７２０：ミドル・セルｐ層成膜用ＲＦ成膜室 ７２１：トップ・セルｎ層成膜用ＲＦ成膜室 ７２２：トップ・セルｉ層成膜用ＲＦ成膜室 ７２３：トップ・セルｐ層成膜用ＲＦ成膜室 ８０１：帯状気体 ８１１，８９１：各々基体を巻きつけるボビン ８１０：基体の送り出し室 ８３０：ｎ型ａ−Ｓｉ成膜室を内部に有する真空チャン
バー ８５０：ｉ型ａ−ＳｉＧｅ成膜室を内部に有する真空チ
ャンバー ８７０：ｐ型ａ−Ｓｉ成膜室を内部に有する真空チャン
バー ８９０：基体の巻き取り室 ８２０，８４０，８６０，８８０：ゲート ８３０ａ，８７０ａ：ＲＦ電源 ８５０ａ：マイクロ波アプリケーター ８３０ｂ，８７０ｂ：カソード電極 ８５０ｂ：導波管 ８０２ａ：ＳｉＨ4ガス・ボンベ ８０３ａ：ＧｅＨ4ガス・ボンベ ８０４ａ：Ｈ2ガス・ボンベ ８０５ａ：ＰＨ3ガス・ボンベ ８０６ａ：Ｂ2Ｈ6ガス・ボンベ ８０２ｂ〜８０６ｂ：ガスボンベの開閉バルブ ８０２ｃ〜８０６ｃ：減圧器 ８３０ｃ，８５０ｃ，８７０ｃ：ガス混合器 ８３０ｄ，８５０ｄ，８７０ｄ：ガス導入ライン ８１０ｅ，８３０ｅ，８５０ｅ，８７０ｅ，８９０ｅ：
排気ポンプ ８３０ｆ，８５０ｆ，８７０ｆ：基体加熱用ヒーター ８３０ｇ，８５０ｇ，８７０ｇ：基体加熱用ヒーターの
電源 ８０７ａ：ゲート用パージ・ガス・ボンベ ８０７ｂ：減圧器 ８０７ｃ，８０７ｄ：ガス流量調節器 ８４１，８６１：ギャップ調整部品 ８４２，８６２：ゲートガス導入口 ８３１，８５１，８７１：脱着可能な前フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大利 博和 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 越前 裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金井 正博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】成膜空間を形成する堆積室壁と、前記堆積
室壁を囲んで減圧状態とするための外チャンバーを備
え、帯状基体を前記成膜空間の側壁の１つとするように
して長手方向に連続的に移動させながら、前記成膜空間
内に成膜用ガスを導入すると共にマイクロ波エネルギー
放射させてマイクロ波プラズマを生起させ、前記移動す
る帯状基体の表面上に連続的に堆積膜を形成する膜堆積
方法において、前記堆積室壁にその外側を覆うように熱
伝導調節板、温度調節ジャケットを順に配置し、堆積室
壁の成膜時における温度上昇を抑え、堆積室壁温度を膜
堆積に好適な温度に維持して堆積膜を形成することを特
徴とする膜堆積方法。 - 【請求項２】前記堆積膜の形成は、冷却水温度を１００
℃以下に制御すると共に、堆積室壁の温度を１５０℃及
至３５０℃に制御することにより行われることを特徴と
する請求項１に記載の膜堆積方法。 - 【請求項３】前記堆積室壁は、アプリケーター手段をそ
の一部に有するアプリケーター面と、消費ガスの排気面
と、帯状基体面と、これら以外の面である通常面から構
成されていることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の膜堆積方法。 - 【請求項４】前記熱伝導調節板は、堆積室壁と温度調節
ジャケットと相互の熱伝導を調節してこれらの間に適切
な温度差を発生させ、堆積室壁温度を膜堆積に好適な温
度に維持することを特徴とする請求項１〜請求項３のい
ずれか１項に記載の膜堆積方法。 - 【請求項５】前記熱伝導調節板は、その熱伝導の調節を
堆積室壁または温度調節ジャケットとの接触面積の調節
により行うことを特徴とする請求項４に記載の膜堆積方
法。 - 【請求項６】前記熱伝導調節板は、その接触面積の調節
を熱伝導調節板に鏡面仕上げ、または穴明け加工、また
はローレット加工のいずれかを施して行うようにしたこ
とを特徴とする請求項５に記載の膜堆積方法。 - 【請求項７】前記温度調節ジャケットは、その内部に冷
媒を用いた冷却機構とヒーターによる昇温機構とを併せ
備え、温度調節するようにしたことを特徴とする請求項
１〜請求項６のいずれか１項に記載の膜堆積方法。 - 【請求項８】成膜空間を形成する堆積室壁と、前記堆積
室壁を囲んで減圧状態とするための外チャンバーを備
え、帯状基体を前記成膜空間の側壁の１つとするように
して長手方向に連続的に移動させながら、前記成膜空間
内に成膜用ガスを導入すると共にマイクロ波エネルギー
放射させてマイクロ波プラズマを生起させ、前記移動す
る帯状基体の表面上に連続的に堆積膜を形成する膜堆積
装置において、前記堆積室壁をアプリケーター手段をそ
の一部に有するアプリケーター面と、消費ガスの排気面
と、帯状基体面と、これら以外の面である通常面によっ
て構成し、堆積室壁温度を膜堆積に好適な温度に維持す
るために前記堆積室壁の外側を覆うように熱伝導調節
板、温度調節ジャケットの順に配置したことを特徴とす
る膜堆積装置。 - 【請求項９】前記熱伝導調節板には、鏡面仕上げ、また
は孔明け加工、またはローレット加工のいずれかが施さ
れていることを特徴とする請求項８に記載の膜堆積装
置。 - 【請求項１０】前記熱伝導調節板が、アルミニウムまた
はアルミニウム合金で形成されていることを特徴とする
請求項８に記載の膜堆積装置。 - 【請求項１１】前記温度調節ジャケットは、その内部に
冷媒を用いた冷却機構とヒーターによる昇温機構とが設
けられていることを特徴とする請求項８〜請求項１０の
いずれか１項に記載の膜堆積装置。
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